用於固定床脫氫反應器的工程化惰性介質的製作方法

2023-04-29 06:02:56

背景技術：

近年來，對於輕烯烴石化產品、特別是丙烯和異丁烯的需求增加導致了單步烷烴脫氫過程如catofintm、oleflextm、fbd-3(用於丙烯)和fbd-4(用於異丁烯)過程的發展。這種脫氫過程在負載催化劑(supportedcatalyst)如氧化鉻-氧化鋁催化劑(過程)或鉑催化劑(過程)或能夠使烷烴脫氫的任何其他催化劑上將異丁烷轉化為異丁烯或將丙烷轉化為丙烯。

簡要地，這些過程採用經歷受控順序的反應和再加熱/再生的一系列固定床反應器。在反應(例如脫氫)步驟開始時，進料流股蒸發，升高至反應溫度，並與固定床中的催化劑接觸。因為反應是吸熱的，所以反應器溫度在反應步驟期間下降。反應步驟之後是再加熱/再生步驟來製備用於下一反應階段(reactionphase)的催化劑床。一般地，在再加熱步驟期間，沉積在催化劑上的任何碳(例如焦炭)也燃燒掉。常規地，以與過程氣體(processgas)相同的方向進料再生(即加熱)氣體。

將這些反應器的催化劑床(其在多孔非均勻的惰性支撐顆粒(supportparticle)上包含催化劑)設計成提供進料與催化劑表面的合適接觸並在吸熱的脫氫反應期間聚集和傳遞熱。

在這種反應中可能出現的問題包括催化劑床內不利的溫度分布和不良的流動分布和/或橫跨反應器的增加的壓力下降。具體地，在反應循環期間可以觀察到催化劑床的底部溫度顯著低於頂部溫度，差值有時達到100℃或更高。這種不利的溫度曲線(temperatureprofile)不僅可以導致令人不滿意的催化劑利用率和裂解而且可以導致不希望的副反應。

壓力下降增加可以由進料汙染物或腐蝕產物沉積在催化劑顆粒上或內部和/或由催化劑顆粒的破損引起，導致結硬皮(crusting)或結塊(agglomeration)。這可以引起試劑氣體在床內的通道化(channeling)，導致不均勻的反應速率，並降低熱傳遞的均勻性和效率，因此導致不均勻的溫度分布。

其他複雜情況包括由於磨耗的催化劑損失，磨耗由催化劑顆粒之間的物理接觸加重，和燒結，即由於載體材料或活性催化劑相中任一種的晶體成長導致的催化劑表面活性損失。活性催化劑的損失可以導致不想要的副反應增加。另外，與使用不均勻的惰性顆粒相關的許多缺點之一是這種惰性顆粒的磨耗隨空速而增加。由於磨耗和/或惰性顆粒和催化劑顆粒之間的其他物理相互相用，該磨耗導致細小顆粒(「細顆粒(fines)」)的產生增多。細顆粒的產生增加橫跨催化劑床的壓力下降，這不利地影響催化劑床的反應器床散熱分布以及流動分布兩者。當這些影響發生在脫氫反應器中時，烯烴的產率降低。

已經示出使用分級床改善(降低)壓力下降，其中在反應器的頂部用具有較高孔隙含量的惰性稀釋劑顆粒稀釋催化劑顆粒。圖1中示出了分級床的一個實例，其中熱氣(例如蒸汽或燃燒氣體)10在t0移動通過三個床以及溫暖的氣體12在t3離開床。分級床的總長度l是400毫米(mm)，其中具有3.2mm長度的圓柱體催化劑2和球形惰性填料4、6、8的多種混合物存在於床14、16、18中。球形惰性填料4具有6.4mm的長度。球形惰性填料6具有9.5mm的長度。球形惰性填料8具有12.7mm的長度。然而，期望固定催化劑床的設計中的進一步的改善來實現最佳散熱作用和壓力下降、最小的磨耗、改善的流動分布和從烷烴至烯烴的最大產率。

技術實現要素：

多個實施方式中公開了工程化惰性顆粒，製造工程化惰性顆粒的方法和利用工程化惰性顆粒的固定床反應器中的催化劑床。

一種用作固定床反應器中的催化劑床中的稀釋劑的工程化惰性顆粒，包含：工程化惰性顆粒，其包括具有通過兩個相對的凹邊緣連接並與兩個相對的凹邊緣相交的兩個相對的凸邊緣的截面形狀和穿透所述顆粒在所述邊緣之間的多個孔。

一種用於低級烷烴的脫氫的固定床反應器中的催化劑床，包含：(i)支撐有效促進所述脫氫的催化劑的催化劑顆粒；和(ii)工程化惰性稀釋劑顆粒，其包括具有通過兩個相對的凹邊緣連接並與兩個相對的凹邊緣相交的兩個相對的凸邊緣的截面形狀和穿透所述顆粒在所述邊緣之間的多個孔。

一種在包括催化劑床的固定床反應器中進行低級烷烴的脫氫的方法，所述催化劑床包含(i)支撐有效促進所述脫氫的催化劑的催化劑顆粒和(ii)工程化惰性稀釋劑顆粒，所述方法包括：使氣體形式的低級烷烴通過催化劑床，其中，工程化惰性稀釋劑顆粒具有截面形狀和穿透顆粒在所述邊緣之間的多個孔，該截面形狀具有通過兩個相對的凹邊緣連接並與兩個相對的凹邊緣相交的兩個相對的凸邊緣。

以下將更具體地描述這些和其他特徵和特性。

附圖說明

以下是附圖的簡要說明，其中相同的要素標號相同，並且為了舉例說明在本文中公開的示例性實施方式的目的而不是為了限制其的目的將其提供。

圖1示出了分級催化劑床的一個實例，其中在反應器的頂部用具有較高孔隙含量的球形惰性稀釋劑顆粒稀釋催化劑顆粒。

圖2是在固定床中混合有工程化惰性顆粒的催化劑顆粒的二維表示，其中箭頭表示通過床的氣流。

圖3是在固定床中在沒有限定形狀的情況下混合有惰性稀釋劑顆粒的催化劑顆粒的二維表示，其中箭頭表示通過床的氣流，以及用圓圈畫出了「通道化(channeling)」的區域。

圖4是用於確定不同的參數來確定用於催化劑床的工程化介質相對於非工程化介質的益處的實驗裝置的示意圖。

圖5是說明了在固定床反應器中(i)用本文公開的惰性稀釋劑顆粒替換現有技術的惰性稀釋劑顆粒和(ii)改變稀釋劑顆粒與催化劑顆粒的重量比對壓力下降的影響的圖。

圖6是說明了在固定床反應器中(i)用本文公開的惰性稀釋劑顆粒替換現有技術的惰性稀釋劑顆粒和(ii)改變稀釋劑顆粒與催化劑顆粒的重量比對溫度梯度的影響的圖。

具體實施方式

本文公開了用於催化反應器的工程化惰性介質，其非限制性的實例包括用於脫氫烷烴的固定床反應器。本文還公開了在催化反應中使用這種工程化惰性介質的方法。

如本文中公開的，可以將工程化惰性顆粒，在本文中也稱為工程化惰性填料顆粒和工程化惰性稀釋劑顆粒，用作催化劑床中的稀釋劑。可以將工程化惰性顆粒用於任何反應器，例如，可以將工程化惰性顆粒用於固定床反應器如例如固定床脫氫反應器，其中工程化惰性顆粒可以增強催化劑床散熱能力，降低催化劑床溫度梯度，減少壓力下降，增加流動分布並降低磨耗，從而改善催化劑的利用率和性能。可選地，可以將工程化惰性填料顆粒與現有的脫氫過程一起使用，脫氫過程的非限制性實例包括catofintm、oleflextm、fbd-3(snamprogetti/yarsintez過程，用於丙烯)和fbd-4(用於異丁烯)過程，但是也可以將它們用於其他烷烴脫氫過程以及利用固定床多相催化的其他過程。該過程可以包括吸熱反應，烷烴脫氫是其中一個實例。可以將本文所描述的工程化惰性顆粒用作特定催化劑床中的唯一的惰性稀釋劑或與其他惰性稀釋劑結合。通過本文公開的工程化惰性顆粒和過程，還設想可以在相同催化劑床中使用不同工程化和非工程化惰性顆粒的組合。

工程化惰性稀釋劑顆粒的形狀決定顆粒的外表面與體積的比率且在混合催化劑/稀釋劑床的熱和質量傳遞中可以起到重要作用。本文公開的惰性稀釋劑因此可以改善催化劑床內的壓力下降性能、流動分布、散熱能力和溫度分布。

一般而言，工程化惰性顆粒可以具有截面形狀和穿透顆粒在邊緣之間的多個孔，截面形狀具有通過兩個相對的凹邊緣連接並與兩個相對的凹邊緣相交的兩個相對的凸邊緣。可選地，兩個相對的凸邊緣可以具有基本上相同的曲率半徑。同樣，可選地，兩個相對的凹邊緣可以具有基本上相同的曲率半徑。另外，截面形狀的每個邊緣可以可選地具有基本上相同的曲率半徑。如本文中涉及的，「基本上相同的曲率半徑」通常是指比較的曲率半徑近似相等。例如，一個曲率半徑可以具有大於或等於另一個曲率半徑的值的值，例如大於或等於50％。例如，一個曲率半徑可以具有另一個曲率半徑的值的大於或等於75％、例如大於或等於85％、例如大於或等於90％、例如大於或等於95％、例如大於或等於99％、例如大於或等於99.5％的值。圖2中舉例說明了示例性的截面形狀。凸邊緣和凹邊緣「相交(intersect)」的角可以是點、圓形或微小的圓形並且在大多數情況下不形成突起(protrusion)或凸起部(lobe)。如圖2所示，凸邊緣和凹邊緣「相交」的角可以是微圓的。可選地，顆粒截面的凸邊緣的曲率半徑等於具有等於顆粒長度的直徑的圓的曲率半徑。例如如圖2所示，凹邊緣也可以具有這種曲率半徑。

惰性顆粒的尺寸可以改變，但是通常顆粒可以具有大於或等於5毫米(mm)、例如大於或等於6mm、例如大於或等於7mm、例如大於或等於8mm、例如大於或等於9mm、例如大於或等於10mm、例如大於或等於15mm的長度(即從一個邊緣的中點至相同表面上相對邊緣的中點的最長尺寸(dimension))。例如，長度可以大於或等於6.4mm。長度可以小於或等於40mm、例如小於或等於38mm、例如小於或等於35mm、例如小於或等於30mm、例如小於或等於25mm、例如小於或等於20mm、例如小於或等於15mm、例如小於或等於10mm。惰性顆粒的長度可以是5mm至40mm、10mm至30mm或15mm至25mm。顆粒可以具有通常在顆粒長度的25％至100％之間；例如顆粒長度的25％、30％、40％、50％、75％或100％的厚度(垂直於以上限定的截面的平面)。

穿透惰性顆粒的孔可以可選地是圓柱體的或基本上圓柱體的(例如具有不是圓形的截面)並可以連接顆粒的相對面。在這方面，應注意單詞「孔」是指顆粒形狀的宏觀特徵而不是製造顆粒的材料的孔隙率。當孔是圓柱體的或基本上圓柱體的時，可選地可以將孔布置為使得孔的縱軸全部平行。如本文中涉及的，「基本上圓柱體的」通常是指近似圓柱體的惰性顆粒。例如，具有基本上圓柱體的形狀的惰性顆粒可以具有大於或等於50％圓柱體的形狀。例如，基本上圓柱體的形狀可以大於或等於75％、例如大於或等於85％、例如大於或等於90％、例如大於或等於95％、例如大於或等於99％、例如大於或等於99.5％。給定的惰性顆粒可以具有一個孔或多個孔，如例如兩個、三個或四個孔。將理解的是當將惰性顆粒製造為具有多個孔時，孔不需要具有相同的尺寸或形狀。例如，多個孔可以包括中心孔和可以限定與兩個凸邊緣基本上平行的曲線槽的兩個孔，或由其組成(參見例如圖2)。如本文中涉及的，「基本上平行」通常是指曲線槽近似平行於兩個凸邊緣。例如，曲線槽可以大於或等於50％平行於兩個凸邊緣。例如，曲線槽可以大於或等於75％、例如大於或等於85％、例如大於或等於90％、例如大於或等於95％、例如大於或等於99％、例如大於或等於99.5％平行於兩個凸邊緣。如果期望，然而，多個孔可以具有相同的尺寸和/或形狀。由一個或多個圓柱體的或基本上圓柱體的孔限定的表面積可以等於由之前描述的相交邊緣限定的總截面面積的10％至60％、15％至50％、20％至45％或30％至40％。

可以選擇孔的尺寸和/或孔的數目來優化用於具體反應的質量傳遞和/或熱傳遞。惰性顆粒中的孔的數目或惰性顆粒中一個或多個孔的孔徑的變化可以改變反應器中的反應物流的流體動力學。孔的數目可以改善質量傳遞直至達到最佳的目標。這些孔的數量可以具有實現最佳的表面接觸、減少壓力下降和改善流動分布連同散熱能力以最大化催化劑性能的主要目的。可以選擇孔的數目和/或尺寸以最大化固定床反應器中的脫氫反應的產率。例如，惰性顆粒中的孔的數目可以是1至10、例如2至8、或例如3至7。例如，惰性顆粒可以具有2、3、4、5或6個孔。可以通過其各自的面積描述給定的惰性顆粒中的每個孔的尺寸。例如，孔尺寸可以是1平方毫米(mm2)至400mm2、例如50mm2至350mm2、例如100mm2至300mm2、或例如150mm2至250mm2。

通常，工程化惰性稀釋劑顆粒可以由在反應條件下是惰性並耐高溫和機械粉碎的材料組成。例如，惰性顆粒可以是多孔的陶瓷材料。用於製作惰性顆粒的材料的一些非限制性的實例可以包括但不限於氧化鋁、二氧化矽、二氧化鈦、氧化鎂、氧化鋯、金屬碳化物、碳化矽、碳和沸石或包含上述中的至少一種的組合。當將工程化惰性顆粒與烷烴脫氫結合使用來生產烯烴時，這種顆粒可以經常由氧化鋁製成。

還公開了包含催化劑床與本文所描述的工程化惰性顆粒的反應器。可選地，給定的催化劑床中的工程化惰性顆粒可以以相對於催化劑顆粒的特定比值存在。當出現這種情況時，可以基於考慮的反應和用於運行反應的反應器的操作條件選擇工程化惰性顆粒的量與催化劑顆粒的量的比值。例如，用於低級烷烴的脫氫的固定床反應器中的催化劑床可以包含：(i)支撐催化劑、例如有效促進這種脫氫反應的催化劑的催化劑顆粒，和(ii)如本文所描述的工程化惰性稀釋劑顆粒。惰性稀釋劑顆粒與催化劑顆粒的重量比可以大於1；例如惰性稀釋劑顆粒與催化劑顆粒的重量比可以是至少65:35。例如，惰性稀釋劑顆粒與催化劑顆粒的重量比可以是至少1.5:1、至少1.65:1、至少1.75:1、至少1.9:1或至少1.95:1。可選地，惰性稀釋劑顆粒與催化劑顆粒的重量比可以是2:1或更小。

如果期望，可以將催化劑顆粒選擇為具有與惰性稀釋劑顆粒不同的形狀。例如，催化劑顆粒可以是圓柱體的、球形的、拉希環(raschingring)或任何其他形狀。催化劑顆粒可以中空的或實心的，以及催化劑載體材料可以是多孔的。

稀釋劑顆粒相對於催化劑顆粒可以足夠大以有助於填充床中的催化劑顆粒與稀釋劑顆粒分離，以及稀釋劑顆粒彼此分離。例如，催化劑顆粒可以是直徑為xmm的圓柱體，以及惰性稀釋劑顆粒在長度上可以大於2xmm。例如，催化劑顆粒可以是直徑為3.2mm和高度為4.4mm的圓柱體，以及惰性稀釋劑顆粒在長度上可以大於6.4mm。例如，稀釋劑顆粒的長度可以小於15mm，例如小於10mm。

一種在包括催化劑床的固定床反應器中進行低級烷烴的脫氫的方法，可以包括使氣體形式的低級烷烴通過催化劑床，其中催化劑床可以包含：(i)支撐有效促進脫氫反應的催化劑的催化劑顆粒和(ii)本文所描述的惰性稀釋劑顆粒。

公開的惰性稀釋劑和它們的用途可以提供脫氫反應器如catofintm反應器和類似的固定床和塞流反應器中的顯著益處。如以下所討論的，表面積增加連同磨耗降低和通道化減少可以提供益處如：

-熱點形成減少；

-改善的流動分布；

-催化劑床中改善的溫度曲線；

-床中的副反應(secondaryreaction,二次反應)減少，最小化不希望的副產物(secondaryproduct，二次產物)；

-反應器的δp降低，允許流增加；

-由於表面積增加改善動力學；和

-未計劃和計劃的關機減少；生產量上升。

以下實施例僅舉例說明了本文公開的設備並不旨在限制本發明的範圍。

實施例

實施例1

如在以下實施例中所描述的證明了公開的工程化惰性稀釋劑顆粒(engineeredinertdiluentsparticle)的益處和它們在固定床脫氫反應中的用途。

藉助於填充床熱傳遞實驗評估工程化惰性稀釋劑顆粒的惰性填充特徵(inertpackingcharacteristics)，填充床熱傳遞實驗用於生成與催化劑床內的代表位置有關的瞬時冷卻和加熱曲線。圖4示出了填充床加熱和冷卻實驗的示意圖。填充塔(packedtower)20用於執行實驗。在填充塔20中，燃燒器22位於頂部壓力分接頭(toppresstap)24中。測試柱30，具有將頂部壓力分接頭24連接到底部壓力分接頭(bottompresstap)26的183釐米(cm)的高度。空氣入口32和空氣出口28存在於底部壓力分接頭26中。在具有0.15米(m)或更大的內徑的該填充塔20中進行實驗以避免任何不需要的過量熱損失。填充床高度在1.0m至1.5m的範圍內是可調節的。在真空下，即在0.3至0.5大氣壓(30至50千帕斯卡(kpa))的壓力下在500-700℃的溫度範圍中執行冷卻和加熱實驗。

將工程化惰性顆粒與直徑為3.2mm和高度為4.4mm的氧化鋁催化劑粒料混合。加熱和冷卻介質是過熱的(乾燥的)蒸汽，但是也可以使用來自天然氣/燃油爐的燃燒產物氣體或熱空氣。

將使用公開的惰性稀釋劑顆粒的壓力下降(pressuredrop)和溫度曲線與使用用於比較例a(cea)的t-64顆粒得到的那些比較。這些未成形的氧化鋁顆粒在公開市場是商業可獲得的，其在形狀上是不規則的(參見圖3)。在商業脫氫反應器中常常觀察到由於催化劑顆粒和惰性顆粒之間的磨擦導致的固體細顆粒(fine)的產生。

對於相同的入口流動速率，對於1:1(wt％)催化劑：稀釋劑比率的t-64顆粒，由圖2稀釋的替換導致至少19％的壓力下降減少。

另外，將使用公開的工程載體和壓緊介質(holddownmedia)rsm-l和rsm-s的壓力下降和溫度曲線與使用常規的惰性球形顆粒得到的那些比較。當與這種常規的惰性球形顆粒比較時，這種工程載體和壓緊介質rsm-l和rsm-s產生超過50％的顯著的壓力下降優勢。在完整的反應器系統上執行測試期間，當與使用的當前的反應器系統比較時，利用工程化載體介質、加緊介質和稀釋劑產生至少12％的顯著的壓力下降減少。

還示出橫跨反應器的壓力下降隨著催化劑與稀釋劑的比值下降而減少。如圖5所示，相對壓力下降在35/65的催化劑/稀釋劑比值下減少到低至1:1系統的65％以及在85/15的催化劑/稀釋劑比值下增加到122％。比較例a(cea)使用t-64顆粒。

如圖6所示，當利用公開的惰性稀釋劑時，催化劑床中從上到下的溫度曲線也顯著改善。圖6舉例說明了當暴露於大於或等於600℃的溫度時床頂部至底部的床高度。床高度保持在600℃的溫度以上，相對於t-64系統(50/50wt％催化劑/稀釋劑比)增加平均約16％。還示出保持在600℃以上的床高度的增加隨著催化劑/稀釋劑比值變化。對於所有測試的比值觀察到的最小增加是至少13％，同時最大值是22％。結果指示當暴露於較高的溫度(例如大於或等於600℃)時，利用本文公開的工程化惰性顆粒的催化劑床更具彈性，因為正如通過利用t-64系統(即未成形的顆粒)的催化劑床所看到的，當暴露於這些溫度時反應器床高度不會下降。

另外，在稀釋劑和反應器催化劑的混合期間，觀察到t-64顆粒趨向於在反應器的本體(bulk)內形成具有高濃度的區域或聚集體。稀釋劑顆粒的聚集可以引起稱為「通道化(channeling)」的現象，其由於氣體或液體流過阻力最小的通道的傾向性而發生。當這發生時，阻力最小的通道穿過t-64顆粒聚集的區域(參見例如圖3；環形區域內的箭頭)。反應物穿過聚集體的這種優先流動降低與反應器床內的催化劑的有效接觸時間和反應器床內的催化劑的利用。另外，反應物穿過聚集體的優先流動將在填充床內產生局部的散熱不平衡，導致不良的熱傳遞效率。相反，使用公開的稀釋劑(圖2；箭頭)沒有觀察到聚集，並且在與催化劑材料混合之後得到了貫穿床的均勻的分布。

最後，觀察到公開的稀釋劑增強熱傳遞效率。不希望受理論的約束，相信稀釋劑的工程化形狀提供了可用於熱傳遞的較大表面積，導致每單位體積的熱傳遞效率升高。相反，t-64顆粒的不規則形狀導致可用於從流體至固體相的熱傳遞的幾何表面積減少，並因此熱傳遞效率降低。這與觀察到的結果一致，公開的稀釋劑勝過t-64顆粒，即使t-64顆粒具有每單位體積更大的質量。

本文公開的工程化惰性顆粒、催化劑床和製造方法包括至少以下實施方式：

實施方式1：一種用作固定床反應器中的催化劑床中的稀釋劑的工程化惰性顆粒，包含：工程化惰性顆粒，其包括具有通過兩個相對的凹邊緣連接並與兩個相對的凹邊緣相交的兩個相對的凸邊緣的截面形狀，和透過顆粒在所述邊緣之間的多個孔。

實施方式2：根據權利要求1所述的工程化惰性顆粒，其中，多個等於三個。

實施方式3：根據權利要求1或權利要求2所述的工程化惰性顆粒，包括中心孔和限定與所述兩個凸邊緣基本上平行的曲線槽的兩個孔。

實施方式4：根據權利要求1-3中任一項所述的工程化惰性顆粒，其中，兩個相對的凸邊緣具有基本上相同的曲率半徑。

實施方式5：根據權利要求1-3中任一項所述的工程化惰性顆粒，其中，兩個相對的凸邊緣具有基本上相同的曲率半徑。

實施方式6：根據權利要求1-5中任一項所述的工程化惰性顆粒，其中，顆粒具有大於或等於6.4mm的長度。

實施方式7：根據權利要求1-5中任一項所述的工程化惰性顆粒，其中，顆粒具有小於或等於35mm的長度。

實施方式8：一種用於低級烷烴的脫氫的固定床反應器中的催化劑床，包含：(i)支撐有效促進所述脫氫的催化劑的催化劑顆粒；和(ii)工程化惰性稀釋劑顆粒，其包括具有通過兩個相對的凹邊緣連接並與兩個相對的凹邊緣相交的兩個相對的凸邊緣的截面形狀，和穿透顆粒在所述邊緣之間的多個孔。

實施方式9：根據權利要求8所述的催化劑床，其中，多個等於三個。

實施方式10：根據權利要求8或權利要求9所述的催化劑床，包括中心孔和限定與兩個凸邊緣基本上平行的曲線槽的兩個孔。

實施方式11：根據權利要求8-10中任一項所述的催化劑床，其中，惰性稀釋劑顆粒與催化劑顆粒的重量比大於或等於1。

實施方式12：根據權利要求11所述的催化劑床，其中，惰性稀釋劑顆粒與催化劑顆粒的重量比是至少65:35。

實施方式13：根據權利要求8-12中任一項所述的催化劑床，其中，催化劑顆粒具有不同於惰性稀釋劑顆粒的形狀。

實施方式14：根據權利要求13所述的催化劑床，其中，催化劑顆粒是圓柱體的。

實施方式15：根據權利要求8-14中任一項所述的催化劑床，其中，稀釋劑顆粒相對於催化劑顆粒足夠大以有助於填充床中催化劑顆粒與惰性稀釋劑顆粒分離和稀釋劑顆粒彼此分離。

實施方式16：根據權利要求8-15中任一項所述的催化劑床，其中，催化劑顆粒是直徑為xmm的圓柱體，以及惰性稀釋劑顆粒的長度大於2xmm。

實施方式17：根據權利要求16所述的催化劑床，其中，所述催化劑顆粒是直徑為3.2mm以及高度為4.4mm的圓柱體，以及所述惰性稀釋劑顆粒的長度大於6.4mm。

實施方式18：根據權利要求8-17中任一項所述的催化劑床，其中，每個惰性稀釋劑顆粒具有大於或等於6.4mm的長度。

實施方式19：根據權利要求8-17中任一項所述的催化劑床，其中，每個惰性稀釋劑顆粒具有小於或等於35mm的長度。

實施方式20：根據權利要求8-19中任一項所述的催化劑床，其中，固定床反應器包括壓緊層(hold-downlayer)、包含惰性稀釋劑顆粒的催化劑層和支撐層(supportlayer)。

實施方式21：一種在包括催化劑床的固定床反應器中進行低級烷烴的脫氫的方法，該催化劑床包含(i)支撐有效促進所述脫氫的催化劑的催化劑顆粒和(ii)工程化惰性稀釋劑顆粒，該方法包括：使氣體形式的低級烷烴通過催化劑床，其中，工程化惰性稀釋劑顆粒具有截面形狀和穿透顆粒在所述邊緣之間的多個孔，截面形狀具有通過兩個相對的凹邊緣連接並與兩個相對的凹邊緣相交的兩個相對的凸邊緣。

實施方式22：根據權利要求21所述的方法，其中，多個等於三個。

實施方式23：根據權利要求21或權利要求22所述的方法，其中，所述工程化惰性稀釋劑顆粒包含中心孔和限定與兩個凸邊緣基本上平行的曲線槽的兩個孔。

實施方式24：根據權利要求21-23中任一項所述的方法，其中，所述催化劑床中工程化惰性稀釋劑顆粒與催化劑顆粒的重量比大於或等於1。

實施方式25：根據權利要求24所述的方法，其中，所述催化劑床中工程化惰性稀釋劑顆粒與催化劑顆粒的重量比是至少65:35。

實施方式26：根據權利要求21-25中任一項所述的方法，其中，催化劑顆粒具有不同於工程化惰性稀釋劑顆粒的形狀。

實施方式27：根據權利要求26所述的方法，其中，催化劑顆粒是圓柱體的。

實施方式28：根據權利要求21-27中任一項所述的方法，其中，稀釋劑顆粒相對於催化劑顆粒足夠大以有助於填充床中催化劑顆粒與惰性稀釋劑顆粒分離和稀釋劑顆粒彼此分離。

實施方式29：根據權利要求21-28中任一項所述的方法，其中，催化劑顆粒是直徑為xmm的圓柱體，以及惰性稀釋劑顆粒的長度大於2xmm。

實施方式30：根據權利要求29所述的方法，其中，催化劑顆粒是直徑為3.2mm以及高度為4.4mm的圓柱體，以及惰性稀釋劑顆粒的長度大於6.4mm。

實施方式31：根據權利要求21-30中任一項所述的方法，其中，每個惰性稀釋劑顆粒具有大於或等於6.4mm的長度。

實施方式32：根據權利要求21-30中任一項所述的方法，其中，每個惰性稀釋劑顆粒具有小於或等於35mm的長度。

除非另外指出，否則如在本文中使用的以下術語具有以下給定的含義。沒有定義的術語和縮寫應該與本領域使用的它們的普通含義一致。除非另有說明或從上下文清晰可見，否則應注意單數冠詞如「一個」和「一種」涵蓋多個。

「催化劑顆粒」是指在多相催化反應如烷烴脫氫中使用的一般由陶瓷、玻璃或其他惰性材料製成，包含催化劑，一般地金屬或金屬氧化物催化劑的惰性載體顆粒(inertsupportparticle)。一般地，催化劑顆粒是多孔的，具有大表面積，催化劑施加在表面上和孔內。

「惰性稀釋劑」、「惰性顆粒」或「惰性填料(inertpacking)」是指用於固定床反應器內的載體顆粒(其基本上不包含催化劑並用於稀釋催化劑顆粒)。

「催化劑：稀釋劑比」、「稀釋劑：催化劑比」或類似的術語是指固定床或固定床區域中催化劑顆粒(不是催化劑本身)與稀釋劑顆粒(或反之亦然)的比值，一般地重量比。

除非另外指出，否則顆粒的「表面積」的參考不包括製造顆粒的材料的孔隙率。

一般而言，本發明可以可替換地包含在本文中公開的任何適當的組分、由其組成或基本上由其組成。本發明可以另外地或可替換地配製成沒有或基本上不含現有技術組合物中使用的或在其它情況下不是實現本發明的功能和/或目的所必需的任何組分、材料、成分、佐劑或物質。涉及相同的組分或者性質的所有範圍的端點是包括在內的並且是可獨立地結合的(例如，「小於或等於25wt％，或5wt％至20wt％」的範圍是包括端點以及「5wt％至25wt％」範圍的所有中間值等)。除了更寬範圍之外的較窄範圍或更具體的組的公開並不表示對較寬範圍或較大組的放棄。「組合」包括共混物、混合物、合金、反應產物等。此外，術語「第一」、「第二」等在本文中不表示任何順序、數量、或重要性，而是用於表示區分一個要素與另一要素。所述術語「一個」和「一種」和「該」本文中並不表示對數量的限制，除非本文中另有說明或與上下文明顯矛盾，應解釋為包括單數和複數兩者。「或」是指「和/或」。如在本文中使用的後綴「(s)」旨在包括其修飾的術語的單數和複數兩者，因此包括該術語的一種或多種(例如，薄膜(film(s))包括一種或多種薄膜)。貫穿說明書提及的「一個實施方式」、「另一個實施方式」、「實施方式」等是指連同實施方式所描述的特定的元件(例如，特性、結構、和/或特徵)包含在本文中所描述的至少一個實施方式中，並且可以存在或不存在於其它實施方式中。另外，應該理解的是，所描述的要素可以以任何合適的方式組合於各個實施方式中。

與數量相關聯使用的修飾語「約」包括所述值，並具有上下文所表示的含義(例如，包括與特定數量的測量值有關的誤差程度)。符號「±10％」是指指示的測量值可以是從所述值的減10％的量至所述值的加10％的量。除非另外指出，否則本文所使用的術語「前」、「後」、「底部」、和/或「頂部」僅為了描述方便，並不限於任何一個位置或空間方位。「可選的」或「可選地」是指隨後所描述的事件或狀況可以發生或可以不發生，並且該描述包括其中事件發生的情況以及其中事件不發生的情況。除非另有定義，否則在本文中使用的技術和科學術語具有與本發明所屬領域的技術人員通常理解的相同的含義。「組合」包括共混物、混合物、合金、反應產物等。

通過引用以它們的全部內容將所有引用的專利、專利申請和其他參考合併於此。然而，如果本申請中的術語與結合的參考的術語相衝突或矛盾，則本申請的術語優先於結合的參考的衝突的術語。

雖然已經描述了特定的實施方式，但是本申請人或本領域的其他技術人員可以想到當前不可預見的或可能不可預見的替代、修改、變體、改進和實質等效物。因此，所提交的以及可能被修改的所附權利要求旨在涵蓋所有這樣的替代、修改、變體、改進和實質等效物。