特表 2023-524562 アルカン及びアルキル芳香族炭化水素を改質するための方法及びシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-06-12

(54)【発明の名称】アルカン及びアルキル芳香族炭化水素を改質するための方法及びシステム

(51)【国際特許分類】

   C07C 5/333 20060101AFI20230605BHJP

   B01J 23/62 20060101ALI20230605BHJP

   B01J 38/04 20060101ALI20230605BHJP

   C07C 11/06 20060101ALI20230605BHJP

   C07B 61/00 20060101ALN20230605BHJP

【ＦＩ】

C07C5/333

B01J23/62 Z

B01J38/04 Z

C07C11/06

C07B61/00 300

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022567507

(86)(22)【出願日】2021-04-09

(85)【翻訳文提出日】2022-12-23

(86)【国際出願番号】 US2021026639

(87)【国際公開番号】W WO2021225747

(87)【国際公開日】2021-11-11

(31)【優先権主張番号】20179510.1

(32)【優先日】2020-06-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(31)【優先権主張番号】63/022,034

(32)【優先日】2020-05-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】509004675

【氏名又は名称】エクソンモービル ケミカル パテンツ インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100103610

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100119013

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 一夫

(74)【代理人】

【識別番号】100123777

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 さつき

(74)【代理人】

【識別番号】100111796

【弁理士】

【氏名又は名称】服部 博信

(74)【代理人】

【識別番号】100123766

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 七重

(72)【発明者】

【氏名】バオ シャオイン

(72)【発明者】

【氏名】ラットナー ジェームズ アール

【テーマコード（参考）】

4G169

4H006

4H039

【Ｆターム（参考）】

4G169AA03

4G169BA01B

4G169BA06B

4G169BB06B

4G169BC22B

4G169BC75B

4G169CB07

4G169CB63

4G169DA06

4G169FA02

4G169FB14

4G169FB30

4G169FC08

4H006AA02

4H006AC12

4H006BA11

4H006BA26

4H006BC10

4H006BD60

4H039CA29

4H039CC10

(57)【要約】

炭化水素を改質するための方法。一部の実施形態において、方法は、第１の変換区画内で、炭化水素含有供給物を、担体に配置された８～１０族元素を含みうる第１の触媒と接触させて、供給物の一部の脱水素、脱水素芳香族化、及び／又は脱水素環化を引き起こし、１種又は複数の改質された炭化水素、分子水素、及び未変換の供給物を含む第１の変換区画流出物を生成することを含んでもよい。方法は、第２の変換区画内で、第１の変換区画流出物を、担体に配置された８～１０族元素を含みうる第２の触媒と接触させて、未変換の供給物の少なくとも一部の脱水素、脱水素芳香族化、及び／又は脱水素環化を引き起こし、追加量の改質された炭化水素及び分子水素を含む第２の変換区画流出物を生成することも含んでもよい。第２の変換区画流出物の温度は、第１の変換区画流出物の温度を超えていてよい。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

多段階炭化水素改質方法であって、
（Ｉ）第１の変換区画内で、炭化水素含有供給物を、担体に配置された８～１０族元素を含む第１の触媒と接触させて、炭化水素含有供給物の一部の脱水素、脱水素芳香族化、及び脱水素環化のうちの１種又は複数を引き起こし、１種又は複数の改質された炭化水素、分子水素、及び未変換の炭化水素含有供給物を含む第１の変換区画流出物を生成するステップ、
（ＩＩ）第２の変換区画内で、第１の変換区画流出物を、担体に配置された８～１０族元素を含む第２の触媒と接触させて、未変換の炭化水素含有供給物の少なくとも一部の脱水素、脱水素芳香族化、及び脱水素環化のうちの１種又は複数を引き起こし、追加量の１種又は複数の改質された炭化水素及び分子水素を含む第２の変換区画流出物を生成するステップ
を含み、
炭化水素含有供給物が、Ｃ₂－Ｃ₁₆直鎖状若しくは分枝状アルカンのうちの１種若しくは複数、Ｃ₄－Ｃ₁₆環状アルカンのうちの１種若しくは複数、Ｃ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族炭化水素のうちの１種若しくは複数、又はそれらの混合物を含み、
炭化水素含有供給物及び第１の触媒が、少なくとも２０絶対ｋＰａの炭化水素分圧下で０．１秒～３時間の範囲の期間接触し、炭化水素分圧が、炭化水素含有供給物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族炭化水素の合計分圧であり、
第１の変換区画流出物及び第２の触媒が、少なくとも２０絶対ｋＰａの炭化水素分圧下で０．１秒～３時間の範囲の期間接触し、炭化水素分圧が、第１の変換区画流出物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族炭化水素の合計分圧であり、
第１の変換区画流出物が３００℃～８５０℃の範囲の温度を有し、
第２の変換区画流出物が３５０℃～９００℃の範囲の温度を有し、
第２の変換区画流出物の温度が第１の変換区画流出物の温度を超え、
第１の触媒及び第２の触媒が同じ組成又は異なる組成を有し、
第１の触媒及び第２の触媒がそれぞれ、担体の質量に基づき０．０５質量％～６質量％の８～１０族元素を含み、
担体が、
担体の質量に基づき、ｗ質量％の２族元素、ｘ質量％の４族元素、ｙ質量％の１２族元素、及びｚ質量％の原子番号２１、３９、又は５７～７１を有する元素、のうちの少なくとも１つを含み、ｗ、ｘ、ｙ、及びｚが独立に０～１００の範囲にあり、
あらゆる２族元素が、担体の質量に基づき質量％ｍを伴い、
あらゆる４族元素が、担体の質量に基づき質量％ｎを伴い、
あらゆる１２族元素が、担体の質量に基づき質量％ｐを伴い、
原子番号２１、３９、又は５７～７１を有するあらゆる元素が、担体の質量に基づき質量％ｑを伴い、
ｍ、ｎ、ｐ、及びｑが独立に１～１００の範囲の数であり、
担体の質量に基づき合計ｗ／ｍ＋ｘ／ｎ＋ｙ／ｐ＋ｚ／ｐが１以上であり、
１種又は複数の改質された炭化水素が、脱水素された炭化水素、脱水素芳香族化された炭化水素、脱水素環化された炭化水素、又はそれらの混合物を含む、
多段階炭化水素改質方法。

【請求項2】

第１の触媒及び第２の触媒のうちの少なくとも１つが固定床内に配置され、かつ／又は第１の変換区画及び第２の変換区画のうちの少なくとも１つが固定床反応器内に配置される、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

第１の触媒及び第２の触媒のうちの少なくとも１つが流動触媒粒子の形態である、請求項１又は請求項２に記載の方法。

【請求項4】

以下：
（ｉ）第１の触媒及び第２の触媒が流動触媒粒子の形態である、及び
（ｉｉ）第１及び第２の変換区画が実質的に断熱性である、
のうちの少なくとも１つが満たされる、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

以下：
（ｉ）第１の変換区画内における、第１の触媒の、炭化水素含有供給物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族の合わせた量に対する比が、質量対質量に基づいて１～１００の範囲にある、
（ｉｉ）第２の変換区画内における、第２の触媒の、第１の変換区画流出物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族の合わせた量に対する比が、質量対質量に基づいて１～５０の範囲にある、
（ｉｉｉ）第２の変換区画内における、第１の触媒及び第２の触媒の合わせた量の、第１の変換区画流出物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族の合わせた量に対する比が、２～１５０の範囲にある、
のうちの少なくとも１つが満たされる、請求項４に記載の方法。

【請求項6】

以下：
（ｉ）第１の触媒が炭化水素含有供給物と最初に接触する際、第１の触媒が、第１の変換区画流出物の温度よりも１０℃～２００℃の範囲高い温度を有する、
（ｉｉ）第２の触媒が第１の変換区画流出物と最初に接触する際、第２の触媒が、第２の変換区画流出物の温度よりも３０℃～３００℃の範囲高い温度を有する、
のうちの少なくとも１つが満たされる、請求項４又は請求項５に記載の方法。

【請求項7】

第１の変換区画及び第２の変換区画が、上昇管反応器又は下降管反応器内に配置される、請求項４～６のいずれかに記載の方法。

【請求項8】

炭化水素含有供給物を第１の触媒と接触させるステップが、コークス化された第１の触媒を生成し、第１の変換区画流出物を第２の触媒と接触させるステップが、コークス化された第２の触媒を生成し、方法が、
（ＩＩＩ）コークス化された第１の触媒、コークス化された第２の触媒、又はコークス化された第１の触媒及びコークス化された第２の触媒を、酸化剤と接触させて、コークスの少なくとも一部の燃焼を引き起こし、燃焼気体、並びに再生された第１の触媒、再生された第２の触媒、又は再生された第１の触媒及び再生された第２の触媒を生成するステップ
をさらに含む、請求項１～７のいずれかに記載の方法。

【請求項9】

ステップ（ＩＩＩ）において、以下：
（ｉ）コークス化された第１の触媒粒子、コークス化された第２の触媒粒子、又はコークス化された第１の触媒粒子及びコークス化された第２の触媒粒子、並びに酸化剤が、５８０℃～１,１００℃、好ましくは６５０℃～１,０００℃、より好ましくは７００℃～９００℃、又はより好ましくは７５０℃～８５０℃の範囲の温度で接触する、
（ｉｉ）コークス化された第１の触媒粒子、コークス化された第２の触媒粒子、又はコークス化された第１の触媒粒子及びコークス化された第２の触媒粒子、並びに酸化剤が、５絶対ｋＰａ～１,０００絶対ｋＰａ、好ましくは１０絶対ｋＰａ～５００絶対ｋＰａ、又はより好ましくは２０絶対ｋＰａ～２００絶対ｋＰａの範囲の酸化剤分圧下で接触する、
のうちの少なくとも１つが満たされる、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

（ＩＶ）あらゆる再生された第１の触媒の少なくとも一部、あらゆる再生された第２の触媒の少なくとも一部、又はあらゆる再生された第１の触媒の少なくとも一部及びあらゆる再生された第２の触媒の少なくとも一部を、還元気体と接触させて、再生及び還元された第１の触媒、再生及び還元された第２の触媒、又は再生及び還元された第１の触媒並びに再生及び還元された第２の触媒を生成するステップをさらに含む、請求項８又は請求項９のいずれかに記載の方法。

【請求項11】

還元気体が、分子水素、一酸化炭素、メタン、エタン、エチレン、プロパン、プロピレン、水蒸気、分子窒素、アルゴン、二酸化炭素、又はそれらの混合物を含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

ステップ（ＩＶ）において、以下：
（ｉ）あらゆる再生された第１の触媒の少なくとも一部、あらゆる再生された第２の触媒の少なくとも一部、又はあらゆる再生された第１の触媒の少なくとも一部及びあらゆる再生された第２の触媒の少なくとも一部、並びに還元気体が、４５０℃～９００℃、好ましくは６００℃～９００℃、より好ましくは６２０℃～９００℃、より好ましくは６５０℃～８５０℃、又はより好ましくは６７０℃～８００℃の範囲の温度で接触する、及び
（ｉｉ）あらゆる再生された第１の触媒の少なくとも一部、あらゆる再生された第２の触媒の少なくとも一部、又はあらゆる再生された第１の触媒の少なくとも一部及びあらゆる再生された第２の触媒の少なくとも一部、並びに還元気体が、０．０１絶対ｋＰａ～１,０００絶対ｋＰａ、好ましくは０．１絶対ｋＰａ～５００絶対ｋＰａ、又はより好ましくは０．５絶対ｋＰａ～３００絶対ｋＰａ、又はより好ましくは１絶対ｋＰａ～２００絶対ｋＰａの範囲の還元気体分圧下で接触する、
のうちの少なくとも１つが満たされる、請求項１０又は請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

以下：
（ａ）ステップ（Ｉ）において、炭化水素含有供給物及び第１の触媒が、炭化水素含有供給物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン、あらゆるＣ₄－Ｃ₁₆環状アルカン、及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族の合計体積に基づき、０．１体積％～５０体積％、好ましくは０．５体積％～３０体積％、又はより好ましくは１体積％～１５体積％の量の水蒸気の存在下で接触する、
（ｂ）ステップ（ＩＩ）において、第１の変換区画流出物及び第２の触媒が、第１の変換区画流出物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン、あらゆるＣ₄－Ｃ₁₆環状アルカン、及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族の合計体積に基づき、０．１体積％～５０体積％、好ましくは０．５体積％～３０体積％、又はより好ましくは１体積％～１５体積％の量の水蒸気の存在下で接触する、
のうちの少なくとも１つが満たされる、請求項１～１２のいずれかに記載の方法。

【請求項14】

第１の変換区画流出物の温度が、３５０℃～７００℃、好ましくは４００℃～６７０℃、より好ましくは５００℃～６２０℃、又はより好ましくは５２０℃～６００℃の範囲にある、請求項１～１３のいずれかに記載の方法。

【請求項15】

ステップ（Ｉ）において、炭化水素含有供給物及び第１の触媒が、２０絶対ｋＰａ～１,０００絶対ｋＰａ、好ましくは５０絶対ｋＰａ～５００絶対ｋＰａ、又はより好ましくは７０絶対ｋＰａ～３００絶対ｋＰａの範囲の炭化水素分圧下で接触する、請求項１～１４のいずれかに記載の方法。

【請求項16】

第２の変換区画流出物の温度が、４００℃～９００℃、好ましくは６００℃～８００℃、より好ましくは６２０℃～７５０℃、又はより好ましくは６４０℃～７２５℃の範囲にある、請求項１～１５のいずれかに記載の方法。

【請求項17】

ステップ（ＩＩ）において、第１の変換区画流出物及び第２の触媒が、２０絶対ｋＰａ～１,０００絶対ｋＰａ、好ましくは５０絶対ｋＰａ～５００絶対ｋＰａ、又はより好ましくは７０絶対ｋＰａ～３００絶対ｋＰａの範囲の炭化水素分圧下で接触する、請求項１～１６のいずれかに記載の方法。

【請求項18】

第１の触媒及び第２の触媒のうちの少なくとも１つが助触媒をさらに含む、請求項１～１７のいずれかに記載の方法。

【請求項19】

助触媒が、Ｓｎ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｒｅ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、それらの組み合わせ、又はそれらの混合物を含む、請求項１８に記載の方法。

【請求項20】

第１の触媒及び第２の触媒のうちの少なくとも１つが、担体の合計質量に基づき最大１０質量％の助触媒を含む、請求項１８又は請求項１９のいずれかに記載の方法。

【請求項21】

第１の触媒及び第２の触媒のうちの少なくとも１つが、担体に配置されたアルカリ金属元素をさらに含む、請求項１～２０のいずれかに記載の方法。

【請求項22】

アルカリ金属元素が、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、それらの組み合わせ、又はそれらの混合物を含む、請求項２１に記載の方法。

【請求項23】

第１の触媒及び第２の触媒のうちの少なくとも１つが、担体の合計質量に基づき最大５質量％のアルカリ金属元素を含む、請求項２１又は請求項２２に記載の方法。

【請求項24】

ｍ、ｎ、ｐ、及びｑが、それぞれ１、１５、若しくは３０に等しいか、又はｍ＝１、ｎ＝１５、ｐ＝１５、及びｑ＝１である、請求項１～２３のいずれかに記載の方法。

【請求項25】

あらゆる２族元素、あらゆる４族元素、あらゆる１２族元素、及び原子番号２１、３９、又は５７～７１を有するあらゆる元素の合わせた量の、第１の触媒及び第２の触媒のうちの少なくとも１つにおける８～１０族元素に対するモル比が、少なくとも０．１８、少なくとも０．１９、少なくとも０．２４、又は少なくとも０．２９である、請求項１～２４のいずれかに記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本出願は、出願日２０２０年５月０８日を有する米国仮出願第６３／０２２，０３４号及び出願日２０２０年６月１１日を有する欧州特許出願第２０１７９５１０．１号に対する優先権及びそれらの利益を主張し、それら全ての開示は、それらの全体にわたって参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

技術分野
本開示は、アルカン及び／又はアルキル芳香族炭化水素を改質するための方法及びシステムに関する。より詳細には本開示は、少なくとも、第１の流出物を生成するための第１の触媒、並びに１種又は複数の改質された炭化水素及び分子水素を含む第２の流出物を生成するための第２の触媒の存在下で、１種若しくは複数のアルカン及び／又は１種若しくは複数のアルキル芳香族炭化水素を脱水素、脱水素芳香族化、及び／又は脱水素環化するための多段階方法及びシステムに関する。

【背景技術】

【0003】

アルカン及び／又はアルキル芳香族炭化水素の触媒による脱水素、脱水素芳香族化、及び脱水素環化は、吸熱性かつ平衡により制限される、産業上重要な化学変換プロセスである。アルカン、例えばＣ₂－Ｃ₁₆アルカン、及び／又はアルキル芳香族炭化水素、例えばエチルベンゼンの脱水素は、各種様々な担持された触媒粒子系、例えばＰｔベース、Ｃｒベース、Ｇａベース、Ｖベース、Ｚｒベース、Ｉｎベース、Ｗベース、Ｍｏベース、Ｚｎベース、及びＦｅベースの系を介して行われうる。既存のプロパン脱水素プロセスの中で、ある特定の方法はアルミナ担持クロミア触媒を使用し、これは、およそ５６０℃～６５０℃の温度及び２０絶対ｋＰａ～５０絶対ｋＰａの低圧で得られる、およそ５０％（９０％のプロピレン選択性で５５％のプロパン変換）という最大のプロピレン収率のうちの１つをもたらす。脱水素プロセスの効率を増大させるのにそのような低圧で操作する必要なく、プロピレン収率を増大させることが望ましい。
脱水素プロセスの温度を増大させることは、プロセスの熱力学に従ってプロセスの変換を増大させる一つの手法である。例えば６７０℃、１００絶対ｋＰａ、不活性／希釈剤の非存在下では、平衡プロピレン収率がシミュレーションによりおよそ７４％と推定されている。しかしそのような高温では、触媒粒子が非常に急速に不活性化し、及び／又はプロピレン選択性が不経済に小さくなる。触媒粒子の急速な不活性化は、触媒粒子に堆積したコークス及び／又は活性相の凝集により引き起こされると考えられる。コークスは酸素含有気体を使用する燃焼により除去可能であるが、活性相の凝集は燃焼プロセスの間に悪化すると考えられ、これにより、触媒粒子の活性及び安定性が急速に低減する。
ゆえに、アルカン及び／又はアルキル芳香族炭化水素を脱水素、脱水素芳香族化、及び／又は脱水素環化するための改善された方法及びシステムが必要とされる。本開示はこの、及び他の必要性を充足する。

【発明の概要】

【0004】

アルカン及び／又はアルキル芳香族炭化水素を改質するための多段階方法及びシステムが提供される。一部の実施形態において、多段階炭化水素改質方法は、（Ｉ）第１の変換区画内で、炭化水素含有供給物を、担体に配置された８～１０族元素を含みうる第１の触媒と接触させて、炭化水素含有供給物の一部の脱水素、脱水素芳香族化、及び脱水素環化のうちの１種又は複数を引き起こし、１種又は複数の改質された炭化水素、分子水素、及び未変換の炭化水素含有供給物を含みうる第１の変換区画流出物を生成することを含んでもよい。方法は、（ＩＩ）第２の変換区画内で、第１の変換区画流出物を、担体に配置された８～１０族元素を含みうる第２の触媒と接触させて、未変換の炭化水素含有供給物の少なくとも一部の脱水素、脱水素芳香族化、及び脱水素環化のうちの１種又は複数を引き起こし、追加量の１種又は複数の改質された炭化水素及び分子水素を含みうる第２の変換区画流出物を生成することも含んでもよい。炭化水素含有供給物は、Ｃ₂－Ｃ₁₆直鎖状若しくは分枝状アルカンのうちの１種若しくは複数、Ｃ₄－Ｃ₁₆環状アルカンのうちの１種若しくは複数、Ｃ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族炭化水素のうちの１種若しくは複数、又はそれらの混合物を含んでもよい。炭化水素含有供給物及び第１の触媒は、少なくとも２０絶対ｋＰａの炭化水素分圧下で０．１秒～３時間の範囲の期間接触してよく、炭化水素分圧は、炭化水素含有供給物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族炭化水素の合計分圧である。第１の変換区画流出物及び第２の触媒は、少なくとも２０絶対ｋＰａの炭化水素分圧下で０．１秒～３時間の範囲の期間接触してよく、炭化水素分圧は、第１の変換区画流出物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族炭化水素の合計分圧である。第１の変換区画流出物は３００℃～８５０℃の範囲の温度を有していてよい。第２の変換区画流出物は３５０℃～９００℃の範囲の温度を有していてよい。第２の変換区画流出物の温度は第１の変換区画流出物の温度を超えていてよい。第１の触媒及び第２の触媒は同じ組成又は異なる組成を有していてよい。第１の触媒及び第２の触媒はそれぞれ、担体の質量に基づき０．０５質量％～６質量％の８～１０族元素を含む。担体は、担体の質量に基づき、ｗ質量％の２族元素、ｘ質量％の４族元素、ｙ質量％の１２族元素、及びｚ質量％の原子番号２１、３９、又は５７～７１を有する元素、のうちの少なくとも１つを含んでもよく、ｗ、ｘ、ｙ、及びｚは独立に０～１００の範囲にあり、あらゆる２族元素は、担体の質量に基づき質量％ｍを伴い、あらゆる４族元素は、担体の質量に基づき質量％ｎを伴い、あらゆる１２族元素は、担体の質量に基づき質量％ｐを伴い、原子番号２１、３９、又は５７～７１を有するあらゆる元素は、担体の質量に基づき質量％ｑを伴い、ｍ、ｎ、ｐ、及びｑは独立に１～１００の範囲の数であり、担体の質量に基づき合計ｗ／ｍ＋ｘ／ｎ＋ｙ／ｐ＋ｚ／ｐは１以上である。１種又は複数の改質された炭化水素は、脱水素された炭化水素、脱水素芳香族化された炭化水素、脱水素環化された炭化水素、又はそれらの混合物を含んでもよい。

【0005】

他の実施形態において、多段階炭化水素改質方法は、（Ｉ）第１の変換区画内で、炭化水素含有供給物を、担体に配置された８～１０族元素を含みうる第１の複数の流動触媒粒子と接触させて、炭化水素含有供給物の第１の部分の脱水素、脱水素芳香族化、及び脱水素環化のうちの１種又は複数を引き起こし、コークス化された第１の触媒粒子、１種又は複数の改質された炭化水素、分子水素、及び未変換の炭化水素含有供給物を含みうる第１の変換区画流出物を生成することを含んでもよい。方法は、（ＩＩ）第２の変換区画内で、第１の変換区画流出物を、担体に配置された８～１０族元素を含みうる第２の複数の流動触媒粒子と接触させて、未変換の炭化水素含有供給物の少なくとも一部の脱水素、脱水素芳香族化、及び脱水素環化のうちの１種又は複数を引き起こし、コークス化された第２の触媒粒子、追加量の改質された炭化水素、及び追加量の分子水素を含みうる第２の変換区画流出物を生成することも含んでもよい。炭化水素含有供給物は、Ｃ₂－Ｃ₁₆直鎖状若しくは分枝状アルカンのうちの１種若しくは複数、Ｃ₄－Ｃ₁₆環状アルカンのうちの１種若しくは複数、Ｃ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族炭化水素のうちの１種若しくは複数、又はそれらの混合物を含んでもよい。炭化水素含有供給物及び第１の複数の流動触媒粒子は、少なくとも２０絶対ｋＰａの炭化水素分圧下で０．１秒～２分の範囲の期間接触してよく、炭化水素分圧は、炭化水素含有供給物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族炭化水素の合計分圧である。第１の変換区画流出物及び第２の複数の流動触媒粒子は、少なくとも２０絶対ｋＰａの炭化水素分圧下で０．１秒～２分の範囲の期間接触してよく、炭化水素分圧は、第１の変換区画流出物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族炭化水素の合計分圧である。第１の変換区画流出物は３００℃～８５０℃の範囲の温度を有していてよい。第２の変換区画流出物は３５０℃～９００℃の範囲の温度を有していてよい。第２の変換区画流出物の温度は第１の変換区画流出物の温度を超えていてよい。１種又は複数の改質された炭化水素は、脱水素された炭化水素、脱水素芳香族化された炭化水素、脱水素環化された炭化水素、又はそれらの混合物を含んでもよい。方法は、（ＩＩＩ）第２の変換区画流出物から、改質された炭化水素及び分子水素に富む第１の気体流、並びにコークス化された第１の触媒粒子及びコークス化された第２の触媒粒子に富む第１の粒子流を得ることも含んでもよい。方法は、（ＩＶ）第１の粒子流を第２の粒子流及び第３の粒子流に分割することも含んでもよい。方法は、（Ｖ）第２の粒子流を、第１の複数の流動粒子として第１の変換区画へ再循環させることも含んでもよい。方法は、（ＶＩ）燃焼区画において第３の粒子流を酸化剤と接触させて、コークスの少なくとも一部の燃焼を引き起こし、コークスの乏しい再生された触媒粒子及び燃焼気体を含みうる燃焼流出物を生成することも含んでもよい。方法は、（ＶＩＩ）燃焼流出物から、燃焼気体に富む第２の気体流及び再生された触媒粒子に富む第４の粒子流を得ることも含んでもよい。方法は、（ＶＩＩＩ）第４の粒子流を、第２の複数の流動触媒粒子として第２の変換区画へ再循環させることも含んでもよい。

【0006】

一部の実施形態において、多段階炭化水素改質システムは、炭化水素含有供給物を第１の複数の流動触媒粒子と接触させて、炭化水素含有供給物の第１の部分の脱水素、脱水素芳香族化、及び脱水素環化のうちの１種又は複数を引き起こし、コークス化された第１の触媒粒子、１種又は複数の改質された炭化水素、分子水素、及び未変換の炭化水素含有供給物を含みうる第１の変換区画流出物を生成することに適合していてよい第１の変換区画を含んでもよい。システムは、第１の変換区画流出物を第２の複数の流動触媒粒子と接触させて、未変換の炭化水素含有供給物の少なくとも一部の脱水素、脱水素芳香族化、及び脱水素環化のうちの１種又は複数を引き起こし、コークス化された第２の触媒粒子、追加量の改質された炭化水素、及び追加量の分子水素を含みうる第２の変換区画流出物を生成することに適合していてよい第２の変換区画も含んでもよい。システムは、第２の変換区画流出物を、改質された炭化水素及び分子水素に富む第１の気体流、並びにコークス化された第１の触媒粒子及びコークス化された第２の触媒粒子に富む第１の粒子流に分離させることに適合していてよい第１の分離装置も含んでもよい。システムは、第１の粒子流を、第１の粒子流の第１の部分を含みうる第２の粒子流、及び第１の粒子流の第２の部分を含みうる第３の粒子流に分離させることに適合していてよい第２の分離装置も含んでもよい。システムは、第２の粒子流の少なくとも一部を、第１の複数の流動触媒粒子として第１の変換区画に供給することに適合していてよい第１の流路も含んでもよい。システムは、第３の粒子流の少なくとも一部を燃焼区画に供給することに適合していてよい第２の流路も含んでもよい。燃焼区画は、第３の粒子流及び酸化剤を接触させて、コークスの少なくとも一部の燃焼を引き起こし、コークスの乏しい再生された触媒粒子及び燃焼気体を含みうる燃焼流出物を生成することに適合していてよい。システムは、燃焼流出物を、燃焼気体に富む第２の気体流、及び再生された触媒粒子に富む第４の粒子流に分離させることに適合していてよい第３の分離装置も含んでもよい。システムは、第４の粒子流の少なくとも一部を、第２の複数の流動触媒粒子として第２の変換区画に供給することに適合していてよい第３の流路も含んでもよい。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、記載されている１又は複数の実施形態に従う、第１の反応器、第２の反応器、再生器、及び還元反応器を含む、炭化水素含有供給物を改質するための例示としてのシステムを描く。

【図2】図２は、記載されている１又は複数の実施形態に従う、図１に示したシステムと同様であるが、さらに追加のコークス化された触媒移送ラインを含む、炭化水素含有供給物を改質するための別の例示としてのシステムを描く。

【発明を実施するための形態】

【0008】

詳細な説明
以下、特許請求の範囲に記載の本発明を理解する目的で本明細書で採用される好ましい実施形態及び定義を含めて、本発明の様々な特定の実施形態、バージョン及び例を記載する。以下の詳細な説明には特定の好ましい実施形態を記載するが、当業者には十分了解されるように、これらの実施形態は単に代表例であり、本発明は他の方法で実施し得る。侵害を決定する目的から、本発明の範囲については、添付の特許請求の範囲のいずれか１又は複数の請求項が、列挙されているものと等価なその均等物、及び要素又は制限を含めて参照される。本「発明」への言及はすべて、特許請求の範囲に定義されている本発明の必ずしもすべてではないが１以上を意味し得る。

【0009】

この開示において、プロセスは少なくとも１つの「ステップ」を含むとして記載される。各々のステップはプロセス中一回又は連続的若しくは不連続的に複数回行われ得る活動又は作動であると理解されたい。反対に述べられるか又は文脈が明らかに他を示さない限り、プロセスの多数のステップは述べられた順序で１又は複数の他のステップと重複したりしなかったりして連続的に、又は場合によって他のいかなる順序で行ってもよい。加えて、同一又は異なるバッチの材料に関して１以上又はさらにはすべてのステップを同時に行ってもよい。例えば、連続プロセスにおいて、プロセスの第１のステップがプロセスの初期に供給されたばかりの原料に対して行われる間に、同時に第２のステップが第１のステップのより早いときにプロセスに供給された原料を処理した結果の中間の材料に対して行われてもよい。好ましくは、ステップは記載された順序で行われる。
他に示されない限り、この開示において量を示すすべての数はすべての場合に用語「約」により修飾されていると理解されたい。また、本明細書及び特許請求の範囲で使用される正確な数値は特定の実施形態を構成すると理解されるべきである。実施例におけるデータの精確さを保証するべく努力をした。しかしながら、測定されるデータは測定値を得るのに使用した技術及び／又は機器の制限のため一定のレベルの誤差をもともと含有するものであると理解するべきである。
ある種の実施形態及び特徴は本明細書で１組の上限の数字及び１組の下限の数字を用いて記載される。他に示されない限り、任意の２つの値の組合せ、例えば、任意の下限値と任意の上限値の組合せ、任意の２つの下限値の組合せ、及び／又は任意の２つの上限値の組合せを含む範囲が考えられると了解するべきである。

【0010】

不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は、本明細書で使用されるとき、反対に規定されているか又は文脈が明らかに他を示さない限り、「少なくとも１つ」を意味する。したがって、「反応器」又は「変換区画」を使用する実施形態は、反対に規定されているか又は文脈が１つだけの反応器又は変換区画を使用することを明らかに示さない限り、１つ、２つ又はそれ以上の反応器又は変換区画を使用する実施形態を包含する。
本明細書で使用される用語「上に」及び「下に」；「上へ」及び「下へ」；「上の」及び「下の」；「上向き」及び「下向き」；「上方」及び「下方」；並びにその他類似の用語はお互いの相対的な位置を指し、それを使用する装置及び方法は様々な角度又は配向で等しく有効であり得るので特定の空間的配向を意味することを意図していない。

【0011】

用語「炭化水素」は（ｉ）水素及び炭素原子からなるいずれかの化合物又は（ｉｉ）２種若しくはそれ以上の（ｉ）のかかる化合物いずれかの混合物を意味する。ｎが正の整数である場合の用語「Ｃｎ炭化水素」は、（ｉ）その分子内に炭素原子を総数ｎで含むいずれかの炭化水素化合物、又は（ｉｉ）２種若しくはそれ以上の（ｉ）のかかる炭化水素化合物のいずれかの混合物を意味する。したがって、Ｃ２炭化水素はエタン、エチレン、アセチレン、又はこれらの化合物の少なくとも２種の任意の割合の混合物であってもよい。ｍ及びｎが正の整数であり、ｍ＜ｎである場合の「Ｃｍ－Ｃｎ炭化水素」（Cm to Cn hydrocarbon）又は「Ｃｍ－Ｃｎ炭化水素」（Cm-Cn hydrocarbon）は、Ｃｍ、Ｃｍ＋１、Ｃｍ＋２、…、Ｃｎ－１、Ｃｎ炭化水素のいずれか、又はこれらの２種若しくはそれ以上のあらゆる混合物を意味する。したがって、「Ｃ２－Ｃ３炭化水素」（C2 to C3 hydrocarbon）又は「Ｃ２－Ｃ３炭化水素」（C2-C3 hydrocarbon）はエタン、エチレン、アセチレン、プロパン、プロペン、プロピン、プロパジエン、シクロプロパン、及びこれらの２種又はそれ以上の任意の成分間割合のあらゆる混合物のいずれかであってもよい。「飽和Ｃ２－Ｃ３炭化水素」はエタン、プロパン、シクロプロパン、又はこれらの２種若しくはそれ以上の任意の割合のいずれかの混合物であってもよい。「Ｃｎ＋炭化水素」は（ｉ）その分子内に少なくともｎの総数で炭素原子を含むいずれかの炭化水素化合物、又は（ｉｉ）２種若しくはそれ以上の（ｉ）のかかる炭化水素化合物のいずれかの混合物を意味する。「Ｃｎ－炭化水素」は（ｉ）その分子内に最大ｎの総数で炭素原子を含むいずれかの炭化水素化合物、又は（ｉｉ）２種若しくはそれ以上の（ｉ）のかかる炭化水素化合物のいずれかの混合物を意味する。「Ｃｍ炭化水素流」は本質的にＣｍ炭化水素からなる炭化水素流を意味する。「Ｃｍ－Ｃｎ炭化水素流」は本質的にＣｍ－Ｃｎ炭化水素からなる炭化水素流を意味する。
この開示の目的から、元素の命名はHawley's Condensed Chemical Dictionary, 16^th Ed., John Wiley & Sons, Inc., (2016), Appendix Vに規定されている版の元素の周期表（新表記による）に従う。例えば、８族元素はＦｅを含み、９族元素はＣｏを含み、１０族元素はＮｉを含む。用語「半金属」は、本明細書で使用されるとき、元素：Ｂ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｔｅ、及びＡｔを意味する。この開示において、所与の元素が存在するとして示されるとき、他に規定されるか又は文脈により明らかに他が示されない限り、その元素は元素状態で又はそのいずれかの化学的化合物として存在することができる。

【0012】

用語「アルカン」は飽和炭化水素を意味する。用語「環式アルカン」はその分子構造内に環状の炭素環を含む飽和炭化水素を意味する。アルカンは直鎖状、分枝状、又は環状であってよい。

【0013】

用語「芳香族」はその当技術分野で認められた範囲に従って理解されるべきであり、アルキル置換された及び置換されていない単核及び多核化合物を含む。

【0014】

用語「富む」は、「Ｘ富化」又は「Ｘに富む」のような表現で使用されるとき、デバイス、例えば変換区画から得られる出て行く流れに関して、その流れが誘導された同じデバイスに供給された供給材料中より高い濃度で物質Ｘをその流れが含むことを意味する。用語「乏しい」は、「Ｘが乏しい」又は「Ｘに乏しい」のような表現で使用されるとき、デバイス、例えば変換区画から得られる出て行く流れに関して、その流れが誘導された同じデバイスに供給された供給材料中より低い濃度で物質Ｘをその流れが含むことを意味する。

【0015】

用語「選択性」は、触媒反応における特定の化合物の（炭素モル基準の）生産に関する。一例として、表現「アルカン炭化水素変換反応はオレフィン炭化水素に対して１００％選択性を有する」は反応で変換されるアルカン炭化水素（炭素モル基準）の１００％がオレフィン炭化水素に変換されることを意味する。特定の反応物質に関して使用されるとき、用語「変換」は反応で消費される反応物質の量を意味する。例えば、特定の反応物質がプロパンであるとき、１００％変換はプロパンの１００％が反応で消費されることを意味する。収率（炭素モル基準）は変換×選択性である。別の例で、特定の反応物質がプロパンであるとき、１モルのプロパンが１モルのメタンと１モルのエチレンに変換すれば、メタンに対する選択性は３３．３％であり、エチレンに対する選択性は６６．７％である。

【0016】

用語「第１の変換区画流出物」、「第２の変換区画流出物」、及び「中間変換区画流出物」、まとめて「変換区画流出物」は流体成分、すなわち気体及び／又は液体成分をいい、変換区画流出物中に存在することができる固体成分、例えば流動触媒粒子を排除する。それ故に、変換区画流出物の温度について論じるとき、その温度は流体成分、すなわち気体及び／又は液体成分の温度をいい、固体成分の温度ではない。

【0017】

用語「実質的に断熱性」は、第１の変換区画、第２の変換区画、及び任意の１又は複数の中間変換区画について記載するために使用されるとき、変換区画が避けられない周囲への熱損失を除いて断熱性であることを意味する。

【0018】

概観
炭化水素含有供給物は、限定されることはないが、１又は複数のアルカン、例えば、Ｃ₂－Ｃ₁₆直鎖状又は分枝状アルカン及び／又はＣ₄－Ｃ₁₆環式アルカン、及び／又は１又は複数のアルキル芳香族炭化水素、例えば、Ｃ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族炭化水素であってもよいか、又は含むことができる。いくつかの実施形態において、炭化水素含有供給物は炭化水素含有供給物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族炭化水素の合計体積に基づき、０．１体積％～５０体積％の水蒸気を含んでもよい。他の実施形態において、炭化水素含有供給物は炭化水素含有供給物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族炭化水素の合計体積に基づき、＜０．１体積％の水蒸気を含むことができるか、又は水蒸気を含まないことができる。

【0019】

いくつかの実施形態において、炭化水素含有供給物は、第１の変換区画内で担体上に配置された１種又は複数の８～１０族元素、例えばＰｔを含む第１の触媒と接触させて、炭化水素含有供給物の一部の脱水素、脱水素芳香族化、及び脱水素環化のうちの１種又は複数を引き起こし、１種又は複数の改質された炭化水素、分子水素、及び未変換の炭化水素含有供給物を含むことができる第１の変換区画流出物を生成することができる。１種又は複数の改質された炭化水素は１種又は複数の脱水素された炭化水素、１種又は複数の脱水素芳香族化された炭化水素、１種又は複数の脱水素環化された炭化水素、又はこれらの混合物であってもよいか又は含むことができる。炭化水素含有供給物と第１の触媒は少なくとも２０絶対ｋＰａの炭化水素分圧下で０．１秒～３時間の範囲の期間接触させることができ、ここで炭化水素分圧は炭化水素含有供給物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族炭化水素の合計分圧である。第１の変換区画流出物は３００℃～８５０℃の範囲の温度を有することができる。
第１の変換区画流出物は、第２の変換区画内で担体上に配置された１種又は複数の８～１０族元素、例えばＰｔを含む第２の触媒と接触させて、未変換の炭化水素含有供給物の少なくとも一部の脱水素、脱水素芳香族化、及び脱水素環化のうちの１種又は複数を引き起こし、追加量の１種又は複数の改質された炭化水素及び分子水素を含むことができる第２の変換区画流出物を生成することができる。第１の触媒中の８～１０族元素及び第２の触媒中の８～１０族元素は同一又は異なることができると理解されるべきである。第１の変換区画流出物と第２の触媒は少なくとも２０絶対ｋＰａの炭化水素分圧下で０．１秒～３時間の範囲の期間接触させることができ、ここで炭化水素分圧は第１の変換区画流出物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族炭化水素の合計分圧である。第２の変換区画流出物は３５０℃～９００℃の範囲の温度を有することができる。
固定床反応器の場合、所与の変換区画から回収される流出物の温度は、少なくとも部分的に、反応熱、所与の変換区画に供給された供給物の温度／流量／熱容量、及び供給物と接触する前の所与の変換区画内の触媒の（非定常プロセスに対する）温度／質量／熱容量に依存すると認識するべきである。流動床反応器の場合、所与の変換区画流出物の温度は、少なくとも部分的に、反応熱、所与の変換区画に供給された供給物の温度／流量／熱容量、及び所与の変換区画に導入された触媒供給物の温度／質量流量／熱容量に依存すると認識するべきである。したがって、いくつかの実施形態において、第１の変換区画流出物は、炭化水素含有供給物が第１の触媒と接触する際、第１の触媒の温度より高いことができる温度で第２の触媒と接触させることができる。それ故に、第２の変換区画流出物の温度は第１の変換区画流出物の温度より高いことができる。例えば、第２の変換区画流出物の温度は第１の変換区画流出物の温度より３０℃、４０℃、５０℃、６０℃、７０℃、又は８０℃～９０℃、１００℃、１１０℃、１２０℃、１５０℃、又は１７０℃高いことができる。

【0020】

流動床反応器の場合、流出物の温度は触媒の温度だけでなく触媒の流量のような他の要因にも依存し；固定床反応器（非定常プロセス）の場合、流出物の温度は触媒の温度だけでなく反応器中の触媒の質量のような他の要因にも依存すると理解されるべきである。それ故、他の実施形態において、第１の変換区画流出物は炭化水素含有供給物が第１の触媒と接触する際の第１の触媒の温度より低いことができる温度で第２の触媒と接触させることができるが、第２の変換区画流出物の温度はそれでも第１の変換区画流出物の温度より高いことができる。例えば、第２の変換区画流出物の温度は第１の変換区画流出物の温度より３０℃、４０℃、５０℃、６０℃、７０℃、又は８０℃～９０℃、１００℃、１１０℃、１２０℃、１５０℃、又は１７０℃高いことができる。

【0021】

驚くべきことに、そして予想外なことに、炭化水素含有供給物を第１の触媒と接触させて第１の温度を有する第１の変換区画流出物を生成し、続いて第１の変換区画流出物を第２の触媒と接触させて第２の温度を有する第２の変換区画流出物を生成すると（ここで、第２の温度は第１の温度より高く、第１の触媒及び第２の触媒は同じ組成を有する）、同じ炭化水素含有供給物を、単一の変換区画流出物が第２の変換区画流出物と同じ温度を有するように単一の変換内で第１及び第２の触媒と同じ組成を有する触媒と接触させることと比較して、所望の改質された炭化水素、例えばプロピレンの収率を有意に増大することができるということが発見された。また、驚くべきことに、そして予想外なことに、炭化水素含有供給物を第１の触媒と接触させて第１の温度を有する第１の変換区画流出物を生成し、続いて第１の変換区画流出物を第２の触媒と接触させて第２の温度を有する第２の変換区画流出物を生成すると（ここで、第２の温度は第１の温度より高く、第１の触媒及び第２の触媒は同じ組成を有する）、同じ炭化水素含有供給物を、単一の変換区画流出物が第２の変換区画流出物と同じ温度を有するように単一の変換区画内で第１及び第２の触媒と同じ組成を有する触媒と接触させることと比較して、所望の改質された炭化水素、例えばプロピレンの選択性を有意に増大することができるということが発見された。

【0022】

理論に縛られることは望まないが、第１の変換区画が部分的に改質された炭化水素を生成すると信じられる。例えば、改質されるべき炭化水素がプロパンであれば、第１の変換区画流出物はいくらかのプロピレンを含むが、もし第１の変換区画内の温度がより高かったならばプロピレン又は他の変換生成物に変換されたであろう比較的に大量の未変換プロパンも含む。炭化水素含有供給物を第１の変換区画内で部分的に改質することのみが、第２の変換区画流出物の温度が第１の変換区画流出物の温度より高くなる、第２の温度で作動する第２の変換区画内での熱分解による影響の受け易さが有意に低下した第１の変換区画流出物を生成すると信じられる。

【0023】

また、非常に高いプロピレン収率が本明細書に記載されているプロセス及び触媒によって得られた。いくつかの実施形態において、炭化水素含有供給物がプロパンを含み、改質された炭化水素がプロピレンを含むとき、炭化水素含有供給物を第１の触媒と接触させ、第１の変換区画流出物を第２の触媒と接触させると、少なくとも５２％、少なくとも５３％、少なくとも５５％、少なくとも５７％、少なくとも６０％、少なくとも６２％、少なくとも６３％、少なくとも６５％、少なくとも６７％、又は少なくとも６９％のプロピレン収率を少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、又は少なくとも９５％のプロピレン選択性で生じることができる。他の実施形態において、炭化水素含有供給物が炭化水素含有供給物の合計体積に基づき少なくとも７０体積％のプロパンを含むとき、炭化水素含有供給物を第１の触媒と接触させ、第１の変換区画流出物を少なくとも２０絶対ｋＰａのプロパン分圧下で第２の触媒と接触させると、少なくとも５２％、少なくとも５３％、少なくとも５５％、少なくとも５７％、少なくとも６０％、少なくとも６２％、少なくとも６３％、少なくとも６５％、少なくとも６７％、又は少なくとも６９％のプロピレン収率を少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、又は少なくとも９５％のプロピレン選択性で得ることができる。プロピレン収率はさらに少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、又は少なくとも９５％のプロピレン選択性で少なくとも７０％、少なくとも７２％、少なくとも７５％、少なくとも７７％、少なくとも８０％、又は少なくとも８２％に増大することができると信じられる。いくつかの実施形態において、プロピレン収率は炭化水素含有供給物を第１の触媒と接触させて≦６２０℃、≦６１０℃、≦６００℃、≦５９０℃、又は≦５８０℃の温度を有する第１の変換区画流出物を生成し、第１の変換区画流出物を第２の触媒と接触させて≧６２０℃、≧６３０℃、≧６４０℃、≧６５０℃、≧６５５℃、≧６６０℃、≧６７０℃、≧６８０℃、≧６９０℃、≧７００℃、≧７１５℃、≧７２５℃、≧７３５℃、又は≧７５０℃の温度を有する第２の変換区画流出物を生成することにより得ることができる。かかる処理条件下でのかかる高いプロピレン収率は８～１０族元素、例えばＰｔを含む第１及び第２の触媒で可能であるとは考えられなかった。

【0024】

炭化水素含有供給物を第１の触媒と接触させ、第１の変換区画流出物を第２の触媒と接触させると、コークス化された第１の触媒及びコークス化された第２の触媒を生成することができる。コークス化された第１の触媒の少なくとも一部及び／又はコークス化された第２の触媒の少なくとも一部を１種又は複数の酸化体と接触させてコークスの少なくとも一部の燃焼を引き起こし、再生されたコークスに乏しい第１の触媒及び／又は再生されたコークスに乏しい第２の触媒並びに燃焼気体を生成することができる。いくつかの実施形態において、プロセスは再生された第１の触媒の少なくとも一部及び／又は再生された第２の触媒の少なくとも一部を還元気体と接触させて再生され還元された第１の触媒及び／又は再生され還元された第２の触媒を生成することを含んでもよい。

【0025】

多段階炭化水素改質方法
炭化水素含有供給物は、あらゆる好適な第１の変換区画内で第１の触媒と接触させて、炭化水素含有供給物の一部の脱水素、脱水素芳香族化、及び脱水素環化のうちの１種又は複数を引き起こし、１種又は複数の改質された炭化水素、分子水素、及び未変換の炭化水素含有供給物を含み得る第１の変換区画流出物を生成することができる。第１の変換区画流出物は、あらゆる好適な第２の変換区画内で第２の触媒と接触させて、第１の変換区画流出物中の未変換の炭化水素含有供給物の少なくとも一部の脱水素、脱水素芳香族化、及び脱水素環化のうちの１種又は複数を引き起こし、追加量の１種又は複数の改質された炭化水素及び追加量の分子水素を含み得る第２の変換区画流出物を生成することができる。一部の実施形態では、第２の変換区画流出物の温度は、第１の変換区画流出物の温度より高くてもよい。

【0026】

一部の実施形態では、方法は、１つ又は複数の中間温度で、１種又は複数の中間変換区画内で、第１の変換区画流出物を、担体に配置された１種又は複数の８～１０族元素、例えばＰｔを含む１つ又は複数の中間触媒と接触させて、第１の変換区画流出物中の未変換の炭化水素含有供給物の一部の脱水素、脱水素芳香族化、及び脱水素環化のうちの１種又は複数を引き起こし、未変換の炭化水素含有供給物並びに追加量の１種又は複数の改質された炭化水素及び分子水素を含み得る１種又は複数の中間変換区画流出物を生成するステップであって、最後の中間変換区画流出物が、第２の変換区画の第２の触媒と接触する、ステップを含んでいてもよい。１つ又は複数の中間触媒中の８～１０族元素は互いに同じであっても、異なっていてもよく、第１の触媒中の８～１０族元素に対して同じであっても、異なっていてもよく、第２の触媒中の８～１０族元素に対して同じであっても、異なっていてもよい。一部の実施形態では、中間変換区画の数は１、２、３、４、５、６、７、８又はそれ以上であり得る。一部の実施形態では、あらゆる中間変換区画内における中間変換区画流出物の温度は、第１の変換区画流出物又は前の中間変換区画流出物の温度と比べて上昇し得、最後の中間変換区画流出物は、第２の変換区画流出物の温度より低い温度を有する。そのようなものとして、一部の実施形態では、所与の中間変換区画流出物の温度は、（ｉ）第１の変換区画流出物の温度又は（ｉｉ）所与の中間変換区画流出物より前のあらゆる中間変換区画流出物の温度より５℃、１０℃、１５℃、２０℃、２５℃、３０℃、３５℃、４０℃、４５℃又は５０℃～５５℃、６０℃、６５℃、７０℃、７５℃、８０℃、８５℃、９０℃、９５℃、１００℃、１０５℃、１１０℃、１１５℃又は１２０℃高くてもよい。第２の変換区画流出物の温度は、あらゆる中間変換流出物の温度より高くてもよい。

【0027】

一部の実施形態では、第１の変換区画、第２の変換区画及びあらゆる中間変換区画はすべて、別個の反応器内に位置し得る。他の実施形態では、第１の変換区画、第２の変換区画及びあらゆる中間変換区画はすべて、温度勾配が反応器の入口から出口にかけて上昇するように操作される単一の反応器、例えば上昇管反応器又は下降管反応器内に位置し得る。他の実施形態では、第１の変換区画及び任意の１つ又は複数の中間変換区画は、第１の反応器及び第２の変換区画内に位置し得、１つ又は複数の中間変換区画は、第２の反応器内に位置していてもよい。

【0028】

一部の実施形態では、第１の触媒及び第２の触媒及びあらゆる任意の中間触媒のうちの少なくとも１つは、固定床内に配置され得る。一部の実施形態では、第１の変換区画及び第２の変換区画及びあらゆる任意の中間変換区画は、固定床反応器又は別個の固定床反応器内に配置され得る。一部の実施形態では、第１の変換区画及び第２の変換区画及びあらゆる任意の中間変換区画は、１つ又は複数の逆流反応器内に配置され得る。

【0029】

一部の実施形態では、第１の触媒、第２の触媒及びあらゆる任意の中間触媒の少なくとも１つは、流動触媒粒子の形態であり得る。一部の実施形態では、第１の触媒、第２の触媒及びあらゆる中間触媒がすべて流動触媒粒子の形態である場合、炭化水素含有供給物、第１の変換区画流出物及びあらゆる中間変換区画流出物は、流動床反応器で一般に利用される連続式プロセス内に配置される変換区画内で接触することができる。一部の実施形態では、第１の変換区画及び第２の変換区画及びあらゆる任意の中間変換区画は、上昇管反応器又は下降管反応器内に配置され得る。少なくとも１つの実施形態では、第１の変換区画が上昇管反応器内に配置され得、第２の変換区画が下降管反応器内に配置され得、又は第１の変換区画が下降管反応器内に配置され得、第２の変換区画が上昇管反応器内に配置され得る。あらゆる中間変換区画が存在する場合、中間変換区画は下降管反応器及び／又は上昇管反応器に配置され得る。他の実施形態では、第１の変換区画は第１のボルテックス反応器内に配置され得、第２の変換区画は第２のボルテックス反応器内に配置され得、あらゆる任意の中間変換区画は、１つ又は複数の中間ボルテックス反応器に配置され得る。好適なボルテックス反応器は、Chemical Engineering and Processing 85 (2014) 256-290に記載されるものを含み得る。他の実施形態では、第１の変換区画、第２の変換区画及びあらゆる中間変換区画は、１つ又は複数の反応器内に配置され得、流動触媒粒子が、炭化水素含有供給物との接触中に比較的密な乱流流動床を形成することを可能にし得る。比較的密な乱流流動床は、通気床と乱流床の遷移間の臨界速度と称される遷移速度を上回るが、触媒粒子が例えば上昇管反応器に搬送される高速流動状態を画定する輸送速度を下回る気体空塔速度での流動床を指す。

【0030】

いくつもの反応器が順次に及び／又は並行して操作され得る。いずれか２種類以上の反応器が、互いに組み合わせて用いられ得る。一部の実施形態では、好適な反応器は、高い気体速度の上昇管反応器、高い気体速度の下降管反応器、ボルテックス反応器、第１の端部若しくは下端部（第１の変換区画）に比較的密な流動触媒床及び第２の端部若しくは上端部（第２の変換区画）に位置する上昇管内に比較的密でない流動触媒を有する反応器、並行して及び／若しくは順次に操作される複数の上昇管反応器及び／若しくは下降管反応器、又はこれらの組合せであり得るか、又はこれらを含み得るが、これらに限定されない。短い気体滞留時間は、より高い生成物選択性を達成することができ（以下の実施例５＋６対実施例２＋３を参照のこと）、短い気体滞留時間は好ましくは高い気体速度の反応器で達成されることが見出された。

【0031】

一部の実施形態では、触媒が流動触媒粒子の形態である場合、第１の流動触媒粒子、第２の流動触媒粒子及びあらゆる中間流動触媒粒子は、キャリア流体又は輸送流体を介して、例えば第１の変換区画に送り込まれる、あらゆる中間変換区画に送り込まれる、第２の変換区画に送り込まれる、燃焼区画に送り込まれる、還元区画に送り込まれる、２つ以上の位置を接続する導管を通して輸送されるなど、反応システム中を空気圧で移動することができる。輸送流体は、希釈剤、気体状の反応物のうちの１種又は複数、すなわち１種又は複数のＣ₂－Ｃ₁₆アルカン、１種又は複数のＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族炭化水素又はこれらの混合物であり得るか、又はこれらを含み得るが、これらに限定されない。好適な輸送流体は、分子水素、分子窒素、揮発性炭化水素、例えばメタン（ＣＨ₄）、エタン（Ｃ₂Ｈ₆）及び／又はプロパン（Ｃ₃Ｈ₈）、アルゴン（Ａｒ）、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ₂）、水蒸気（Ｈ₂Ｏ）並びにこれらの混合物であり得るか、又はこれらを含み得るが、これらに限定されない。輸送流体の量は、触媒粒子を流動状態で維持するのに、かつ触媒粒子をある位置、例えば燃焼区画又は再生区画から第２の位置、例えば第１の変換区画又は第２の変換区画に輸送するのに十分であり得る。一部の実施形態では、流動触媒粒子の輸送流体に対する質量比は、５、１０、１５又は２０～５０、６０、８０、９０又は１００の範囲にあり得る。輸送流体の注入地点は、いずれか２つの区画又は他の位置、例えば燃焼区画と第２の変換区画又は再生区画と第２の変換区画を接続するあらゆる１種又は複数の移送ラインに沿った複数の地点に形成され得る。

【0032】

炭化水素含有供給物及び第１の触媒は接触して、３００℃、３５０℃、４００℃、４５０℃、５００℃、５５０℃、６００℃、６２０℃、６３０℃、６４０℃又は６５０℃～６６０℃、６７０℃、６８０℃、６９０℃、７００℃、７２５℃、７５０℃、７６０℃、７８０℃、８００℃、８２５℃又は８５０℃の範囲の温度を有し得る第１の変換区画流出物を生成することができる。一部の実施形態では、炭化水素含有供給物及び第１の触媒は接触して、≦８００℃、≦７５０℃、≦７００℃、≦６５０℃、≦６２０℃、≦６００℃、≦５９０℃又は≦５８０℃の温度を有し得る第１の変換区画流出物を生成することができる。炭化水素含有供給物及び第１の触媒は、０．１秒、０．５秒、１秒、２秒、５秒、１０秒、３０秒、４５秒又は１分～５分、３０分、１時間、１．５時間、２時間、２．５時間又は３時間の範囲の期間接触することができる。

【0033】

炭化水素含有供給物及び第１の触媒は、少なくとも２０絶対ｋＰａの炭化水素分圧下で接触することができ、炭化水素分圧は、炭化水素含有供給物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族の合計分圧である。一部の実施形態では、炭化水素含有供給物及び第１の触媒の接触中の炭化水素分圧は、２０絶対ｋＰａ、５０絶対ｋＰａ、１００絶対ｋＰａ、少なくとも１５０ｋＰａ、少なくとも２００ｋＰａ、３００絶対ｋＰａ、５００絶対ｋＰａ、７５０絶対ｋＰａ又は１，０００絶対ｋＰａ～１，５００絶対ｋＰａ、２，５００絶対ｋＰａ、４，０００絶対ｋＰａ、５，０００絶対ｋＰａ、７，０００絶対ｋＰａ、８，５００絶対ｋＰａ又は１０，０００絶対ｋＰａの範囲にあり得、炭化水素分圧は、炭化水素含有供給物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族の合計分圧である。他の実施形態では、炭化水素含有供給物及び第１の触媒の接触中の炭化水素分圧は、２０絶対ｋＰａ、５０絶対ｋＰａ、１００絶対ｋＰａ、１５０絶対ｋＰａ、２００絶対ｋＰａ、２５０絶対ｋＰａ又は３００絶対ｋＰａ～５００絶対ｋＰａ、６００絶対ｋＰａ、７００絶対ｋＰａ、８００絶対ｋＰａ、９００絶対ｋＰａ又は１，０００絶対ｋＰａの範囲にあり得、炭化水素分圧は、炭化水素含有供給物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族の合計分圧である。

【0034】

一部の実施形態では、炭化水素含有供給物は、炭化水素含有供給物の合計体積に基づき少なくとも６０体積％、少なくとも６５体積％、少なくとも７０体積％、少なくとも７５体積％、少なくとも８０体積％、少なくとも８５体積％、少なくとも９０体積％、少なくとも９５体積％又は少なくとも９９体積％の単一のＣ₂－Ｃ₁₆アルカン、例えばプロパンを含み得る。炭化水素含有供給物及び第１の触媒は、少なくとも２０絶対ｋＰａ、少なくとも５０絶対ｋＰａ、少なくとも１００絶対ｋＰａ、少なくとも１５０絶対ｋＰａ、少なくとも２５０絶対ｋＰａ、少なくとも３００絶対ｋＰａ、少なくとも４００絶対ｋＰａ、少なくとも５００絶対ｋＰａ又は少なくとも１，０００絶対ｋＰａの単一のＣ₂－Ｃ₁₆アルカン、例えばプロパン圧力下で接触することができる。

【0035】

炭化水素含有供給物は、改質方法を行うのに効果的なあらゆる質量空間速度（ＷＨＳＶ）で、第１の変換区画内で第１の触媒と接触することができる。一部の実施形態では、第１の変換区画内におけるＷＨＳＶは、０．０１時間^-1、０．１時間^-1、１時間^-1、２時間^-1、５時間^-1、１０時間^-1、２０時間^-1、３０時間^-1又は５０時間^-1～１００時間^-1、２５０時間^-1、５００時間^-1又は１，０００時間^-1であり得る。

【0036】

一部の実施形態では、炭化水素改質方法が、流動化された又はさもなければ移動する第１の触媒粒子を含む場合、第１の変換区画内における、第１の触媒粒子の、炭化水素含有供給物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族の合わせた量に対する比は、質量対質量に基づいて１、３、５、１０、１５、２０、２５、３０又は４０～５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０、１２５又は１５０の範囲にあり得る。一部の実施形態では、炭化水素改質方法が流動化された又はさもなければ移動する第１の触媒粒子を含む場合、第１の変換区画に導入される第１の触媒粒子の温度は、第１の変換区画流出物の温度より１０℃、２０℃、３０℃、４０℃、５０℃、６０℃、７０℃又は８０℃～１００℃、１１５℃、１３０℃、１５０℃、１７５℃又は２００℃高い範囲にあり得る。他の実施形態では、炭化水素改質方法が、流動化された又はさもなければ移動する第１の触媒粒子を含む場合、第１の変換区画内における、第１の触媒粒子の、炭化水素含有供給物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族の合わせた量に対する比は、１０～１００又は１５～８０又は２０～７０又は２５～６０の範囲にあり得、第１の変換区画に導入される第１の触媒粒子の温度は、第１の変換区画流出物の温度より１０℃、２０℃、３０℃又は４０℃～７０℃、８０℃、９０℃又は１００℃高い範囲にあり得る。

【0037】

第１の変換区画流出物及び第２の触媒は接触して、３５０℃、４００℃、４５０℃、５００℃、５５０℃、６００℃、６２０℃、６３０℃、６４０℃、６５０℃、６６０℃、６７０℃、６８０℃、６９０℃又は７００℃～７２５℃、７５０℃、７６０℃、７８０℃、８００℃、８２５℃、８５０℃、８７５℃又は９００℃の範囲の温度を有し得る第２の変換区画流出物を生成することができる。一部の実施形態では、第１の変換区画流出物及び第２の触媒は接触して、少なくとも６００℃、少なくとも６２０℃、少なくとも６３０℃、少なくとも６４０℃、少なくとも６５０℃、少なくとも６６０℃、少なくとも６７０℃、少なくとも６８０℃、少なくとも６９０℃又は少なくとも７００℃～７２５℃、７５０℃、７６０℃、７８０℃、８００℃、８２５℃、８５０℃、８７５℃又は９００℃の温度を有し得る第２の変換区画流出物を生成することができる。一部の実施形態では、第１の変換区画流出物及び第２の触媒は、０．１秒、０．５秒、１秒、２秒、５秒、１０秒、３０秒、４５秒又は１分～５分、３０分、１時間、１．５時間、２時間、２．５時間又は３時間の範囲の期間接触することができる。

【0038】

第１の変換区画流出物及び第２の触媒は、少なくとも２０絶対ｋＰａの炭化水素分圧下で接触することができ、炭化水素分圧は、第１の変換区画流出物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族の合計分圧である。一部の実施形態では、第１の変換区画流出物及び第２の触媒の接触中の炭化水素分圧は、２０絶対ｋＰａ、５０絶対ｋＰａ、１００絶対ｋＰａ、少なくとも１５０ｋＰａ、少なくとも２００ｋＰａ、３００絶対ｋＰａ、５００絶対ｋＰａ、７５０絶対ｋＰａ又は１，０００絶対ｋＰａ～１，５００絶対ｋＰａ、２，５００絶対ｋＰａ、４，０００絶対ｋＰａ、５，０００絶対ｋＰａ、７，０００絶対ｋＰａ、８，５００絶対ｋＰａ又は１０，０００絶対ｋＰａの範囲にあり得、炭化水素分圧は、第１の変換区画流出物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族の合計分圧である。他の実施形態では、第１の変換区画流出物及び第２の触媒の接触中の炭化水素分圧は、２０絶対ｋＰａ、５０絶対ｋＰａ、１００絶対ｋＰａ、１５０絶対ｋＰａ、２００絶対ｋＰａ、２５０絶対ｋＰａ又は３００絶対ｋＰａ～５００絶対ｋＰａ、６００絶対ｋＰａ、７００絶対ｋＰａ、８００絶対ｋＰａ、９００絶対ｋＰａ又は１，０００絶対ｋＰａの範囲にあり得、炭化水素分圧は、第１の変換区画流出物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族の合計分圧である。

【0039】

一部の実施形態では、第１の変換区画中の炭化水素の変換は、第１の変換区画流出物中の改質された炭化水素、あらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン、あらゆるＣ₄－Ｃ₁₆環状アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族の合計体積に基づき１０％、１５％、２０％又は２５％～３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％又は６５％の範囲にあり得る。第１の変換区画流出物及び第２の触媒は、少なくとも２０絶対ｋＰａ、少なくとも５０絶対ｋＰａ、少なくとも１００絶対ｋＰａ、少なくとも１５０絶対ｋＰａ、少なくとも２５０絶対ｋＰａ、少なくとも３００絶対ｋＰａ、少なくとも４００絶対ｋＰａ、少なくとも５００絶対ｋＰａ又は少なくとも１，０００絶対ｋＰａの単一のＣ₂－Ｃ₁₆アルカン、例えばプロパン圧力下で接触することができる。

【0040】

第１の変換区画流出物は、改質方法を行うのに効果的なあらゆる質量空間速度（ＷＨＳＶ）で、第２の変換区画内で第２の触媒と接触することができる。一部の実施形態では、第２の変換区画内におけるＷＨＳＶは、０．０１時間^-1、０．１時間^-1、１時間^-1、２時間^-1、５時間^-1、１０時間^-1、２０時間^-1、３０時間^-1又は５０時間^-1～１００時間^-1、２５０時間^-1、５００時間^-1又は１，０００時間^-1であり得る。一部の実施形態では、炭化水素改質方法が、流動化された又はさもなければ移動する第２の触媒粒子を含む場合、第２の変換区画内における、第２の触媒粒子の、第１の変換区画流出物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族の合わせた量に対する比は、質量対質量に基づいて１、３、５、１０、１５、２０又は２５～３０、４０、５０、６０又は７０の範囲にあり得る。一部の実施形態では、炭化水素改質方法が、流動化された又はさもなければ移動する第１の触媒粒子及び第２の触媒粒子を含む場合、第２の変換区画内における、第１の触媒粒子及び第２の触媒粒子の合わせた量の、第１の変換区画流出物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族の合わせた量に対する比は、質量対質量に基づいて２、３、５、１０、１５、２０、２５、３０又は４０～５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０、１２５、１５０、１７０、２００又は２２０の範囲にあり得る。

【0041】

一部の実施形態では、炭化水素方法が、流動化された又はさもなければ移動する第１の触媒粒子及び第２の触媒粒子を含む場合、第２の変換区画内における、第１の触媒粒子の、あらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族の合わせた量に対する質量比は、第２の変換区画内における、第２の触媒粒子の、あらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族の合わせた量に対する質量比より大きくてもよい。一部の実施形態では、炭化水素改質方法が流動化された又はさもなければ移動する第２の触媒粒子を含む場合、第２の変換区画に導入される第２の触媒粒子の温度は、第１の変換区画流出物の温度より３０℃、５０℃、１００℃又は１５０℃～２００℃、２５０℃、２７５℃又は３００℃高い範囲にあり得る。

【0042】

一部の実施形態では、改質方法が１つ又は複数の中間変換区画を含む場合、方法条件は、第１の変換区画及び／又は第２の変換区画内における方法条件と実質的に同じであり得る。一部の実施形態では、１つ又は複数の中間変換区画から回収された流出物の温度は、第１の変換区画流出物の温度より高く、第２の変換区画流出物の温度より低くてもよい。一部の実施形態では、改質方法が２つ以上の中間変換区画を含む場合、連続する中間変換区画中の流出物の温度は、先行する中間変換区画流出物より高くてもよい。一部の実施形態では、炭化水素改質方法が、流動化された又はさもなければ移動する１つ又は複数の中間触媒粒子を含む場合、各１つ又は複数の中間触媒粒子の、第１の変換区画流出物又はあらゆる先行する中間変換区画流出物中各々のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族の合わせた量に対する比は、質量対質量に基づいて１、３、５、１０、１５、２０、２５、３０又は４０～５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０、１２５又は１５０の範囲にあり得る。一部の実施形態では、炭化水素改質方法が、流動化された又はさもなければ移動する第１の触媒粒子、１つ又は複数の中間触媒粒子及び第２の触媒粒子を含む場合、第２の変換区画内における、第１の触媒粒子、１つ又は複数の中間触媒粒子及び第２の触媒粒子の合わせた量の、第１の変換区画流出物又は最後の中間変換区画流出物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族の合わせた量に対する比は、質量対質量に基づいて３、５、１０、１５、２０、２５、３０又は４０～５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０、１２５、１５０、１７５、２００、２５０又は３００の範囲にあり得る。

【0043】

一部の実施形態では、炭化水素改質方法が流動化された又はさもなければ移動する第１の触媒粒子、任意で１つ又は複数の中間触媒粒子及び第２の触媒粒子を含む場合、第２の変換区画内における、第２の触媒粒子の、第１の変換区画流出物又は最後の中間変換区画流出物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族の合わせた量に対する比は、質量対質量に基づいて１、５、１０、１５又は２０～３０、４０、４５又は５０の範囲にあり得る；第２の変換区画内における、第１の触媒粒子、あらゆる中間触媒粒子及び第２の触媒粒子の合わせた量の、第１の変換区画流出物又は最後の中間変換区画流出物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族の合わせた量に対する比は、質量対質量に基づいて３、５、１０、１５、２０、２５、３０又は３５～４５、５０、６０、７０又は８０の範囲にあり得、第２の変換区画に導入される第１の触媒粒子、あらゆる中間触媒粒子及び第２の触媒粒子の合わせた混合物の温度は、第２の変換区画流出物の温度より５℃、７℃、１０℃又は１５℃～２０℃、３０℃、４０℃又は５０℃高い範囲にあり得る。

【0044】

一部の実施形態では、第１の触媒、あらゆる中間触媒及び／又は第２の触媒が流動触媒粒子の形態である場合、第１の変換区画、あらゆる中間変換区画及び／又は第２の変換区画内における流動触媒粒子の少なくとも一部は、除去され得、熱注入装置に送り込まれ得、そこで触媒粒子は加熱され得、加熱された触媒粒子は変換区画に送り返され得る。熱は、触媒粒子を間接的に加熱するために典型的には用いられる電気ヒーター又はあらゆる他の好適なヒーターを介して提供されるあらゆる好適な熱移送媒体から間接的に移送され得る。別の実施形態では、変換区画のうちの１つ又は複数内で温度勾配を引き起こす方法は、反応物及び触媒の向流を有するためであり得る。触媒の温度は、反応の吸熱により反応器を通過する間に低下する一方で、生成物／反応物の温度は、反応器の他端から入るより熱い触媒により反応器を通過する間に上昇する。このような向流は、国際公開第ＷＯ２０１４／０８１５４５号に記載されるように行われ得る。一部の実施形態では、第１の触媒、あらゆる中間触媒及び第２の触媒が流動触媒粒子の形態である場合、第１の変換区画、あらゆる中間変換区画及び第２の変換区画内における変換反応は、変換区画から環境への自然な熱損失とは別に変換区画からの加熱又は除熱がないように実質的に断熱的に行われ得る。第１の変換区画、あらゆる中間変換区画及び第２の変換区画内における反応に必要とされる熱は、変換区画を流れる第１の触媒、あらゆる中間触媒及び第２の触媒から発生し得る。

【0045】

他の実施形態では、熱が、変換区画内に直接加えられ得る。そのようなものとして、熱は、第１の変換区画、あらゆる中間変換区画及び／又は第２の変換区画のうちの１つ又は複数に注入され得、そこで触媒は、充填床内に配置される流動触媒粒子の形態、モノリシック構造の形態などである。一部の実施形態では、１つ又は複数のチューブ又はチャネルは、変換区画内に埋め込まれ得、又はさもなければそこに位置し得、加熱流体は、チューブ又はチャネルを流れ、熱を変換区画のうちの１つ又は複数に間接的に移送することができる。他の実施形態では、電気発熱体が、熱を変換区画のうちの１つ又は複数内に供給するために用いられ得る。他の実施形態では、１種又は複数の加熱ジャケットが、変換区画のうちの１つ又は複数の周囲に配置されて、熱を変換区画に移送することができる。他の実施形態では、第１の触媒、あらゆる中間触媒及び第２の触媒が１つ又は複数の固定床反応器内に配置される場合、触媒及び／又は不活性固体は、変換区画内で起こる脱水素、脱水素芳香族化及び／又は脱水素環化反応と別のサイクルで加熱され得る。このような加熱は、酸化剤、例えば空気の存在下での第１の触媒、あらゆる中間触媒及び第２の触媒に配置されたコークスの燃焼から、並びに／又は補助燃料の燃焼から発生し得る。固体を十分に加熱した後、反応器は循環して、脱水素、脱水素芳香族化及び／又は脱水素環化反応に戻り得る。燃焼気体の流れと反応気体の流れが逆方向である場合、これは逆流反応器と称される。任意の補助燃料は、分子水素、メタン、エタン、プロパン又はこれらの混合物であり得るか、又はこれらを含み得るが、これらに限定されない。任意の補助燃料は、不活性気体、例えばアルゴン、ネオン、ヘリウム、分子窒素、メタン又はこれらの混合物と混合され得る。

【0046】

一部の実施形態では、第１の触媒、あらゆる中間触媒及び／又は第２の触媒が、流動触媒粒子の形態である場合、変換区画流出物は、あらゆる好適な装置を介してコークス化された触媒から分離又はさもなければ得ることができる。一部の実施形態では、変換区画流出物は、１個又は複数の固体－気体衝突分離装置、例えば１個又は複数のサイクロン分離装置を介して分離することができ、又はさもなければ得ることができる。一部の実施形態では、サイクロン分離装置は、正圧構造と負圧構造の両方を含む２段階又は「連結」構造であり得、又はこれを含み得る。一部の実施形態では、好適なサイクロン分離装置は、米国特許第４，５０２，９４７号；第４，９８５，１３６号；及び第５，２４８，４１１号に開示されるものを含み得る。他の実施形態では、コークス化された触媒粒子及び変換区画流出物は、触媒粒子を重力を介して一方向に流れるようにし、気体成分を他方向に流れるようにすることができる「Ｔ」型導管を介して変換区画流出物から得ることができる。

【0047】

炭化水素含有供給物と第１の触媒との接触、第１の変換区画流出物と第２の触媒若しくは中間触媒との接触、又は第１の変換区画流出物若しくは中間変換区画流出物と第２の触媒との接触は、コークス化された第１の触媒、コークス化された中間触媒及びコークス化された第２の触媒を生成することができる。コークス化された第１の触媒、あらゆるコークス化された中間触媒及び／又はコークス化された第２の触媒の活性が所望の最小量を下回って低下する場合、コークス化された第１の触媒若しくは少なくともその一部、コークス化された中間触媒若しくは少なくともその一部、並びに／又はコークス化された第２の触媒若しくは少なくともその一部は、特定の反応器の構造に応じて、各変換区画内で又は変換区画とは別の離れた燃焼区画内で、１種又は複数の酸化剤と接触することができ、触媒は固定床又は流動粒子中に存在して、各々コークス及び燃焼気体が不足した再生された第１の触媒、再生された中間触媒、及び／又は再生された第２の触媒を生成する。

【0048】

酸化剤は、分子酸素（Ｏ₂）、オゾン（Ｏ₃）、二酸化炭素（ＣＯ₂）、水蒸気（Ｈ₂Ｏ）又はこれらの混合物であり得るか、又はこれらを含み得るが、これらに限定されない。簡単にし説明しやすくするために、用語「コークス化された触媒」は、コークス化された触媒の燃焼及び任意で再生された触媒の還元のための方法条件を説明するのに用いられる。コークス化された触媒が、コークス化された第１の触媒、あらゆるコークス化された中間触媒、コークス化された第２の触媒、又は触媒があらゆる形態の流動粒子である場合、第１の触媒、あらゆる中間触媒及び第２の触媒の場合はコークス化された第１の触媒、あらゆるコークス化された中間触媒及びコークス化された第２の触媒の混合物であり得るか、又はこれらを含み得ることが理解されるべきである。一部の実施形態では、コークス化された触媒上のコークスを１００％燃焼するのに必要とされる量を超える酸化剤の量が、触媒からのコークスの除去速度を上げるために用いられ得ることにより、コークスの除去に必要とされる時間が短縮され、所与の期間内に生成される改質された生成物の収率を増加させることができる。

【0049】

コークス化された触媒及び酸化剤は、５００℃、５５０℃、５８０℃、６００℃、６５０℃、７００℃、７５０℃又は８００℃～９００℃、９５０℃、１，０００℃、１，０５０℃又は１，１００℃の範囲の温度で互いに接触して、再生された触媒を生成することができる。一部の実施形態では、コークス化された触媒及び酸化剤は、５００℃～１，１００℃、６００℃～１，０００℃、６５０℃～９５０℃、７００℃～９００℃又は７５０℃～８５０℃の範囲の温度で互いに接触して、再生された触媒を生成することができる。
コークス化された触媒及び酸化剤は、≦２時間、≦１時間、≦３０分、≦１０分、≦５分、≦１分、≦３０秒、≦１０秒、≦５秒又は≦１秒の期間互いに接触することができる。例えば、コークス化された触媒及び酸化剤は、２秒～２時間の範囲の期間互いに接触することができる。一部の実施形態では、コークス化された触媒及び酸化剤は、触媒に配置されたあらゆるコークスを≧５０質量％、≧７５質量％若しくは≧９０質量％又は＞９９％除去するのに十分な期間接触することができる。

【0050】

コークス化された触媒及び酸化剤は、５絶対ｋＰａ、１０絶対ｋＰａ、１５絶対ｋＰａ、２０絶対ｋＰａ、５０絶対ｋＰａ、１００絶対ｋＰａ、３００絶対ｋＰａ、５００絶対ｋＰａ、７５０絶対ｋＰａ又は１，０００絶対ｋＰａ～１，５００絶対ｋＰａ、２，５００絶対ｋＰａ、４，０００絶対ｋＰａ、５，０００絶対ｋＰａ、７，０００絶対ｋＰａ、８，５００絶対ｋＰａ又は１０，０００絶対ｋＰａの範囲の酸化剤分圧下で互いに接触することができる。他の実施形態では、コークス化された触媒との接触中の酸化剤分圧は、５絶対ｋＰａ、１０絶対ｋＰａ、１５絶対ｋＰａ、２０絶対ｋＰａ又は５０絶対ｋＰａ～１００絶対ｋＰａ、１５０絶対ｋＰａ、２００絶対ｋＰａ、２５０絶対ｋＰａ、３００絶対ｋＰａ～５００絶対ｋＰａ、６００絶対ｋＰａ、７００絶対ｋＰａ、８００絶対ｋＰａ、９００絶対ｋＰａ又は１，０００絶対ｋＰａの範囲にあり、再生された触媒を生成することができる。

【0051】

一部の実施形態では、コークス化された触媒粒子に加えて、１種又は複数の補助燃料も、各変換区画内又は燃焼区画内で、酸化剤と接触して、補助燃料の少なくとも一部の燃焼を引き起こし、熱及び追加の燃焼気体を発生させることができる。任意の補助燃料は、分子水素（Ｈ₂）、メタン（ＣＨ₄）、エタン（Ｃ₂Ｈ₆）、プロパン（Ｃ₃Ｈ₈）又はこれらの混合物であり得るか、又はこれらを含み得るが、これらに限定されない。任意の補助燃料は、不活性気体、例えばアルゴン（Ａｒ）、ネオン（Ｎｅ）、ヘリウム（Ｈｅ）、分子窒素（Ｎ₂）又はこれらの混合物と混合され得る。

【0052】

理論に拘束されることは望まないが、コークス化された触媒に配置された８～１０族元素、例えばＰｔの少なくとも一部は、炭化水素含有供給物、第１の変換区画流出物及びあらゆる中間変換区画流出物との接触前の触媒と比較して凝集し得ると考えられる。コークス化された触媒上のコークスの少なくとも一部の燃焼中、８～１０族元素の少なくとも一部は、担体の周囲に再分散され得ると考えられる。あらゆる凝集された８～１０族元素の少なくとも一部を再分散は、活性を高め、多数のサイクルにわたって触媒の安定性を向上させることができる。

【0053】

一部の実施形態では、再生された触媒中の８～１０族元素、例えばＰｔの少なくとも一部は、炭化水素含有供給物、第１の変換区画流出物、あらゆる中間変換区画流出物と接触させた触媒中の８～１０族元素と比較して、かつコークス化された触媒中の８～１０族元素と比較して高い酸化状態であり得る。本明細書で開示される再生された触媒は、炭化水素含有供給物、第１の変換区画流出物又はあらゆる中間変換区画流出物との再接触前に追加の還元ステップを経た後、活性及び選択性の向上を示すことができる。そのようなものとして、上述のように、一部の実施形態では、方法は、再生された触媒の少なくとも一部を還元気体と接触させて、再生及び還元された触媒を生成することを含み得る。好適な還元気体（還元剤）は、分子水素（Ｈ₂）、一酸化炭素（ＣＯ）、メタン（ＣＨ₄）、エタン（Ｃ₂Ｈ₆）、プロパン（Ｃ₃Ｈ₈）、エチレン（Ｃ₂Ｈ₄）、プロピレン（Ｃ₃Ｈ₆）、水蒸気又はこれらの混合物であり得るか、又はこれらを含み得るが、これらに限定されない。一部の実施形態では、還元気体は、不活性気体、例えばアルゴン（Ａｒ）、ネオン（Ｎｅ）、ヘリウム（Ｈｅ）、分子窒素（Ｎ₂）、二酸化炭素（ＣＯ₂）、水蒸気（Ｈ₂Ｏ）又はこれらの混合物と混合され得る。このような実施形態では、再生及び還元された触媒中の８～１０族元素の少なくとも一部は、再生された触媒中の８～１０族元素と比較して、より低い酸化状態、例えば元素状態に還元され得る。

【0054】

一部の実施形態では、再生された触媒及び還元気体は、４００℃、４５０℃、５００℃、５５０℃、６００℃、６２０℃、６５０℃又は６７０℃～７２０℃、７５０℃、８００℃又は９００℃の範囲の温度で接触することができる。他の実施形態では、再生された触媒及び還元気体は、実質的に断熱的に接触することができ、すなわち熱が、接触中に意図的に加えられるか又は除去されることはないが、熱を再生された触媒から供給できるように、一部の熱は環境に失われ得る。再生された触媒及び還元気体は、０．１秒、１秒、５秒、１０秒、２０秒、３０秒又は１分～１０分、３０分又は６０分の範囲の期間接触することができる。再生された触媒及び還元気体は、０．０１絶対ｋＰａ、０．１絶対ｋＰａ、０．５絶対ｋＰａ、１絶対ｋＰａ、５絶対ｋＰａ、１０絶対ｋＰａ、２０絶対ｋＰａ、５０絶対ｋＰａ又は１００絶対ｋＰａ、３００絶対ｋＰａ、５００絶対ｋＰａ、７５０絶対ｋＰａ又は１，０００絶対ｋＰａ～１，５００絶対ｋＰａ、２，５００絶対ｋＰａ、４，０００絶対ｋＰａ、５，０００絶対ｋＰａ、７，０００絶対ｋＰａ、８，５００絶対ｋＰａ又は１０，０００絶対ｋＰａの還元剤分圧で接触することができる。他の実施形態では、再生された触媒との接触中の還元剤分圧は、０．０１絶対ｋＰａ、０．１絶対ｋＰａ、０．５絶対ｋＰａ、１絶対ｋＰａ、５絶対ｋＰａ、１０絶対ｋＰａ、２０絶対ｋＰａ、５０絶対ｋＰａ、１００絶対ｋＰａ、１５０絶対ｋＰａ、２００絶対ｋＰａ、２５０絶対ｋＰａ又は３００絶対ｋＰａ～５００絶対ｋＰａ、６００絶対ｋＰａ、７００絶対ｋＰａ、８００絶対ｋＰａ、９００絶対ｋＰａ又は１，０００絶対ｋＰａの範囲にあり、再生及び還元された触媒を生成することができる。

【0055】

再生された触媒、再生及び還元された触媒、新しい若しくは新鮮な触媒の少なくとも一部又はこれらの混合物は、各変換区画内で追加量の炭化水素含有供給物、第１の変換区画流出物及びあらゆる中間変換区画流出物と接触して、追加の流出物及び追加のコークス化された触媒を生成することができる。

【0056】

一部の実施形態では、１種又は複数の追加の供給物、例えば１種又は複数の掃引流体は、炭化水素含有供給物と酸化剤の流れの間、酸化剤と用いられる場合任意の還元気体の間、酸化剤と追加の炭化水素含有供給物の間、及び／又は還元気体と追加の炭化水素含有供給物の間で利用できる。掃引流体は、とりわけ、望ましくない材料、例えば煤を含む非燃焼粒子を変換区画から一層又はさもなければ付勢することができる。一部の実施形態では、追加の供給物は、脱水素、脱水素芳香族化、及び脱水素環化、燃焼並びに／又は還元条件下で不活性であり得る。好適な掃引流体は、分子窒素（Ｎ₂）、ヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）、一酸化炭素（ＣＯ₂）、水蒸気（Ｈ₂Ｏ）、二酸化炭素（ＣＯ₂）、メタン（ＣＨ₄）又はこれらの混合物であり得るか、又はこれらを含み得るが、これらに限定されない。一部の実施形態では、方法が掃引流体を利用する場合、掃引流体が用いられる持続時間又は期間は、１秒、５秒、１０秒、２０秒、３０秒又は１分～１０分、３０分又は６０分の範囲にあり得る。

【0057】

担体に配置された８～１０族元素、例えばＰｔを含む第１の触媒、中間触媒及び第２の触媒が、各サイクル時間が≦３時間続く多数のサイクル、例えば少なくとも１５、少なくとも２０、少なくとも３０、少なくとも４０、少なくとも５０、少なくとも６０、少なくとも７０、少なくとも１００サイクル、少なくとも１２５サイクル、少なくとも１５０サイクル、少なくとも１７５サイクル又は少なくとも２００サイクル後十分に活性かつ安定なままであり得ることが驚くべきことにかつ意外にも発見された。第１のサイクルは、第２の触媒と第１の変換区画流出物又は最後の中間変換区画流出物との接触、続いてコークス化された第１の触媒の少なくとも一部、あらゆるコークス化された中間触媒の少なくとも一部、コークス化された第２の触媒の少なくとも一部又はこれらの混合物と少なくとも酸化剤との接触時に開始して、再生された第２の触媒又は少なくとも酸化剤及び任意の還元気体を生成し、再生及び還元された第２の触媒を生成し、第１のサイクルは、再生された第２の触媒又は再生及び還元された第２の触媒粒子と追加量の第１の変換区画流出物又は最後の中間変換区画流出物との接触時に終了する。第２の及び各その後のサイクルは、再生された第２の触媒又は再生及び還元された第２の触媒及び追加量の第１の変換区画流出物又は最後の中間変換区画流出物の接触時に開始し、第２の及び各その後のサイクルは、追加の若しくはその後の再生された第２の触媒又は再生及び還元された第２の触媒と追加量の第１の変換区画流出物又は最後の中間変換区画流出物との接触時に終了する。

【0058】

一部の実施形態では、触媒の性能が安定した後（時には、最初の数サイクルは、性能が比較的不良な場合も又は比較的良好な場合もあるが、性能は最終的に安定し得る）、該方法は、炭化水素含有供給物、第１の変換区画流出物及びあらゆる中間変換区画流出物と最初に接触させたとき、≧７５％、≧８０％、≧８５％若しくは≧９０％又は＞９５％の改質された炭化水素選択性、例えばプロピレンでの改質された炭化水素生成物収率、例えば炭化水素含有供給物がプロパンを含む場合プロピレンをもたらし得、最後のサイクル（合計で少なくとも１５サイクル）の終了時、≧７５％、≧８０％、≧８５％若しくは≧９０％又は＞９５％の改質された炭化水素選択性、例えばプロピレンでの第１の改質された炭化水素生成物収率の少なくとも９０％、少なくとも９３％、少なくとも９５％、少なくとも９７％、少なくとも９８％、少なくとも９９％、少なくとも９９．５％又は少なくとも１００％であり得る第２の改質された炭化水素生成物収率を有し得る。この発見前、８～１０族元素、例えばＰｔを活性成分として有する触媒は、ハロゲンの添加を必要としない簡単な酸化再生を含む非常に多数の短いサイクルに曝された場合、十分な活性かつ安定性を維持しないと考えられていた。

【0059】

一部の実施形態では、第１の触媒、第２の触媒及びあらゆる中間触媒が流動触媒粒子の形態である場合、触媒粒子は、変換区画流出物と共に各変換区画中を移動することができる。このような実施形態では、気体流は改質された炭化水素に富み、粒子流はコークス化された触媒粒子に富み、すなわちコークス化された第１の触媒、あらゆるコークス化された中間触媒及びコークス化された第２の触媒は、第２の変換区画流出物から得ることができる。一部の実施形態では、コークス化された触媒粒子に富む粒子流中のコークス化された触媒粒子の第１の部分は、コークス化された触媒粒子の第１の部分の再生のために燃焼区画に送り込まれ得、コークス化された触媒粒子の第２の部分は再循環して、第１の変換区画及び／又は中間変換区画のうちの１つ若しくは複数に直接戻り得る。他の実施形態では、コークス化された触媒粒子に富む粒子流中のコークス化された触媒粒子の第１の部分は、コークス化された触媒粒子の第１の部分の再生のために燃焼区画に送り込まれ得、コークス化された触媒粒子の第２の部分は再循環して、第１の変換区画及び／又は１つ若しくは複数の中間変換区画に直接戻り得、コークス化された触媒粒子の第３の部分は、還元区画に送り込まれ得る。これらの実施形態のいずれかでは、連続的に又は断続的に、コークス化された触媒粒子の一部、再生された触媒粒子の一部並びに／又は再生及び還元された触媒粒子の一部が、プロセスから除去され得、新しい又は補充触媒粒子が、プロセスに導入され得る。触媒粒子の除去は、触媒粒子が不活性になる大きさに崩壊するか、又は炭化水素含有供給物を望ましくない変換速度で変換し始めるときに行われ得る。

【0060】

一部の実施形態では、１種又は複数の追加の供給物、例えば１種又は複数の剥離流体は、あらゆる同伴された気体成分の少なくとも一部を触媒から除去するために利用できる。一部の例では、コークス化された触媒は、酸化剤及び／又は還元気体との接触前に剥離流体と接触して、あらゆる同伴された改質された炭化水素及び／又は分子水素及び／又は他の気体成分の少なくとも一部を除去することができる。同様に、再生された触媒粒子並びに／又は再生及び還元された触媒粒子は、剥離気体と接触して、あらゆる同伴された燃焼気体又は還元気体の少なくとも一部をそこから除去することができる。一部の実施形態では、剥離気体は、脱水素、脱水素芳香族化、及び脱水素環化、燃焼並びに／又は還元条件下で不活性であり得る。好適な剥離流体は、分子窒素（Ｎ₂）、ヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）、二酸化炭素（ＣＯ₂）、水蒸気（Ｈ₂Ｏ）、メタン（ＣＨ₄）又はこれらの混合物であり得るか、又はこれらを含み得るが、これらに限定されない。剥離気体は、コークス化された触媒粒子、再生された触媒粒子並びに／又は再生及び還元された触媒粒子と、触媒粒子１ｍ³あたり約０．０１ｍ³～１０ｍ³の剥離気体の体積比で接触することができる。

【0061】

一部の実施形態では、炭化水素含有供給物が希釈気体と混合され、上昇管の第１の端部に向かって上昇管内に配置された第１の変換区画内で加熱及び流動化された第１の触媒粒子と接触することができる上昇管構造が実現され得る。希釈気体は、分子窒素、メタン、水蒸気、分子水素又はこれらの混合物であり得るか、又はこれらを含み得るが、これらに限定されない。複合気体は、第１の変換区画中を流れる混合物として接触及び反応しながら、流動化された第１の触媒粒子を第１の変換区画中に対流させるか、又はさもなければそれを通って搬送して、改質された炭化水素、分子水素、コークス化された触媒粒子及び未変換の炭化水素含有供給物を含む第１の変換区画流出物を生成することができる。第２の触媒粒子は、第１の変換区画と上昇管の第２の端部との間の上昇管内に配置された第２の変換区画に送り込まれ得る。合わせた第１の変換区画流出物、第１の触媒及び第２の触媒は、第２の変換区画中を流れる混合物として接触及び反応しながら、流動化された第１の触媒粒子及び流動化された第２の触媒粒子を第２の変換区画中で対流させるか、又はさもなければそれを通って搬送して、追加量の改質された炭化水素及び分子水素を含む第２の変換区画流出物を生成することができる。この実施形態では、１つ又は複数の中間変換区画は、第１の変換区画と第２の変換区画との間の上昇管内に配置されてもよい。

【0062】

第１の変換区画内における炭化水素含有供給物及び流動化された第１の触媒粒子の滞留時間は、１種又は複数の改質された炭化水素への炭化水素含有供給物の所望の変換を達成するのに十分であり得る。第２の変換区画内における第１の変換区画流出物、流動化された第１の触媒粒子及び流動化された第２の触媒粒子の滞留時間は、追加の改質された炭化水素への未変換の炭化水素含有供給物の所望の変換を達成するのに十分であり得る。改質された炭化水素及び流動化された第１及び第２の触媒粒子は、気体－固体分離装置の使用により分離され得、そこで気体は、回収のために送出され得、触媒粒子が回収され得る。加工及び寸法を含む上昇管の詳細設計は、少なくとも一部は、意図される化学に依存し得るが、典型的には平均的な気体組成下で４．５ｍ／秒を超える速度を必要とし得る。炭化水素の熱分解を低減するために、変換流出物は、固体－気体分離前であるが、炭化水素含有供給物の所望の変換が達成された後、いくつかの異なる方法のうちの１つ又は複数を介してクエンチされ得る。このような方法は、冷却媒体、例えば水蒸気を第２の変換区画流出物に直接注入するステップ、第２の変換区画流出物を熱交換器に通すステップなどを含み得る。気体－固体分離装置後の気体生成物はまた、熱分解を回避又は低減するために同様の方法を用いてクエンチされ得る。

【0063】

本明細書に開示される方法を行うために修正され得るいくつかのシステムは、当技術分野で周知のシステム、例えば米国特許第３，８８８，７６２号；第７，１０２，０５０号；第７，１９５，７４１号；第７，１２２，１６０号；及び第８，６５３，３１７号；米国特許出願公開第２００４／００８２８２４号；第２００８／０１９４８９１号；及びＷＯ公開ＷＯ２００１／８５８７２；ＷＯ２００４／０２９１７８；及びＷＯ２００５／０７７８６７に開示される流動反応器を含み得る。

【0064】

触媒粒子
第１の触媒、第２の触媒、及びあらゆる中間の触媒は各々担体の合計質量に基づき０．０５質量％、０．１質量％、０．２質量％、０．５質量％、又は１質量％～２質量％、３質量％、４質量％、５質量％、又は６質量％の８～１０族元素を含むことができる。いくつかの実施形態において、第１の触媒、第２の触媒、及びあらゆる中間の触媒は担体の合計質量に基づき＞０．０２５質量％、＞０．０５質量％、＞０．１質量％、＞０．１３質量％、＞０．１５質量％、＞０．１７質量％、＞０．２質量％、＞０．２質量％、＞０．２３、＞０．２５質量％、＞０．２７質量％、又は＞０．３質量％及び＜０．５質量％、＜１質量％、＜２質量％、＜３質量％、＜４質量％、＜５質量％、又は＜６質量％の８～１０族元素を含むことができる。いくつかの実施形態において、８～１０族元素は、限定されることはないが、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、これらの組合せ、又はこれらの混合物であってもよいか又は含むことができる。少なくとも１つの実施形態において、８～１０族元素はＰｔであってもよいか又は含むことができる。

【0065】

第１の触媒、第２の触媒、及びいずれかの中間の触媒の各々における担体は、限定されることはないが、４、１２、２０～２２、３０、３８～４０、４８、又は５６～７１の原子番号を有する１種又は複数の元素であってもよいか又は含むことができる。別の言い方でいうと、第１の触媒、第２の触媒、及びいずれかの中間の触媒の各々における担体は、１種又は複数の２族元素、１種又は複数の４族元素、１種又は複数の１２族元素、２１、３９、又は５７～７１の原子番号を有する１種又は複数の元素、これらの組合せ、又はこれらの混合物であってもよいか又は含むことができる。いくつかの実施形態において、２族元素、４族元素、１２族元素、及び／又は２１、３９、又は５７～７１の原子番号を有する元素はその元素形態で存在することができる。他の実施形態において、２族元素、４族元素、１２族元素、及び／又は２１、３９、又は５７～７１の原子番号を有する元素は化合物の形態で存在することができる。例えば、２族元素、４族元素、１２族元素、及び／又は２１、３９、又は５７～７１の原子番号を有する元素は酸化物、リン酸塩、ハロゲン化物、ハロゲン酸塩、硫酸塩、硫化物、ホウ酸塩、窒化物、炭化物、アルミン酸塩、アルミノケイ酸塩、ケイ酸塩、炭酸塩、メタリン酸塩、セレン化物、タングステン酸塩、モリブデン酸塩、亜クロム酸塩、クロム酸塩、重クロム酸塩、又はケイ化物として存在することができる。いくつかの実施形態において、２族元素、４族元素、１２族元素、及び／又は２１、３９、又は５７～７１の原子番号を有する元素を含む任意の２種又はそれ以上の化合物の混合物はいろいろな形態で存在することができる。例えば、第１の化合物は酸化物であってもよく、第２の化合物はアルミン酸塩であってもよく、ここで第１の化合物及び第２の化合物はお互いに同一又は異なる２族元素、４族元素、１２族元素、及び／又は２１、３９、又は５７～７１の原子番号を有する元素を含む。

【0066】

いくつかの実施形態において、第１の触媒、第２の触媒、及びあらゆる中間の触媒の各々における担体は：担体の質量に基づきｗ質量％の２族元素、ｘ質量％の４族元素、ｙ質量％の１２族元素、及びｚ質量％の２１、３９、又は５７～７１の原子番号を有する元素、のうちの少なくとも１つであるか又は含むことができ、ここでｗ、ｘ、ｙ、及びｚは独立して０～１００の範囲である。第１の触媒、第２の触媒、及びあらゆる中間の触媒の各々の担体中に存在する任意の２族元素は担体の質量に基づき質量％ｍを伴うことができ、第１の触媒、第２の触媒、及びあらゆる中間の触媒の各々の担体中に存在する任意の４族元素は担体の質量に基づき質量％ｎを伴うことができ、第１の触媒、第２の触媒、及びあらゆる中間の触媒の各々の担体中に存在する任意の１２族元素は担体の質量に基づき質量％ｐを伴うことができ、第１の触媒、第２の触媒、及びあらゆる中間の触媒の各々の担体中に存在する２１、３９、又は５７～７１の原子番号を有する任意の元素は担体の質量に基づき質量％ｑを伴うことができ、ここでｍ、ｎ、ｐ、及びｑは独立して１～１００の範囲である数であってもよい。いくつかの実施形態において、合計ｗ／ｍ＋ｘ／ｎ＋ｙ／ｐ＋ｚ／ｐは第１の触媒、第２の触媒、及びあらゆる中間の触媒の各々の担体の質量に基づき少なくとも１であってもよい。他の実施形態において、合計ｗ／ｍ＋ｘ／ｎ＋ｙ／ｐ＋ｚ／ｐは第１の触媒、第２の触媒、及びあらゆる中間の触媒の各々の担体の質量に基づき少なくとも１、少なくとも２、少なくとも４、少なくとも６、少なくとも８、少なくとも１２、少なくとも２４、少なくとも４８、又は少なくとも６０であってもよい。他の実施形態において、合計ｗ／ｍ＋ｘ／ｎ＋ｙ／ｐ＋ｚ／ｐは１、２、３、４、５、６、７、又は８～１０、１２、１６、２４、３０、４８、又は６０の範囲であってもよい。他の実施形態において、合計ｗ／ｍ＋ｘ／ｎ＋ｙ／ｐ＋ｚ／ｐは１～２、２～４、４～６、６～８、８～１２、１２～２４、２４～４８、又は４８～６０の範囲であってもよい。

【0067】

いくつかの実施形態において、ｍは２、４、６、８、１０、１２、１４、１６、１８、及び２０から選択される１０の値のうちの１つであってもよく；ｎは２、４、６、８、１０、１２、１４、１６、１８、２０、２２、及び２４から選択される１２の値のうち１つであってもよく；ｐは２、４、６、８、１０、１２、１４、１６、１８、２０、２２、及び２４から選択される１２の値のうちの１つであってもよく；ｑは２、４、６、１０、１４、１８、２２、２６、３０、３４、３８、及び４０から選択される１２の値のうちの１つであってもよく、ここでｍ、ｎ、ｐ、及びｑは１７，２８０（１０×１２×１２×１２）の異なる組合せがあるようなあらゆる組合せであってもよい。他の実施形態において、ｍは２、７、１０、又は２０に等しいことができ、ｎは２、１０、２０、又は２５であってもよく、ｐは２、１０、２０、又は２５であってもよく、ｑは２、１０、３０、又は４０であってもよく、ここでｍ、ｎ、ｐ、及びｑは２５６（４×４×４×４）の異なる組合せがあるようなあらゆる組合せであってもよい。いくつかの実施形態において、ｍ、ｎ、ｐ、及びｑは各々２、１０、１５、又は３０に等しいことができる。他の実施形態において、ｍは７に等しいことができ、ｎは１０に等しいことができ、ｐは１０に等しいことができ、ｑは１０に等しいことができる。他の実施形態において、ｍは７に等しいことができ、ｎは２０に等しいことができ、ｐは２０に等しいことができ、ｑは１０に等しいことができる。他の実施形態において、ｍは１０に等しいことができ、ｎは２０に等しいことができ、ｐは２０に等しいことができ、ｑは３０に等しいことができる。他の実施形態において、ｍは７に等しいことができ、ｎは１０に等しいことができ、ｐは１０に等しいことができ、ｑは３０に等しいことができる。

【0068】

いくつかの実施形態において、ｗ、ｘ、ｙ、及びｚは独立して０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９、７０、７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、又は１００であってもよく、ここでｗ、ｘ、ｙ、ｚの合計は≦１００である。

【0069】

いくつかの実施形態において、第１の触媒、第２の触媒、及び／又はいずれかの中間の触媒の担体が２族元素を含むとき、２族元素の８～１０族元素に対するモル比は０．２４、０．５、１、１０、５０、１００、３００、４５０、６００、８００、１，０００、１，２００、１，５００、１，７００、又は２，０００～３，０００、３，５００、４，０００、４，５００、５，０００、５，５００、６，０００、６，５００、７，０００、７，５００、８，０００、８，５００、９，０００、又は９，５００の範囲であってもよい。いくつかの実施形態において、第１の触媒、第２の触媒、及び／又はいずれかの中間の触媒の担体が４族元素を含むとき、４族元素の８～１０族元素に対するモル比は０．１８、０．３、０．５、１、１０、５０、１００、又は２００～３００、４００、５００、６００、７００、又は８１０の範囲であってもよい。いくつかの実施形態において、第１の触媒、第２の触媒、及び／又はいずれかの中間の触媒の担体が１２族元素を含むとき、１２族元素の８～１０族元素に対するモル比は０．２９、０．５、１、１０、５０、又は１００～２００、３００、４００、５００、又は５９０の範囲であってもよい。いくつかの実施形態において、第１の触媒、第２の触媒、及び／又はいずれかの中間の触媒の担体が２１、３９、又は５７～７１の原子番号を有する元素を含むとき、２１、３９、又は５７～７１の原子番号を有する元素の８～１０族元素に対するモル比は０．１９、０．５、１、１０、５０、１００、又は１５０～２００、２５０、３００、３５０、４００、又は４３８の範囲であってもよい。いくつかの実施形態において、第１の触媒、第２の触媒、及び／又はいずれかの中間の触媒の担体が２、４、又は１２族元素及び２１、３９、又は５７～７１の原子番号を有する元素の２種又はそれ以上を含むとき、あらゆる２族元素、あらゆる４族元素、あらゆる１２族元素、及び２１、３９、又は５７～７１の原子番号を有するあらゆる元素の合わせた量の８～１０族元素に対するモル比は０．１８、０．５、１、１０、５０、１００、３００、４５０、６００、８００、１，０００、１，２００、１，５００、１，７００、又は２，０００～３，０００、３，５００、４，０００、４，５００、５，０００、５，５００、６，０００、６，５００、７，０００、７，５００、８，０００、８，５００、９，０００、又は９，５００の範囲であってもよい。

【0070】

いくつかの実施形態において、第１の触媒、第２の触媒、及び／又はいずれかの中間の触媒の担体は、限定されることはないが、以下の化合物の１種又は複数であってもよいか又は含むことができる：すなわち、Ｍｇ_uＺｎ_1-uＯ（ここでｕは正の数である）；Ｚｎ_vＡｌ２Ｏ３_+v（ｖは正の数）；Ｍｇ_wＡｌ₂Ｏ_3+w（ｗは正の数）；Ｃａ_xＡｌ₂Ｏ_3+x（ｘは正の数）；Ｓｒ_yＡｌ₂Ｏ_3+y（ｙは正の数）；Ｂａ_zＡｌ₂Ｏ_3+z（ｚは正の数）、ＢｅＯ；ＭｇＯ；ＣａＯ；ＢａＯ；ＳｒＯ；ＢｅＣＯ₃；ＭｇＣＯ₃；ＣａＣＯ₃；ＳｒＣＯ₃、ＢａＣＯ₃；ＺｒＯ₂；ＺｒＣ；ＺｒＮ；ＺｒＳｉＯ₄；ＣａＺｒＯ₃；Ｃａ₇ＺｒＡｌ₆Ｏ₁₈；ＴｉＯ₂；ＴｉＣ；ＴｉＮ；ＴｉＳｉＯ₄；ＣａＴｉＯ₃；Ｃａ₇Ａｌ₆Ｏ₁₈；ＨｆＯ₂；ＨｆＣ；ＨｆＮ；ＨｆＳｉＯ₄；ＨｆＺｒＯ₃；Ｃａ₇ＨｆＡｌ₆Ｏ₁₈；ＺｎＯ；Ｚｎ₃（ＰＯ₄）₂；Ｚｎ（ＣｌＯ₃）₂；ＺｎＳＯ₄；Ｂ₂Ｏ₆Ｚｎ₃；Ｚｎ₃Ｎ₂；；ＺｎＣＯ₃；ＣｅＯ₂；Ｙ₂Ｏ₃；Ｌａ₂Ｏ₃；Ｓｃ₂Ｏ₃；Ｐｒ₆Ｏ₁₁；ＣｅＰＯ₄；ＣｅＺｒＯ₄；ＣｅＡｌＯ₃；ＢａＣｅＯ₃；ＣｅＰＯ₄；イットリア安定化ＺｒＯ₂；１種又は複数のマグネシウムクロム酸塩、１種又は複数のマグネシウムタングステン酸塩、１種又は複数のマグネシウムモリブデン酸塩、これらの組合せ、及びこれらの混合物。

【0071】

Ｍｇ_uＺｎ_1-uＯ（ｕは正の数）は、第１の触媒、第２の触媒、及び／又はいずれかの中間の触媒の担体として又は担体の成分として存在するならば１、２、３、又は６～１２、２５、５０、又は１００の範囲のＭｇのＺｎに対するモル比を有することができる。Ｚｎ_vＡｌ２Ｏ３_+v（ｖは正の数）は、第１の触媒、第２の触媒、及び／又はいずれかの中間の触媒の担体として又は担体の成分として存在するならば０．０５、０．３、又は０．６～０．９、１．５、又は３の範囲のＺｎのＡｌに対するモル比を有することができる。Ｍｇ_wＡｌ₂Ｏ_3+w（ｗは正の数）は、第１の触媒、第２の触媒、及び／又はいずれかの中間の触媒の担体として又は担体の成分として存在するならば１、２、３、４、又は５～６、７、８、９、又は１０の範囲のＭｇのＡｌに対するモル比を有することができる。Ｃａ_xＡｌ₂Ｏ_3+x（ｘは正の数）は、第１の触媒、第２の触媒、及び／又はいずれかの中間の触媒の担体として又は担体の成分として存在するならば１：１２、１：４、１：２、２：３、５：６、１：１、１２：１４、又は１．５：１の範囲のＣａのＡｌに対するモル比を有することができる。いくつかの実施形態において、Ｃａ_xＡｌ₂Ｏ_3+xはアルミン酸塩三カルシウム、ヘプタアルミン酸ドデカカルシウム、アルミン酸モノカルシウム、ジアルミン酸モノカルシウム、ヘキサアルミン酸モノカルシウム、アルミン酸二カルシウム、トリアルミン酸ペンタカルシウム、トリアルミン酸テトラカルシウム、又はこれらの任意の混合物を含むことができる。Ｓｒ_yＡｌ₂Ｏ_3+y（ｙは正の数）は、第１の触媒、第２の触媒、及び／又はいずれかの中間の触媒の担体として又は担体の成分として存在するならば０．０５、０．３、又は０．６～０．９、１．５、又は３の範囲のＳｒのＡｌに対するモル比を有することができる。Ｂａ_zＡｌ₂Ｏ_3+z（ｚは正の数）は、第１の触媒、第２の触媒、及び／又はいずれかの中間の触媒の担体として又は担体の成分として存在するならば０．０５、０．３、又は０．６～０．９、１．５、又は３のＢａのＡｌに対するモル比を有することができる。

【0072】

いくつかの実施形態において、第１の触媒、第２の触媒、及び／又はいずれかの中間の触媒の担体はまた、限定されることはないが、５、６、７、１１、１３、１４、１５、及び１６族から選択される少なくとも１種の金属元素及び／又は少なくとも１種の半金属元素及び／又はそれらの少なくとも１種の化合物も含むことができる。第１の触媒、第２の触媒、及び／又はいずれかの中間の触媒の担体が５、６、７、１１、１３、１４、１５、及び１６族から選択される金属元素及び／又は半金属元素を含む化合物も含むならば、化合物は酸化物、リン酸塩、ハロゲン化物、ハロゲン酸塩、硫酸塩、硫化物、ホウ酸塩、窒化物、炭化物、アルミン酸塩、アルミノケイ酸塩、ケイ酸塩、炭酸塩、メタリン酸塩、セレン化物、タングステン酸塩、モリブデン酸塩、亜クロム酸塩、クロム酸塩、重クロム酸塩、又はケイ化物として担体中に存在することができる。いくつかの実施形態において、５、６、７、１１、１３、１４、１５、及び１６族から選択される金属元素及び／又は半金属元素を含む適切な化合物は、限定されないが、以下：Ｂ₂Ｏ₃、ＡｌＢＯ₃、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、ＳｉＣ、Ｓｉ₃Ｎ₄、アルミノケイ酸塩、ＶＯ、Ｖ₂Ｏ₃、ＶＯ₂、Ｖ₂Ｏ₅、Ｇａ₂Ｏ₃、Ｉｎ₂Ｏ₃、Ｍｎ₂Ｏ₃、Ｍｎ₃Ｏ₄、ＭｎＯ、１種又は複数のモリブデン酸化物、１種又は複数のタングステン酸化物、１種又は複数のゼオライト、並びにこれらの混合物及び組合せのうちの１種又は複数であってもよいか又は含むことができる。

【0073】

いくつかの実施形態において、第１の触媒、第２の触媒、及び／又はいずれかの中間の触媒の担体はまたその上に配置された１種又は複数の助触媒も含むことができる。助触媒は、限定されることはないが、Ｓｎ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｒｅ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、これらの組合せ、又はこれらの混合物であってもよいか又は含むことができる。それ故に、助触媒は第１の触媒、第２の触媒、及び／又はいずれかの中間の触媒の成分として存在するならば、担体の一成分として、担体上に配置された助触媒として、又は担体の一成分及び担体上に配置された助触媒の両方として存在することができる。いくつかの実施形態において、助触媒は８～１０族元素、例えばＰｔを伴うことができる。例えば、第１の触媒、第２の触媒、及び／又はいずれかの中間の触媒の担体上に配置された助触媒及び８～１０族元素は担体上に分散させることができる８～１０族元素－助触媒クラスターを形成することができる。助触媒は、存在するならば、所与の改質された炭化水素に対する触媒の選択性／活性／寿命を改良することができる。いくつかの実施形態において、助触媒の添加は炭化水素含有供給物がプロパンを含むとき触媒粒子のプロピレン選択性を改良することができる。第１の触媒、第２の触媒、及び／又はいずれかの中間の触媒は担体の質量に基づき０．０１質量％、０．０５質量％、０．１質量％、０．２質量％、０．３質量％、０．４質量％、０．５質量％、０．６質量％、０．７質量％、０．８質量％、０．９質量％、又は１質量％～３質量％、５質量％、７質量％、又は１０質量％の量で助触媒を含むことができる。

【0074】

いくつかの実施形態において、第１の触媒、第２の触媒、及び／又はいずれかの中間の触媒の担体はまた、担体上に配置された１種又は複数のアルカリ金属元素も含むことができる。アルカリ金属元素は、存在するならば、限定されることはないが、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、これらの組合せ、又はこれらの混合物であってもよいか又は含むことができる。少なくともいくつかの実施形態において、アルカリ金属元素はＫ及び／又はＣｓであってもよいか又は含むことができる。アルカリ金属元素は、存在するならば、所与の改質された炭化水素に対する触媒粒子の選択性を改良することができる。第１の触媒、第２の触媒、及び／又はいずれかの中間の触媒は担体の質量に基づき０．０１質量％、０．０５質量％、０．１質量％、０．２質量％、０．３質量％、０．４質量％、０．５質量％、０．６質量％、０．７質量％、０．８質量％、０．９質量％、又は１質量％～２質量％、３質量％、４質量％、又は５質量％の量でアルカリ金属元素を含むことができる。

【0075】

触媒調製
第１の触媒、第２の触媒、及び／又はいずれかの中間の触媒の担体の調製はいずれかの公知のプロセスによって達成することができる。説明の簡単さ及び容易さのため、マグネシウム及びアルミニウムの混合酸化物（Ｍｇ（Ａｌ）Ｏ又はＭｇＯ／Ａｌ₂Ｏ₃）を含む適切な担体の調製についてより詳細に記載する。触媒合成技術は周知であり、以下の記載は説明のためのものであり、担体又は第１の触媒、第２の触媒、及び／又はいずれかの中間の触媒のいずれかの合成を限定すると考えるべきではない。いくつかの実施形態において、ＭｇＯ／Ａｌ₂Ｏ₃混合酸化物担体を作成するために、Ｍｇ及びＡｌ前駆体、例えばＭｇ（ＮＯ₃）₂及びＡｌ（ＮＯ₃）₃を互いに混合し、例えば、ボールミル処理し、続いてか焼することができる。別の実施形態において、２つの前駆体をＨ₂Ｏに溶かし、乾燥するまで（熱をかけてもよい）撹拌し、続いてか焼することができる。もう１つ別の実施形態においては、２つの前駆体をＨ₂Ｏに溶かし、続いて塩基及び炭酸塩、例えば、ＮａＯＨ／Ｎａ₂ＣＯ₃を加えてハイドロタルサイトを生成させた後か焼することができる。別の実施形態において、市販用のＭｇＯ及びＡｌ₂Ｏ₃を混合しボールミル処理してもよい。もう１つ別の実施形態において、Ｍｇ（ＮＯ₃）₂前駆体をＨ₂Ｏに溶かすことができ、その溶液を既存の担体、例えば、Ａｌ₂Ｏ₃担体に含侵させることができ、これを乾燥しか焼することができる。もう１つ別の実施形態において、Ｍｇ（ＮＯ₃）₂からのＭｇをイオン吸着によって既存のＡｌ₂Ｏ₃担体上にロードし、続いて液体－固体分離し、乾燥し、か焼することができる。

【0076】

８～１０族金属及び任意の助触媒及び／又は任意のアルカリ金属元素はいずれか公知の技術により混合酸化物担体上にロードし得る。例えば、１種又は複数の８～１０族元素前駆体、例えば、クロロ白金酸、硝酸テトラアミン白金、及び／又は水酸化テトラアミン白金、１種又は複数の助触媒前駆体（使用するならば）、例えば、ＳｎＣｌ₄及び／又はＡｇＮＯ₃のような塩、及び１種又は複数のアルカリ金属元素前駆体（使用するならば）、例えば、ＫＮＯ₃、ＫＣｌ、及び／又はＮａＣｌを水に溶かすことができる。その溶液を担体上に含侵させ、続いて乾燥しか焼することができる。いくつかの実施形態において、８～１０族元素前駆体及び任意に助触媒前駆体及び／又はアルカリ金属元素前駆体は、同時に、又は別途乾燥及び／又はか焼ステップにより分離された順に担体上にロードすることができる。他の実施形態において、８～１０族元素及び、任意に助触媒及び／又はアルカリ金属元素は、前駆体を揮発させ担体上に付着させるという化学蒸着により担体上にロードし、続いてか焼することができる。他の実施形態において、８～１０族元素前駆体及び、任意に、助触媒前駆体及び／又はアルカリ金属前駆体は、イオン吸着により担体上にロードし、続いて液体－固体分離し、乾燥し、か焼することができる。任意に、第１の触媒、第２の触媒、及び／又はいずれかの中間の触媒はまた、担体、８～１０族金属活性相及び助触媒の前駆体をすべて一緒に、合成を補助する他の添加剤を加えて又は加えないで、混合し、乾燥又は湿らせ、続いて乾燥しか焼するというワンポット合成方法を用いて合成することもできる。

【0077】

本明細書に開示されている第１の触媒、第２の触媒、及び／又はいずれかの中間の触媒を調製するのに使用することができる適切なプロセスとして、米国特許第４，７８８，３７１号、同第４，９６２，２６５号、同第５，９２２，９２５号、同第８，６５３，３１７号；欧州特許第００９８６２２号；Journal of Catalysis 94 (1985), pp. 547-557; 及び／又は Applied Catalysis 54 (1989), pp. 79-90に記載されているプロセスを挙げることができる。

【0078】

合成された第１の触媒、第２の触媒、及び／又はいずれかの中間の触媒は、走査型電子顕微鏡又は透過型電子顕微鏡で検査されたとき、一次粒子、一次粒子の凝集塊（ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｅ）、一次粒子の凝集体（ａｇｇｒｅｇａｔｅ）、又はこれらの組合せとして見えることができる。一次粒子、一次粒子の凝集塊及び一次粒子の凝集体はPowder Technology 181 (2008) 292-300に記載されている。合成された第１の触媒、第２の触媒、及び／又はいずれかの中間の触媒中の一次粒子は、走査型電子顕微鏡又は透過型電子顕微鏡で検査されたとき、０．２ｎｍ、０．５ｎｍ、１ｎｍ、５ｎｍ、１０ｎｍ、２５ｎｍ、３０ｎｍ、４０ｎｍ ５０ｎｍ、６０ｎｍ、７０ｎｍ、８０ｎｍ、９０ｎｍ、１００ｎｍ、１５０ｎｍ、２００ｎｍ、２５０ｎｍ、３００ｎｍ、３５０ｎｍ、４００ｎｍ、４５０ｎｍ、又は５００ｎｍ～１μｍ、１０μｍ、２５μｍ、５０μｍ、１００μｍ、１５０μｍ、２００μｍ、２５０μｍ、３００μｍ、４００μｍ、又は５００μｍの範囲の平均断面長又は平均粒径、例えば、球形のときの直径を有することができる。いくつかの実施形態において、合成された第１の触媒、第２の触媒、及び／又はいずれかの中間の触媒中の一次粒子は透過型電子顕微鏡で測定して０．２ｎｍ～５００μｍ、０．５ｎｍ～３００μｍ、１ｎｍ～２００μｍ、２ｎｍ～１００μｍ、２ｎｍ～５００ｎｍ、又は２ｎｍ～１００ｎｍの平均粒径を有することができる。

【0079】

合成された第１の触媒、第２の触媒、及び／又はいずれかの中間の触媒は０．１ｍ²／ｇ、１ｍ²／ｇ、１０ｍ²／ｇ、又は１００ｍ²／ｇ～５００ｍ²／ｇ、８００ｍ²／ｇ、１，０００ｍ²／ｇ、又は１，５００ｍ²／ｇの範囲の表面積を有することができる。第１の触媒、第２の触媒、及び／又はいずれかの中間の触媒の表面積は３５０℃で４時間粉末のガス抜きをした後Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ ３ｆｌｅｘ機器による窒素の吸着－脱着（液体窒素の温度、７．７Ｋ）を用いてＢｒｕｎａｕｅｒ－Ｅｍｍｅｔｔ－Ｔｅｌｌｅｒ（ＢＥＴ）法に従って測定することができる。方法に関するさらなる情報は、例えば、“Characterization of Porous Solids and Powders: Surface Area, Pore Size and Density,” S. Lowell et al., Springer, 2004に見ることができる。

【0080】

合成された第１の触媒、第２の触媒、及び／又はいずれかの中間の触媒はいろいろな短いサイクル（≦３時間）の炭化水素改質プロセスに１又は複数の適当な形態に形成することができる。或いは、第１の触媒、第２の触媒、及び／又はいずれかの中間の触媒中の担体は８～１０族元素及び、任意の助触媒及び／又はアルカリ金属元素の添加前にいろいろな短いサイクルの炭化水素改質プロセスに適当な形態に形成することができる。形成中、１種又は複数の結合剤及び／又は添加剤を第１の触媒、第２の触媒、及び／又はいずれかの中間の触媒及び／又は担体に加えて、最終的に生産されプロセスで使用される第１の触媒、第２の触媒、及び／又はいずれかの中間の触媒の化学的／物理的性質を改良することができる。結合剤／添加剤は、限定されないが、シリカ、シリカゾル、シリカ－アルミナ、アルミナ、アルミニウムクロルハイドロール（ｃｈｌｏｒｈｙｄｒｏｌ）、解膠アルミナ、アルミノケイ酸塩、スメクタイト、カオリン、酸処理メタカオリン、イライト、緑泥石（ｃｈｌｏｒｉｔｅ）、アタパルジャイト、柱状層間粘土（ｐｉｌｌａｒｅｄ ｉｎｔｅｒｌａｙｅｒｅｄ ｃｌａｙ）及び混合層粘土、シラン、アルコキシシラン、アリールオキシシラン、アシルオキシシラン、オキシイミノシラン、ハロシラン、アミノオキシシラン、アミノシラン、アミドシラン、シラザン、シリコーン、又はこれらの混合物であってもよいか又は含むことができる。

【0081】

いくつかの実施形態において、第１の触媒、第２の触媒、及び／又はいずれかの中間の触媒は周知の噴霧乾燥プロセスによって調合して乾燥した触媒粒子を生成させることができる。２０μｍ、４０μｍ、又は５０μｍ～８０μｍ、９０μｍ、又は１００μｍの範囲の平均断面積を有する噴霧乾燥した触媒粒子がＦＣＣ型流体床反応器で通例使用される。噴霧乾燥した触媒粒子を作成するために、担体、８～１０族元素、及び任意の追加の成分、例えば、助触媒及び／又はアルカリ金属を噴霧乾燥及びか焼の前にスラリー内の結合剤／添加剤と共にスラリーに作成することができる。或いは、８～１０族元素、及び任意の追加の成分、例えば、助触媒及び／又はアルカリ金属を作成された担体に加えて調合された触媒を生産することができる。

【0082】

いくつかの実施形態において、作成された第１の触媒、第２の触媒、及び／又はいずれかの中間の触媒は０．５ｇ／ｃｍ³、０．７ｇ／ｃｍ³、０．９ｇ／ｃｍ³、１ｇ／ｃｍ³、１．２ｇ／ｃｍ³、又は１．３ｇ／ｃｍ³～１．５ｇ／ｃｍ³、１．８ｇ／ｃｍ³、２ｇ／ｃｍ³、２．３ｇ／ｃｍ³、２．５ｇ／ｃｍ³、２．７ｇ／ｃｍ³、又は３ｇ／ｃｍ³の範囲の粒子密度を有することができる。「粒子密度」は細孔容積を含む触媒粒子の密度（ｇ／ｃｍ³）を意味し、水銀ポロシメトリーにより測定することができる。触媒粒子の粒子密度はＵＯＰ５７８－１１に従って測定することができる。いくつかの実施形態において、触媒粒子はＧｅｌｄａｒｔ Ａ定義と一致する平均粒径及び粒子密度を有することができる。

【0083】

炭化水素含有供給物
Ｃ₂－Ｃ₁₆アルカンは、限定されないが、エタン、プロパン、ｎ－ブタン、イソブタン、ｎ－ペンタン、イソペンタン、ｎ－ヘキサン、２－メチルペンタン、３－メチルペンタン、２，２－ジメチルブタン、ｎ－ヘプタン、２－メチルヘキサン、２，２，３－トリメチルブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタン、エチルシクロペンタン、ｎ－プロピルシクロペンタン、１，３－ジメチルシクロヘキサン、又はこれらの混合物であってもよいか又は含むことができる。例えば、炭化水素含有供給物は、脱水素されてプロピレンを生成することができるプロパン、及び／又は脱水素されてイソブチレンを生成することができるイソブタンを含むことができる。もう１つ別の例で、炭化水素含有供給物は、触媒粒子と接触するとき気相であってもよい液化石油ガス（ＬＰガス）を含むことができる。いくつかの実施形態において、炭化水素含有供給物中の炭化水素は実質的に単一のアルカン、例えばプロパンからなることができる。いくつかの実施形態において、炭化水素含有供給物は炭化水素含有供給物中のすべての炭化水素の合計質量に基づき≧５０ｍｏｌ％、≧７５ｍｏｌ％、≧９５ｍｏｌ％、≧９８ｍｏｌ％、又は≧９９ｍｏｌ％の単一のＣ₂－Ｃ₁₆アルカン、例えばプロパンを含むことができる。いくつかの実施形態において、炭化水素含有供給物は炭化水素含有供給物の合計体積に基づき少なくとも５０体積％、少なくとも５５体積％、少なくとも６０体積％、少なくとも６５体積％、少なくとも７０体積％、少なくとも７５体積％、少なくとも８０体積％、少なくとも８５体積％、少なくとも９０体積％、少なくとも９５体積％、少なくとも９７体積％、又は少なくとも９９体積％の単一のＣ₂－Ｃ₁₆アルカン、例えばプロパンを含むことができる。

【0084】

Ｃ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族炭化水素は、限定されないが、エチルベンゼン、プロピルベンゼン、ブチルベンゼン、１種又は複数のエチルトルエン、又はこれらの混合物であってもよいか又は含むことができる。いくつかの実施形態において、炭化水素含有供給物は炭化水素含有供給物中のすべての炭化水素の合計質量に基づき≧５０ｍｏｌ％、≧７５ｍｏｌ％、≧９５ｍｏｌ％、≧９８ｍｏｌ％、又は≧９９ｍｏｌ％の単一のＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族化合物、例えばエチルベンゼンを含むことができる。いくつかの実施形態において、エチルベンゼンは脱水素されてスチレンを生成することができる。それ故、いくつかの実施形態において、本明細書に開示されているプロセスはプロパンの脱水素、ブタンの脱水素、イソブタンの脱水素、ペンタンの脱水素、ペンタンのシクロペンタジエンへの脱水素環化、ナフサ改質、エチルベンゼンの脱水素、エチルトルエンの脱水素、などを含むことができる。

【0085】

いくつかの実施形態において、炭化水素含有供給物は１種又は複数の希釈ガスで希釈することができる。適切な希釈剤は、限定されないが、アルゴン、ネオン、ヘリウム、窒素分子、二酸化炭素、メタン、分子水素、又はこれらの混合物であってもよいか又は含むことができる。炭化水素含有供給物が希釈剤を含むならば、炭化水素含有供給物は炭化水素含有供給物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族炭化水素の合計体積に基づき０．１体積％、０．５体積％、１体積％、又は２体積％～３体積％、８体積％、１６体積％、又は３２体積％の希釈剤を含むことができる。希釈剤が分子水素を含むとき、分子水素の、あらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族炭化水素の合わせた量に対するモル比は０．１、０．３、０．５、０．７、又は１～２、３、４、５、６、７、８、９、又は１０の範囲であってもよい。いくつかの実施形態において、希釈剤を使用するならば、希釈剤は炭化水素含有供給物と混合するか、及び／又は希釈剤を変換区画に供給するための専用の１又は複数の入口を介して別の供給材料として変換区画に導入又はその他 供給することができる。同様に、炭化水素含有供給物もまた、炭化水素含有供給物を変換区画に供給するための１又は複数の専用の入口を介して変換区画に導入することもできる。

【0086】

いくつかの実施形態において、炭化水素含有供給物は水蒸気を実質的に含まない、例えば、炭化水素含有供給物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族炭化水素の合計体積に基づき＜０．１体積％の水蒸気であってもよい。他の実施形態において、炭化水素含有供給物は水蒸気を含むことができる。例えば、炭化水素含有供給物は炭化水素含有供給物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族炭化水素の合計体積に基づき０．１体積％、０．３体積％、０．５体積％、０．７体積％、１体積％、３体積％、又は５体積％～１０体積％、１５体積％、２０体積％、２５体積％、３０体積％、３５体積％、４０体積％、４５体積％、又は５０体積％の水蒸気を含むことができる。他の実施形態において、炭化水素含有供給物は炭化水素含有供給物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族炭化水素の合計体積に基づき≦５０体積％、≦４５体積％、≦４０体積％、≦３５体積％、≦３０体積％、≦２５体積％、≦２０体積％、又は≦１５体積％の水蒸気を含むことができる。他の実施形態において、炭化水素含有供給物は炭化水素含有供給物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族炭化水素の合計体積に基づき少なくとも１体積％、少なくとも３体積％、少なくとも５体積％、少なくとも１０体積％、少なくとも１５体積％、少なくとも２０体積％、少なくとも２５体積％、又は少なくとも３０体積％の水蒸気を含むことができる。希釈剤と同様に、水蒸気が変換区画に供給されるならば、水蒸気は炭化水素含有供給物の一成分として、又は水蒸気を変換区画内に導入するために専用の１又は複数の別の入口を介して変換区画に供給することができる。

【0087】

いくつかの実施形態において、炭化水素含有供給物はイオウを含むことができる。例えば、炭化水素含有供給物は０．５ｐｐｍ、１ｐｐｍ、５ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、２０ｐｐｍ ３０ｐｐｍ、４０ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、６０ｐｐｍ、７０ｐｐｍ、又は８０ｐｐｍ～１００ｐｐｍ、１５０ｐｐｍ、２００ｐｐｍ、３００ｐｐｍ、４００ｐｐｍ、又は５００ｐｐｍの範囲のイオウを含むことができる。他の実施形態において、炭化水素含有供給物は１ｐｐｍ～１０ｐｐｍ、１０ｐｐｍ～２０ｐｐｍ、２０ｐｐｍ～５０ｐｐｍ、５０ｐｐｍ～１００ｐｐｍ、又は１００ｐｐｍ～５００ｐｐｍの範囲のイオウを含んでいることができる。イオウは、炭化水素含有供給物中に存在するならば、限定されることはないが、Ｈ₂Ｓ、ジメチルジスルフィド、１種又は複数のメルカプタン、又はこれらの任意の混合物であってもよいか又は含むことができる。いくつかの実施形態において、イオウは別の供給材料として、使用するならば希釈剤の一成分として、及び／又は使用するならば水蒸気の一成分として変換区画内に導入することができる。

【0088】

炭化水素含有供給物は分子状酸素を実質的に含まないか又は含まないことができる。いくつかの実施形態において、炭化水素含有供給物は≦５ｍｏｌ％、≦３ｍｏｌ％、又は≦１ｍｏｌ％の分子状酸素（Ｏ₂）を含むことができる。実質的に分子状酸素を含まない炭化水素含有供給物を提供すると、他の場合には炭化水素含有供給物中のアルカン及び／又はアルキル芳香族炭化水素の少なくとも一部を消費する酸化カップリング反応を実質的に抑制すると考えられる。

【0089】

改質された炭化水素の回収及び使用
改質された炭化水素は少なくとも１種の改質された炭化水素、例えば、オレフィン、水、未反応炭化水素、未反応の分子水素、等を含むことができる。改質された炭化水素はいずれかの都合のよいプロセスを用いて、例えば、１又は複数の慣用のプロセスにより回収するか又はその他で得ることができる。１つのかかるプロセスは、流出物を冷却して存在し得る水及び重質の炭化水素の少なくとも一部を凝縮させ、オレフィン及びあらゆる未反応のアルカン又はアルキル芳香族化合物を主に蒸気相内に残すことを含むことができる。オレフィン及び未反応のアルカン又はアルキル芳香族炭化水素は次いで１又は複数の分離装置ドラムで反応生成物から除去することができる。例えば、１又は複数のスプリッターを使用して脱水素された産物を未反応の炭化水素含有供給物から分離することができる。

【0090】

いくつかの実施形態において、回収されたオレフィン、例えばプロピレンはポリマーを生産するのに使用することができ、例えば回収されたプロピレンは重合させて、回収されたプロピレンに由来するセグメント又は単位を有するポリマー、例えばポリプロピレン、エチレン－プロピレンコポリマー、等を生産することができる。回収されたイソブテンは、例えば、１種又は複数の酸素化物、例えばメチルｔｅｒｔ－ブチルエーテル、燃料添加物、例えばジイソブテン、合成エラストマー性ポリマー、例えばブチルゴム、等を生産するのに使用することができる。

【0091】

代表的な実施形態
図１は、１又は複数の実施形態に従って第１の反応器又は第１の変換区画１０１、第２の反応器又は第２の変換区画１０３、再生器又は燃焼区画１０５、及び任意の還元反応器又は還元区画１０７を含むライン１１１で炭化水素含有供給物を改質するための実例としてのシステムを描く。システムはまた、気体－固体分離装置又は分離区画１０８及び触媒スプリッター又は触媒スプリッター区画１０９も含むことができる。第１の変換区画１０１及び第２の変換区画１０３は別の変換区画として示されているが、第１及び第２の変換区画１０１、１０３を単一の反応器内、例えば、上昇管反応器又は下降管反応器内に配置することができる。ライン１１１を介する炭化水素含有供給物は第１の変換区画１０１内に導入することができる。いくつかの実施形態において、ライン１１１を介する炭化水素含有供給物は上昇管反応器の底部端又は下降管反応器の頂部端に導入することができる。いくつかの実施形態において、ライン１１３を介する共反応物質、例えば、水蒸気（Ｈ₂Ｏ）、及び／又は希釈ガスをライン１１１で炭化水素含有供給物と混合することができる。炭化水素含有供給物及び任意の共反応物質及び／又は希釈ガスはライン１１０を介して第１の変換区画１０１に導入される再循環された触媒粒子の流れと混合するか又はその他接触させることができる。再循環された触媒粒子は第２の変換区画１０３に導入することができるライン１３９の再生及び還元された触媒粒子より低い温度を有することができる。炭化水素含有供給物は再循環された触媒粒子の存在下で反応し、第１の変換区画１０１を通って移動するので、任意に追加の炭化水素含有供給物及び／又は追加の共反応物質及び／又は希釈ガスを第１の変換区画１０１に導入することができる。第１の変換区画１０１から出てライン１１５を介する第１の変換区画流出物はコークス化された触媒粒子及び１種又は複数の改質された炭化水素、未反応炭化水素、分子水素、及びその他あらゆる気体成分に富む気体流を含むことができる。いくつかの実施形態において、プロパンの脱水素の場合、ライン１１５における第１の変換区画流出物の温度は＜６２０℃、＜６１０℃、＜６００℃、＜５９０℃、＜５８０℃又は＜５７０℃であってもよい。

【0092】

ライン１１５を介する第１の変換区画流出物及びライン１３９を介する再生及び還元された触媒粒子は第２の変換区画１０３に導入することができる。ライン１３９の再生及び還元された触媒粒子は、第２の変換区画１０３に導入されるとき、ライン１１５の第１の変換区画流出物中のコークス化された触媒粒子より高い温度を有することができる。いくつかの実施形態において、ある量の炭化水素含有供給物はライン１１５の改質された炭化水素に変換されており、未変換の炭化水素含有供給物の熱分解は低減し、一方で第２の変換区画内で温度を上昇させることができる。ライン１１７の第２の変換区画流出物はコークス化された触媒粒子並びに１種又は複数の改質された炭化水素、未反応炭化水素、分子水素、及びその他の気体成分に富む気体流を含むことができる。いくつかの実施形態において、ライン１１７の第２の変換区画流出物の温度は＞６２０℃、＞６３０℃、＞６４０℃、＞６５０℃、＞６６０℃、＞６７０℃又は＞６８０℃であってもよい。

【0093】

いくつかの実施形態において、第１の変換区画１０１及び第２の変換区画１０３は上昇管反応器のいろいろな部分内にあることができる。ライン１１１の炭化水素含有供給物、任意の希釈ガス１１３、ライン１１０の再循環された触媒粒子は上昇管反応器の底部で入ることができる。ライン１３９を介する再生及び還元された触媒粒子は上昇管の中央部分の固体注入点を通って入ることができる。この実施形態において、第１の変換区画１０１は上昇管反応器の底部から上昇管の中央部分の固体注入点までであり、第２の変換区画１０３は上昇管反応器の中央部分の固体注入点から上昇管反応器の頂部までであろう。
いくつかの実施形態において、第１の変換区画１０１は第１の温度を有するライン１１５の第１の変換区画流出物を生成するように構成されるか又は適合することができ、第２の変換区画１０３は第２の温度を有するライン１１７の第２の変換区画流出物を生成するように構成されるか又は適合することができる。ここで第２の温度は第１の温度より高いことができる。いくつかの実施形態において、ライン１１５の第１の変換区画流出物の温度は３５０℃、４００℃、５００℃、又は５２０℃～６００℃、６２０℃、６７０℃、又は７００℃の範囲であってもよく、ライン１１７の第２の変換区画流出物の温度は４００℃、６００℃、６５０℃、又は６６０℃～７２５℃、７５０℃、８００℃、又は９００℃の範囲であってもよい。

【0094】

ライン１１７の第２の変換区画流出物中に含有される気体成分及びコークス化された触媒粒子は１又は複数の気体－固体分離区画１０８を介して分離されて、ライン１１９を介する１種又は複数の改質された炭化水素、未反応炭化水素、分子水素、及びあらゆるその他の気体成分に富む第１の気体流、並びにライン１２１を介するコークス化された触媒粒子に富む第１の粒子流を生成することができる。かかる分離区画１０８は第２の変換区画１０３の外側に示されているが、分離区画１０８はまた第２の変換区画１０３の内側に位置することもできる。

【0095】

ライン１１９を介する第１の気体流は産物回収に送り、追加の処理ステップに付すことができる。ライン１２１を介する第１の粒子流は触媒スプリッター区画１０９に導入することができ、第１の触媒粒子流の第１の部分を含むことができる第２の粒子流は上述したようにライン１１０を介して第１の変換区画１０１に再循環させることができる。ライン１２３を介するコークス化された触媒粒子の第２の部分を含むことができる第３の粒子流は燃焼区画１０５に導入することができる。燃焼区画は反応器内に配置することができ、そこでコークス化された触媒粒子はライン１２５を介して導入される酸化体、例えば空気と接触して触媒粒子の表面に配置されたコークスの少なくとも一部を燃焼させることができる。いくつかの実施形態において、ライン１２７を介して任意の補充燃料も燃焼区画１０５に導入することができる。補充燃料が燃焼して、燃焼区画１０５内の再生された触媒粒子を、第１及び第２の変換区画１０１、１０３内で起こる吸熱反応を支えるのに所望の温度にさらに加熱することができる追加の熱を生成することができる。

【0096】

燃焼区画１０５内で気体－固体分離デバイスを使用して、再生された触媒粒子を燃焼気体から分離して、ライン１２９を介する燃焼気体に富む第２の気体水蒸気及びライン１３１を介する再生された触媒粒子に富む第２の粒子流を生成することができる。いくつかの実施形態において、微細な触媒粒子を含有することができるライン１２９の燃焼気体は微細な触媒粒子の回収、熱回収、又は廃棄のための第２の分離デバイスに向かうことができる。

【0097】

ライン１３１を介する再生された触媒粒子及びライン１３７を介する任意の還元気体を任意の還元区画１０７に導入することができる。再生された触媒粒子は還元区画１０７内で還元気体と接触して再生及び還元された触媒粒子を生成することができる。還元区画１０７内で、気体－固体分離デバイスを使用して、再生及び還元された触媒粒子を還元気体から分離して、ライン１３５を介する第３の気体流及びライン１３９を介する再生及び還元された触媒粒子に富む第４の粒子流を提供することができる。ライン１３５を介して回収される気体流は、少なくとも部分的にその組成に依存して、システムから除去することができ、又は燃料ガスとして燃焼区画１０５に供給されてもよいし、又は再生及び還元された触媒粒子から分離されることなく再生及び還元された触媒粒子と共に第２の変換区画に運ばれてもよい。いくつかの実施形態において、ライン１３１に含有される再生された触媒粒子は還元区画１０７に入る前に冷却することができる。

【0098】

いくつかの実施形態において、１又は複数の中間変換区画が第１の変換区画１０１と第２の変換区画１０３との間に位置することができる。ライン１３９の再生及び還元された触媒は同一流速又は異なる流速の多数の流れに分割され、１又は複数の中間変換区画に入ることができる。再生及び還元された触媒粒子の多数の流れはまた中間変換区画に入る前に個別に冷却／加熱することもできる。いくつかの実施形態において、第２の変換区画１０３に導入される再生及び還元された触媒粒子は、１又は複数の中間変換区画が存在するとき、さらに加熱することができるか又は直接第２の変換区画１０３に導入することができ、再生及び還元された触媒は１又は複数の中間変換区画への導入に先立って冷却される。異なる温度で作動する多数の燃焼区画１０５及び多数の任意の還元区画１０７を使用して異なる温度を有する触媒流を作り出してもよい。異なる温度の触媒流を異なる反応区画に供給することができ、その結果として各々の反応区画を出る流れの温度は流れの方向に沿って上昇して上昇管又は下降管反応器の長さに沿って温度勾配を作り出す。ライン１２１、１１０、１２３、１２５、及び１２９の触媒粒子はキャリヤー流体又は輸送流体を介して空気圧により反応システムを通って移動することができる。いくつかの実施形態において、キャリヤー流体は水蒸気であってもよいか又は含むことができる。

【0099】

図２は、１又は複数の実施形態に従う、図１に示したシステムと同様であるが、さらに追加のコークス化された触媒移送ライン２０１を含むライン１１１の炭化水素含有供給物を改質するための別の実例としてのシステムを描く。いくつかの実施形態において、コークス化された触媒粒子は触媒スプリッター区画１０９内でライン２０１を介する追加のコークス化された触媒粒子流にさらに分離されることができる。示されているように、ライン２０１を介する追加のコークス化された触媒粒子流はライン１３１の再生された触媒粒子と混合され還元区画１０７に導入されることができる。ライン１３１でコークス化された触媒粒子の一部を再生された触媒粒子と混合することにより、還元区画１０７に導入される粒子流の温度を任意の還元区画１０７への導入前に低下させることができる。任意の還元区画１０７が存在しないとき、コークス化された触媒粒子と再生された触媒粒子の混合物は第２の変換区画１０３に導入することができる。

【実施例】

【0100】

以上の考察は以下の非限定的実施例を参照してさらに記載することができる。

【0101】

（実施例１－３）
二変換区画反応器の利益を立証するために実験室実験を行った。８１ｍｏｌ％のプロパン、９ｍｏｌ％のＡｒ及び１０ｍｏｌ％の水からなる炭化水素含有供給物を用いて～１００絶対ｋＰａで固定床実験を行った。

【0102】

ガスクロマトグラフ（ＧＣ）を使用して反応器流出物の組成を測定した。次いで反応器流出物中の各成分の濃度を用いてＣ₃Ｈ₆収率及び選択性を計算した。これらの実施例で報告するＣ₃Ｈ₆収率及び選択性は炭素モルに基づいて計算した。
各実施例において、一定量の触媒Ｍ_catを適当な量の石英／ＳｉＣ希釈剤と混合し、石英反応器に装填した。希釈剤の量は、触媒床（触媒＋希釈剤）が石英反応器の等温区画と重なり、作動中触媒床が大部分等温であるように決定された。反応器の死容積は石英チップ／ロッドで満たした。
触媒は以下の手順に従って調製した：８０質量％ＭｇＯ及び２０質量％Ａｌ₂Ｏ₃のＭｇＯ－Ａｌ₂Ｏ₃混合金属酸化物である２．３ｇのＰＵＲＡＬＯＸ（登録商標）ＭＧ ８０／１５０（Ｓａｓｏｌ）を取っておいた。０．１０３ｇの塩化スズ（ＩＶ）五水和物（Ａｃｒｏｓ Ｏｒｇａｎｉｃｓ）、０．０１８４ｇのクロロ白金酸六水和物（ＢｉｏＸｔｒａ）、及び１．７２５ｍｌの水を小さいガラスバイアル内で混合して溶液を作成した。ＰＵＲＡＬＯＸ（登録商標）ＭＧ８０／１５０に溶液を含侵させ、含侵したＰＵＲＡＬＯＸ（登録商標）ＭＧを１１０℃で６時間乾燥し、８００℃で１２時間か焼した。最終生成物は名目上０．３質量％のＰｔ及び１．５質量％のＳｎを含有していた。

【0103】

実施例１は表１に規定される実験条件の単一の変換区画からなっていた。温度、単位時間当たりの質量空間速度（ＷＨＳＶ）、及び均一気相滞留時間はそれぞれ６７０℃、４．７時^-1、及び３．４秒であった。ＷＨＳＶは供給材料中のＣ₃Ｈ₈の質量流量を反応器内の触媒の質量Ｍ_catで割って定義された。均一気相滞留時間は実験温度及び圧力での容積供給材料流量を等温区画のボイドスペースで割ることによって計算された。

【0104】

実施例２及び３は直列につながれた二区画反応器の第１の変換区画及び第２の変換区画を表す。２つの区画の触媒充填及び反応器パッキンは同じであった。第１の変換区画及び第２の変換区画の温度はそれぞれ５８０℃及び６７０℃であった。二変換区画反応器の合わせたＷＨＳＶは４．７時^-1であり、これは実施例１の単一区画反応器と同じであった。二変換区画反応器の合わせた均一気相滞留時間は５８０℃又は６７０℃のどちらが計算に使用されたかに依存して３．４～３．７秒であった。

【0105】

【表1】

単一変換区画反応器（実施例１）、二変換区画反応器の第１の区画（実施例２）、及び二変換区画反応器の第２の区画（実施例２＋３）から出る流出物のＣ₃Ｈ₆収率及びＣ₃Ｈ₆選択性値を下記表２に示す。

【0106】

【表2】

実施例１と実施例２＋３を比較することにより、二変換区画反応器がＣ₃Ｈ₆収率及びＣ₃Ｈ₆選択性をそれぞれ～５．５％及び～５．４％増大したことが分かる。二変換区画反応器の第１の区画（実施例２）からの流出物は部分的に脱水素された混合物であり、副生成物への選択性損失が最小であった。

【0107】

（実施例４－６）
実施例４－６は、均一気相滞留時間が短くなり（表３参照）、変換区画に使用した触媒の質量が倍増した以外実施例１－３と同様であった。

【0108】

【表3】

単一変換区画反応器（実施例４）、二変換区画反応器の第１の区画（実施例５）、及び二変換区画反応器の第２の区画（実施例５＋６）から出る流出物のＣ₃Ｈ₆収率及びＣ₃Ｈ₆選択性値を下記表４に示す。

【0109】

【表4】

実施例４と実施例５＋６を比較することにより、二変換区画反応器がＣ₃Ｈ₆収率及びＣ₃Ｈ₆選択性をそれぞれ～２．６％及び～４．２％増大したことが分かる。

【0110】

（実施例７－９）
実施例７－９は、ＷＨＳＶが低減し、変換区画に使用した触媒の質量が倍増した（表５参照）以外実施例１－３と同様である。

【0111】

【表5】

単一変換区画反応器（実施例７）、二変換区画反応器の第１の区画（実施例８）、及び二変換区画反応器の第２の区画（実施例８＋９）から出る流出物のＣ₃Ｈ₆収率及びＣ₃Ｈ₆選択性値を下記表６に示す。

【0112】

【表6】

実施例７と実施例８＋９の比較は、二区画反応器構想がＣ₃Ｈ₆収率及びＣ₃Ｈ₆選択性をそれぞれ～４．３％及び～４．６％増大したことを示す。

【0113】

（実施例８）
予言的な実施例で、工学計算を行って、図１に示した実施形態を用いたプロパンのプロピレンへの脱水素の実行可能な１組の反応条件を決定する。この実施例において、変換区画（１０１）及び（１０３）は断熱である。炭化水素含有供給物は５７０℃で９０ｍｏｌ％のプロパン及び１０ｍｏｌ％の水の混合物で、全流量１３７トン／時である。第２の変換区画（１０３）の出口における圧力は１２４絶対ｋＰａである。第１の変換区画（１０１）の出口における温度は６２０℃で、プロパンの変換は５５．０％である。第２の変換区画（１０３）の出口における温度は６７０℃で、プロパンの全変換は６９．８％である。表７はこれらの区画温度及びプロパン変換を達成する一組の触媒流量及び温度を示す。この実施例での計算では、コークスの産生量は無視し、すべての非選択的反応は第１の反応区画で起こると仮定したことに留意されたい。これらの仮定が全熱収支及び実行可能な例の立証に有意な影響を有するとは期待されない。

【0114】

【表7】

【0115】

本開示は、以下の態様及び／又は実施形態のうちの１つ又は複数をさらに含んでもよい。
Ｅ１．多段階炭化水素改質方法であって、
（Ｉ）第１の変換区画内で、炭化水素含有供給物を、担体に配置された８～１０族元素を含む第１の触媒と接触させて、炭化水素含有供給物の一部の脱水素、脱水素芳香族化、及び脱水素環化のうちの１種又は複数を引き起こし、１種又は複数の改質された炭化水素、分子水素、及び未変換の炭化水素含有供給物を含む第１の変換区画流出物を生成するステップ、
（ＩＩ）第２の変換区画内で、第１の変換区画流出物を、担体に配置された８～１０族元素を含む第２の触媒と接触させて、未変換の炭化水素含有供給物の少なくとも一部の脱水素、脱水素芳香族化、及び脱水素環化のうちの１種又は複数を引き起こし、追加量の１種又は複数の改質された炭化水素及び分子水素を含む第２の変換区画流出物を生成するステップ
を含み、
炭化水素含有供給物が、Ｃ₂－Ｃ₁₆直鎖状若しくは分枝状アルカンのうちの１種若しくは複数、Ｃ₄－Ｃ₁₆環状アルカンのうちの１種若しくは複数、Ｃ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族炭化水素のうちの１種若しくは複数、又はそれらの混合物を含み、
炭化水素含有供給物及び第１の触媒が、少なくとも２０絶対ｋＰａの炭化水素分圧下で０．１秒～３時間の範囲の期間接触し、炭化水素分圧が、炭化水素含有供給物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族炭化水素の合計分圧であり、
第１の変換区画流出物及び第２の触媒が、少なくとも２０絶対ｋＰａの炭化水素分圧下で０．１秒～３時間の範囲の期間接触し、炭化水素分圧が、第１の変換区画流出物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族炭化水素の合計分圧であり、
第１の変換区画流出物が３００℃～８５０℃の範囲の温度を有し、
第２の変換区画流出物が３５０℃～９００℃の範囲の温度を有し、
第２の変換区画流出物の温度が第１の変換区画流出物の温度を超え、
第１の触媒及び第２の触媒が同じ組成又は異なる組成を有し、
第１の触媒及び第２の触媒がそれぞれ、担体の質量に基づき０．０５質量％～６質量％の８～１０族元素を含み、
担体が、
担体の質量に基づき、ｗ質量％の２族元素、ｘ質量％の４族元素、ｙ質量％の１２族元素、及びｚ質量％の原子番号２１、３９、又は５７～７１を有する元素、のうちの少なくとも１つを含み、ｗ、ｘ、ｙ、及びｚが独立に０～１００の範囲にあり、
あらゆる２族元素が、担体の質量に基づき質量％ｍを伴い、
あらゆる４族元素が、担体の質量に基づき質量％ｎを伴い、
あらゆる１２族元素が、担体の質量に基づき質量％ｐを伴い、
原子番号２１、３９、又は５７～７１を有するあらゆる元素が、担体の質量に基づき質量％ｑを伴い、
ｍ、ｎ、ｐ、及びｑが独立に１～１００の範囲の数であり、
担体の質量に基づき合計ｗ／ｍ＋ｘ／ｎ＋ｙ／ｐ＋ｚ／ｐが１以上であり、
１種又は複数の改質された炭化水素が、脱水素された炭化水素、脱水素芳香族化された炭化水素、脱水素環化された炭化水素、又はそれらの混合物を含む、
多段階炭化水素改質方法。
Ｅ２．第１の触媒及び第２の触媒のうちの少なくとも１つが固定床内に配置される、Ｅ１の方法。
Ｅ３．第１の変換区画及び第２の変換区画が固定床反応器内に配置される、Ｅ１又はＥ２の方法。
Ｅ４．第１の変換区画及び第２の変換区画が逆流反応器内に配置される、Ｅ１又はＥ２の方法。

【0116】

Ｅ５．第１の触媒及び第２の触媒のうちの少なくとも１つが流動触媒粒子の形態である、Ｅ１又はＥ２の方法。
Ｅ６．第１の触媒及び第２の触媒が流動触媒粒子の形態である、Ｅ１の方法。
Ｅ７．第１及び第２の変換区画が実質的に断熱性である、Ｅ６の方法。
Ｅ８．第１の変換区画内における、第１の触媒の、炭化水素含有供給物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族の合わせた量に対する比が、質量対質量に基づいて１～１００の範囲にある、Ｅ６又はＥ７の方法。
Ｅ９．第２の変換区画内における、第２の触媒の、第１の変換区画流出物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族の合わせた量に対する比が、質量対質量に基づいて１～５０の範囲にある、Ｅ６～Ｅ８のいずれかの方法。

【0117】

Ｅ１０．第２の変換区画内における、第１の触媒及び第２の触媒の合わせた量の、第１の変換区画流出物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族の合わせた量に対する比が、２～１５０の範囲にある、Ｅ６～Ｅ９のいずれかの方法。
Ｅ１１．第１の触媒が炭化水素含有供給物と最初に接触する際、第１の触媒が、第１の変換区画流出物の温度よりも１０℃～２００℃の範囲高い温度を有する、Ｅ６～Ｅ１０のいずれかの方法。
Ｅ１２．第２の触媒が第１の変換区画流出物と最初に接触する際、第２の触媒が、第２の変換区画流出物の温度よりも３０℃～３００℃の範囲高い温度を有する、Ｅ６～Ｅ１１のいずれかの方法。
Ｅ１３．第１の変換区画及び第２の変換区画が、上昇管反応器又は下降管反応器内に配置される、Ｅ６～Ｅ１２のいずれかの方法。
Ｅ１４．第１の変換区画が第１のボルテックス反応器内に配置され、第２の変換区画が第２のボルテックス反応器内に配置される、Ｅ６～Ｅ１２のいずれかの方法。

【0118】

Ｅ１５．ステップ（Ｉ）後、ステップ（ＩＩ）前に、以下のステップ：
（Ｉａ）１つ又は複数の中間変換区画内で、第１の変換区画流出物を、担体に配置された８～１０族元素を含む１つ又は複数の中間触媒と接触させて、第１の変換区画流出物中の未変換の炭化水素含有供給物の一部の脱水素、脱水素芳香族化、及び脱水素環化のうちの１種又は複数を引き起こし、１つ又は複数のコークス化された中間触媒、並びに１つ又は複数の中間温度を有し、未変換の炭化水素含有供給物及び追加量の１種又は複数の改質された炭化水素及び分子水素を含む１つ又は複数の中間変換区画流出物を生成するステップをさらに含み、最後の中間変換区画流出物が、ステップ（ＩＩ）において第２の変換区画中で第２の触媒と接触する、
Ｅ１～Ｅ１４のいずれかの方法。
Ｅ１６．１つ又は複数の中間変換区画流出物の１つ又は複数の中間温度が、第１の変換区画流出物の温度を超え、第２の変換区画流出物の温度が、１つ又は複数の中間変換区画流出物の１つ又は複数の中間温度を超える、Ｅ１５の方法。
Ｅ１７．１つ又は複数の中間触媒が１つ又は複数の固定床内に配置される、Ｅ１５の方法。
Ｅ１８．１つ又は複数の中間変換区画が１つ又は複数の固定床反応器内に配置される、Ｅ１５の方法。
Ｅ１９．１つ又は複数の中間変換区画が逆流反応器内に配置される、Ｅ１５の方法。

【0119】

Ｅ２０．１つ又は複数の中間触媒が流動触媒粒子の形態である、Ｅ１５の方法。
Ｅ２１．１つ又は複数の中間変換区画が実質的に断熱性である、Ｅ２０の方法。
Ｅ２２．１つ又は複数の中間変換区画のそれぞれ内における、１つ又は複数の中間触媒のそれぞれの、あらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族の合わせた量に対する比が、質量対質量に基づいて１～５０の範囲にある、Ｅ２０又はＥ２１の方法。
Ｅ２３．第１の触媒、１つ又は複数の中間触媒、及び第２の触媒の合わせた量の、第２の変換区画内における最後の中間変換区画流出物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族の合わせた量に対する比が、３～３００の範囲にある、Ｅ２０～Ｅ２２のいずれかの方法。
Ｅ２４．１つ又は複数の中間触媒のそれぞれが第１の変換区画流出物又は直前の中間変換区画流出物と最初に接触する際、１つ又は複数の中間触媒のそれぞれが、第１の変換区画流出物又は直前の中間変換区画流出物の温度よりも３０℃～３００℃の範囲高い温度を有する、Ｅ２０～Ｅ２３のいずれかの方法。

【0120】

Ｅ２５．第２の触媒が最後の中間変換区画流出物と最初に接触する際、第２の触媒が、第２の変換区画流出物の温度よりも３０℃～３００℃の範囲高い温度を有する、Ｅ２０～Ｅ２３のいずれかの方法。
Ｅ２６．１つ又は複数の中間変換区画が、上昇管反応器又は下降管反応器内に配置される、Ｅ２０～Ｅ２５のいずれかの方法。
Ｅ２７．１つ又は複数の中間変換区画が、１つ又は複数の中間ボルテックス反応器内に配置される、Ｅ２０～Ｅ２５のいずれかの方法。
Ｅ２８．炭化水素含有供給物を第１の触媒と接触させるステップが、コークス化された第１の触媒を生成し、第１の変換区画流出物を第２の触媒と接触させるステップが、コークス化された第２の触媒を生成し、方法が、
（ＩＩＩ）コークス化された第１の触媒、コークス化された第２の触媒、又はコークス化された第１の触媒及びコークス化された第２の触媒を、酸化剤と接触させて、コークスの少なくとも一部の燃焼を引き起こし、燃焼気体、並びに再生された第１の触媒、再生された第２の触媒、又は再生された第１の触媒及び再生された第２の触媒を生成するステップ
をさらに含む、Ｅ１～Ｅ２７のいずれかの方法。
Ｅ２９．ステップ（ＩＩＩ）において、コークス化された第１の触媒粒子、コークス化された第２の触媒粒子、又はコークス化された第１の触媒粒子及びコークス化された第２の触媒粒子、並びに酸化剤が、５８０℃～１,１００℃、好ましくは６５０℃～１,０００℃、より好ましくは７００℃～９００℃、又はより好ましくは７５０℃～８５０℃の範囲の温度で接触する、Ｅ２８の方法。

【0121】

Ｅ３０．ステップ（ＩＩＩ）において、コークス化された第１の触媒粒子、コークス化された第２の触媒粒子、又はコークス化された第１の触媒粒子及びコークス化された第２の触媒粒子、並びに酸化剤が、５絶対ｋＰａ～１,０００絶対ｋＰａ、好ましくは１０絶対ｋＰａ～５００絶対ｋＰａ、又はより好ましくは２０絶対ｋＰａ～２００絶対ｋＰａの範囲の酸化剤分圧下で接触する、Ｅ２８又はＥ２９の方法。
Ｅ３１．（ＩＶ）あらゆる再生された第１の触媒の少なくとも一部、あらゆる再生された第２の触媒の少なくとも一部、又はあらゆる再生された第１の触媒の少なくとも一部及びあらゆる再生された第２の触媒の少なくとも一部を、還元気体と接触させて、再生及び還元された第１の触媒、再生及び還元された第２の触媒、又は再生及び還元された第１の触媒並びに再生及び還元された第２の触媒を生成するステップをさらに含む、Ｅ２８～３０のいずれかの方法。
Ｅ３２．還元気体が、分子水素、一酸化炭素、メタン、エタン、エチレン、プロパン、プロピレン、水蒸気、分子窒素、アルゴン、二酸化炭素、又はそれらの混合物を含む、Ｅ３１の方法。
Ｅ３３．コークス化された第１の触媒及びコークス化された第２の触媒がそれぞれ、担体に配置された凝集した８～１０族元素を含み、担体上で凝集した８～１０族元素の少なくとも一部が、ステップ（ＩＩＩ）におけるコークスの燃焼中に担体周囲に再分散される、Ｅ２８～Ｅ３２のいずれかの方法。
Ｅ３４．ステップ（ＩＶ）において、あらゆる再生された第１の触媒の少なくとも一部、あらゆる再生された第２の触媒の少なくとも一部、又はあらゆる再生された第１の触媒の少なくとも一部及びあらゆる再生された第２の触媒の少なくとも一部、並びに還元気体が、４５０℃～９００℃、好ましくは６００℃～９００℃、より好ましくは６２０℃～９００℃、より好ましくは６５０℃～８５０℃、又はより好ましくは６７０℃～８００℃の範囲の温度で接触する、Ｅ３１～Ｅ３３のいずれかの方法。

【0122】

Ｅ３５．ステップ（ＩＶ）において、あらゆる再生された第１の触媒の少なくとも一部、あらゆる再生された第２の触媒の少なくとも一部、又はあらゆる再生された第１の触媒の少なくとも一部及びあらゆる再生された第２の触媒の少なくとも一部、並びに還元気体が、０．０１絶対ｋＰａ～１,０００絶対ｋＰａ、好ましくは０．１絶対ｋＰａ～５００絶対ｋＰａ、又はより好ましくは０．５絶対ｋＰａ～３００絶対ｋＰａ、又はより好ましくは１絶対ｋＰａ～２００絶対ｋＰａの範囲の還元気体分圧下で接触する、Ｅ３１～Ｅ３４のいずれかの方法。
Ｅ３６．ステップ（Ｉ）において、炭化水素含有供給物及び第１の触媒が、炭化水素含有供給物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン、あらゆるＣ₄－Ｃ₁₆環状アルカン、及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族の合計体積に基づき、０．１体積％～５０体積％、好ましくは０．５体積％～３０体積％、又はより好ましくは１体積％～１５体積％の量の水蒸気の存在下で接触する、Ｅ１～Ｅ３５のいずれかの方法。
Ｅ３７．ステップ（ＩＩ）において、第１の変換区画流出物及び第２の触媒が、第１の変換区画流出物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン、あらゆるＣ₄－Ｃ₁₆環状アルカン、及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族の合計体積に基づき、０．１体積％～５０体積％、好ましくは０．５体積％～３０体積％、又はより好ましくは１体積％～１５体積％の量の水蒸気の存在下で接触する、Ｅ１～Ｅ３６のいずれかの方法。
Ｅ３８．第１の変換区画流出物の温度が、３５０℃～７００℃、好ましくは４００℃～６７０℃、より好ましくは５００℃～６２０℃、又はより好ましくは５２０℃～６００℃の範囲にある、Ｅ１～Ｅ３７のいずれかの方法。
Ｅ３９．ステップ（Ｉ）において、炭化水素含有供給物及び第１の触媒が、２０絶対ｋＰａ～１,０００絶対ｋＰａ、好ましくは５０絶対ｋＰａ～５００絶対ｋＰａ、又はより好ましくは７０絶対ｋＰａ～３００絶対ｋＰａの範囲の炭化水素分圧下で接触する、Ｅ１～Ｅ３８のいずれかの方法。

【0123】

Ｅ４０．第２の変換区画流出物の温度が、４００℃～９００℃、好ましくは６００℃～８００℃、より好ましくは６２０℃～７５０℃、又はより好ましくは６４０℃～７２５℃の範囲にある、Ｅ１～Ｅ３９のいずれかの方法。
Ｅ４１．ステップ（ＩＩ）において、第１の変換区画流出物及び第２の触媒が、２０絶対ｋＰａ～１,０００絶対ｋＰａ、好ましくは５０絶対ｋＰａ～５００絶対ｋＰａ、又はより好ましくは７０絶対ｋＰａ～３００絶対ｋＰａの範囲の炭化水素分圧下で接触する、Ｅ１～Ｅ４０のいずれかの方法。
Ｅ４２．第１の触媒及び第２の触媒のうちの少なくとも１つが助触媒をさらに含む、Ｅ１～Ｅ４１のいずれかの方法。
Ｅ４３．助触媒が、Ｓｎ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｒｅ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、それらの組み合わせ、又はそれらの混合物を含む、Ｅ４２の方法。
Ｅ４４．助触媒が担体に配置される、Ｅ４２又はＥ４３の方法。

【0124】

Ｅ４５．助触媒が８～１０族元素を伴う、Ｅ４２～Ｅ４４のいずれかの方法。
Ｅ４６．助触媒及び８～１０族元素が、担体に分散された８～１０族元素－助触媒クラスターを形成する、Ｅ４２～Ｅ４５のいずれかの方法。
Ｅ４７．第１の触媒及び第２の触媒のうちの少なくとも１つが、担体の合計質量に基づき最大１０質量％の助触媒を含む、Ｅ４２～Ｅ４６のいずれかの方法。
Ｅ４８．第１の触媒及び第２の触媒のうちの少なくとも１つが、担体に配置されたアルカリ金属元素をさらに含む、Ｅ１～Ｅ４７のいずれかの方法。
Ｅ４９．アルカリ金属元素が、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、それらの組み合わせ、又はそれらの混合物を含む、Ｅ４８の方法。

【0125】

Ｅ５０．第１の触媒及び第２の触媒のうちの少なくとも１つが、担体の合計質量に基づき最大５質量％のアルカリ金属元素を含む、Ｅ４８又はＥ４９の方法。
Ｅ５１．ｍ、ｎ、ｐ、及びｑが、それぞれ１、１５、若しくは３０に等しい、又はｍ＝１、ｎ＝１５、ｐ＝１５、及びｑ＝１である、Ｅ１～Ｅ５０のいずれかの方法。
Ｅ５２．あらゆる２族元素、あらゆる４族元素、あらゆる１２族元素、及び原子番号２１、３９、又は５７～７１を有するあらゆる元素の合わせた量の、第１の触媒及び第２の触媒のうちの少なくとも１つにおける８～１０族元素に対するモル比が、少なくとも０．１８、少なくとも０．１９、少なくとも０．２４、又は少なくとも０．２９である、Ｅ１～Ｅ５１のいずれかの方法。
Ｅ５３．第１の触媒及び第２の触媒のうちの少なくとも１つにおける担体が、５、６、７、１１、１３、１４、１５、及び１６族から選択される少なくとも１種の金属元素又は半金属元素を含む少なくとも１種の化合物をさらに含む、Ｅ１～Ｅ５２のいずれかの方法。
Ｅ５４．第１の触媒及び第２の触媒のうちの少なくとも１つにおける担体中に存在する、あらゆる２族元素の少なくとも一部、あらゆる４族元素の少なくとも一部、あらゆる１２族元素の少なくとも一部、及び原子番号２１、３９、又は５７～７１を有するあらゆる元素の少なくとも一部が、酸化物、リン酸塩、ハロゲン化物、ハロゲン酸塩、硫酸塩、硫化物、ホウ酸塩、窒化物、炭化物、アルミン酸塩、アルミノケイ酸塩、ケイ酸塩、炭酸塩、メタリン酸塩、セレン化物、タングステン酸塩、モリブデン酸塩、亜クロム酸塩、クロム酸塩、二クロム酸塩、又はケイ化物である、Ｅ１～Ｅ５３のいずれかの方法。

【0126】

Ｅ５５．第１の触媒及び第２の触媒のうちの少なくとも１つにおける担体が、以下：Ｍｇ_uＺｎ_1-uＯ、ここでｕは正の数である；Ｚｎ_vＡｌ２Ｏ３_+v、ここでｖは正の数である；Ｍｇ_wＡｌ₂Ｏ_3+w、ここでｗは正の数である；Ｃａ_xＡｌ₂Ｏ_3+x、ここでｘは正の数である；Ｓｒ_yＡｌ₂Ｏ_3+y、ここでｙは正の数である；Ｂａ_zＡｌ₂Ｏ_3+z、ここでｚは正の数である；ＢｅＯ；ＭｇＯ；ＣａＯ；ＢａＯ；ＳｒＯ；ＢｅＣＯ₃；ＭｇＣＯ₃；ＣａＣＯ₃；ＳｒＣＯ₃、ＢａＣＯ₃；ＺｒＯ₂；ＺｒＣ；ＺｒＮ；ＺｒＳｉＯ₄；ＣａＺｒＯ₃；Ｃａ₇ＺｒＡｌ₆Ｏ₁₈；ＴｉＯ₂；ＴｉＣ；ＴｉＮ；ＴｉＳｉＯ₄；ＣａＴｉＯ₃；Ｃａ₇Ａｌ₆Ｏ₁₈；ＨｆＯ₂；ＨｆＣ；ＨｆＮ；ＨｆＳｉＯ₄；ＨｆＺｒＯ₃；Ｃａ₇ＨｆＡｌ₆Ｏ₁₈；ＺｎＯ；Ｚｎ₃（ＰＯ₄）₂；Ｚｎ（ＣｌＯ₃）₂；ＺｎＳＯ₄；Ｂ₂Ｏ₆Ｚｎ₃；Ｚｎ₃Ｎ₂；；ＺｎＣＯ₃；ＣｅＯ₂；Ｙ₂Ｏ₃；Ｌａ₂Ｏ₃；Ｓｃ₂Ｏ₃；Ｐｒ₆Ｏ₁₁；ＣｅＰＯ₄；ＣｅＺｒＯ₄；ＣｅＡｌＯ₃；ＢａＣｅＯ₃；ＣｅＰＯ₄；イットリア安定化ＺｒＯ₂；それらの組み合わせ、及びそれらの混合物、のうちの１種又は複数を含む、Ｅ１～Ｅ５４のいずれかの方法。
Ｅ５６．第１の触媒及び第２の触媒のうちの少なくとも１つにおける担体が、以下：Ｂ₂Ｏ₃；Ａｌ₂Ｏ₃；ＳｉＯ₂；ＳｉＣ；Ｓｉ₃Ｎ₄；アルミノケイ酸塩；ＶＯ；Ｖ₂Ｏ₃；ＶＯ₂；Ｖ₂Ｏ₅；Ｇａ₂Ｏ₃；Ｉｎ₂Ｏ₃；Ｍｎ₂Ｏ₃；Ｍｎ₃Ｏ₄；ＭｎＯ；ゼオライト；それらの組み合わせ；及びそれらの混合物、のうちの１種又は複数をさらに含む、Ｅ１～Ｅ５５のいずれかの方法。
Ｅ５７．第１の触媒及び第２の触媒のうちの少なくとも１つにおける担体が、そこに配置された８～１０族元素を含む複数の一次粒子の形態である、Ｅ１～Ｅ５６のいずれかの方法。
Ｅ５８．第１の触媒及び第２の触媒のうちの少なくとも１つが、透過型電子顕微鏡により測定されると、０．２ｎｍ～５００μｍ、好ましくは０．５ｎｍ～３００μｍ、より好ましくは１ｎｍ～２００μｍ、より好ましくは５ｎｍ～１００μｍ、さらにより好ましくは２ｎｍ～１００ｎｍの範囲の平均断面長さを有する一次粒子を含む、Ｅ１～Ｅ５７のいずれかの方法。
Ｅ５９．第１の触媒及び第２の触媒のうちの少なくとも１つにおける８～１０族元素が担体に配置され、その結果８～１０族元素が、ステップ（Ｉ）及び（ＩＩ）のうちの少なくとも１つにおいて、脱水素、脱水素芳香族化、及び脱水素環化のうちの１種又は複数を引き起こす触媒粒子の活性成分となる、Ｅ１～Ｅ５８のいずれかの方法。

【0127】

Ｅ６０．第１の触媒及び第２の触媒のうちの少なくとも１つにおける担体が、０．１ｍ²／ｇ～１，５００ｍ²／ｇ、好ましくは１ｍ²／ｇ～１，０００ｍ²／ｇ、より好ましくは１０ｍ²／ｇ～８００ｍ²／ｇ、又はより好ましくは１００ｍ²／ｇ～５００ｍ²／ｇの範囲の表面積を有する、Ｅ１～Ｅ５９のいずれかの方法。
Ｅ６１．炭化水素含有供給物が、エタン、プロパン、イソブタン、ブタン、エチルベンゼン、プロピルベンゼン、メチルエチルベンゼン、又はそれらの混合物を含む、Ｅ１～Ｅ６０のいずれかの方法。
Ｅ６２．多段階炭化水素改質方法であって、
（Ｉ）第１の変換区画内で、炭化水素含有供給物を、担体に配置された８～１０族元素を含む第１の複数の流動触媒粒子と接触させて、炭化水素含有供給物の第１の部分の脱水素、脱水素芳香族化、及び脱水素環化のうちの１種又は複数を引き起こし、コークス化された第１の触媒粒子、１種又は複数の改質された炭化水素、分子水素、及び未変換の炭化水素含有供給物を含む第１の変換区画流出物を生成するステップ、
（ＩＩ）第２の変換区画内で、第１の変換区画流出物を、担体に配置された８～１０族元素を含む第２の複数の流動触媒粒子と接触させて、未変換の炭化水素含有供給物の少なくとも一部の脱水素、脱水素芳香族化、及び脱水素環化のうちの１種又は複数を引き起こし、コークス化された第２の触媒粒子、追加量の改質された炭化水素、及び追加量の分子水素を含む第２の変換区画流出物を生成するステップであって、
炭化水素含有供給物が、Ｃ₂－Ｃ₁₆直鎖状若しくは分枝状アルカンのうちの１種若しくは複数、Ｃ₄－Ｃ₁₆環状アルカンのうちの１種若しくは複数、Ｃ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族炭化水素のうちの１種若しくは複数、又はそれらの混合物を含み、
炭化水素含有供給物及び第１の複数の流動触媒粒子が、少なくとも２０絶対ｋＰａの炭化水素分圧下で０．１秒～２分の範囲の期間接触し、炭化水素分圧が、炭化水素含有供給物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族炭化水素の合計分圧であり、
第１の変換区画流出物及び第２の複数の流動触媒粒子が、少なくとも２０絶対ｋＰａの炭化水素分圧下で０．１秒～２分の範囲の期間接触し、炭化水素分圧が、第１の変換区画流出物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族炭化水素の合計分圧であり、
第１の変換区画流出物が３００℃～８５０℃の範囲の温度を有し、
第２の変換区画流出物が３５０℃～９００℃の範囲の温度を有し、
第２の変換区画流出物の温度が第１の変換区画流出物の温度を超え、
１種又は複数の改質された炭化水素が、脱水素された炭化水素、脱水素芳香族化された炭化水素、脱水素環化された炭化水素、又はそれらの混合物を含む、
ステップ、
（ＩＩＩ）第２の変換区画流出物から、改質された炭化水素及び分子水素に富む第１の気体流、並びにコークス化された第１の触媒粒子及びコークス化された第２の触媒粒子に富む第１の粒子流を得るステップ、
（ＩＶ）第１の粒子流を第２の粒子流及び第３の粒子流に分割するステップ、
（Ｖ）第２の粒子流を、第１の複数の流動粒子として第１の変換区画へ再循環させるステップ、
（ＶＩ）燃焼区画において第３の粒子流を酸化剤と接触させて、コークスの少なくとも一部の燃焼を引き起こし、コークスの乏しい再生された触媒粒子及び燃焼気体を含む燃焼流出物を生成するステップ、
（ＶＩＩ）燃焼流出物から、燃焼気体に富む第２の気体流及び再生された触媒粒子に富む第４の粒子流を得るステップ、並びに
（ＶＩＩＩ）第４の粒子流を、第２の複数の流動触媒粒子として第２の変換区画へ再循環させるステップ
を含む、多段階炭化水素改質方法。
６３．ステップ（ＶＩＩ）後、ステップ（ＶＩＩＩ）前に、以下のステップ：
（ＶＩＩａ）第４の粒子流の少なくとも一部を還元気体と接触させて、再生及び還元された触媒粒子を生成するステップをさらに含み、再生及び還元された触媒粒子が、ステップ（ＶＩＩＩ）において第２の複数の流動触媒粒子として第２の変換区画へ再循環される、
Ｅ６２の方法。
Ｅ６４．再生及び還元された触媒粒子中の８～１０族元素の少なくとも一部が、再生された触媒粒子中の８～１０族元素と比較して小さい酸化状態である、Ｅ６３の方法。

【0128】

Ｅ６５．ステップ（ＶＩＩａ）において、再生された触媒粒子及び還元気体が、４５０℃～９００℃、好ましくは６００℃～９００℃、より好ましくは６２０℃～９００℃、より好ましくは６５０℃～８５０℃、又はより好ましくは６７０℃～８００℃の範囲の温度で接触する、Ｅ６３又はＥ６４の方法。
Ｅ６６．ステップ（ＶＩＩａ）において、再生された触媒粒子及び還元気体が、０．０１絶対ｋＰａ～１,０００絶対ｋＰａ、好ましくは０．１絶対ｋＰａ～５００絶対ｋＰａ、又はより好ましくは０．５絶対ｋＰａ～３００絶対ｋＰａ、又はより好ましくは１絶対ｋＰａ～２００絶対ｋＰａの範囲の還元気体分圧下で接触する、Ｅ６３～Ｅ６５のいずれかの方法。
E６７．還元気体が、分子水素、一酸化炭素、メタン、エタン、エチレン、プロパン、プロピレン、水蒸気、分子窒素、アルゴン、二酸化炭素、又はそれらの混合物を含む、Ｅ６３～Ｅ６６のいずれかの方法。
Ｅ６８．ステップ（ＩＶ）が、第１の粒子流から第５の粒子流を分離させるステップをさらに含み、方法が、第４の粒子流を第５の粒子流と接触させて、合わせた粒子流を生成するステップをさらに含む、Ｅ６２～Ｅ６７のいずれかの方法。
Ｅ６９．第１及び第２の変換区画が実質的に断熱性である、Ｅ６２～Ｅ６８のいずれかの方法。

【0129】

Ｅ７０．第１の変換区画内における、第１の複数の流動触媒粒子の、炭化水素含有供給物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族の合わせた量に対する比が、質量対質量に基づいて１～１００の範囲にある、Ｅ６２～Ｅ６９のいずれかの方法。
Ｅ７１．第２の変換区画内における、第２の複数の流動触媒粒子の、第１の変換区画流出物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族の合わせた量に対する比が、質量対質量に基づいて１～５０の範囲にある、Ｅ６２～Ｅ７０のいずれかの方法。
Ｅ７２．第２の変換区画内における、第１の複数の流動触媒粒子及び第２の複数の流動触媒粒子の合わせた量の、第１の変換区画流出物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族の合わせた量に対する比が、２～１５０の範囲にある、Ｅ６２～Ｅ７１のいずれかの方法。
Ｅ７３．第１の複数の流動触媒粒子が炭化水素含有供給物と最初に接触する際、第１の複数の流動触媒粒子が、第１の変換区画流出物の温度よりも１０℃～２００℃の範囲高い温度を有する、Ｅ６２～Ｅ７２のいずれかの方法。
Ｅ７４．第２の複数の流動触媒粒子が第１の変換区画流出物と最初に接触する際、第２の複数の流動触媒粒子が、第２の変換区画流出物の温度よりも３０℃～３００℃の範囲高い温度を有する、Ｅ６２～Ｅ７３のいずれかの方法。

【0130】

Ｅ７５．ステップ（Ｉ）後、ステップ（ＩＩ）前に、以下のステップ：
（Ｉａ）１つ又は複数の中間変換区画内で、第１の変換区画流出物を、担体に配置された８～１０族元素を含む１つ又は複数の中間の複数の流動触媒粒子と接触させて、第１の変換区画流出物中の未変換の炭化水素含有供給物の一部の脱水素、脱水素芳香族化、及び脱水素環化のうちの１種又は複数を引き起こし、１つ又は複数のコークス化された中間の複数の流動触媒粒子、並びに１つ又は複数の中間温度を有し、未変換の炭化水素含有供給物及び追加量の１種又は複数の改質された炭化水素及び分子水素を含む１つ又は複数の中間変換区画流出物を生成するステップをさらに含み、最後の中間変換区画流出物が、ステップ（ＩＩ）において第２の変換区画中で第２の触媒と接触する、
Ｅ６２～Ｅ７４のいずれかの方法。
Ｅ７６．１つ又は複数の中間変換区画が、１つ若しくは複数の上昇管反応器又は１つ若しくは複数の下降管反応器内に配置される、Ｅ７５の方法。
Ｅ７７．１つ又は複数の中間変換区画が１つ又は複数の中間ボルテックス反応器内に配置される、Ｅ７６の方法。
Ｅ７８．１つ又は複数の中間変換区画が実質的に断熱性である、Ｅ７５～Ｅ７７のいずれかの方法。
Ｅ７９．１つ又は複数の中間変換区画のそれぞれ内における、１つ又は複数の中間の複数の流動触媒粒子のそれぞれの、あらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族の合わせた量に対する比が、質量対質量に基づいて１～５０の範囲にある、Ｅ７５～Ｅ７８のいずれかの方法。

【0131】

Ｅ８０．第２の変換区画内における、第１の複数の流動触媒粒子、１つ又は複数の中間の複数の流動触媒粒子、及び第２の複数の流動触媒粒子の合わせた量の、最後の中間変換区画流出物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族の合わせた量に対する比が、３～３００の範囲にある、Ｅ７５～Ｅ７９のいずれかの方法。
Ｅ８１．１つ又は複数の中間の複数の流動触媒粒子のそれぞれが第１の変換区画流出物又は直前の中間変換区画流出物と最初に接触する際、１つ又は複数の中間の複数の流動触媒粒子のそれぞれが、第１の変換区画流出物又は直前の中間変換区画流出物の温度よりも３０℃～３００℃の範囲高い温度を有する、Ｅ７５～Ｅ８０のいずれかの方法。
Ｅ８２．第２の複数の流動触媒粒子が最後の中間変換区画流出物と最初に接触する際、第２の複数の流動触媒粒子が、第２の変換区画流出物の温度よりも３０℃～３００℃の範囲高い温度を有する、Ｅ７５～Ｅ８１のいずれかの方法。
Ｅ８３．第１の複数の流動触媒粒子が、炭化水素含有供給物と最初に接触する際に第１の変換区画流出物の温度を超える温度を有し、その結果第１の変換区画内においてその温度を達成するのに必要な熱が第１の複数の流動触媒粒子によりもたらされ、
第２の複数の流動触媒粒子が、第１の変換区画流出物と最初に接触する際に第２の変換区画流出物の温度を超える温度を有し、その結果第２の変換区画内においてその温度を達成するのに必要な熱が第２の複数の流動触媒粒子によりもたらされる、
Ｅ６２～Ｅ８２のいずれかの方法。
Ｅ８４．炭化水素含有供給物が、エタン、プロパン、イソブタン、ブタン、エチルベンゼン、プロピルベンゼン、メチルエチルベンゼン、又はそれらの混合物を含む、Ｅ６２～Ｅ８３のいずれかの方法。

【0132】

Ｅ８５．炭化水素含有供給物及び第１の複数の流動触媒粒子が、ステップ（Ｉ）において、０．１秒～１．５分、好ましくは０．５秒～１分、又はより好ましくは１秒～３０秒の範囲の期間接触する、Ｅ６２～Ｅ８４のいずれかの方法。
Ｅ８６．第１の複数の流動触媒粒子の、あらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆芳香族炭化水素の合わせた量に対する質量比が、１～１５０、好ましくは５～１００、又はより好ましくは１０～８０の範囲にある、Ｅ６２～Ｅ８５のいずれかの方法。
Ｅ８７．炭化水素含有供給物が、ステップ（Ｉ）において、炭化水素含有供給物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆芳香族炭化水素の質量に基づき、０．１ｈｒ^-1～１００ｈｒ^-1、好ましくは０．２ｈｒ^-1～６４ｈｒ^-1、又はより好ましくは０．４ｈｒ^-1～３２ｈｒ^-1の範囲の質量空間速度で第１の複数の流動触媒粒子に接触する、Ｅ６２～Ｅ８６のいずれかの方法。
Ｅ８８．第１の変換区画流出物の温度が、３５０℃～７００℃、好ましくは４００℃～６７０℃、より好ましくは５００℃～６２０℃、又はより好ましくは５２０℃～６００℃の範囲にある、Ｅ６２～Ｅ８７のいずれかの方法。
Ｅ８９．ステップ（Ｉ）において、炭化水素含有供給物及び第１の複数の流動触媒粒子が、２０絶対ｋＰａ～１,０００絶対ｋＰａ、好ましくは５０絶対ｋＰａ～５００絶対ｋＰａ、又はより好ましくは７０絶対ｋＰａ～３００絶対ｋＰａの範囲の炭化水素分圧下で接触する、Ｅ６２～Ｅ８８のいずれかの方法。

【0133】

Ｅ９０．ステップ（Ｉ）において、炭化水素含有供給物及び第１の複数の流動触媒粒子が、炭化水素含有供給物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン、あらゆるＣ₄－Ｃ₁₆環状アルカン、及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族の合計体積に基づき、０．１体積％～５０体積％、好ましくは０．５体積％～３０体積％、又はより好ましくは１体積％～１５体積％の量の水蒸気の存在下で接触する、Ｅ６２～Ｅ８９のいずれかの方法。
Ｅ９１．第１の変換区画流出物及び第２の複数の流動触媒粒子が、ステップ（ＩＩ）において、０．１秒～１．５分、好ましくは０．５秒～１分、又はより好ましくは１秒～３０秒の範囲の期間接触する、Ｅ６２～Ｅ９０のいずれかの方法。
Ｅ９２．第２の複数の流動触媒粒子の、あらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆芳香族炭化水素の合わせた量に対する質量比が、１～１５０、好ましくは５～１００、又はより好ましくは１０～８０の範囲にある、Ｅ６２～Ｅ９１のいずれかの方法。
Ｅ９３．第１の変換区画流出物が、ステップ（ＩＩ）において、第１の変換区画流出物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆芳香族炭化水素の質量に基づき、０．１ｈｒ^-1～１００ｈｒ^-1、好ましくは０．２ｈｒ^-1～６４ｈｒ^-1、又はより好ましくは０．４ｈｒ^-1～３２ｈｒ^-1の範囲の質量空間速度で第１の複数の流動触媒粒子に接触する、Ｅ６２～Ｅ９２のいずれかの方法。
Ｅ９４．第２の変換区画流出物の温度が、４００℃～９００℃、好ましくは６００℃～８００℃、より好ましくは６５０℃～７５０℃、又はより好ましくは６６０℃～７２５℃の範囲にある、Ｅ６２～Ｅ９２のいずれかの方法。

【0134】

Ｅ９５．ステップ（ＩＩ）において、第１の変換区画流出物及び第２の複数の流動触媒粒子が、２０絶対ｋＰａ～１,０００絶対ｋＰａ、好ましくは５０絶対ｋＰａ～５００絶対ｋＰａ、又はより好ましくは７０絶対ｋＰａ～３００絶対ｋＰａの範囲の炭化水素分圧下で接触する、Ｅ６２～Ｅ９４のいずれかの方法。
Ｅ９６．ステップ（ＩＩ）において、第１の変換区画流出物及び第２の複数の流動触媒粒子が、第１の変換区画流出物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン、あらゆるＣ₄－Ｃ₁₆環状アルカン、及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族の合計体積に基づき、０．１体積％～５０体積％、好ましくは０．５体積％～３０体積％、又はより好ましくは１体積％～１５体積％の量の水蒸気の存在下で接触する、Ｅ６２～Ｅ９５のいずれかの方法。
Ｅ９７．ステップ（ＶＩ）において、第３の粒子流及び酸化剤が、５８０℃～１,１００℃、好ましくは６５０℃～１,０００℃、より好ましくは７００℃～９００℃、又はより好ましくは７５０℃～８５０℃の範囲の温度で接触する、Ｅ６２～Ｅ９６のいずれかの方法。
Ｅ９８．ステップ（ＶＩ）において、第３の粒子流及び酸化剤が、５絶対ｋＰａ～１,０００絶対ｋＰａ、好ましくは１０絶対ｋＰａ～５００絶対ｋＰａ、又はより好ましくは２０絶対ｋＰａ～１００絶対ｋＰａの範囲の酸化剤分圧下で接触する、Ｅ６２～Ｅ９７のいずれかの方法。
Ｅ９９．第１の複数の流動触媒及び第２の複数の流動触媒がそれぞれ、担体の質量に基づき０．０５質量％～６質量％の８～１０族元素を含み、
担体が、
担体の質量に基づき、ｗ質量％の２族元素、ｘ質量％の４族元素、ｙ質量％の１２族元素、及びｚ質量％の原子番号２１、３９、又は５７～７１を有する元素、のうちの少なくとも１つを含み、ｗ、ｘ、ｙ、及びｚが独立に０～１００の範囲にあり、
あらゆる２族元素が、担体の質量に基づき質量％ｍを伴い、
あらゆる４族元素が、担体の質量に基づき質量％ｎを伴い、
あらゆる１２族元素が、担体の質量に基づき質量％ｐを伴い、
原子番号２１、３９、又は５７～７１を有するあらゆる元素が、担体の質量に基づき質量％ｑを伴い、
ｍ、ｎ、ｐ、及びｑが独立に１～１００の範囲の数であり、
担体の質量に基づき合計ｗ／ｍ＋ｘ／ｎ＋ｙ／ｐ＋ｚ／ｐが１以上である、
Ｅ６２～Ｅ９８のいずれかの方法。

【0135】

Ｅ１００．第１の複数の流動触媒粒子及び第２の複数の流動触媒粒子のうちの少なくとも１つが助触媒をさらに含む、Ｅ６２～Ｅ９９のいずれかの方法。
Ｅ１０１．助触媒が、Ｓｎ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｒｅ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、それらの組み合わせ、又はそれらの混合物を含む、Ｅ１００の方法。
Ｅ１０２．助触媒が担体に配置される、Ｅ１００又はＥ１０１の方法。
Ｅ１０３．助触媒が８～１０族元素を伴う、Ｅ１００～Ｅ１０２のいずれかの方法。
Ｅ１０４．助触媒及び８～１０族元素が、担体に分散された８～１０族元素－助触媒クラスターを形成する、Ｅ１００～Ｅ１０３のいずれかの方法。

【0136】

Ｅ１０５．第１の触媒及び第２の触媒のうちの少なくとも１つが、担体の合計質量に基づき最大１０質量％の助触媒を含む、Ｅ１００～Ｅ１０４のいずれかの方法。
Ｅ１０６．第１の複数の流動触媒粒子及び第２の複数の流動触媒粒子のうちの少なくとも１つが、担体に配置されたアルカリ金属元素をさらに含む、Ｅ１００～Ｅ１０５のいずれかの方法。
Ｅ１０７．アルカリ金属元素が、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、それらの組み合わせ、又はそれらの混合物を含む、Ｅ１０６の方法。
Ｅ１０８．第１の複数の流動触媒粒子及び第２の複数の流動触媒粒子のうちの少なくとも１つが、担体の合計質量に基づき最大５質量％のアルカリ金属元素を含む、Ｅ１０６又はＥ１０７の方法。
Ｅ１０９．ｍ、ｎ、ｐ、及びｑが、それぞれ１、１５、若しくは３０に等しいか、ｍ＝１、ｎ＝１５、ｐ＝１５、及びｑ＝１である、Ｅ９９～Ｅ１０８のいずれかの方法。

【0137】

Ｅ１１０．あらゆる２族元素、あらゆる４族元素、あらゆる１２族元素、及び原子番号２１、３９、又は５７～７１を有するあらゆる元素の合わせた量の、第１の複数の流動触媒粒子及び第２の複数の流動触媒粒子のうちの少なくとも１つにおける８～１０族元素に対するモル比が、少なくとも０．１８、少なくとも０．１９、少なくとも０．２４、又は少なくとも０．２９である、Ｅ９９～Ｅ１０９のいずれかの方法。
Ｅ１１１．第１の複数の流動触媒粒子及び第２の複数の流動触媒粒子のうちの少なくとも１つにおける担体が、５、６、７、１１、１３、１４、１５、及び１６族から選択される少なくとも１種の金属元素又は半金属元素を含む少なくとも１種の化合物をさらに含む、Ｅ９９～Ｅ１１０のいずれかの方法。
Ｅ１１２．第１の複数の流動触媒粒子及び第２の複数の流動触媒粒子のうちの少なくとも１つにおける担体中に存在する、あらゆる２族元素の少なくとも一部、あらゆる４族元素の少なくとも一部、あらゆる１２族元素の少なくとも一部、及び原子番号２１、３９、又は５７～７１を有するあらゆる元素の少なくとも一部が、酸化物、リン酸塩、ハロゲン化物、ハロゲン酸塩、硫酸塩、硫化物、ホウ酸塩、窒化物、炭化物、アルミン酸塩、アルミノケイ酸塩、ケイ酸塩、炭酸塩、メタリン酸塩、セレン化物、タングステン酸塩、モリブデン酸塩、亜クロム酸塩、クロム酸塩、二クロム酸塩、又はケイ化物である、Ｅ９９～Ｅ１１１のいずれかの方法。
Ｅ１１３．第１の複数の流動触媒粒子及び第２の複数の流動触媒粒子のうちの少なくとも１つにおける担体が、以下：Ｍｇ_uＺｎ_1-uＯ、ここでｕは正の数である；Ｚｎ_vＡｌ２Ｏ３_+v、ここでｖは正の数である；Ｍｇ_wＡｌ₂Ｏ_3+w、ここでｗは正の数である；Ｃａ_xＡｌ₂Ｏ_3+x、ここでｘは正の数である；Ｓｒ_yＡｌ₂Ｏ_3+y、ここでｙは正の数である；Ｂａ_zＡｌ₂Ｏ_3+z、ここでｚは正の数である；ＢｅＯ；ＭｇＯ；ＣａＯ；ＢａＯ；ＳｒＯ；ＢｅＣＯ₃；ＭｇＣＯ₃；ＣａＣＯ₃；ＳｒＣＯ₃、ＢａＣＯ₃；ＺｒＯ₂；ＺｒＣ；ＺｒＮ；ＺｒＳｉＯ₄；ＣａＺｒＯ₃；Ｃａ₇ＺｒＡｌ₆Ｏ₁₈；ＴｉＯ₂；ＴｉＣ；ＴｉＮ；ＴｉＳｉＯ₄；ＣａＴｉＯ₃；Ｃａ₇Ａｌ₆Ｏ₁₈；ＨｆＯ₂；ＨｆＣ；ＨｆＮ；ＨｆＳｉＯ₄；ＨｆＺｒＯ₃；Ｃａ₇ＨｆＡｌ₆Ｏ₁₈；ＺｎＯ；Ｚｎ₃（ＰＯ₄）₂；Ｚｎ（ＣｌＯ₃）₂；ＺｎＳＯ₄；Ｂ₂Ｏ₆Ｚｎ₃；Ｚｎ₃Ｎ₂；；ＺｎＣＯ₃；ＣｅＯ₂；Ｙ₂Ｏ₃；Ｌａ₂Ｏ₃；Ｓｃ₂Ｏ₃；Ｐｒ₆Ｏ₁₁；ＣｅＰＯ₄；ＣｅＺｒＯ₄；ＣｅＡｌＯ₃；ＢａＣｅＯ₃；ＣｅＰＯ₄；イットリア安定化ＺｒＯ₂；それらの組み合わせ、及びそれらの混合物、のうちの１種又は複数を含む、Ｅ６２～Ｅ１１２のいずれかの方法。
Ｅ１１４．第１の複数の流動触媒粒子及び第２の複数の流動触媒粒子のうちの少なくとも１つにおける担体が、以下：Ｂ₂Ｏ₃；Ａｌ₂Ｏ₃；ＳｉＯ₂；ＳｉＣ；Ｓｉ₃Ｎ₄；アルミノケイ酸塩；ＶＯ；Ｖ₂Ｏ₃；ＶＯ₂；Ｖ₂Ｏ₅；Ｇａ₂Ｏ₃；Ｉｎ₂Ｏ₃；Ｍｎ₂Ｏ₃；Ｍｎ₃Ｏ₄；ＭｎＯ；ゼオライト；それらの組み合わせ；及びそれらの混合物、のうちの１種又は複数をさらに含む、Ｅ６２～Ｅ１１３のいずれかの方法。

【0138】

Ｅ１１５．第１の複数の流動触媒粒子及び第２の複数の流動触媒粒子のうちの少なくとも１つにおける担体が、そこに配置された８～１０族元素を含む複数の一次粒子の形態である、Ｅ６２～Ｅ１１４のいずれかの方法。
Ｅ１１６．第１の複数の流動触媒粒子及び第２の複数の流動触媒粒子のうちの少なくとも１つが、透過型電子顕微鏡により測定されると、０．２ｎｍ～５００μｍ、好ましくは０．５ｎｍ～３００μｍ、より好ましくは１ｎｍ～２００μｍ、より好ましくは５ｎｍ～１００μｍ、さらにより好ましくは２ｎｍ～１００ｎｍの範囲の平均断面長さを有する一次粒子を含む、Ｅ６２～Ｅ１１４のいずれかの方法。
Ｅ１１７．第１の複数の流動触媒粒子及び第２の複数の流動触媒粒子のうちの少なくとも１つにおける８～１０族元素が担体に配置され、その結果８～１０族元素が、ステップ（Ｉ）及び（ＩＩ）のうちの少なくとも１つにおいて、脱水素、脱水素芳香族化、及び脱水素環化のうちの１種又は複数を引き起こす触媒粒子の活性成分となる、Ｅ６２～Ｅ１１６のいずれかの方法。
Ｅ１１８．第１の複数の流動触媒粒子及び第２の複数の流動触媒粒子のうちの少なくとも１つにおける担体が、０．１ｍ²／ｇ～１，５００ｍ²／ｇ、好ましくは１ｍ²／ｇ～１，０００ｍ²／ｇ、より好ましくは１０ｍ²／ｇ～８００ｍ²／ｇ、又はより好ましくは１００ｍ²／ｇ～５００ｍ²／ｇの範囲の表面積を有する、Ｅ６２～Ｅ１１７のいずれかの方法。
Ｅ１１９．触媒粒子が、０．５ｇ／ｃｍ³～３ｇ／ｃｍ³、０．７ｇ／ｃｍ³～２ｇ／ｃｍ³、又は０．８ｇ／ｃｍ³～１．４ｇ／ｃｍ³の範囲の粒子密度を有する、Ｅ６２～Ｅ１１８のいずれかの方法。

【0139】

Ｅ１２０．触媒粒子が、Ｇｅｌｄａｒｔ Ａ定義と一致するサイズ及び粒子密度を有する、Ｅ６２～Ｅ１１９のいずれかの方法。
Ｅ１２１．多段階炭化水素改質システムであって、
炭化水素含有供給物を第１の複数の流動触媒粒子と接触させて、炭化水素含有供給物の第１の部分の脱水素、脱水素芳香族化、及び脱水素環化のうちの１種又は複数を引き起こし、第１のコークス化された触媒粒子、１種又は複数の改質された炭化水素、分子水素、及び未変換の炭化水素含有供給物を含む第１の変換区画流出物を生成することに適合した第１の変換区画、
第１の変換区画流出物を第２の複数の流動触媒粒子と接触させて、未変換の炭化水素含有供給物の少なくとも一部の脱水素、脱水素芳香族化、及び脱水素環化のうちの１種又は複数を引き起こし、第２のコークス化された触媒粒子、追加量の改質された炭化水素、及び追加量の分子水素を含む第２の変換区画流出物を生成することに適合した第２の変換区画、
第２の変換区画流出物を、改質された炭化水素及び分子水素に富む第１の気体流、並びに第１のコークス化された触媒粒子及び第２のコークス化された触媒粒子に富む第１の粒子流に分離させることに適合した第１の分離装置、
第１の粒子流を、第１の粒子流の第１の部分を含む第２の粒子流、及び第１の粒子流の第２の部分を含む第３の粒子流に分離させることに適合した第２の分離装置、
第２の粒子流の少なくとも一部を、第１の複数の流動触媒粒子として第１の変換区画に供給することに適合した第１の流路、
第３の粒子流の少なくとも一部を燃焼区画に供給することに適合した第２の流路、第３の粒子流及び酸化剤を接触させて、コークスの少なくとも一部の燃焼を引き起こし、コークスの乏しい再生された触媒粒子及び燃焼気体を含む燃焼流出物を生成することに適合した燃焼区画、
燃焼流出物を、燃焼気体に富む第２の気体流、及び再生された触媒粒子に富む第４の粒子流に分離させることに適合した第３の分離装置、並びに
第４の粒子流の少なくとも一部を、第２の複数の流動触媒粒子として第２の変換区画に供給することに適合した第３の流路
を含む、多段階炭化水素改質システム。
Ｅ１２２．第４の粒子流の少なくとも一部を還元気体と接触させて、再生及び還元された触媒粒子を生成することに適合した還元区画をさらに含み、再生及び還元された触媒粒子の少なくとも一部が、第３の流路を介して第２の変換区画に供給される、Ｅ１２１のシステム。
Ｅ１２３．第１の変換区画が、第１の温度を有する第１の変換区画流出物を生成することにさらに適合しており、第２の変換区画が、第２の温度を有する第２の変換区画流出物を生成することにさらに適合しており、第２の変換区画流出物の温度が第１の変換区画流出物の温度を超える、Ｅ１２１又は１２２のシステム。
Ｅ１２４．第１の変換区画及び第２の変換区画が、上昇管反応器又は下降管反応器内に配置される、Ｅ１２１～Ｅ１２３のいずれかのシステム。

【0140】

Ｅ１２５．第１の変換区画が第１のボルテックス反応器内に配置され、第２の変換区画が第２のボルテックス反応器内に配置される、Ｅ１２１～Ｅ１２４のいずれかのシステム。
Ｅ１２６．第１の変換区画が、第１の温度を有する第１の変換区画流出物を生成することに適合しており、第２の変換区画が、第２の温度を有する第２の変換区画流出物を生成することに適合しており、第２の温度が第１の温度を超える、Ｅ１２１～Ｅ１２４のいずれかのシステム。
Ｅ１２７．第１の変換区画流出物の温度が、３５０℃～７００℃、好ましくは４００℃～６７０℃、より好ましくは５００℃～６２０℃、又はより好ましくは５２０℃～６００℃の範囲にあり、第２の変換区画流出物の温度が、４００℃～９００℃、好ましくは６００℃～８００℃、より好ましくは６５０℃～７５０℃、又はより好ましくは６６０℃～７２５℃の範囲にある、Ｅ１２６のシステム。
Ｅ１２８．第１の変換区画流出物を１つ又は複数の中間の複数の流動触媒粒子と接触させて、未変換の炭化水素含有供給物の少なくとも一部の脱水素、脱水素芳香族化、及び脱水素環化のうちの１種又は複数を引き起こし、コークス化された中間触媒粒子、追加量の改質された炭化水素、及び追加量の分子水素を含む中間変換区画流出物を生成することに適合した１つ又は複数の中間変換区画をさらに含み、第２の変換区画が、中間変換区画流出物を第２の複数の流動触媒粒子と接触させることに適合している、Ｅ１２１～Ｅ１２５のいずれかのシステム。
Ｅ１２９．１つ又は複数の中間変換区画が、１つ又は複数の中間変換区画温度を有する１つ又は複数の変換区画流出物を生成することに適合しており、１つ又は複数の中間変換区画温度が第１の変換区画流出物の温度を超え、第２の変換区画流出物の温度未満である、Ｅ１２８のシステム。

【0141】

Ｅ１３０．第１の変換区画、１つ又は複数の中間変換区画、及び第２の変換区画が、上昇管反応器又は下降管反応器内に配置される、Ｅ１２８又はＥ１２９のシステム。
Ｅ１３１．第１の変換区画が第１のボルテックス反応器内に配置され、１つ又は複数の中間変換区画が１つ又は複数の中間ボルテックス反応器内に配置され、第２の変換区画が第２のボルテックス反応器内に配置される、Ｅ１２８又はＥ１２９のシステム。

【0142】

各種用語は先に定義されている。特許請求の範囲において使用される用語が先に定義されていない範囲では、用語は、少なくとも１つの印刷済み出版物又は発行済み特許において反映される、当業者がその用語に与えた最も広い定義を与えられるべきである。さらに、本出願において引用される全ての特許、試験手順、及び他の文書は、そのような開示が本出願と矛盾しない範囲で、そのような組み込みが認められる全ての権限について参照により完全に組み込まれる。

【0143】

前述のものは本発明の実施形態を対象としているが、本発明の他の及びさらなる実施形態が、その基本的な範囲から逸脱することなく考案されてよく、その範囲は以下の特許請求の範囲により決定される。

【図1】

【図2】

【手続補正書】

【提出日】2022-12-23

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

多段階炭化水素改質方法であって、
（Ｉ）第１の変換区画内で、炭化水素含有供給物を、担体に配置された８～１０族元素を含む第１の触媒と接触させて、炭化水素含有供給物の一部の脱水素、脱水素芳香族化、及び脱水素環化のうちの１種又は複数を引き起こし、１種又は複数の改質された炭化水素、分子水素、及び未変換の炭化水素含有供給物を含む第１の変換区画流出物を生成するステップ、
（ＩＩ）第２の変換区画内で、第１の変換区画流出物を、担体に配置された８～１０族元素を含む第２の触媒と接触させて、未変換の炭化水素含有供給物の少なくとも一部の脱水素、脱水素芳香族化、及び脱水素環化のうちの１種又は複数を引き起こし、追加量の１種又は複数の改質された炭化水素及び分子水素を含む第２の変換区画流出物を生成するステップ
を含み、
炭化水素含有供給物が、Ｃ₂－Ｃ₁₆直鎖状若しくは分枝状アルカンのうちの１種若しくは複数、Ｃ₄－Ｃ₁₆環状アルカンのうちの１種若しくは複数、Ｃ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族炭化水素のうちの１種若しくは複数、又はそれらの混合物を含み、
炭化水素含有供給物及び第１の触媒が、少なくとも２０絶対ｋＰａの炭化水素分圧下で０．１秒～３時間の範囲の期間接触し、炭化水素分圧が、炭化水素含有供給物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族炭化水素の合計分圧であり、
第１の変換区画流出物及び第２の触媒が、少なくとも２０絶対ｋＰａの炭化水素分圧下で０．１秒～３時間の範囲の期間接触し、炭化水素分圧が、第１の変換区画流出物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族炭化水素の合計分圧であり、
第１の変換区画流出物が３００℃～８５０℃の範囲の温度を有し、
第２の変換区画流出物が３５０℃～９００℃の範囲の温度を有し、
第２の変換区画流出物の温度が第１の変換区画流出物の温度を超え、
第１の触媒及び第２の触媒が同じ組成又は異なる組成を有し、
第１の触媒及び第２の触媒がそれぞれ、担体の質量に基づき０．０５質量％～６質量％の８～１０族元素を含み、
担体が、
担体の質量に基づき、ｗ質量％の２族元素、ｘ質量％の４族元素、ｙ質量％の１２族元素、及びｚ質量％の原子番号２１、３９、又は５７～７１を有する元素、のうちの少なくとも１つを含み、ｗ、ｘ、ｙ、及びｚが独立に０～１００の範囲にあり、
あらゆる２族元素が、担体の質量に基づき質量％ｍを伴い、
あらゆる４族元素が、担体の質量に基づき質量％ｎを伴い、
あらゆる１２族元素が、担体の質量に基づき質量％ｐを伴い、
原子番号２１、３９、又は５７～７１を有するあらゆる元素が、担体の質量に基づき質量％ｑを伴い、
ｍ、ｎ、ｐ、及びｑが独立に１～１００の範囲の数であり、
担体の質量に基づき合計ｗ／ｍ＋ｘ／ｎ＋ｙ／ｐ＋ｚ／ｑが１以上であり、
１種又は複数の改質された炭化水素が、脱水素された炭化水素、脱水素芳香族化された炭化水素、脱水素環化された炭化水素、又はそれらの混合物を含む、
多段階炭化水素改質方法。

【請求項2】

第１の触媒及び第２の触媒のうちの少なくとも１つが固定床内に配置され、かつ／又は第１の変換区画及び第２の変換区画のうちの少なくとも１つが固定床反応器内に配置される、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

第１の触媒及び第２の触媒のうちの少なくとも１つが流動触媒粒子の形態である、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

以下：
（ｉ）第１の触媒及び第２の触媒が流動触媒粒子の形態である、及び
（ｉｉ）第１及び第２の変換区画が実質的に断熱性である、
のうちの少なくとも１つが満たされる、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

以下：
（ｉ）第１の変換区画内における、第１の触媒の、炭化水素含有供給物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族の合わせた量に対する比が、質量対質量に基づいて１～１００の範囲にある、
（ｉｉ）第２の変換区画内における、第２の触媒の、第１の変換区画流出物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族の合わせた量に対する比が、質量対質量に基づいて１～５０の範囲にある、
（ｉｉｉ）第２の変換区画内における、第１の触媒及び第２の触媒の合わせた量の、第１の変換区画流出物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族の合わせた量に対する比が、２～１５０の範囲にある、
のうちの少なくとも１つが満たされる、請求項４に記載の方法。

【請求項6】

以下：
（ｉ）第１の触媒が炭化水素含有供給物と最初に接触する際、第１の触媒が、第１の変換区画流出物の温度よりも１０℃～２００℃の範囲高い温度を有する、
（ｉｉ）第２の触媒が第１の変換区画流出物と最初に接触する際、第２の触媒が、第２の変換区画流出物の温度よりも３０℃～３００℃の範囲高い温度を有する、
のうちの少なくとも１つが満たされる、請求項４又は請求項５に記載の方法。

【請求項7】

第１の変換区画及び第２の変換区画が、上昇管反応器又は下降管反応器内に配置される、請求項４～６のいずれかに記載の方法。

【請求項8】

炭化水素含有供給物を第１の触媒と接触させるステップが、コークス化された第１の触媒を生成し、第１の変換区画流出物を第２の触媒と接触させるステップが、コークス化された第２の触媒を生成し、方法が、
（ＩＩＩ）コークス化された第１の触媒、コークス化された第２の触媒、又はコークス化された第１の触媒及びコークス化された第２の触媒を、酸化剤と接触させて、コークスの少なくとも一部の燃焼を引き起こし、燃焼気体、並びに再生された第１の触媒、再生された第２の触媒、又は再生された第１の触媒及び再生された第２の触媒を生成するステップ
をさらに含む、請求項１～７のいずれかに記載の方法。

【請求項9】

ステップ（ＩＩＩ）において、以下：
（ｉ）コークス化された第１の触媒粒子、コークス化された第２の触媒粒子、又はコークス化された第１の触媒粒子及びコークス化された第２の触媒粒子、並びに酸化剤が、５８０℃～１,１００℃の範囲の温度で接触する、
（ｉｉ）コークス化された第１の触媒粒子、コークス化された第２の触媒粒子、又はコークス化された第１の触媒粒子及びコークス化された第２の触媒粒子、並びに酸化剤が、５絶対ｋＰａ～１,０００絶対ｋＰａの範囲の酸化剤分圧下で接触する、
のうちの少なくとも１つが満たされる、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

（ＩＶ）あらゆる再生された第１の触媒の少なくとも一部、あらゆる再生された第２の触媒の少なくとも一部、又はあらゆる再生された第１の触媒の少なくとも一部及びあらゆる再生された第２の触媒の少なくとも一部を、還元気体と接触させて、再生及び還元された第１の触媒、再生及び還元された第２の触媒、又は再生及び還元された第１の触媒並びに再生及び還元された第２の触媒を生成するステップをさらに含む、請求項８又は請求項９のいずれかに記載の方法。

【請求項11】

ステップ（ＩＶ）において、以下：
（ｉ）あらゆる再生された第１の触媒の少なくとも一部、あらゆる再生された第２の触媒の少なくとも一部、又はあらゆる再生された第１の触媒の少なくとも一部及びあらゆる再生された第２の触媒の少なくとも一部、並びに還元気体が、４５０℃～９００℃の範囲の温度で接触する、及び
（ｉｉ）あらゆる再生された第１の触媒の少なくとも一部、あらゆる再生された第２の触媒の少なくとも一部、又はあらゆる再生された第１の触媒の少なくとも一部及びあらゆる再生された第２の触媒の少なくとも一部、並びに還元気体が、０．０１絶対ｋＰａ～１,０００絶対ｋＰａの範囲の還元気体分圧下で接触する、
のうちの少なくとも１つが満たされる、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

以下：
（ａ）ステップ（Ｉ）において、炭化水素含有供給物及び第１の触媒が、炭化水素含有供給物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン、あらゆるＣ₄－Ｃ₁₆環状アルカン、及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族の合計体積に基づき、０．１体積％～５０体積％の量の水蒸気の存在下で接触する、
（ｂ）ステップ（ＩＩ）において、第１の変換区画流出物及び第２の触媒が、第１の変換区画流出物中のあらゆるＣ₂－Ｃ₁₆アルカン、あらゆるＣ₄－Ｃ₁₆環状アルカン、及びあらゆるＣ₈－Ｃ₁₆アルキル芳香族の合計体積に基づき、０．１体積％～５０体積％の量の水蒸気の存在下で接触する、
のうちの少なくとも１つが満たされる、請求項１～１１のいずれかに記載の方法。

【請求項13】

以下：
(i)第１の変換区画流出物の温度が、３５０℃～７００℃、
(ii)第２の変換区画流出物の温度が、４００℃～９００℃の範囲にある、
(iii)ステップ（Ｉ）において、炭化水素含有供給物及び第１の触媒が、２０絶対ｋＰａ～１,０００絶対ｋＰａの範囲の炭化水素分圧下で接触する、の範囲にある、
のうちの少なくとも１つが満たされる、請求項１～１２のいずれかに記載の方法。

【請求項14】

ｍ、ｎ、ｐ、及びｑが、それぞれ１、１５、若しくは３０に等しいか、又はｍ＝１、ｎ＝１５、ｐ＝１５、及びｑ＝１である、請求項１～１３のいずれかに記載の方法。

【請求項15】

あらゆる２族元素、あらゆる４族元素、あらゆる１２族元素、及び原子番号２１、３９、又は５７～７１を有するあらゆる元素の合わせた量の、第１の触媒及び第２の触媒のうちの少なくとも１つにおける８～１０族元素に対するモル比が、少なくとも０．１８である、請求項１～１４のいずれかに記載の方法。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１４３

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0143】

前述のものは本発明の実施形態を対象としているが、本発明の他の及びさらなる実施形態が、その基本的な範囲から逸脱することなく考案されてよく、その範囲は以下の特許請求の範囲により決定される。
本発明のまた別の態様は、以下のとおりであってもよい。
〔１〕多段階炭化水素改質方法であって、
（Ｉ）第１の変換区画内で、炭化水素含有供給物を、担体に配置された８～１０族元素を含む第１の触媒と接触させて、炭化水素含有供給物の一部の脱水素、脱水素芳香族化、及び脱水素環化のうちの１種又は複数を引き起こし、１種又は複数の改質された炭化水素、分子水素、及び未変換の炭化水素含有供給物を含む第１の変換区画流出物を生成するステップ、
（ＩＩ）第２の変換区画内で、第１の変換区画流出物を、担体に配置された８～１０族元素を含む第２の触媒と接触させて、未変換の炭化水素含有供給物の少なくとも一部の脱水素、脱水素芳香族化、及び脱水素環化のうちの１種又は複数を引き起こし、追加量の１種又は複数の改質された炭化水素及び分子水素を含む第２の変換区画流出物を生成するステップ
を含み、
炭化水素含有供給物が、Ｃ ₂ －Ｃ ₁₆ 直鎖状若しくは分枝状アルカンのうちの１種若しくは複数、Ｃ ₄ －Ｃ ₁₆ 環状アルカンのうちの１種若しくは複数、Ｃ ₈ －Ｃ ₁₆ アルキル芳香族炭化水素のうちの１種若しくは複数、又はそれらの混合物を含み、
炭化水素含有供給物及び第１の触媒が、少なくとも２０絶対ｋＰａの炭化水素分圧下で０．１秒～３時間の範囲の期間接触し、炭化水素分圧が、炭化水素含有供給物中のあらゆるＣ ₂ －Ｃ ₁₆ アルカン及びあらゆるＣ ₈ －Ｃ ₁₆ アルキル芳香族炭化水素の合計分圧であり、
第１の変換区画流出物及び第２の触媒が、少なくとも２０絶対ｋＰａの炭化水素分圧下で０．１秒～３時間の範囲の期間接触し、炭化水素分圧が、第１の変換区画流出物中のあらゆるＣ ₂ －Ｃ ₁₆ アルカン及びあらゆるＣ ₈ －Ｃ ₁₆ アルキル芳香族炭化水素の合計分圧であり、
第１の変換区画流出物が３００℃～８５０℃の範囲の温度を有し、
第２の変換区画流出物が３５０℃～９００℃の範囲の温度を有し、
第２の変換区画流出物の温度が第１の変換区画流出物の温度を超え、
第１の触媒及び第２の触媒が同じ組成又は異なる組成を有し、
第１の触媒及び第２の触媒がそれぞれ、担体の質量に基づき０．０５質量％～６質量％の８～１０族元素を含み、
担体が、
担体の質量に基づき、ｗ質量％の２族元素、ｘ質量％の４族元素、ｙ質量％の１２族元素、及びｚ質量％の原子番号２１、３９、又は５７～７１を有する元素、のうちの少なくとも１つを含み、ｗ、ｘ、ｙ、及びｚが独立に０～１００の範囲にあり、
あらゆる２族元素が、担体の質量に基づき質量％ｍを伴い、
あらゆる４族元素が、担体の質量に基づき質量％ｎを伴い、
あらゆる１２族元素が、担体の質量に基づき質量％ｐを伴い、
原子番号２１、３９、又は５７～７１を有するあらゆる元素が、担体の質量に基づき質量％ｑを伴い、
ｍ、ｎ、ｐ、及びｑが独立に１～１００の範囲の数であり、
担体の質量に基づき合計ｗ／ｍ＋ｘ／ｎ＋ｙ／ｐ＋ｚ／ｑが１以上であり、
１種又は複数の改質された炭化水素が、脱水素された炭化水素、脱水素芳香族化された炭化水素、脱水素環化された炭化水素、又はそれらの混合物を含む、
多段階炭化水素改質方法。
〔２〕第１の触媒及び第２の触媒のうちの少なくとも１つが固定床内に配置され、かつ／又は第１の変換区画及び第２の変換区画のうちの少なくとも１つが固定床反応器内に配置される、前記〔１〕に記載の方法。
〔３〕第１の触媒及び第２の触媒のうちの少なくとも１つが流動触媒粒子の形態である、前記〔１〕又は前記〔２〕に記載の方法。
〔４〕以下：
（ｉ）第１の触媒及び第２の触媒が流動触媒粒子の形態である、
（ｉｉ）第１及び第２の変換区画が実質的に断熱性である、
のうちの少なくとも１つが満たされる、前記〔１〕に記載の方法。
〔５〕以下：
（ｉ）第１の変換区画内における、第１の触媒の、炭化水素含有供給物中のあらゆるＣ ₂ －Ｃ ₁₆ アルカン及びあらゆるＣ ₈ －Ｃ ₁₆ アルキル芳香族の合わせた量に対する比が、質量対質量に基づいて１～１００の範囲にある、
（ｉｉ）第２の変換区画内における、第２の触媒の、第１の変換区画流出物中のあらゆるＣ ₂ －Ｃ ₁₆ アルカン及びあらゆるＣ ₈ －Ｃ ₁₆ アルキル芳香族の合わせた量に対する比が、質量対質量に基づいて１～５０の範囲にある、
（ｉｉｉ）第２の変換区画内における、第１の触媒及び第２の触媒の合わせた量の、第１の変換区画流出物中のあらゆるＣ ₂ －Ｃ ₁₆ アルカン及びあらゆるＣ ₈ －Ｃ ₁₆ アルキル芳香族の合わせた量に対する比が、２～１５０の範囲にある、
のうちの少なくとも１つが満たされる、前記〔４〕に記載の方法。
〔６〕以下：
（ｉ）第１の触媒が炭化水素含有供給物と最初に接触する際、第１の触媒が、第１の変換区画流出物の温度よりも１０℃～２００℃の範囲高い温度を有する、
（ｉｉ）第２の触媒が第１の変換区画流出物と最初に接触する際、第２の触媒が、第２の変換区画流出物の温度よりも３０℃～３００℃の範囲高い温度を有する、
のうちの少なくとも１つが満たされる、前記〔４〕又は前記〔５〕に記載の方法。
〔７〕第１の変換区画及び第２の変換区画が、上昇管反応器又は下降管反応器内に配置される、前記〔４〕～〔６〕のいずれかに記載の方法。
〔８〕炭化水素含有供給物を第１の触媒と接触させるステップが、コークス化された第１の触媒を生成し、第１の変換区画流出物を第２の触媒と接触させるステップが、コークス化された第２の触媒を生成し、方法が、
（ＩＩＩ）コークス化された第１の触媒、コークス化された第２の触媒、又はコークス化された第１の触媒及びコークス化された第２の触媒を、酸化剤と接触させて、コークスの少なくとも一部の燃焼を引き起こし、燃焼気体、並びに再生された第１の触媒、再生された第２の触媒、又は再生された第１の触媒及び再生された第２の触媒を生成するステップ
をさらに含む、前記〔１〕～〔７〕のいずれかに記載の方法。
〔９〕ステップ（ＩＩＩ）において、以下：
（ｉ）コークス化された第１の触媒粒子、コークス化された第２の触媒粒子、又はコークス化された第１の触媒粒子及びコークス化された第２の触媒粒子、並びに酸化剤が、５８０℃～１,１００℃、好ましくは６５０℃～１,０００℃、より好ましくは７００℃～９００℃、又はより好ましくは７５０℃～８５０℃の範囲の温度で接触する、
（ｉｉ）コークス化された第１の触媒粒子、コークス化された第２の触媒粒子、又はコークス化された第１の触媒粒子及びコークス化された第２の触媒粒子、並びに酸化剤が、５絶対ｋＰａ～１,０００絶対ｋＰａ、好ましくは１０絶対ｋＰａ～５００絶対ｋＰａ、又はより好ましくは２０絶対ｋＰａ～２００絶対ｋＰａの範囲の酸化剤分圧下で接触する、
のうちの少なくとも１つが満たされる、前記〔８〕に記載の方法。
〔１０〕（ＩＶ）あらゆる再生された第１の触媒の少なくとも一部、あらゆる再生された第２の触媒の少なくとも一部、又はあらゆる再生された第１の触媒の少なくとも一部及びあらゆる再生された第２の触媒の少なくとも一部を、還元気体と接触させて、再生及び還元された第１の触媒、再生及び還元された第２の触媒、又は再生及び還元された第１の触媒並びに再生及び還元された第２の触媒を生成するステップをさらに含む、前記〔８〕又は前記〔９〕のいずれかに記載の方法。
〔１１〕還元気体が、分子水素、一酸化炭素、メタン、エタン、エチレン、プロパン、プロピレン、水蒸気、分子窒素、アルゴン、二酸化炭素、又はそれらの混合物を含む、前記〔１０〕に記載の方法。
〔１２〕ステップ（ＩＶ）において、以下：
（ｉ）あらゆる再生された第１の触媒の少なくとも一部、あらゆる再生された第２の触媒の少なくとも一部、又はあらゆる再生された第１の触媒の少なくとも一部及びあらゆる再生された第２の触媒の少なくとも一部、並びに還元気体が、４５０℃～９００℃、好ましくは６００℃～９００℃、より好ましくは６２０℃～９００℃、より好ましくは６５０℃～８５０℃、又はより好ましくは６７０℃～８００℃の範囲の温度で接触する、
（ｉｉ）あらゆる再生された第１の触媒の少なくとも一部、あらゆる再生された第２の触媒の少なくとも一部、又はあらゆる再生された第１の触媒の少なくとも一部及びあらゆる再生された第２の触媒の少なくとも一部、並びに還元気体が、０．０１絶対ｋＰａ～１,０００絶対ｋＰａ、好ましくは０．１絶対ｋＰａ～５００絶対ｋＰａ、又はより好ましくは０．５絶対ｋＰａ～３００絶対ｋＰａ、又はより好ましくは１絶対ｋＰａ～２００絶対ｋＰａの範囲の還元気体分圧下で接触する、
のうちの少なくとも１つが満たされる、前記〔１０〕又は前記〔１１〕に記載の方法。
〔１３〕以下：
（ａ）ステップ（Ｉ）において、炭化水素含有供給物及び第１の触媒が、炭化水素含有供給物中のあらゆるＣ ₂ －Ｃ ₁₆ アルカン、あらゆるＣ ₄ －Ｃ ₁₆ 環状アルカン、及びあらゆるＣ ₈ －Ｃ ₁₆ アルキル芳香族の合計体積に基づき、０．１体積％～５０体積％、好ましくは０．５体積％～３０体積％、又はより好ましくは１体積％～１５体積％の量の水蒸気の存在下で接触する、
（ｂ）ステップ（ＩＩ）において、第１の変換区画流出物及び第２の触媒が、第１の変換区画流出物中のあらゆるＣ ₂ －Ｃ ₁₆ アルカン、あらゆるＣ ₄ －Ｃ ₁₆ 環状アルカン、及びあらゆるＣ ₈ －Ｃ ₁₆ アルキル芳香族の合計体積に基づき、０．１体積％～５０体積％、好ましくは０．５体積％～３０体積％、又はより好ましくは１体積％～１５体積％の量の水蒸気の存在下で接触する、
のうちの少なくとも１つが満たされる、前記〔１〕～〔１２〕のいずれかに記載の方法。
〔１４〕第１の変換区画流出物の温度が、３５０℃～７００℃、好ましくは４００℃～６７０℃、より好ましくは５００℃～６２０℃、又はより好ましくは５２０℃～６００℃の範囲にある、前記〔１〕～〔１３〕のいずれかに記載の方法。
〔１５〕ステップ（Ｉ）において、炭化水素含有供給物及び第１の触媒が、２０絶対ｋＰａ～１,０００絶対ｋＰａ、好ましくは５０絶対ｋＰａ～５００絶対ｋＰａ、又はより好ましくは７０絶対ｋＰａ～３００絶対ｋＰａの範囲の炭化水素分圧下で接触する、前記〔１〕～〔１４〕のいずれかに記載の方法。
〔１６〕第２の変換区画流出物の温度が、４００℃～９００℃、好ましくは６００℃～８００℃、より好ましくは６２０℃～７５０℃、又はより好ましくは６４０℃～７２５℃の範囲にある、前記〔１〕～〔１５〕のいずれかに記載の方法。
〔１７〕ステップ（ＩＩ）において、第１の変換区画流出物及び第２の触媒が、２０絶対ｋＰａ～１,０００絶対ｋＰａ、好ましくは５０絶対ｋＰａ～５００絶対ｋＰａ、又はより好ましくは７０絶対ｋＰａ～３００絶対ｋＰａの範囲の炭化水素分圧下で接触する、前記〔１〕～〔１６〕のいずれかに記載の方法。
〔１８〕第１の触媒及び第２の触媒のうちの少なくとも１つが助触媒をさらに含む、前記〔１〕～〔１７〕のいずれかに記載の方法。
〔１９〕助触媒が、Ｓｎ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｒｅ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、それらの組み合わせ、又はそれらの混合物を含む、前記〔１８〕に記載の方法。
〔２０〕第１の触媒及び第２の触媒のうちの少なくとも１つが、担体の合計質量に基づき最大１０質量％の助触媒を含む、前記〔１８〕又は前記〔１９〕のいずれかに記載の方法。
〔２１〕第１の触媒及び第２の触媒のうちの少なくとも１つが、担体に配置されたアルカリ金属元素をさらに含む、前記〔１〕～〔２０〕のいずれかに記載の方法。
〔２２〕アルカリ金属元素が、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、それらの組み合わせ、又はそれらの混合物を含む、前記〔２１〕に記載の方法。
〔２３〕第１の触媒及び第２の触媒のうちの少なくとも１つが、担体の合計質量に基づき最大５質量％のアルカリ金属元素を含む、前記〔２１〕又は前記〔２２〕に記載の方法。
〔２４〕ｍ、ｎ、ｐ、及びｑが、それぞれ１、１５、若しくは３０に等しいか、又はｍ＝１、ｎ＝１５、ｐ＝１５、及びｑ＝１である、前記〔１〕～〔２３〕のいずれかに記載の方法。
〔２５〕あらゆる２族元素、あらゆる４族元素、あらゆる１２族元素、及び原子番号２１、３９、又は５７～７１を有するあらゆる元素の合わせた量の、第１の触媒及び第２の触媒のうちの少なくとも１つにおける８～１０族元素に対するモル比が、少なくとも０．１８、少なくとも０．１９、少なくとも０．２４、又は少なくとも０．２９である、前記〔１〕～〔２４〕のいずれかに記載の方法。

【国際調査報告】