相关申请的交叉引用
本发明要求于2015年11月4日提交的ussn62/250,697以及于2016年2月2日提交的ep申请16153727.9的优先权和权益。
发明领域
本发明涉及可用于将无环c5进料转化为包含环状c5化合物的产物的方法的反应器。
发明背景
环戊二烯(cpd)及其二聚体二环戊二烯(dcpd)是非常理想的原材料，广泛用于化工行业的广泛产品中，比如聚合物材料，聚酯树脂，合成橡胶，溶剂，燃料，燃料添加剂等。环戊二烯目前是液体进料蒸汽裂解(例如，石脑油和较重的进料)的副产品。随着现有的和新的蒸汽裂解装置转向较轻的进料，在cpd需求不断上升的情况下生产的cpd更少。由于供应限制导致的高成本影响了cpd在聚合物中潜在的最终产物使用。如果能够以非限制的比例生产更多的cpd，并且成本低于从蒸汽裂解回收，则可以生产更多的基于cpd的聚合物产品。还期望共同生产其它环状c5。环戊烷和环戊烯作为溶剂具有很高的价值，而环戊烯可用作共聚单体来生产聚合物，也可用作其它高价值化学品的原料。
将有利的是，能够使用催化剂体系由丰富的c5进料生产环状c5化合物，包括cpd作为主要产物，以产生cpd，同时最小化轻质(c4-)副产物的产生。虽然较低的氢含量(例如环状物，烯烃和二烯烃)可能是优选的，因为反应吸热降低并且转化的热力学约束得到改善，但非饱和物比饱和物进料更昂贵。因为反应化学和直链c5相对于支化c5的较低值(由于辛烷值差异)，直链c5骨架结构优选于支化c5骨架结构。富足的c5可获自非常规天然气和页岩油，并且由于严格的环境法规，减少了马达燃料的使用。c5进料还可得自生物原料。
各种催化脱氢技术目前用于由c3和c4烷烃生产单和二烯烃，但不是环状单烯烃或环状二烯烃。典型的方法采用负载于氧化铝上的pt/sn作为活性催化剂。另一有用的方法采用氧化铝上的氧化铬。参见b.v.vora，"developmentofdehydrogenationcatalystsandprocesses,"topicsincatalysis,vol.55,pp.1297-1308，2012；和j.c.bricker，"advancedcatalyticdehydrogenationtechnologiesforproductionofolefins"，topicsincatalysis，vol.55，pp.1309-1314，2012。
再另一常用方法采用负载在zn和/或ca铝酸盐上的pt/sn以脱氢丙烷。虽然这些方法在烷烃脱氢上成功了，但它们不能进行对生产cpd来说关键的环化。pt-sn/氧化铝和pt-sn/铝酸盐催化剂表现出中等的正戊烷转化率，但这些催化剂的对环状c5产物的选择性和收率差。
负载在氯化的氧化铝上的pt催化剂被用于将低辛烷值石脑油重整为芳族物质比如苯和甲苯。参见us3,953,368(sinfelt)，“polymetallicclustercompositionsusefulashydrocarbonconversioncatalysts”。虽然这些催化剂可有效使c6和高级烷烃脱氢并环化形成c6芳环，但它们对于将无环c5转化为环状c5较无效。这些负载在氯化的氧化铝上的pt催化剂表现出低收率的环状c5并表现出对料流的第一个两小时的时间内失活。c6和c7烷烃的环化芳环的形成辅助，但这不发生在c5环化中。这种影响可能部分是由于与苯(环状c6)和甲苯(环状c7)相比cpd(环状c57)的形成热更高。这也由负载在氯化的氧化铝上的pt/ir和pt/sn表现出。虽然这些氧化铝催化剂进行c6+物质的脱氢和环化以形成c6芳环，但需要不同的催化剂将无环c5转化为环状c5。
含ga的zsm-5催化剂被用于由轻质链烷烃生产芳族物质的方法。kanazirev等人的研究显示，正戊烷易于通过ga2o3/h-zsm-5转化。参见kanazirev等人，“conversionofc8aromaticsandn-pentaneoverga2o3/h-zsm-5mechanicallymixedcatalysts,”catalysisletters,vol.9,pp.35-42，1991。没有报告产生环状c5，同时6wt％或更多的芳族物质在440℃和1.8hr-1whsv产生。mo/zsm-5催化剂也显示出脱氢和/或环化链烷烃，特别是甲烷。参见y.xu,s.liu,x.guo,l.wang和m.xie,“methaneactivationwithoutusingoxidantsovermo/hzsm-5zeolitecatalysts,”catalysisletters,vol.30,pp.135-149，1994。使用mo/zsm-5的正戊烷的高转化率得到了展示，存在高收率裂化产物，但没有产生环状c5。这表明，基于zsm-5的催化剂能够将链烷烃转化为c6环，但不必然产生c5环。
us5,254,787(dessau)介绍了用于链烷烃脱氢的nu-87催化剂。该催化剂显示使c2-c6+脱氢以产生它们的未取代的相似物。在该专利中非常明晰地给出了c2-5和c6+烷烃的差异：c2-5烷烃脱氢产生直链或支化单烯烃或二烯烃，而c6+烷烃脱氢产生芳族物质。us5,192,728(dessau)涉及类似的化学，但采用了含锡的结晶微孔材料。与nu-87催化剂相同，c5脱氢仅显示产生直链或支化的单烯烃或二烯烃而不是cpd。
us5,284,986(dessau)介绍了由正戊烷生产环戊烷和环戊烯的两阶段方法。进行的实例中，第一阶段涉及通过pt/sn-zsm-5催化剂进行正戊烷的脱氢和脱氢环化为链烷烃、单烯烃和二烯烃以及环烷烃的混合物。然后将该混合物引入由pd/sn-zsm-5催化剂组成的第二阶段反应器，在那里二烯，特别是cpd，被转化为烯烃和饱和物。环戊烯在该方法中为期望的产物，而cpd为不想要的副产物。
us2,438,398；us2,438,399；us2,438,400；us2,438,401；us2,438,402；us2,438,403；和us2,438,404(kennedy)披露了由1,3-戊二烯通过各种催化剂生产cpd。低操作压力，低每轮转化率，和低选择性使该方法不理想。另外，1,3-戊二烯不是易于获得的进料，不同于正戊烷。还参见，kennedy等人，“formationofcyclopentadienefrom1,3-pentadiene,”industrial&engineeringchemistry,vol.42,pp.547-552，1950。
fel’dblyum等在“cyclizationanddehydrocyclizationofc5hydrocarbonsoverplatinumnanocatalystsandinthepresenceofhydrogensulfide,”dokladychemistry,vol.424,pp.27-30，2009中报告由1,3-戊二烯、正戊烯和正戊烷生产cpd。对于1,3-戊二烯、正戊烯和正戊烷分别在600℃通过2％pt/sio2的转化，cpd的收率高达53％，35％和21％。虽然观察到初始产生cpd，但还观察到在该反应的前几分钟内剧烈的催化剂失活。在含pt的二氧化硅上进行的实验显示了正戊烷通过pt-sn/sio2的中等的转化率，但对环状c5产物的选择性和收率差。下文中，fel’dblyum给出了使用h2s作为1,3-戊二烯环化促进剂，以及在marcinkowski，“isomerizationanddehydrogenationof1,3-pentadiene,”m.s.，universityofcentralflorida，1977。marcinkowski显示了采用h2s在700℃的1,3-戊二烯的80％转化率以及80％的对cpd的选择性。高温，有限的进料，以及含硫的需要后续刮除的产物的潜在可能，使该方法不理想。
lópez等人在“n-pentanehydroisomerizationonptcontaininghzsm-5,hbeaandsapo-11,”catalysisletters,vol.122,pp.267-273，2008，研究了正戊烷在含pt的包括h-zsm-5的沸石上的反应。在中等温度(250-400℃)，他们报道了正戊烷在pt-沸石上的高效加氢异构化，但没有讨论环戊烯的形成。希望避免这种有害的化学，因为支化c5不会如直链c5那样有效地产生环状c5，如以上讨论的。
li等人在“catalyticdehydroisomerizationofn-alkanestoisoalkenes,”journalofcatalysis,vol.255,pp.134-137，2008，也研究了正戊烷在其中al被fe同构取代的含pt沸石上的脱氢。这些pt/[fe]zsm-5催化剂对于正戊烷的脱氢和异构化是有效的，但在所采用的反应条件下，没有环状c5生成，并且发生不希望的骨架异构化。
us5,633,421披露了脱氢c2-c5链烷烃以获得相应烯烃的方法。类似地，us2,982,798披露了含有3-6个碳原子(包括端点值)的脂肪族烃脱氢的方法。然而，us5,633,421和us2,982,798都没有披露由无环c5烃生产cpd，无环c5烃是理想的进料，因为它们是丰富的和廉价的。
此外，设计针对目的的cpd生产方法中有许多挑战。例如，c5烃转化为cpd的反应是极度吸热的并且易于在低压和高温进行，但是正戊烷和其它c5烃的显著裂化会在相对低的温度(例如，450℃-500℃)发生。进一步的挑战包括由于该方法期间的结焦丧失催化剂活性，和需要进一步的处理以从催化剂去除焦炭，以及不能使用含氧气体直接向反应器提供热量输入而不损坏催化剂。
因此，仍然需要优选在商业速率和条件下将无环c5进料转化为非芳族环状c5烃，即环戊二烯的方法。此外，需要针对生产环戊二烯的催化方法，其以高收率从丰富的c5进料产生环戊二烯，不会过度产生c4-裂解产物并具有可接受的催化剂老化性能。另外，需要有目的地由无环c5烃生产cpd并应对上述挑战的方法和系统。
发明概述
本发明涉及在反应器系统中将无环c5烃转化为环戊二烯的方法，其中该方法包括在温度t1提供至少一个包含无环c5烃的进料的绝热反应区，其中该至少一个绝热反应区包含含有催化剂材料的第一粒状材料；使该进料和该第一粒状材料在该至少一个绝热反应区在反应条件下接触以将至少一部分该无环c5烃转化为包含环戊二烯中间体、未转化的无环c5烃和任选的环戊二烯的第一流出物；加热该第一流出物至温度t2；将该第一流出物提供给至少一个传热反应区；和使该第一流出物与第二粒状材料在该至少一个传热反应区在反应条件下接触以将至少一部分该环戊二烯中间体和未转化的无环c5烃转化为包含环戊二烯的第二流出物。
附图简述
图1为根据本发明的实施方案的反应器的图。
图2为根据本发明的另一实施方案的具有更新装置的反应器的图。
图3为根据本发明的另一实施方案的具有更新装置和再生装置的反应器的图。
发明详述
i.定义
为了便于理解本发明，下面定义了许多术语和短语。
如用于本公开和权利要求的，除非上下文另有明确规定，单数形式“一”，“一个”和“该”包括复数形式。
术语“和/或”如用在短语比如本文的“a和/或b”中意指包括“a和b”、“a或b”、“a”和“b”。
如本文中使用的，术语“约”是指指定值的正负10％的值的范围。例如，短语“约200”包括200的正负10％，或180到220。
术语“饱和物”包括，但不限于，烷烃和环烷烃。
术语“非饱和物”包括，但不限于，烯烃，二烯烃，炔烃，环烯烃和环二烯烃。
术语“环状c5”或“cc5”包括，但不限于，环戊烷，环戊烯，环戊二烯，和它们的两种或更多种的混合物。术语“环状c5”或“cc5”还包括任何前述物质的烷基化相似物，例如，甲基环戊烷，甲基环戊烯，和甲基环戊二烯。为了本发明的目的应理解的是，环戊二烯随时间在一定范围的条件下，包括环境温度和压力，通过狄尔斯-阿尔德缩合自发二聚形成二环戊二烯。
术语“无环”包括，但不限于，直链和支化饱和物和非饱和物。
术语“芳族”是指具有共轭双键的平面环状烃基，比如苯。如本文中使用的，术语芳族涵盖含一个或多个芳环的化合物，包括，但不限于，苯，甲苯和二甲苯，和多核芳族物质(pna)，其包括萘，蒽，
术语“btx”包括，但不限于，苯、甲苯和二甲苯(邻和/或间和/或对)的混合物。
术语“焦炭”包括，但不限于，吸附到催化剂组合物上的低氢含量烃。
术语“cn”是指每个分子含有n个碳原子的烃，其中n为正整数。
术语“cn+”是指每分子具有至少n个碳原子的烃。
术语“cn-”是指每个分子具有不超过n个碳原子的烃。
术语“烃”是指一类含键接到碳的氢的化合物，并涵盖(i)饱和的烃化合物，(ii)未取代的烃化合物和(iii)烃化合物(饱和的和/或未取代的)的混合物，包括具有不同的n值的烃化合物的混合物。
术语“c5进料”包括含正戊烷的进料，比如主要为正戊烷和异戊烷(也称为甲基丁烷)，及少量环戊烷和辛戊烷(也称为2,2-二甲基丙烷)的进料。
关于元素周期表的所有的数字和引用都是基于chemicalandengineeringnews，63(5)，27，(1985)，除非另有说明。
术语“第10族金属”是指该元素周期表的第10族中的元素并包括，但不限于，ni，pd和pt。
术语“第11族金属”是指该元素周期表的第11族中的元素并包括，但不限于，cu，ag，au和它们中两种或更多种的混合物。
术语“第1族碱金属”是指该元素周期表的第1族中的元素并包括，但不限于，li，na，k，rb，cs和它们中两种或更多种的混合物，且排除氢。
术语“第2族碱土金属”是指该元素周期表的第2族中的元素并包括，但不限于，be，mg，ca，sr，ba和它们中两种或更多种的混合物。
如本文中使用的，术语“含氧”或“含氧化合物”是指氧和含氧的化合物，包括但不限于，o2，co2，co，h2o和含氧烃，比如醇类，酯，醚等。
术语“约束指数”定义于us3,972,832和us4,016,218，两者都通过引用纳入本申请。
如本文中使用的，术语“mcm-22族的分子筛”(或“mcm-22族的材料”或“mcm-22族材料”或“mcm-22族沸石”)包括以下的一种或多种：
由普通第一度晶体构造块晶胞制成的分子筛，其晶胞具有mww拓扑框架。(晶胞为原子的空间排列，所述原子如果铺设在三维空间中则描述了晶体结构。这种晶体结构讨论于“atlasofzeoliteframeworktypes”，第五版，2001，其全部内容作为参考纳入)；
由普通第二度构造块制成的分子筛，其为这样的mww拓扑框架晶胞的2-维铺设，形成一个晶胞厚度、优选一个c-晶胞厚度的单层；
由普通第二度构造块制成的分子筛，其为一个或多于一个晶胞厚度的层，其中多于一个晶胞厚度的层由堆积、填装、或结合至少两个一个晶胞厚度的单层制成。这种第二度构造块的堆积可为规则方式、不规规方式、随机方式或其任何它们的组合；和
通过具有mww拓扑框架的晶胞的任何规则或随机2-维或3-维组合制成的分子筛
mcm-22族分子筛包括d-面间距最大值在12.4±0.25、6.9±0.15、3.57±0.07和3.42±0.07埃的x射线衍射图样的那些分子筛。通过标准技术使用铜的k-α的双重线作为入射辐射和配有闪烁计数器和相关计算机作为收集系统的衍射计，获得用于表征材料的x射线衍射数据。
如本文中使用的，术语“分子筛”与术语“微孔结晶材料”或“沸石”同义使用。
如本文中使用的，术语“碳选择性”是指在形成的各环状c5、cpd、c1和c2-4中的碳摩尔数除以在转化的戊烷中的碳的总摩尔数。短语“对环状c5的碳选择性为至少30％”是指，每在转化的戊烷中100摩尔的碳形成在该环状c5中30摩尔的碳。
如本文中使用的，术语“转化率”是指在该无环c5进料中的被转化为产物的碳摩尔数。短语“所述无环c5进料到所述产物的转化率为至少70％”是指至少70％的摩尔的所述无环c5进料被转化为产物。
如本文中使用的，术语“反应器系统”是指，一个体系，其包括一个或多个反应器和用于生产环戊二烯的所有必要和任选的设备。
如本文中使用的，术语“反应器”是指，任何发生化学反应的容器。反应器包括独立的反应器，以及单一反应器装置内的反应区，以及在适用时，跨越多个反应器的反应区。换句话说并且是常用的，单一反应器可具有多个反应区。当说明书指代第一和第二反应器时，本领域普通技术人员将容易理解，这样的指代包括两个反应器，以及具有第一和第二反应区的单一反应器容器。类似地，第一反应器流出物和第二反应器流出物将被理解为包括分别来自单一反应器的该第一反应区和该第二反应区的流出物。
反应器/反应区可为绝热反应器/反应区或传热反应器/反应区。如本文中使用的，术语"绝热"是指，反应区中除了通过流动工艺流体外，基本上没有热输入到系统。为了本发明的目的，具有由于传导和/或辐射而不可避免的损失的反应区也被认为是绝热的。如本文中使用的，术语"传热"是指，除了由流动工艺流体提供的之外，热量有意通过装置提供的反应器/反应区。
如本文中使用的，术语“移动床”反应器是指这样的区或容器，其中固体(例如，催化剂颗粒)和气体流动的接触使得空塔气速(u)低于固体颗粒稀相气力输送所需的速度从而保持固体床的空隙比例低于95％。在移动床反应器中，固体(例如，催化剂材料)可缓慢地行进通过反应器并可从反应器底部去除和加入反应器顶部。移动床反应器可在多种流动模式下操作，包括沉降或移动填充床模式(u<umf)，鼓泡模式(umf<u<umb)，段塞模式(umb<u<uc)，转变和湍流流化模式(uc<u<utr)和快速流化模式(u>utr)，其中umf为最小流化速度，umb为最小鼓泡速度，uc为压力波动峰值的速度，tr为输送速度。这些不同的流化模式已描述在，例如，kunii,d.,levenspiel,o.,chapter3offluidizationengineering,2ndedition,butterworth-heinemann,boston,1991andwalas,s.m.,chapter6ofchemicalprocessequipment,revised2ndedition，butterworth-heinemann，boston，2010，将它们通过引用纳入。
如本文中使用的，术语“沉降床”反应器是指这样的区或容器，其中颗粒与气体流接触，使得在至少一部分该反应区中空塔气速(u)低于流化固体颗粒(例如，催化剂颗粒)所需的最小速度(最小流化速度(umf))，u<umf，和/或在高于该最小流化速度的速度操作同时通过使用反应器间隔以最小化气体-固体回混来保持在气体和/或固体性能(比如，温度，气体或固体组合物等)沿反应器床轴向向上的梯度。最小流化速度的说明给出于，例如，kunii,d.,levenspiel,o.,chapter3offluidizationengineering,2ndedition,butterworth-heinemann,boston,1991和walas,s.m.,chapter6ofchemicalprocessequipment,revised2ndedition,butterworth-heinemann,boston,2010。沉降床反应器可为“循环沉降床反应器”，这是指这样的沉降床，其中固体(例如，催化剂材料)移动通过反应器并且该固体(例如，催化剂材料)至少部分再循环。例如，固体(例如，催化剂材料)可从反应器去除，再生，再加热和/或从产物料流分离，然后返回反应器。
如本文中使用的，术语“流化床”反应器是指这样的区或容器，其中固体(例如，催化剂颗粒)与气体流动的接触使得空塔气速(u)足以流化固体颗粒(即，高于最小流化速度umf)并低于固体颗粒稀相气力输送所需的速度，从而保持固体床的空隙比例低于95％。如本文中使用的，术语“级联流化床”是指单个流化床的一系列布置，使得能够在气体和/或固体性能(比如，温度、气体或固体组成、压力等)随着固体或气体从一个流化床留到另一个时具有梯度。最小流化速度的轨迹给出于例如，kunii,d.,levenspiel,o.,chapter3offluidizationengineering,2ndedition,butterworth-heinemann,boston,1991和walas,s.m.,chapter6ofchemicalprocessequipment,revised2ndedition,butterworth-heinemann,boston,2010。流化床反应器可为移动流化床反应器，比如“循环流化床反应器”,其是指这样的流化床，其中固体(例如，催化剂材料)移动通过反应器并且该固体(例如，催化剂材料)的至少部分再循环。例如，固体(例如，催化剂材料)可从反应器去除，再生，再加热和/或从产物料流分离，然后返回反应器。
如本文中使用的，术语“升气管”反应器(也称为输送反应器)是指这样的区或容器(比如，立式圆柱形管)，其用于以快速流化或气动传输流化模式净向上输送固体(例如，催化剂颗粒)。快速流化和气动传输流化模式特征在于空塔气速(u)大于输送速度(utr)。快速流化和气动传输流化模式也描述于kunii,d.,levenspiel,o.,chapter3offluidizationengineering,2ndedition,butterworth-heinemann,boston,1991和walas,s.m.,chapter6ofchemicalprocessequipment,revised2ndedition,butterworth-heinemann,boston,2010。流化床反应器，比如循环流化床反应器，可作为升气管反应器操作。
如本文中使用的，术语“燃烧管道”反应器是指炉子和定位于该炉子的辐射段内的平行反应器管道。反应器管道含有催化材料(例如，催化剂颗粒)，其接触反应物以形成产物。
如本文中使用的，术语“对流加热管”反应器是指这样的转化系统，其包含含催化材料并定位于外壳内的平行反应器管道。虽然任何已知的反应器管道配置或外壳可使用，但优选该转化系统包含在对流换热外壳内的多个平行反应器管道。优选地，反应器管道是直的，而不是具有沿外壳的螺旋或弯曲通道(虽然螺旋或弯曲管道也可使用)。另外，管道可具有圆形，椭圆形，矩形和/或其他已知形状的截面。管道优先用涡轮机燃烧燃料气体利用包含氧的压缩的气体产生的涡轮机废气料流加热。在其它方面，反应器管道通过在燃料电池，炉子，锅炉或多余空气燃烧器中通过燃烧产生热气体的对流来加热。然而，用涡轮机废气加热该反应器管道可能是优选的，因为共同生产轴功率等其它优点。
如本文中使用的，术语“固定床”或“填充床”反应器是指这样的区或容器(比如，立式或水平的，圆柱形管或球形容器)，可包括横向(也称为交叉流动)、轴向流动和/或径向流动的气体，其中固体(例如，催化剂颗粒)基本上固定在反应器内，并且气体流动使得空塔气速(u)低于流化固体颗粒的速度(即，低于最小流化速度umf)和/或气体在向下方向上移动，使得固体颗粒不可能流化。
如本文中使用的，术语“周期性的”是指根据循环发生的周期性循环或重复事件。例如，反应器(例如，环状固定床)可周期地操作以具有反应间隔，再加热间隔和/或再生间隔。间隔步骤的持续时间和/或顺序可随时间改变。
如本文中使用的，术语“顺流”是指，两种料流(例如，料流(a)，料流(b))在基本相同的方向上流动。例如，如果料流(a)从至少一个反应区的顶部流动到底部且料流(b)从至少一个反应区的顶部流动到底部，则料流(a)的流动将被视为料流(b)的流动的顺流。在反应区内较小的规模，可能存在其中流动可能不是顺流的区域。
如本文中使用的，术语“逆流”是指，两种料流(例如，料流(a)，料流(b))在基本相对的方向上流动。例如，如果料流(a)从至少一个反应区的顶部流动到底部且料流(b)从至少一个反应区的底部流动到顶部，则料流(a)的流动将被视为料流(b)的流动的逆流。在反应区内较小的规模，可能存在其中流动可能不是逆流的区域。
颗粒的范围在1-3500μm的"平均直径"使用可获自英国worcestershire的malverninstruments，ltd.的mastersizertm3000确定。除非另有说明，粒度以d50确定。d50是在累积分布中在50％的颗粒直径的值。例如，如果d50＝5.8μm，则在该样品中50％的该颗粒等于或大于5.8μm和50％小于5.8μm。(相反，如果d90＝5.8μm，则在该样品中10％的该颗粒大于5.8μm和90％小于5.8μm.)。范围在大于3.5mm的颗粒"平均直径"使用微米计对代表性的100个颗粒样品确定。
为了本发明的目的，1psi等于6.895kpa。具体来说，1psia等于1kpa绝压(kpa-a)。相似地，1psig等于6.895kpa表压(kpa-g)。
ii.无环c5转化方法
本发明的第一方面为将无环c5进料转化为包含环状c5化合物(例如，环戊二烯)的产物的方法。该方法包括以下步骤：使所述进料和任选的氢在无环c5转化条件下在一种或多种催化剂组合物，包括但不限于本文所述的催化剂组合物的存在下接触以形成所述产物。
在一种或多种实施方案中，转化无环c5进料的方法的产物包括环状c5化合物。环状c5化合物包括一种或多种环戊烷，环戊烯，环戊二烯，并包括其混合物。在一种或多种实施方案中，环状c5化合物包含至少约20wt％，或30wt％，或40wt％，或70wt％环戊二烯，或范围在约10wt％-约80wt％，备选地20wt％-70wt％。
在一种或多种实施方案中，无环c5转化条件至少包括温度，正戊烷分压和重时空速(whsv)。温度范围在约400℃-约700℃，或范围在约450℃-约650℃，优选地，范围在约500℃-约600℃。正戊烷分压范围在约3-约100psia，或范围在约3-约50psia，优选地，范围在约3psia-约20psia。重时空速范围在约1-约50hr-1，或范围在约1-约20hr-1。这样的条件包括任选的氢共进料与无环c5进料的摩尔比范围在约0-3，或范围在约1-约2。这样的条件可还包括共进料c1-c4烃与无环c5进料。优选地，共进料(如存在)，不论是否包含氢，c1-c4烃或以上两者，基本上不含含氧化合物。本上下文中使用的“基本上不含”是指共进料包含小于约1.0wt％，基于该共进料的重量，例如，低于约0.1wt％，低于约0.01wt％，低于约0.001wt％，低于约0.0001wt％，低于约0.00001wt％的含氧化合物。
在一种或多种实施方案中，本发明涉及将正戊烷转化为环戊二烯的方法，包含以下步骤：使正戊烷和任选的氢(如存在，典型地h2以与正戊烷0.01-3.0的比例存在)与一种或多种催化剂组合物，包括但不限于本文所述的催化剂组合物在温度400℃-700℃，分压3-约100psia和重时空速1-约50hr-1接触，以形成环戊二烯。
在一种或多种实施方案中，本发明涉及在反应器系统中将无环c5烃转化为环戊二烯的方法，其中该方法包括：在温度t1向至少一个绝热反应区提供包含无环c5烃的进料，其中该至少一个绝热反应区包含含有催化剂材料的第一粒状材料；使该进料和该第一粒状材料在该至少一个绝热反应区在反应条件下接触以将至少一部分该无环c5烃转化为包含环戊二烯中间体、未转化的无环c5烃和任选的环戊二烯的第一流出物；加热该第一流出物至温度t2；将该第一流出物提供给至少一个传热反应区；和使该第一流出物与包含催化剂材料的第二粒状材料在该至少一个传热反应区在反应条件下接触以将至少一部分该环戊二烯中间体和该未转化的无环c5烃转化为包含环戊二烯的第二流出物。
a.进料
在该方法中，包含c5烃的进料，优选无环c5进料被与包含催化剂材料的粒状材料一起提供给反应系统。这里有用的无环c5进料可从原油或天然气体冷凝物中获得，并且能够包括通过精炼和化学方法，比如流体催化裂化(fcc)，重整，加氢裂化，加氢处理，焦化和蒸汽裂解产生的裂解c5(各种不饱和度：烯烃，二烯烃，炔烃)。
在一种或多种实施方案中，本发明的方法中有用的无环c5进料包括戊烷，戊烯，戊二烯，和它们的两种或更多种的混合物。优选地，在一种或多种实施方案中，无环c5进料包含至少约50wt％，或60wt％，或75wt％.，或90wt％正戊烷，或范围在约50wt％-约100wt％正戊烷。
无环c5进料任选地不包含c6芳族化合物，比如苯，优选c6芳族化合物的存在小于5wt％，优选小于1wt％，优选存在小于0.01wt％，优选为0wt％。
无环c5进料任选地不包含苯，甲苯，或二甲苯(邻，间，或对)，优选苯，甲苯，或二甲苯(邻，间，或对)化合物的存在小于5wt％，优选小于1wt％，优选存在小于0.01wt％，优选为0wt％。
无环c5进料任选地不包含c6+芳族化合物，优选c6+芳族化合物的存在小于5wt％，优选小于1wt％，优选存在小于0.01wt％，优选为0wt％。
无环c5进料任选地不包含c6+化合物，优选c6+化合物的存在小于5wt％，优选小于1wt％，优选存在小于0.01wt％，优选为0wt％。
任选地，c5进料基本上不含含氧化合物。本上下文中使用的“基本上不含”是指该进料包含小于约1.0wt％，基于该进料的重量，例如，低于约0.1wt％，低于约0.01wt％，低于约0.001wt％，低于约0.0001wt％，低于约0.00001wt％的含氧化合物。
优选地，进料中转化为环戊二烯的c5烃(例如，无环c5烃)的量≥约5.0wt％，≥约10.0wt％，≥约20.0wt％，≥约30.0wt％，≥约40.0wt％，≥约50.0wt％，≥约60.0wt％，≥约70.0wt％，≥约80.0wt％或≥约90.0wt％。优选地，至少约30.0wt％或至少约60.0wt％的该c5烃(例如，无环c5烃)被转化为环戊二烯。明确地披露的范围包括任何上述列出值的组合；例如，约5.0％-约90.0wt％，约10.0wt％-约80.0wt％，约20.0wt％-约70.0wt％，约20.0wt％-约60.0wt％等。优选地，约20.0wt％-约90.0wt％的该c5烃(例如，无环c5烃)被转化为环戊二烯，更优选约30.0wt％-约85.0wt％，更优选约40.0wt％-约80.0wt％，约45.0wt％-约75.0wt％，或约50.0wt％-约70.0wt％。
优选地，包含氢和任选的轻质烃比如c1-c4烃的氢共进料也被供入该第一反应器。优选地，至少一部分该氢共进料与该c5进料掺混，然后被供入该第一反应器。在入口位置处(在这里进料首先与催化剂接触)在该进料混合物中存在氢，防止或减少催化剂颗粒上焦炭的形成。c1-c4烃也可与c5共进料。
b.绝热反应区
进料可被提供至至少一个温度t1的绝热反应区，并在至少一个绝热反应区中在反应条件下与含有催化剂材料的第一粒状材料接触以将至少一部分该c5烃(例如，无环c5烃)转化为包含h2，环戊二烯中间体，未转化的无环c5烃和任选的环戊二烯的第一流出物。至少一个绝热反应区可为固定床反应器或流化床反应器。固定床反应器可为立式固定床或卧式固定床。优选地，立式固定床为轴流式立式固定床或径流式固定床。优选地，卧式固定床为横流式卧式固定床。
另外或备选地，该至少一个绝热反应区可包括至少第一绝热反应区，第二绝热反应区，第三绝热反应区，第四绝热反应区，第五绝热反应区，第六绝热反应区，第七绝热反应区和/或第八绝热反应区等。如这里理解的，每个绝热反应区可为单独的反应器或绝热反应器可包含一个或多个的该绝热反应区。优选地，反应器系统包含1-20个绝热反应区，更优选1-15个绝热反应区，更优选2-10个绝热反应区，更优选2-8个绝热反应区。当多于1个绝热反应区存在时，绝热反应区可以任何合适的配置布置，例如，串联或平行。每个绝热反应区可独立地为固定床或流化床。
绝热反应区可包括至少一个内部结构以支撑该第一粒状材料，以均匀地分布进料，以收集烃产物和/或减少反应区内的压降。例如，当绝热反应区为立式固定床时，一个或多个内部结构，例如，可渗透的同心壳，可包括在该反应区中以含有和支撑粒状材料，并且该进料可供入该反应区的基本上开放的中心轴部分并在粒状材料周围径向流动。另外或备选地，绝热反应区可包含至少一种内部结构，优选多种内部结构(例如，2，3，4，5，6，7，8，9，10，15，20，30，40，50种等)。合适的内部结构的实例包括多种支撑网格，压紧网格，挡板，棚，塔盘，管，棒和/或分配体。
进料可被提供至温度t1的绝热反应区，t1≤约700℃，≤约675℃，≤约650℃，≤约625℃，≤约600℃，≤约575℃，≤约550℃，≤约525℃，≤约500℃，≤约475℃，≤约450℃，≤约425℃，≤约400℃，≤约375℃，≤约350℃，≤约325℃，≤约300℃，≤约275℃，≤约250℃，≤约225℃，或≤约200℃。优选地，进入绝热反应区的进料(例如，无环c5烃)的温度≤约500℃，更优选≤约525℃，更优选≤约550℃，更优选≤约575℃。明确地披露的温度范围包括任何上述值的组合，例如，约200℃-约700℃，约250℃-约600℃，约350℃-约650℃，约375℃-约500℃等。优选地，进入绝热反应区的进料(例如，无环c5烃)的温度为约200℃-约700℃，更优选约300℃-约650℃，更优选约400℃-约600℃，更优选约475℃-约575℃。在上述温度提供该进料(例如，无环c5烃)可有利地最小化该c5烃(例如，无环c5烃)在它们在该催化剂材料的存在下反应前不期望的裂解。
另外或备选地，在进入绝热反应区前，进料可通过一个或多个加热设备，例如，包括在炉子的对流区加热的换热器，加热至上述温度。
至少一个绝热反应区在足以转化至少一部分该进料(例如，无环c5烃)为环戊二烯中间体和未转化的无环c5烃和任选的环戊二烯的反应条件下操作。如本文中使用的，“环戊二烯中间体”是指，戊烯，戊二烯，环戊烷和环戊烯。在各种方面，转化为环戊二烯在该至少一个绝热反应区中发生。优选至少约5％，至少约10％，至少约15％，至少约20％，至少约30％，或至少约40％的该无环c5烃被转化为环戊二烯中间体。优选地，进料(例如，无环c5烃)可被在以下范围的重时空速(whsv，无环c5烃的质量/催化剂的质量/小时)供至绝热反应区：约1.0-约1000.0hr-1。thewhsv可为约1.0-约900.0hr-1，约1.0-约800.0hr-1，约1.0-约700.0hr-1，约1.0-约600.0hr-1，约1.0-约500.0hr-1，约1.0-约400.0hr-1，约1.0-约300.0hr-1，约1.0-约200.0hr-1，约1.0-约100.0hr-1，约1.0-约90.0hr-1，约1.0-约80.0hr-1，约1.0-约70.0hr-1，约1.0-约60.0hr-1，约1.0-约50.0hr-1，约1.0-约40.0hr-1，约1.0-约30.0hr-1，约1.0-约20.0hr-1，约1.0-约10.0hr-1，约1.0-约5.0hr-1，约2.0-约1000.0hr-1，约2.0-约900.0hr-1，约2.0-约800.0hr-1，约2.0-约700.0hr-1，约2.0-约600.0hr-1，约2.0-约500.0hr-1，约2.0-约400.0hr-1，约2.0-约300.0hr-1，约2.0-约200.0hr-1，约2.0-约100.0hr-1，约2.0-约90.0hr-1，约2.0-约80.0hr-1，约2.0-约70.0hr-1，约2.0-约60.0hr-1，约2.0-约50.0hr-1，约2.0-约40.0hr-1，约2.0-约30.0hr-1，约2.0-约20.0hr-1，约2.0-约10.0hr-1，和约2.0-约5.0hr-1。优选地，whsv为约1.0-约100.0hr-1，更优选约1.0-约60.0hr-1，更优选约2.0-约40.0hr-1，更优选约2.0-约20.0hr-1。
离开绝热反应区在流出物出口处的第一流出物(例如，环戊二烯，未转化的无环c5烃)的温度可为≤约600℃，≤约575℃，≤约550℃，≤约525℃，≤约500℃，≤约475℃，≤约450℃，≤约425℃，≤约400℃，≤约375℃，≤约350℃，≤约325℃，≤约300℃，≤约275℃，≤约250℃，≤约225℃或≤约200℃。优选地，离开绝热反应区在流出物出口处的第一流出物(例如，环戊二烯，未转化的无环c5烃)的温度为≤约525℃，更优选≤约500℃，更优选≤约475℃，更优选≤约450℃。明确地披露的温度范围包括任何上述值的组合，例如，约200℃-约600℃，约250℃-约575℃，约350℃-约550℃，约375℃-约450℃等。优选地，离开绝热反应区在流出物出口处的第一流出物(例如，环戊二烯，未转化的无环c5烃)的温度为约200℃-约600℃，更优选约250℃-约575℃，更优选约350℃-约550℃，更优选约375℃-约500℃。
另外或备选地，绝热反应区中的反应条件可包括温度≥约300℃，≥约325℃，≥约350℃，≥约375℃，≥约400℃，≥约425℃，≥约450℃，≥约475℃，≥约500℃，≥约525℃，≥约550℃，≥约575℃，≥约600℃，≥约625℃，≥约650℃，或≥约675℃。另外或备选地，该温度可为≤约300℃，≤约325℃，≤约350℃，≤约375℃，≤约400℃，≤约425℃，≤约450℃，≤约475℃，≤约500℃，≤约525℃，≤约550℃，≤约575℃，≤约600℃，≤约625℃，≤约650℃，≤约675℃，或≤约700℃。明确地披露的温度范围包括任何上述值的组合，例如，约300℃-约700℃，约325℃-约650℃，和约450℃-约600℃等。优选地，该温度可为约300℃-约650℃，更优选约325℃-约600℃，更优选约450℃-约575℃。
另外或备选地，绝热反应区的反应条件可包括压力≤约1.0psia，≤约2.0psia，≤约3.0psia，≤约4.0，≤约5.0psia，≤约10.0psia，≤约15.0psia，≤约20.0psia，≤约25.0psia，≤约30.0psia，≤约35.0psia，≤约40.0psia，≤约45.0psia，≤约50.0psia，≤约55.0psia，≤约60.0psia，≤约65.0psia，≤约70.0psia，≤约75.0psia，≤约80.0psia，≤约85.0psia，≤约90.0psia，≤约95.0psia，≤约100.0psia，≤约125.0psia，≤约150.0psia，≤约175.0psia，或≤约200.0psia。另外或备选地，该压力可为≥约1.0psia，≥约2.0psia，≥约3.0psia，≥约4.0psia，≥约5.0psia，≥约10.0psia，≥约15.0psia，≥约20.0psia，≥约25.0psia，≥约30.0psia，≥约35.0psia，≥约40.0psia，≥约45.0psia，≥约50.0psia，≥约55.0psia，≥约60.0psia，≥约65.0psia，≥约70.0psia，≥约75.0psia，≥约80.0psia，≥约85.0psia，≥约90.0psia，≥约95.0psia，≥约100.0psia，≥约125.0psia，≥约150.0psia，或≥约175.0psia。明确地披露的温度和压力的范围和组合包括任何上述值的组合，例如，约1.0psia-约200.0psia，约2.0psia-约175.0psia，约3.0psia-约150.0psia等。优选地，该压力可为约1.0psia-约200.0psia，更优选约2.0psia-约175.0psia，比如约2.0psia-约100.0psia，更优选约3.0psia-约150.0psia，比如约3.0psia-约50.0psia。
另外或备选地，跨越绝热反应区的变化压力(在进料入口处的压力减去在流出物出口处的压力)可为≥约0.5psia，≥约1.0psia，≥约2.0psia，≥约3.0psia，≥约4.0psia，≥约5.0psia，≥约10.0psia，≥约14.0psia，≥约15.0，psia，≥约20.0psia，≥约24.0psia，≥约25.0psia，≥约30.0psia，≥约35.0psia，≥约40.0psia，≥约45.0psia，≥约50.0psi，≥约55.0psia，≥约60.0psia，≥约65.0psia，≥约70.0psia，≥约75.0psia，≥约80.0psia，≥约85.0psia，≥约90.0psia，≥约95.0psia，≥约100.0psia，≥约125.0psia，或≥约150.0psia。如这里理解的，“在进料入口处”、“在入口处”、“在流出物出口处”和“在出口”包括在入口和/或出口中和大体上在它们周围的空间。另外或备选地，跨越绝热反应区的变化压力(或压降)(在进料入口处的压力减去在流出物出口处的压力)可为≤约2.0psia，≤约3.0psia，≤约4.0psia，≤约5.0psia，≤约10.0psia，≤约14.0psia，≤约15.0，psia≤约20.0psia，≤约24.0psia，≤约25.0psia，≤约30.0psia，≤约35.0psia，≤约40.0psia，≤约45.0psia，≤约50.0psi，≤约55.0psia，≤约60.0psia，≤约65.0psia，≤约70.0psia，≤约75.0psia，≤约80.0psia，≤约85.0psia，≤约90.0psia，≤约95.0psia，≤约100.0psia，≤约125.0psia，≤约150.0psia，≤约175.0psia，或≤约200.0psia。明确地披露的变化压力的范围包括任何上述列出值的组合，例如，约10psia-约70.0psia，约20.0psia-约60.0psia，约30.0psia-约50.0psia等。
另外或备选地，包含c1，c2，c3和/或c4烃的轻质烃料流可被供至绝热反应区。轻质烃料流可包括饱和的和/或未取代的烃。优选地，将轻质烃料流从传热反应器流出物料流回收。
c.传热的反应区
在离开至少一个绝热反应区后，第一流出物可被提供至至少一个传热反应区并与包含催化剂材料的第二粒状材料在该至少一个传热反应区在反应条件下接触以将至少一部分该环戊二烯中间体和/或未转化的无环c5烃转化为包含环戊二烯的第二流出物。该至少一个传热反应区可为循环流化床反应器，循环沉降床反应器，固定床反应器，环状固定床反应器，流化床反应器，燃烧管反应器(如描述于ussn62/250,693，于2015年11月4日提交，其通过引用纳入本申请)或a对流加热管反应器(如描述于ussn62/250,674，于2015年11月4日提交，其通过引用纳入本申请)。固定床反应器可为立式固定床或卧式固定床。优选地，立式固定床为轴流式立式固定床或径流式固定床。优选地，卧式固定床为横流式卧式固定床。此外，循环流化床反应器可在鼓泡或湍流流化模式操作，如描述于kunii,d.,levenspiel,o.,chapter3offluidizationengineering,2ndedition,butterworth-heinemann,boston,1991和walas,s.m.,chapter6ofchemicalprocessequipment,revised2ndedition,butterworth-heinemann,boston,2010。
具体来说，该至少一个传热反应区可为燃烧管反应器或对流加热管反应器。
燃烧管道反应器可包括炉子和位于该炉子的辐射段内的平行反应器管道。虽然可使用任何已知的辐射炉子反应器管道配置，优选该炉子包括多个平行反应器管道。合适的炉子反应器管道配置包括描述于us5,811,065；us5,243,122；us4,973,778；us2012/0060824；和us2012/0197054的那些，这些都通过引用纳入本申请。
反应器管道可以任何配置定位在该炉子。优选反应器管道立式定位，从而进料该反应器管道的顶部进入并且产物随反应器流出物从该反应器管道的地步离开。优选地，反应器管道是直的，而不是具有沿径向炉子的螺旋或弯曲通道(虽然螺旋或弯曲管道也可使用)。另外，管道可具有圆形，椭圆形，矩形和/或其他已知形状的截面。反应器管道可用来自位于该炉子的辐射段内的至少一个燃烧器提供的辐射热进行加热。本领域已知的任何燃烧器类型都可以使用，例如，安装在顶面、侧壁和地板的燃烧器。优选地，燃烧器能够定位在接近应器管道入口提供较高的热通量和在接近该反应器管道的出口提供较低的热通量。如果反应器管道是竖直定位的，则燃烧器优选定位接近反应器管道的顶部入口并具有沿着该管的长度向下燃烧的火焰。使燃烧器接近该立式反应器管道顶部定位和向下燃烧在接近应器管道入口(顶部)提供了较高的热通量，在那里较高的加热是期望的，例如，为了提供反应热，以及需要显热来加热进料至期望的反应温度。
炉子可任选还包括一个或多个屏蔽器，其定位来阻挡来自反应器管道的出口部分的至少一部分燃烧器火焰的辐射，在那里期望较低的热通量以避免高于期望的温度，例如，促进不期望的结焦和/或裂解的温度，所述结焦和/或裂解在高于在给定催化剂、操作压力和停留时间的期望的转化条件温度范围的温度发生。如果反应器管道相对于向下燃烧的燃烧器的竖直定位，则至少一个屏蔽器可为定位为阻挡来自该反应器管道底部部分的至少一部分火焰辐射。优选地，屏蔽器可为烟道气体导管，其功能在于引导燃烧器产生的烟道气体离开炉子的辐射段。
另外，反应器管道包含含有催化剂材料的粒状材料。该粒状材料可涂覆在反应器管道内表面上或可为反应器管道内粒状材料固定床的一部分。优选地，反应器管道包含粒状材料的固定床。填充和/或设计反应器管道的固定床的合适的方法包括us8,178,075和wo2014/053553，它们整体通过引用纳入本申请。反应器管道可包括至少一种内部结构，例如，同心壳，以支撑粒状材料和/或减少反应器管道内的压降。另外或备选地，反应器管道可包括混合定位在反应器管道内的内部结构以提供在径向方向上的混合。混合内部结构可为定位在粒状材料床内或反应器管道的分开两个或更多个粒状材料区的部分中。另外或备选地，反应器管道可包括在该反应器管道内侧或外侧上的促进从管道壁到催化剂组合物的热传递的翅片或造型。翅片或造型可为定位提供在接近应器管道入口处较高的热通量和接近出口的该反应器管道处较低的热通量。合适的内部结构的实例包括多种挡板，棚，塔盘，管，棒，翅片，造型和/或分配体。这些内部结构可涂有催化剂。合适的内部结构可为金属的或陶瓷。优选的陶瓷为具有高热导率的那些，例如，碳化硅，氮化铝，碳化硼和氮化硅。优选地，反应器管道在使进料与催化剂组合物接触期间具有从反应器入口到反应器出口测量的压降小于20psi，更优选小于5psi。
另外或备选地，炉子可包括辐射段，对流段和烟道气体堆叠体。热的烟道气体可通过在炉子的辐射段中的至少一个燃烧器产生和通过对流段导向大气并离开烟道气体堆叠体。来自烟道气体的热量可以通过来自烟道气体的对流转移来加热各种料流，例如，进料，蒸汽，更新气体，再生气体，蒸汽燃料预热和/或燃烧空气预热，通过横跨对流段的换热器或管束。炉子的对流段可含有至少一个换热器或管束，在其中烟道气体热通过对流传递给进料和/或蒸汽。
另外或备选地，多个炉子可存在，例如，两个或更多个炉子(每个炉子可包括包含含包含催化剂材料的粒状材料的平行反应器管道的辐射段)。任选地，可存在与两个或更多个炉子辐射段流体连通的单一对流段和烟道气体堆叠体。当有一个或多个炉子时，再加热气体或再生气体可被提供至该一个或多个炉子，同时，包含无环c5烃的进料可被提供至不同的一个或多个炉子。
对流加热管反应器可包含对流热传递外壳内的多个平行反应器管道。优选地，反应器管道是直的，而不是具有沿外壳的螺旋或弯曲通道(虽然螺旋或弯曲管道也可使用)。另外，管道可具有圆形，椭圆形，矩形和/或其他已知形状的截面。有利地，管道具有小的截面尺寸以最小化截面温度梯度。然而，降低管道的截面尺寸对于给定生产速率来说会增加管道数量。因此，最佳管道尺寸选择优选考虑最小化截面温度梯度和最小化建造成本来优化。合适的截面尺寸(即，圆柱形管道的直径)可为1cm-20cm，更优选2cm-15cm和最优选3cm-10cm。
在对流加热的管反应器中，反应器管道可由涡轮机燃烧燃料气体以及包含氧的压缩的气体产生的涡轮机废气料流加热。在其它方面，反应器管道可通过燃料电池，炉子，锅炉，或多余空气燃烧器中的燃烧产生的热气体的对流加热。然而，用涡轮机废气加热该反应器管道是优选的，因为能共同产生功率等其它优点。
包含氧的压缩的气体可在至少一个压缩机中压缩。优选地，压缩的气体为压缩的空气。任选地，压缩的气体可包括通过部分分离氮气得到的富含氧气的空气。可使用本领域已知的任何压缩机和/或涡轮机。用于本文所述的方法和系统中的合适的压缩机和涡轮机的实例描述于us7,536,863，其通过引用纳入本申请。优选地，涡轮机另外生产功率。涡轮机功率可用于运转压缩机来压缩包含氧的压缩的气体。任选地，可存在发电机和/或另外的压缩机，它们可用涡轮机产生的功率运转。发电机也可产生电功率。
热可通过来自涡轮机废气料流的对流传递到该反应器管道壁的外表面。反应器管道可以任何配置定位在外壳。优选反应器管道定位在外壳内以提供顺流的进料和涡轮机废气。进料和该涡轮机废气料流可在相同方向流动以提供在接近应器管道入口处的热通量高于接近应器管道出口处的热通量。在接近应器管道入口较高的加热是期望的，例如，为反应提供热，以及加热进料至期望的反应温度的热。接近该反应器管道出口部分处较低的热通量(相对于入口处热通量的量)是期望的，以避免高于期望的温度，例如，促进不期望的结焦和/或裂解的温度，所述结焦和/或裂解在高于在给定催化剂、操作压力和停留时间的期望的转化条件温度范围的温度发生。
可存在能够使另外的热输入涡轮机废气料流的至少一个燃烧设备。另外的热可通过燃烧设备提供给反应器管道上游或下游的涡轮机废气料流。另外的燃料气体可用涡轮机废气料流中未反应的氧燃烧以在通过从涡轮机废气料流到反应器管道壁的对流传热之前或之后，提高该涡轮机废气料流的温度。另外的热输入可通过本领域已知的任何燃烧设备被提供至涡轮机废气料流。合适的燃烧设备的实例包括导管燃烧器，辅助燃烧器，或熟知用于烟道气体的辅助加热的其它设备。
对流加热的反应器管道含有包含催化剂材料的粒状材料。粒状材料可涂覆在反应器管道内表面或可为反应器管道内粒状材料的固定床的一部分。优选地，反应器管道包括粒状材料的固定床。填充和/或设计反应器管道的固定床的合适的方法包括us8,178,075，其通过引用全部纳入。反应器管道可包括至少一个内部结构，例如，同心壳，以支撑粒状材料和/或减少反应器管道内的压降。反应器管道可包括混合定位在反应器管道内的内部结构提供在径向方向上的混合。混合内部结构可为定位在粒状材料床内或反应器管道的分开两个或更多个粒状材料区的部分中。反应器管道可包括在该反应器管道内侧或外侧上的促进从管道壁到粒状材料的热传递的翅片或造型。翅片或造型可为定位以提供接近入口处的热通量高于接近该反应器管道出口处的热通量。合适的内部结构的实例包括多种挡板，棚，塔盘，管，棒，翅片，造型和/或分配体。这些内部结构可涂有催化剂。合适的内部结构可为金属的或陶瓷。优选的陶瓷为具有高热导率的那些，例如，碳化硅，氮化铝，碳化硼和氮化硅。优选地，反应器管道在使进料与催化剂组合物接触期间具有的从反应器入口到反应器出口测量的压降小于20psi，更优选小于5psi。
另外或备选地，可存在热传递装置来将额外量的热通过对流从涡轮机废气传递到其它料流，例如，更新气体、再生气体、进料(在该进料进入反应器管道前)、燃料气体、包含氧的气体料流(例如，压缩的气体料流)和/或蒸汽。另外的热传递装置可为本领域已知的任何合适的热传递装置。合适的热传递装置包括换热器管束。热传递装置可定位在该反应器管道外壳使得在热从涡轮机废气传递到反应器管道前或后将额外的热从涡轮机废气传递。
另外或备选地，可存在对流热传递外壳内存在两个或更多个平行反应器管道。例如，可存在两个或更多个外壳，每个外壳包含多个含粒状材料的平行反应器管道。还可存在控制涡轮机废气到多个反应器管道的每一个的流动控制装置。合适的流动控制装置包括控制阀，挡板，百叶，阻尼器和/或导管。可还包括转移至少一部分该涡轮机废气离开或围绕反应器管道和将涡轮机废气引至其它热回收设备或至废气堆叠体。还可存在辅助设备比如废气体消音器和刮擦器。
另外或备选地，该至少一个传热反应区可包括至少第一传热反应区，第二传热反应区，第三传热反应区，第四传热反应区，第五传热反应区，第六传热反应区，第七传热反应区和/或第八传热反应区等。如这里理解的，每个传热反应区可为单独的反应器或传热反应器可包括一个或多个的该传热反应区。优选地，反应器系统包括1-20个传热反应区，更优选1-15个传热反应区，更优选1-10个传热反应区，更优选1-8个传热反应区。当存在多于1个传热反应区时，传热反应区可以任何合适的配置布置，例如，串联或平行，如上一个或多个绝热反应区。每个传热反应区独立地可为循环流化床反应器，循环沉降床反应器，固定床反应器，环状固定床反应器，流化床反应器，燃烧管反应器或对流加热管反应器。另外或备选地，本文所述的方法可进一步包括将大部分部分转化的进料从第一传热反应区移动到第二传热反应区和/或将大部分粒状材料从该第二传热反应区移动至该第一传热反应区。如本文中使用的，“大部分”是指至少主要部分的该部分转化的进料和该粒状材料，例如，至少约50.0wt％，至少约60.0wt％，至少约70.0wt％，至少约80.0wt％，至少约90.0wt％，至少约95.0wt％，至少约99.0wt％，和至少约100.0wt％的部分。
传热反应区可包括至少一种内部结构以支撑该第一粒状材料，以均匀地分布进料，以收集烃产物和/或减少反应区内的压降。例如，当传热反应区为立式固定床时，一种或多种内部结构，例如，可渗透的同心壳，可包括在该反应区以含有和支撑粒状材料，和该进料可供入该反应区的基本上开放的中心轴部分并在粒状材料周围径向流动。另外或备选地，传热反应区可包括至少一种内部结构，优选多种内部结构(例如，2，3，4，5，6，7，8，9，10，15，20，30，40，50种等)。合适的内部结构的实例包括多种支撑网格、压紧网格、挡板、棚、塔盘、管、棒和/或分配体。
第一流出物(例如，环戊二烯中间体，未转化的无环c5烃和任选的环戊二烯)可被提供至温度在t2的传热反应区，t2≤约700℃，≤约675℃，≤约650℃，≤约625℃，≤约600℃，≤约575℃，≤约550℃，≤约525℃，≤约500℃，≤约475℃，≤约450℃，≤约425℃，≤约400℃，≤约375℃，≤约350℃，≤约325℃，≤约300℃，≤约275℃，≤约250℃，≤约225℃或≤约200℃。优选地，进入传热反应区的第一流出物(例如，环戊二烯中间体，未转化的无环c5烃和任选的环戊二烯)的温度≤约575℃，更优选≤约550℃，更优选≤约525℃，更优选≤约500℃。明确地披露的温度范围包括任何上述值的组合，例如，约200℃-约700℃，约250℃-约600℃，约350℃-约650℃，约375℃-约500℃等。优选地，进入传热反应区的该第一流出物的温度(例如，环戊二烯中间体，未转化的无环c5烃和任选的环戊二烯)为约200℃-约700℃，更优选约300℃-约600℃，更优选约400℃-约550℃，更优选约475℃-约525℃。在上述温度提供该第一流出物(例如，环戊二烯中间体，未转化的无环c5烃和任选的环戊二烯)可有利地最小化c5烃(例如，无环c5烃)在它们能够在传热反应区中在催化剂材料的存在下反应前的不期望的裂解。
另外或备选地，在进入传热反应区前，看将该第一流出物(例如，环戊二烯中间体，未转化的无环c5烃和任选的环戊二烯)通过一个或多个加热设备(例如，换热器)加热至上述温度，包括在炉子对流区加热。
该至少一个传热反应区在足以将至少一部分该第一流出物转化为环戊二烯的反应条件下操作。优选地，该第一流出物可被在范围在以下的重时空速(whsv，无环c5烃的质量/催化剂的质量/小时)供至传热反应区：约1.0-约1000.0hr-1。该whsv可为约1.0-约900.0hr-1，约1.0-约800.0hr-1，约1.0-约700.0hr-1，约1.0-约600.0hr-1，约1.0-约500.0hr-1，约1.0-约400.0hr-1，约1.0-约300.0hr-1，约1.0-约200.0hr-1，约1.0-约100.0hr-1，约1.0-约90.0hr-1，约1.0-约80.0hr-1，约1.0-约70.0hr-1，约1.0-约60.0hr-1，约1.0-约50.0hr-1，约1.0-约40.0hr-1，约1.0-约30.0hr-1，约1.0-约20.0hr-1，约1.0-约10.0hr-1，约1.0-约5.0hr-1，约2.0-约1000.0hr-1，约2.0-约900.0hr-1，约2.0-约800.0hr-1，约2.0-约700.0hr-1，约2.0-约600.0hr-1，约2.0-约500.0hr-1，约2.0-约400.0hr-1，约2.0-约300.0hr-1，约2.0-约200.0hr-1，约2.0-约100.0hr-1，约2.0-约90.0hr-1，约2.0-约80.0hr-1，约2.0-约70.0hr-1，约2.0-约60.0hr-1，约2.0-约50.0hr-1，约2.0-约40.0hr-1，约2.0-约30.0hr-1，约2.0-约20.0hr-1，约2.0-约10.0hr-1，和约2.0-约5.0hr-1。优选地，该whsv为约1.0-约100.0hr-1，更优选约1.0-约60.0hr-1，更优选约2.0-约40.0hr-1，更优选约2.0-约20.0hr-1。
另外，优选的是，基本上等温温度分布或反向温度分布保持在该至少一个传热反应区。如本文中使用的，该至少一个传热反应区的“等温温度分布”是指，该至少一个传热反应区的温度保持实质上恒定，例如，在相同温度或在相同的窄温度范围内，其温度上限和温度下限之差不超过约40℃；更优选不超过约20℃。保持基本上等温温度分布的优点可为提高的产物收率，因为无环c5烃到更轻的烃(c4-)副产物的裂解减少。
如本文中使用的，该至少一个传热反应区的“反向温度分布”是指传热反应区入口处的温度低于传热反应区出口处的温度。“反向温度分布”可还包括该至少一个传热反应区内某点的温度低于传热反应区入口处的温度，只要传热反应区入口处的温度低于传热反应区出口处的温度。换句话说，当该第一流出物(例如，环戊二烯，未转化的无环c5烃)向上流动时，该至少一个传热反应区的温度可从该至少一个传热反应区的底部部分到顶部部分升高。相反地，该至少一个传热反应区的温度可从该至少一个传热反应区的顶部部分到底部部分降低。在该至少一个传热反应区中保持反向温度分布可有利地最小化在入口处能够有助于催化剂材料的结焦的碳质材料形成。反向温度分布还可在该至少一个传热反应区中提供足够的反应时间和长度以在低于出口温度的操作温度生产足够的量的h2，这能够最小化在产物出口处碳质材料形成。
尤其是，对于燃烧管反应器和/或对流加热管反应器，虽然在反应器管道入口附近提供较高的热通量和在反应器管道出口附近较低的热通量或屏蔽，仍可提供沿反应器管道中心线测量的基本上等温温度分布。然而，可优选优化反应器管道设计使得基本上反向温度分布可保持在反应器管道中。基本上等温温度分布的优点在于最大化催化剂的有效利用和最小化不理想c4-副产物的产生。
优选地，等温温度分布是这样的分布，其中反应器入口温度在反应器出口温度的正负约40℃以内，备选地约20℃以内，备选地约10℃以内，备选地约5℃以内，备选地，反应器入口温度与反应器出口温度相同。或者，等温温度分布是这样的分布，其中反应器入口温度在反应器出口温度的正负约20％以内，备选地在约10％以内，备选地在约5％以内，备选地在约1％以内。
优选地，等温温度分布是这样的分布，其中沿反应器内的反应区长度的温度与反应器入口温度相比变化不超过约40℃，备选地不超过约20℃，备选地不超过约10℃，备选地不超过约5℃。或者，等温温度分布是这样的分布，其中沿反应器内的反应区长度的温度在反应器入口温度的正负约20％以内，备选地在该反应器入口温度的正负约10％以内，备选地在约5％以内，备选地在约1％以内。
然而，为最小化催化剂失活率，可优选优化反应器管道设计使得基本上反向温度分布可保持在反应器管道中。
对于燃烧管反应器，对流加热管反应器和/或环状固定床反应器，“反向温度分布”包括这样的体系，其中温度在该反应器管道或固定床反应器改变，只要反应器管道入口处或环状固定床反应器入口处的温度低于反应器管道出口处或环状固定床反应器出口处的温度。“反向温度分布”进一步涵盖：反应器管道或环状固定床反应器具有中心线温度ta；在沿反应器管道或环状固定床反应器某长度处，中心线温度降低到温度tb；在沿反应器管道或环状固定床反应器的进一步长度处，中心线温度升至温度tc；最后，在反应器管道出口处或环状固定床反应器出口处的中心线温度降低至温度td；其中tc>td>ta>tb。在反应器管道入口附近进料首先接触粒状材料处测量的温度可为约0℃-约200℃，优选地，约25℃-约150℃，更优选约50℃-约100℃，低于在反应器管道出口附近在流出物离开与粒状材料的接触处测量的温度。优选地，在管道入口附近进料首先接触粒状材料处测量的管道中心线温度可为约0℃-约200℃，优选地，约25℃-约150℃，更优选约50℃-约100℃，低于在反应器管道出口附近在流出物离开与粒状材料的接触处测量的管道中心线温度。
在流出物出口处的离开传热反应区的第二流出物(例如，环戊二烯)的温度可为≤约600℃，≤约575℃，≤约550℃，≤约525℃，≤约500℃，≤约475℃，≤约450℃，≤约425℃，≤约400℃，≤约375℃，≤约350℃，≤约325℃，≤约300℃，≤约275℃，≤约250℃，≤约225℃或≤约200℃。优选地，在流出物出口处的离开传热反应区的第二流出物(例如，环戊二烯)的温度为≤约550℃，更优选≤约575℃，更优选≤约600℃。明确地披露的温度范围包括任何上述值的组合，例如，约200℃-约600℃，约250℃-约575℃，约350℃-约550℃，约375℃-约450℃等。优选地，在流出物出口处的离开传热反应区的第一流出物(例如，环戊二烯，未转化的无环c5烃)的温度为约200℃-约600℃，更优选约250℃-约575℃，更优选约350℃-约550℃，更优选约375℃-约450℃。
另外或备选地，传热反应区中的反应条件可包括温度≥约300℃，≥约325℃，≥约350℃，≥约375℃，≥约400℃，≥约425℃，≥约450℃，≥约475℃，≥约500℃，≥约525℃，≥约550℃，≥约575℃，≥约600℃≥约625℃，≥约650℃，≥约675℃，≥约700℃，≥约725℃，≥约750℃，≥约775℃，≥约800℃，≥约825℃，≥约850℃，≥约875℃，≥约900℃，≥约925℃，≥约950℃，≥约975℃，或≥约1000℃。另外或备选地，该温度可为≤约300℃，≤约325℃，≤约350℃，≤约375℃，≤约400℃，≤约425℃，≤约450℃，≤约475℃，≤约500℃，≤约525℃，≤约550℃，≤约575℃，≤约600℃，≤约625℃，≤约650℃，≤约675℃，≤约700℃，≤约725℃，≤约750℃，≤约775℃，≤约800℃，≤约825℃，≤约850℃，≤约875℃，≤约900℃，≤约925℃，≤约950℃，≤约975℃，或≤约1000℃。明确地披露的温度范围包括任何上述值的组合，例如，约300℃-约900℃，约350℃-约850℃，和约400℃-约800℃等。优选地，该温度可为约300℃-约900℃，更优选约350℃-约850℃，更优选约400℃-约800℃。任选地，该至少一个传热反应区可包括一个或多个加热设备从而保持其中的温度。本领域已知的合适的加热设备的实例包括，但不限于，燃烧管道，具有高温热传递流体的加热的线圈，电加热器和/或微波释放器。如本文中使用的，“线圈”是指放置在容器内的结构，通过该结构热传递流体将热传递给容器内容物。线圈可具有任何合适的截面形状，并可为直的，包括u弯，包括环管等。
另外或备选地，传热反应区的反应条件可包括压力≤约1.0psia，≤约2.0psia，≤约3.0psia，≤约4.0，≤约5.0psia，≤约10.0psia，≤约15.0psia，≤约20.0psia，≤约25.0psia，≤约30.0psia，≤约35.0psia，≤约40.0psia，≤约45.0psia，≤约50.0psia，≤约55.0psia，≤约60.0psia，≤约65.0psia，≤约70.0psia，≤约75.0psia，≤约80.0psia，≤约85.0psia，≤约90.0psia，≤约95.0psia，≤约100.0psia，≤约125.0psia，≤约150.0psia，≤约175.0psia，或≤约200.0psia。另外或备选地，该压力可为≥约1.0psia，≥约2.0psia，≥约3.0psia，≥约4.0psia，≥约5.0psia，≥约10.0psia，≥约15.0psia，≥约20.0psia，≥约25.0psia，≥约30.0psia，≥约35.0psia，≥约40.0psia，≥约45.0psia，≥约50.0psia，≥约55.0psia，≥约60.0psia，≥约65.0psia，≥约70.0psia，≥约75.0psia，≥约80.0psia，≥约85.0psia，≥约90.0psia，≥约95.0psia，≥约100.0psia，≥约125.0psia，≥约150.0psia，或≥约175.0psia。明确地披露的温度和压力的范围和组合包括任何上述值的组合，例如，约1.0psia-约200.0psia，约2.0psia-约175.0psia，约3.0psia-约150.0psia等。优选地，该压力可为约1.0psia-约200.0psia，更优选约2.0psia-约175.0psia，比如约2.0psia-约100.0psia，更优选约3.0psia-约150.0psia，比如约3.0psia-约50psia。
另外或备选地，跨越传热反应区的变化压力(第一流出物入口处的压力减去第二流出物出口处的压力)可为≥约0.5psia，≥约1.0psia，≥约2.0psia，≥约3.0psia，≥约4.0psia，≥约5.0psia，≥约10.0psia，≥约14.0psia，≥约15.0，psia，≥约20.0psia，≥约24.0psia，≥约25.0psia，≥约30.0psia，≥约35.0psia，≥约40.0psia，≥约45.0psia，≥约50.0psi，≥约55.0psia，≥约60.0psia，≥约65.0psia，≥约70.0psia，≥约75.0psia，≥约80.0psia，≥约85.0psia，≥约90.0psia，≥约95.0psia，≥约100.0psia，≥约125.0psia，或≥约150.0psia。如这里理解的，“在第一流出物入口”和“在第二流出物出口”包括在入口和/或出口中和基本上围绕它们的空间。另外或备选地，跨越传热反应区的变化压力(或压降)(第一流出物入口压力减去第二流出物出口压力)可为≤约2.0psia，≤约3.0psia，≤约4.0psia，≤约5.0psia，≤约10.0psia，≤约14.0psia，≤约15.0，psia≤约20.0psia，≤约24.0psia，≤约25.0psia，≤约30.0psia，≤约35.0psia，≤约40.0psia，≤约45.0psia，≤约50.0psi，≤约55.0psia，≤约60.0psia，≤约65.0psia，≤约70.0psia，≤约75.0psia，≤约80.0psia，≤约85.0psia，≤约90.0psia，≤约95.0psia，≤约100.0psia，≤约125.0psia，≤约150.0psia，≤约175.0psia，或≤约200.0psia。明确地披露的变化压力范围包括任何上述列出值的组合，例如，约10psia-约70.0psia，约20.0psia-约60.0psia，约30.0psia-约50.0psia等。
有利地，当与其中不存在绝热反应区的方法比较时，该至少一个传热反应区的热负荷可减少约2.0％，约3.0％，约4.0％，约5.0％，约6.0％，约7.0％，约8.0％，约9.0％，约10.0％，约15.0％，约20％，或约25.0％每单位产生的环戊二烯。如这里理解的，“热负荷”是指，输送到进料和流出物(即，反应物和产物)以提供反应的δh和在传热反应区入口和出口之间的感受温度变化的δh的热能净量。优选地，当与其中不存在绝热反应区的方法比较时，该至少一个传热反应的热负荷区可减少约3.0％，约10.0％，约15.0％，约20％，或约25.0％每单位产生的环戊二烯。优选地，当与其中不存在绝热反应区的方法比较时，该至少一个传热反应区的热负荷可减少约2.0％-约25.0％，约4.0％-约15.0％，或约6.0％-约10.0％每单位产生的环戊二烯。
另外或备选地，包含氢(h2)的料流可被供至绝热反应区和/或传热反应区。这样的料流可包括补充氢，其是除了反应器系统以前的区域产生的任何氢以外供应的氢。可将氢料流引入绝热反应区和/或传热反应区从而最小化在粒状材料上产生焦炭材料和/或在该绝热反应区和/或该传热反应区中流化粒状材料。这样的包含氢的料流可含有轻质烃(例如，c1-c4)。优选地，该包含氢的料流基本上不含氧，例如，低于约1.0wt％，低于约0.1wt％，低于约0.01wt％，低于约0.001wt％，低于约0.0001wt％，低于约0.00001wt％等。
另外或备选地，包含c1，c2，c3和/或c4烃的轻质烃料流可被供至绝热反应区和/或传热反应区。轻质烃料流可包括饱和和/或未取代的c1-c4烃。这样的料流可包括补充轻质烃，其是除了反应器系统以前的区域产生的任何轻质烃以外供应的轻质烃。轻质烃料流可引入绝热反应区和/或传热反应区从而使第二流出物料流的总压力具有小于大气压力的c5烃的合并的分压和氢分压，同时保持总压力大于大气压力。优选地，轻质烃料流供至绝热反应区从而提供另外的热容和降低在该绝热反应区中的c5烃分压。另外或备选地，轻质烃料流可含有氢。优选地，轻质烃料流从传热反应器流出物料流回收。
d.粒状材料
包含催化剂材料(例如，催化剂组合物)的粒状材料(例如，第一粒状材料，第二粒状材料)被提供给绝热反应区和传热反应区以促进该c5烃(例如，无环c5烃)转化为环戊二烯和/或环戊二烯中间体。在一方面，该第一流出物可在与传热反应区中第二粒状材料流的方向逆流的方向流动。另外或备选地，该第一流出物可在与传热反应区中第二粒状材料流的方向顺流的方向流动。该第一粒状材料和该第二粒状材料可为相同的或不同的。
可用于该第一和/或第二粒状材料的催化剂组合物包括微孔结晶金属硅酸盐(metallosilicate)，比如结晶铝硅酸盐，结晶铁硅酸盐，或其它含金属的结晶硅酸盐(比如其中金属或含金属化合物分散在结晶硅酸盐结构中并可为或不为结晶框架的一部分的那些)。可在这里用作催化剂组合物的微孔结晶金属硅酸盐框架类型包括，但不限于，mww，mfi，ltl，mor，bea，ton，mtw，mtt，fer，mre，mfs，mel，ddr，euo和fau。
具体来说，用于这里的合适的微孔金属硅酸盐包括以下框架类型的那些：mww，mfi，ltl，mor，bea，ton，mtw，mtt，fer，mre，mfs，mel，ddr，euo和fau(比如沸石β，丝光沸石，八面沸石，沸石l，zsm-5，zsm-11，zsm-22，zsm-23，zsm-35，zsm-48，zsm-50，zsm-57，zsm-58和mcm-22族材料)，其中来自第8、11和13族元素周期表的一种或多种金属(优选fe，cu，ag，au，b，al，ga和/或in中的一种或多种)在合成期间或结晶后浸渍被结合到结晶结构中。能认识到的是，金属硅酸盐可具有一种或多种金属存在，并且例如材料可被称为铁硅酸盐，但它最可能仍含有少量铝。
微孔结晶金属硅酸盐优选具有的约束指数为小于12，备选地1-12，备选地3-12。可用于这里的铝硅酸盐具有小于12，比如1-12，备选地3-12的约束指数，并且包括，但不限于沸石β，丝光沸石，八面沸石，沸石l，zsm-5，zsm-11，zsm-22，zsm-23，zsm-35，zsm-48，zsm-50，zsm-57，zsm-58，mcm-22族材料，和它们的两种或更多种的混合物。在优选的实施方案中，结晶铝硅酸盐的约束指数为约3-约12并且是zsm-5。
zsm-5描述于us3,702,886。zsm-11描述于us3,709,979。zsm-22描述于us5,336,478。zsm-23描述于us4,076,842。zsm-35描述于us4,016,245。zsm-48描述于us4,375,573。zsm-50描述于us4,640,829。zsm-57描述于us4,873,067。zsm-58描述于us4,698,217。约束指数和及其确定方法描述于us4,016,218。前述专利的全部内容都通过引用纳入本申请。
mcm-22族材料选自mcm-22，psh-3，ssz-25，mcm-36，mcm-49，mcm-56，erb-1，emm-10，emm-10-p，emm-12，emm-13，uzm-8，uzm-8hs，itq-1，itq-2，itq-30，和它们的两种或更多种的混合物。
mcm-22族的材料包括mcm-22(描述于us4,954,325)，psh-3(描述于us4,439,409)，ssz-25(描述于us4,826,667)，erb-1(描述于ep0293032)，itq-1(描述于us6,077,498)和itq-2(描述于wo97/17290)，mcm-36(描述于us5,250,277)，mcm-49(描述于us5,236,575)，mcm-56(描述于us5,362,697)，和它们的两种或更多种的混合物。包括在该mcm-22族的相关沸石为uzm-8(描述于us6,756,030)和uzm-8hs(描述于us7,713,513)，这两者都适于用作mcm-22族的分子筛。
在一种或多种实施方案中，结晶金属硅酸盐的si/m摩尔比(其中m为第8，11，或13族金属)大于约3，或大于约25，或大于约50，或大于约100，或大于约400，或范围在约100-约2,000，或约100-约1,500，或约50-约2,000，或约50-约1,200。
在一种或多种实施方案中，结晶铝硅酸盐的sio2/al2o3摩尔比大于约3，或大于约25，或大于约50，或大于约100，或大于约400，或范围在约100-约400，或约100-约500，或约25-约2,000，或约50-约1,500，或约100-约1,200，或约100-约1,000。
在另一实施方案中的本发明，微孔结晶金属硅酸盐(比如铝硅酸盐)与第10族金属或金属化合物和任选地一种、两种、三种或更多种第1，2，或11族金属或金属化合物组合。
在一种或多种实施方案中，第10族金属包括，或选自，ni，pd和pt，优选pt。所述催化剂组合物的第10族金属含量为至少0.005wt％，基于该催化剂组合物的重量。在一种或多种实施方案中，第10族含量范围在约0.005wt％-约10wt％，或约0.005wt％-约1.5wt％，基于该催化剂组合物的重量。
在一种或多种实施方案中，第1族碱金属包括，或选自，li，na，k，rb，cs，和它们的两种或更多种的混合物，优选na。
在一种或多种实施方案中，第2族碱土金属选自be，mg，ca，sr，ba，和它们的两种或更多种的混合物。
在一种或多种实施方案中，第1族碱金属作为氧化物存在和该金属选自li，na，k，rb，cs，和它们的两种或更多种的混合物。在一种或多种实施方案中，第2族碱土金属作为氧化物存在和该金属选自be，镁，钙，sr，ba，和它们的两种或更多种的混合物。在一种或多种实施方案中，第1族碱金属作为氧化物存在和该金属选自li，na，k，rb，cs，和它们的两种或更多种的混合物；和第2族碱土金属作为氧化物存在和该金属选自be，镁，钙，sr，ba，和它们的两种或更多种的混合物。
在一种或多种实施方案中，第11族金属包括，或选自，银，金，铜，优选银或铜。所述催化剂组合物的第11族金属含量为至少0.005wt％，基于该催化剂组合物的重量。在一种或多种实施方案中，第11族含量范围在约0.005wt％-约10wt％，或约0.005wt％-约1.5wt％，基于该催化剂组合物的重量。
在一种或多种实施方案中，催化剂组合物的α值(在加入第10族金属，优选铂之前测量)小于25，或者小于15，备选地1-25，备选地1.1-15。α值如描述于us3,354,078；thejournalofcatalysis，v.4，p.527(1965)；v.6，p.278(1966)；和v.61，p.395(1980)使用538℃的恒定温度和变化的流动速率测量，如详细描述于journalofcatalysis，v.61，p.395，(1980)中。
在铝硅酸盐的一种或多种实施方案中，所述第1族碱金属与al的摩尔比是至少约0.5，或至少约0.5至约3，优选至少约1，更优选至少约2。
在铝硅酸盐的一种或多种实施方案中，所述第2族碱金属与al的摩尔比是至少约0.5，或至少约0.5至约3，优选至少约1，更优选至少约2。
在一种或多种实施方案中，所述第11族金属与第10族金属的摩尔比为至少约0.1，或至少约0.1至约10，优选至少约0.5，更优选至少约1。在一种或多种实施方案中，第11族碱土金属作为氧化物存在和该金属选自金，银和铜，和它们的两种或更多种的混合物。
在一种或多种实施方案中，在含正戊烷和等摩尔量的h2的进料的无环c5转化条件下，温度范围在约550℃-约600℃，正戊烷分压在3-10psia和正戊烷重时空速10-20hr-1，使用本发明的催化剂组合物提供的转化率为至少约70％，或至少约75％，或至少约80％，或范围在约60％-约80％的所述无环c5进料。
在一种或多种实施方案中，在含正戊烷和等摩尔量的h2的进料，温度范围在约550℃-约600℃，正戊烷分压在3-10psia和正戊烷重时空速10-20hr-1的无环c5转化条件下，使用任何一种本发明的催化剂组合物提供的对环状c5化合物的碳选择性为至少约30％，或至少约40％，或至少约50％，或范围在约30％-约80％。
在一种或多种实施方案中，在含正戊烷和等摩尔量的h2的进料，温度范围在约550℃-约600℃，正戊烷分压在3-10psia和正戊烷重时空速10-20hr-1的无环c5转化条件下，使用任何一种本发明的催化剂组合物提供的对环戊二烯的碳选择性为至少约30％，或至少约40％，或至少约50％，或范围在约30％-约80％。
本发明的催化剂组合物能够与基质或粘合剂材料组合以使其耐磨损并且更耐受其在烃转化应用中使用时所暴露的严苛条件。组合的组合物能够含有1-99wt％的本发明的材料，基于本发明的基质(粘合剂)和材料的总重量计。微结晶材料和基质的相对比例可宽泛变化，并且结晶含量约为1-约90重量％，更通常，具体来说当复合物以珠粒、挤出物、丸剂、油滴形成的颗粒、喷雾干燥的颗粒等形式制备时，其范围为约2重量％至80重量％的该复合材料。
在本发明的方法中使用催化剂组合物期间，焦炭可为沉积在催化剂组合物上，从而这样的催化剂组合物丧失一部分其催化活性并变成失活。失活催化剂组合物可通过常规技术再生，所述技术包括高压氢处理和用含氧气体燃烧催化剂组合物上的焦炭。
另外的合适的催化剂组合物包括在无机载体上的一种或多种第6族金属，第9族金属或第10族金属，和任选的一种或多种第1族碱金属，第2族碱土金属和/或第11族金属。第6族金属包括，或选自cr，mo和w。第9族金属包括，或选自co，rh和ir。第10族金属包括，或选自，ni，pd和pt，优选pt。无机载体可为选自本文所述的沸石，硅铝磷酸盐(即，sapo)，铝磷酸盐(即alpo)，金属铝磷酸盐(即meapo)，二氧化硅，氧化锆，二氧化钛，氧化铝，氧化镁，二氧化铈，氧化钇，粘土，镁水滑石，铝酸钙，铝酸锌和它们的组合。在meapo中，金属(me)可包括，但不限于，co，fe，mg，mn和zn。在一种或多种实施方案中，第1族碱金属包括，或选自，li，na，k，rb，cs，和它们的两种或更多种的混合物，优选na。在一种或多种实施方案中，第2族碱土金属选自be，mg，ca，sr，ba，和它们的两种或更多种的混合物。在一种或多种实施方案中，第11族金属包括，或选自，银，金，铜，优选银或铜。
有用的催化剂组合物包括结晶铝硅酸盐或铁硅酸盐，其任选地与一种、两种或更多种另外的金属或金属化合物组合。优选的组合包括：
1)结晶铝硅酸盐(比如zsm-5或沸石l)与第10族金属(比如pt)，第1族碱金属(比如钠或钾)和/或第2族碱土金属组合；
2)结晶铝硅酸盐(比如zsm-5或沸石l)与第10族金属(比如pt)和第1族碱金属(比如钠或钾)组合；
3)结晶铝硅酸盐(比如铁硅酸盐或铁处理的zsm-5)与第10族金属(比如pt)和第1族碱金属(比如钠或钾)组合；
4)结晶铝硅酸盐(沸石l)与第10族金属(比如pt)和第1族碱金属(比如钾)组合；和
5)结晶铝硅酸盐(比如zsm-5)与第10族金属(比如pt)，第1族碱金属(比如钠)和第11族金属(比如银或铜)组合。
另一有用的催化剂组合物为负载在氧化硅(例如，二氧化硅)上的第10族金属(比如ni，pd和pt，优选pt)，氧化硅通过第1族碱金属硅酸盐(比如li，na，k，rb和/或cs硅酸盐)和/或第2族碱土金属硅酸盐(比如mg，ca，sr和/或ba硅酸盐)，优选硅酸钾，硅酸钠，硅酸钙和/或硅酸镁，优选硅酸钾和/或硅酸钠改性。该催化剂组合物的第10族金属含量为至少0.005wt％，基于该催化剂组合物的重量，优选地，范围在约0.005wt％-约10wt％，或约0.005wt％up-约1.5wt％，基于该催化剂组合物的重量。二氧化硅(sio2)可为典型地用作催化剂载体的任何二氧化硅，比如以商品名davisil646(sigmaaldrich)，davison952，davison948或davison955(w.r.graceandcompany的davisonchemicaldivision)销售的那些。
另外或备选地，该第一催化材料可为能够进行无环c5进料脱氢但可具有很小或没有进行环化的能力的催化剂。第一催化材料的这样的实例包括一种或多种还原态、氧化态、碳化态、氮化态和/或硫化态的第6族-第12族金属；负载在耐高温的无机载体比如二氧化硅，氧化铝，氧化钛，氧化锆，氧化铈，铝硅酸盐(非晶的和微孔的)，其它金属硅酸盐(非晶的和微孔的)，铝酸盐(例如，铝水滑石)；钙钛矿，sapo，alpo和mapo上。优选地，所述第一催化剂具有较低的促进酸性位点裂解或金属位点裂解的倾向从而最小化c5-c4-的裂解。
催化剂组合物形状和设计优选配置为最小化在使用期间的压降，提高热传递和最小化质量输送现象。催化剂组合物可被形成为颗粒，其被随机装载在反应器中或可为反应器内结构化的催化剂形状。
合适的催化剂颗粒形状和设计描述于wo2014/053553，其整体通过引用纳入。催化剂组合物可为直径为2mm-20mm的挤出物。任选地，催化剂组合物截面可成形为一个或多个叶片和/或凹进段。另外，催化剂组合物的叶片和/或凹进段可为螺旋的。催化剂组合物可为直径为2mm-20mm的挤出物；并且催化剂组合物截面可成形为一个或多个叶片和/或凹进段；并且催化剂组合物的叶片和/或凹进段可为螺旋的。形状还可包括在该形状中的洞或孔以增加空隙和改进传质。
结构化的催化剂形状实例包括反应器的薄壁和/或其它形成的无机载体结构上的催化剂涂层。合适的形成的无机载体结构可为金属的或陶瓷的。优选的陶瓷为具有高导热性的那些，例如，碳化硅，氮化铝，碳化硼和氮化硅。合适的形成的无机载体结构可为有序结构，比如挤出陶瓷整料和挤出或辊压金属整料。通常，合适的形成的无机载体结构可还包括陶瓷或金属泡沫提和3d打印的结构。活性催化剂涂层可通过洗涂或本领域已知的其它方式施加到载体结构上。优选地，涂层厚度小于1,000微米；更优选小于500微米；最优选100-300微米。
对于固定床反应器(燃烧管道，对流管道和环状)，叶片、凹进、螺旋等颗粒形状是特别有用的，而对于流化床反应器，球形颗粒形状是特别有用的。对于固定床反应器(燃烧管道，对流管道和环状)，叶片、凹进、螺旋等颗粒形状是特别有用的，而对于流化床反应器，球形颗粒形状是特别有用的。优选地，用于固定床(例如，环状固定床反应器，燃烧管道反应器，对流加热管反应器等)的颗粒典型地为直径为2mm-20mm的挤出物；并且该催化剂组合物截面可成形为一个或多个叶片和/或凹进段；并且该催化剂组合物的叶片和/或凹进段可为螺旋的。
关于有用的催化剂组合物的更多信息，请参见以下申请：
1)ussn62/250,675，2015年11月4日；
2)ussn62/250,681，2015年11月4日；
3)ussn62/250,688，2015年11月4日；
4)ussn62/250,695，2015年11月4日；和
5)ussn62/250,689，2015年11月4日，将它们通过引用纳入本申请。
优选地，粒状材料包括zsm-5上的铂，沸石l上的铂和/或硅酸盐改性的二氧化硅上的铂。在各种方面，该第二粒状材料可包括zsm-5上的铂，沸石l上的铂和/或二氧化硅上的铂和该第一粒状材料可包括无机载体上的至少一种第6族，第9族和/或第10族金属。无机载体可为选自沸石，sapo，alpo，meapo，二氧化硅，氧化锆，氧化钛，氧化铝，氧化镁，氧化铈，氧化钇，粘土，镁水滑石，铝酸钙，铝酸锌和它们的组合(物理的和/或化学的组合)。
在该粒状材料(例如，第一粒状材料，第二粒状材料)中合适的催化剂材料的量可为≤约1.0wt％，≤约5.0wt％，≤约10.0wt％，≤约15.0wt％，≤约20.0wt％，≤约25.0wt％，≤约30.0wt％，≤约35.0wt％，≤约40.0wt％，≤约45.0wt％，≤约50.0wt％，≤55.0wt％，≤约60.0wt％，≤约65.0wt％，≤约70.0wt％，≤约75.0wt％，≤约80.0wt％，≤约85.0wt％，≤约90.0wt％，≤约95.0wt％，≤约99.0wt％或约100.0wt％。另外或备选地，粒状材料(例如，第一粒状材料，第二粒状材料)可包含的催化剂材料的量为≥约1.0wt％，≥约5.0wt％，≥约10.0wt％，≥约15.0wt％，≥约20.0wt％，≥约25.0wt％，≥约30.0wt％，≥约35.0wt％，≥约40.0wt％，≥约45.0wt％，≥约50.0wt％，≥约55.0wt％，≥约60.0wt％，≥约65.0wt％，≥约70.0wt％，≥约75.0wt％，≥约80.0wt％，≥约85.0wt％，≥约90.0wt％，或≥约95.0wt％。明确地披露的范围包括任何上述列出值的组合；例如，约1.0wt％-约100.0wt％，约5.0wt％-约100.0wt％，约10.0wt％-约90.0wt％，约20.0wt％-约80.0wt％等。粒状材料(例如，第一粒状材料，第二粒状材料)可包含的催化剂材料的量为约1.0wt％-约100.0wt％，更优选约5.0wt％-约100.0wt％，更优选约25.0wt％-约100.0wt％，更优选约5.0wt％-约90.0wt％，更优选约10.0wt％-约80.0wt％，更优选约10.0wt％-约75.0wt％，更优选约20.0wt％-约70.0wt％，更优选约25.0wt％-约60.0wt％，更优选约30.0wt％-约50.0wt％。
在各种方面，粒状材料(例如，第一粒状材料，第二粒状材料)可进一步包含一种或多种惰性材料。如这里指出的，惰性材料被理解为包括在本文所述的反应条件下对进料、中间体产物或最终产物转化率的促进是可忽略量(例如，≤约3％，≤约2％，≤约1％等)的材料。催化剂材料和惰性材料可组合为相同颗粒的部分和/或可为分开的颗粒。另外，催化剂材料和/或惰性材料可大体为球形(即，<约20％，<约30％，<约40％，<约50％的直径上的畸变)，圆柱形或叶片形状。另外，粒状材料(例如，第一粒状材料，第二粒状材料)可为挤出物，其中该截面可成形为一个或多个叶片和/或凹进段和该叶片和/或凹进段可为螺旋的。优选地，流化床反应器、循环流化床反应器和循环沉降床反应器上的粒状材料为大体上球形。另外，粒状材料(例如，第一粒状材料，第二粒状材料)可形成有内部穿孔或有其它形状以减少压降同时最小化颗粒间扩散限制。
在该粒状材料(例如，第一粒状材料，第二粒状材料)中合适的惰性材料的量可为约0.0wt％，≥约1.0wt％，≥约5.0wt％，≥约10.0wt％，≥约15.0wt％，≥约20.0wt％，≥约25.0wt％，≥约30.0wt％，≥约35.0wt％，≥约40.0wt％，≥约45.0wt％，≥约50.0wt％，≥约55.0wt％，≥约60.0wt％，≥约65.0wt％，≥约70.0wt％，≥约75.0wt％，≥约80.0wt％，≥约85.0wt％，≥约90.0wt％，≥约95.0wt％，或≥约99.0wt％。另外或备选地，粒状材料(例如，第一粒状材料，第二粒状材料)可包含的惰性材料的量为≤约1.0wt％，≤约5.0wt％，≤约10.0wt％，≤约15.0wt％，≤约20.0wt％，≤约25.0wt％，≤约30.0wt％，≤约35.0wt％，≤约40.0wt％，≤约45.0wt％，≤约50.0wt％，≤约55.0wt％，≤约60.0wt％，≤约65.0wt％，≤约70.0wt％，≤约75.0wt％，≤约80.0wt％，≤约85.0wt％，≤约90.0wt％，≤约95.0wt％，或≤约99.0wt％。明确地披露的范围包括任何上述列出值的组合，例如，约0.0wt％-约99.0wt％，约0.0wt％-约95.0wt％，约10.0wt％-约90.0wt％，约20.0wt％-约80.0wt％等。优选地，粒状材料(例如，第一粒状材料，第二粒状材料)可包含惰性材料的量为约0.0wt％-约95.0wt％，更优选约0.0wt％-约90.0wt％，更优选约25.0wt％-约90.0wt％，更优选约30.0wt％-约85.0wt％，更优选约30.0wt％-约80.0wt％。
在各种方面，催化剂材料和/或惰性材料(作为分开的颗粒或作为相同颗粒的组合部分)可具有的平均直径为≥约5μm，≥约10μm，≥约20μm，≥约30μm，≥约40μm，≥约50μm，≥约100μm，≥约200μm，≥约300μm，≥约400μm，≥约500μm，≥约600μm，≥约700μm，≥约800μm，≥约900μm，≥约1000μm，≥约1100μm，≥约1200μm，≥约1300μm，≥约1400μm，≥约1500μm，≥约1600μm，≥约1700μm，≥约1800μm，≥约1900μm，≥约2000μm，≥约2100μm，≥约2200μm，≥约2300μm，≥约2400μm，≥约2500μm，≥约2600μm，≥约2700μm，≥约2800μm，≥约2900μm，≥约3000μm，≥约3100μm，≥约3200μm，≥约3300μm，≥约3400μm，≥约3500μm，≥约3600μm，≥约3700μm，≥约3800μm，≥约3900μm，≥约4000μm，≥约4100μm，≥约4200μm，≥约4300μm，≥约4400μm，≥约4500μm，≥约5000μm，≥约5500μm，≥约6000μm，≥约6500μm，≥约7000μm，≥约7500μm，≥约8000μm，≥约8500μm，≥约9000μm，≥约9500μm，或≥约10000μm。另外或备选地，催化剂材料和/或惰性材料(作为分开的颗粒或作为相同颗粒的组合部分)可具有的平均直径为≤约5μm，≤约10μm，≤约20μm，≤约30μm，≤约40μm，≤约50μm，≤约100μm，≤约200μm，≤约300μm，≤约400μm，≤约500μm，≤约600μm，≤约700μm，≤约800μm，≤约900μm，≤约1000μm，≤约1100μm，≤约1200μm，≤约1300μm，≤约1400μm，≤约1500μm，≤约1600μm，≤约1700μm，≤约1800μm，≤约1900μm，≤约2000μm，≤约2100μm，≤约2200μm，≤约2300μm，≤约2400μm，≤约2500μm，≤约2600μm，≤约2700μm，≤约2800μm，≤约2900μm，≤约3000μm，≤约3100μm，≤约3200μm，≤约3300μm，≤约3400μm，≤约3500μm，≤约3600μm，≤约3700μm，≤约3800μm，≤约3900μm，≤约4000μm，≤约4100μm，≤约4200μm，≤约4300μm，≤约4400μm，≤约4500μm，≤约5000μm，≤约5500μm，≤约6000μm，≤约6500μm，≤约7000μm，≤约7500μm，≤约8000μm，≤约8500μm，≤约9000μm，≤约9500μm，或≤约10000μm。明确地披露的范围包括任何上述列出值的组合，例如，约10μm-约10000μm，约50μm-约10000μm，约100μm-约9000μm，约200μm-约7500μm，约200μm-约5500μm，约100μm-约4000μm，约100μm-约700μm等。催化剂材料和/或惰性材料(作为分开的颗粒或作为相同颗粒的组合部分)可具有的平均直径为约25μm-约1200μm，更优选约50μm-约1000μm，更优选约10μm-约500μm，更优选约30μm-约400μm，更优选约40μm-约300μm。
优选地，在循环流化床中，催化剂材料和/或惰性材料(作为分开的颗粒或作为相同颗粒的组合部分)可具有的平均直径为约100μm-约4000μm，更优选约100μm-约700μm，更优选约100μm-约600μm，更优选约100μm-约500μm。优选地，在循环沉降床中，催化剂材料和/或惰性材料(作为分开的颗粒或作为相同颗粒的组合部分)可具有的平均直径为约1000μm-约10000μm，更优选约2000μm-约8000μm，更优选约3000μm-约6000μm，更优选约3500μm-约4500μm。
优选地，在快速流化床中，催化剂材料和/或惰性材料(作为分开的颗粒或作为相同颗粒的组合部分)可具有的平均直径为约100μm-约4000μm，更优选约100μm-约700μm，更优选约100μm-约600μm，更优选约100μm-约500μm。优选地，在仿真流化床中，催化剂材料和/或惰性材料(作为分开的颗粒或作为相同颗粒的组合部分)可具有的平均直径为约1000μm-约10000μm，更优选约2000μm-约8000μm，更优选约3000μm-约6000μm，更优选约3500μm-约4500μm。
在各种方面，对于固定床操作，催化剂材料和/或惰性材料(作为分开的颗粒或作为相同颗粒的组合部分)可具有的平均直径为≥约0.1mm，≥约0.5mm，≥约1mm，≥约2mm，≥约3mm，≥约4mm，≥约5mm，≥约6mm，≥约7mm，≥约8mm，≥约9mm，≥约10mm，≥约12mm，≥约14mm，≥约16mm，≥约18mm，≥约20mm，≥约22mm，≥约24mm，≥约26mm，≥约28mm，≥约30mm，≥约35mm，≥约40mm，≥约45mm，或≥约50mm。另外或备选地，催化剂材料和/或惰性材料(作为分开的颗粒或作为相同颗粒的组合部分)可具有的平均直径为≤约0.1mm，≤约0.5mm，≤约1mm，≤约2mm，≤约3mm，≤约4mm，≤约5mm，≤约6mm，≤约7mm，≤约8mm，≤约9mm，≤约10mm，≤约12mm，≤约14mm，≤约16mm，≤约18mm，≤约20mm，≤约22mm，≤约24mm，≤约26mm，≤约28mm，≤约30mm，≤约35mm，≤约40mm，≤约45mm，或≤约50mm。明确地披露的范围包括任何上述列出值的组合，例如，约0.1mm-约50mm，约1mm-约35mm，约2mm-约30mm，约3mm-约40mm等。优选地，催化剂材料和/或惰性材料(作为分开的颗粒或作为相同颗粒的组合部分)可具有的平均直径为约0.5mm-约30mm，更优选约1mm-约20mm，更优选约2mm-约10mm，更优选约3mm-约8mm。
优选地，该第二粒状材料提供用于提高该第一流出物的显热和/或将至少一部分无环c5烃转化为包含环戊二烯的第一流出物所需的至少一部分热，特别是对于循环固定床和/或流化床来说。例如，该第二粒状材料可提供≥约30％，≥约35％，≥约40％≥约45％，≥约50％，≥约55％，≥约60％，≥约65％，≥约70％，≥约75％，≥约80％，≥约85％，≥约90％，≥约95％，或100％的所述需要的热。明确地披露的范围包括任何上述列出值的组合；例如，约30％-约100％，约40％-约95％，约50％-约90％等。优选地，该第二粒状材料可提供约30％-约100％的所述需要的热，更优选约50％-约100％的所述需要的热，更优选约70％-约100％的所述需要的热。
e.流出物
离开绝热反应区的流出物(例如，第一流出物)可包括在该绝热反应区中由c5烃(例如，无环c5烃)的反应产生的多种烃组合物。烃组合物典型地具有烃化合物的混合物，该烃化合物具有1-30个碳原子(c1-c30烃)，1-24个碳原子(c1-c24烃)，1-18个碳原子(c1-c18烃)，1-10个碳原子(c1-c10烃)，1-8个碳原子(c1-c8烃)和1-6个碳原子(c1-c6烃)。具体来说，流出物(例如，第一流出物)包含环戊二烯中间体(例如，戊烯，戊二烯，环戊烷和/或环戊烯)。环戊二烯中间体可存在于流出物(例如，第一流出物)的烃部分中的量为≥约3.0wt％，≥约5.0wt％，≥约10.0wt％，≥约15.0wt％，≥约20.0wt％，≥约25.0wt％，≥约30.0wt％，≥约35.0wt％，或≥约40.0wt％。另外或备选地，环戊二烯中间体可存在于流出物(例如，第一流出物)的烃部分中的量为≤约5.0wt％，≤约10.0wt％，≤约15.0wt％，≤约20.0wt％，≤约25.0wt％，≤约30.0wt％，≤约35.0wt％，≤约40.0wt％，或≤约45.0wt％。明确地披露的范围包括任何上述列出值的组合，例如，约5.0wt％-约40.0wt％，约10.0wt％-约35.0wt％，约15.0wt％-约30.0wt％，约5.0wt％-约25.0wt％等。任选地，该第一流出物可包含环戊二烯。
离开传热反应区的流出物(例如，第二流出物)可包括在绝热反应区和/或传热反应区中c5烃(例如，无环c5烃)的反应产生的多种烃组合物。烃组合物典型地具有烃化合物的混合物，所述烃化合物具有1-30个碳原子(c1-c30烃)，1-24个碳原子(c1-c24烃)，1-18个碳原子(c1-c18烃)，1-10个碳原子(c1-c10烃)，1-8个碳原子(c1-c8烃)和1-6个碳原子(c1-c6烃)。具体来说，流出物(例如，第二流出物)包含环戊二烯。可存在于流出物(例如，第二流出物)的烃部分中的环戊二烯的量为≥约20.0wt％，≥约25.0wt％，≥约30.0wt％，≥约35.0wt％，≥约40.0wt％，≥约45.0wt％，≥约50.0wt％，≥约55.0wt％，≥约60.0wt％，≥约65.0wt％，≥约70.0wt％，≥约75.0wt％，或≥约80.0wt％。另外或备选地，可存在于流出物(例如，第二流出物)的烃部分中的环戊二烯的量为≤约20.0wt％，≤约25.0wt％，≤约30.0wt％，≤约35.0wt％，≤约40.0wt％，≤约45.0wt％，≤约50.0wt％，≤约55.0wt％，≤约60.0wt％，≤约65.0wt％，≤约70.0wt％，≤约75.0wt％，≤约80.0wt％，或≤约85.0wt％。明确地披露的范围包括任何上述列出值的组合，例如，约20.0wt％-约85.0wt％，约30.0wt％-约75.0wt％，约40.0wt％-约85.0wt％，约50.0wt％-约85.0wt％等。优选地，可存在于第二流出物的烃部分中的环戊二烯的量为约10.0wt％-约85.0wt％，更优选约25.0wt％-约80.0wt％，更优选约40.0wt％-约75.0wt％。
在其它方面，流出物(例如，第二流出物)可包含除了环戊二烯外的一种或多种其它c5烃。其它c5烃的实例包括，但不限于：环戊烷和环戊烯。可存在于流出物(例如，第二流出物)的烃部分中的一种或多种其它c5烃的量为≥约10.0wt％，≥约15.0wt％，≥约20.0wt％，≥约25.0wt％，≥约30.0wt％，≥约35.0wt％，≥约40.0wt％，≥约45.0wt％，≥约50.0wt％，≥约55.0wt％，≥约60.0wt％，≥约65.0wt％，或≥约70.0wt％。另外或备选地，可存在于流出物(例如，第二流出物)的烃部分中的一种或多种其它c5烃的量为≤约15.0wt％，≤约20.0wt％，≤约25.0wt％，≤约30.0wt％，≤约35.0wt％，≤约40.0wt％，≤约45.0wt％，≤约50.0wt％，≤约55.0wt％，≤约60.0wt％，≤约65.0wt％，或≤约70.0wt％。明确地披露的范围包括任何上述列出值的组合，例如，约10.0wt％-约70.0wt％，约10.0wt％-约55.0wt％，约15.0wt％-约60.0wt％，约25.0wt％-约65.0wt％等。优选地，可存在于第二流出物的烃部分中的一种或多种其它c5烃的量为约30.0wt％-约65.0wt％，更优选约20.0wt％-约40.0wt％，更优选约10.0wt％-约25.0wt％。
在其它方面，流出物(例如，第一流出物，第二流出物)可还包含一种或多种芳族物质，例如，具有6-30个碳原子，具体来说6-18个碳原子。可存在于流出物(例如，第一流出物，第二流出物)的烃部分中的一种或多种芳族物质的量为约≥约1.0wt％，≥约5.0wt％，≥约10.0wt％，≥约15.0wt％，≥约20.0wt％，≥约25.0wt％，≥约30.0wt％，≥约35.0wt％，≥约40.0wt％，≥约45.0wt％，≥约50.0wt％，≥约55.0wt％，≥约60.0wt％，或≥约65.0wt％。另外或备选地，可存在于流出物(例如，第一流出物，第二流出物)的烃部分中的一种或多种芳族物质的量为≤约1.0wt％，≤约5.0wt％，≤约10.0wt％，≤约15.0wt％，≤约20.0wt％，≤约25.0wt％，≤约30.0wt％，≤约35.0wt％，≤约40.0wt％，≤约45.0wt％，≤约50.0wt％，≤约55.0wt％，≤约60.0wt％，或≤约65.0wt％。明确地披露的范围包括任何上述列出值的组合，例如，约1.0wt％-约65.0wt％，约10.0wt％-约50.0wt％，约15.0wt％-约60.0wt％，约25.0wt％-约40.0wt％等。优选地，可存在于第一流出物的烃部分中的一种或多种芳族物质的量为约小于5wt％，优选小于2wt％，更优选小于1wt％。优选地，可存在于第二流出物的烃部分中的一种或多种芳族物质的量为约1.0wt％-约15.0wt％，更优选约1.0wt％-约10.0wt％，更优选约1.0wt％-约5.0wt％。对于流出物的情况的信息，请参见以下申请：
1)ussn62/250,678，2015年11月4日；
2)ussn62/250,692，2015年11月4日；
3)ussn62/250,702，2015年11月4日；和
4)ussn62/250,708，2015年11月4日；它们都通过引用纳入本申请。
f.流出物的提取/分离
在各种方面，粒状材料(例如，第一粒状材料，第二粒状材料)可在流出物(例如，第一流出物，第二流出物)行进通过和/或离开绝热反应区和/或传热反应区时被烃(例如，环戊二烯和/或环戊二烯中间体)夹带在流出物中。因此，所述方法可进一步包括分离可与烃(例如，环戊二烯和/或环戊二烯中间体)夹带在流出物(例如，第一流出物，第二流出物)中的粒状材料。这样的分离可包括从烃(例如，环戊二烯和/或环戊二烯中间体)通过任何合适的手段去除该粒状材料(例如，第一粒状材料，第二粒状材料)，所述手段比如，但不限于旋风分离器，过滤器，静电沉降器，重质液体使接触和/或其它气体固体分离设备，其可在至少一个反应区的内部和/或外部。然后不含粒状材料的流出物可行进到产物回收系统。另外，然后去除的粒状材料可使用已知方法供回绝热和/或传热反应区，例如，在该绝热的和/或传热反应区的基本上顶部部分。
在各种方面，烃(例如，环戊二烯和/或环戊二烯中间体)可在粒状材料行进通过和/或离开至少一个反应区时被粒状材料夹带。烃能够吸附到该颗粒上和/或内，以及在颗粒之间的空隙。因此，所述方法可进一步包括从流出物中的粒状材料提取和/或分离烃。这样的提取和/或分离可包括从粒状材料通过任何合适的手段去除烃(例如，环戊二烯和/或无环c5)，所述手段比如，但不限于用气体比如h2或甲烷提取和/或其它气体固体分离设备，其可在该至少一个反应区的内部和/或外部。然后，烃量减少的粒状材料可行进到再加热区，更新区和/或再生区，并且从粒状材料提取的烃可被引导至产物回收系统或至反应器系统。
g.更新和再加热
随着反应在该绝热反应区和/或传热反应区发生，焦炭材料可形成在粒状材料(例如，第一粒状材料，第二粒状材料)上，尤其是在催化剂材料上，这可能降低催化剂材料的活性。另外或备选地，粒状材料(例如，第一粒状材料，第二粒状材料)可随着反应进行冷却。
i.更新区
在各种方面，粒状材料可行进通过和离开反应区(例如，绝热反应区，传热的反应区)。离开反应区(例如，绝热反应区，传热的反应区)的催化剂材料被称为“用尽的催化剂材料”。这样的用尽的催化剂材料可一定是颗粒的均匀混合物，因为单独的颗粒可具有在体系中的总老化分布，自上次再生后的时间和/或在反应区中的时间相对于在该更新区的时间的比例。
因此，至少一部分该第一粒状材料(例如，用尽的催化剂材料)可被从绝热反应区输送到更新区和/或至少一部分该第二粒状材料(例如，用尽的催化剂材料)可被从传热反应区输送到更新区。优选地，在更新区中，用尽的催化剂材料被更新的(即，从用尽的催化剂材料去除逐步沉积的焦炭材料)并且只进行附带的催化剂材料加热。任选地，在更新区中，用尽的催化剂材料可被更新的和再加热。优选地，当传热反应区为流化床反应器，循环流化床反应器，或循环沉降床反应器时，该第二粒状材料被输送到更新区，在那里可进行更新和再加热。
可在离开绝热和/或传热反应区后已对该第一和/或第二粒状材料提取和/或分离烃后，将该第一和/或第二粒状材料(例如，用尽的催化剂材料)输送到更新区。更新区可包括一个或多个加热设备，比如但不限于，直接接触，加热线圈和/或燃烧管道。另外或备选地，可存在多于1个更新区(例如，2个更新区，3个更新区，4个更新区等)。
在各种方面，在更新区中，该第一和/或该第二粒状材料(例如，用尽的催化剂材料)可与氢料流接触以去除至少一部分在该催化剂材料上逐步沉积的焦炭材料从而形成更新的催化剂材料和挥发性烃，比如，但不限于甲烷。如本文中使用的，术语“逐步沉积的”焦炭材料是指，在每次催化剂材料通过绝热和/或传热反应区期间沉积在该催化剂材料上的焦炭材料的量，而不是在多次通过绝热的和/或传热反应区期间沉积在该催化剂材料上的焦炭材料的累积量。优选地，氢料流基本上不含氧，氧能够破坏和/或降低催化剂材料的活性。然后更新的催化剂材料可返回至该至少一个绝热反应区和/或该至少一个传热反应区。
更新区(即，粒状材料暴露于的温度)可在以下温度操作：≥约400℃，≥约450℃，≥约500℃，≥约550℃，≥约600℃，≥650℃，≥约700℃，≥750℃，或≥约800℃。另外或备选地，更新区可在以下温度操作：≤约400℃，≤约450℃，≤约500℃，≤约550℃，≤约600℃，≤650℃，≤约700℃，≤750℃，≤约800℃，或≤850℃。明确地披露的温度范围包括任何上述值的组合，例如，约400℃-约600℃，约450℃-约850℃，约500℃-约800℃等。优选地，更新区可在以下温度操作：约400℃-约800℃，更优选约600℃-约750℃，更优选约550℃-约800℃，更优选约550℃-约700℃。
另外或备选地，更新区可在以下压力操作：≥约1.0psia，≥约5.0psia，≥约25.0psia，≥约50.0psia，≥约75.0psia，≥约100.0psia，≥约125.0psia，≥约150.0psia，≥约175.0，psia≥约200.0psia，≥约225.0psia，≥约250.0psia，≥约275.0psia，或≥约300.0psia。另外或备选地，更新区可在以下压力操作：≤约1.0psia，≤约5.0psia，≤约25.0psia，≤约50.0psia，≤约75.0psia，≤约100.0psia，≤约125.0psia，≤约150.0psia，≤约175.0，psia≤约200.0psia，≤约225.0psia，≤约250.0psia，≤约275.0psia，或≤约300.0psia。明确地披露的压力范围包括任何上述列出值的组合，例如，约1.0psia-约300.0psia，约5.0psia-约275.0psia，约25.0psia-约250.0psia等。尤其是，更新区可在以下压力操作：约1psia-约300psia，更优选约5psia-约250psia，更优选约25psia-约250psia。
优选地，在更新区中，逐步沉积的焦炭材料被从该催化剂材料去除的量为≥约1.0wt％，≥约5.0wt％，≥约10.0wt％，≥约15.0wt％，≥约20.0wt％，≥约25.0wt％，≥约30.0wt％，≥约35.0wt％，≥约40.0wt％，≥约45.0wt％，≥约50.0wt％，≥约55.0wt％，≥约60.0wt％，≥约65.0wt％，≥约70.0wt％，≥约75.0wt％，≥约80.0wt％，≥约85.0wt％，≥约90.0wt％，≥约95.0wt％，或约100.0wt％。优选地，至少约10wt％，至少约20wt％，至少约50wt％，至少约70wt％，或至少约90wt％的该逐步沉积的焦炭材料被从该催化剂材料去除。另外或备选地，逐步沉积的焦炭材料被从该催化剂材料去除的量为≤约1.0wt％，≤约5.0wt％，≤约10.0wt％，≤约15.0wt％，≤约20.0wt％，≤约25.0wt％，≤约30.0wt％，≤约35.0wt％，≤约40.0wt％，≤约45.0wt％，≤约50.0wt％，≤约55.0wt％，≤约60.0wt％，≤约65.0wt％，≤约70.0wt％，≤约75.0wt％，≤约80.0wt％，≤约85.0wt％，≤约90.0wt％，≤约95.0wt％，或约100.0wt％。明确地披露的范围包括任何上述列出值的组合，例如，约1.0wt％-约100.0wt％，约5.0wt％-约95.0wt％，约10.0wt％-约90.0wt％，约30.0wt％-约90.0wt％等。优选地，逐步沉积的焦炭材料被从该催化剂材料去除的量为约1.0wt％-约100.0wt％，更优选约10.0wt％-约100.0wt％，更优选约60.0wt％-约100.0wt％，更优选约90.0wt％-约100.0wt％。
在各种方面，更新的催化剂材料的温度可为≥约400℃，≥约450℃，≥约500℃，≥约550℃，≥约600℃，≥650℃，≥约700℃，≥750℃，或≥约800℃。另外或备选地，更新的催化剂材料的温度可为≤约400℃，≤约450℃，≤约500℃，≤约550℃，≤约600℃，≤650℃，≤约700℃，≤750℃，≤约800℃，或≤约850℃。明确地披露的温度范围包括任何上述值的组合，例如，约400℃-约800℃，约450℃-约850℃，约500℃-约800℃等。优选地，更新的催化剂材料的温度可为约400℃-约700℃，更优选约500℃-约750℃，更优选约550℃-约700℃。
在一种实施方案中，更新区可包括置于燃烧室(或炉子)内的多个流体床管道。燃烧室可包括辐射段，屏蔽器和对流段。可包括h2，co，轻质烃(c1-c4)，液体烃(c5-c25)和/或重质液体烃(c25+)和空气的燃料可被引入一个或多个燃烧器和点火。然后，该燃烧室中产生的辐射热可被传导到管道壁，从而提供加热循环粒状材料(例如，用尽的催化剂材料)所需的热。对流段可用于气体预热和/或制造蒸汽。燃烧室可由顶部或底部点火。烟道气体可在与多个流体床管道内粒状材料(例如，用尽的催化剂材料)循环的流动方向顺流或逆流的方向流动。另外，氢气可用于提升和流化多个流体床管道内的粒状材料(例如，用尽的催化剂材料)循环。氢气可在与粒状材料(例如，用尽的催化剂材料)的流动方向顺流或逆流的方向流动。
在另一实施方案中，更新区可包括置于外壳内的多个流体床管道，在该外壳中该管道可与热的燃烧气体接触，使得该管道可被热气体对流加热，热气体是来自炉子，气体涡轮机，或催化燃烧的燃烧产物。利用对流加热可减少粒状材料所暴露于的膜温度，从而减少由于过度加热造成的催化剂破坏的潜在可能。热的燃烧气体可在与多个流体床管道内粒状材料(例如，用尽的催化剂材料)循环的流动方向顺流或逆流的方向流动。另外，氢气可用于提升和流化多个流体床管道内的粒状材料(例如，用尽的催化剂材料)循环。氢气可在与粒状材料(例如，用尽的催化剂材料)的流动方向顺流或逆流的方向流动。
在另一实施方案中，更新区可包括配有多个燃烧管道或线圈的流体床。每个线圈或燃烧管道可用燃料和空气单独或共同点火以提供可通过壁被传递到流体床的辐射热。因此，流体床内的粒状材料(例如，用尽的催化剂材料)循环可由于该流体床的热传递性能而被再加热。流体床内的粒状材料(例如，用尽的催化剂材料)循环可在与在该燃烧管道中的气体的流动方向顺流或逆流的方向流动。另外，每个燃烧管道中的烟道气体可离开再加热区并连接到导向对流室的共同加热器，可用于加热进料，在再加热区中预热(例如，预热氢料流)和制造蒸汽。线圈可含有热的燃烧气体，使得管道被热气体对流加热，该热气体是来自炉子，气体涡轮机，或催化燃烧的燃烧产物；备选地，线圈可含有已在其它地点比如在炉子中被加热的热传递介质(例如，熔融或蒸发的金属或盐)。
更新区内的模式可为：
1.鼓泡模式，其中空塔气速大于最小鼓泡速度，但低于最小段塞速度；
2.段塞模式，其中空塔气速大于最小段塞速度，但低于段塞起始的条件(例如，stewart条件)内的管道直径和长度下的过渡到湍流流化速度，(如描述于kunii,d.,levenspiel,o.,chapter3offluidizationengineering,2ndedition,butterworth-heinemann,boston,1991和walas,s.m.,chapter6ofchemicalprocessequipment,revised2ndedition,butterworth-heinemann,boston,2010))；
3.过渡到湍流流化模式，其中空塔气速大于过渡到湍流流化速度，但低于快速流化速度；或
4.快速流化模式，其中空塔气速大于快速流化速度。
优选地，更新区以模式1或2操作，这可最小化在流体床中的氢使用，最大化催化剂材料停留时间以进行焦炭去除和/或改进热传递性能。
在另一实施方案中，在更新区中，粒状材料(例如，用尽的催化剂材料)可直接接触热气体料流被再加热，该热气体料流已在另一设备，比如炉子中被加热并且可有效用于焦炭去除(即，h2)或至少不会导致另外的焦炭沉积(例如，甲烷)，这与流体床管道内加热或通过燃烧管道或线圈加热不同。
另外或备选地，更新催化剂材料可在更新区内部或外部在一个或多个分离步骤中通过任何合适的手段，比如，但不限于旋风分离器与氢气体和/或挥发性烃分离。
另外或备选地，新鲜粒状材料可被直接提供至该至少一个绝热反应区，该至少一个传热反应区和/或在进入该至少一个绝热区和/或该至少一个传热反应区前至该更新区。
ii.再加热间隔
在各种方面，当粒状材料不行进通过反应区(例如，绝热反应区，传热反应区)时，粒状材料可保留在该反应区。尤其是，该第二粒状可保留在该传热反应区(例如，环状固定床反应器)和该第二粒状可冷却，即，降低温度。
优选地，在传热反应区中该第一流出物接触该第二粒状材料直到在该传热反应区中的温度为≤约300℃，≤约325℃，≤约350℃，≤约375℃，≤约400℃，≤约425℃，≤约450℃，≤约475℃，≤约500℃，≤约525℃，≤约550℃，≤约575℃，≤约600℃，≤约650℃或≤约675℃。明确地披露的范围包括任何上述列出值的组合，例如，约300℃-约675℃，约400℃-约600℃，约425℃-约575℃等。优选地，可进行反应直到在该传热反应区中的温度降至低于约400℃，低于约450℃，低于约475℃，低于约500℃，低于约550℃，低于约575℃，或低于约600℃。
另外或备选地，在传热反应区中该第一流出物接触该第二粒状材料的持续时间为≥约1分钟，≥约2分钟，≥约3分钟，≥约4分钟，≥约5分钟，≥约6分钟，≥约7分钟，≥约8分钟，≥约9分钟，≥约10分钟，≥约15分钟，≥约20分钟，≥约25分钟，≥约30分钟，≥约35分钟，≥约40分钟，≥约45分钟，≥约50分钟，≥约55分钟，≥约60分钟，≥约65分钟，≥约70分钟，≥约75分钟，≥约80分钟，≥约85分钟，≥约90分钟，≥约95分钟，≥约100分钟，≥约110分钟或≥约120分钟。另外或备选地，反应间隔可具有的持续时间为≤约1分钟，≤约2分钟，≤约3分钟，≤约4分钟，≤约5分钟，≤约6分钟，≤约7分钟，≤约8分钟，≤约9分钟，≤约10分钟，≤约15分钟，≤约20分钟，≤约25分钟，≤约30分钟，≤约35分钟，≤约40分钟，≤约45分钟，≤约50分钟，≤约55分钟，≤约60分钟，≤约65分钟，≤约70分钟，≤约75分钟，≤约80分钟，≤约85分钟，≤约90分钟，≤约95分钟，≤约100分钟，≤约110分钟，或≤约120分钟。明确地披露的范围，包括任何上述列出值的组合，例如，约1-约120分钟，约1-约90分钟，约4-约80分钟，约10-约75分钟等。优选地，在传热反应区中该第一流出物接触该第二粒状材料的持续时间为约1-约120分钟，更优选约1-约90分钟，更优选约1-约60分钟，更优选约1-约40分钟，更优选约1-约15分钟，更优选约1-约10分钟，更优选约2-约8分钟。尤其是，在传热反应区中该第一流出物接触该第二粒状材料：(i)直到在该传热反应区的温度降至低于约550℃和/或(ii)持续时间约1分钟-约90分钟。
因此，所述方法可进一步包括再加热间隔，其中到至少一个传热反应区(例如，环状固定床反应器)的第一流出物可被周期地停止，并且再加热气体可被提供至该至少一个传热反应区以再加热第二粒状材料。再加热气体可包含惰性物质(例如，n2，co等)和/或甲烷。在各种方面，再加热气体可包含惰性物质并可被供至传热反应区(例如，环状固定床反应器)以再加热第二粒状材料。在合适的持续时间后，再加热气体可经由出口离开传热反应区。
在各种方面，再加热气体可在与第一流出物的流动方向顺流或逆流的方向上流动。例如，如果在反应间隔期间第一流出物在传热反应区的顶部部分进入，在再加热间隔期间，再加热气体也可在该传热反应区的在顶部部分进入，从而在与第一流出物的流动方向顺流的方向上流动。另外或备选地，如果该第一流出物在传热反应区的顶部部分进入，在再加热间隔期间，再加热气体可在传热反应区的底部部分进入，从而在与第一流出物的流动方向逆流的方向上流动。优选地，当传热反应区为固定循环床时，再加热气体在与第一流出物的流动方向逆流的方向上流动和/或在该传热反应区可实现反向温度分布。
优选地，再加热间隔可具有的持续时间为≥约1分钟，≥约5分钟，≥约10分钟，≥约15分钟，≥约20分钟，≥约25分钟，≥约30分钟，≥约35分钟，≥约40分钟，≥约45分钟，≥约50分钟，≥约55分钟，≥约60分钟，≥约65分钟，≥约70分钟，≥约75分钟，≥约80分钟，≥约85分钟，≥约90分钟，≥约95分钟，≥约100分钟，≥约110分钟或≥约120分钟。另外或备选地，再加热间隔可具有的持续时间为≤约1分钟，≤约5分钟，≤约10分钟，≤约15分钟，≤约20分钟，≤约25分钟，≤约30分钟，≤约35分钟，≤约40分钟，≤约45分钟，≤约50分钟，≤约55分钟，≤约60分钟，≤约65分钟，≤约70分钟，≤约75分钟，≤约80分钟，≤约85分钟，≤约90分钟，≤约95分钟，≤约100分钟，≤约110分钟，或≤约120分钟。明确地披露的范围包括任何上述列出值的组合，例如，约1-约120分钟，约1-约90分钟，约4-约80分钟，约10-约75分钟等。优选地，反应间隔可具有的持续时间为约1-约120分钟，更优选约1-约90分钟，更优选约1-约60分钟，更优选约5-约40分钟。优选地，再加热间隔的持续时间小于反应间隔的持续时间；更优选地，再加热间隔的持续时间小于反应间隔的持续时间的一半。
iii.更新间隔
此外，焦炭材料可形成在粒状材料(例如，第一粒状材料，第二粒状材料)上，有其是在催化剂材料上，这可降低催化剂材料的活性。这样的在反应间隔结束时的具有焦炭形成和/或具有降低的温度的催化剂材料被称为“用尽的催化剂材料”。
因此，所述方法可进一步包括更新间隔，其中到至少一个绝热反应区的进料可被周期地停止和/或到至少一个传热反应区(例如，环状固定床，燃烧管道反应器，对流加热管反应器)的第一流出物可被周期地停止，并且更新气体可被提供至该至少一个绝热反应区和/或该至少一个传热反应区以更新粒状材料(例如，第一粒状材料，第二粒状材料)。更新气体可包括氢，并且该更新气体可接触该第一和/或第二粒状材料(例如，用尽的催化剂材料)以去除至少一部分在该催化剂材料上逐步沉积的焦炭材料，从而形成更新的催化剂材料和挥发性烃，比如，但不限于甲烷。优选地，包含氢的更新气体基本上不含氧，氧能够破坏和/或降低催化剂材料的活性。在合适的持续时间后，更新气体和任选的挥发性烃可经由出口离开绝热反应区和/或传热反应区。
尤其是，到至少一个绝热反应区的进料可被周期地停止和/或到至少一个传热反应区的第一流出物可被周期地停止，并且包含氢的更新气体可被提供至该至少一个绝热反应区和/或该至少一个传热反应区。包含氢的更新气体可接触粒状材料(例如，第一粒状材料，第二粒状材料)以去除至少一部分在该催化剂材料上逐步沉积的焦炭材料从而形成更新的催化剂材料和挥发性烃。
在各种方面，更新气体可在与该进料和/或该第一流出物的流动方向顺流或逆流的方向流动。例如，如果在反应间隔期间该进料在绝热反应区的顶部部分进入，在更新间隔期间，更新气体也可在绝热反应区的顶部部分进入，从而在与该进料的流动方向顺流的方向流动。另外或备选地，如果该进料在绝热反应区的顶部部分进入，在更新间隔期间，更新气体可在绝热反应区的底部部分进入，从而在与该进料的流动方向逆流的方向流动。优选地，当传热反应区为循环固定床时，更新气体在与该第一流出物的流动方向逆流的方向流动。优选地，当传热反应区为燃烧管道反应器或对流加热的管道反应器时，更新气体在与该进料和/或该第一流出物的流动方向顺流的方向流动。优选地，在该传热反应区这可实现反向温度分布。
优选地，在更新间隔期间，逐步沉积的焦炭材料被从该催化剂材料去除的量为≥约1.0wt％，≥约5.0wt％，≥约10.0wt％，≥约15.0wt％，≥约20.0wt％，≥约25.0wt％，≥约30.0wt％，≥约35.0wt％，≥约40.0wt％，≥约45.0wt％，≥约50.0wt％，≥约55.0wt％，≥约60.0wt％，≥约65.0wt％，≥约70.0wt％，≥约75.0wt％，≥约80.0wt％，≥约85.0wt％，≥约90.0wt％，≥约95.0wt％，≥约99.0wt％，或约100.0wt％。优选地，至少约10.0wt％的该逐步沉积的焦炭材料被从该催化剂材料去除，更优选至少约90.0wt％，更优选至少约95.0wt％，更优选至少约99.0wt％。另外或备选地，逐步沉积的焦炭材料被从该催化剂材料去除的量为≤约1.0wt％，≤约5.0wt％，≤约10.0wt％，≤约15.0wt％，≤约20.0wt％，≤约25.0wt％，≤约30.0wt％，≤约35.0wt％，≤约40.0wt％，≤约45.0wt％，≤约50.0wt％，≤约55.0wt％，≤约60.0wt％，≤约65.0wt％，≤约70.0wt％，≤约75.0wt％，≤约80.0wt％，≤约85.0wt％，≤约90.0wt％，≤约95.0wt％，≤约99.0wt％，或约100.0wt％。明确地披露的范围包括任何上述列出值的组合，例如，约1.0wt％-约100.0wt％，约5.0wt％-约95.0wt％，约10.0wt％-约90.0wt％，约30.0wt％-约90.0wt％等。优选地，逐步沉积的焦炭材料被从该催化剂材料去除的量为约1.0wt％-约100.0wt％，更优选约10.0wt％-约100.0wt％，更优选约90.0wt％-约100.0wt％，更优选约95.0wt％-约100.0wt％。
更新间隔可具有的持续时间为≤90分钟，≤60分钟，≤30分钟，≤10分钟，≤5分钟，≤1分钟，或≤10秒。在开始规定的转化方法后，更新可为有利地进行≥10分钟，例如，≥30分钟，≥2小时，≥5小时，≥24小时，≥2天，≥5天，≥20天。
在≥约400℃，≥约450℃，≥约500℃，≥约550℃，≥约600℃，≥650℃，≥约700℃，≥750℃，≥约800℃，≥850℃，或≥约900℃的温度再加热气体可进入传热反应区和/或更新气体可进入绝热反应区和/或传热反应区。另外或备选地，再加热间隔和/或更新间隔可在前述温度下操作。优选地，在≥约600℃的温度再加热气体可进入传热反应区和/或更新气体可进入绝热反应区和/或传热反应区。另外或备选地，在≤约400℃，≤约450℃，≤约500℃，≤约550℃，≤约600℃，≤650℃，≤约700℃，≤750℃，≤约800℃，≤850℃，或≤约900℃的温度再加热气体可进入传热反应区和/或更新气体可进入绝热反应区和/或传热反应区。明确地披露的温度范围包括任何上述值的组合，例如，约400℃-约900℃，约450℃-约850℃，约500℃-约800℃等。优选地，在约400℃-约800℃，更优选约600℃-约800℃，更优选约625℃-约700℃，更优选约550℃-约750℃的温度再加热气体可进入传热反应区和/或更新气体可进入绝热反应区和/或传热反应区。
另外或备选地，在≥约1.0psia，≥约5.0psia，≥约25.0psia，≥约50.0psia，≥约75.0psia，≥约100.0psia，≥约125.0psia，≥约150.0psia，≥约175.0，psia，≥约200.0psia，≥约225.0psia，≥约250.0psia，≥约275.0psia，≥约300.0psia，≥约325.0psia，或≥约350.0psia的压力再加热气体可进入传热反应区和/或更新气体可进入绝热反应区和/或传热反应区。另外或备选地，再加热间隔和/或更新间隔可在前述压力操作。优选地，再加热气体在≥约100.0psia的压力可进入传热反应区和/或更新气体可进入绝热反应区和/或传热反应区。另外或备选地，在≤约1.0psia，≤约5.0psia，≤约25.0psia，≤约50.0psia，≤约75.0psia，≤约100.0psia，≤约125.0psia，≤约150.0psia，≤约175.0，psia，≤约200.0psia，≤约225.0psia，≤约250.0psia，≤约275.0psia，≤约300.0psia，≤约325.0psia，或≤约350.0psia的压力，再加热气体可进入传热反应区和/或更新气体可进入绝热反应区和/或传热反应区。明确地披露的压力范围包括任何上述列出值的组合，例如，约1.0psia-约350.0psia，约5.0psia-约275.0psia，约25.0psia-约250.0psia等。尤其是，在约1psia-约300psia，更优选约5psia-约250psia，更优选约25psia-约250psia的压力再加热气体可进入传热反应区和/或更新气体可进入绝热反应区和/或传热反应区。
在各种方面，该温度的该再加热和/或更新催化剂材料可为≥约400℃，≥约450℃，≥约500℃，≥约550℃，≥约600℃，≥650℃，≥约700℃，≥750℃，≥约800℃，≥850℃，或≥约900℃。另外或备选地，更新的催化剂材料的温度可为≤约400℃，≤约450℃，≤约500℃，≤约550℃，≤约600℃，≤650℃，≤约700℃，≤750℃，≤约800℃，≤850℃，或≤约900℃。明确地披露的温度范围包括任何上述值的组合，例如，约400℃-约900℃，约450℃-约850℃，约500℃-约800℃等。优选地，更新的催化剂材料的温度可为约400℃-约800℃，更优选约600℃-约800℃，更优选约550℃-约750℃。
在各种方面，再加热气体和/或更新气体通过合适的装置(例如，更新装置)，比如，但不限于，燃烧加热器提供。例如，在该装置中，再加热气体可被加热至如上所述合适的温度，然后将该再加热气体提供到反应区。另外或备选地，离开传热反应区的再加热气体也可返回该装置以被再加热到如上所述的合适的温度，然后提供给传热反应区。该装置也可制造蒸汽和/或加热进料，然后该进料进入绝热反应区。
另外或备选地，更新催化剂材料可在一个或多个分离步骤中在更新区内部或外部通过任何合适的手段，比如，但不限于旋风分离器与再加热气体和/或挥发性烃分离。另外，氢气可用于该分离步骤。
h.再生
所述方法可进一步包括再生步骤以重获由于在反应期间催化剂材料上的焦炭材料积聚和/或金属累计造成的催化剂活性丧失。当在该更新区中从粒状材料(例如，用尽的催化剂材料)去除焦炭材料不足时，可进行这样的再生步骤。有利地，再生步骤运行基本上恒定的去除和添加粒状材料至至少一个反应区，从而保持在高催化剂活性下的连续操作。例如，催化剂活性在该至少一个反应区可保持高于约10％的新鲜催化剂活性，优选高于约30％的新鲜催化剂活性和最优选高于约60％和低于约99.9％的新鲜催化剂活性。
i.再生区
在各种方面，在再生步骤中，来自至少一个绝热反应区或更新区的至少一部分第一粒状材料和/或来自至少一个传热反应或更新区的一部分第二粒状材料可被输送到再生区以通过本领域已知的方法产生再生催化剂材料。至少一部分该再生催化剂材料可被循环至至少一个绝热反应区，至少一个传热反应区和/或更新区。
催化剂材料可被连续地从绝热反应区、传热反应区和/或更新区取出和返回，或可被周期地从绝热反应区、传热反应区和/或更新区取出和返回。对于周期性的方法，典型地，进行焦炭燃烧、吹扫和减少的取出之间的再生时间为约24小时(约1天)-约240小时(约10天)，优选约36小时(约1.5天)-约120小时(约5天)。备选地，对于连续模式，去除/添加粒状材料比率可为约0.0wt％-约100wt％每天的粒状材料储备和优选约0.25wt％-约30.0wt％每天的粒状材料储备，其中存在平衡的粒状材料的添加/去除。催化剂材料的再生可作为连续方法进行或可分批进行，并且在两种情况中，可需要用于储备累积和/或储备排放的中间容器。
粒状材料(例如，用尽的催化剂，新鲜粒状材料，再生催化剂材料)的去除和添加可在反应器系统中相同的或不同的位置。粒状材料(例如，新鲜粒状材料，再生催化剂材料)可在更新区前或后加入，而去除的粒状材料(例如，用尽的催化剂材料)可在粒状材料(例如，用尽的催化剂材料)通过更新区之前或之后加入。至少一部分再生催化剂材料可被循环至该至少一个绝热反应区，该至少一个传热反应区，或该至少一个更新区。优选地，再生催化剂材料和/或新鲜粒状材料被提供到更新区以最小化热输入中的任何损失以及去除可被再生催化剂材料从再生区携带的任何残余物质。另外或备选地，可使用再生区的内部或外部的分离器以将惰性材料从催化剂材料分离，然后再生使得只有催化剂材料被再生。这样的分离可基于惰性材料和再生催化剂材料之间的尺寸、磁性和/或密度性能差异使用任何合适的手段来进行。
对于上述方法，本领域技术人员熟知的具有上述颗粒尺寸和操作条件的竖管可用于提供在至少一个反应区、更新区和/或再生区之间输送粒状材料的手段。本领域技术人员已知滑阀和提升气体也可用于帮助在再生区中循环粒状材料和/或构建压力分布。提升气体可与用于该更新区的流化气体相同，例如可在该反应系统中贡献最小化氢使用，同时还减少焦炭材料形成的氢料流。
a.再生间隔
在各种方面，当粒状材料(例如，第一粒状材料，第二粒状材料)不行进通过绝热反应区和/或传热反应区时，可进行再生间隔以获得再生的该粒状材料(例如，第一粒状材料，第二粒状材料)。
尤其是，到绝热反应区的进料可被周期地停止和/或到传热反应区的第一流出物可被周期地停止。在停止该进料和/或该第一流出物后，可进行任何可燃气体的吹扫至低于爆炸极限。例如，进料和/或反应器产物(例如，环戊二烯)可被吹扫至低于爆炸极限。如本文中使用的，术语“低于爆炸极限”是指，已进行对任何可燃气体的足够的吹扫，使得当气体流动改变为下一种组成(例如，再生气体)时，不会形成可能导致爆炸的有害的混合物。例如，如果可燃气体存在于传热反应区中并且期望引入氧化剂，则必须先用惰性气体吹扫体系以降低可燃气体浓度，使得引入含氧化剂的气体不会产生有爆炸性的混合物。
然后再生气体可供应至绝热反应区和/或传热反应区，在那里粒状材料(例如，第一粒状材料，第二粒状材料)在再生条件下接触再生气体以氧化地去除催化剂材料上的至少一部分累积沉积的焦炭材料，从而形成再生催化剂材料。合适的再生气体包括，但不限于氧气和空气。再生气体可如上述对再加热气体那样在与该进料和/或该第一流出物的流动方向逆流或顺流的方向流动。再生气体可进一步包含惰性物质(例如，n2)。在反应区中与再生气体接触后，可进行吹扫再生气体至低于爆炸极限。一旦再生气体的吹扫完成，则进料可被提供至绝热反应区和/或则第二流出物可被提供至传热反应区。
优选地，再生间隔可具有的持续时间为≥约0.5天，≥约1天，≥约1.5天，≥约2天，≥约3天，≥约4天，≥约5天，≥约6天，≥约7天，≥约8天，≥约9天，≥约10天，≥约11天，≥约12天，≥约13天，≥约14天，或≥约15天。如本文中使用的，术语“天”是指约24小时的时间，而术语“0.5天”是指约12小时的时间。另外或备选地，再生间隔可具有的持续时间为≤约0.5天，≤约1天，≤约1.5天，≤约2天，≤约3天，≤约4天，≤约5天，≤约6天，≤约7天，≤约8天，≤约9天，≤约10天，≤约11天，≤约12天，≤约13天，≤约14天，或≤约15天。明确地披露的范围包括任何上述列出值的组合，例如，约0.5-约15天，约1-约12天，约2-约11天等。优选地，再生间隔可具有的持续时间为约1-约15天，更优选约1-约10天，更优选约1.5-约5天。
在各种方面，再生间隔可为进行的频率为约每1天，约每2天，约每4天，约每6天，约每8天，约每10天，约每12天，约每14天，约每16天，约每18天，约每20天，约每22天，约每24天，约每26天，约每28天，约每30天，约每35天，约每40天，约每45天，约每50天，约每75天，约每100天，约每125天，约每150天，约每170天，约每180天，或约每200天。明确地披露的范围包括任何上述列出值的组合，例如，约1-约200天，约1-约180天，约2-约35天等。优选地，再生间隔可为进行的频率为每1-50天，更优选每10-45天，更优选每20-40天，更优选每30-35天。优选地，再生间隔可为进行的频率为1-50天，更优选10-45天，更优选20-40天，更优选30-35天。
iii.转化无环c5的反应系统
在另一实施方案中，提供了用于将c5烃(例如，无环c5烃)转化为环戊二烯的反应系统1，如图1中所示。反应系统1可包括包含如上所述的c5烃(例如，无环c5烃)的进料料流2，包含环戊二烯中间体、未转化的无环c5烃和任选的环戊二烯的流出物料流3；和至少一个如上所述的绝热反应器4。至少一个绝热反应器4可包括含有催化剂材料的第一粒状材料如上所述(未示出)，用于提供该进料料流2至反应系统1的进料入口(未示出)和用于去除第一流出物料流3的流出物出口(未示出)。加热器5(比如换热器)可存在以加热该进料料流2至温度t1(例如，约575℃或更高)，如上所述，然后其进入至少一个绝热反应器4。任选地，h2和/或包含c1、c2、c3和/或c4烃的轻质烃料流(未示出)可被供至该至少一个绝热反应器4。
至少一个绝热反应器4可为如上所述的固定床反应器(例如，卧式或立式固定床反应器)或流化床反应器。优选地，该至少一个绝热反应器4可包括至少一种如上所述的内部结构(未示出)。
至少一个绝热反应器4可在如上所述的反应条件下操作以将至少一部分该c5烃(例如，无环c5烃)转化为环戊二烯中间体。另外，该反应条件可包括约450℃-约900℃的温度和/或约3psia-约150psia的压力。优选地，至少约20wt％的该无环c5烃被转化为环戊二烯中间体。
另外，反应系统可进一步包括至少一个传热反应器6(例如，循环流化床反应器，循环沉降床反应器，固定床反应器，环状固定床反应器，流化床反应器，燃烧管反应器或对流加热管反应器)。优选地，该至少一个传热反应器6为燃烧管道反应器，其包含炉子和定位在该炉子的辐射段的平行反应器管道7，可包括如上所述用于加热该反应器管道7的燃烧器8。至少一个传热反应器6可包括如上所述的包含催化剂材料的第二粒状材料(未示出)，用于提供第一流出物料流3至该至少一个传热反应器6的进料入口(未示出)和用于去除第二流出物料流9的流出物出口(未示出)。此外，该至少一个传热反应器6可在如上所述的反应条件下操作以将在该第一流出物料流3中的至少一部分该环戊二烯中间体和/或未转化的无环c5烃转化为包含环戊二烯的第二流出物料流9。优选的是，该至少一个传热反应器6具有如上所述的基本上反向或等温温度分布。第一流出物料流3可在温度t2(例如，≤约500℃)被提供至该至少一个传热反应器6。加热器10(例如，换热器)可存在以加热该第一流出物料流3，然后其进入至少一个传热反应器6。任选地，该至少一个传热反应器6可包括一个或多个加热设备(例如，燃烧管道，加热线圈)(未示出)从而保持其中的温度。
另外，辅助h2(未示出)可被供至该至少一个绝热反应器4和/或该至少一个传热反应器6。
另外，反应系统1可进一步包括至少一个旋风分离器(未示出)用于分离该第一粒状材料和/或该第二粒状，它们可夹带在第一流出物料流3和/或第二流出物料流9中的烃(例如，环戊二烯)中。然后，基本上不含粒状材料的另一流出物料流(未示出)可行进至产物回收系统。
在另一实施方案中，反应系统1可进一步包括更新气体料流11用于更新第一粒状材料，如图2中所示。更新气体料流11可经由进料入口或经由不同的入口(未示出)进入。更新气体料流11可包含氢和任选的惰性物质(例如，n2，co)用于去除用尽的催化剂材料上的至少一部分逐步沉积的焦炭材料从而形成更新的催化剂材料和挥发性烃。此外，更新的催化剂材料包含比如上所述的用尽的催化剂材料更少的逐步沉积的焦炭材料，优选比用尽的催化剂材料少至少约10wt％的逐步沉积的焦炭材料。在如上所述合适的持续时间后，更新气体和任选的挥发性烃可经由流出物出口或不同的出口(未示出)作为第一流出物更新气体料流(未示出)离开该至少一个绝热反应器4。第一流出物更新气体料流可直接行进到传热反应器6或可首先行进通过加热器(未示出)。更新的催化剂材料包括比如上所述的用尽的催化剂材料更少的逐步沉积的焦炭材料，优选比用尽的催化剂材料少至少约10wt％的逐步沉积的焦炭材料。更新气体料流11可在与进料料流2的流动方向顺流或逆流的方向上流动。
另外或备选地，更新气体料流11可进入至少一个传热反应器6用于更新第二粒状材料(未示出)。在如上所述合适的持续时间后，更新气体和任选的挥发性烃可经由流出物出口或不同的出口(未示出)作为第二流出物更新气体料流12离开该至少一个传热反应器6。更新的催化剂材料包含比如上所述的用尽的催化剂材料少的逐步沉积的焦炭材料，优选比用尽的催化剂材料少至少约10wt％的逐步沉积的焦炭材料。更新气体料流11可在与第一流出物料流3的流动方向顺流或逆流的方向上流动。
此外，更新气体料流11可通过如上所述的与该至少一个绝热反应器4和/或该至少一个传热反应器6流体连接的更新装置13提供。第一流出物更新气体料流(未示出)和第二流出物更新气体料流12可被送至压缩设备14，然后送至分离装置15，在那里可产生富含轻质烃的气体料流16和贫含轻质烃的气体料流17。富含轻质烃的气体料流16可用作燃料。贫含轻质烃的气体料流17可与补充氢料流18合并并在加热器19(例如，换热器或其它加热设备)中被加热以生产更新气体料流11。更新装置13可包括如上所述的一个或多个加热设备，用于贫含轻质烃的气体料流17的更新入口和将更新气体料流11返回该至少一个绝热反应器4和/或该至少一个传热反应器6的更新出口(未示出)。分离装置15可为膜体系，吸附体系(例如，变压，变温)，或其它已知的用于从轻质烃分离h2的体系。
尤其是，更新装置13在上述条件下操作，优选更新装置13的温度为约550℃-约800℃。另外，更新装置13可生产蒸汽料流20。此外，更新装置13可加热进料料流2，然后进料料流2在当绝热反应器没有被更新或再生时进入该至少一个绝热反应器4(未示出)。
在另一实施方案中，反应系统1可进一步包括再生气体料流21，如图3中所示。再生气体料流21可在如上所述的再生条件下进入至少一个绝热反应器4和/或至少一个传热反应器6(未示出)，从而再移动至少一部分沉积在该催化剂材料上的焦炭材料(例如，用尽的催化剂材料)，从而形成再生催化剂材料。在如上所述的合适的持续时间后，再生气体可离开该至少一个传热反应器6作为第一循环的再生气体料流22和/或离开该至少一个绝热反应器4作为第二循环的再生气体料流(未示出)。第二循环的再生气体料流可进入该至少一个传热反应器6。再生气体料流21可通过如上所述的与该至少一个绝热反应器4和/或该至少一个传热反应器6流体连接的再生装置23提供。
另外或备选地，反应系统1可进一步包括与该至少一个反应器6(未示出)流体连接的新鲜粒状材料料流(未示出)。
另外或备选地，该至少一个绝热反应器4和/或该至少一个传热反应器6可包括多于1个反应器，例如，至少第一反应器，第二反应器，第三反应器，第四反应器，第五反应器，第六反应器，第七反应器，第八反应器等。优选地，反应系统包括1-20个反应器，更优选3-15个反应器，更优选5-10个反应器。其中该至少一个绝热反应器4和/或该至少一个传热反应器6包括第一、第二和第三反应器等，反应器可并联操作并根据需要在粒状材料需要更新以去除焦炭材料时周期地进行更新和再生间隔。
图1、2和3指示了在特定时间点时的流动。应该认识到，在其它时间点流动可能会偏离图1、2和3所示的情况，因为反应器可能会定期暴露在油(on-oil)进料转化、更新和/或再生循环。
iv.进一步的实施方案
本发明进一步涉及：
实施方案1.在反应器系统中将无环c5烃转化为环戊二烯的方法，其中该方法包括：向至少一个绝热反应区(例如，固定床，流化床)提供包含无环c5烃的进料在温度t1，其中该至少一个绝热反应区包含含有催化剂材料的第一粒状材料(例如，zsm-5上的铂，沸石l上的铂，硅酸盐改性的二氧化硅上的铂，无机载体上的第6族、第9族或第10族金属，所述无机载体比如沸石，sapo，alpo，meapo，二氧化硅，氧化锆，氧化钛，氧化铝，氧化镁，粘土，氧化铈，氧化锆，氧化钇，镁水滑石，铝酸钙，铝酸锌和它们的组合，以及任选的一种或多种第1族碱金属、第2族碱土金属和/或第11族金属)，使该进料和该第一粒状材料在该至少一个绝热反应区在反应条件下接触以将至少一部分该无环c5烃转化为包含环戊二烯中间体、未转化的无环c5烃和任选的环戊二烯的第一流出物；加热该第一流出物至温度t2；将该第一流出物提供给至少一个传热反应区(例如，循环流化床反应器，循环沉降床反应器，固定床反应器，环状固定床反应器，流化床反应器，燃烧管反应器或对流加热管反应器)；使该第一流出物与包含催化剂材料(例如，zsm-5上的铂，沸石l上的铂和/或硅酸盐改性的二氧化硅上的铂)的第二粒状材料在该至少一个传热反应区中在反应条件下接触以将该至少一部分环戊二烯中间体和/或未转化的无环c5烃转化为包含环戊二烯的第二流出物；任选地，将包含c1、c2、c3和/或c4烃的轻质烃进料至该至少一个绝热反应区；和任选地将辅助h2进料至该至少一个绝热反应区和/或该至少一个传热反应区。
实施方案2.实施方案1的方法，其中当与其中该绝热反应区不存在的方法比较时该至少一个传热反应区的热负荷降低了至少约3.0％每单位产生的环戊二烯。
实施方案3.实施方案1或2的方法，其中在该至少一个传热反应区中保持反向温度分布或等温温度分布。
实施方案4.前述实施方案任一项的方法，其中t1和/或t2小于或等于约500℃。
实施方案5.前述实施方案任一项的方法，其中离开该至少一个传热反应区的该第二流出物的温度为至少约550℃。
实施方案6.前述实施方案任一项的方法，其中该至少一个传热反应区包含至少一个加热设备。
实施方案7.前述实施方案任一项的方法，其中(i)在该至少一个传热反应区中的反应条件包括约400℃-约800℃的温度和/或约3psia-约150psia的压力；和/或(ii)在该至少一个绝热反应区中的反应条件包括约450℃-约900℃的温度和/或约3psia-约150psia的压力。
实施方案8.前述实施方案任一项的方法，其中至少约30wt％的该无环c5烃被转化为环戊二烯。
实施方案9.前述实施方案任一项的方法，其中该第一流出物以在该至少一个传热反应区中第二粒状材料流的方向的顺流或逆流流动。
实施方案10.前述实施方案任一项的方法进一步包括将至少一部分该第一粒状材料从该至少一个绝热反应区输送到更新区和/或将至少一部分该第二粒状材料从该至少一个传热反应区输送到该更新区。
实施方案11.实施方案10的方法，进一步包括使该第一粒状材料和/或该第二粒状材料与氢接触以去除至少一部分在该催化剂材料上逐步沉积的焦炭材料，从而形成更新的催化剂材料和挥发性烃；和将更新的催化剂材料返回至该至少一个绝热反应区和/或该至少一个传热反应区。
实施方案12.实施方案10或11中任一项的方法，其中该更新区在约550℃-约800℃的温度操作和/或至少10wt％的该逐步沉积的焦炭材料被从该催化剂材料去除。
实施方案13.前述实施方案任一项的方法进一步包括，将至少一部分该第一粒状材料从该至少一个绝热反应区输送至再生区和/或将至少一部分该第二粒状材料从该至少一个传热反应区输送至该再生区；其中该第一粒状材料和/或该第二粒状材料与再生气体在再生条件下接触以氧化地去除至少一部分沉积在该催化剂材料上的焦炭材料从而形成再生催化剂材料；和将至少一部分该再生催化剂材料循环至该至少一个绝热反应区，该至少一个传热反应区和/或该更新区。
实施方案14.实施方案1，2，3，4，5，6，7，或8中任一项的方法，进一步包括周期地停止到该至少一个绝热反应区的进料和/或到该至少一个传热反应区的第一流出物；和为该至少一个绝热反应区和/或该至少一个传热反应区提供更新气体，任选地，其中该进料和/或该第一流出物以与更新气体流的方向顺流或逆流地流动。
实施方案15.实施方案14的方法，其中该更新气体包括氢和该更新气体接触该第一粒状材料和/或该第二粒状材料以去除至少一部分在该催化剂材料上逐步沉积的焦炭材料从而形成更新的催化剂材料和挥发性烃。
实施方案16.实施方案1，2，3，4，5，6，7，或8中任一项的方法，进一步包括周期地停止到该至少一个绝热反应区的进料和/或到该至少一个传热反应区的第一流出物；提供更新气体包含氢；和使该第一粒状材料和/或该第二粒状材料与该更新气体接触以去除至少一部分在该催化剂材料上逐步沉积的焦炭材料从而形成更新的催化剂材料和挥发性烃。
实施方案17.实施方案14，15，或16中任一项的方法，其中至少约10.0wt％的该逐步沉积的焦炭材料被从该催化剂材料去除。
实施方案18.实施方案14，15，16或17中任一项的方法，进一步包括周期地停止到该至少一个绝热反应区的进料和/或到该至少一个传热反应区的第一流出物；供应再生气体至该至少一个绝热反应区和/或至该至少一个传热反应区；和使该第一粒状材料和/或该第二粒状材料与该再生气体在再生条件下接触以氧化地去除至少一部分沉积在该催化剂材料上的焦炭材料从而形成再生催化剂材料，任选地其中该再生气体以约每1天-约180天的间隔接触该第一粒状材料和/或该第二粒状材料。
实施方案19.前述实施方案任一项的方法，其中该第一粒状材料和该第二粒状材料是相同的或不同的。
实施方案20.前述实施方案任一项的方法，其中该第一粒状材料进一步包含惰性材料和/或该第二粒状材料进一步包含惰性材料。
本发明进一步涉及实施方案21-26：
实施方案21.在反应器系统中将无环c5烃转化为环戊二烯的方法，其中该方法包括：
在温度t1向至少一个绝热反应区提供包含无环c5烃的进料，其中该至少一个绝热反应区包含含有催化剂材料的第一粒状材料；
使该进料和该第一粒状材料在该至少一个绝热反应区在反应条件下接触以将至少一部分该无环c5烃转化为包含环戊二烯中间体、未转化的无环c5烃和任选的环戊二烯的第一流出物；
加热该第一流出物至温度t2；
将该第一流出物提供给至少一个传热反应区；和
使该第一流出物与第二粒状材料在该至少一个传热反应区在反应条件下接触以将至少一部分该环戊二烯中间体和该未转化的无环c5烃转化为包含环戊二烯的第二流出物；
实施方案22.实施方案21的方法，其中该第一粒状材料进一步包含惰性材料和/或该第二粒状材料进一步包含惰性材料。
实施方案23.实施方案21的方法，其中该催化剂材料包括zsm-5上的铂，沸石l上的铂和/或二氧化硅上的铂。
实施方案24.实施方案21的方法，其中该第一粒状材料和该第二粒状材料是不同的。
实施方案25.实施方案24的方法，其中该第二粒状材料包括zsm-5上的铂，沸石l上的铂和/或硅酸盐改性的二氧化硅上的铂和该第一粒状材料包括无机载体上的至少一种第6族，第9族或第10族金属，以及任选的一种或多种第1族碱金属、第2族碱土金属和/或第11族金属；和
实施方案26.实施方案25的方法，其中该无机载体选自沸石，sapo，alpo，meapo，二氧化硅，氧化锆，氧化钛，氧化铝，氧化镁，粘土，氧化铈，氧化钇，氧化锆，镁水滑石，钙，铝酸盐，铝酸锌和它们的组合。
工业应用
无环c5转化方法期间获得的含环状、支化和直链c5烃并任选地含氢、c4和轻质副产物或c6和重质副产物的任何组合的第一烃反应器流出物，在其本身中有有价值的产物并且其本身就是有价值的产物。优选地，cpd和/或dcpd可为从反应器流出物分离以获得提纯的产物料流，其可用于生产多种高价值产品。
例如，含50wt％或更多，或优选60wt％或更多dcpd的提纯的产物料流可用于生产烃树脂、未取代的聚酯树脂和环氧材料。含80wt％或更多，或优选90wt％或更多cpd的提纯的产物料流可用于生产根据以下反应方案(i)形成的狄尔斯-阿尔德反应产物：
方案i
其中r为杂原子或取代的杂原子，取代的或未取代的c1-c50烃基(经常为含双键的烃基)，芳族基，或任何它们的组合。优选地，取代的基或基团含有一个或多个第13-17族、优选第15或16族的元素，更优选氮，氧，或硫。除了绘制于方案(i)的单烯烃狄尔斯-阿尔德反应产物，含80wt％或更多，或优选90wt％或更多cpd的提纯的产物料流能够用于形成cpd与以下中的一种或多种的狄尔斯-阿尔德反应产物：另一cpd分子，共轭二烯，乙炔，丙二烯，二取代的烯烃，三取代的烯烃，环烯烃和前述物质的取代的形式。优选的狄尔斯-阿尔德反应产物包括降冰片烯，乙烯叉基降冰片烯，取代的降冰片烯(包括含氧降冰片烯)，降冰片二烯和四环十二烯，如以下结构所示：
前述狄尔斯-阿尔德反应产物可用于生产聚合物和环状烯烃共聚烯烃比如乙烯的共聚物。所得环状烯烃共聚物和环状烯烃聚合物产物可用于多种应用，例如包装膜。
含99wt％或更多dcpd的提纯的产物料流可用于使用例如开环易位聚合(romp)催化剂生产cpd聚合物。dcpd聚合物产物可用于形成制品，具体来说模制部件，例如风力涡轮机叶片和汽车部件。
也可将另外的组分从反应器流出物分离并将其用于形成高价值产品。例如，分离的环戊烯可用于生产聚环戊烯，也称为聚戊烯橡胶，如方案(ii)中所绘制的。
方案ii
分离的环戊烷可用作发泡剂以及用作溶剂。直链和支化c5产物可用于转化成更高级烯烃和醇类。环状和非环状c5产物，任选在氢化后，可用作辛烷值提高剂和运输燃料共混组分。
实施例
以下实施例说明了本发明。许多改型和变化是可行的，并且能理解的是，在所附权利要求的范围内，本发明可以本文具体描述的方式以外的方式实践。室温为23℃，除非另有说明。
实施例1-zsm-5催化剂组合物合成
由10,000g去离子(di)水，600g50％naoh溶液，25g45％铝酸钠溶液，730g正丙胺100％溶液，80gzsm-5晶种和3,190gultrasilpmtm改性的二氧化硅制备的具有大约20.3％固体的合成混合物在5加仑容器中混合，然后在混合后加入5加仑高压釜。合成混合物具有以下摩尔组成：
将合成混合物混合并在230°f(110℃)在250rpm反应72小时。将所得产物过滤并用去离子水洗涤，然后在烘箱中在约250°f(121℃)干燥过夜。合成后原样的材料的xrd图案(未示出)显示典型的zsm-5拓扑的纯相以及该材料由尺寸约2微米的大晶体的混合物组成。将一部分合成后原样的晶体通过在室温用硝酸铵溶液三次离子交换来转化(用于表征)成氢形式，然后在250°f(121℃)干燥和在1000°f(540℃)煅烧6小时。所得zsm-5晶体的sio2/al2o3摩尔比为约414，总表面积(sa)/(微孔sa+中空sa)为490(440+51)m2/g，己烷吸收值为117mg/g和α值为31。第二部分的该材料以合成后原样用于pt浸渍。
将sio2/al2o3摩尔比为414且钠含量为0.38wt％的zsm-5在氮气中在900°f(482℃)煅烧6小时。冷却后，将样品在氮气中再加热到900°f(482℃)并保持3小时。然后将气氛分四步逐步改变为1.1，2.1，4.2和8.4％氧。每个步骤保持30分钟。将温度提高至1000°f(540℃)，将氧含量提高至16.8％，并将材料保持在1000°f(540℃)6小时。冷却后，经由始润浸渍使用四胺氢氧化铂的水溶液加入0.5wt％pt。将催化剂组合物在空气中在室温干燥2小时，然后在250°f(121℃)干燥4小时，最后在空气中在660°f(349℃)煅烧3小时。将催化剂组合物粉末挤压(15吨)、粉碎和过筛以获得20-40目的颗粒尺寸。
实施例2-催化剂组合物性能评价
将实施例1的催化剂组合物(0.5g)与石英(1.5g，60-80目)物理混合并装入反应器。将催化剂组合物在he(100ml/min，30psig(207kpa)，250℃)下干燥1小时，然后在h2(200ml/min，30psig(207kpa)，500℃)下还原1小时。然后用正戊烷、h2和余量he的进料，典型地在550-600℃，5.0psia(35kpa-a)c5h12，1.0摩尔h2：c5h12，14.7h-1whsv和总计30psig(207kpa)测试催化剂组合物。在550-600℃通过用h2处理(200ml/min，30psig(207kpa)，650℃)5小时的初始测试后，测试催化剂组合物稳定性和再生性能，然后在600℃再测试性能。
环戊二烯和三当量的氢通过正戊烷脱氢和环化产生(等式1)。这通过使正戊烷在升高的温度流过固态含pt催化剂组合物来完成。实施例1的zsm-5(414：1)/0.5％pt的性能基于正戊烷转化率、环状c5生产(cc5)、裂解收率和稳定性来评价。这些结果总结于表2a、表2b、图3a和图3b。
表2a
表2b
表2a和表2b显示了在5.0psia(35kpa-a)c5h12，1：1摩尔h2：c5，14.7whsv，总计45psia(310kpa-a)的条件下0.5gzsm-5(414：1)/0.5wt％pt催化剂组合物的在各种温度下的正戊烷转化率，以及环状c5、cpd、c1和c2-4裂解产物的选择性和收率(在每个温度下的8小时的平均值)。在表2a中，选择性和收率对分别形成的环状c5，cpd，c1和c2-4烃以摩尔百分比表达；即，摩尔选择性为分别形成的环状c5，cpd，c1和c2-4的摩尔数除以转化的戊烷的总摩尔。在表2b中，选择性和收率为分别形成的环状c5，cpd，c1和c2-4烃以碳百分比表达；即，碳选择性在分别形成的环状c5，cpd，c1和c2-4中的碳摩尔数除以在转化的戊烷中的碳的总摩尔数。
如能够看到的，表2a和2b显示在高whsv下大于80％的戊烷转化率，和在595℃的40％对环状c5物质的选择性。虽然不是特定的最终产物，环戊烷和环戊烯能够被循环以生产cpd。在每个温度和在650℃在h2处理5小时后活性保持了8小时。
实施例3-反应器性能建模
以上数据组和类似的实验数据用于引导在invensyssystemsinc.pro/ii9.1.4(用于实施例3a-3h)和invensyssystemsinc.pro/ii9.3.4(用于实施例3i-3n)构建模型来估算在各种商业相关的操作条件和不同的反应器配置的性能。取决于建模的具体情况，会发生结果的变化，但模型仍显示出本发明的相对益处。许多改型和变化是可行的，并且能理解的是，在所附权利要求的范围内，本发明可以本文具体描述的方式以外的方式实践。。
实施例3a-8psia出口，h2共进料，燃烧管道反应器
作为比较例，8psia出口，500℃入口，575℃出口，燃烧管道反应器以进料0.5：1.0摩尔比的氢：正戊烷模拟；为cpd浓度提供足够的停留时间以在反应器出口条件达到其热动态浓度。为了在燃烧管道反应器流出物中产生1lb-摩尔cpd，需要1.609lb-摩尔正戊烷，0.8045lb-摩尔氢和燃烧管反应器热负荷0.1775mmbtu。
实施例3b-8psia出口，燃烧管道反应器
作为比较例，8psia出口，500℃入口，575℃出口，燃烧管道反应器以0.0：1.0摩尔比的氢：正戊烷的进料模拟；为cpd浓度提供足够的停留时间以在反应器出口条件达到其热动态浓度。为了在燃烧管道反应器流出物中产生1lb-摩尔cpd，需要1.5638lb-摩尔正戊烷，0.0lb-摩尔h2和燃烧管反应器热负荷0.1741mmbtu。虽然与实施例相3a比这甚至是更有吸引力的cpd收率并且热负荷减少，用于将正戊烷转化成cpd的催化剂在没有h2共进料的情况下将迅速焦炭。
实施例3c-8psia出口，h2共进料，ch4共进料，燃烧管道反应器
作为比较例，8psia出口，500℃入口，575℃出口，燃烧管道反应器以0.5：1.0：3.8854摩尔比的氢：正戊烷：ch4的进料的模拟；为cpd浓度提供足够的停留时间以在反应器出口条件达到其热动态浓度。为了在燃烧管道反应器流出物中产生1lb-摩尔cpd，需要1.2412lb-摩尔正戊烷，0.6207lb-摩尔氢和燃烧管反应器热负荷0.1647mmbtu。与实施例3a和3b相比这甚至是更有吸引力的cpd收率并且热负荷减少。
实施例3d-8psia出口，h2共进料，ch4共进料，绝热的前置反应器，燃烧管道延迟反应器
作为本发明的展示，500℃入口，72.0psia出口，绝热反应器，然后8psia出口，500℃入口，575℃出口，燃烧管道反应器以0.5：1.0：3.8854摩尔比的h2：正戊烷：ch4的进料模拟；为cpd浓度提供足够的停留时间以在反应器出口条件达到其热动态浓度。为了在燃烧管道反应器流出物中产生1lb-摩尔cpd，需要1.2412lb-摩尔正戊烷，0.6207lb-摩尔h2和燃烧管反应器热负荷0.1542mmbtu。虽然这与实施例3c是与cpd的相同收率，与实施例3a、3b和3c相比热负荷减少；热负荷与3c比较降低了6.4％。
实施例3e-16psia出口，h2共进料，燃烧管道反应器
类似于3a的比较例以超大气压力模拟。16psia出口，500℃入口，575℃出口，燃烧管道反应器以0.5：1.0摩尔比的h2：正戊烷的进料模拟；为cpd浓度提供足够的停留时间以在反应器出口条件达到其热动态浓度。为了在燃烧管道反应器流出物中产生1lb-摩尔cpd，需要2.846lb-摩尔正戊烷，1.423lb-摩尔h2和燃烧管反应器热负荷0.2358mmbtu。这已消除了o2进入的潜在问题，但需要的进料量和热负荷与以上实施例相比提高。
实施例3f-16psia出口，h2共进料，ch4共进料，燃烧管道反应器
为了研究实施例3e的性能，16psia出口，500℃入口，575℃出口，燃烧管道反应器以0.5：1.0：3.8854摩尔比的h2：正戊烷：ch4的进料模拟；为cpd浓度提供足够的停留时间以在反应器出口条件达到其热动态浓度。为了在燃烧管道反应器流出物中产生1lb-摩尔cpd，1.609lb-摩尔正戊烷，需要0.8045lb-摩尔h2和燃烧管反应器热负荷0.1903mmbtu。虽然这比实施例3e是甚至更有吸引力的cpd收率，并且热负荷与实施例3e相比减少，通过应用本发明，仍存在改进的潜力。
实施例3g-8psia出口，h2共进料，ch4共进料，绝热的前置反应器，燃烧管道延迟反应器
作为本发明的展示，500℃入口，72.0psia出口，绝热反应器，然后8psia出口，500℃入口，575℃出口，燃烧管道反应器以0.5：1.0：3.8854摩尔比的h2：正戊烷：ch4的进料模拟；为cpd浓度提供足够的停留时间以在反应器出口条件达到其热动态浓度。为了在燃烧管道反应器流出物中产生1lb-摩尔cpd，需要1.609lb-摩尔正戊烷，0.8045lb-摩尔h2和燃烧管反应器热负荷0.1767mmbtu。虽然这是与实施例3f相同的cpd收率，热负荷与3f相比降低了7.5％。
实施例3h-8psia出口，ch4共进料，绝热的前置反应器，燃烧管道延迟反应器
作为本发明的展示，500℃入口，72.0psia出口，绝热反应器，然后8psia出口，500℃入口，575℃出口，燃烧管道反应器以0.0：1.0：3.8854摩尔比的h2：正戊烷：ch4的进料模拟；为cpd浓度提供足够的停留时间以在反应器出口条件达到其热动态浓度。为了在燃烧管道反应器流出物中产生1lb-摩尔cpd，需要1.517lb-摩尔正戊烷，0.0lb-摩尔h2和燃烧管反应器热负荷0.1652mmbtu。使用本发明允许减少或消除h2共进料，因为绝热反应器将在工艺料流进入传热反应器前产生h2，这更易于结焦。因此与实施例3f相比cpd收率得到改进(即，需要更少的正戊烷来生产相同的量的cpd)并且热负荷与3f相比降低了13.2％。
实施例3i-8psia出口，h2共进料，燃烧管道反应器
作为比较例，8psia出口，500℃入口，575℃出口，燃烧管道反应器以1.0：1.0摩尔比的氢：正戊烷的进料模拟；为cpd浓度提供足够的停留时间以在反应器出口条件达到其热动态浓度。为了在燃烧管道反应器流出物中产生1lb-摩尔cpd，需要1.647lb-摩尔正戊烷，1.647lb-摩尔氢和燃烧管反应器热负荷0.1802mmbtu。
实施例3j-8psia出口，h2共进料，绝热的前置反应器，燃烧管道延迟反应器
作为本发明的展示，500℃入口，13psia出口，绝热反应器，然后8psia出口，500℃入口，575℃出口，燃烧管道反应器以1.0：1.0摩尔比的h2：正戊烷的进料模拟，并且为cpd浓度提供足够的停留时间以在反应器出口条件达到其热动态浓度。为了在燃烧管道反应器流出物中产生1lb-摩尔cpd，需要1.647lb-摩尔正戊烷，1.647lb-摩尔h2和燃烧管反应器热负荷0.1688mmbtu。随着这与实施例3i是相同的cpd收率，但热负荷降低了6.3％。
实施例3k-8psia出口，h2共进料，绝热的前置反应器，燃烧管道延迟反应器
作为对本发明的进一步展示，575℃入口，13psia出口，绝热反应器，然后8psia出口，500℃入口，575℃出口，燃烧管道反应器以1.0：1.0摩尔比的h2：正戊烷的进料模拟，并为cpd浓度提供足够的停留时间以在反应器出口条件达到其热动态浓度。为了在燃烧管道反应器流出物中产生1lb-摩尔cpd，需要1.647lb-摩尔正戊烷，1.647lb-摩尔h2和燃烧管反应器热负荷0.1589mmbtu。虽然这是与实施例3i相同的cpd收率，但热负荷降低了11.8％，并且这样的热负荷的降低高于在实施例3j中实现的，这是由于绝热的前置反应器的较高的入口温度。
实施例3l-16psia出口，h2共进料，ch4共进料，燃烧管道反应器
作为比较例，16psia出口，500℃入口，575℃出口，燃烧管道反应器以1.0：1.0：4.35摩尔比的氢：正戊烷：甲烷的进料模拟；为cpd浓度提供足够的停留时间以在反应器出口条件达到其热动态浓度。为了在燃烧管道反应器流出物中产生1lb-摩尔cpd，需要1.647lb-摩尔正戊烷，1.647lb-摩尔氢和燃烧管反应器热负荷0.1951mmbtu。
实施例3m-16psia出口，h2共进料，ch4共进料，绝热的前置反应器，燃烧管道延迟反应器
作为本发明的展示，500℃入口，21psia出口，绝热反应器，然后16psia出口，500℃入口，575℃出口，燃烧管道反应器以1.0：1.0：4.35摩尔比的h2：正戊烷：甲烷的进料模拟，并且为cpd浓度提供足够的停留时间以在反应器出口条件达到其热动态浓度。为了在燃烧管道反应器流出物中产生1lb-摩尔cpd，需要1.647lb-摩尔正戊烷，1.647lb-摩尔h2和燃烧管反应器热负荷0.1735mmbtu。虽然这是与实施例3l相同的cpd收率，但热负荷降低了11.1％。
实施例3n-16psia出口，h2共进料，ch4共进料，绝热的前置反应器，燃烧管道延迟反应器
作为本发明的展示，575℃入口，21psia出口，绝热反应器然后16psia出口，500℃入口，575℃出口，燃烧管道反应器以1.0：1.0：4.35摩尔比的h2：正戊烷：甲烷的进料模拟，并且为cpd浓度提供足够的停留时间以在反应器出口条件达到其热动态浓度。为了在燃烧管道反应器流出物中产生1lb-摩尔cpd，需要1.647lb-摩尔正戊烷，1.647lb-摩尔h2和燃烧管反应器热负荷0.1735mmbtu。虽然这是与实施例3l相同的cpd收率，但热负荷降低了20.6％，并且这样的热负荷降低高于在实施例3m中实现的，这是由于绝热的前置反应器的较高的入口温度。
这些实施例对给定进料组合物和传热反应器操作条件并应用本发明(即加入传热反应器上游的绝热反应器)进行了展示，cdp的收率得到改进(即需要较少的正戊烷来制备相同的量的cpd)并且热负荷减少。
本文所述的所有文件均被通过引用纳入，包括任何优先权文件和/或测试程序，只要它们不与本文不一致。从前面的一般描述和该具体实施方案中可以明显看出，尽管已经说明和描述了本发明的形式，但是在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以进行各种修改。因此，这并不意味着本发明因此受到限制。类似地，术语“包含”被视为与术语“包括”同义。类似地，每当组合物、要素或一组要素之前加上过渡短语“包含”时，应该理解我们也考虑了相同的组合物或要素组具有过渡短语“实质上由...组成”，“由...组成”，“选自”或“为”在所述组合物、要素或一组要素之前，并且反之亦然。