TWI827168B - 烷烴和烷基芳族烴之脫氫方法 - Google Patents

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Abstract

烴可與脫氫觸媒粒子接觸以產生可包含焦化觸媒粒子及經脫氫之烴的流出物。可從流出物分離焦化觸媒粒子富集之第一流以及經脫氫之烴富集且含有夾帶的觸媒粒子之第二流。第二流可與第一驟冷介質接觸以產生經冷卻之流。經冷卻之流可在驟冷塔中與第二驟冷介質接觸。可從該塔分離包含經脫氫之烴的氣態流、第一驟冷介質流、以及包含第二驟冷介質和夾帶的觸媒粒子之漿料流。可再循環第一驟冷介質。可從漿料分離夾帶的觸媒粒子以提供回收之第二驟冷介質以及回收之夾帶的觸媒粒子。可再循環回收之第二驟冷介質。

Description

烷烴和烷基芳族烴之脫氫方法
本揭露內容係關於一或多種烷烴及/或烷基芳族烴之脫氫方法。更具體而言，本揭露內容係關於在流體化觸媒粒子(fluidized catalyst particle)存在下使一或多種烷烴(alkane)及/或一或多種烷基芳族烴(alkyl aromatic hydrocarbon)脫氫(dehydrogenating)以產生包含一或多種烯烴(olefin)之流出物(effluent)的方法。 相關申請案之交互參照
本案主張2021年8月11日提出申請之美國臨時申請案63/231,939號、及2022年4月8日提出申請之美國臨時申請案63/328,935之優先權及權益，二者揭露內容係以引用方式整體併入本文中。
烷烴及/或烷基芳族烴進料(feed)之脫氫(dehydrogenation)提供用於製造各種商業產品(建築、包裝等)之烯烴板(olefinic slate)。特別是，丙烷之脫氫產生丙烯(propylene)，其為生產聚丙烯之重要中間物。將烴進料引入反應器且在能使烴進料脫氫之高溫下與流體化脫氫觸媒粒子接觸以產生轉化流出物(conversion effluent)。脫氫方法係經設計以使用一或多個旋風器(cyclone)回收(recover)觸媒粒子。然而，會需要回收未被收集之觸媒粒子以再循環回反應器或用於金屬回收(metal reclamation)等。
改善從轉化流出物分離觸媒粒子的一種方式係增加轉化流出物通過的旋風器數目。然而，關於轉化流出物之組成，使用多於兩個旋風器級(cyclone stages)增加轉化流出物於高溫之滯留時間(residence time)，且因產物及未反應之烴進料組分會經歷降低所希望產物的產率之進一步熱反應而為不受歡迎的。另一方面，不充分分離(insufficient separation)亦不受歡迎，原因係使產物流驟冷(quench)時留在氣態產物流(gaseous product stream)中之任何觸媒粒子會造成逆向脫氫(reverse dehydrogenation)，以及因必須再加熱至反應溫度之觸媒量增加，大量在下游以較低溫回收之觸媒需要更多熱以輸入該方法中。
因此，需要使烷烴及/或烷基芳族烴脫氫以產生轉化流出物及由彼回收觸媒粒子之改良方法。本揭露內容滿足此需要及其他需要。
提供使烷烴及/或烷基芳族烴升級(upgrading)之方法。於一些實施態樣中，使烴(hydrocarbon)升級之方法可包含(I)在轉化區(conversion zone)中使含烴進料(hydrocarbon-containing feed)與流體化脫氫觸媒粒子(fluidized dehydrogenation catalyst particle)接觸以進行至少一部分之含烴進料的脫氫(dehydrogenation)，以產生可包含焦化觸媒粒子(coked catalyst particle)及一或多種經脫氫之烴(dehydrogenated hydrocarbon)的轉化流出物(conversion effluent)。該方法亦可包含(II)從轉化流出物分離(separating)焦化觸媒粒子富集(rich in the coked catalyst particle)且一或多種經脫氫之烴貧乏(lean in the one or more dehydrogenated hydrocarbon)之第一流(first stream)以及一或多種經脫氫之烴富集且包含夾帶的焦化觸媒粒子(entrained coked catalyst particle)之第二流(second stream)。該方法亦可包含(III)使第二流與第一驟冷介質(first quench medium)接觸以產生經冷卻之第二流(cooled second stream)。該方法亦可包含(IV)在驟冷塔(quench tower)內使經冷卻之第二流與第二驟冷介質(second quench medium)接觸。該方法亦可包含(V)從驟冷塔回收(recovering)包含一或多種經脫氫之烴的氣態流(gaseous stream)、經冷凝(condensed)之第一驟冷介質流、以及可包含至少一部分呈液相的第二驟冷介質及夾帶的焦化觸媒粒子之漿料流(slurry stream)。該方法亦可包含(VI)將至少一部分經冷凝之第一驟冷介質再循環(recycling)至步驟(III)。該方法亦可包含(VII)從漿料流分離至少一部分夾帶的焦化觸媒粒子以提供回收之第二驟冷介質流以及回收之夾帶的焦化觸媒粒子流。該方法亦可包含(VIII)將至少一部分回收之第二驟冷介質流再循環(recycling)至步驟(IV)。
現在茲說明本發明之各種具體實施態樣、變體(version)及實例，包括本文所採用以供理解所主張之發明的較佳實施態樣及定義。雖然以下詳細描述提供具體較佳實施態樣，但熟習本領域之人士咸瞭解該等實施態樣僅為例示性，且本發明可以其他方式實施。基於判定侵權(infringement)之目的，本發明之範圍係指所附申請專利範圍中任一或多項，包括其相當者(equivalent)以及與所述之要素或限制相當(equivalent)之要素(element)或限制(limitation)。任何指稱「本發明(invention)」可指申請專利範圍所界定之發明中的一或多者，但不一定係指全部。
本揭露內容中，方法係描述為包含至少一個「步驟(step)」。應瞭解，各步驟為在該方法中可以連續(continuous)或不連續(discontinuous)方式進行一次或多次之動作或操作。除非有相反指明或內文另清楚指示，否則方法中之多個步驟可以所列順序依序進行，與一或多個其他步驟重疊(overlapping)或不重疊，或當情況允許時，以任何其他順序進行。此外，關於相同或不同材料批次(batch)，一或多個或甚至所有步驟可同時進行。例如，在連續方法中，雖然方法中之第一步驟係針對剛進料至該方法起點(beginning)的原料進行，第二步驟可針對從處理在第一步驟中較早時間進料至該方法的原料所得的中間材料(intermediate material)同時進行。較佳地，該等步驟係以所述順序進行。
除非另外指示，否則本揭露內容中所有表示量(quantities)的數字在所有實例中應理解為由用語「約(about)」修飾。亦應理解本說明書及申請專利範圍中所使用的精確數值構成具體實施態樣。已努力確保實例中之數據的精確性。然而，應瞭解任何所量得之數據本身含有某程度因用於獲得測量所使用的技術及/或設備之限制(limitation)所導致的誤差(error)。
此處使用一組數值上限(numerical upper limit)及一組數值下限(numerical lower limit)描述一些實施態樣及特徵。應理解，除非另有指示，否則係慮及包含任兩個值之組合的範圍，例如任何較低值與任何較高值之組合、任兩個較低值之組合、及/或任兩個較高值之組合。
除非相反地指明或上下文另清楚指示，否則不定冠詞「一」(「a」或「an」)，如本文中使用，係意指「至少一」。因此，除非相反地指明或上下文另清楚指示使用僅一反應器或轉化區，否則使用「反應器(a reactor)」或「轉化區(a conversion zone)」之實施態樣包含其中使用一、二或更多反應器或轉化區之實施態樣。
本文中所使用之用語「上(up)」及「下(down)」；「向上(upward)」及「向下(downward)」；「上方(upper)」及「下方(lower)」；「向上地(upwardly)」及「向下地(downwardly)」；「上方(above)」及「下方(below)」及其他類似用語係指彼此的相對位置(relative position)且因使用彼之裝置及方法在各種不同角度或定向(orientation)可能同樣有效所以非意欲表示特定的空間定向(spatial orientation)。
術語「烴(hydrocarbon)」意指(i)由氫與碳原子所組成之任何化合物，或(ii)二或更多種(i)中之此類化合物的任何混合物。術語「Cn烴(Cn hydrocarbon)」(其中n為正整數)意指(i)分子中包含總數為n之碳原子的任何烴化合物，或(ii)二或更多種(i)中之此類烴化合物的任何混合物。因此，C2烴可為乙烷、乙烯、乙炔或此等化合物中至少兩者之任何比例的混合物。「Cm至Cn烴(Cm to Cn hydrocarbon)」或「Cm-Cn烴(Cm-Cn hydrocarbon)」(其中m及n為正整數且m ＜ n)意指Cm、Cm+1、Cm+2、…、Cn-1、Cn烴或其二或更多者之任何混合物中之任一者。因此，「C2至C3烴」或「C2-C3烴」可為乙烷、乙烯、乙炔、丙烷、丙烯、丙炔、丙二烯、環丙烷及其二或更多者之組分間任何比例的任何混合物中之任一者。「飽和C2-C3烴」可為乙烷、丙烷、環丙烷或其二或更多者之任何比例的任何混合物。「Cn+烴(Cn+ hydrocarbon)」意指(i)分子中包含總數至少為n之碳原子的任何烴化合物，或(ii)二或更多種(i)中之此類烴化合物的任何混合物。「Cn-烴(Cn- hydrocarbon)」意指(i)分子中包含總數至多為n之碳原子的任何烴化合物，或(ii)二或更多種(i)中之此類烴化合物的任何混合物。「Cm烴流(Cm hydrocarbon stream)」意指基本上由Cm烴組成之烴流。「Cm-Cn烴流(Cm-Cn hydrocarbon stream)」意指基本上由Cm-Cn烴組成之烴流。
基於本揭露內容之目的，元素之命名係根據Hawley's Condensed Chemical Dictionary, 16 thEd., John Wiley & Sons, Inc., (2016), Appendix V中所提供之元素周期表版本(採用新符號(new notation))。例如，8族元素包含Fe，9族元素包含Co，以及10族元素包含Ni。術語「類金屬(metalloid)」，如本文使用，係指下列元素：B、Si、Ge、As、Sb、Te、及At。本揭露內容中，除非上下文另有指明或另有清楚地指示，否則給定元素表示為存在時，其可呈元素態(elemental state)或呈其任何化學化合物(chemical compound)。
術語「烷烴(alkane)」意指飽和烴(saturated hydrocarbon)。術語「環烷烴(cyclic alkane)」意指其分子結構中包含環狀碳環(cyclic carbon ring)之飽和烴。烷烴可為直鏈(linear)、支鏈(branched)、或環狀(cyclic)。
應根據其技術領域公認範圍(art-recognized scope)來理解術語「芳族(aromatic)」，其包含經烷基取代(alkyl substituted)及未經取代之單核及多核化合物(polynuclear compound)。
術語「富集(rich)」用於諸如「X富集(X-rich或rich in X)」之詞語時意指，關於由裝置(例如，轉化區)獲得之流出流(outgoing stream)，該流包含的材料X之濃度比在進料至衍生該流之同一裝置的進料材料(feed material)中的還高。術語「貧乏(lean)」用於諸如「X貧乏(X-lean或lean in X)」之詞語時意指，關於由裝置(例如，轉化區)獲得之流出流，該流包含的材料X之濃度比在進料至衍生該流之同一裝置的進料材料中的還低。
術語「混合金屬氧化物(mixed metal oxide)」係指包含以原子尺度(atomic scale)混合之氧原子及至少兩不同金屬原子的組成物。例如，「混合Mg/Al金屬氧化物(mixed Mg/Al metal oxide)」具有以原子尺度混合之O、Mg、及Al原子，且實質上與藉由煅燒(calcining)具有化學式(general chemical formula)] 之Mg/Al水滑石(hydrotalcite)所獲得的組成物相同，其中A為負電荷n之相對陰離子(counter anion)，x係在＞ 0至＜ 1之範圍，以及m為≥ 0。由混合在一起之nm大小的MgO粒子及nm大小的Al 2O 3粒子組成的材料不為混合金屬氧化物，因Mg及Al原子並非以原子尺度混合(mixed on an atomic scale)，而是以nm尺寸度混合(mixed on a nm scale)。
術語「選擇性(selectivity)」係指於催化反應(catalytic reaction)中之指定化合物的產量(production)(以碳莫耳基準計(on a carbon mole basis))。作為實例，詞語「烷烴轉化反應具有100%之烯烴選擇性」意指100%於反應中轉化之烷烴(碳莫耳基準)係轉化成烯烴。與指定反應物結合使用時，術語「轉化率(conversion)」意指反應中所消耗之反應物的量。例如，當指定反應物為丙烷時，100%轉化率意指反應中消耗100%之丙烷。產率(yield)(碳莫耳基準)係轉化率(conversion)乘以選擇性(selectivity)。
術語「氣箱(plenum)」意指反應器或分離器中促進將熱產物流(hot product stream)從反應器或分離器帶至出口的管(pipe)或導管(duct)之間的流體連通(fluid communication)之區域。反應器或分離器可具有多個氣箱，例如第一氣箱及第二氣箱，以及除非另外提及，否則術語氣箱將指多個氣箱中之任一者。
術語「漿料(slurry)」意指包含以漿料之重量為基準計高達20 wt%之量的細粒(fine)或固體(solid)之任何液態流。術語「淤泥(sludge)」意指包含以漿料之重量為基準計在＞ 20 wt%至40 wt%之範圍的細粒或固體之任何液態流(liquid stream)。術語「濾餅(cake)」意指包含以漿料之重量為基準計＞ 40 wt%之量的細粒或固體之任何液態流。 概述
含烴進料(hydrocarbon-containing feed)可於任何適宜的轉化區(conversion zone)中與流體化脫氫觸媒粒子(fluidized dehydrogenation catalyst particle)接觸以進行至少一部分之含烴進料的脫氫(dehydrogenation)，以產生可包含焦化觸媒粒子(coked catalyst particle)及一或多種經脫氫之烴(dehydrogenated hydrocarbon)的轉化流出物(conversion effluent)。於一些實施態樣中，一或多種經脫氫之烴可為或可包含乙烯、丙烯、一或多種丁烯、一或多種戊烯、或其任何混合物。於一些實施態樣中，轉化流出物亦可包含苯。脫氫觸媒粒子(dehydrogenation catalyst particle)可包含一或多種置於載體上之8-10族元素(Group 8-10 element)，例如，Pt。
焦化觸媒粒子富集(rich in the coked catalyst particle)且一或多種經脫氫之烴貧乏(lean in the one or more dehydrogenated hydrocarbon)之第一流(first stream)及包含夾帶的焦化觸媒粒子(entrained coked catalyst particle)之一或多種經脫氫之烴富集之第二流(second stream)可從轉化流出物分離或其他方式獲得。於一些實施態樣中，第一流及第二流可在一或多個分離裝置(separation device)或氣體/固體分離器(gas/solid separator)內從轉化流出物分離。於一些實施態樣中，第一流及第二流可經由一或多個旋風器(cyclone)從轉化流出物分離。於一些實施態樣中，第一流及第二流可於主分離裝置(primary separation device)及在主分離裝置下游且與其流體連通之副分離裝置(secondary separation device)(例如，主旋風器(primary cyclone)及副旋風器(secondary cyclone))中從轉化流出物分離。於一些實施態樣中，第一流及第二流可於主分離裝置中從轉化流出物分離。於一些實施態樣中，多個主分離裝置可並聯(in parallel)布置。於一些實施態樣中，多個副分離裝置可並聯布置。於一些實施態樣中，多個主分離裝置可並聯布置，多個副分離裝置可並聯布置，以及多個並聯布置之副分離裝置可布置在多個並聯布置之主分離裝置的下游。
第二流可與第一驟冷介質(first quench medium)接觸以產生經冷卻之第二流(cooled second stream)。例如，當分離裝置或氣體/固體分離器為旋風器時，第二流可在旋風器之氣箱(plenum)或與氣箱流體連通之轉移管線(transfer line)內與第一驟冷介質接觸，以產生經冷卻之第二流。經冷卻之第二流可在驟冷塔(quench tower)內與第二驟冷介質(second quench medium)接觸。包含一或多種經脫氫之烴的實質上不含或不含夾帶的焦化觸媒粒子之氣態流(gaseous stream)可作為來自驟冷塔之塔頂產物(overhead)回收。經冷凝之第一驟冷介質流(condensed first quench medium stream)可作為來自驟冷塔之側抽出物(side draw)回收，以及可將至少一部分經冷凝之第一驟冷介質再循環(recycle)以接觸額外量之第二流(additional quantity of the second stream)以產生額外冷卻量之第二流(additional cooled quantity of the second stream)。可包含至少一部分第二驟冷介質及夾帶的焦化觸媒粒子之漿料流(slurry stream)可作為來自驟冷塔之底部物流(bottoms stream)回收。於一些實施態樣中，驟冷塔內之底部區(bottom zone)可含有漿料流之存量(inventory)，因此可從存量(inventory)抽出(draw)從驟冷塔回收之漿料流。於一些實施態樣中，可緊接在第二流離開主分離裝置之後或就在第二流進入副分離裝置之前使第二流與第一驟冷介質接觸，以產生經冷卻之第二流。然後，經冷卻之第二流可在其於驟冷塔內與第二驟冷介質接觸之前進入一或多個副分離裝置。
可從漿料分離至少一部分夾帶的焦化觸媒粒子以提供夾帶的焦化觸媒粒子貧乏或不含任何夾帶的焦化觸媒粒子之回收之第二驟冷介質(recovered second quench medium)以及回收之夾帶的焦化觸媒粒子流(recovered entrained coked catalyst particles stream)。於一些實施態樣中，可將至少一部分回收之第二驟冷介質再循環至驟冷塔以於其中接觸額外量之經冷卻之第二流。
於一些實施態樣中，本文所揭露之觸媒粒子在與額外量之含烴進料(additional quantity of the hydrocarbon-containing feed)再接觸之前可於經歷額外的還原步驟(additional reduction step)之後展現改良之活性(activity)及選擇性(selectivity)。另外，後還原觸媒粒子(post-reduced catalyst particle)在含烴進料存在下可維持改良之活性及選擇性10分鐘或更久。因此，於一些實施態樣中，該方法可視需要包含使至少一部分再生觸媒粒子與還原氣體接觸以產生再生且還原之觸媒粒子(regenerated and reduced catalyst particle)。於該實施態樣中，額外量之含烴進料可與至少一部分再生且還原之觸媒粒子接觸以產生額外轉化流出物(additional conversion effluent)。於另外的實施態樣中，該方法可包含使至少一部分再生觸媒粒子及至少一部分再生且還原之觸媒粒子與額外量之含烴進料接觸以產生額外轉化流出物。於又另外的實施態樣中，該方法可包含使至少一部分再生觸媒粒子、至少一部分再生且還原之觸媒粒子、及/或新的(new)或補充的(make-up)觸媒粒子接觸以產生額外轉化流出物。 烴脫氫方法
含烴進料可於任何適宜的轉化區內與脫氫觸媒粒子接觸以進行至少一部分之含烴進料的脫氫，以產生可包含焦化觸媒粒子及一或多種經脫氫之烴的轉化流出物。含烴進料可為或可包含，但不限於，一或多種烷烴，例如，C 2-C 16直鏈(linear)或支鏈(branched)烷烴及/或C 4-C 16環烷烴(cyclic alkane)，及/或一或多種烷基芳族烴(alkyl aromatic hydrocarbon)，例如，C 8-C 16烷基芳族烴。於一些實施態樣中，含烴進料及脫氫觸媒粒子可在配置於流體化床反應器(fluidized bed reactor)常用之連續型方法(continuous type process)內的轉化區(conversion zone)中接觸。於一些實施態樣中，轉化區可配置在上升管反應器(riser reactor)內。於另外的實施態樣中，轉化區可配置在下行管反應器(downer reactor)內。於又另外的實施態樣中，轉化區可配置在漩渦反應器(vortex reactor)內。於另外的實施態樣中，轉化區可配置在反應器內以及在與含烴進料接觸期間可使得流體化脫氫觸媒粒子(fluidized dehydrogenation catalyst particle)於其中形成相對緻密的紊流流體化床(relatively dense turbulent fluidized bed)。相對緻密的紊流流體化床係指處於空床氣速(superficial gas velocity)高於指定為(designate)介於氣泡(bubbling)與紊流(turbulent)床之轉移(transition)之間的臨界速度(critical velocity)之轉移速度(transition velocity)、但低於區分(demarcate)其中諸如在上升管反應器中輸送(convey)脫氫觸媒粒子之快速流體化­(fast fluidization)或氣動輸送(pneumatic transport)方式(regime)的輸送速度(transport velocity)之流體化床。於另外的實施態樣中，轉化區可與包含作為快速流體化(fast fluidized)或紊流(turbulent)床操作之下方區段(lower section)以及作為上升管(riser)操作之上方區段(upper section)的脫氫反應器(dehydrogenation reactor)一起配置，其中，平均觸媒流(average catalyst flow)及平均氣體流(average gas flow)係順流地向上(concurrently upward)。
任何數目之反應器可串聯(in series)及/或並聯(in parallel)操作。任二或更多種反應器可彼此組合使用。若使用二或更多反應器，反應器可在相同條件及/或不同條件操作，以及可接收相同含烴進料或不同含烴進料。若使用二或更多反應器，反應器可布置為相互串聯、並聯、或其組合。於一些實施態樣中，適宜的反應器可為或可包含，但不限於，高氣體速度上升管反應器(high gas velocity riser reactor)、高氣體速度下行管反應器(high gas velocity downer reactor)、漩渦反應器(vortex reactor)、於第一或底(bottom)端具有相對緻密的流體化觸媒床且在位於第二或頂(top)端之上升管(riser)內具有相對較不緻密的流體化觸媒(relatively less dense fluidized catalyst)之反應器、在彼此相同或不同之條件下並聯及/或串聯操作的多個上升管反應器及/或下行管反應器、或其組合。
於一些實施態樣中，脫氫觸媒粒子可經由載體流體(carrier fluid)或運送流體(transport fluid)氣動式移動(pneumatically move)通過反應系統，例如，進料至轉化區、進料至燃燒區、運送通過連接二或更多位置之導管(conduit)及諸如此類。運送流體可為或可包含，但不限於，稀釋劑(diluent)、呈氣態形式(gaseous form)之反應物中之一或多者，即，一或多種C 2-C 16烷烴、一或多種C 8-C 16烷基芳族烴、一或多種經脫氫之烴、或其混合物。適宜的運送流體可為或可包含，但不限於，分子氮(molecular nitrogen)、及揮發性烴(volatile hydrocarbon) (諸如甲烷、乙烷、及/或丙烷)、氬、一氧化碳、二氧化碳、蒸汽(steam)及諸如此類。運送流體之量可為足以使脫氫觸媒粒子維持流體化狀態(fluidized state)以及將脫氫觸媒粒子從一個位置(例如，燃燒區)運送至第二位置(例如，轉化區)。於一些實施態樣中，脫氫觸媒粒子對運送流體之重量比可在5、10、15、或20至50、60、80、90、或100之範圍。運送流體之注入點(injection point)，可置於沿著連接任兩個區(zone)或其他位置(location)(諸如燃燒區及轉化區)之任一或多個轉移管線(transfer line)的多個點。
含烴進料與脫氫觸媒粒子可在300℃、350℃、400℃、450℃、500℃、550℃、600℃、620℃、630℃、640℃、650℃、660℃、670℃、680℃、690℃、或700℃至725℃、750℃、760℃、780℃、800℃、825℃、850℃、875℃、或900℃之範圍的溫度接觸。於一些實施態樣中，含烴進料與脫氫觸媒粒子可在至少620℃、至少630℃、至少640℃、至少650℃、至少660℃、至少670℃、至少680℃、至少690℃、或至少700℃至725℃、750℃、760℃、780℃、800℃、825℃、850℃、875℃、或900℃之溫度接觸。於一些實施態樣中，可將含烴進料引入轉化區且於其中與脫氫觸媒粒子接觸≤ 5小時、≤ 4小時、或≤ 3小時、≤ 1小時、≤ 0.5小時、≤ 0.1小時、≤ 3分鐘、≤ 1分鐘、≤ 30秒、或≤ 0.1秒之時間期間。於另外的實施態樣中，可將含烴進料引入轉化區且於其中與脫氫觸媒粒子接觸在0.1秒、1秒、1.5秒、2秒、或3秒至5秒、10秒、20秒、30秒、45秒、1分鐘、1.5分鐘、2分鐘、2.5分鐘、或3分鐘之範圍的時間期間。於一些實施態樣中，脫氫觸媒粒子於轉化區內之平均滯留時間可為≤ 7分鐘、≤ 6分鐘、≤ 5分鐘、≤ 4分鐘 ≤ 3分鐘、≤ 2分鐘、≤ 1.5分鐘、≤ 1分鐘、≤ 45秒、≤ 30秒、≤ 20秒、≤ 15秒、≤ 10秒、≤ 7秒、≤ 5秒、≤ 3秒、≤ 2秒、或≤ 1秒。於一些實施態樣中，脫氫觸媒粒子於轉化區內之平均滯留時間(average residence time)可大於氣態組分(例如，含烴進料及在轉化區內由彼獲得之轉化流出物)的平均滯留時間。
含烴進料與脫氫觸媒粒子可在至少20 kPa絕對壓力(kPa-absolute)之烴分壓(hydrocarbon partial pressure)下接觸，其中，烴分壓為含烴進料中之任何C 2-C 16烷烴及任何C 8-C 16烷基芳族烴的總分壓(total partial pressure)。於一些實施態樣中，在含烴進料與脫氫觸媒粒子接觸期間之烴分壓可在20 kPa絕對壓力、50 kPa絕對壓力、100 kPa絕對壓力、150 kPa、200 kPa、300 kPa絕對壓力、500 kPa絕對壓力、750 kPa絕對壓力、或1,000 kPa絕對壓力至1,500 kPa絕對壓力、2,500 kPa絕對壓力、4,000 kPa絕對壓力、5,000 kPa絕對壓力、7,000 kPa絕對壓力、8,500 kPa絕對壓力、或10,000 kPa絕對壓力之範圍，其中，烴分壓為含烴進料中之任何C 2-C 16烷烴及任何C 8-C 16烷基芳族化合物的總分壓。
於一些實施態樣中，以含烴進料之總體積為基準計，含烴進料可包含至少60 vol%、至少65 vol%、至少70 vol%、至少75 vol%、至少80 vol%、至少85 vol%、至少90 vol%、至少95 vol%、或至少99 vol%之單一C 2-C 16烷烴，例如，丙烷。含烴進料與脫氫觸媒粒子可在單一C 2-C 16烷烴(例如，丙烷)壓力為至少20 kPa絕對壓力、至少50 kPa絕對壓力、至少70 kPa絕對壓力、至少100 kPa絕對壓力、至少150 kPa絕對壓力、或至少250 kPa絕對壓力至300 kPa絕對壓力、400 kPa絕對壓力、500 kPa絕對壓力、或1,000 kPa絕對壓力之下接觸。
含烴進料可在轉化區內以有利於進行脫氫方法之任何重時空速(weight hourly space velocity)(WHSV)與脫氫觸媒粒子接觸。於一些實施態樣中，WHSV可為0.1 hr −1、0.2 hr −1、0.4 hr −1、0.8 hr −1、2 hr -1、4 hr −1、或8 hr −1至16 hr −1、32 hr −1、64 hr −1、或100 hr −1。於一些實施態樣中，以重量對重量基準計(weight to weight basis)，脫氫觸媒粒子(dehydrogenation catalyst particle)對任何C 2-C 16烷烴及任何C 8-C 16烷基芳族烴之組合量(combined amount)的比率可在1、3、5、10、15、20、25、30、或40至50、60、70、80、90、100、110、125、或150之範圍。
於一些實施態樣中，可將轉化區內之至少一部分流體化脫氫觸媒粒子移除、進料至熱輸入裝置(heat input device)，脫氫觸媒粒子可於該熱輸入裝置中加熱，以及可將經加熱之觸媒粒子進料回轉化區。由於在轉化區內發生之反應為吸熱的(endothermic)，在與含烴進料若干接觸後由彼移除一部分流體化脫氫觸媒粒子以進一步提高溫度會是有利的。熱(heat)可間接從任何適宜的熱傳介質(heat transfer medium)轉移(transfer)，經由電熱器、或通常用以間接加熱觸媒粒子之任何另外的適宜之加熱器提供。在另一實施態樣中，熱可直接施加在轉化區內。
焦化觸媒粒子富集(rich in the coked catalyst particle)且一或多種經脫氫之烴貧乏(lean in the one or more dehydrogenated hydrocarbon)之第一流(first stream)及包含夾帶的焦化觸媒粒子(entrained coked catalyst particle)之一或多種經脫氫之烴富集(rich in the one or more dehydrogenated hydrocarbon)之第二流(second stream)可經由任何適宜的裝置從轉化流出物(conversion effluent)分離或其他方式獲得。於一些實施態樣中，第一流及第二流可經由一或多個固體-氣體衝擊分離器(solid-gas impingement separator)，例如一或多個旋風分離器(cyclone separator)，而從轉化流出物獲得。於一些實施態樣中，旋風分離器可為或可包含包括正壓與負壓構造(positive and negative pressure configuration)二者之兩級(two staged)或「耦合(coupled)」構造(configuration)。於一些實施態樣中，適宜的旋風分離器可包含美國專利4,502,947號；4,985,136號；及5,248,411號中所揭露者。於另外的實施態樣中，第一流及第二流可經由會造成大部分焦化觸媒粒子經由重力(gravity)而以一方向流動以及氣態組分(gaseous component)以另一方向流動的「T」型導管(“T” shaped conduit)而從轉化流出物獲得。
於一些實施態樣中，焦化觸媒粒子富集且一或多種經脫氫之烴貧乏之第一流可包含＞ 95%、＞ 96%、＞ 97%、＞ 98%、或＞ 99%、＞ 99.9%、＞ 99.99%、＞ 99.999%之轉化流出物中的脫氫觸媒粒子。如此，於一些實施態樣中，包含夾帶的焦化觸媒粒子之一或多種經脫氫之烴富集之第二流可包含＞ 0.001%、＞ 0.005%、＞ 0.01%、＞ 0.05%、＞ 0.1%、  ＞ 0.5%、＞ 1%、或＞ 1.5%至3%、4%、或5%之轉化流出物中的脫氫觸媒粒子。
第二流可與第一驟冷介質(first quench medium)接觸以產生經冷卻之第二流(cooled second stream)。例如，當分離裝置或氣體/固體分離器(gas/solid separator)為旋風器(cyclone)時，第二流可於旋風器之氣箱(plenum)內與第一驟冷介質接觸。當串聯(in series)使用複數個旋風器時，第二流可在與複數個旋風器中之最後一個旋風器流體連通之氣箱內接觸。於另外的實施態樣中，第二流可在與分離裝置或氣體/固體分離器及驟冷塔(quench tower)之出口(exit)流體連通(in fluid communication)的轉移管線(transfer line)內接觸。於一些實施態樣中，第一驟冷介質與第二流接觸時可呈氣相(gaseous phase)、液相(liquid phase)、或氣相及液相混合物。於一些實施態樣中，第一驟冷介質與第二流接觸時可呈液相，以及於接觸第二流之後可完全呈氣相。
於一些實施態樣中，第二流與第一驟冷介質初接觸時可在≥ 600℃、≥ 620℃、≥ 630℃、≥ 640℃、   ≥ 650℃、≥ 660℃、≥ 670℃、≥ 680℃、或≥ 700℃之溫度。於一些實施態樣中，經冷卻之第二流的溫度可比與第一驟冷介質接觸前之第二流的溫度低至少10℃、至少20℃、至少30℃、至少60℃、80℃、或至少100℃。於一些實施態樣中，經冷卻之第二流可在500℃、515℃、530℃、550℃、或560℃至575℃、590℃、600℃、610℃、或620℃之範圍的溫度。於一些實施態樣中，經冷卻之第二流可在≥ 500℃或≥ 550℃至＜ 620℃之溫度。
經冷卻之第二流可在配置於驟冷塔內之接觸區(contact zone)內與第二驟冷介質(second quench medium)接觸。於一些實施態樣中，第二驟冷介質可在驟冷塔內與經冷卻之第二流逆流地(counter-currently)接觸。例如，經冷卻之第二流可引入驟冷塔中在第二驟冷介質下方，以及在驟冷塔內向上流動，而第二驟冷介質可在驟冷塔內向下流動。於一些實施態樣中，第二驟冷介質可經由一或多個噴嘴(nozzle)引入驟冷塔。
包含一或多種經脫氫之烴的實質上不含(substantially free of)或不含(free of)夾帶的焦化觸媒粒子之氣態流(gaseous stream)可作為來自驟冷塔之塔頂產物(overhead)回收。於一些實施態樣中，在驟冷塔之上(upper)端(end)或區(zone)中的氣態流之速度可低到足以使焦化觸媒粒子不再夾帶於其中，因此導致至少大部分夾帶的觸媒粒子向下掉且變成夾帶在第二驟冷介質中。於一些實施態樣中，實質上不含夾帶的焦化觸媒粒子之氣態流可包含＜ 0.001 wt%、＜ 0.01 wt%、＜ 0.1 wt%、＜ 1 wt%、或 ＜ 10 wt%之任何夾帶的焦化觸媒粒子。於一些實施態樣中，氣態流可在50℃、100℃、或150℃至200℃、250℃、或300℃之範圍的溫度。
經冷凝之第一驟冷介質流(condensed first quench medium stream)可作為來自驟冷塔之側抽出物(side draw)回收(recover)，以及可將至少一部分經冷凝之第一驟冷介質再循環(recycle)以接觸額外量之第二流(additional quantity of the second stream)。於一些實施態樣中，經冷凝之第一驟冷介質流可在50℃、60℃、或70℃至80℃、100℃、或120℃之範圍的溫度。
可包含至少一部分第二驟冷介質及夾帶的焦化觸媒粒子之漿料流(slurry stream)可作為來自驟冷塔之底部物流(bottoms stream)回收。於一些實施態樣中，驟冷塔內之底部區(bottom zone)可含有漿料流之存量(inventory)，因此可從存量抽出(draw)從驟冷塔回收之漿料流。從驟冷塔回收時，漿料流可在150℃、200℃、或250℃至300℃、400℃、或500℃之範圍的溫度。
於一些實施態樣中，驟冷塔可包含可促進經冷卻之第二流分離成氣態流(gaseous stream)、第一驟冷介質流、及漿料流之一或更多內部結構(internal structure)。例示性內部結構可包含，但不限於，塔板(tray)、格柵(grid)、填料(packing)、或其任何組合。例示性塔板可包含，但不限於，固定閥式塔板(fixed valve tray)、噴射片塔板(jet tab tray)、篩板(sieve tray)、雙流塔板(dual flow tray)、擋板塔板(baffle tray)、角鐵塔板(angle iron tray)、抽出塔板(draw off tray)、棚板塔板(shed deck tray)、圓盤形塔板(disk tray)、環形塔板(donut tray)、並排式防濺塔板(side by side-splash tray)、或其任何組合。適宜的固定閥式塔板、篩板、雙流塔板、及格柵可包含Distillation Design, Henry Z. Kister, McGraw-Hill Inc., 1992第262至265頁及第464-466頁中所揭露者。適宜的噴射片塔板可包含WO公告號WO2011/014345中所揭露者。於一些實施態樣中，本文所揭露之驟冷塔亦可稱為或係指主分餾器(primary fractionator)。
於一些實施態樣中，若驟冷塔內之處理條件使夾帶的焦化觸媒粒子可留在作為來自驟冷塔之塔頂產物回收之氣態流中，則該氣態流可進行進一步處理。於一些實施態樣中，若作為來自驟冷塔之塔頂產物回收之氣態流包含任何夾帶的焦化觸媒粒子，則該氣態流可經由一或多個靜電沈澱器(electrostatic precipitator)、一或多個過濾器(filter)、一或多個篩網(screen)、一或多個膜(membrane)、濕式氣體洗滌器(wet gas scrubber)、與吸收性去除劑(absorbent scavenger)接觸、一或多個額外的驟冷塔、一或多個電旋風器(electrocyclone)、一或多個旋液分離器(hydrocyclone)、一或多個離心機(centrifuge)、一或多個板(plate)或錐(cone)、或其任何組合而進一步分離，以由彼移除至少一部分夾帶的焦化觸媒粒子。
於一些實施態樣中，若含烴進料包含水及/或在脫氫反應期間產生水而使轉化流出物含有水，則可作為來自驟冷塔之第二側抽出物(second side draw)而從驟冷塔回收水流。於此實施態樣中，可從該方法中移除水流，一部分水流可再循環至驟冷塔之上方區段(upper section)以進一步促進從驟冷塔內之轉化流出物分離夾帶的焦化觸媒細粒(entrained coked catalyst fine)、第一驟冷介質、及第二驟冷介質、或其組合。於一些實施態樣中，水流亦可經汽化(vaporized)及再循環至轉化區之入口作為烴之共同進料(co-feed)。
第一驟冷介質及第二驟冷介質可獨立地為或包含，但不限於，一或多種芳族烴、水、或其混合物。於一些實施態樣中，芳族烴可為或可包含苯、一或多種單取代之苯(mono-substituted benzene)、一或多種二取代之苯(di-substituted benzene)、一或多種多取代之苯(poly-substituted benzene)、及/或一或多種正常沸點(normal boiling point)   ＜ 580℃之聚芳族烴(polyaromatic hydrocarbon)。於一些實施態樣中，聚芳族烴之正常沸點可為＜ 580℃、＜ 550℃、  ＜ 500℃、＜ 400℃、＜ 300℃、＜ 200℃、或＜ 100℃。適宜的芳族烴可為或可包含，但不限於，苯、甲苯、異丙苯(cumene)、乙苯(ethylbenzene)、二甲苯、甲基乙苯(methylethylbenzene)、三甲苯(trimethylbenzene)、甲萘(methylnaphthalene)、A-100溶劑混合物、A-150溶劑混合物、A-200溶劑混合物、A-250溶劑混合物、中間餾出液(middle distillate)、超低硫柴油(ultra-low sulfur diesel)、重質製氣油(heavy gas oil)、或其任何混合物。
於一些實施態樣中，第二驟冷介質可具有低表面張力(surface tension)、高熱安定性(thermal stability)、及低毒性。於一些實施態樣中，第一驟冷介質可為或可包含，但不限於，苯，以及第二驟冷介質可為或可包含，但不限於，A-100溶劑混合物、A-150溶劑混合物、A-200溶劑混合物、A-250溶劑混合物、中間餾出液、超低硫柴油、重質製氣油、或其任何混合物。
於一些實施態樣中，第一驟冷介質之組成及第二驟冷介質之組成可相同或不同。於一些實施態樣中，第一驟冷介質及第二驟冷介質之組成可包含一或多種相同組分及一或多種不同組分，以使一部分之第一及第二驟冷介質的組成相同以及一部分之第一及第二驟冷介質的組成不同。於一些實施態樣中，第二驟冷介質之正常沸點可高於第一驟冷介質的正常沸點。於一些實施態樣中，第二驟冷介質之正常沸點可低於第一驟冷介質的正常沸點。於一些實施態樣中，第一驟冷介質可為或可包含苯以及第二驟冷介質可包含一或多種聚芳族烴。於一些實施態樣中，可不使用第一驟冷介質。
於一些實施態樣中，第一驟冷介質對第二流之重量比可在0.01、0.05、或0.08至0.1、0.2、或0.3之範圍。於一些實施態樣中，第二驟冷介質對經冷卻之第二流之重量比可在0.01、0.1、或0.3至0.5、1、2、或5之範圍。於一些實施態樣中，第一驟冷介質對第二驟冷介質之重量比可在0.002、0.02、或0.2至1、5、或10之範圍。
可從漿料分離至少一部分夾帶的焦化觸媒粒子以提供夾帶的焦化觸媒粒子貧乏或不含任何夾帶的焦化觸媒粒子之回收之第二驟冷介質(recovered second quench medium)以及回收之夾帶的焦化觸媒粒子流(recovered entrained coked catalyst particles stream)。於一些實施態樣中，可將至少一部分回收之第二驟冷介質再循環至驟冷塔以於其中接觸額外量(additional quantity)之經冷卻之第二流(cooled second stream)。
於一些實施態樣中，夾帶的焦化觸媒粒子可經由一或多個液體/固體分離裝置(liquid/solid separation device)而從漿料(slurry)分離。適宜的液體/固體分離裝置可為或可包含，但不限於，一或多個過濾器、一或多個膜、一或多個篩網或濾網(strainer)、一或多個分離器桶(separator drum)、一或多個離心機、一或多個沈降槽(settling tank)、或其任何組合。於一些實施態樣中，可並聯使用二或更多個液體/固體分離裝置，以使至少一個第一液體/固體分離裝置可以過濾模式(filtration mode)操作而至少一個第二液體/固體分離裝置可以反洗模式(backwashing mode)操作以由彼移除所收集之焦化觸媒粒子。過濾及反洗模式可定期交替(periodically alternate)。於一些實施態樣中，使用二或更多個過濾器從漿料分離夾帶的焦化觸媒粒子時，反洗模式可包含以逆流方向(reverse flow direction)通過至少一個過濾器(於反洗模式)之至少一壓縮氣體脈衝(compressed gas pulse)，以由彼移除分離之焦化觸媒粒子。於一些實施態樣中，從觸媒再生步驟(具有或不具用以移除燃燒氣體中任何夾帶的觸媒粒子之視需要的步驟(optional step))所回收的燃燒氣體可用作用於反洗(backwashing)過濾器之氣體。於一些實施態樣中，液態流(liquid stream)可用於反洗(backwashing)過濾器。於一些實施態樣中，從漿料回收夾帶的焦化觸媒粒子之適宜的方法可包含美國專利7,375,143號中所揭露之方法。
於一些實施態樣中，可將回收之夾帶的焦化觸媒粒子流中之至少一部分焦化觸媒粒子輸送至金屬回收設備(metal reclamation facility)。於此實施態樣中，可從回收之夾帶的焦化觸媒粒子流中之焦化觸媒粒子回收至少一部分8-10族元素(Group 8-10 element)。於一些實施態樣中，輸送至金屬回收設備之至少一部分焦化觸媒粒子可以淤泥(sludge)或濾餅(cake)形式進行輸送。於一些實施態樣中，淤泥或濾餅中之液體可包含一部分第二驟冷介質。於另外的實施態樣中，夾帶的焦化觸媒粒子可實質上從第二驟冷介質分離以及以流體化粒子之形式輸送。於又另外的實施態樣中，夾帶的焦化觸媒粒子可實質上從第二驟冷介質分離以及與另外的液態介質(liquid medium)混合以形成可輸送至金屬回收設備之另外的漿料、淤泥或濾餅。回收之8-10族元素可再用以製造新觸媒粒子、經純化及例如作為商品販售、或用於任何其他所希望目的。
於一些實施態樣中，至少一部分8-10族元素可經由任何適宜的方法或方法之組合而從焦化觸媒粒子回收(recover)。回收(reclaiming)至少一部分8-10族元素之適宜的方法可包含但不限於美國專利7,033,480號；美國專利申請案公開號2004/0219082；英國專利申請案公開號GB829972A；中國專利CN101760627號；及/或中國專利公開號CN104831071A中所述者。
第一流中之至少一部分焦化觸媒粒子及視需要的(optionally)回收之夾帶的焦化觸媒粒子流中之至少一部分焦化觸媒粒子可於燃燒區中與一或多種氧化劑及視需要的(optionally)一或多種烴燃料(hydrocarbon fuel)接觸，以進行至少一部分焦炭(coke)及若存在之燃料的燃燒，以產生可包含焦炭貧乏(lean in coke)之再生觸媒粒子及燃燒氣體的燃燒流出物(combustion effluent)。
氧化劑可為或可包含，但不限於，分子氧(molecular oxygen)、臭氧(ozone)、二氧化碳、蒸汽(steam)、或其混合物。於一些實施態樣中，可使用超過燃燒100%之焦化觸媒粒子上的焦炭所需之氧化劑的量，以提高從觸媒粒子移除焦炭(coke removal)之速率，因此焦炭移除所需之時間可減少以及導致在給定時間期間內所生產的升級產物(upgraded product)之產率(yield)提高。視需要的燃料(optional fuel)可為或可包含，但不限於，分子氫(molecular hydrogen)、甲烷、乙烷、丙烷或其混合物。視需要的燃料可與諸如氬、氖、氦之惰性氣體、分子氮(molecular nitrogen)、甲烷、或其混合物混合。
焦化觸媒粒子與氧化劑以及若存在之燃料可在500℃、550℃、600℃、650℃、700℃、750℃、或800℃至900℃、950℃、1,000℃、1,050℃、或1,100℃之範圍的溫度彼此接觸以產生再生觸媒粒子。於一些實施態樣中，焦化觸媒粒子與氧化劑以及若存在之燃料可在500℃至1,100℃、600℃至1,100℃、600℃至1,000℃、650℃至950℃、700℃至900℃、或750℃至850℃之範圍的溫度彼此接觸以產生再生觸媒粒子。焦化觸媒粒子與氧化劑以及若存在之燃料可在20 kPa絕對壓力、50 kPa絕對壓力、70 kPa絕對壓力、100 kPa絕對壓力、150 kPa絕對壓力、或200 kPa絕對壓力至300 kPa絕對壓力、500 kPa絕對壓力、750 kPa絕對壓力、或1,000 kPa絕對壓力之範圍的氧化劑分壓(oxidant partial pressure)下彼此接觸。
焦化觸媒粒子與氧化劑以及若存在之燃料可彼此接觸15秒、30秒、1分鐘、2分鐘、或5分鐘至10分鐘、20分鐘、30分鐘、40分鐘、50分鐘、或60分鐘之範圍的時間期間。例如，焦化觸媒粒子與氧化劑以及若存在之燃料可彼此接觸2秒至50分鐘、55分鐘、或60分鐘之範圍的時間期間。於一些實施態樣中，焦化觸媒粒子與氧化劑以及若存在之燃料可接觸足以移除≥ 50 wt%、≥ 75 wt%、或≥ 90 wt%或＞ 99 %之置於觸媒粒子上的任何焦炭之時間期間。
於一些實施態樣中，焦化觸媒粒子與氧化劑以及若存在之燃料彼此接觸的時間期間可比觸媒粒子接觸含烴進料以產生轉化流出物的時間期間更長。例如，焦化觸媒粒子與氧化劑以及若存在之燃料彼此接觸的時間期間可比觸媒粒子接觸含烴進料以產生轉化流出物的時間期間長至少50%、至少100%、至少300%、至少500%、至少1,000%、至少10,000%、至少30,000%、至少50,000%、至少75,000%、至少100,000%、至少250,000%、至少500,000%、至少750,000%、至少1,000,000%、至少1,250,000%、至少1,500,000%、至少1,800,000%、至少2,500,000%、至少3,500,000%、或4,140,000%。
不希望受到理論限制，一般認為，相較於與含烴進料接觸之前的置於觸媒粒子中之載體上的8-10族元素，置於焦化觸媒粒子中之載體上的至少一部分8-10族元素(例如，Pt)會團聚(agglomerate)。一般認為在焦化觸媒粒子上之至少一部分焦炭燃燒期間，至少一部分8-10族元素可再分散(re-dispersed)於載體(support)各處。再分散(re-dispersing)至少一部分任何團聚(agglomerated)之8-10族元素可提高觸媒粒子之活性(activity)及改善觸媒粒子之安定性(stability)(經許多週期(cycle))。
於一些實施態樣中，相較於與含烴進料接觸之觸媒粒子中的8-10族元素以及相較於焦化觸媒粒子中之8-10族元素，再生觸媒粒子中之至少一部分8-10族元素(例如，Pt)可處於較高氧化態(higher oxidized state)。因此，如上述，於一些實施態樣中，該方法可視需要包含使至少一部分再生觸媒粒子與還原氣體(reducing gas)接觸以產生再生且還原之觸媒粒子(regenerated and reduced catalyst particle)。適宜的還原氣體(還原劑(reducing agent))可為或可包含，但不限於，分子氫(molecular hydrogen)、一氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、蒸汽、或其混合物。於一些實施態樣中，還原劑可與諸如氬、氖、氦之惰性氣體、分子氮、或其混合物混合。於此等實施態樣中，相較於再生觸媒粒子中之8-10族元素，再生且還原之觸媒粒子中之至少一部分8-10族元素可還原至較低氧化態(lower oxidation state)，例如，元素態(elemental state)。於該實施態樣中，額外量之含烴進料可與至少一部分再生觸媒粒子及/或至少一部分再生且還原之觸媒粒子接觸。
於一些實施態樣中，再生觸媒粒子與還原氣體可在400℃、450℃、500℃、550℃、600℃、620℃、650℃、或670℃至720℃、750℃、800℃、或900℃之範圍的溫度接觸。再生觸媒粒子與還原氣體可接觸1秒、5秒、10秒、20秒、30秒、或1分鐘至10分鐘、30分鐘、或60分鐘之範圍的時間期間。再生觸媒粒子與還原氣體可在20 kPa絕對壓力、50 kPa絕對壓力、70 kPa絕對壓力、100 kPa絕對壓力、150 kPa絕對壓力、或200 kPa絕對壓力至300 kPa絕對壓力、500 kPa絕對壓力、750 kPa絕對壓力、或1,000 kPa絕對壓力之範圍的還原劑分壓(reducing agent partial pressure)下接觸。
於一些實施態樣中，若將含烴燃料引入燃燒區，相較於在不存在烴燃料下之置於觸媒粒子上的焦炭(coke)之燃燒，觸媒(catalyst)會變得進一步去活化(deactivate)。於此實施態樣中，可對再生觸媒粒子(regenerated catalyst particle)進行乾空氣浸漬(dry air soaking)以更完全再生(regenerate)觸媒粒子以及改善其活性(activity)。例如，再生觸媒粒子可與包含＜ 5 mol%、＜ 3 mol%、＜ 1 mol%、＜ 0.5 mol%、或＜ 0.1 mol%之H 2O的氧化氣體(oxidative gas)在620℃、650℃、675℃、700℃、或750℃至775℃、800℃、850℃、900℃、950℃、或1,000℃之範圍的氧化溫度接觸至少30秒、至少1分鐘、或至少5分鐘之期間，以產生更完全再生觸媒粒子。於一些實施態樣中，再生觸媒粒子與包含＜ 5 mol%之H 2O之氧化氣體可彼此接觸≤ 2小時、≤ 1小時、≤ 30分鐘、≤ 10分鐘、≤ 5分鐘、≤ 1分鐘、≤ 30秒、≤ 10秒、≤ 5秒、或≤ 1秒之期間，以產生氧化之前驅物觸媒(precursor catalyst)。若再生觸媒粒子係與包含＜ 5 mol% H 2O之氧化氣體接觸以及亦與還原氣體(reducing gas)接觸以產生再生且還原之觸媒粒子(regenerated and reduced catalyst particle)，與氧化氣體接觸可在與還原氣體接觸之前發生。
令人驚訝且意外地發現在視需要的(optional)烴燃料之存在下使所產生的再生觸媒與包含不超過5 mol%之H 2O的氧化氣體接觸可顯著改善再生觸媒之活性及/或選擇性(selectivity)。不希望受到理論限制，一般認為存在於氧化氣體中或作為燃燒產物產生的H 2O會顯著降低8-10族元素(例如，Pt)之再分散(re-dispersion)的有效性(effectiveness)，因此降低再生觸媒(regenerated catalyst)的有效性。
於一些實施態樣中，可將焦化觸媒粒子富集之第一流中的第一部分焦化觸媒粒子進料至燃燒區以使觸媒粒子再生，以及可將第一流中之第二部分焦化觸媒粒子直接再循環回轉化區。於一些實施態樣中，若該方法包含再生及還原二者，可將焦化觸媒粒子富集之第一流中的第一部分焦化觸媒粒子進料至燃燒區以使觸媒粒子再生，以及可將第二部分焦化觸媒粒子進料至還原區(reduction zone)。於另外的實施態樣中，若該方法包含再生(regeneration)及還原(reduction)二者，可將焦化觸媒粒子富集之第一粒子流中的第一部分焦化觸媒粒子進料至燃燒區以使觸媒粒子再生，可將第二部分焦化觸媒粒子直接再循環回轉化區，以及可將第三部分焦化觸媒粒子進料至還原區。於該等實施態樣之任一者中，以連續基礎(continuous basis)或間歇基礎(intermittent basis)，可從該方法移除一部分焦化觸媒粒子、一部分再生觸媒粒子、及/或一部分再生且還原之觸媒粒子，以及可將新的(new)或補充的(make-up)觸媒粒子引入該方法。觸媒粒子之移除可於觸媒粒子尺寸縮小、變得失活(inactivated)、及/或開始以不理想的轉化率(rate of conversion)轉化(convert)含烴進料(hydrocarbon-containing feed)時進行。於一些實施態樣中，可將至少一部分任何移除之觸媒粒子輸送至金屬回收設備(metal reclamation facility)以於其中進行金屬回收(metal recovery)。
可在轉化區內使至少一部分焦化觸媒粒子、至少一部分再生觸媒粒子、至少一部分再生且還原之觸媒粒子、新的或補充的觸媒粒子、或其混合物與額外量(additional quantity)之含烴進料接觸，以產生額外轉化流出物(additional conversion effluent)。於一些實施態樣中，從使含烴進料與觸媒粒子接觸至使額外量之含烴進料與至少一部分再生觸媒粒子、及/或再生且還原之觸媒粒子、及視需要與新的或補充的觸媒粒子接觸的週期時間(cycle time)可為≤ 5小時、≤ 4小時、≤ 3小時、≤ 2小時、或≤ 70分鐘，例如，1分鐘至70分鐘或5分鐘至45分鐘。
於一些實施態樣中，一或多種額外的進料(additional feed)(例如，一或多種汽提流體(stripping fluid))可用以從觸媒粒子移除至少一部分任何夾帶的氣態組分(gaseous component)。於一些實施態樣中，焦化觸媒粒子可在與氧化劑接觸之前與汽提流體接觸以移除至少一部分任何夾帶的升級烴(upgraded hydrocarbon)及/或分子氫(molecular hydrogen)、及/或其他氣態組分。相似的，再生觸媒粒子及/或再生且還原之觸媒粒子可與汽提氣體接觸以由彼移除至少一部分任何夾帶的燃燒氣體(combustion gas)或還原氣體(reducing gas)。於一些實施態樣中，汽提氣體在脫氫、燃燒及/或還原條件下可為惰性(inert)的。適宜的汽提流體可為或可包含，但不限於，分子氮、氦、氬、二氧化碳、蒸汽、甲烷、或其混合物。汽提氣體可以每立方米(per cubic meter)之觸媒粒子為約0.1 m 3至10 m 3之汽提氣體的體積比(volume ratio)與焦化觸媒粒子、再生觸媒粒子、及/或再生且還原之觸媒粒子接觸。
如上述，第一週期(first cycle)係於觸媒粒子與含烴進料接觸時開始，然後與至少該氧化劑接觸以產生再生觸媒粒子或與至少該氧化劑及視需要的(optional)還原氣體接觸以產生再生且還原之觸媒粒子，以及第一週期係於再生觸媒粒子或再生且還原之觸媒粒子與額外量之含烴進料(additional quantity of the hydrocarbon-containing feed)接觸時結束。若使用任何掃除流體(sweep fluid)，例如，以從焦化觸媒粒子(coked catalyst particle)汽提(strip)殘餘烴(residual hydrocarbon)，使用此掃除流體之時間期間(time period)將包含在週期時間內。
於一實施態樣中，可實施上升管構造(riser configuration)，於其中含烴進料可與稀釋氣體(dilution gas)摻合(admix)並與上升管內之經加熱且流體化(fluidized)觸媒粒子接觸。稀釋氣體可為或可包含，但不限於，分子氮、甲烷、蒸汽、分子氫、或其混合物。組合氣體(combined gas)可以對流(convect)或者是輸送流體化觸媒粒子通過上升管，且同時於混合物流過上升管時接觸及反應，以產生包含一或多種經脫氫之烴及焦化觸媒粒子的轉化流出物(conversion effluent)。含烴進料及流體化觸媒粒子之滯留時間(residence time)可足以達到含烴進料成為一或多種經脫氫之烴的所希望轉化率。上升管之具體設計，包含製造(fabrication)及尺寸(dimension)，可至少部分取決於預定的化學(intended chemistry)，但通常會需要在平均氣體組成(average gas composition)下超過4.5 m/s之速度。
適於進行含烴進料之脫氫的系統可包含本領域中為人熟知的系統，諸如美國專利3,888,762號；7,102,050號；7,195,741號；7,122,160號；及8,653,317號；美國專利申請案公開號2004/0082824；2008/0194891；及WO公開號WO2001/85872；WO2004/029178；及WO2005/077867中所揭露之流體化反應器。 脫氫觸媒粒子
以載體(support)之重量為基準計，脫氫觸媒粒子可包含0.001 wt%、0.002 wt%、0.003 wt%、0.004 wt%、0.005 wt%、0.006 wt%、0.007 wt%、0.008 wt%、0.009 wt%、0.01 wt%、0.015 wt%、0.02 wt%、0.025 wt%、0.03 wt%、0.035 wt%、0.04 wt%、0.045 wt%、0.05 wt%、0.055 wt%、0.06 wt%、0.065 wt%、0.07 wt%、0.075 wt%、0.08 wt%、0.085 wt%、0.09 wt%、0.095 wt%、0.1 wt%、0.2 wt%、0.3 wt%、0.4 wt%、0.5 wt%、0.6 wt%、0.7 wt%、0.8 wt%、0.9 wt%、或1 wt%至2 wt%、3 wt%、4 wt%、5 wt%、或6 wt%之置於載體上的8-10族元素(例如，Pt)。於一些實施態樣中，以載體之重量為基準計，觸媒粒子可包含≤ 5.5 wt%、≤ 4.5 wt%、≤ 3.5 wt%、 ≤ 2.5 wt%、≤ 1.5 wt%、≤ 1 wt%、≤ 0.9 wt%、≤ 0.8 wt%、≤ 0.7 wt%、≤ 0.6 wt%、≤ 0.5 wt%、≤ 0.4 wt%、≤ 0.3 wt%、≤ 0.2 wt%、≤ 0.15 wt%、≤ 0.1 wt%、≤ 0.09 wt%、 ≤ 0.08 wt%、≤ 0.07 wt%、≤ 0.06 wt%、≤ 0.05 wt%、≤ 0.04 wt%、≤ 0.03 wt%、≤ 0.02 wt%、≤ 0.01 wt%、≤ 0.009 wt%、≤ 0.008 wt%、≤ 0.007 wt%、≤ 0.006 wt%、≤ 0.005 wt%、≤ 0.004 wt%、≤ 0.003 wt%、或≤ 0.002 wt%之置於載體上的8-10族元素(例如，Pt)。於一些實施態樣中，以載體之重量為基準計，觸媒粒子可包含＞ 0.001、＞ 0.003 wt%、＞ 0.005 wt%、＞ 0.007、＞ 0.009 wt%、＞ 0.01 wt%、＞ 0.02 wt%、＞ 0.04 wt%、＞ 0.06 wt%、＞ 0.08 wt%、＞ 0.1 wt%、＞ 0.13 wt%、＞ 0.15 wt%、＞ 0.17 wt%、＞ 0.2 wt%、＞ 0.2 wt%、＞ 0.23、＞ 0.25 wt%、＞ 0.27 wt%、或＞ 0.3 wt%及＜ 0.5 wt%、＜ 1 wt%、＜ 2 wt%、＜ 3 wt%、＜ 4 wt%、＜ 5 wt%、或＜ 6 wt%之置於載體上的8-10族元素。於一些實施態樣中，8-10族元素可為或可包含，但不限於，Fe、Co、Ni、Ru、Pd、Os、Ir、Pt、其組合、或其混合物。於至少一實施態樣中，8-10族元素可為或可包含Pt。
於一些實施態樣中，觸媒粒子可視需要包含二或更多種8-10族元素，例如，Pt及Ni及/或Pd。若將二或更多種8-10族元素置於載體上，以載體之重量為基準計，觸媒粒子可包含0.001 wt%、0.002 wt%、0.003 wt%、0.004 wt%、0.005 wt%、0.006 wt%、0.007 wt%、0.008 wt%、0.009 wt%、0.01 wt%、0.015 wt%、0.02 wt%、0.025 wt%、0.03 wt%、0.035 wt%、0.04 wt%、0.045 wt%、0.05 wt%、0.055 wt%、0.06 wt%、0.065 wt%、0.07 wt%、0.08 wt%、0.085 wt%、0.09 wt%、0.095 wt%、0.1 wt%、0.2 wt%、0.3 wt%、0.4 wt%、0.5 wt%、0.6 wt%、0.7 wt%、0.8 wt%、0.9 wt%、或1 wt%至2 wt%、3 wt%、4 wt%、5 wt%、或6 wt%之置於載體上的全部8-10族元素之組合量。於一些實施態樣中，能進行一或更多烴進料之脫氫之觸媒粒子的活性組分可包含8-10族元素。
於一些實施態樣中，以載體(support)之重量為基準計，觸媒粒子可包含高達10 wt%之量的促進劑(置於載體上)。促進劑可為或可包含，但不限於，Sn、Ga、Zn、Ge、In、Re、Ag、Au、Cu、其組合、或其混合物。於至少一實施態樣中，促進劑可為或可包含Sn。於一些實施態樣中，促進劑可與Pt及/或若存在之Ni及/或Pd相關聯。例如，置於載體上的促進劑及Pt可形成可分散在載體上之Pt促進劑簇(Pt-promoter cluster)。促進劑可改善觸媒粒子對於給定之升級烴的選擇性/活性/使用壽命(longevity)。於一些實施態樣中，當含烴進料包含丙烷時，促進劑可改善觸媒粒子之丙烯選擇性(propylene selectivity)。以載體之重量為基準計，觸媒粒子可包含0.01 wt%、0.1 wt%、0.2 wt%、0.3 wt%、0.4 wt%、0.5 wt%、0.6 wt%、0.7 wt%、0.8 wt%、0.9 wt%、或1 wt%至3 wt%、5 wt%、7 wt%、或10 wt%之量的促進劑。
於一些實施態樣中，以載體之重量為基準計，觸媒粒子可視需要包含高達5 wt%之量的一或多種鹼金屬元素(置於載體上)。若存在鹼金屬元素，其可為或可包含，但不限於，Li、Na、K、Rb、Cs、其組合、或其混合物。於至少一實施態樣中，鹼金屬元素可為或可包含K及/或Cs。於至少一些實施態樣中，鹼金屬元素可為或可包含K及/或Cs。於一些實施態樣中，若存在鹼金屬元素，其可改善觸媒粒子對於給定升級烴之選擇性。以載體之重量為基準計，觸媒粒子可包含0.01 wt%、0.1 wt%、0.2 wt%、0.3 wt%、0.4 wt%、0.5 wt%、0.6 wt%、0.7 wt%、0.8 wt%、0.9 wt%、或1 wt%至2 wt%、3 wt%、4 wt%、或5 wt%之量的鹼金屬元素。
載體可為或可包含，但不限於，一或多種2族元素(Group 2 element)、其組合、或其混合物。於一些實施態樣中，2族元素可以其元素形式存在。於另外的實施態樣中，2族元素可以化合物之形式存在。例如，2族元素可以氧化物(oxide)、磷酸鹽(phosphate)、鹵化物(halide)、鹵酸鹽(halate)、硫酸鹽(sulfate)、硫化物(sulfide)、硼酸鹽(borate)、氮化物(nitride)、碳化物(carbide)、鋁酸鹽(aluminate)、鋁矽酸鹽(aluminosilicate)、矽酸鹽(silicate)、碳酸鹽(carbonate)、偏磷酸鹽(metaphosphate)、硒化物(selenide)、鎢酸鹽(tungstate)、鉬酸鹽(molybdate)、鉻鐵礦(chromite)、鉻酸鹽(chromate)、二鉻酸鹽(dichromate)、或矽化物(silicide)之形式存在。於一些實施態樣中，任二或更多種包含2族元素之化合物的混合物可以不同形式存在。例如，第一化合物可為氧化物以及第二化合物可為鋁酸鹽，其中，第一化合物及第二化合物包含彼此相同或不同之2族元素。
以載體之重量為基準計，載體可包含≥ 0.5 wt%、≥ 1 wt%、≥ 2 wt%、≥ 3 wt%、≥ 4 wt%、≥ 5 wt%、 ≥ 6 wt%、≥ 7 wt%、≥ 8 wt%、≥ 9 wt%、≥ 10 wt%、≥ 11 wt%、≥ 12 wt%、≥ 13 wt%、≥ 14 wt%、≥ 15 wt%、≥ 16 wt%、≥ 17 wt%、≥ 18 wt%、≥ 19 wt%、≥ 20 wt%、≥ 21 wt%、≥ 22 wt%、≥ 23 wt%、≥ 24 wt%、≥ 25 wt%、≥ 26 wt%、≥ 27 wt%、≥ 28 wt%、≥ 29 wt%、≥ 30 wt%、≥ 35 wt%、≥ 40 wt%、≥ 45 wt%、≥ 50 wt%、≥ 55 wt%、≥ 60 wt%、≥ 65 wt%、≥ 70 wt%、≥ 75 wt%、≥ 80 wt%、≥ 85、或≥ 90 wt%之2族元素。於一些實施態樣中，以載體之重量為基準計，載體可包含在0.5 wt%、1 wt%、2 wt%、2.5 wt%、3 wt%、5 wt%、7 wt%、10 wt%、11 wt%、13 wt%、15 wt%、17 wt%、19 wt%、21 wt%、23 wt%、或25 wt%至30 wt%、35 wt%、40 wt%、45 wt%、50 wt%、55 wt%、60 wt%、65 wt%、70 wt%、75 wt%、80 wt%、85 wt%、90 wt%、或92.34 wt%之範圍的2族元素。於一些實施態樣中，存在之2族元素對8-10族元素的莫耳比(molar ratio)可在0.24、0.5、1、10、50、100、300、450、600、800、1,000、1,200、1,500、1,700、或2,000至3,000、3,500、4,000、4,500、5,000、5,500、6,000、6,500、7,000、7,500、8,000、8,500、9,000、9,500、10,000、15,000、20,000、25,000、30,000、35,000、40,000、45,000、50,000、55,000、60,000、65,000、70,000、75,000、80,000、85,000、90,000、95,000、100,000、200,000、300,000、400,000 、500,000、600,000、700,000、800,000、或900,000之範圍。
於一些實施態樣中，載體可包含2族元素及Al，以及可呈具有以原子尺度(atomic scale)混合之O、Mg、及Al原子的混合2族元素/Al金屬氧化物(mixed Group 2 element/Al metal oxide)之形式。於一些實施態樣中，載體可為或可包含呈氧化物形式之2族元素及Al或是可以nm尺度(nm scale)混合之一或多種2族元素之氧化物以及Al 2O 3。於一些實施態樣中，載體可為或可包含以nm尺度混合之2族元素之氧化物(例如，MgO)以及Al 2O 3。
於一些實施態樣中，載體可為或可包含呈混合2族元素/Al金屬氧化物形式的第一量之2族元素及Al以及呈2族元素之氧化物形式的第二量之2族元素。於此實施態樣中，混合2族元素/Al金屬氧化物及2族元素之氧化物可以nm尺度混合以及混合2族元素/Al金屬氧化物中之2族元素及Al可以原子尺度混合。
於另外的實施態樣中，載體可為或可包含呈混合2族元素/Al金屬氧化物形式的第一量之2族元素及第一量之Al、呈2族元素之氧化物形式的第二量之2族元素、以及呈Al 2O 3形式的第二量之Al。於此實施態樣中，混合2族元素/Al金屬氧化物、2族元素之氧化物、及Al 2O 3可以nm尺度混合，以及混合2族元素/Al金屬氧化物中之2族元素及Al可以原子尺度混合。
於一些實施態樣中，當載體包含2族元素及Al時，載體中之2族元素對Al的重量比可在0.001、0.005、0.01、0.05、0.1、0.15、0.2、0.3、0.5、0.7、或1至3、6、12.5、25、50、75、100、200、300、400、500、600、700、800、900、或1,000之範圍。於一些實施態樣中，當載體包含Al時，以載體之重量為基準計，載體可包含在0.5 wt%、1 wt%、1.5 wt%、2 wt%、2.1 wt%、2.3 wt%、2.5 wt%、2.7 wt%、3 wt%、4 wt%、5 wt%、6 wt%、7 wt%、8 wt%、9 wt%、10 wt%、或11 wt%至15 wt%、20 wt%、25 wt%、30 wt%、40 wt%、45 wt%、或50 wt%之範圍的Al。
於一些實施態樣中，載體可為或可包含，但不限於，下列化合物中之一或多者：Mg wAl 2O 3+w，其中w為正數；Ca xAl 2O 3+x，其中x為正數；Sr yAl 2O 3+y，其中y為正數；Ba zAl 2O 3+z，其中z為正數；BeO；MgO；CaO；BaO；SrO；BeCO 3；MgCO 3；CaCO 3；SrCO 3；BaCO 3；CaZrO 3；Ca 7ZrAl 6O 18；CaTiO 3；Ca 7Al 6O 18；Ca 7HfAl 6O 18；BaCeO 3；一或多種鉻酸鎂鹽(magnesium chromates)、一或多種鎢酸鎂鹽(magnesium tungstates)、一或多種鉬酸鎂鹽(magnesium molybdate)、其組合、及其混合物。於一些實施態樣中，2族元素可包含Mg以及至少一部分2族元素可呈MgO或包含MgO之混合氧化物的形式。於一些實施態樣中，載體可為或可包含，但不限於，MgO-Al 2O 3混合金屬氧化物(mixed metal oxide)。於一些實施態樣中，當載體為MgO-Al 2O 3混合金屬氧化物時，載體之Mg對Al的莫耳比可等於20、10、5、2、1至0.5、0.1、或0.01。
若存在Mg wAl 2O 3+w，其中w為正數，作為載體或載體之組分，則Mg對Al之莫耳比可在0.5、1、2、3、4、或5至6、7、8、9、或10之範圍。於一些實施態樣中，Mg wAl 2O 3+w可包含MgAl2O4、Mg2Al2O5、或其混合物。若存在Ca xAl 2O 3+x，其中x為正數，作為載體或載體之組分，則Ca對Al之莫耳比可在1：12、1：4、1：2、2：3、5：6、1：1、12：14、或1.5：1之範圍。於一些實施態樣中，Ca xAl 2O 3+x可包含鋁酸三鈣(tricalcium aluminate)、七鋁酸十二鈣(dodecacalcium hepta-aluminate)、鋁酸一鈣(monocalcium aluminate)、二鋁酸一鈣(monocalcium dialuminate)、六鋁酸一鈣(monocalcium hexa-aluminate)、鋁酸二鈣(dicalcium aluminate)、三鋁酸五鈣(pentacalcium trialuminate)、三鋁酸四鈣(tetracalcium trialuminate)、或其任何混合物。若存在Sr yAl 2O 3+y，其中y為正數，作為載體或載體之組分，則Sr對Al之莫耳比可在0.05、0.3、或0.6至0.9、1.5、或3之範圍。若存在Ba zAl 2O 3+z，其中z為正數，作為載體或載體之組分，則Ba對Al之莫耳比可為0.05、0.3、或0.6至0.9、1.5、或3。
於一些實施態樣中，載體亦可包含，但不限於，選自除2族及10族以外之族的至少一種金屬元素及/或至少一種類金屬元素(metalloid element)及/或至少一種其化合物，其中，至少一種金屬元素及/或至一種類金屬元素不為Li、Na、K、Rb、Cs、Sn、Cu、Au、Ag、或Ga。若載體亦包含包括選自除2族及10族以外之族的金屬元素及/或類金屬元素之化合物(其中，至少一種金屬元素及/或至一種類金屬元素不為Li、Na、K、Rb、Cs、Sn、Cu、Au、Ag、或Ga)，化合物可以氧化物、磷酸鹽、鹵化物、鹵酸鹽、硫酸鹽、硫化物、硼酸鹽、氮化物、碳化物、鋁酸鹽、鋁矽酸鹽、矽酸鹽、碳酸鹽、偏磷酸鹽、硒化物、鎢酸鹽、鉬酸鹽、鉻鐵礦、鉻酸鹽、二鉻酸鹽、或矽化物之形式存在於載體中。於一些實施態樣中，選自除2族及10族以外之族的至少一種金屬元素及/或至少一種類金屬元素及/或至少一種其化合物(其中，至少一種金屬元素及/或至一種類金屬元素不為Li、Na、K、Rb、Cs、Sn、Cu、Au、Ag、或Ga)可為或可包含，但不限於，一或多種鹼土元素，即，具有21、39、或57至71之原子序的元素。
若載體包含選自除2族及10族以外之族的至少一種金屬元素及/或至少一種類金屬元素及/或至少一種其化合物(其中，至少一種金屬元素及/或至一種類金屬元素不為Li、Na、K、Rb、Cs、Sn、Cu、Au、Ag、或Ga)，於一些實施態樣中，至少一種金屬元素及/或至一種類金屬元素可作為黏合劑以及可稱為「黏合劑(binder)」。不論是否至少一種金屬元素及/或至一種類金屬元素選自除2族及10族以外之族及/或至少一種其化合物(其中，至少一種金屬元素及/或至一種類金屬元素不為Li、Na、K、Rb、Cs、Sn、Cu、Au、Ag、或Ga)，為了清楚及容易敘述，選自除2族及10族以外之族的至少一種金屬元素及/或至一種類金屬元素將於本文進一步描述為「黏合劑」。文獻中已知，本文中稱為「黏合劑」之一些化合物亦可稱為填料(filler)、基質(matrix)、添加劑(additive)等。於一些實施態樣中，以載體之重量為基準計，載體可包含在0.01 wt%、0.05 wt%、0.1 wt%、0.5 wt%、1 wt%、5 wt%、10 wt%、15 wt%、20 wt%、25 wt%、30 wt%、35 wt%或40 wt%至50 wt%、60 wt%、70 wt%、80 wt%、或90 wt%之範圍的黏合劑。
於一些實施態樣中，包含黏合劑之適宜的化合物可為或可包含，但不限於，下列中之一或多者：B 2O 3、AlBO 3、Al 2O 3、SiO 2、ZrO 2、TiO 2、SiC、Si 3N 4、鋁矽酸鹽、鋁酸鋅(zinc aluminate)、ZnO、VO、V 2O 3、VO 2、V 2O 5、Ga sO t、In uO v、Mn 2O 3、Mn 3O 4、MnO、一或多種鉬之氧化物(molybdenum oxides)、一或多種鎢之氧化物(tungsten oxides)、一或多種沸石(zeolite)，其中s、t、u、及v為正數，以及其混合物及組合。
觸媒粒子之中值粒徑(median particle size)可在1 μm、5 μm、10 μm、20 μm、40 μm、或60 μm至80 μm、100 μm、115 μm、130 μm、150 μm、200 μm、300 μm或400、或500 μm之範圍。觸媒粒子之根據修改為以10、25、或50 mL量筒代替100或250 mL量筒之ASTM D7481-18所測量的表觀鬆體密度(apparent loose bulk density)可在0.3 g/cm 3、0.4 g/cm 3、0.5 g/cm 3、0.6 g/cm 3、0.7 g/cm 3、0.8 g/cm 3、0.9 g/cm 3、或1 g/cm 3至1.1 g/cm 3、1.2 g/cm 3、1.3 g/cm 3、1.4 g/cm 3、1.5 g/cm 3、1.6 g/cm 3、1.7 g/cm 3、1.8 g/cm 3、1.9 g/cm 3、或2 g/cm 3之範圍。於一些實施態樣中，觸媒粒子之根據ASTM D5757-11(2017)所測量的一小時後之磨耗損失(attrition loss after one hour)可為≤ 5 wt%、≤ 4 wt%、≤ 3 wt%、≤ 2 wt%、≤ 1 wt%、≤ 0.7 wt%、≤ 0.5 wt%、≤ 0.4 wt%、≤ 0.3 wt%、≤ 0.2 wt%、≤ 0.1 wt%、≤ 0.07 wt%、或≤ 0.05 wt%。粒子之形態(morphology)大部分為球體(spherical)，因此其適於在流體床反應器中運行。於一些實施態樣中，觸媒粒子之大小(size)及密度(density)可與可流體化固體(fluidizable solid)之Geldart A或Geldart B定義相符。
於一些實施態樣中，觸媒粒子之表面積(surface area)可在0.1 m 2/g、1 m 2/g、10 m 2/g、或100 m 2/g至500 m 2/g、800 m 2/g、1,000 m 2/g、或1,500 m 2/g之範圍。觸媒粒子之表面積可根據使用氮之吸附-解吸附(adsorption-desorption of nitrogen)(液態氮之溫度，77K)的Brunauer-Emmett-Teller(BET)法採用Micromeritics 3flex儀器於粉末在350℃除氣(degassing)4小時之後測量。更多關於該方法之資訊可見例如“Characterization of Porous Solids and Powders: Surface Area, Pore Size and Density,” S. Lowell et al., Springer, 2004。
載體之製備可經由任何已知方法達成。為了敘述之簡潔和容易，將更詳細描述包含鎂及鋁之混合氧化物(Mg(Al)O或MgO/Al 2O 3)載體之適宜載體的製備。觸媒合成技術為人熟知，以及以下敘述係供說明目的且不應視為限制載體或觸媒粒子之合成。於一些實施態樣中，為了製造MgO/Al 2O 3混合氧化物載體，可將Mg及Al前驅物諸如Mg(NO 3) 2及Al(NO 3) 3混合在一起，例如，進行球磨(ball-mill)，然後煅燒(calcination)以製造載體。在另一實施態樣中，可將這兩種前驅物溶於H 2O中，攪拌至乾燥(視需要施加熱)，然後藉由煅燒以製造載體。在另一實施態樣中，可將這兩種前驅物溶於H 2O中，然後添加鹼(base)及碳酸鹽(carbonate)，例如，NaOH/Na 2CO 3，以產生水滑石(hydrotalcite)，然後藉由煅燒以製造載體。在另一實施態樣中，可混合市售立即可用之MgO及Al 2O 3並進行球磨以製造載體。在另一實施態樣中，可將Mg(NO 3) 2前驅物溶於H 2O且將溶液浸漬(impregnate)於現有的載體，例如，Al 2O 3載體，可使其乾燥且煅燒以製造載體。在另一實施態樣中，可通過離子吸附(ion adsorption)將來自Mg(NO 3) 2之Mg載於現有的Al 2O 3載體上，然後進行液體-固體分離(liquid-solid separation)、乾燥及煅燒以製造載體。不希望受到理論限制，一般認為經由上述方法及/或其他方法中之任一者所製造的載體可包含(i)以nm尺度混合在一起之Mg及Al，(ii)呈混合Mg/Al金屬氧化物之形式的Mg及Al，或(iii)(i)及(ii)之組合。
可藉由任何已知技術將8-10族金屬及任何促進劑及/或任何鹼金屬元素載於混合氧化物載體上。例如，可將一或多種8-10族元素前驅物(例如，氯鉑酸(chloroplatinic acid)、硝酸四胺鉑(tetramineplatinum nitrate)、及/或氫氧化四胺鉑(tetramineplatinum hydroxide))、一或多種促進劑前驅物(promoter precursor)(若使用的話，例如鹽，諸如SnCl 4及/或AgNO 3)及一或多種鹼金屬元素前驅物(alkali metal element precursor)(若使用的話，例如，KNO 3、KCl、及/或NaCl)溶於水中。可將溶液浸漬於載體上，然後乾燥及煅燒。於一些實施態樣中，8-10族元素前驅物(Group 8-10 element precursor)及視需要之(optionally)促進劑前驅物(promoter precursor)及/或鹼金屬元素前驅物(alkali metal element precursor)可同時載(load)於載體(support)上，或藉由乾燥(drying)及/或煅燒(calcination)步驟分開依序分別載於載體上。於另外的實施態樣中，8-10族元素及視需要之促進劑及/或鹼金屬元素可藉由化學氣相沉積(chemical vapor deposition)載於載體上，其中，將前驅物汽化(volatilize)且沉積(deposit)於載體上，然後煅燒。於另外的實施態樣中，8-10族元素前驅物及視需要之促進劑前驅物及/或鹼金屬前驅物可透過離子吸附(ion adsorption)載(load)於載體上，然後進行液體-固體分離、乾燥及煅燒。視需要，觸媒粒子亦可使用一鍋合成法(one-pot synthesis method)合成，其中，以乾式(dry)或濕式(wet)將載體之前驅物、8-10族金屬活性相(active phase)及促進劑全混合在一起，具有並不具任何其他添加劑以助合成，然後乾燥及煅燒。
於一些實施態樣中，觸媒粒子可經由為人熟知之噴霧乾燥法(spray drying process)調配成Geldart A或B型粒子。平均橫斷面積(average cross-sectional area)在20 µm、40 μm、或50 μm至80 µm、90 μm、或100 μm之範圍的噴霧乾燥之觸媒粒子(spray-dried catalyst particle)通常用於FCC型流體床反應器(FCC type fluid–bed reactor)。為了製造噴霧乾燥之觸媒粒子，可在噴霧乾燥及煅燒之前，將載體、8-10族元素、及任何額外組分例如促進劑及/或鹼金屬與漿料中之黏合劑/添加劑製成漿料。或者，可將8-10族元素及任何額外組分例如促進劑及/或鹼金屬添加至經配置之載體(formulated support)以產生經配置之觸媒粒子(formulated catalyst particle)。
可用以製備本文所揭露之觸媒粒子之適宜的方法可包含美國專利4,788,371號；4,962,265號；5,922,925號；8,653,317號；EP專利EP0098622號；Journal of Catalysis 94 (1985)，第547-557頁；及/或Applied Catalysis 54 (1989)，第79-90頁中所述之方法。 含烴進料
C 2-C 16烷烴可為或可包含，但不限於，乙烷、丙烷、正丁烷、異丁烷、正戊烷、異戊烷、正己烷、2-甲基戊烷、3-甲基戊烷、2,2-二甲基丁烷、正庚烷、2-甲基己烷、2,2,3-三甲基丁烷、環戊烷、環己烷、甲基環戊烷、乙基環戊烷、正丙基環戊烷、1,3-二甲基環己烷、或其混合物。例如，含烴進料可包含丙烷，可使其脫氫以產生丙烯(propylene)；及/或異丁烷(isobutane)，可使其脫氫以產生異丁烯(isobutylene)。於另一實例中，含烴進料可包含液化石油氣(liquid petroleum gas)(LP氣(LP gas))，其與觸媒粒子接觸時可呈氣相(gaseous phase)。於一些實施態樣中，含烴進料中之烴可由實質上單一烷烴(single alkane)諸如丙烷組成。於一些實施態樣中，以含烴進料中之全部烴的總重為基準計，含烴進料可包含≥ 50 mol%、≥ 75 mol%、≥ 95 mol%、≥ 98 mol%、或≥ 99 mol%之單一C 2-C 16烷烴，例如，丙烷。於一些實施態樣中，以含烴進料之總體積為基準計，含烴進料可包含至少50 vol%、至少55 vol%、至少60 vol%、至少65 vol%、至少70 vol%、至少75 vol%、至少80 vol%、至少85 vol%、至少90 vol%、至少95 vol%、至少97 vol%、或至少99 vol%之單一C 2-C 16烷烴，例如，丙烷。
C 8-C 16烷基芳族烴可為或可包含，但不限於，乙苯(ethylbenzene)、丙苯(propylbenzene)、丁苯(butylbenzene)、一或多種乙基甲苯(ethyl toluenes)、或其混合物。於一些實施態樣中，以含烴進料中之全部烴的總重為基準計，含烴進料可包含≥ 50 mol%、≥ 75 mol%、  ≥ 95 mol%、≥ 98 mol%、或≥ 99 mol%之單一C 8-C 16烷基芳族化合物，例如，乙苯。於一些實施態樣中，可使乙苯脫氫以產生苯乙烯(styrene)。如此，於一些實施態樣中，本文所揭露之方法可包含丙烷脫氫、丁烷脫氫、異丁烷脫氫、戊烷脫氫、戊烷脫氫環化(dehydrocyclization)成環戊二烯(cyclopentadiene)、石油腦重組(naphtha reforming)、乙苯脫氫(ethylbenzene dehydrogenation)、乙基甲苯脫氫(ethyltoluene dehydrogenation)及諸如此類。
於一些實施態樣中，含烴進料可經一或多種稀釋劑氣體(diluents gas)稀釋。適宜的稀釋劑可為或可包含，但不限於，氬、氖、氦、分子氮、二氧化碳、甲烷、分子氫、或其混合物。若含烴進料包含稀釋劑，則以含烴進料中之任何C 2-C 16烷烴及任何C 8-C 16烷基芳族烴的總體積為基準計，含烴進料可包含0.1 vol%、0.5 vol%、1 vol%、或2 vol%至3 vol%、8 vol%、16 vol%、或32 vol%之稀釋劑。當稀釋劑包含分子氫時，分子氫對任何C 2-C 16烷烴及任何C 8-C 16烷基芳族烴之組合量的莫耳比可在0.1、0.3、0.5、0.7、或1至2、3、4、5、6、7、8、9、或10之範圍。於一些實施態樣中，若使用稀釋劑，則稀釋劑可與含烴進料混合及/或經由專用於將稀釋劑進料至轉化區之一或多個入口作為獨立進料(separate feed)引入或者以其他方式進料至轉化區。類似地，含烴進料亦可經由專用於將含烴進料進料至轉化區之一或多個入口引入轉化區。
於一些實施態樣中，含烴進料可實質上不含任何水或蒸汽(steam)，例如，以含烴進料中之任何C 2-C 16烷烴及任何C 8-C 16烷基芳族烴的總體積為基準計，＜ 0.1 vol%之水或蒸汽。於另外的實施態樣中，含烴進料可包含蒸汽。例如，以含烴進料中之任何C 2-C 16烷烴及任何C 8-C 16烷基芳族烴的總體積為基準計，含烴進料可包含0.1 vol%、0.3 vol%、0.5 vol%、0.7 vol%、1 vol%、3 vol%、或5 vol%至10 vol%、15 vol%、20 vol%、25 vol%、30 vol%、35 vol%、40 vol%、45 vol%、或50 vol%之水或蒸汽。於另外的實施態樣中，以含烴進料中之任何C 2-C 16烷烴及任何C 8-C 16烷基芳族烴的總體積為基準計，含烴進料可包含≤ 50 vol%、≤ 45 vol%、≤ 40 vol%、≤ 35 vol%、≤ 30 vol%、≤ 25 vol%、≤ 20 vol%、或≤ 15 vol%之水或蒸汽。於另外的實施態樣中，以含烴進料中之任何C 2-C 16烷烴及任何C 8-C 16烷基芳族烴的總體積為基準計，含烴進料可包含至少1 vol%、至少3 vol%、至少5 vol%、至少10 vol%、至少15 vol%、至少20 vol%、至少25 vol%、或至少30 vol%之水或蒸汽。與稀釋劑相似，若將水或蒸汽進料至轉化區，則水或蒸汽可作為含烴進料之組分或經由專用於將蒸汽引入轉化區之一或多個獨立的入口(separate inlet)進料至轉化區。
於一些實施態樣中，含烴進料可包含硫。例如，含烴進料可包含在0.5 ppm、1 ppm、5 ppm、10 ppm、20 ppm 30 ppm、40 ppm、50 ppm、60 ppm、70 ppm、或80 ppm至100 ppm、150 ppm、200 ppm、300 ppm、400 ppm、或500 ppm之範圍的硫。於另外的實施態樣中，含烴進料可包含在1 ppm至10 ppm、10 ppm至20 ppm、20 ppm至50 ppm、50 ppm至100 ppm、或100 ppm至500 ppm之範圍的硫。硫若存在於含烴進料中，其可為或可包含，但不限於，H 2S、二硫二甲烷(dimethyl disulfide)、為一或多種硫醇(mercaptan)、或其任何混合物。於一些實施態樣中，硫可作為獨立的進料(separate feed)、作為稀釋劑(若使用)之組分、及/或作為蒸汽(若使用)之組分引入轉化區。
含烴進料可實質上不含或不含分子氧(molecular oxygen)。於一些實施態樣中，含烴進料可包含≤ 5 mol%、≤ 3 mol%、或≤ 1 mol%之分子氧(O 2)。一般認為提供實質上不含分子氧之含烴進料實質地防止氧化偶合反應(oxidative coupling reaction)，否則氧化偶合反應會消耗含烴進料中之至少一部分烷烴及/或烷基芳族烴。 經脫氫之烴的回收及用途
轉化流出物可包含至少一種烯烴、水、未反應之烴、未反應之分子氫等。烯烴可經由任何慣用方法，例如，藉由一或多種慣用方法回收或以其他方式獲得。此種此方法可包含冷卻(cooling)流出物(effluent)以使至少一部分可能存在的任何水及任何重質烴(heavy hydrocarbon)冷凝(condense)，使烯烴(olefin)及任何未反應之烷烴或烷基芳族化合物(alkyl aromatic)主要留在氣相(vapor phase)中。然後，可於一或多個分離器桶(separator drum)中從反應產物移除烯烴及未反應之烷烴或烷基芳族烴。例如，可使用一或多個分流器(splitter)以從未反應之含烴進料分離脫氫產物(dehydrogenated product)。
於一些實施態樣中，回收之烯烴(recovered olefin)(例如，丙烯)可用以生產聚合物，例如，可將回收之丙烯聚合以生產具有衍生自回收之丙烯的片段(segment)或單元(unit)之聚合物，諸如聚丙烯(polypropylene)、乙烯-丙烯共聚物等。回收之異丁烯可用於例如生產一或多種下列者：含氧化合物(oxygenate)，諸如甲基三級丁基醚(methyl tert-butyl ether)；燃料添加劑，諸如二異丁烯(diisobutene)；合成彈性聚合物(synthetic elastomeric polymer)，諸如丁基橡膠(butyl rubber)等。 例示性實施態樣
圖1描繪根據一或多個實施態樣之用於使管線(line)101中的含烴進料脫氫之系統，其包含反應器(reactor)或轉化區(conversion zone)103、再生器(regenerator)或燃燒區(combustion zone)104、氧浸漬區(oxygen soaking zone)137、還原區(reduction zone)139及驟冷塔(quench tower)113。可將經由管線(line)101之含烴進料引入轉化區(conversion zone)103，例如，於上升管反應器(riser reactor)之底端(bottom end)或下行管反應器(downer reactor)之上端(upper end)。於一些實施態樣中，管線101中之含烴進料可包含蒸汽(steam)。可將經由管線(line)102之再生且還原之觸媒粒子從還原區139輸送至轉化區103。含烴進料可於轉化區103中與再生且還原之觸媒粒子接觸以進行至少一部分含烴進料之脫氫，以生產經由管線(line)105之轉化流出物，該轉化流出物可包含焦化觸媒粒子、一或多種經脫氫之烴、未反應之含烴進料、蒸汽、苯、或其任何混合物。
可將經由管線105之轉化流出物引入一或多個分離裝置(separation device)106，例如，一或多個旋風器(cyclone)，其可將轉化流出物分離成焦化觸媒粒子富集且一或多種經脫氫之烴貧乏之第一流(first stream)107以及包含夾帶的焦化觸媒粒子之一或多種經脫氫之烴富集之第二流(經由管線(line)109)。
可將經由管線107之第一流再循環(recycle)至燃燒區104。於一些實施態樣中，管線107中之第一流可包含夾帶的氣態組分，諸如一或多種經脫氫之烴、未反應之含烴進料、蒸汽、或其混合物。於此實施態樣中，管線107中之第一流中的至少一部分氣態組分可在將第一流引入燃燒區104之前汽提(stripped off)。可將氧化劑及視需要之燃料(經由管線108)引入燃燒區104，其可接觸第一流中之至少一部分焦化觸媒粒子以進行至少一部分焦炭及若存在的燃料之燃燒，以產生包含再生觸媒粒子及燃燒氣體之燃燒流出物(combustion effluent)。焦炭(coke)及若存在的燃料(fuel)之燃燒可產生熱以從焦化觸媒粒子燒掉(burn)焦炭，使8-10族元素再分散(re-disperse)於失效觸媒粒子(spent catalyst particle)上以及對再生觸媒粒子(regenerated catalyst particle)加熱。
燃燒流出物可經由管線(line)131回收以及可進入一或多個分離裝置(separation device)132，例如，一或多個旋風器，以分離成含有燃燒流出物中之大部分任何觸媒粒子及少量夾帶的燃燒氣體之流(stream)134以及含有大部分燃燒氣體及若存在的任何少量夾帶的觸媒粒子之燃燒氣體流(combustion gas stream)133。於一些實施態樣中，一或多個分離裝置132可包含三或更多個旋風器(cyclone)級(stage)以獲致從管線131中之燃燒流出物的較高固體回收效率(solid recovery efficiency)，以及減少燃燒氣體流133中之夾帶的觸媒粒子之量。可將流134送至氧浸漬區(oxygen soaking zone)137。可將相對乾燥之氧化劑氣體流(oxidant gas stream)136進料至氧浸漬區137以使觸媒完全再生。進入區(zone)137之後，任何未反應之乾燥氧化劑氣體流可夾帶完全再生之觸媒粒子以及作為流(stream)135離開區137。流135可進入分離裝置132以及分流成(split into)固體流(solid stream)及氣體流(gas stream)。完全再生之觸媒粒子富集之固體流可匯入(join)流(stream)134以及返回區(zone)137。未反應之乾燥氧化劑氣體富集之氣體流可匯入流(stream)133。完全再生之觸媒粒子可作為流(stream)138離開區137以及進入還原區(reduction zone)139。亦可將還原氣體流(reduction gas stream)140進料至區(zone)139。經由管線102之再生且還原之觸媒粒子可離開還原區139以及進入轉化區103。未反應之還原氣體可作為流141離開還原區。若燃燒氣體流133包含任何夾帶的觸媒粒子，此觸媒粒子可經由過濾器、靜電沈澱器、濕式氣體洗滌器等移除。分別於轉化區及燃燒區103及104之分離裝置及/或分離裝置106及132的操作條件可經調整(tune)以遞輸(deliver)較高或較低量之第二流(second stream)109或燃燒氣體流133中之夾帶的觸媒粒子，取決於從第二流109 vs.管線(line)133中之燃燒氣體流之夾帶的觸媒收集難度(entrained catalyst collection difficulty level)。
第二流109可進入氣箱(plenum)110。於氣箱110中，可使流(stream)109與第一驟冷介質流(first quench medium stream)111混合以產生管線(line)112中之經冷卻之第二流。於一些實施態樣中，管線(line)109中之第二流的溫度可＞ 620℃。
於一些實施態樣中，苯可於含烴進料之脫氫期間產生以及可存在於經冷卻之第二流(cooled second stream)。於一些實施態樣中，苯可用作管線(line)111中之第一驟冷。於一些實施態樣中，第一驟冷介質流於氣箱110中與第二流接觸時可呈液相。於一些實施態樣中，於氣箱110中使第二蒸汽(second steam)109與管線111中之第一驟冷介質流接觸可產生經冷卻之第二流，其溫度為   ≤ 620℃、≤ 610℃、≤ 600℃、≤ 590℃、或≤ 580℃。於一些實施態樣中，經冷卻之第二流可為在≥ 550℃及≤ 620℃或≤ 600℃之範圍的溫度。使管線109中之第二流的溫度降至低於600℃可減少或停止氣體組分之不受歡迎的熱反應(thermal reaction)。
可將經由管線(line)112之經冷卻之第二流引入配置於驟冷塔113內之氣體-液體接觸區(gas-liquid contacting zone)114。進入區(zone)114之前，經由管線112之經冷卻之第二流亦可通過一或多個熱交換器(heat exchanger)以供熱回收(heat recovery)。於氣體-液體接觸區114中，經冷卻之第二流可接觸經由管線(line)115引入驟冷塔113之觸媒粒子貧乏(catalyst particle-lean)之第二驟冷介質流(second quench medium stream)。管線115中之第二驟冷介質流可與管線112中之經冷卻之第二流(cooled second stream)逆流地(counter-current)向下噴灑(sprayed downward)至氣體-液體接觸區114中，以確保經冷卻之第二流與第二驟冷介質流之間的良好接觸。於氣體-液體接觸區114中，可使經冷卻之第二流(cooled second stream)112中之大部分觸媒細粒(catalyst fine)及熱(heat)轉移(transfer)至第二驟冷介質流(second quench medium stream)115，以產生可包含至少一部分呈液相(liquid phase)之第二驟冷及至少一部分夾帶的焦化觸媒粒子的漿料(slurry)。
於一些實施態樣中，流(stream)115中之第二驟冷介質的正常沸點(normal boiling point)可大於第一驟冷介質111。例如，第二驟冷介質流115之正常沸點可為150℃至580℃。
漿料可經由管線(line)116從驟冷塔113回收。於一些實施態樣中，漿料可蓄積(accumulate)於驟冷塔113底部以形成液體儲存處(liquid reservoir)117。於一些實施態樣中，經由管線(line)129之補充流(make-up stream)可與管線(line)116中之漿料(slurry)混合(mix)、摻合(blend)、組合(combine)、或者以其他方式接觸，以產生管線(line)118中之組合流(combined stream)。管線116中之漿料流或管線118中之組合流可於一或多個熱交換器(heat exchanger)119中冷卻以產生經由管線(line)120之冷卻之漿料流(slurry stream)。可將至少部分經由管線120之冷卻之漿料流引入固體-液體分離裝置(solid-liquid separation device)121，如此可回收經由管線(line)115之細粒貧乏之第二驟冷介質流，以及可回收經由管線(line)122之細粒富集之第二驟冷介質流。固體-液體分離裝置121之一實例為過濾器。
於一些實施態樣中，可經由管線(line)123將至少一部分管線122中之細粒富集(fines-rich)之第二驟冷介質流引入燃燒區104。管線123中之細粒富集之第二驟冷介質流(fines-rich second quench medium stream)中的剩餘烴(residual hydrocarbon)可於燃燒區104中燃燒以產生熱。管線123中之細粒富集之第二驟冷介質流中所包含的觸媒粒子可於燃燒區104中再生(regenerate)。
於一些實施態樣中，可將至少一部分管線122中之細粒富集之第二驟冷介質流送至金屬回收設備(metal reclamation facility)124，於該處可回收(reclaim)8-10族元素。
於一些實施態樣中，在驟冷塔113中氣體-液體接觸區114上方之位置，可經由管線(line)132從驟冷塔抽出正常沸點低於第二驟冷介質的第一驟冷介質，經由一或多個熱交換器(heat exchanger)126冷卻，以及可將第一部分或量循環回驟冷塔113中。於一些實施態樣中，可抽出第二部分或量之經冷卻之第一驟冷介質以形成產物流(product stream)125，原因係第一驟冷介質可為烷烴脫氫之產物之一(苯)。於一些實施態樣中，可經由管線111將第三部分或量之經冷卻之第一驟冷介質再循環至氣箱110作為第一驟冷介質流。
在驟冷塔113中區(zone)114上方之位置，可經由管線(line)133從驟冷塔抽出至少一部分存在驟冷塔113中之任何水，通過一或多個熱交換器(heat exchanger)127冷卻，以及可將至少一部分經冷卻的水循環回驟冷塔(quench tower)113中。一部分或量之經冷卻的水可經過管線(line)128抽出，可將其送往廢水處理。
出自於驟冷塔113之塔頂產物流(overhead product stream)130可基本上不含焦化觸媒粒子，然後可使其進一步冷卻、壓縮(compress)以及送至進一步產物回收(product recovery)。於一些實施態樣中，可使管線130中之塔頂產物流通過一或多個氣體-固體分離器以移除至少一部分若存在之任何夾帶的觸媒粒子。
圖2描繪根據一或多個實施態樣之用於使管線(line)201中的含烴進料脫氫之另一系統，其包含反應器或轉化區(conversion zone)203、再生器(regenerator)或燃燒區(combustion zone)204、氧浸漬區(oxygen soaking zone)237、還原區(reduction zone)240、及驟冷塔(quench tower)213。可將經由管線201之含烴進料引入轉化區203，例如，於上升管反應器之底端或下行管反應器之上端。於一些實施態樣中，管線201中之含烴進料可包含蒸汽。可將經由管線202之再生且還原之觸媒粒子從還原區240輸送至轉化區203。含烴進料可於轉化區203中與再生且還原之觸媒粒子接觸以進行至少一部分含烴進料之脫氫，以生產經由管線(line)205之轉化流出物，該轉化流出物可包含焦化觸媒粒子、一或多種經脫氫之烴、未反應之含烴進料、蒸汽、苯、或其任何混合物。
可將經由管線205之轉化流出物引入一或多個分離裝置(separation device)206，例如，一或多個旋風器，其可將轉化流出物分離成焦化觸媒粒子富集且一或多種經脫氫之烴貧乏之第一流(first stream)207以及包含夾帶的焦化觸媒粒子之一或多種經脫氫之烴富集之第二流(經由管線(line)209)。
可將經由管線207之第一流再循環至燃燒區204。於一些實施態樣中，管線207中之第一流可包含夾帶的氣態組分，諸如一或多種經脫氫之烴、未反應之含烴進料、蒸汽、或其混合物。於此實施態樣中，管線207中之第一流中的至少一部分氣態組分可在將第一流引入燃燒區204之前汽提。可將氧化劑及視需要(optionally)之燃料(經由管線(line)208)引入燃燒區204，其可接觸第一流中之至少一部分焦化觸媒粒子以進行至少一部分焦炭及若存在的燃料之燃燒，以產生包含再生觸媒粒子及燃燒氣體之燃燒流出物。焦炭及若存在的燃料之燃燒可產生熱以從焦化觸媒粒子燒掉焦炭，使8-10族元素再分散於失效觸媒粒子上以及對再生觸媒粒子加熱。
燃燒流出物可經由管線(line)233回收以及可進入一或多個分離裝置(separation device)234，例如，一或多個旋風器，以分離成含有夾帶在燃燒流出物中之大部分任何觸媒粒子及少量夾帶的燃燒氣體之流(stream)236以及含有大部分燃燒氣體及若存在的任何少量夾帶的觸媒粒子之燃燒氣體流(combustion gas stream)235。於一些實施態樣中，一或多個分離裝置234可包含三或更多個旋風器(cyclone)級(stage)以獲致從管線233中之燃燒流出物的較高固體回收效率，以及減少燃燒氣體流235中之夾帶的觸媒粒子之量。
可將流236送至氧浸漬區(oxygen soaking zone)237。可將相對乾燥(relatively dry)之氧化劑氣體流(oxidant gas stream)239進料至氧浸漬區237以使觸媒完全再生。進入區237之後，任何未反應之乾燥氧化劑氣體流可夾帶完全再生之觸媒粒子以及作為流(stream)238離開區237。流238可進入分離裝置234以及分流成固體流及氣體流。完全再生之觸媒粒子富集之固體流可匯入流236以及返回區237。未反應之乾燥氧化劑氣體富集之氣體流可匯入(join)流(stream)235。完全再生之觸媒粒子可作為流(stream)241離開區237以及進入還原區(reduction zone) 240。亦可將還原氣體流(reduction gas stream)242進料至區(zone)240。經由管線202之再生且還原之觸媒粒子可離開還原區240以及進入轉化區203。任何未反應之還原氣體可作為流(stream)243離開還原區。
於一些實施態樣中，若燃燒氣體流(combustion gas stream)235包含任何夾帶的觸媒粒子，可使其通過過濾器、靜電沈澱器、濕式氣體洗滌器等。分別於轉化區及燃燒區203及204之分離裝置206及234可經調整以遞輸較高或較低量之第二流209或燃燒氣體流233中之夾帶的觸媒粒子，取決於從管線209中之第二流vs.管線235中之燃燒氣體流之夾帶的觸媒收集難度(collection difficulty level)。
第二流(second stream)209可進入氣箱(plenum) 210。於氣箱210中，可使流(stream)209與第一驟冷介質流(first quench medium stream)211混合以產生管線(line)212中之經冷卻之第二流。於一些實施態樣中，管線(line)209中之第二流的溫度可＞ 620℃。
於一些實施態樣中，苯可於含烴進料之脫氫期間產生以及可存在於經冷卻之第二流。於一些實施態樣中，苯可用作管線(line)211中之第一驟冷介質。於一些實施態樣中，第一驟冷介質流於氣箱210中與第二流接觸時可呈液相。於一些實施態樣中，於氣箱210中使第二蒸汽(second steam)209與管線211中之第一驟冷介質流接觸可產生經冷卻之第二流，其溫度為≤ 620℃、≤ 610℃、≤ 600℃、≤ 590℃、或≤ 580℃。於一些實施態樣中，經冷卻之第二流可為在  ≥ 550℃及≤ 620℃或≤ 600℃之範圍的溫度。使管線209中之第二流的溫度降至低於600℃可減少或停止氣體組分之不受歡迎的熱反應。
可將經由管線(line)212之經冷卻之第二流引入配置於驟冷塔(quench tower)213內之氣體-液體接觸區(gas-liquid contacting zone)214。進入區(zone)214之前，經由管線212之經冷卻之第二流亦可行經一或多個熱交換器以供熱回收。於氣體-液體接觸區214中，經冷卻之第二流可接觸經由管線(line)215引入驟冷塔213之觸媒粒子貧乏之第二驟冷介質流。管線215中之第二驟冷介質流可與管線212中之經冷卻之第二流逆流地向下噴灑至氣體-液體接觸區214中，以確保經冷卻之第二流與第二驟冷介質流之間的良好接觸。於氣體-液體接觸區214中，可使經冷卻之第二流(cooled second stream)212中之大部分觸媒細粒及熱轉移至第二驟冷介質流(second quench medium stream) 215，以產生可包含呈液相之第一驟冷介質及第二驟冷介質以及至少一部分焦化觸媒粒子的漿料。
漿料可經由管線(line)216從驟冷塔213回收。於一些實施態樣中，漿料可蓄積於驟冷塔213底部以形成液體儲存處(liquid reservoir)217。液體儲存處亦可包含未反應之水，其可添加作為含烴進料中之反應物。可將管線216中之漿料流引入分離裝置(separation device)218以產生經由管線(line)219之包含焦化觸媒粒子的水流以及經由管線(line)226之包含焦化觸媒粒子的驟冷介質流。
可將經由管線219之水流引入分離裝置(separation device)220以產生經由管線(line)222之含有焦化觸媒粒子的水流以及經由管線221之焦化觸媒粒子貧乏(lean in the coked catalyst particle)之水流。於一些實施態樣中，分離裝置220可為液體-固體過濾器(liquid-solid filter)。可將經由管線221之廢水流(wastewater stream)送至廢水處理設備(wastewater treatment facility)。於一些實施態樣中，可將至少一部分經由管線222之含有焦化觸媒粒子的水流輸送至金屬回收設備(metal reclamation facility)224、經由管線(line)228輸送至燃燒區204、或其組合。
可將經由管線(line)226之驟冷介質流引入一或多個熱交換器(heat exchanger)227以產生經由管線(line)229之經冷卻之驟冷介質流。可將經由管線229之經冷卻之驟冷介質流引入一或更多固體-液體分離裝置(solid-liquid separation device)230以產生經由管線(line)215之焦化觸媒粒子貧乏之驟冷介質流以及經由管線(line)231之焦化觸媒粒子富集之驟冷介質流。於一些實施態樣中，固體-液體分離裝置230可為液體-固體過濾器。
於一些實施態樣中，可將至少一部分焦化觸媒粒子富集之驟冷介質流經由管線231輸送至金屬回收設備224、經由管線(line)223輸送至燃燒區204、或其組合。若將至少一部分經由管線223之焦化觸媒粒子富集之驟冷介質流輸送至燃燒區204，可於轉化區204中燃燒其中之殘餘烴以產生熱以及焦化觸媒粒子可於其中再生。於一些實施態樣中，可將第一部分之焦化觸媒粒子貧乏之驟冷介質流(經由管線215)再循環至驟冷塔213中作為第二驟冷介質，可經由管線211將第二部分之焦化觸媒粒子貧乏之驟冷介質流(經由管線215)再循環至氣箱210作為第一驟冷介質，以及視需要，可經由管線(line)225回收管線215中之第三部分之焦化觸媒粒子貧乏之驟冷介質流作為產物。
出自於驟冷塔213之塔頂產物流(overhead product stream)232可基本上不含焦化觸媒粒子，然後可使其進一步冷卻、壓縮以及送至進一步產物回收。於一些實施態樣中，可使管線(line)232中之塔頂產物流通過一或多個氣體-固體分離器以移除至少一部分若存在之任何夾帶的觸媒粒子。 實施例：
茲參考下列非限制性實例進一步說明前文論述。
觸媒組成物1：係藉由在去離子水(524 ml)中混合CATAPAL ®D假軟水鋁石(pseudoboehmite)(Sasol) (47 g)與含有70 wt% MgO及30 wt% Al 2O 3之經煅燒Mg-Al水滑石(calcined Mg-Al hydrotalcite)(PURALOX® MG70) (44 g)以製備漿料所製備。漿料係經研磨(mill)及於Buchi B-290 Mini Spray Dryer上噴霧乾燥以產生噴霧乾燥之粒子(spray dried particle)。噴霧乾燥之粒子係於空氣中以550℃煅燒4小時以產生名義上(nominally)含有50 wt% PURALOX ®MG70及50 wt% Al 2O 3(衍生自CATAPAL ®D)的經煅燒之載體粒子(calcined support particle)。經煅燒之載體粒子係使用初濕含浸(incipient wetness impregnation)以包含氯化錫(IV)五水合物(tin (IV) chloride pentahydrate)、氯鉑酸六水合物(chloroplatinic acid hexahydrate)、及去離子水之水溶液浸漬(impregnate)。經浸漬之材料係於空氣中以800℃煅燒12小時，以產生於50:50 MG70: CATAPAL ®D上之名義上包含0.3 wt% Pt及1.5 wt% Sn的觸媒組成物。
觸媒組成物2：係藉由在去離子水(596 ml)中混合40 wt%聚合氯化鋁溶液(aluminum chlorohydrol solution) (ACH) (85 g)及經煅燒之Mg-Al水滑石(PURALOX ®MG70) (88 g)以製備漿料所製備。漿料係經研磨及於Buchi B-290 Mini Spray Dryer上噴霧乾燥以產生噴霧乾燥之粒子。噴霧乾燥之粒子係於空氣中以550℃煅燒4小時以產生名義上含有80 wt% PURALOX ®MG70及20 wt% Al 2O 3(衍生自ACH)的經煅燒之載體粒子。經煅燒之載體粒子係使用初濕含浸以包含氯化錫(IV)五水合物、氯鉑酸六水合物、及去離子水之水溶液浸漬。經浸漬之材料係於空氣中以800℃煅燒12小時，以產生於80:20 MG70: ACH上之名義上包含0.3 wt% Pt及1.5 wt% Sn的觸媒組成物。
觸媒組成物3-16係根據下列製程製備。用於各觸媒組成物，將PURALOX® MG 80/150 (3克) (Sasol) (其為含有80 wt%之MgO及20 wt%之Al 2O 3且表面積為150 m 2/g的混合Mg/Al金屬氧化物)在空氣下以550℃煅燒3小時以形成載體。於小玻璃瓶中製備含有適當量之氯化錫(IV)五水合物(tin (IV) chloride pentahydrate)(用以製造觸媒組成物(Acros Organics)時)及/或氯鉑酸(chloroplatinic acid)(用以製造觸媒組成物(Sigma Aldrich)時)、及1.8 ml之去離子水的溶液。以對應之溶液(corresponding solution)浸漬用於各觸媒組成物之經煅燒之PURALOX® MG 80/150載體(2.3克)。使經浸漬之材料於密閉容器中在室溫(RT)下平衡(equilibrate)24小時，以110℃乾燥6小時，以及以800℃煅燒12小時。表1顯示以載體之重量為基準計之各觸媒組成物的標稱(nominal)Pt及Sn含量。
表1
觸媒 Pt (wt%) Sn (wt%)
3 0.4 1
4 0.3 1
5 0.2 1
6 0.1 1
7 0.05 1
8 0.025 1
9 0.0125 1
10 0 1
11 0.1 0.5
12 0.1 1
13 0.1 2
14 0.0125 0
15 0.0125 0.5
16 0.0125 2
使用上述觸媒組成物1及2之實施例
固定床實驗(fixed bed experiment)係於約100 kPa絕對壓力(kPa-absolute)進行。使用氣相層析儀(gas chromatograph)(GC)測量反應器流出物(reactor effluent)之組成。然後使用反應器流出物中之各組分的濃度計算C 3H 6產率(yield)及選擇性(selectivity)。實施例中所記錄之C 3H 6產率及選擇性係以碳莫耳基準(carbon mole basis)計算。
於各實施例中，將0.3 g之觸媒Mcat與適當量之石英稀釋劑(quartz diluent)混合且載入石英反應器(quartz reactor)。測定稀釋劑之量以使觸媒床(catalyst bed)(觸媒+稀釋劑)與石英反應器之等溫區(isothermal zone)重疊(overlap)以及觸媒床於操作期間大致上等溫(largely isothermal)。以石英碎片/棒(quartz chip/rod)填充反應器之怠體積(dead volume)。
使用反應器流出物中之各組分的濃度計算C 3H 6產率及選擇性。於t rxn開始時以及於t rxn結束時之C 3H 6產率及選擇性分別表示為Y ini、Y end、S ini、及S end，以及於下表中記錄為百分比。
實施例1及2之程序步驟如下： 1. 以惰性氣體(inert gas)沖洗(flush)系統。 2. 使含氧氣體(O氣體(Ogas))以流率(flow rate)(F regen)流經反應區之旁路(by-pass)，且同時使惰性氣體(inert)流經反應區。將反應區加熱至再生溫度(regeneration temperature)T regen。 3. 然後使含氧氣體流經反應區一定時間期間(t regen)以使觸媒再生(regenerate)。於t regen之後，使反應區內之溫度從T regen改變為還原溫度(reduction temperature)(T red)且同時維持含氧氣體流(oxygen-containing gas flow)。 4. 以惰性氣體沖洗系統。 5. 使含H 2氣體(H氣體(Hgas))以流率(F red)流經反應區之旁路一定時間期間，且同時使惰性氣體流經反應區。然後於T red使含H 2氣體流經反應區一定時間期間(t red)。 6. 以惰性氣體(inert)沖洗系統。於該程序期間，反應區之溫度從T red改變成655 ℃之反應溫度。 7. 使包含81 vol% C 3H 8、9 vol%惰性氣體(Ar或Kr)及10 vol%蒸汽(steam)之含烴(HC氣體(HCgas))進料以流率(F rxn)流經反應區之旁路一定時間期間，且同時使惰性氣體流經反應區。然後使含烴進料流經655 ℃之反應區10 min。反應流出物(reaction effluent)之GC取樣(GC sampling)係於進料一從反應區之旁路切換至反應區就開始。
上述程序步驟重複數個週期(cycle)直到獲得穩定性能(stable performance)為止。表2顯示觸媒1 (Catalyst 1)及觸媒2(Catalyst 2)對於丙烷脫氫(propane dehydrogenation)均具活性/選擇性(active/selective)。圖3係顯示以Cmol%表示之丙烯選擇性(propylene selectivity)以及以Cmol%表示之丙烯產率(propylene yield)與在流上之時間(time on stream)的關係之圖，其說明觸媒2經60週期(cycle)丙烷脫氫仍安定。
表2
觸媒 1 2
M cat(g) 0.3 0
F rxn(sccm) 17.6 17.6
H氣體(Hgas) 10 % H 2；90 % Ar 10 % H 2；90 % Ar
F red(sccm) 46.6 46.6
T red(℃) 800 800
t red(min) 0.05 0.05
O氣體(Ogas) 90 %空氣、10 % H 2O；然後乾燥空氣(Then Dry air) 90 %空氣、10 % H 2O；然後乾燥空氣
F regen(sccm) 93.2 93.2
然後(Then) 然後(Then)
83.9 83.9
T regen(℃) 800 800
t regen(min) 1；然後10 1；然後10
性能 Y ini 59.4 62.9
Y end 52.4 59.2
S ini 95.3 94.4
S end 96.3 95.9
使用上述觸媒組成物3至16之實施例
固定床實驗係使用觸媒組成物3-16於大約100 kPa絕對壓力進行。使用氣相層析儀(GC)測量反應器流出物之組成。然後使用反應器流出物中之各組分的濃度計算C 3H 6產率及選擇性。實施例中所記錄之C 3H 6產率及選擇性係以碳莫耳基準計算。
於各實施例中，將0.3 g之觸媒組成物與適當量之石英稀釋劑混合且載入(load into)石英反應器。測定稀釋劑之量以使觸媒床(觸媒+稀釋劑)與石英反應器之等溫區重疊以及觸媒床於操作期間大致上等溫。以石英碎片/棒填充反應器之怠體積。
於t rxn開始時以及於t rxn結束時之C 3H 6產率及選擇性分別表示為Y ini、Y end、S ini、及S end，以及就觸媒組成物3至10於下表3及4中記錄為百分比。
觸媒組成物3-10之程序步驟如下： 1. 以惰性氣體沖洗系統。 2. 使乾燥空氣以流率(flow rate)83.9 sccm通過反應區之旁路(by-pass)，且同時使惰性氣體(inert)通過反應區。將反應區加熱至800℃之再生溫度。 3. 然後使乾燥空氣以流率83.9 sccm通過反應區10 min以使觸媒再生。 4. 以惰性氣體沖洗系統。 5. 使具有10 vol% H 2及90 vol % Ar之含H 2氣體以流率46.6 sccm通過反應區之旁路一定時間期間，且同時使惰性氣體通過反應區。然後使含H 2氣體流經800℃之反應區3秒。 6. 以惰性氣體沖洗系統。於該程序期間，反應區之溫度從800℃改變成670℃之反應溫度。 7. 使包含81 vol%之C 3H 8、9 vol%之惰性氣體(Ar或Kr)及10 vol%之蒸汽的含烴(HC氣體(HCgas))進料以流率35.2 sccm通過反應區之旁路一定時間期間，且同時使惰性氣體通過反應區。然後使含烴進料通過670℃之反應區10 min。反應流出物之GC取樣係於進料一從反應區之旁路切換至反應區就開始。
上述程序步驟重複數個週期(cycle)直到獲得穩定性能為止。表3及4顯示僅含0.025 wt%之Pt及1 wt%之Sn的觸媒組成物8具有與含0.4 wt%之Pt及1 wt%之Sn的觸媒組成物3相似之產率與相似之選擇性，此令人驚訝及意外。不包含任何Pt之觸媒組成物10未顯示可察覺(appreciable)的丙烯產率。
表3
   觸媒3 觸媒4 觸媒5 觸媒6
性能 Y ini 61.7 61.7 60.7 63.7
Y end 55.2 55.7 54.2 56.7
S ini 97.3 97.2 97.0 97.1
S end 98.1 98.0 97.7 98.3
表4
   觸媒7 觸媒8 觸媒9 觸媒10
性能 Y ini 62.4 62.0 56.7 2.0
Y end 57.2 54.6 45.7 1.7
S ini 96.7 97.3 96.9 64.2
S end 97.7 98.0 97.6 49.5
觸媒組成物11-16亦使用上述關於觸媒3-10之相同程序步驟1-7進行測試。表5顯示為了獲得包含以載體之重量為基準計為0.1 wt%之Pt的觸媒組成物之最佳丙烯產率，Sn之含量不應過低或過高。
表5
   觸媒11 觸媒6 觸媒12 觸媒13
0.5 wt% Sn 1 wt% Sn 1 wt% Sn 2 wt% Sn
性能 Y ini 58.4 63.7 63.4 56.5
Y end 49.5 56.7 55.5 47.7
S ini 96.9 97.1 97.2 97.8
S end 97.6 98.3 98.1 98.2
表6顯示為了獲得包含以載體之重量為基準計為0.0125 wt%之Pt的觸媒組成物之最佳丙烯產率，Sn之含量不應過高或過低。
表6
   觸媒14 觸媒15 觸媒9 觸媒16
0 wt% Sn 0.5 wt% Sn 1 wt% Sn 2 wt% Sn
性能 Y ini 2.6 44 56.7 55.4
Y end 1.7 24.4 45.7 44.1
S ini 63.9 96.7 96.9 96.8
S end 61.1 95.6 97.6 97.6
僅含0.025 wt%之Pt及1 wt%之Sn的觸媒組成物8亦使用上述關於觸媒組成物3至10之相同程序步驟1-7進行使用壽命試驗(longevity test)，但於步驟7中使用流率17.6 sccm代替35.2 sccm。圖4顯示觸媒組成物8維持性能204週期(cycle)(x軸為時間，y軸為C 3H 6產率及成為C 3H 6之選擇性，二者均以碳莫耳%(carbon mole %)計)。
各種術語已如前文定義。在申請專利範圍中所使用之術語於前文未予界定的情況中，應給予如至少一刊物或公告專利中所反映的相關領域之人士所給予該術語的最廣定義。此外，本案中所引用之所有專利、試驗步驟及其他文件係以此等揭露與本案不衝突且所有管轄權(jurisdiction)允許此合併而以引用的方式完全併入本文中。
雖然前文係針對本發明之實施態樣，但在不偏離本發明基本範圍情況下可設計出本發明其他以及另外之實施態樣，且本發明之範圍係由以下申請專利範圍所決定。
101,102,105,108,112,115,116,118,120,122,123,128,129,131,201,202,205,208,212,215,216,219,221,222,223,225,226,228,229,231,233:管線 103,203:轉化區 104,204:燃燒區 106,132,206,218,220, 234:分離裝置 107,207:第一流 109,209:第二流 110,210:氣箱 111,211:第一驟冷介質流 113,213:驟冷塔 114,214:氣體-液體接觸區 117,217:液體儲存處 119,126,127,227:熱交換器 121,230:固體-液體分離裝置 124,224:金屬回收設備 125:產物流 130,232:塔頂產物流 133,235:燃燒氣體流 134,135,138,141,236,238,241,243:流 136,239:氧化劑氣體流 137,237:氧浸漬區 139,240:還原區 140,242:還原氣體流
[圖1]描繪根據一或多個所述之實施態樣的用於使含烴進料脫氫的系統，其包含反應器或轉化區、再生器(regenerator)或燃燒區、及驟冷塔。
[圖2]描繪根據一或多個所述之實施態樣的用於使含烴進料脫氫的另一系統，其包含反應器或轉化區、再生器或燃燒區、及驟冷塔。
[圖3]顯示觸媒組成物經60週期(cycle)丙烷脫氫(propane dehydrogenation)仍安定。
[圖4]顯示觸媒組成物(觸媒8)維持其性能達204週期。
101,102,105,108,112,115,116,118,120,122,123,128,129,131:管線
103:轉化區
104:燃燒區
106,132:分離裝置
107:第一流
109:第二流
110:氣箱
111:第一驟冷介質流
113:驟冷塔
114:氣體-液體接觸區
117:液體儲存處
119,126,127:熱交換器
121:固體-液體分離裝置
124:金屬回收設備
125:產物流
130:塔頂產物流
133:燃燒氣體流
134,135,138,141:流
136:氧化劑氣體流
137:氧浸漬區
139:還原區
140:還原氣體流

Claims (24)

  1. 一種用於使烴升級(upgrading)之方法，其包含： (I) 在轉化區中使含烴進料與流體化脫氫觸媒粒子(fluidized dehydrogenation catalyst particle)接觸以進行至少一部分之該含烴進料的脫氫，以產生包含焦化觸媒粒子(coked catalyst particle)及一或多種經脫氫之烴(dehydrogenated hydrocarbon)的轉化流出物(conversion effluent)； (II) 從該轉化流出物分離該焦化觸媒粒子富集且該一或多種經脫氫之烴貧乏之第一流以及該一或多種經脫氫之烴富集且包含夾帶的焦化觸媒粒子(entrained coked catalyst particle)之第二流； (III) 使該第二流與第一驟冷介質(first quench medium)接觸以產生經冷卻之第二流； (IV) 在驟冷塔(quench tower)內使該經冷卻之第二流與第二驟冷介質(second quench medium)接觸； (V) 從該驟冷塔回收(recovering)包含該一或多種經脫氫之烴的氣態流(gaseous stream)、經冷凝之第一驟冷介質流、以及包含至少一部分呈液相的該第二驟冷介質及該夾帶的焦化觸媒粒子之漿料流(slurry stream)； (VI) 將至少一部分該經冷凝之第一驟冷介質再循環(recycling)至步驟(III)； (VII) 從該漿料流分離至少一部分該夾帶的焦化觸媒粒子以提供回收之第二驟冷介質流以及回收之夾帶的焦化觸媒粒子流；以及 (VIII) 將至少一部分該回收之第二驟冷介質流再循環至步驟(IV)。
  2. 如請求項1之方法，其進一步包含： (IX) 在燃燒區中使該第一流中之至少一部分該焦化觸媒粒子及該回收之夾帶的觸媒粒子流中之至少一部分該焦化觸媒粒子與氧化劑及視需要的燃料接觸以進行至少一部分之焦炭(coke)及若存在之該燃料的燃燒，以產生包含焦炭貧乏之再生觸媒粒子(regenerated catalyst particle)及燃燒氣體的燃燒流出物； (X) 分離燃燒氣體流及再生觸媒粒子流；以及 (XI) 使額外量之該含烴進料與來自該再生觸媒粒子流之流體化再生觸媒粒子接觸以產生包含再焦化觸媒粒子(re-coked catalyst particle)及額外的一或多種經脫氫之烴的額外轉化流出物(additional conversion effluent)。
  3. 如請求項1或2之方法，其中，該脫氫觸媒粒子包含置於載體上之8-10族元素，該方法進一步包含： (XII) 將至少一部分該回收之夾帶的觸媒粒子流輸送至金屬回收設備(metal reclamation facility)；以及 (XIII) 從該回收之夾帶的焦化觸媒粒子流中之該焦化觸媒粒子回收(recovering)至少一部分之該8-10族元素。
  4. 如請求項1或2之方法，其進一步包含(XIV)在步驟(VII)之前冷卻該漿料流以產生冷卻之漿料流。
  5. 如請求項1或2之方法，其中，該轉化流出物進一步包含苯，該方法進一步包含(XV)從該驟冷塔抽出苯產物流。
  6. 如請求項5之方法，其中，該第一驟冷介質包含至少一部分從該驟冷塔抽出之該苯產物流。
  7. 如請求項1或2之方法，其中，該第一流及該第二流係在一或多個旋風器(cyclone)內從該轉化流出物分離，以及其中，該第二流係在該一或多個旋風器之至少一氣箱(plenum)內與該第一驟冷介質接觸。
  8. 如請求項1或2之方法，其中，該第一流及該第二流係於主分離裝置(primary separation device)及在該主分離裝置下游且與其流體連通之副分離裝置(secondary separation device)中從該轉化流出物分離，以及其中，該第二流係於該副分離裝置之氣箱內與該第一驟冷介質接觸。
  9. 如請求項1或2之方法，其中，該第一流及該第二流係於一或多個氣體/固體分離器內從該轉化流出物分離，以及其中，該第二流係於與該一或多個氣體/固體分離器及該驟冷塔流體連通之轉移管線(transfer line)內與該第一驟冷介質接觸。
  10. 如請求項1或2之方法，其中，該第一驟冷介質與該第二流接觸時係呈液相，以及其中，該第一驟冷介質在接觸該第二流之後係呈氣相(gas phase)。
  11. 如請求項1或2之方法，其中，該第一驟冷介質包含苯、水、或正常沸點(normal boiling point)＜ 580℃之聚芳族烴(polyaromatic hydrocarbon)、或其混合物。
  12. 如請求項1或2之方法，其中，該第二驟冷介質包含苯、水、或正常沸點＜ 580℃之聚芳族烴、或其混合物。
  13. 如請求項1或2之方法，其中，該第二驟冷介質之正常沸點大於該第一驟冷介質之正常沸點。
  14. 如請求項1或2之方法，其中，在該驟冷塔內之底部區含有該漿料流之存量(inventory)。
  15. 如請求項1或2之方法，其中，該夾帶的焦化觸媒粒子係於步驟(VII)中經由一或多個過濾器從該漿料流分離。
  16. 如請求項1或2之方法，其中，該第一驟冷介質包含液態烴，以及其中，該經冷卻之第二流中之任何非固態組分係完全在氣相(vapor phase)中。
  17. 如請求項1或2之方法，其中，該第一驟冷介質包含於該含烴進料之脫氫期間所形成的芳族烴。
  18. 如請求項1或2之方法，其中，該第二驟冷介質包含不於該含烴進料之脫氫期間所形成的芳族烴。
  19. 如請求項1或2之方法，其中，該第二驟冷介質在該驟冷塔內逆流地(counter-currently)接觸該經冷卻之第二流。
  20. 如請求項1或2之方法，其中，該轉化流出物係在≥ 620℃之溫度，而該經冷卻之第二流係在≥ 500℃且＜ 620℃之溫度。
  21. 如請求項1或2之方法，其中，該脫氫觸媒粒子包含置於載體上之0.001 wt%至6 wt%之8-10族元素以及視需要的高達10 wt%之包含Sn、Cu、Au、Ag、Ga、其組合、或其混合物的促進劑(promoter)，以及其中，全部重量百分比值係以該載體之重量為基準計。
  22. 如請求項1或2之方法，其中，該脫氫觸媒粒子包含置於載體上之0.001 wt%至6 wt%之Pt以及視需要的高達10 wt%之包含Sn、Cu、Au、Ag、Ga、其組合、或其混合物的促進劑，其中，該載體包含至少0.5 wt%之2族元素(Group 2 element)，以及其中，全部重量百分比值係以該載體之重量為基準計。
  23. 如請求項1或2之方法，其中，該脫氫觸媒粒子之中值粒徑(median particle size)係在10 μm至500 μm之範圍以及根據修改為以10、25、或50 mL量筒代替100或250 mL量筒之ASTM D7481-18所測量的表觀鬆體密度(apparent loose bulk density)係在0.3 g/cm 3至2 g/cm 3之範圍。
  24. 如請求項1或2之方法，其中，脫氫觸媒粒子滿足Geldart A或Geldart B分級之要求。
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