烷烃的脱氢的制作方法

目前用于使烷烃脱氢的工业过程中的现有技术是通常高于450℃的高温工艺，并且还在所有情况下是低压工艺，这归因于以下事实：脱氢反应AH₂＝A+H₂是吸热的，其需要约125kJ/mole并且涉及形成比反应物更多的产物摩尔数。因此，温度升高和低压二者导致更高的转化率。A是一种不饱和化合物，因此具有高反应性。烷烃的脱氢通常在用氢气、氮气或蒸汽作为稀释剂或不使用稀释剂的条件下进行。

脱氢中的寄生反应之一是碳形成，其导致催化剂的快速失活。因此，在某些应用中可能需要频繁地使催化剂再生。碳形成不仅是催化剂的问题。此外，必须仔细选择用于脱氢反应器和管道的材料，通常通过使用非常昂贵的合金，以避免导致被称为金属粉化的灾难性形式的腐蚀的碳侵蚀(carbon attack)。

因此，本发明的一个目的是提供一种用于将烷烃脱氢成相应的不饱和化学产物的方法、反应器系统和催化混合物，其能够保持催化剂的高稳定性。

本发明的另一个目的是提供一种用于将烷烃脱氢成相应的不饱和化学产物的方法、反应器系统和催化混合物，其简单且节能并且同时能够保持催化剂的高稳定性。

本发明的另一个目的是提供一种方法、反应器系统和催化混合物，其中反应温度被精确控制。优选地，与迄今已知的反应相比，降低了该方法的温度；由此，增加了脱氢的热力学势能，并且降低了寄生反应，例如催化混合物的焦化和/或反应物料流的裂解。

本发明解决了上述问题中的一个或多个。

本发明的一个方面涉及一种用于在使包含烷烃的反应物料流与催化混合物接触时使烷烃在给定温度范围T内脱氢的反应器系统。该反应器系统包括反应器单元，其被布置成容纳催化混合物，其中催化混合物包含与铁磁性材料紧密接触的催化剂颗粒，其中催化剂颗粒被布置成催化烷烃的脱氢。反应器系统还包括感应线圈，其被布置成由供应交流电的电源供电并且被定位，使得在由电源供电时在反应器单元内产生交变磁场，由此通过交变磁场将催化混合物加热到所述温度范围T内的温度。

在催化混合物中，催化剂颗粒和铁磁性材料紧密接触。系统的催化剂颗粒与铁磁性材料紧密接触的作用是，在铁磁性材料中产生的热在操作期间直接或间接地经由反应物料流在短距离内传导至催化剂颗粒。因此，反应器系统内的加热发生在催化剂颗粒处或非常接近催化剂颗粒。因此，在反应器系统内，当反应物料流到达催化混合物时，反应物料流的温度可能低于其离开催化混合物时的温度。这可以减少反应器系统内裂解和焦化方面的问题。术语“与铁磁性材料紧密接触的催化剂颗粒”意在表示催化剂颗粒与铁磁性材料非常接近，例如与铁磁性材料一起形成物理混合物，与铁磁性材料物理接触，或负载在铁磁性材料上(可能通过氧化物)。

本发明针对的关键要素是提供进行脱氢反应所需的热的问题。反应传统上是在多于一个绝热催化床中进行的，其中在反应器之间或在反应器内用炉例如电炉进行再加热。通过本发明的反应器系统，通过感应加热提供用于吸热脱氢反应的热。这提供了反应器内催化剂的快速加热。此外，获得了对于反应器系统内温度的良好控制，这又有助于减少催化剂上的碳形成并使烷烃向烯烃和/或二烯烃的转化最大化。

通常，可以使反应器单元内的温度保持低于具有外部加热的反应器的温度。这提供了改进的总产率、更好的选择性以及更快的工艺启动。此外，将发生更少的焦化和裂解形式的催化剂变性，从而降低使催化剂再生的频率。

铁磁性材料的居里温度可能接近、高于或远高于给定温度范围T的上限。然而，居里温度可以略低于给定温度范围T的上限，因为进入反应器系统的反应物气体流可以在进入反应器系统之前被加热到高于居里温度的温度，由此在反应器单元的上游部分提供温度范围T的上限，其高于可通过感应加热获得的温度。如本文所用，术语“温度范围T”意在表示在操作期间在反应器系统内发生脱氢反应时期望的温度范围，通常高至其上限。

优选地，铁磁性材料的矫顽力高，使得在每个磁化周期中在铁磁性材料内所产生且在反转磁化中通过外部场所消散的热量是高的。

如本文所用，“高磁矫顽力”_BH_C的材料被视为具有等于或高于约20kA/m的矫顽力_BH_C的“硬磁材料”，而“低磁矫顽力”的材料被视为具有等于或低于约5kA/m的矫顽力_BH_C的“软磁材料”。应该理解，术语“硬”和“软”磁材料是指材料的磁性而不是其机械性质。

铁磁性材料提供了更多的优点，例如：

-铁磁性材料吸收高比例的磁场，从而使得需要更少的屏蔽或屏蔽甚至是多余的。

-铁磁性材料的加热比非铁磁性材料的加热相对更快并且更便宜。铁磁性材料具有固有或本质最大加热温度，即居里温度。

因此，铁磁性的催化混合物的使用确保了吸热化学反应不被加热到高于特定温度，即居里温度。因此，确保了化学反应不会失控。

本发明的另一个优点是能够将反应器单元的温度保持低于常规使用的绝热反应器的温度。较低的温度有利于工艺的总产率，并且由于减少了诸如焦化和裂解的寄生反应，所以所需的用于碳去除的再生将较不频繁。其他优点包括可调节出口温度，这增加了脱氢的热力学势能。

总之，本发明提供了一种反应器系统，其被布置成使烷烃脱氢为烯烃和/或二烯烃，且其比现有的反应器系统更便宜且选择性更好。而且，由于反应器系统内的平均操作温度较低，催化剂的寿命将会提高。

感应线圈可以例如被放置在反应器单元内或反应器单元周围。如果感应线圈被放置在反应器单元内，则优选将其定位成至少基本上邻近反应器单元的内壁，以便尽可能多地包围催化混合物。在感应线圈被放置在反应器单元内的情况下，反应器单元的绕组可以与催化混合物为物理接触。在这种情况下，除了感应加热之外，由于电流通过感应线圈的绕组，所以可以通过欧姆/电阻加热来直接加热催化混合物。反应器单元通常由非铁磁性材料制成。

在一个实施方式中，给定温度范围T是在约350℃至约700℃之间的范围或其子范围。在一个实施方式中，铁磁性材料的居里温度为约600℃至约700℃的范围。

在一个实施方式中，铁磁性材料的居里温度等于基本上在脱氢反应的给定温度范围T的上限处的操作温度。由此确保脱氢反应不被加热到高于特定温度，即居里温度。因此，确保温度变得太高；众所周知，过高的温度会由于热裂解而引起显著的焦炭形成。因此，设计催化剂的组成以设计居里温度，使得有可能提供不易发生碳形成的催化剂。

在一个实施方式中，感应线圈被放置在反应器单元内或围绕反应器单元。线圈可以由例如铁-铬-铝(FeCrAl)合金如Kanthal(康泰尔)制成。

在一个实施方式中，催化剂颗粒负载在铁磁性材料上。铁磁性材料可以例如包括易于感应加热的一种或多种铁磁性宏观载体，其中一种或多种铁磁性宏观载体在高达给定温度范围T的上限的温度下是铁磁性的，其中一种或多种铁磁性宏观载体涂覆有氧化物，并且其中用催化剂颗粒浸渍该氧化物。

也可以用铁磁性颗粒浸渍氧化物。因此，当催化剂颗粒经受变化的磁场时，铁磁性宏观载体和浸渍至铁磁性宏观载体的氧化物中的铁磁性颗粒二者均被加热。当铁磁性宏观载体从内部加热催化剂颗粒时，铁磁性颗粒从氧化物的外部进行加热。由此可以实现更高的温度和/或更高的加热速率。

如本文所用，术语“宏观载体”意在表示以任何适当形式提供高表面积的宏观载体材料。非限制性实例是金属元素、整料或微型块。宏观载体可以有多个通道；在这种情况下，它可以是直通道或交叉波纹元件。宏观载体的材料可以是多孔的，或者宏观载体可以是固体。“宏观载体”中的“宏观”一词是为了说明载体大到足以用肉眼可见，而不需要放大设备。

在一个实施方式中，将催化剂颗粒和铁磁性颗粒混合并处理，以提供催化混合物的主体。催化剂和铁磁性颗粒的尺寸大小是微米级的，使得颗粒的特征尺寸为大于0.1μm。铁磁性材料颗粒的尺寸需要足以使铁磁性加热发生。这描述在例如以下文献中：Ji Sung Lee et al,“Magnetic multi-granule nanoclusters:A model system that exhibits universal size effect of magnetic coercivity”,Scientific Report,2015年7月17日出版(参见例如附图1)。优选地，主体的最小外部尺寸为约2-3mm至约8mm。催化剂颗粒与铁磁性颗粒之间的比率可以为例如1:1。或者，取决于主体，粉末混合物可以包含比催化剂颗粒更多的铁磁性颗粒。

在一个实施方式中，催化混合物包含与铁磁性材料的主体混合的催化剂颗粒的主体，其中主体的最小外部尺寸为约1-2mm或更大。优选地，主体的最小外部尺寸为约2-3mm至约8mm。催化剂颗粒的主体是例如挤出物或微型块。铁磁性材料的主体可以是例如铁球。术语“微型块”意在表示小的整料；反应器通常可以容纳大量的微型块。

催化混合物优选具有催化剂颗粒和铁磁性材料之间的预定比率。在一个实施方式中，预定比率是沿着反应器的流动方向变化的预定分级比率。据此，可以控制反应器的不同区域的温度。可以使用径流式反应器；在这种情况下，预定比率沿着反应器的径向方向变化。或者，可以使用轴流式反应器。

本发明的另一方面涉及一种催化混合物，其被布置成在使包含烷烃的反应物料流与催化混合物接触时在给定温度范围T内催化烷烃在反应器中的脱氢。催化混合物包含与铁磁性材料紧密接触的催化剂颗粒，其中催化剂颗粒被布置成催化烷烃的脱氢。催化混合物可以具有在催化剂和铁磁性材料之间的预定比率。

在一个实施方式中，铁磁性材料的居里温度基本上等于脱氢反应的给定温度范围T的基本上上限处的操作温度。或者，居里温度可以略低于给定温度范围T的上限，因为进入反应器系统的反应物气体流可以在进入反应器系统之前被加热到高于居里温度的温度，由此在反应器单元的上游部分提供温度范围T的上限，其高于可通过感应加热而获得的温度。

在一个实施方式中，铁磁性材料是包含以下物质的材料：铁；包含铁和铬的合金；包含铁、铬和铝的合金；包含铁和钴的合金；或者包含铁、铝、镍和钴的合金。在一个实施方式中，催化剂颗粒包含镓、贵金属催化剂、金属硫化物或Cr₂O₃。催化剂颗粒可以用合适的促进剂来促进，例如镓可以用铂促进。催化剂颗粒可以被浸渍到载体上。金属硫化物的金属可以是例如Fe、Co、Ni、Mn、Cu、Mo、W及其组合。

在一个实施方式中，催化剂颗粒被负载在铁磁性材料上。例如，铁磁性材料包含易于感应加热的一种或多种铁磁性宏观载体，其中所述一种或多种铁磁性宏观载体涂覆有氧化物并且其中所述氧化物用催化剂颗粒浸渍。涂覆有氧化物且氧化物又用催化剂颗粒浸渍的铁磁性宏观载体的非限制性实例是金属元素、整料或微型块。

铁磁性材料的居里温度可以基本上等于或高于脱氢反应的给定温度范围T的上限处的操作温度。或者，居里温度可以略低于给定温度范围T的上限，因为进入反应器系统的反应物气体流可以在进入反应器系统之前被加热到高于居里温度的温度，由此在反应器单元的上游部分提供温度范围T的上限，其高于可通过感应加热而获得的温度。

在一个实施方式中，催化混合物具有催化剂和铁磁性材料之间的预定比率。催化剂和铁磁性材料之间的预定比率可以是沿着反应器的流动方向变化的预定分级比率。因此，当在反应器中使用催化混合物时，可以控制反应器的不同区域中的温度。可以使用径流式反应器；在这种情况下，预定比率沿着反应器的径向方向变化。

在一个实施方式中，将催化剂颗粒和铁磁性颗粒混合并处理，以提供催化混合物的主体，所述主体具有催化剂和铁磁性颗粒之间的预定比率。在一个实施方式中，催化混合物包含与铁磁性颗粒的主体混合的催化剂颗粒的主体。这种主体可以是例如小球、挤出物或微型块。

本发明的另一方面涉及一种使烷烃在反应器系统中在给定温度范围T内脱氢的方法。该反应器系统包括反应器单元，该反应器单元被布置成容纳催化混合物。催化混合物包含与铁磁性材料紧密接触的催化剂颗粒，其中催化剂颗粒被布置成催化烷烃的脱氢。催化混合物具有催化剂和铁磁性材料之间的预定比率。感应线圈被布置成由供应交流电的电源供电并且被定位，使得在由电源供电时在反应器单元内产生交变磁场，由此通过交变磁场将催化混合物加热到温度范围T内的温度。该方法包括以下步骤：

(i)当由供应交流电的电源供电时，在反应器单元内产生交变磁场，所述交变磁场通过反应器单元，从而通过在材料中引起磁通量来加热催化混合物；

(ii)使包含烷烃的反应物料流与催化剂颗粒接触；

(iii)通过所产生的交变磁场来加热在反应器内的反应物料流；和

(iv)使反应物料流反应，以提供待离开反应器的产物流。

步骤(i)至(iv)的顺序不意味着限制。步骤(ii)和(iii)可以同时发生，或者步骤(iii)可在步骤(ii)之前引发和/或与步骤(iv)同时发生。所解释的与反应器系统和催化混合物相关的优点也适用于使烷烃脱氢的方法。催化混合物可以具有催化剂颗粒和铁磁性材料之间的预定比率。

铁磁性材料的居里温度可以等于或高于脱氢反应的给定温度范围T的上限。或者，居里温度可以略低于给定温度范围T的上限，因为进入反应器系统的反应物气体流可以在进入反应器系统之前被加热到高于居里温度的温度，由此在反应器单元的上游部分提供温度范围T的上限，其高于可以通过感应加热获得的温度。

附图简要说明

图1分别示出了通过对流/传导和/或辐射加热；以及感应加热进行加热的反应器单元的温度曲线；

图2示出了沿着根据本发明的感应加热的轴向反应器单元的长度的温度曲线；和

图3a和3b示出了反应器系统的两个实施方式的示意图。

附图详细描述

图1是示出在反应器单元10内的吸热反应期间分别通过对流/传导和/或辐射加热以及感应加热进行加热的反应器单元10的温度曲线的图。图1中的温度曲线连同穿过反应器单元10的示意性横截面一起示出，该反应器单元具有容纳催化剂床14的壁12，该催化剂床14具有用于吸热反应的催化混合物。在感应加热的情况下，催化剂床14中的催化混合物易受感应加热。没有示出用于加热反应器单元10和/或催化剂床14的装置。在对流、传导和/或辐射加热的情况下，用于加热的装置可以是例如燃烧炉；用于感应加热的装置通常是电磁铁，例如感应线圈。温度标尺示出在图1的右侧。反应器单元10是轴流式反应器单元，并且图1中所示的温度曲线表示反应器单元内催化剂床的中心处的温度。水平虚线表示在对流、传导和辐射加热(曲线16)以及感应加热(曲线17)二者情况下，催化剂床的中心的温度都为550℃。虚曲线16表示当通过对流/传导和/或辐射加热进行加热时，反应器单元外部、反应器单元壁处以及催化剂床14内的温度，而实曲线17表示当分别通过对流/传导和/或辐射加热以及感应加热进行加热时，反应器单元外部、反应器单元壁处以及催化剂床14内的温度。从图1可以清楚地看出，在对流/传导和/或辐射加热的情况下，壁12外部的温度高于壁12内的温度，并且催化剂床14内的温度低于壁12的温度。在催化剂床的中心处，温度处于最低点。这是因为热源处的温度必须高于反应区，并且由于通过壁的温度损失和由于反应器单元10内的反应的吸热性质。与之相比，如曲线17所示的温度曲线示出，对于感应加热，壁12处的温度高于反应器单元外部，而催化剂床内部的温度从壁12到催化剂床14的中心增加。

一般来说，吸热反应的进行受到热能够传递到催化剂床14的反应区的有效性的限制。通过对流/传导/辐射进行的传统传热可能很慢，并且在许多配置中通常会遇到大的阻力。而且，反应器壁内的热损失起了一定的作用。与之相比，当通过感应的概念将热沉积在催化剂床14内时，与常规加热相反，催化剂床会是反应器10的最热部分，在常规加热中，外部热源必须明显比内部部分热得多，以具有用于传热的驱动机制。

为了使催化剂床易于感应，可以应用不同的方法。一种方法是通过使催化剂的催化活性颗粒在反应温度下成为铁磁性的以通过感应来加热催化剂。

除了可以直接向催化混合物递送热之外，感应加热提供了快速加热机制，这可能相对快速地使脱氢反应器启动。

图2示出了沿着根据本发明的感应加热的轴向反应器单元的长度的温度曲线。图2示出了沿着反应器单元的轴向的两个不同的温度曲线：等温曲线I和升温曲线II。反应物料流在反应器长度L＝0处到达催化混合物并且在反应器长度L＝1处离开催化混合物。在等温曲线I中，在整个反应器长度上使温度保持恒定。这可以通过相应地设计感应线圈和/或催化混合物来实现。在温度曲线II中，温度沿着反应物料流通过反应器单元的路径而升高。这是有利的，因为相对较低的入口温度(在L＝0处)降低了反应物料流裂解的风险，并且朝向反应器单元末端(L＝1)的高温提供了用于脱氢反应的改善的热力学平衡。在温度曲线II中，注意到最大反应物料流温度是出口温度。尽管图2示出了轴流式反应器单元，但类似的曲线图也适用于沿着反应物料流通过催化混合物的路径的径向流动式反应器单元。

图3a和3b示出了反应器系统的五个实施方式100a和100b的示意图。在图3a和3b中，用相似的附图标记表示相似的特征。

图3a示出了在使包含烷烃的反应物料流与催化混合物120接触时使烷烃进行脱氢的反应器系统100a的一个实施方式。反应器系统100a包括反应器单元110，该反应器单元110被布置成容纳催化混合物120，该催化混合物120包含催化剂颗粒和铁磁性材料，其中催化剂颗粒被布置成催化烷烃至烯烃和/或二烯烃的脱氢，并且铁磁性材料在至少高达约500℃或700℃的温度下是铁磁性的。

将反应物经由入口111引入到反应器单元110中，并且将形成在催化混合物120的表面上的反应产物经由出口112排出。

反应器系统100a还包括感应线圈150a，感应线圈150a被布置成由供应交流电的电源140供电。感应线圈150a通过导体152连接到电源140。感应线圈150a被定位以便在由电源140供电时在反应器单元110内产生交变磁场。由此通过交变磁场将催化混合物120加热至与烷烃脱氢相关的给定温度范围T(例如350℃至约500℃或700℃之间)内的温度。

图3a的感应线圈150a被放置为与反应器单元110的内表面基本上相邻并且与催化混合物120物理地接触。在这种情况下，除了由磁场提供的感应加热之外，由于电流通过感应线圈150a的绕组，所以邻近感应线圈150a的催化剂颗粒120直接通过欧姆/电阻加热进行额外的加热。感应线圈150a可以放置在反应器单元110内负载催化混合物120的催化剂篮(未示出)的内部或外部。感应线圈优选由kanthal制成。

催化混合物120可以被分成多个部分(图中未示出)，其中一个部分与另一个部分的催化材料和铁磁性材料之间的比率不同。在反应器单元110的入口处，反应速率高且热需求大；这可以通过具有与催化材料相比相对较大比例的铁磁性材料来补偿。也可以通过选择具有接近所期望的反应温度的居里温度的铁磁性材料来设计铁磁性材料，以限制温度。

将感应线圈150a放置在反应器单元110内确保了由于感应线圈150a的欧姆电阻加热而产生的热保持用于脱氢反应。然而，如果反应器单元110的材料是磁性的且具有高矫顽力，那么在反应器内具有振荡磁场会引起问题，因为可能导致不期望的高温。这个问题可以通过用能够反射振荡磁场的材料包覆反应器单元110的内部来解决。这种材料可以是例如好的电导体，如铜。或者，可以将反应器单元110的材料选择为具有非常低的矫顽力的材料。或者，可以将感应线圈150缠绕为环。

为了使催化剂床易于感应，可以应用不同的方法。一种方法是将催化剂颗粒负载在铁磁性材料上。例如，铁磁性材料包括一种或多种易于感应加热的铁磁性宏观载体，并且所述一种或多种铁磁性宏观载体在高达给定温度范围T的上限的温度下是铁磁性的。该一种或多种铁磁性宏观载体涂覆有氧化物并且用催化剂颗粒浸渍氧化物。另一种方法是混合催化剂颗粒和铁磁性颗粒，并处理混合物以提供催化混合物的主体。另外或可备选地，催化混合物包含与铁磁性材料的主体混合的催化剂颗粒的主体，其中主体的最小外部尺寸为约1-2mm的量级或更大。

催化剂颗粒可以包含镓、贵金属催化剂、金属硫化物或Cr₂O₃。催化剂颗粒可以浸渍到载体上。催化剂颗粒可以用合适的促进剂来促进，例如镓可以用铂来促进。金属硫化物的金属可以是例如Fe、Co、Ni、Mn、Cu、Mo、W及其组合。催化剂颗粒可以与具有高矫顽力和高居里温度的铁磁性材料(例如AlNiCo或Permendur)混合。

催化混合物优选地具有催化剂颗粒和铁磁性材料之间的预定比率。该预定比率可以是沿着反应器的流动方向变化的分级比率。

在另一种方法中，铁磁性宏观载体涂覆有用催化活性材料浸渍的氧化物。与催化剂中的铁磁性纳米颗粒相比，该方法提供了很多的多功能性，因为催化活性相的选择不需要是铁磁性的。

图3b示出用于在使包含烷烃的反应物料流与催化混合物120接触时使烷烃脱氢的反应器系统的另一个实施方式100b。反应器单元110及其入口111和出口112、催化混合物120、电源140及其连接导体152与图3a中所示的实施方式的那些类似。

在图3b的实施方式中，感应线圈150b缠绕或定位在反应器单元110的外部周围。

在图3a-3b所示的两个实施方式中，催化混合物可以是根据本发明的任何催化混合物。因此，催化混合物可以是负载在铁磁性材料上的催化剂颗粒的形式，例如，其中氧化物涂覆的铁磁性宏观载体的形式，其中用由催化剂颗粒粉末和铁磁性材料粉末的混合物制成的催化剂颗粒、微型块、整料或主体来浸渍氧化物。因此，催化混合物不限于具有与图中所示的反应器系统相比的相对尺寸的催化混合物。而且，当催化混合物包含多个宏观载体时，通常将催化混合物填充以便在宏观载体之间留出比图3a和3b中所示更少的空间。此外，在图3a和3b所示的两个实施方式中，反应器单元110由非铁磁性材料制成。在图3a和3b所示的两个实施方式中，电源140是电子振荡器，其被布置成使高频交流电(AC)通过围绕反应器系统内至少一部分催化剂颗粒的线圈。

实施例：

通过用镓(通常约1wt％的镓)浸渍氧化铝载体来制备用于丙烷脱氢反应的催化剂主体。氧化铝载体可以成形为具有约3mm的等效直径的圆柱体或挤出物。将催化剂主体与具有高矫顽力和高于约600℃的居里温度的铁磁性材料物理混合。铁磁性材料可以是例如在高于700℃的温度下通过蒸汽和氢气的氧化来预处理的铸铁或铝镍钴合金(Alnico)。优选地，铁磁性材料可以是小的经电镀的铁球形式的铁磁性主体，使用锡或锌作为电镀剂。氧化铁可以是例如磁铁矿，并且应具有合适的矫顽力，例如相对较高的磁矫顽力_BH_C，例如，_BH_C>20kA/m。

催化剂主体和铁磁性材料例如经电镀的铁球物理地混合。混合可以分级，使得混合物中的铁磁性材料的浓度在贯穿反应器单元的反应物料流的整个路径上不同，即在轴流式反应器单元的情况下沿着反应器单元的长度上不同。例如，在反应器单元的入口区域中(其中由于进入气体流的加热以及进入气体流的转化，热消耗最高)，与反应器单元的更下游部分相比，催化混合物可以被布置成具有相对较高量的发热材料，即铁磁性材料。或者，在反应器单元的入口区域中，催化混合物中的铁磁性材料的浓度可以低于反应器单元的下游部分，因为在反应器单元内具有温度梯度(其中温度沿着反应物料流通过反应器单元的路径而升高)可能是有利的。这是由于以下事实：反应器单元入口区域的低温降低了反应物料流裂解的风险。而且，朝向反应器单元的出口区域的更高温度提供了更好的热力学平衡。因此，可以使用催化混合物内铁磁性材料的分级来优化出口温度，获得用于转化的高的热力学势能。理想情况下，可以选择具有高矫顽力的材料来调节出口温度，因为在高于居里温度时不会产生热。这会进一步消除催化剂主体过热的风险，同时降低了寄生反应，如焦化和裂解。

对于丙烷脱氢，通过感应加热将反应器内的催化剂主体预热至580℃并保持在该温度。通过进料流出物热交换器将用于脱氢的丙烷气体(其可以用载气(通常为氮气、氢气或蒸汽)稀释)预热至约500℃。通过在出口物流上泵送，使压力保持在1巴左右。随着脱氢的发生，反应混合物被进一步加热。如果在550℃平衡，则纯的C₃H₈气体会以36％的转化率转化为丙烯和氢气。通过热交换将离开反应器单元的所得的反应产物冷却。

尽管已经结合烷烃的脱氢，主要是烷烃脱氢为烯烃和/或二烯烃对本发明进行了描述，但是应该指出，本发明也适用于其他碳氢化合物的脱氢。

虽然已经结合具体实施方式描述了本发明，但不应将其解释为以任何方式将本发明限定为所给出的实施例。本发明的范围由所附权利要求书来设定。在权利要求书的上下文中，术语“包括(comprising)”或“包含(comprises)”不排除其他可能的元件或步骤。此外，所提及的诸如“一(a)”或“一个(an)”等的指代不应被解释为排除多个的情况。此外，不同权利要求中提到的各个特征可能有利地进行组合，并且在不同权利要求中提及这些特征并不排除这些特征的可能和有利的组合。