用于将烷烃和烷基芳族烃改质的方法

用于将烷烃和烷基芳族烃改质的方法

技术领域

本公开涉及用于将烷烃和/或烷基芳族烃改质的方法。更具体地，本公开涉及在催化剂存在下将一种或多种烷烃和/或一种或多种烷基芳族烃脱氢、脱氢芳构化和/或脱氢环化以产生包括一种或多种改质的烃的流出物的方法。

背景技术

烷烃和/或烷基芳族烃的催化脱氢、脱氢芳构化和脱氢环化是吸热和平衡限制的、工业上重要的化学转化过程。烷烃如C2-C12烷烃和/或烷基芳族烃如乙苯的脱氢可以通过多种不同的负载型催化剂体系如Pt基体系、Cr基体系、Ga基体系、V基体系、Zr基体系、In基体系、W基体系、Mo基体系、Zn基体系和Fe基体系来完成。在现有的丙烷脱氢方法中，某些方法使用氧化铝负载的氧化铬催化剂，该催化剂提供大约50％的最高丙烯收率(在90％丙烯选择性下55％丙烷转化率)，该最高丙烯收率在约560℃至650℃的温度和20kPa绝压至50kPa绝压的低压下获得。增加丙烯收率而不必在这样的低压下操作以提高所述脱氢方法的效率是希望的。

提高脱氢方法的温度是根据该方法的热力学提高该方法的转化率的一种方式。例如，在670℃和100kPa绝压下在没有任何惰性/稀释剂的情况下，通过模拟估计平衡丙烯收率为大约74％。然而，在这样的高温下，催化剂非常快速地失活和/或丙烯选择性变得不经济地低。所述快速的催化剂失活据信是由沉积到催化剂上的焦炭和/或活性相的团聚导致的。可以通过使用含氧气体的燃烧来去除焦炭，然而据信在所述燃烧过程中活性相的团聚加剧，这快速地降低催化剂的活性和稳定性。

因此，需要用于将烷烃和/或烷基芳族烃脱氢、脱氢芳构化和/或脱氢环化的改进的方法和催化剂。本公开满足了此需要和其它需要。

概述

本公开提供了用于将烷烃和/或烷基芳族烃改质的方法。在一些实施方案中，所述用于将烃改质的方法可以包括(I)使含烃进料与催化剂接触以实现至少一部分所述含烃进料的脱氢、脱氢芳构化和脱氢环化中的一种或多种，从而产生结焦的催化剂和可以包括一种或多种改质的烃和分子氢的流出物，所述催化剂可以包括布置在载体上的Pt。所述含烃进料可以包括一种或多种C2-C16直链或支化烷烃，或者一种或多种C4-C16环状烷烃，或者一种或多种C8-C16烷基芳族烃，或者它们的混合物。所述含烃进料和催化剂可以在至少20kPa绝压的烃分压下在300℃至900℃范围内的温度下接触≤3小时的时间，其中所述烃分压是所述含烃进料中任何C2-C16烷烃和任何C8-C16烷基芳族烃的总分压。所述催化剂可以包括0.05重量％至6重量％的Pt，基于所述载体的重量计。所述一种或多种改质的烃可以包括脱氢的烃、脱氢芳构化的烃和脱氢环化的烃中的至少一种。所述方法可以还包括(II)使至少一部分所述结焦的催化剂与氧化剂接触以实现至少一部分所述焦炭的燃烧，从而产生贫焦炭的再生催化剂和燃烧气体。所述方法可以还包括(III)使附加量的所述含烃进料与至少一部分所述再生催化剂接触以产生再结焦的催化剂和附加的流出物。从在步骤(I)中使所述含烃进料与所述催化剂接触至在步骤(III)中使所述附加量的所述含烃进料与所述再生催化剂接触的循环时间可以≤5小时。

在其它实施方案中，所述用于将烃改质的方法可以包括(I)使含烃进料与催化剂接触以实现至少一部分所述含烃进料的脱氢、脱氢芳构化和脱氢环化中的一种或多种，从而产生结焦的催化剂和可以包括一种或多种改质的烃和分子氢的流出物，所述催化剂可以包括布置在载体上的第8-10族元素。所述含烃进料可以包括一种或多种C2-C16直链或支化烷烃，或者一种或多种C4-C16环状烷烃，或者一种或多种C8-C16烷基芳族烃，或者它们的混合物。所述含烃进料和催化剂可以在至少20kPa绝压的烃分压下在300℃至900℃范围内的温度下接触≤3小时的时间，其中所述烃分压是所述含烃进料中任何C2-C16烷烃和任何C8-C16烷基芳族烃的总分压。所述一种或多种改质的烃可以包括脱氢的烃、脱氢芳构化的烃、脱氢环化的烃或者它们的混合物。所述催化剂可以包括0.05重量％至6重量％的所述第8-10族元素，基于所述载体的重量计。所述载体可以包括下列中的至少一种：w重量％的第2族元素，x重量％的第4族元素，y重量％的第12族元素，和z重量％的原子序数为21、39或者57-71的元素，基于所述载体的重量计，其中w，x，y和z独立地在0至100的范围内，其中任何第2族元素与基于所述载体的重量计的重量％m相联系，任何第4族元素与基于所述载体的重量计的重量％n相联系，任何第12族元素与基于所述载体的重量计的重量％p相联系，和任何原子序数为21、39或者57-71的元素与基于所述载体的重量计的重量％q相联系，并且m，n，p和q独立地是在1至100的范围内的数。w/m+x/n+y/p+z/p的和可以≥1，基于所述载体的重量计。所述方法可以还包括(II)使至少一部分所述结焦的催化剂与氧化剂接触以实现至少一部分所述焦炭的燃烧，从而产生贫焦炭的再生催化剂和燃烧气体。所述方法可以还包括(III)使附加量的所述含烃进料与至少一部分所述再生催化剂接触以产生再结焦的催化剂和附加的流出物。从在步骤(I)中使所述含烃进料与所述催化剂接触至在步骤(III)中使所述附加量的所述含烃进料与所述再生催化剂接触的循环时间可以≤5小时。

在其它实施方案中，所述用于将烃改质的方法可以包括(I)使含烃进料与催化剂接触以实现至少一部分所述含烃进料的脱氢、脱氢芳构化和脱氢环化中的一种或多种，从而产生结焦的催化剂和包含一种或多种改质的烃和分子氢的流出物，所述催化剂可以包括布置在载体上的第8-10族元素或其化合物。所述含烃进料可以包括一种或多种C2-C16直链或支化烷烃，或者一种或多种C4-C16环状烷烃，或者一种或多种C8-C16烷基芳族烃，或者它们的混合物，以及基于所述含烃进料中任何C2-C16烷烃和任何C8-C16烷基芳族烃的总体积计0.1vol％至50vol％的蒸汽。所述含烃进料和催化剂可以在至少20kPa绝压的烃分压下在300℃至900℃范围内的温度下接触≤3小时的时间，其中所述烃分压是所述含烃进料中任何C2-C16烷烃和任何C8-C16烷基芳族烃的总分压。所述催化剂可以包括基于所述载体的重量计0.05重量％至6重量％的所述第8-10族元素或者其化合物。所述改质的烃可以包括脱氢的烃、脱氢芳构化的烃、脱氢环化的烃或者它们的混合物。所述方法可以还包括(II)使至少一部分所述结焦的催化剂与氧化剂接触以实现至少一部分所述焦炭的燃烧，从而产生贫焦炭的再生催化剂和燃烧气体。所述方法可以还包括(III)使附加量的所述含烃进料与至少一部分所述再生催化剂接触以产生再结焦的催化剂和附加的流出物。从在步骤(I)中使所述含烃进料与所述催化剂接触至在步骤(III)中使所述附加量的所述含烃进料与所述再生催化剂接触的循环时间可以≤5小时。

附图简要说明

图1显示了已经经历在实施例1中使用的相同条件下进行的35次循环(再生、还原和脱氢)后实施例1-3中使用的催化剂的催化剂稳定性结果。

图2显示了已经经历在蒸汽存在下的49次循环(再生、还原和脱氢)后实施例23中使用的催化剂的催化剂稳定性结果。

详细描述

现在将描述本发明的各种具体的实施方案、变例和实施例，包括在本文中采用的用于理解要求保护的发明的优选实施方案和定义。尽管以下详细的描述给出了具体的、优选的实施方案，本领域技术人员将明白，这些实施方案仅是示例性的，并且本发明可以被以其它方式实践。为了确定侵权，本发明的范围将是指所附权利要求的任何一项或多项，包括它们的等价物和等价于所提到的那些要素或限制的要素或限制。对本“发明”的任何提及可以指权利要求书所定义的发明的一项或多项但不必全部。

在本公开中，一种方法被描述为包括至少一个“步骤”。应该理解，每个步骤是一种行为或者操作，其可以被以连续或不连续的方式在所述方法中进行一次或多次。除非被相反地规定或者上下文清楚地另外指明，在一种方法中的多个步骤可以被以它们被列出的顺序相继进行，有或没有与一个或多个其它步骤重叠，或者可以以任何其它顺序进行，如果情况可以的话。另外，一个或多个或甚至所有步骤可以就相同或不同批次的材料同时进行。例如，在一种连续方法中，在就刚进料到该方法的起始阶段的原料进行该方法的第一步骤的同时，可以就在所述第一步骤中在较早时候处理进料到所述方法的原料而得到的中间体材料同时进行第二步骤。优选地，以所描述的顺序进行所述步骤。

除非另外指明，在本公开中指明数量的所有数值在所有情况下应被理解为被术语“约”修饰。还应该理解，在本说明书和权利要求书中使用的精确数值构成了具体的实施方案。已经做出努力以确保实施例中数据的精确性。然而，应该理解，由于用于进行测量的技术和/或设备的局限，任何测量的数据固有地含有一定水平的误差。

在本文中某些实施方案和特征使用一组数值上限和一组数值下限进行描述。应当理解，包括任何两个值的组合(例如任何下限值与任何上限值的组合，任何两个下限值的组合，和/或任何两个上限值的组合)的范围已被想到，除非另外指明。

本文中使用的不定冠词“一个”或“一种”是指“至少一种”，除非被相反地规定或者上下文清楚地另外指明。因此，使用“一个反应器”或者“一个转化区”的实施方案包括其中一个、两个或更多个反应器或者转化区被使用的实施方案，除非被相反地规定或者上下文清楚地指明仅使用一个反应器或者转化区。

术语“烃”是指(i)任何由氢和碳原子组成的化合物或者(ii)两种或者更多种这样的(i)中的化合物的任何混合物。术语“Cn烃”(其中n是正整数)是指(i)在其分子中包含总数为n的碳原子的任何烃化合物或者(ii)两种或者更多种这样的(i)中的烃化合物的任何混合物。因此，C2烃可以是乙烷、乙烯、乙炔或者这些化合物中至少两种以任何比例的混合物。“Cm至Cn烃”或者“Cm-Cn烃”(其中m和n是正整数且m<n)是指Cm、Cm+1、Cm+2、…、Cn-1、Cn烃中的任一种或者它们中两种或者更多种的任何混合物。因此，“C2至C3烃”或者“C2-C3烃”可以是乙烷、乙烯、乙炔、丙烷、丙烯、丙炔、丙二烯、环丙烷中的任一种和它们中两种或更多种以任何组分间比例的任何混合物。“饱和的C2-C3烃”可以是乙烷、丙烷、环丙烷或它们中两种或更多种以任何比例的任何混合物。“Cn+烃”是指(i)在其分子中包含总数至少为n的碳原子的任何烃化合物或者(ii)两种或者更多种这样的(i)中的烃化合物的任何混合物。“Cn-烃”是指(i)在其分子中包含总数至多为n的碳原子的任何烃化合物或者(ii)两种或者更多种这样的(i)中的烃化合物的任何混合物。“Cm烃物流”是指基本上由Cm烃组成的烃物流。“Cm-Cn烃物流”是指基本上由Cm-Cn烃组成的烃物流。

就本公开而言，元素的命名根据hawley's Condensed Chemical Dictionary，第16版，John Wiley&Sons，Inc.(2016)，附录V中提供的元素周期表的版本(按照新标注法)。例如，第8族元素包括Fe，第9族元素包括Co，并且第10族元素包括Ni。本文中使用的术语“半金属”是指以下元素：B，Si，Ge，As，Sb，Te和At。在本公开中，当给定元素被指示为存在时，其可以以元素态存在或者以任何其化合物的形式存在，除非另有说明或者上下文清楚地另外指明。

术语“烷烃”是指饱和烃。术语“环状烷烃”是指在其分子结构中包含环状碳环的饱和烃。烷烃可以是直链的、支链的或环状的。

术语“芳烃”应按照它的本领域公认的范围理解，其包括烷基取代的和未取代的单核和多核化合物。

当在短语如“富含X”或者“富X”中使用时，术语“富含/富”是指，就从装置如转化区获得的流出物流而言，该物流以高于被进料到从其导出所述物流的同一装置的进料材料中的浓度包含所述材料X。当在短语如“贫X”中使用时，术语“贫”是指，就从装置如转化区获得的流出物流而言，该物流以低于被进料到从其导出所述物流的同一装置的进料材料中的浓度包含所述材料X。

术语“选择性”是指在催化反应中指定化合物的生产(在碳摩尔数基础上)。作为一个实例，短语“烷烃转化反应具有100％的烯烃选择性”意味着在所述反应中被转化的烷烃的100％(碳摩尔数基础)被转化为烯烃。当与指定的反应物结合使用时，术语“转化率”是指在反应中消耗的所述反应物的量。例如，当指定的反应物为丙烷时，100％的转化率是指100％的丙烷被在反应中消耗。收率(碳摩尔数基础)是转化率乘以选择性。

概述

所述含烃进料可以是或者可以包括但不限于一种或多种烷烃，例如C2-C16直链或支化烷烃和/或C4-C16环状烷烃，和/或一种或多种烷基芳族烃，例如C8-C16烷基芳族烃。在一些实施方案中，所述含烃进料可以任选地包括0.1vol％至50vol％的蒸汽，基于所述含烃进料中任何C2-C16烷烃和任何C8-C16烷基芳族烃的总体积计。在其它实施方案中，所述含烃进料可以包括<0.1vol％的蒸汽或者可以不含蒸汽，基于所述含烃进料中任何C2-C16烷烃和任何C8-C16烷基芳族烃的总体积计。所述含烃进料可以与包括布置在载体上的第8-10族元素如Pt的催化剂接触，以实现至少一部分所述含烃进料的脱氢、脱氢芳构化和脱氢环化中的一种或多种，从而产生结焦的催化剂和可以包括一种或多种改质的烃和分子氢的流出物。所述一种或多种改质的烃可以是或者可以包括一种或多种脱氢的烃、一种或多种脱氢芳构化的烃、一种或多种脱氢环化的烃或者它们的混合物。所述含烃进料和催化剂可以在至少20kPa绝压的烃分压下在300℃至900℃范围内的温度下接触≤3小时的第一时间，其中所述烃分压是所述含烃进料中任何C2-C16烷烃和任何C8-C16烷基芳族烃的总分压。所述催化剂可以包括0.05重量％至6重量％的第8-10族元素如Pt，基于所述载体的重量计。所述载体可以是或者可以包括但不限于第2族元素、第4族元素、第12族元素、原子序数为21、39或者57-71的元素或者它们的化合物。

至少一部分所述结焦的催化剂可以与一种或多种氧化剂接触以实现至少一部分所述焦炭的燃烧，从而产生贫焦炭的再生催化剂和燃烧气体。在一些实施方案中，所述方法可以任选地包括使至少一部分所述再生催化剂与还原气体接触以产生再生且还原的催化剂。附加量的所述含烃进料可以与所述再生催化剂的至少一部分和/或任何再生且还原的催化剂的至少一部分接触，以产生再结焦的催化剂和附加的流出物。从使所述含烃进料与所述催化剂接触至使所述附加量的所述含烃进料与所述再生催化剂接触的循环时间可以≤5小时。

令人惊讶地并且意外地发现，包括布置在载体上的第8-10族元素如Pt的催化剂在许多次循环(例如至少15次循环，至少20次循环，至少30次循环，至少40次循环，至少50次循环，至少60次循环，至少70次循环，至少100次循环，至少125次循环，至少150次循环，至少175次循环，或者至少200次循环)后可以仍是足够活性和稳定的，每次循环时间持续≤5小时，≤4小时，≤3小时，≤2小时，≤1小时，≤50分钟，≤45分钟，≤30分钟，≤15分钟，≤10分钟，≤5分钟，≤1分钟，≤30秒，或者≤10秒。在一些实施方案中，所述循环时间可以是从5秒、30秒、1分钟或者5分钟至10分钟、20分钟、30分钟、45分钟、50分钟、70分钟、2小时、3小时、4小时或者5小时。在一些实施方案中，在所述催化剂性能稳定之后(有时前面几次循环可能具有相对较差或相对较好的性能，但性能最终可以稳定)，所述方法可以在最初与含烃进料接触时在≥75％，≥80％，≥85％，≥90％，或>95％的改质烃如丙烯选择性下产生第一改质烃产物(例如当含烃进料包括丙烷时的丙烯)收率，并且在完成最后一次循环(总共至少15次循环)后可以在≥75％，≥80％，≥85％，≥90％，或者>95％的改质烃如丙烯选择性下具有第二改质烃产物收率，该第二改质烃产物收率可以是所述第一改质烃产物收率的至少90％，至少93％，至少95％，至少97％，至少98％，至少99％，至少99.5％，或者至少100％。在该发现之前，据信具有第8-10族元素如Pt作为活性组分的催化剂在经历如此多的、具有不要求添加卤素的简单氧化再生的短循环时将不会维持足够的活性和稳定性。

第一次循环在所述催化剂与所述含烃进料接触时开始，接着所述催化剂至少与氧化剂接触以产生再生催化剂或者至少与氧化剂和任选的还原气体接触以产生再生且还原的催化剂，并且所述第一次循环在所述再生催化剂或者所述再生且还原的催化剂与附加量的所述含烃进料接触时结束。第二次循环和随后的每次循环在所述再生催化剂或者所述再生且还原的催化剂和所述附加量的含烃进料接触时开始，并且第二次循环和随后的每次循环在附加的或者随后再生的催化剂或者再生且还原的催化剂与附加量的所述含烃进料接触时结束。

另外，通过本文中描述的方法和催化剂获得了前所未有的丙烯收率。在一些实施方案中，当所述含烃进料包括丙烷和所述改质的烃包括丙烯时，对于至少15次循环，至少20次循环，至少30次循环，至少40次循环，至少50次循环，至少60次循环，至少70次循环，至少100次循环，至少125次循环，至少150次循环，至少175次循环，或者至少200次循环，所述含烃进料与所述催化剂的接触可以在至少75％，至少80％，至少85％，至少90％，或者至少95％的丙烯选择性下产生至少52％，至少53％，至少55％，至少57％，至少60％，至少62％，或者至少63％的丙烯收率。在其它实施方案中，当含烃进料包括基于所述含烃进料的总体积计至少70vol％的丙烷且在至少20kPa绝压的丙烷分压下接触时，对于至少15次循环，至少20次循环，至少30次循环，至少40次循环，至少50次循环，至少60次循环，至少70次循环，至少100次循环，至少125次循环，至少150次循环，至少175次循环，或者至少200次循环，可以在至少75％，至少80％，至少85％，至少90％，或者至少95％的丙烯选择性下获得至少52％，至少53％，至少55％，至少57％，至少60％，至少62％，或者至少63％的丙烯收率。据信，对于至少15次循环，至少20次循环，至少30次循环，至少40次循环，至少50次循环，至少60次循环，至少70次循环，至少100次循环，至少125次循环，至少150次循环，至少175次循环，或者至少200次循环，通过进一步优化载体的组成和/或调节一种或多种工艺条件，所述丙烯收率可以在至少75％，至少80％，至少85％，至少90％，或者至少95％的丙烯选择性下进一步提高至至少65％，至少67％，至少68％，至少70％，至少72％，至少75％，至少77％，至少80％，或者至少82％。在一些实施方案中，对于至少15次循环，至少20次循环，至少30次循环，至少40次循环，至少50次循环，至少60次循环，至少70次循环，至少100次循环，至少125次循环，至少150次循环，至少175次循环，或者至少200次循环，当所述催化剂与所述烃进料在至少620℃，至少630℃，至少640℃，至少650℃，至少655℃，至少660℃，至少670℃，至少680℃，至少690℃，至少700℃，或者至少750℃的温度下接触时可以得到所述丙烯收率。在这样的加工条件下这样的高丙烯收率并不被认为是可能的。

烃改质方法

所述含烃进料和所述催化剂可以在任何合适的环境(例如设置在一个或多个反应器内的一个或多个反应或转化区)内彼此接触以产生流出物和结焦的催化剂。在一些实施方案中，所述反应或者转化区可以被设置在或位于一个或多个固定床反应器、一个或多个流化或移动床反应器、一个或多个逆流反应器或它们的任何组合内。

所述含烃进料和催化剂可以在从300℃，350℃，400℃，450℃，500℃，550℃，600℃，620℃，650℃，660℃，670℃，680℃，690℃，或者700℃至725℃，750℃，760℃，780℃，800℃，825℃，850℃，875℃，或者900℃的范围内的温度下接触。在一些实施方案中，所述含烃进料和催化剂可以在至少620℃，至少650℃，至少660℃，至少670℃，至少680℃，至少690℃，或者至少700℃至725℃，750℃，760℃，780℃，800℃，825℃，850℃，875℃，或者900℃的温度下接触。所述含烃进料可以被引入所述反应或者转化区并且与在其中的催化剂接触≤3小时，≤2.5小时，≤2小时，≤1.5小时，≤1小时，≤45分钟，≤30分钟，≤20分钟，≤10分钟，≤5分钟，≤1分钟，≤30秒，≤10秒，≤5秒，或者≤1秒或者≤0.5秒的时间。在一些实施方案中，所述含烃进料可以与所述催化剂接触在从0.1秒，0.5秒，0.7秒，1秒，30秒，1分钟，5分钟，或者10分钟至30分钟，50分钟，70分钟，1.5小时，2小时，或者3小时的范围内的时间。

所述含烃进料和催化剂可以在至少20kPa绝压的烃分压下接触，其中所述烃分压是所述含烃进料中任何C2-C16烷烃和任何C8-C16烷基芳族烃的总分压。在一些实施方案中，在所述含烃进料和所述催化剂接触的过程中所述烃分压可以在从20kPa绝压，50kPa绝压，100kPa绝压，至少150kPa，至少200kPa，300kPa绝压，500kPa绝压，750kPa绝压，或者1,000kPa绝压至1,500kPa绝压，2,500kPa绝压，4,000kPa绝压，5,000kPa绝压，7,000kPa绝压，8,500kPa绝压，或者10,000kPa绝压的范围内，其中所述烃分压是所述含烃进料中任何C2-C16烷烃和任何C8-C16烷基芳族烃的总分压。在其它实施方案中，在所述含烃进料和所述催化剂接触的过程中所述烃分压可以在从20kPa绝压，50kPa绝压，100kPa绝压，150kPa绝压，200kPa绝压，250kPa绝压，或者300kPa绝压至500kPa绝压，600kPa绝压，700kPa绝压，800kPa绝压，900kPa绝压，或者1,000kPa绝压的范围内，其中所述烃分压是所述含烃进料中任何C2-C16烷烃和任何C8-C16烷基芳族烃的总分压。

在一些实施方案中，所述含烃进料可以包括至少60vol％，至少65vol％，至少70vol％，至少75vol％，至少80vol％，至少85vol％，至少90vol％，至少95vol％，或者至少99vol％的单一C2-C16烷烃，例如丙烷，基于所述含烃进料的总体积计。所述含烃进料和催化剂可以在至少20kPa绝压，至少50kPa绝压，至少100kPa绝压，至少150kPa绝压，至少250kPa绝压，至少300kPa绝压，至少400kPa绝压，至少500kPa绝压，或者至少1,000kPa绝压的单一C2-C16烷烃如丙烷压力下接触。

所述含烃进料可以与所述催化剂在反应或者转化区内在对于进行所述改质方法来说有效的任何重时空速(WHSV)下接触。在一些实施方案中，WHSV可以在从0.01hr-1，0.1hr-1，1hr-1，2hr-1，5hr-1，10hr-1，20hr-1，30hr-1，或者50hr-1至100hr-1，250hr-1，500hr-1，或者1,000hr-1的范围内。在一些实施方案中，当所述烃改质方法包括硫化或者移动催化剂时，催化剂与任何C2-C16烷烃和任何C8-C16烷基芳族烃的总量的比可以在从1，3，5，10，15，20，25，30，或者40至50，60，70，80，90，100，110，125，或者150的范围内，按重量比计。

当所述结焦的催化剂的活性下降到所需的最小量以下时，所述结焦的催化剂或其至少一部分可以在所述反应或转化区内或者在与所述反应或转化区分开的燃烧区内与氧化剂接触(取决于具体的反应器构型)，以产生再生的催化剂。例如，当使用固定床或逆流反应器时催化剂的再生可以在反应或转化区内发生，或者当使用流化床反应器或其它循环或流化型反应器时催化剂的再生可以在与反应或转化区分开的单独的燃烧区内发生。类似地，所述任选的还原步骤也可以在反应或转化区内、在燃烧区内和/或在单独的还原区内发生。因此，所述含烃进料可以在周期型方法如通常用于固定床和逆流反应器中的那些方法和/或在通常用于流化床反应器的连续型方法中与所述催化剂接触，以实现至少一部分所述含烃进料的脱氢、脱氢芳构化和脱氢环化中的一种或多种，从而产生结焦的催化剂以及包括一种或多种改质的烃和分子氢的第一流出物。如果需要，可以通过一个或多个分离器如旋风分离器来实现所述包括改质的烃和分子氢的流出物和所述结焦的催化剂的分离。

所述氧化剂可以是或者可以包括但不限于O2，O3，CO2，H2O，或者它们的混合物。在一些实施方案中，可以使用超过燃烧100％催化剂上的焦炭所需量的氧化剂，以增加从催化剂去除焦炭的速率，使得可以减少焦炭去除所需的时间并导致在给定时间段内生产的改质产品的增加的收率。

所述结焦的催化剂和氧化剂可以在从300℃，350℃，400℃，450℃，500℃，550℃，600℃，650℃，700℃，750℃，或者800℃至900℃，950℃，1,000℃，1,050℃，或者1,100℃的范围内的温度下彼此接触，以产生再生催化剂。在一些实施方案中，所述结焦的催化剂和氧化剂可以在500℃至1,100℃，600℃至1,000℃，650℃至950℃，700℃至900℃，或者750℃至850℃的范围内的温度下彼此接触，以产生再生催化剂。

所述结焦的催化剂和氧化剂可以彼此接触≤2小时，≤1小时，≤30分钟，≤10分钟，≤5分钟，≤1分钟，≤30秒，≤10秒，≤5秒，或者≤1秒的时间。例如，所述结焦的催化剂和氧化剂可以彼此接触2秒至2小时范围内的时间。在一些实施方案中，所述结焦的催化剂和氧化剂可以接触足以除去≥50重量％，≥75重量％，≥90重量％或者>99％的沉积在所述催化剂上的任何焦炭的时间。

在一些实施方案中，所述结焦的催化剂和氧化剂彼此接触的时间可以小于所述催化剂与所述含烃进料接触以产生所述流出物和所述结焦的催化剂的时间。例如，所述结焦的催化剂和氧化剂彼此接触的时间可以比所述催化剂与所述含烃进料接触以产生所述流出物的时间少至少90％，至少60％，至少30％，或者至少10％。在其它实施方案中，所述结焦的催化剂和氧化剂彼此接触的时间可以大于所述催化剂与所述含烃进料接触以产生所述流出物和所述结焦的催化剂的时间。例如，所述结焦的催化剂和氧化剂彼此接触的时间可以比所述催化剂与所述含烃进料接触以产生所述流出物的时间大至少50％，至少100％，至少300％，至少500％，至少1,000％，至少10,000％，至少30,000％，至少50,000％，至少75,000％，至少100,000％，至少250,000％，至少500,000％，至少750,000％，至少1,000,000％，至少1,250,000％，至少1,500,000％，或者至少1,800,000％。

所述结焦的催化剂和氧化剂可以在从20kPa绝压，50kPa绝压，100kPa绝压，300kPa绝压，500kPa绝压，750kPa绝压，或者1,000kPa绝压至1,500kPa绝压，2,500kPa绝压，4,000kPa绝压，5,000kPa绝压，7,000kPa绝压，8,500kPa绝压，或者10,000kPa绝压的范围内的氧化剂分压下彼此接触。在其它实施方案中，在与所述结焦的催化剂接触的过程中氧化剂分压可以在从20kPa绝压，50kPa绝压，100kPa绝压，150kPa绝压，200kPa绝压，250kPa绝压，或者300kPa绝压至500kPa绝压，600kPa绝压，700kPa绝压，800kPa绝压，900kPa绝压，或者1,000kPa绝压的范围内，以产生所述再生催化剂。

不希望受理论束缚，据信，与在与含烃进料接触之前的催化剂相比，设置在所述结焦的催化剂上的第8-10族元素如Pt的至少一部分可能是附聚的。据信，在所述结焦催化剂上的至少一部分焦炭的燃烧过程中，至少一部分所述第8-10族元素可以被重新分散在所述载体上。使任何附聚的第8-10族元素的至少一部分再分散可以增加活性并改善所述催化剂在多次循环中的稳定性。

在一些实施方案中，与在与含烃进料接触的催化剂中的第8-10族元素相比和与在所述结焦的催化剂中的第8-10族元素相比，在所述再生催化剂中的至少一部分第8-10族元素如Pt可以处于更高的氧化态。因此，如上面指出的，在一些实施方案中所述方法可以任选地包括使至少一部分所述再生催化剂与还原气体接触以产生再生且还原的催化剂。合适的还原气体(还原剂)可以是或者可以包括但不限于H2，CO，CH4，C2H6，C3H8，C2H4，C3H6，蒸汽，或者它们的混合物。在一些实施方案中，所述还原剂可以与惰性气体如Ar，Ne，He，N2，CO2，H2O或者它们的混合物混合。在这样的实施方案中，在所述再生且还原的催化剂中的至少一部分第8-10族元素可以被还原到更低的氧化态如元素态，与在所述再生催化剂中的第8-10族元素相比。在该实施方案中，所述附加量的含烃进料可以与至少一部分所述再生催化剂和/或至少一部分所述再生且还原的催化剂接触。

在一些实施方案中，所述再生催化剂和所述还原气体可以在从300℃，350℃，400℃，450℃，500℃，550℃，600℃，620℃，650℃，或者670℃至720℃，750℃，800℃，或者900℃的范围内的温度下接触。所述再生催化剂和所述还原气体可以接触在从1秒，5秒，10秒，20秒，30秒，或者1分钟至10分钟，30分钟，或者60分钟的范围内的时间。所述再生催化剂和还原气体可以在20kPa绝压，50kPa绝压，100kPa绝压，300kPa绝压，500kPa绝压，750kPa绝压，或者1,000kPa绝压至1,500kPa绝压，2,500kPa绝压，4,000kPa绝压，5,000kPa绝压，7,000kPa绝压，8,500kPa绝压，或者10,000kPa绝压范围内的还原剂分压下接触。在其它实施方案中，在与所述再生催化剂接触的过程中还原剂分压可以在从20kPa绝压，50kPa绝压，100kPa绝压，150kPa绝压，200kPa绝压，250kPa绝压，或者300kPa绝压至500kPa绝压，600kPa绝压，700kPa绝压，800kPa绝压，900kPa绝压，或者1,000kPa绝压的范围内，以产生所述再生催化剂。

所述再生催化剂、所述再生且还原的催化剂、新的或者新鲜的催化剂、或者它们的混合物的至少一部分可以与附加量的含烃进料在反应或者转化区内接触，以产生附加的流出物和附加的结焦的催化剂。如上面指出的，从使所述含烃进料与所述催化剂接触至使附加量的所述含烃进料与所述再生催化剂和/或所述再生且还原的催化剂的至少一部分和任选地与新的或者新鲜的催化剂接触的循环时间可以≤5小时。

在一些实施方案中，可以在含烃进料流和氧化剂流之间，在氧化剂和任选的还原气体(如果使用的话)之间，在氧化剂和附加的含烃进料之间，和/或在还原气体和附加的含烃进料之间使用一种或多种附加进料，例如一种或多种吹扫流体。所述吹扫流体尤其可以将不希望的材料如包括烟灰在内的不可燃颗粒吹扫或驱逐出反应器。在一些实施方案中，所述一种或多种附加进料在所述脱氢、脱氢芳构化和脱氢环化、燃烧和/或还原条件下可以是惰性的。合适的吹扫流体可以是或者可以包括N2，He，Ar，CO2，H2O，CO2，CH4，或者它们的混合物。在一些实施方案中，如果所述方法使用吹扫流体，则使用所述吹扫流体的持续时间或时间段可以在从1秒，5秒，10秒，20秒，30秒，或者1分钟至10分钟，30分钟，或者60分钟的范围内。

如上面指出的，第一次循环在所述催化剂与所述含烃进料接触时开始，接着所述催化剂至少与氧化剂接触以产生再生催化剂或者至少与氧化剂和任选的还原气体接触以产生再生且还原的催化剂，并且所述第一次循环在所述再生催化剂或者所述再生且还原的催化剂与附加量的所述含烃进料接触时结束。如果在含烃进料流和氧化剂流之间，在氧化剂和还原气体(如果使用的话)之间，在氧化剂和附加量的含烃进料之间，和/或在还原气体(如果使用的话)和附加量的含烃进料之间使用任何吹扫流体，使用这样的吹扫流体的时间将被包括在包括在所述循环时间内的时间段内。这样，从在步骤(I)中使含烃进料与催化剂接触至在步骤(III)中使附加量的含烃进料与再生催化剂接触的循环时间可以≤5小时。

适用于实施本文中公开的方法的系统可以包括本领域中公知的系统，例如WO公开号WO2017078894中公开的固定床反应器；美国专利号3,888,762、7,102,050、7,195,741、7,122,160和8,653,317以及美国专利申请公开号2004/0082824、2008/0194891中公开的流化上升式反应器和/或下流式反应器；和美国专利号8,754,276、美国专利申请公开号2015/0065767和WO公开号WO2013169461中公开的逆流反应器。

催化剂

所述催化剂可以包括0.05重量％，0.1重量％，0.2重量％，0.5重量％，或者1重量％至2重量％，3重量％，4重量％，5重量％，或者6重量％的第8-10族元素，基于所述载体的总重量计。在一些实施方案中，所述催化剂可以包括>0.025重量％，>0.05重量％，>0.1重量％，>0.13重量％，>0.15重量％，>0.17重量％，>0.2重量％，>0.2重量％，>0.23重量％，>0.25重量％，>0.27重量％，或者>0.3重量％且<0.5重量％，<1重量％，<2重量％，<3重量％，<4重量％，<5重量％，或者<6重量％的第8-10族元素，基于所述载体的总重量计。在一些实施方案中，所述第8-10族元素可以是或者可以包括但不限于Fe，Co，Ni，Ru，Pd，Os，Ir，Pt，它们的组合，或者它们的混合物。在至少一个实施方案中，所述第8-10族元素可以是或者可以包括Pt。

所述载体可以是或者可以包括但不限于一种或多种原子序数为4，12，20-22，30，38-40，48，或者56-71的元素。换一种说法，所述载体可以是或者可以包括一种或多种第2族元素、一种或多种第4族元素、一种或多种第12族元素、一种或多种原子序数为21、39或者57-71的元素、它们的组合或者它们的混合物。在一些实施方案中，所述第2族元素、第4族元素、第12族元素和/或原子序数为21、39或者57-71的元素可以以其元素形式存在。在其它实施方案中，所述第2族元素、第4族元素、第12族元素和/或原子序数为21、39或者57-71的元素可以以化合物的形式存在。例如，所述第2族元素、第4族元素、第12族元素和/或原子序数为21、39或者57-71的元素可以以氧化物，磷酸盐，卤化物，卤酸盐(halate)，硫酸盐，硫化物，硼酸盐，氮化物，碳化物，铝酸盐，硅铝酸盐，硅酸盐，碳酸盐，偏磷酸盐，硒化物，钨酸盐，钼酸盐，铬铁矿，铬酸盐，重铬酸盐或硅化物的形式存在。在一些实施方案中，包括第2族元素、第4族元素、第12族元素和/或原子序数为21、39或者57-71的元素的任何两种或者更多种化合物的混合物可以以不同的形式存在。例如，第一化合物可以是氧化物，第二化合物可以是铝酸盐，其中所述第一化合物和所述第二化合物包括彼此相同或不同的第2族元素、第4族元素、第12族元素和/或原子序数为21、39或者57-71的元素。

在一些实施方案中，所述载体可以是或者可以包括下列中的至少一种：w重量％的第2族元素，x重量％的第4族元素，y重量％的第12族元素，和z重量％的原子序数为21、39或者57-71的元素，基于所述载体的重量计，其中w，x，y和z独立地在0至100的范围内。所述载体中存在的任何第2族元素可以与基于所述载体的重量计的重量％m相关联，所述载体中存在的任何第4族元素可以与基于所述载体的重量计的重量％n相关联，所述载体中存在的任何第12族元素可以与基于所述载体的重量计的重量％p相关联，和所述载体中存在的任何原子序数为21、39或者57-71的元素可以与基于所述载体的重量计的重量％q相关联，其中m，n，p和q可以独立地是在1至100的范围内的数字。在一些实施方案中，w/m+x/n+y/p+z/p的和可以是至少1，基于所述载体的重量计。在其它实施方案中，w/m+x/n+y/p+z/p的和可以是至少1，至少2，至少4，至少6，至少8，至少12，至少24，至少48，或者至少60，基于所述载体的重量计。在其它实施方案中，w/m+x/n+y/p+z/p的和可以在从1，2，3，4，5，6，7，或者8至10，12，16，24，30，48，或者60的范围内。在其它实施方案中，w/m+x/n+y/p+z/p的和可以在从1至2的范围内，从2至4的范围内，从4至6的范围内，从6至8的范围内，从8至12的范围内，从12至24的范围内，从24至48的范围内，或者从48至60的范围内。

在一些实施方案中，m可以是选自2，4，6，8，10，12，14，16，18和20的十个值中的一个；n可以是选自2，4，6，8，10，12，14，16，18，20，22和24的十二个值中的一个；p可以是选自2，4，6，8，10，12，14，16，18，20，22和24的十二个值中的一个；和q可以是选自2，4，6，10，14，18，22，26，30，34，38和40的十二个值中的一个，其中m，n，p和q可以是任何组合，使得存在17,280(10x12x12x12)个不同的组合。在其它实施方案中，m可以等于2，7，10或者20，n可以是2，10，20或者25，p可以是2，10，20或者25，和q可以是2，10，30或者40，其中m，n，p和q可以是任何组合，使得存在256(4x4x4x4)个不同的组合。在一些实施方案中，m，n，p和q可以各自等于2，10，15或者30。在其它实施方案中，m可以等于7，n可以等于10，p可以等于10，和q可以等于10。在其它实施方案中，m可以等于7，n可以等于20，p可以等于20，和q可以等于10。在其它实施方案中，m可以等于10，n可以等于20，p可以等于20，和q可以等于30。在其它实施方案中，m可以等于7，n可以等于10，p可以等于10，和q可以等于30。

在一些实施方案中，w，x，y和z可以独立地是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，或者100，其中w，x，y，z的和≤100。

在一些实施方案中，当所述载体包括第2族元素时，第2族元素与第8-10族元素的摩尔比可以在从0.24，0.5，1，10，50，100，300，450，600，800，1,000，1,200，1,500，1,700，或者2,000至3,000，3,500，4,000，4,500，5,000，5,500，6,000，6,500，7,000，7,500，8,000，8,500，9,000，或者9,500的范围内。在一些实施方案中，当所述载体包括第4族元素时，第4族元素与第8-10族元素的摩尔比可以在从0.18，0.3，0.5，1，10，50，100，或者200至300，400，500，600，700，或者810的范围内。在一些实施方案中，当所述载体包括第12族元素时，第12族元素与第8-10族元素的摩尔比可以在从0.29，0.5，1，10，50，或者100至200，300，400，500，或者590的范围内。在一些实施方案中，当所述载体包括原子序数为21、39或者57-71的元素时，所述原子序数为21、39或者57-71的元素与第8-10族元素的摩尔比可以在从0.19，0.5，1，10，50，100，或者150至200，250，300，350，400，或者438的范围内。在一些实施方案中，当所述载体包括第2、4或者12族元素和原子序数为21、39或者57-71的元素中的两种或者更多种时，任何第2族元素、任何第4族元素、任何第12族元素和任何原子序数为21、39或者57-71的元素的总量与所述第8-10族元素的摩尔比可以在从0.18，0.5，1，10，50，100，300，450，600，800，1,000，1,200，1,500，1,700，或者2,000至3,000，3,500，4,000，4,500，5,000，5,500，6,000，6,500，7,000，7,500，8,000，8,500，9,000，或者9,500的范围内。

在一些实施方案中，所述载体可以是或者可以包括但不限于以下化合物中的一种或多种：MguZn1-uO，其中u是正数；ZnvAl2O3+v，其中v是正数；MgwAl2O3+w，其中w是正数；CaxAl2O3+x，其中x是正数；SryAl2O3+y，其中y是正数；BazAl2O3+z，其中z是正数；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；氧化钇稳定的ZrO2；一种或多种铬酸镁，一种或多种钨酸镁，一种或多种钼酸镁，它们的组合，和它们的混合物。

如果作为所述载体或者作为所述载体的组分存在，其中u是正数的所述MguZn1-uO可以具有在从1，2，3或者6至12，25，50或者100的范围内的Mg与Zn的摩尔比。如果作为所述载体或者作为所述载体的组分存在，其中v是正数的所述ZnvAl2O3+v可以具有在从0.05，0.3或者0.6至0.9，1.5或者3的范围内的Zn与Al的摩尔比。如果作为所述载体或者作为所述载体的组分存在，其中w是正数的所述MgwAl2O3+w可以具有在从1，2，3，4或者5至6，7，8，9或者10的范围内的Mg与Al的摩尔比。如果作为所述载体或者作为所述载体的组分存在，其中x是正数的所述CaxAl2O3+x可以具有在1：12，1：4，1：2，2：3，5：6，1：1，12：14，或者1.5：1的范围内的Ca与Al的摩尔比。在一些实施方案中，所述CaxAl2O3+x可以包括铝酸三钙，七铝酸十二钙，铝酸单钙，二铝酸单钙，六铝酸单钙，铝酸二钙，三铝酸五钙，三铝酸四钙，或者它们的任何混合物。如果作为所述载体或者作为所述载体的组分存在，其中y是正数的所述SryAl2O3+y可以具有在从0.05，0.3或者0.6至0.9，1.5或者3的范围内的Sr与Al的摩尔比。如果作为所述载体或者作为所述载体的组分存在，其中z是正数的所述BazAl2O3+z可以具有在从0.05，0.3或者0.6至0.9，1.5或者3的范围内的Ba与Al的摩尔比。

在一些实施方案中，所述载体可以还包括但不限于选自第5，6，7，11，13，14，15和16族的至少一种金属元素和/或至少一种半金属元素和/或至少一种其化合物。如果所述载体还包括包含所述选自第5，6，7，11，13，14，15和16族的金属元素和/或半金属元素的化合物，所述化合物可以以氧化物，磷酸盐，卤化物，卤酸盐(halate)，硫酸盐，硫化物，硼酸盐，氮化物，碳化物，铝酸盐，硅铝酸盐，硅酸盐，碳酸盐，偏磷酸盐，硒化物，钨酸盐，钼酸盐，铬铁矿，铬酸盐，重铬酸盐或硅化物的形式存在于所述载体中。在一些实施方案中，包含所述选自第5，6，7，11，13，14，15和16族的金属元素和/或半金属元素的合适的化合物可以是或者可以包括但不限于下列中的一种或多种：B2O3，AlBO3，Al2O3，SiO2，SiC，Si3N4，硅铝酸盐，VO，V2O3，VO2，V2O5，Ga2O3，In2O3，Mn2O3，Mn3O4，MnO，一种或多种钼氧化物，一种或多种钨氧化物，一种或多种沸石，以及它们的混合物和组合。

在一些实施方案中，所述载体可以还包括布置在其上的一种或多种助催化剂。所述助催化剂可以是或者可以包括但不限于Sn，Ga，Zn，Ge，In，Re，Ag，Au，Cu，它们的组合，或者它们的混合物。因此，如果作为所述催化剂的组分存在，Zn、Ga和/或In可以作为所述载体的组分存在，作为布置在所述载体上的助催化剂存在，或者既作为所述载体的组分又作为布置在所述载体上的助催化剂存在。在一些实施方案中，所述助催化剂可以与所述第8-10族元素如Pt缔合。例如，布置在所述载体上的助催化剂和第8-10族元素可以形成第8-10族元素-助催化剂簇，其可以被分散在所述载体上。如果存在，所述助催化剂可以改善所述催化剂用于给定的改质烃时的选择性/活性/寿命。在一些实施方案中，当所述含烃进料包括丙烷时，添加助催化剂可以改善催化剂的丙烯选择性。所述催化剂可以以0.01重量％，0.1重量％，0.2重量％，0.3重量％，0.4重量％，0.5重量％，0.6重量％，0.7重量％，0.8重量％，0.9重量％，或者1重量％至3重量％，5重量％，7重量％，或者10重量％的量包括所述助催化剂，基于所述载体的重量计。

在一些实施方案中，所述载体可以还包括布置在所述载体上的一种或多种碱金属元素。如果存在，所述碱金属元素可以是或者可以包括但不限于Li，Na，K，Rb，Cs，它们的组合，或者它们的混合物。在至少一些实施方案中，所述碱金属元素可以是或者可以包括K和/或Cs。如果存在，所述碱金属元素可以改善催化剂用于给定的改质烃时的选择性。所述催化剂可以以0.01重量％，0.1重量％，0.2重量％，0.3重量％，0.4重量％，0.5重量％，0.6重量％，0.7重量％，0.8重量％，0.9重量％，或者1重量％至2重量％，3重量％，4重量％，或者5重量％的量包括所述碱金属元素，基于所述载体的重量计。

载体的制备可以通过任何已知的方法完成。为了简化和便于描述，将更详细地描述包括镁和铝的混合氧化物(Mg(Al)O或者MgO/Al2O3)的合适载体的制备。催化剂合成技术是公知的，并且下面的描述是为了举例说明的目的而不应被认为限制载体或催化剂的合成。在一些实施方案中，为了制备MgO/Al2O3混合氧化物载体，可以将Mg和Al前体如Mg(NO3)2和Al(NO3)3在一起混合，例如球磨，随后煅烧。在另一个实施方案中，可以将所述两种前体溶解在H2O中，搅拌至干燥(任选地施加热量)，然后煅烧。在另一个实施方案中，可以将所述两种前体溶解在H2O中，然后添加碱和碳酸盐例如NaOH/Na2CO3以产生水滑石，随后煅烧。在另一个实施方案中，可以将商业就绪的MgO和Al2O3混合并球磨。在另一个实施方案中，可以将Mg(NO3)2前体溶解在水中，并且可以将所述溶液浸渍到现有的载体如Al2O3载体上，所述载体然后可以被干燥和煅烧。在另一个实施方案中，可以通过离子吸附将来自Mg(NO3)2的Mg加载到现有的Al2O3载体上，随后进行液固分离、干燥和煅烧。

可以通过任何已知技术将第8-10族金属和任何助催化剂和/或任何碱金属元素负载到所述混合氧化物载体上。例如，可以将一种或多种第8-10族元素前体如氯铂酸、硝酸四氨合铂和/或氢氧化四氨合铂，一种或多种助催化剂前体(如果使用的话)例如盐如SnCl4和/或AgNO3，和一种或多种碱金属元素前体(如果使用的话)如kNO3、KCl和/或NaCl溶解在水中。可以将所述溶液浸渍到载体上，然后干燥和煅烧。在一些实施方案中，所述第8-10族元素前体和任选地所述助催化剂前体和/或所述碱金属元素前体可以同时加载到所述载体上，或者分开地顺序加载到所述载体上(中间进行干燥和/或煅烧步骤)。在其它实施方案中，可以通过化学气相沉积将第8-10族元素和任选地所述助催化剂和/或碱金属元素加载到所述载体上，其中使所述前体挥发并沉积到载体上，随后煅烧。在其它实施方案中，可以通过离子吸附将第8-10族元素前体和任选地所述助催化剂前体和/或碱金属前体加载到所述载体上，随后进行液固分离、干燥和煅烧。任选地，也可以使用一锅合成方法合成所述催化剂，其中将所述载体、第8-10族金属活性相和助催化剂的前体在有或没有帮助合成的任何其它添加剂的情况下全部干法或湿法混合在一起，随后干燥和煅烧。

可用于制备本文中公开的催化剂的合适方法可以包括美国专利号4,788,371；4,962,265；5,922,925；8,653,317；欧洲专利号EP0098622；Journal of Catalysis 94(1985)，pp.547-557；和/或Applied Catalysis 54(1989)，pp.79-90中描述的方法。

当在扫描电子显微镜或透射电子显微镜下检查时，合成后原样的催化剂可以表现为初级粒子、初级粒子的附聚物、聚集的初级粒子或它们的组合。当在扫描电子显微镜或透射电子显微镜下检查时，在合成后原样的催化剂中的初级粒子可以具有在从0.2nm，0.5nm，1nm，5nm，10nm，25nm，30nm，40nm，50nm，60nm，70nm，80nm，90nm，100nm，150nm，200nm，250nm，300nm，350nm，400nm，450nm，或者500nm至1μm，10μm，25μm，50μm，100μm，150μm，200μm，250μm，300μm，400μm，或者500μm的范围内的平均颗粒大小，例如当球形时的直径。在一些实施方案中，所述催化剂的离散颗粒可以具有0.2nm-500μm，0.5nm-300μm，1nm-200μm，2nm-100μm，或者2nm-500nm的范围内的平均横截面长度，通过透射电子显微镜测量。

所述催化剂可以具有在从0.1m2/g，1m2/g，10m2/g，或者100m2/g至500m2/g，800m2/g，1,000m2/g，或者1,500m2/g的范围内的表面积。催化剂的表面积可以在将粉末在350℃脱气4小时后按照Brunauer-Emmett-Teller(BET)方法使用采用Micromeritics 3Flex仪器的氮气(液氮温度77K)的吸附-解吸来测量。关于该方法的更多信息可以在例如“Characterization of Porous Solids and Powders:Surface Area,Pore Size andDensity,”S.Lowell et al.,Springer,2004中到。

在一些实施方案中，所述载体可以被挤出或以其他方式形成为任何期望的整体结构，并且第8-10族元素和任何任选的助催化剂和/或碱金属元素可以被布置在其上。合适的整体结构可以是或者可以包括但不限于具有多个基本上平行的内部通道的结构，例如呈陶瓷蜂窝形式的那些。在一些实施方案中，所述载体可以是珠，球，环，环形物，不规则形状物体，棒，圆柱体，薄片，薄膜，立方体，多边形几何形状物体，片材，纤维，线圈，螺旋体，网，烧结的多孔物质，颗粒，丸粒，片状物，粉末，颗粒状物，挤出物，布或幅材形成材料，蜂窝基质整料(包括其粉碎或压碎的形式)的形式，并且所述第8-10族元素和任何任选的助催化剂和/或碱金属元素可以被布置在其上。

可以将所述合成后原样的催化剂配制成一种或多种用于不同的短周期(≤5小时)烃改质方法的合适形式。或者，可以在添加第8-10族元素和任何任选的助催化剂和/或碱金属元素之前将所述载体配制成用于不同的短周期烃改质方法的适当形式。在配制过程中，可以将一种或多种粘结剂和/或添加剂添加到所述催化剂和/或载体上以改善所述催化剂的化学/物理性质。例如，具有在40μm至80μm范围内的平均横截面积的喷雾干燥的催化剂颗粒通常被用在FCC型流化床反应器中。为了制备喷雾干燥的催化剂，需要将载体/催化剂制成在浆料中具有粘结剂/添加剂的浆料，然后喷雾干燥和煅烧。

含烃进料

所述C2-C16烷烃可以是或者可以包括但不限于乙烷，丙烷，正丁烷，异丁烷，正戊烷，异戊烷，正己烷，2-甲基戊烷，3-甲基戊烷，2，2-二甲基丁烷，正庚烷，2-甲基己烷，2,2,3-三甲基丁烷，环戊烷，环己烷，甲基环戊烷，乙基环戊烷，正丙基环戊烷，1,3-二甲基环己烷，或者它们的混合物。例如，所述含烃进料可以包括丙烷和/或异丁烷，丙烷可以被脱氢以产生丙烯，异丁烷可以被脱氢以产生异丁烯。在另一实例中，所述含烃进料可以包括液化石油气(LP气体)，其在与催化剂接触时可以处于气相中。在一些实施方案中，所述含烃进料中的烃可以基本上由单一烷烃如丙烷组成。在一些实施方案中，所述含烃进料可以包括≥50mol％，≥75mol％，≥95mol％，≥98mol％，或者≥99mol％的单一C2-C16烷烃，例如丙烷，基于所述含烃进料中所有烃的总重量计。在一些实施方案中，所述含烃进料可以包括至少50vol％，至少55vol％，至少60vol％，至少65vol％，至少70vol％，至少75vol％，至少80vol％，至少85vol％，至少90vol％，至少95vol％，至少97vol％，或者至少99vol％的单一C2-C16烷烃，例如丙烷，基于所述含烃进料的总体积计。

所述C8-C16烷基芳族烃可以是或者可以包括但不限于乙苯，丙苯，丁苯，一种或多种乙基甲苯，或者它们的混合物。在一些实施方案中，所述含烃进料可以包括≥50mol％，≥75mol％，≥95mol％，≥98mol％，或者≥99mol％的单一C8-C16烷基芳族烃，例如乙苯，基于所述含烃进料中所有烃的总重量计。在一些实施方案中，乙苯可以被脱氢以产生苯乙烯。因此，在一些实施方案中，本文中公开的方法可以包括丙烷脱氢，丁烷脱氢，异丁烷脱氢，戊烷脱氢，戊烷脱氢环化成环戊二烯，石脑油重整，乙苯脱氢，乙基甲苯脱氢等。

在一些实施方案中，所述含烃进料可以被稀释，例如用一种或多种稀释剂如一种或多种惰性气体。合适的惰性气体可以是或者可以包括但不限于Ar，Ne，He，N2，CO2，CH4，或者它们的混合物。如果所述含烃进料包括稀释剂，所述含烃进料可以包括在从0.1vol％，0.5vol％，1vol％或者2vol％至3vol％，8vol％，16vol％或者32vol％的范围内的稀释剂，基于所述含烃进料中任何C2-C16烷烃和任何C8-C16烷基芳族烃的总体积计。

在一些实施方案中，所述含烃进料可以还包括氢气。在一些实施方案中，当所述含烃进料包括氢气时，所述氢气与任何C2-C16烷烃和任何C8-C16烷基芳族烃的总量的摩尔比可以在从0.1，0.3，0.5，0.7或者1至2，3，4，5，6，7，8，9或者10的范围内。

在一些实施方案中，所述含烃进料可以基本上不含任何蒸汽，例如<0.1vol％的蒸汽，基于所述含烃进料中任何C2-C16烷烃和任何C8-C16烷基芳族烃的总体积计。在其它实施方案中，所述含烃进料可以包括蒸汽。例如，所述含烃进料可以包括0.1vol％，0.3vol％，0.5vol％，0.7vol％，1vol％，3vol％，或者5vol％至10vol％，15vol％，20vol％，25vol％，30vol％，35vol％，40vol％，45vol％，或者50vol％的蒸汽，基于所述含烃进料中任何C2-C16烷烃和任何C8-C16烷基芳族烃的总体积计。在其它实施方案中，所述含烃进料可以包括≤50vol％，≤45vol％，≤40vol％，≤35vol％，≤30vol％，≤25vol％，≤20vol％，或者≤15vol％的蒸汽，基于所述含烃进料中任何C2-C16烷烃和任何C8-C16烷基芳族烃的总体积计。在其它实施方案中，所述含烃进料可以包括至少1vol％，至少3vol％，至少5vol％，至少10vol％，至少15vol％，至少20vol％，至少25vol％，或者至少30vol％的蒸汽，基于所述含烃进料中任何C2-C16烷烃和任何C8-C16烷基芳族烃的总体积计。

在一些实施方案中，所述含烃进料可以包括硫。例如，所述含烃进料可以包括在从0.5ppm，1ppm，5ppm，10ppm，20ppm 30ppm，40ppm，50ppm，60ppm，70ppm，或者80ppm至100ppm，150ppm，200ppm，300ppm，400ppm，或者500ppm的范围内的硫。在其它实施方案中，所述含烃进料可以包括在1ppm-10ppm，10ppm-20ppm，20ppm-50ppm，50ppm-100ppm，或者100ppm-500ppm的范围内的硫。如果存在于所述含烃进料中，所述硫可以是或者可以包括但不限于H2S，二甲基二硫化物，一种或多种硫醇，或者它们的任何混合物。

所述烃进料可以基本上不含或不含分子氧。在一些实施方案中，所述烃进料可以包括≤5mol％，≤3mol％，或者≤1mol％的分子氧(O2)。据信，提供基本上不含分子氧的烃进料基本上防止氧化偶联反应，否则该反应将消耗烃进料中的至少一部分烷烃和/或烷基芳族烃。

改质烃的回收和使用

所述改质的烃可以包括至少一种改质的烃如烯烃、水、未反应的烃、未反应的分子氢等。可以通过任何方便的工艺(例如通过一个或多个常规工艺)回收或以其他方式获得所述改质的烃。一种这样的工艺可以包括冷却所述流出物以冷凝可能存在的任何水和任何重质烃的至少一部分，留下烯烃和任何未反应的烷烃或烷基芳族烃主要在气相中。然后可以在一个或多个分离鼓中将烯烃和未反应的烷烃或烷基芳族烃从反应产物中除去。例如，一个或多个分流器可以被用于将脱氢产物与未反应的烃进料分离。

在一些实施方案中，回收的烯烃如丙烯可以被用于生产聚合物。例如，回收的丙烯可以被聚合以生产具有衍生自所述回收的丙烯的链段或单元的聚合物，例如聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物等。回收的异丁烯例如可以被用于生产以下中的一种或多种：诸如甲基叔丁基醚的含氧化合物，诸如二聚异丁烯的燃料添加剂，诸如丁基橡胶的合成弹性体聚合物等。

实施例：

可以参考以下非限制性实施例进一步描述前述讨论。

在下面大多数实施例中使用的催化剂上进行以下工艺步骤。除了以下实施例中指出的少数例外以外，所有实验均在环境压力下进行。

1.使在He中包含10体积％O2的气体或空气在再生温度(T再生)下经过催化剂一定时间(t再生)，以再生所述催化剂。

2.在不改变气体流量的情况下，将反应器内的温度从T再生改变为还原温度(T还原)。

3.用He气冲洗系统。

4.使在Ar中包含10体积％氢气的气体在所述T还原下通过催化剂一段时间(t还原)。

5.用He气冲洗系统。

6.在惰性气体存在下，将反应器内的温度由T还原改变为反应温度(T反应)。

7.使一定流量(F反应)的、在Ar或者Kr或者He中包含90体积％C3H8的含烃进料在T反应下通过催化剂一段时间(t反应)。在一些实施例中，使所述含烃进料通过浸没在保持在温度T1下的去离子水中的分布器，然后通过具有仔细控制的温度T2的回流装置，再然后将其引入反应器并到达催化剂。当使用所述分布器时，在反应器内所述烃进料包括一定量的蒸汽，这在下面的相关表格中显示。

8.用He气冲洗系统。

9.使在He中包含10体积％O2的气体或空气在T反应下再次通过催化剂，并且将反应器内的温度从T反应改变为T再生。

在一些实施例中，不进行催化剂还原步骤，并进行以下步骤。

1.使在He中包含10体积％O2的气体或空气在T再生下经过催化剂t再生。

2.在不改变气体流量的情况下，将反应器内的温度从T再生改变为T反应。

3.用惰性气体如He冲洗系统。

4.使流量F反应的、在Ar或者Kr或者He中包含90体积％C3H8的含烃进料在T反应下通过催化剂t反应。在一些实施例中，使所述含烃进料通过浸没在保持在温度T1下的去离子水中的分布器，然后通过具有仔细控制的温度T2的回流装置，再然后将其引入反应器并到达催化剂。

5.用惰性气体如He冲洗系统。

6.使在He中包含10体积％O2的气体或空气在T反应下再次通过催化剂，并且将反应器内的温度从T反应改变为T再生。

每隔1分钟至1.5分钟使用microGC 490测量反应器流出物的组成。然后使用反应器流出物中每种组分的浓度来计算C3H6收率和选择性。在t反应开始时和t反应结束时的C3H6收率和选择性分别表示为Y开始、Y结束、S开始和S结束，并在以下数据表中以百分比报告。对于某些实验，进行重复的循环以了解催化剂稳定性。在这些实施例中所报告的C3H6收率仅基于碳。

在每个实施例中，将一定量(M催化剂)的催化剂与适量的石英/SiC稀释剂混合并装载在石英反应器中。确定稀释剂的量使得催化剂床(催化剂+稀释剂)在操作过程中大部分是等温的。反应器的死体积填充有石英碎片/石英棒。

当反应温度(T反应)大于620℃时，丙烷/丙烯的热裂解变得显著。由于丙烷/丙烯的热裂解具有高得多的对C1和C2烃选择性，对C3H6的总选择性降低。反应器内热裂解的量与向反应器中加入多少石英/SiC稀释剂以及反应器内的死体积如何良好地由所述填充材料降低有关。因此，取决于在不同的实验中反应器如何被填充，性能可以变化。因此，不同表格中显示的实验结果不必然可彼此比较。

实施例1-23，催化剂1

催化剂1：在实施例1-23中使用的催化剂是负载在Mg/Al混合氧化物载体上的Pt基含Sn催化剂，其被破碎并过筛至20-40目的颗粒大小。元素分析表明，基于金属元素的总重量计，所述催化剂含有0.48重量％Pt、1.25重量％Sn、67.93重量％Mg和29.23重量％Al，其中Mg与Al摩尔比为约2.58。

表1显示了实施例1-3的实验结果。

实施例1和实施例3之间的比较表明，在氧化再生之后催化剂在分子氢存在下的还原改善了丙烯收率。实施例1和实施例3还表明，在用于这些实施例的实验条件下，催化剂对还原步骤的持续时间(1分钟对5分钟)不是非常敏感。然而，在其它条件下，可能存在进行还原步骤的最佳持续时间。图1显示了在已经经历在实施例1中使用的相同条件下进行的35次循环(再生、还原和脱氢)后实施例1-3中使用的催化剂的催化剂稳定性结果。

表2显示了实施例4和5的实验结果。表2中的结果表明，所述还原步骤可以在不同温度(670℃对750℃)下进行。

表3显示了实施例6-10的实验结果。实施例6-10通过在反应器的排气处引入部分塞来进行，使得当含烃进料在室温(例如25℃)下通过反应器时，在反应器上游的压力指示器读数为1.43巴绝压。在实验过程中，反应器中的气体体积流量预期由于蒸汽添加、更高的温度和由于丙烷脱氢导致的气流体积膨胀而增加。因此，反应器内的压力应该显著高于1.43巴绝压。不幸的是，由于设备限制不能监测反应器中的压力。实验8-10显示了在不同温度和持续时间进行再生的效果。

表4显示了实施例11-14的实验结果。表4中的结果显示了空速对催化剂性能的影响。

表5显示了实施例15和16的实验结果。表5分别显示了在蒸汽存在下还原的影响。

表6显示了实施例17和18的结果。表6显示了再生持续时间的影响。

表7显示了实施例19-22的结果。表7显示了含烃进料中蒸汽的量对收率和选择性的影响。

在实施例23中，催化剂在约11vol％蒸汽存在下经历总共49次循环。实施例23的结果被显示在表8中。

图2显示了在已经经历在蒸汽存在下的49次循环(再生、还原和脱氢)之后在实施例23中使用的催化剂的催化剂稳定性结果。

实施例24，催化剂2

所述催化剂包括负载在CeO2上的1重量％的Pt和3重量％的Sn，基于所述CeO2的重量计。所述CeO2载体通过煅烧六水合硝酸铈(III)(Sigma-Aldrich 202991)来制备。所述催化剂通过用0.788g 8重量％氯铂酸水溶液(Sigma Aldrich，262587)和0.266g五水合氯化锡(IV)(Acros Organics 22369)等体积浸渍3g CeO2并且然后进行干燥和在800℃煅烧12h来制备。

表9中的数据表明，所述催化剂在42次循环内是稳定的。

实施例25和26，催化剂3

所述催化剂包括负载在氧化铈-氧化锆上的1重量％的Pt和2.7重量％的Sn，基于所述氧化铈-氧化锆的重量计。所述催化剂通过用溶解在适当量去离子水中的0.44g六水合氯铂酸(BioXtra，P7082)和1.33g五水合氯化锡(IV)(Acros Organics 22369)等体积浸渍16.5g氧化铈-氧化锆(Sigma Aldrich 634174)并且然后进行干燥和在800℃煅烧12h来制备。

实施例27-29，催化剂4

所述催化剂包括负载在Y2O3上的1重量％的Pt和2.7重量％的Sn，基于所述Y2O3的重量计。所述催化剂通过用溶解在适当量去离子水中的0.106g六水合氯铂酸(BioXtra，P7082)和0.322g五水合氯化锡(IV)(Acros Organics 22369)等体积浸渍4g Y2O3(US nano3553)并且然后进行干燥和在800℃煅烧12h来制备。

表11中的数据表明，所述催化剂的性能在20次循环内是稳定的。

实施例30-34，催化剂5

所述催化剂包括负载在CeO2和Al2O3载体上的1重量％的Pt和2.7重量％的Sn。所述CeO2和Al2O3载体通过用溶解在适当量去离子水中的5.67g六水合硝酸铈(III)(SigmaAldrich 202991)等体积浸渍8.25g氧化铝(Sigma Aldrich 199443)并且然后进行干燥和在800℃煅烧12h来制备。所述催化剂通过用溶解在适当量去离子水中的0.22g六水合氯铂酸(BioXtra，P7082)和0.67g五水合氯化锡(IV)(Acros Organics 22369)等体积浸渍所述CeO2和Al2O3载体并且然后进行干燥和在800℃煅烧12h来制备。

表13中的数据表明，蒸汽和催化剂预还原二者的引入有助于提高收率和选择性。

实施例35-38，催化剂6

催化剂是从Alfa Aesar获得的催化剂，其包含负载在高表面积ZrO2上的0.2重量％的Pt、0.2重量％的Sn和0.67重量％的K。

表14中的数据表明，所述催化剂在24次循环内是稳定的，并且添加蒸汽显著提高了收率。

本公开可以进一步包括以下实施方案/方面：

E1.用于将烃改质的方法，该方法包括：

(I)使含烃进料与包含布置在载体上的Pt的催化剂接触以实现至少一部分所述含烃进料的脱氢、脱氢芳构化和脱氢环化中的一种或多种，从而产生结焦的催化剂和包含一种或多种改质的烃和分子氢的流出物：

所述含烃进料包含一种或多种C2-C16直链或支化烷烃，或者一种或多种C4-C16环状烷烃，或者一种或多种C8-C16烷基芳族烃，或者它们的混合物；其中

所述含烃进料和催化剂在至少20kPa绝压的烃分压下在300℃至900℃范围内的温度下接触≤3小时的时间，其中所述烃分压是所述含烃进料中任何C2-C16烷烃和任何C8-C16烷基芳族烃的总分压；所述催化剂包含0.05重量％至6重量％的Pt，基于所述载体的重量计；并且所述一种或多种改质的烃包含脱氢的烃、脱氢芳构化的烃和脱氢环化的烃中的至少一种；

(II)使至少一部分所述结焦的催化剂与氧化剂接触以实现至少一部分所述焦炭的燃烧，从而产生贫焦炭的再生催化剂和燃烧气体；和(III)使附加量的所述含烃进料与至少一部分所述再生催化剂接触以产生再结焦的催化剂和附加的流出物，其中从在步骤(I)中使所述含烃进料与所述催化剂接触至在步骤(III)中使所述附加量的所述含烃进料与所述再生催化剂接触的循环时间≤5小时。

E2.E1的方法，其中在步骤(I)中所述含烃进料和催化剂在蒸汽存在下接触，所述蒸汽的量为0.1vol％至30vol％，基于所述含烃进料中任何C2-C16烷烃、任何C4-C16环状烷烃和任何C8-C16烷基芳族烃的总体积计。

E3.E1或者E2的方法，其中在步骤(I)中所述含烃进料和催化剂在蒸汽存在下接触，所述蒸汽的量为1vol％至15vol％，基于所述含烃进料中任何C2-C16烷烃、任何C4-C16环状烷烃和任何C8-C16烷基芳族烃的总体积计。

E4.E1至E3中任一项的方法，其中所述结焦的催化剂包含布置在所述载体上的附聚的Pt，并且其中在步骤(II)中的焦炭燃烧过程中在所述载体上附聚的Pt的至少一部分被重新分散在所述载体上。

E5.E1至E4中任一项的方法，其中所述含烃进料包含丙烷，其中所述改质的烃包含丙烯，并且其中在步骤(I)中所述含烃进料与所述催化剂的接触在≥75％，≥80％，≥85％，≥90％，或者≥95％的丙烯选择性下具有至少52％或者至少62％或者至少72％的丙烯收率。

E6.E1至E5中任一项的方法，其中所述含烃进料包含基于所述含烃进料的总体积计≥70vol％的丙烷，其中所述含烃进料和催化剂在至少40kPa绝压的丙烷分压下接触，并且其中在步骤(I)中所述含烃进料与所述催化剂的接触在≥75％，≥80％，≥85％，≥90％，或者≥95％的丙烯选择性下具有至少52％或者至少62％或者至少72％的丙烯收率。

E7.E1至E6中任一项的方法，其中步骤(I)至(III)被重复至少15次循环，其中所述催化剂在最初与所述含烃进料接触时具有第一收率，并且其中在完成第15次循环时所述催化剂具有第二活性，该第二活性是所述第一收率的至少98％。

E8.E1至E7中任一项的方法，其中与在与所述含烃进料接触的催化剂中的Pt相比，在所述再生催化剂中的至少一部分Pt处于更高氧化态；所述方法在步骤(II)之后和在步骤(III)之前还包括以下步骤：

(IIa)使至少一部分所述再生催化剂与还原气体接触以产生再生且还原的催化剂，其中与在所述再生催化剂中的Pt相比，在所述再生且还原的催化剂中的至少一部分Pt被还原到更低氧化态，并且其中所述附加量的所述含烃进料与至少一部分所述再生且还原的催化剂接触。

E9.E8的方法，其中在步骤(IIa)中，所述再生催化剂和还原气体在450℃至900℃，优选600℃至900℃，更优选620℃至800℃，更优选650℃至750℃，更优选670℃至720℃范围内的温度下接触。

E10.E8或者E9的方法，其中在步骤(IIa)中，所述再生催化剂和还原气体在20kPa绝压至10,000kPa绝压，或者50kPa绝压至5,000kPa绝压，或者100kPa绝压至1,000kPa绝压的还原剂分压下接触。

E11.E8至E10中任一项的方法，其中在所述再生且还原的催化剂中的至少一部分Pt处于元素态。

E12.E1至E11中任一项的方法，其中所述含烃进料还包含惰性气体，例如Ar，Ne，He，N2，CH4，或者它们的混合物。

E13.E1至E12中任一项的方法，其中在步骤(I)中，所述含烃进料和催化剂在600℃至900℃，优选600℃至800℃，更优选650℃至750℃，更优选670℃至720℃范围内的温度下接触。

E14.E1至E13中任一项的方法，其中在步骤(I)中，所述含烃进料和催化剂在20kPa绝压至10,000kPa绝压，或者50kPa绝压至5,000kPa绝压，或者100kPa绝压至1,000kPa绝压范围内的烃分压下接触。

E15.E1至E14中任一项的方法，其中在步骤(II)中，所述结焦的催化剂和氧化剂在600℃至1,100℃，优选650℃至1,000℃，更优选700℃至900℃，更优选750℃至850℃范围内的温度下接触。

E16.E1至E15中任一项的方法，其中在步骤(II)中，所述结焦的催化剂和氧化剂在20kPa绝压至10,000kPa绝压，或者50kPa绝压至5,000kPa绝压，或者100kPa绝压至1,000kPa绝压的氧化剂分压下接触。

E17.E1至E16中任一项的方法，其中所述催化剂还包含助催化剂。

E18.E17的方法，其中所述助催化剂包含以下元素中的一种或多种：Sn，Ga，Zn，Ge，In，Re，Ag，Au，Cu，它们的组合，或者它们的混合物。

E19.E17或者18的方法，其中所述助催化剂被布置在所述载体上。

E20.E17至E19中任一项的方法，其中所述助催化剂与所述Pt缔合。

E21.E17至E20中任一项的方法，其中所述助催化剂和所述Pt形成Pt-助催化剂簇，该Pt-助催化剂簇分散在所述载体上。

E22.E17至E21中任一项的方法，其中所述催化剂包含最多10重量％的助催化剂，基于所述载体的总重量计。

E23.E1至E22中任一项的方法，其中所述催化剂还包含布置在所述载体上的碱金属元素。

E24.E17的方法，其中所述碱金属元素包含下列中的一种或多种：Li，Na，K，Rb，Cs，它们的组合，或者它们的混合物。

E25.E23或者24的方法，其中所述催化剂包含最多5重量％的碱金属元素，基于所述载体的总重量计。

E26.E1至E25中任一项的方法，其中所述载体包含下列中的至少一种：w重量％的第2族元素，x重量％的第4族元素，y重量％的第12族元素，和z重量％的原子序数为21、39或者57-71的元素，基于所述载体的重量计，其中w，x，y和z独立地在0至100的范围内，其中：

任何第2族元素与基于所述载体的重量计的重量％m相联系，

任何第4族元素与基于所述载体的重量计的重量％n相联系，

任何第12族元素与基于所述载体的重量计的重量％p相联系，和

任何原子序数为21、39或者57-71的元素与基于所述载体的重量计的重量％q相联系，

m，n，p和q独立地是在1至100的范围内的数，和

其中w/m+x/n+y/p+z/p的和≥1，基于所述载体的重量计。

E27.E26的方法，其中m、n、p和q各自等于1、15或者30，或者其中m＝1，n＝15，p＝15，和q＝1。

E28.E26或者27的方法，其中任何第2族元素、任何第4族元素、任何第12族元素和任何原子序数为21、39或者57-71的元素的总量与Pt的摩尔比为至少0.18，至少0.19，至少0.24，或者至少0.29。

E29.E26至E28中任一项的方法，其中所述载体还包含至少一种化合物，该化合物包含至少一种选自第5，6，7，11，13，14，15和16族的金属元素或者半金属元素。

E30.E26至E29中任一项的方法，其中所述载体中存在的任何第2族元素、任何第4族元素、任何第12族元素和任何原子序数为21、39或者57-71的元素的至少一部分是氧化物，磷酸盐，卤化物，卤酸盐(halate)，硫酸盐，硫化物，硼酸盐，氮化物，碳化物，铝酸盐，硅铝酸盐，硅酸盐，碳酸盐，偏磷酸盐，硒化物，钨酸盐，钼酸盐，铬铁矿，铬酸盐，重铬酸盐或硅化物。

E31.E26至E30中任一项的方法，其中所述载体包含下列中的一种或多种：MguZn1-uO，其中u是正数；ZnvAl2O3+v，其中v是正数；MgwAl2O3+w，其中w是正数；CaxAl2O3+x，其中x是正数；SryAl2O3+y，其中y是正数；BazAl2O3+z，其中z是正数；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；氧化钇稳定的ZrO2；它们的组合，及它们的混合物。

E32.E26至E31中任一项的方法，其中所述载体还包含下列中的一种或多种：B2O3，Al2O3，SiO2，SiC，Si3N4，硅铝酸盐，VO，V2O3，VO2，V2O5，Ga2O3，In2O3，Mn2O3，Mn3O4，MnO，一种或多种沸石，以及它们的混合物和组合。

E33.E1至E32中任一项的方法，其中所述循环时间为1分钟至70分钟，例如5分钟至45分钟。

E34.E1至E32中任一项的方法，其中所述循环时间为5分钟至300分钟，例如10分钟至50分钟。

E35.E1至E32中任一项的方法，其中所述循环时间为0.1秒至30分钟，例如5秒至10分钟。

E36.E1至E35中任一项的方法，其中所述载体为多个初级粒子的形式，所述初级粒子包含布置在其上的Pt。

E37.E1至E36中任一项的方法，其中所述催化剂包含平均横截面长度为0.2nm至500μm，优选0.5nm至300μm，更优选1nm至200μm，更优选5nm至100μm，还更优选2nm至100nm的初级粒子，通过透射电子显微镜测量。

E38.E1至E37中任一项的方法，其中当与所述含烃进料接触时所述催化剂呈多个流化颗粒的形式。

E39.E1至E36中任一项的方法，其中所述载体是包含布置在其上的Pt的整体结构。

E40.E1至E39中任一项的方法，其中Pt被布置在所述载体上，使得Pt是所述在步骤(I)中实现脱氢、脱氢芳构化和脱氢环化中的一种或多种的催化剂的活性组分。

E41.E1至E40中任一项的方法，其是流化床方法、固定床方法或逆流反应器方法。

E42.E1至E39中任一项的方法，其中当与所述含烃进料接触时所述催化剂是在固定床中。

E43.E1至E42中任一项的方法，其中所述载体具有0.1m2/g至1,500m2/g，优选1m2/g至1,000m2/g，更优选10m2/g至800m2/g，更优选100m2/g至500m2/g的表面积。

E44.E1或者E4至E43中任一项的方法，其中所述含烃进料与催化剂在无任何蒸汽的情况下或者在有基于所述含烃进料中任何C2-C16烷烃、任何C4-C16环状烷烃和任何C8-C16烷基芳族烃的总体积计小于0.1vol％的蒸汽的情况下接触。

E45.E26至E44中任一项的方法，其中所述催化剂包含第3族元素，并且其中所述含烃进料包含0.1vol％至50vol％的蒸汽，基于所述含烃进料中任何C2-C16烷烃、任何C4-C16环状烷烃和任何C8-C16烷基芳族烃的总体积计。

E46.用于将烃改质的方法，该方法包括：

(I)使含烃进料与包含布置在载体上的第8-10族元素的催化剂接触以实现至少一部分所述含烃进料的脱氢、脱氢芳构化和脱氢环化中的一种或多种，从而产生结焦的催化剂和包含一种或多种改质的烃和分子氢的流出物，其中：

所述含烃进料包含一种或多种C2-C16直链或支化烷烃，或者一种或多种C4-C16环状烷烃，或者一种或多种C8-C16烷基芳族烃，或者它们的混合物；

所述含烃进料和催化剂在至少20kPa绝压的烃分压下在300℃至900℃范围内的温度下接触≤3小时的时间，其中所述烃分压是所述含烃进料中任何C2-C16烷烃和任何C8-C16烷基芳族烃的总分压；

所述一种或多种改质的烃包含脱氢的烃、脱氢芳构化的烃、脱氢环化的烃或者它们的混合物；

所述催化剂包含0.05重量％至6重量％的所述第8-10族元素，基于所述载体的重量计，并且其中所述载体包含下列中的至少一种：w重量％的第2族元素，x重量％的第4族元素，y重量％的第12族元素，和z重量％的原子序数为21、39或者57-71的元素，基于所述载体的重量计，其中w，x，y和z独立地在0至100的范围内，其中：

任何第2族元素与基于所述载体的重量计的重量％m相联系，

任何第4族元素与基于所述载体的重量计的重量％n相联系，

任何第12族元素与基于所述载体的重量计的重量％p相联系，和

任何原子序数为21、39或者57-71的元素与基于所述载体的重量计的重量％q相联系，并且

m，n，p和q独立地是在1至100的范围内的数，并且

其中w/m+x/n+y/p+z/p的和≥1，基于所述载体的重量计；

(II)使至少一部分所述结焦的催化剂与氧化剂接触以实现至少一部分所述焦炭的燃烧，从而产生贫焦炭的再生催化剂和燃烧气体；和(III)使附加量的所述含烃进料与至少一部分所述再生催化剂接触以产生再结焦的催化剂和附加的流出物，其中从在步骤(I)中使所述含烃进料与所述催化剂接触至在步骤(III)中使所述附加量的所述含烃进料与所述再生催化剂接触的循环时间≤5小时。

E47.用于将烃改质的方法，该方法包括：

(I)使含烃进料与包含布置在载体上的第8-10族元素或者其化合物的催化剂接触以实现至少一部分所述含烃进料的脱氢、脱氢芳构化和脱氢环化中的一种或多种，从而产生结焦的催化剂和包含一种或多种改质的烃和分子氢的流出物，其中：

所述含烃进料包含一种或多种C2-C16直链或支化烷烃，或者一种或多种C4-C16环状烷烃，或者一种或多种C8-C16烷基芳族烃，或者它们的混合物，以及基于所述含烃进料中任何C2-C16烷烃和任何C8-C16烷基芳族烃的总体积计0.1vol％至50vol％的蒸汽；

所述含烃进料和催化剂在至少20kPa绝压的烃分压下在300℃至900℃范围内的温度下接触≤3小时的时间，其中所述烃分压是所述含烃进料中任何C2-C16烷烃和任何C8-C16烷基芳族烃的总分压；

所述催化剂包含0.05重量％至6重量％的所述第8-10族元素或者其化合物，基于所述载体的重量计，并且其中所述改质的烃包含脱氢的烃、脱氢芳构化的烃、脱氢环化的烃或者它们的混合物；

(II)使至少一部分所述结焦的催化剂与氧化剂接触以实现至少一部分所述焦炭的燃烧，从而产生贫焦炭的再生催化剂和燃烧气体；和(III)使附加量的所述含烃进料与至少一部分所述再生催化剂接触以产生再结焦的催化剂和附加的流出物，其中从在步骤(I)中使所述含烃进料与所述催化剂接触至在步骤(III)中使所述附加量的所述含烃进料与所述再生催化剂接触的循环时间≤5小时。

E48.E47的方法，其中所述含烃进料包含1vol％至15vol％的蒸汽。

E49.E47或者48的方法，其中所述载体包含下列中的至少一种：w重量％的第2族元素，x重量％的第4族元素，y重量％的第12族元素，和z重量％的原子序数为21、39或者57-71的元素，基于所述载体的重量计，其中w，x，y和z独立地在0至100的范围内，其中：

任何第2族元素与基于所述载体的重量计的重量％m相联系，

任何第4族元素与基于所述载体的重量计的重量％n相联系，

任何第12族元素与基于所述载体的重量计的重量％p相联系，和

任何原子序数为21、39或者57-71的元素与基于所述载体的重量计的重量％q相联系，

m，n，p,和q独立地是在1至100的范围内的数，和

其中w/m+x/n+y/p+z/p的和≥1，基于所述载体的重量计。

E50.E46或者E49的方法，其中m，n，p和q各自等于1或者15或者30，或者其中m＝1，n＝15，p＝15和q＝1。

E51.E46至E50中任一项的方法，其中所述含烃进料包含丙烷，其中所述改质的烃包含丙烯，和其中在步骤(I)中所述含烃进料与所述催化剂的接触在≥75％，≥80％，≥85％，≥90％，或者>95％的丙烯选择性下具有至少52％或者至少62％或者至少72％的丙烯收率。

E52.E46至51中任一项的方法，其中所述含烃进料包含基于所述含烃进料的总体积计≥51vol％的丙烷，其中所述含烃进料和催化剂在至少20kPa绝压的丙烷分压下接触，和其中在步骤(I)中所述含烃进料与所述催化剂的接触在≥75％，≥80％，≥85％，≥90％，或者>95％的丙烯选择性下具有>52％或者>62％或者>72％的丙烯收率。

E53.E46至E52中任一项的方法，其中步骤(I)至(III)被重复至少15次循环，其中所述催化剂在最初与所述含烃进料接触时具有所述改质烃的第一收率，并且其中在完成第15次循环时所述催化剂具有所述改质烃的第二收率，该第二收率是所述第一收率的至少95％，至少97％，至少98％，或者至少99％。

E54.E46至E53中任一项的方法，其还在步骤(II)之后和在步骤(III)之前包括以下步骤：

(IIa)使至少一部分所述再生催化剂与还原气体接触以产生再生且还原的催化剂，其中所述附加量的所述含烃进料与至少一部分所述再生且还原的催化剂接触。

E55.E54的方法，其中与在与所述含烃进料接触的所述催化剂中的第8-10族元素相比，所述再生催化剂中的至少一部分第8-10族元素处于更高氧化态，并且其中与在所述再生催化剂中的第8-10族元素相比，在所述再生且还原的催化剂中的至少一部分第8-10族元素被还原至更低氧化态。

E56.E55的方法，其中在所述再生且还原的催化剂中的至少一部分第8-10族元素处于元素态。

E57.E54至E56中任一项的方法，其中在步骤(IIa)中，所述再生催化剂和还原气体在450℃至900℃，优选600℃至900℃，更优选620℃至800℃，更优选650℃至750℃，更优选670℃至720℃范围内的温度下接触。

E58.E54至E57中任一项的方法，其中在步骤(IIa)中，所述再生催化剂和还原气体在20kPa绝压至10,000kPa绝压，或者50kPa绝压至5,000kPa绝压，或者100kPa绝压至1,000kPa绝压的还原剂分压下接触。

E59.E46至E58中任一项的方法，其中所述第8-10族元素包含Pt。

E60.E46至E59中任一项的方法，其中所述含烃进料还包含惰性气体，例如Ar，Ne，He，N2，CH4，和它们的混合物。

E61.E46至E60中任一项的方法，其中在步骤(I)中，所述含烃进料和催化剂在650℃至900℃，更优选650℃至800℃，优选660℃至780℃，更优选670℃至760℃范围内的温度下接触。

E62.E46至E61中任一项的方法，其中在步骤(I)中，所述含烃进料和催化剂在20kPa绝压至10,000kPa绝压，或者50kPa绝压至5,000kPa绝压，或者100kPa绝压至1,000kPa绝压范围内的烃分压下接触。

E63.E46至E62中任一项的方法，其中所述催化剂还包含布置在所述载体上的助催化剂。

E64.E63的方法，其中所述助催化剂包含Sn，Ga，Zn，Ge，In，Re，Ag，Au，Cu，其化合物，或者它们的混合物。

E65.E63或者64的方法，其中所述助催化剂与所述第8-10族元素缔合。

E66.E63至E65中任一项的方法，其中所述助催化剂和所述第8-10族元素形成分散在所述载体上的第8-10族元素/助催化剂簇。

E67.E63至E66中任一项的方法，其中所述催化剂包含最多10重量％的助催化剂，基于所述载体的总重量计。

E68.E46至E67中任一项的方法，其中所述催化剂还包含布置在所述载体上的碱金属。

E69.E68的方法，其中所述碱金属包含Li，Na，K，Rb，Cs，它们的组合，或者它们的混合物。

E70.E68或者69的方法，其中所述催化剂包含最多5重量％的碱金属，基于所述载体的总重量计。

E71.E46或者E49至E70中任一项的方法，其中所述载体中存在的任何第2族元素、任何第4族元素、任何第12族元素和任何原子序数为21、39或者57-71的元素的至少一部分是氧化物，磷酸盐，卤化物，卤酸盐，硫酸盐，硫化物，硼酸盐，氮化物，碳化物，铝酸盐，硅铝酸盐，硅酸盐，碳酸盐，偏磷酸盐，硒化物，钨酸盐，钼酸盐，铬铁矿，铬酸盐，重铬酸盐或硅化物。

E72.E46或者E49至E71中任一项的方法，其中任何第2族元素、任何第4族元素、任何第12族元素和任何原子序数为21、39或者57-71的元素的总量与Pt的摩尔比为至少0.18。

E73.E46或者E49至E72中任一项的方法，其中所述载体包含下列中的一种或多种：MguZn1-uO，其中u是正数；ZnvAl2O3+v，其中v是正数；MgwAl2O3+w，其中w是正数；CaxAl2O3+x，其中x是正数；SryAl2O3+y，其中y是正数；BazAl2O3+z，其中z是正数；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；氧化钇稳定的ZrO2；它们的组合，和它们的混合物。

E74.E46或者E49至E73中任一项的方法，其中所述载体还包含下列中的一种或多种：B2O3，Al2O3，SiO2，SiC，Si3N4，硅铝酸盐，VO，V2O3，VO2，V2O5，Ga2O3，In2O3，Mn2O3，Mn3O4，MnO，一种或多种沸石,以及它们的混合物和组合。

E75.E46至E74中任一项的方法，其中所述循环时间为1分钟至70分钟，例如5分钟至45分钟。

E76.E46至E75中任一项的方法，其中所述循环时间为5分钟至300分钟，例如10分钟至50分钟。

E77.E46至E75中任一项的方法，其中所述循环时间为0.1秒至30分钟，例如5秒至10分钟。

E78.E46至E77中任一项的方法，其中所述载体包含多个初级粒子，所述初级粒子包含布置在其上的第8-10族元素。

E79.E46至E77中任一项的方法，其中所述催化剂包含初级粒子，并且其中所述初级粒子具有0.2nm至500μm，优选1nm至300μm，更优选2nm至200μm，更优选2nm至100μm，仍更优选2nm至500nm，仍更优选2nm至100nm的平均横截面长度，通过透射电子显微镜测量。

E80.E46至E79中任一项的方法，其中当与所述含烃进料接触时所述催化剂呈多个流化颗粒的形式。

E81.E46至E77中任一项的方法，其中所述载体是包含布置在其上的第8-10族元素的整体结构。

E82.E46至E81中任一项的方法，其中所述第8-10族元素包含Pt，并且其中所述Pt被布置在所述载体上，使得所述Pt是所述在步骤(I)中实现脱氢、脱氢芳构化和脱氢环化中的一种或多种的催化剂的活性组分。

E83.E46至E82中任一项的方法，其是流化床方法、固定床方法或逆流反应器方法。

E84.E46至E83中任一项的方法，其中当与所述含烃进料接触时所述催化剂是在固定床中。

E85.E46至E84中任一项的方法，其中所述载体具有0.1m2/g至1,500m2/g，优选1m2/g至1,000m2/g，更优选10m2/g至800m2/g，更优选100m2/g至500m2/g的表面积。

E86.E46或者E49至E85中任一项的方法，其中所述催化剂包含第3族元素，并且其中所述含烃进料包含0.1vol％至50vol％的蒸汽，基于所述含烃进料中任何C2-C16烷烃、任何C4-C16环状烷烃和任何C8-C16烷基芳族烃的总体积计。

上面已经定义了各种术语。如果一项权利要求中使用的术语未在上面定义，则该术语应具有相关领域内人员给予该术语的最宽定义，如反映在至少一份印刷出版物或已授权专利中的定义。此外，本申请中引用的所有专利、测试程序和其他文件通过引用完全并入本文，只要这样的公开与本申请不矛盾，并且适用于允许这样的并入的所有司法管辖区。

虽然前述内容针对本发明的实施方案，但在不脱离本发明的基本范围的情况下可以设计本发明的其他和进一步的实施方案，并且本发明的范围由所附权利要求书确定。

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年3月6日提交的美国临时申请号62/986,229和2020年6月11日提交的欧洲申请号20179508.5的优先权和权益，两者的公开内容通过引用整体并入本文。