Улучшенный эндотермический процесс конверсии углеводородов

УЛУЧШЕННЫЙ ЭНДОТЕРМИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС КОНВЕРСИИ УГЛЕВОДОРОДОВ Изобретение относится к улучшенному эндотермическому циклическому способу конверсии углеводородов и к системе каталитического слоя для его осуществления. В частности, улучшенный способ включает вступление в реакцию входящего потока углеводорода с многокомпонентным каталитическим слоем таким образом, что температура внутри каталитического слоя сохраняется в контролируемых пределах температур на всех стадиях способа. Указанный многокомпонентный слой включает катализатор, специфичный к реакции, физически смешанный с тепловыделяющим материалом. Техническая область Изобретение относится к улучшенному эндотермическому циклическому способу конверсии углеводородов и к системе слоя катализатора для его осуществления. В частности, улучшенный способ включает приведение в контакт углеводородного сырья с многокомпонентным слоем катализатора, где слой катализатора содержит первый компонент, который представляет собой катализатор, специально разработанный для конверсии поступающего углеводорода в заданный продукт или смесь продуктов, и второй компонент, который выделяет тепло под действием восстановительной и/или окислительной реакционной среды. Предшествующий уровень техники Несколько способов эндотермической конверсии углеводородов имеют коммерческое использование. Эти способы включают циклический способ дегидрирования по Гудри с неподвижным слоем, способ дегидрирования парафинов в кипящем слое, способ дегидрирования этилбензола в кипящем слое,каталитический крекинг в кипящем слое, и другие способы. Поскольку эти способы эндотермичны, для того, чтобы происходила реакция конверсии углеводородов, должно поглощаться тепло из окружающей среды. В каждом из этих способов по крайней мере одна реакция катализируется приведением в контакт углеводородного сырья с катализатором. Более того, в каждом из этих способов есть по крайней мере одна окислительная и/или восстановительная реакция, которую вызывает катализатор. Теплота, необходимая для проведения эндотермической реакции, отчасти обеспечивается за счет сгорания кокса и других нежелательных побочных продуктов, которые осаждаются на катализаторе во время процесса конверсии. Это сгорание происходит во время процесса регенерации. Однако обычно требуется дополнительное количество теплоты и оно обеспечивается с помощью нагретого воздуха или пара, который подводят к слою катализатора от внешнего источника в промежутке между циклами конверсии углеводородов. Для примера в типичном процессе дегидрирования по Гудри, как указывается в патенте US 2419997, алифатический углеводород пропускают через слой катализатора для дегидрирования. Как только алифатический углеводород проходит через слой катализатора, он дегидрируется в соответствующий олефин. Этот олефин затем отводят от слоя катализатора, катализатор регенерируется и восстанавливается, и цикл повторяется. Эта реакция дегидрирования является сильно эндотермической. Вследствие этого, во время стадии дегидрирования температура вблизи точки подвода к слою катализатора(где алифатический углеводород первоначально вводят в слой катализатора) может значительно уменьшаться - на 100 С. Уменьшение температуры приводит к снижению конверсии углеводорода. Кроме того, во время стадии дегидрирования обычно образуется кокс, который осаждается на катализаторе, в дальнейшем снижая его активность. Для того чтобы снова нагреть слой катализатора и удалить кокс, который осел на катализаторе, реактор продувают углеводородом и затем подвергают стадии регенерации воздухом, нагретым до температуры 700 С. Подвод тепла обеспечивается для слоя за счет нагретого воздуха, который пропускают через слой, а также за счет сгорания отложений кокса на катализаторе. Восстановление катализатора восстанавливающим газом, таким как водород, перед стадией дегидрирования также дает некоторое количество тепла. Во время регенерации горячий воздух продувается от точки подвода к слою катализатора к точке отвода. Этот цикл регенерации обычно относительно короткий, поэтому имеется склонность к тому, что подвод к слою нагрет значительно сильнее, чем отвод, но из-за ограниченного времени между циклами в процессе дегидрирования по Гудри, слой катализатора не успевает прийти в термическое равновесие. Таким образом, выходная секция слоя катализатора остается более холодной, чем входная секция к тому времени, как алифатический углеводород снова поступает в реактор. Высокая температура на подводе к слою может стать причиной образования нежелательных побочных продуктов, и таким образом уменьшить селективность и выход требуемого олефина. С другой стороны, меньшая температура на выходе слоя катализатора не позволяет полностью использовать катализатор, и, таким образом, выход олефина оказывается ниже, чем можно было бы ожидать или чем требуется. Также, из-за того, что распределение кокса в слое катализатора не является независимо контролируемым параметром, распределение тепла в слое катализатора также не легко контролировать. Каждый из этих факторов влияет на получающийся в результате температурный профиль слоя катализатора и делает контроль температурного профиля слоя трудным. В патенте US 2423835 Гудри указывает, что температуру слоя катализатора можно контролировать в пределах температурного диапазона, подходящего для реакций без необходимости в поступающих извне нагревающих или охлаждающих потоках, которые бы циркулировали через или вокруг реакционной камеры, путем включения в слой катализатора 'инертного' материала, способного поглощать или запасать теплоту, которая впоследствии, когда это потребуется или будет желательно, может быть высвобождена. В коммерческой практике для реакторов с неподвижным слоем это обычно достигается использованием физической смеси катализатора для дегидрирования и "инертного" материала, гранулированной альфа-окиси алюминия как слоя катализатора. Хотя добавление инертного материала обеспечивает обратимое поглощение теплоты для процесса, и помогает стабилизировать общие колебания температуры в реакторе, инертный материал не способен ни обеспечить дополнительную теплоту для процесса ни про-1 018474 изводить теплоту на какой-либо стадии этого процесса. Проблема заключается в том, чтобы выявить коммерчески целесообразные средства контроля температурного профиля внутри слоя катализатора при эндотермическом процессе. В идеале, такие средства будут позволять добавлять теплоту к заранее заданным участкам слоя катализатора без использования каталитически активного вещества, которое дает большие количества нежелательных побочных продуктов Описание изобретения Настоящее изобретение предлагает улучшенный эндотермический способ конверсии углеводородов и систему слоя катализатора для его проведения. В частности, улучшенный способ включает вступление в реакцию углеводородов с многокомпонентным слоем катализатора таким образом, что температура внутри слоя катализатора остается в пределах контролируемого температурного диапазона на всех стадиях процесса. Многокомпонентный слой катализатора содержит специфичный для реакции катализатор, физически смешанный с выделяющим тепло веществом. Возможно, инертное вещество, как уже было известно ранее в данной области, может также быть дополнительно физически скомбинировано с катализатором и выделяющим тепло веществом. Выделяющее тепло вещество передает теплоту слою катализатора таким образом, что температура слоя в своей выходной секции поддерживается достаточно высокой, чтобы эффективно конвертировать углеводороды в олефин. В своем примерном варианте реализации данный способ представляет собой способ дегидрирования по Гудри, специфичный для реакции катализатор представляет собой традиционный катализатор для дегидрирования на основе хрома, выделяющим тепло веществом является оксид меди, нанесенный на подложку из алюмината кальция, и, возможно, присутствует инертное вещество, альфа-оксид алюминия. Краткое описание рисунков Схема 1 - графическое представление температурного профиля внутри адиабатического реактора,загруженного смесью 55 об.% катализатора Catofin Standart и 45 об.% альфа - оксида алюминия во время процесса конверсии пропана в пропилен. Схема 2 - графическое представление температурного профиля в адиабатическом реакторе во время процесса конверсии пропана в пропилен, в случае, когда реактор загружен в три секции, поделенные примерно как 35% входная секция, 30% средняя и 35% - выходная секия, и в котором выходные и входные секции слоя катализатора содержат смесь 55 об.% катализатора Catofin Standart и 45 об.% альфа оксида алюминия, а средняя секция содержит смесь 55 об.% катализатора Catofin Standart и 45 об.% оксида меди на подложке из алюмината кальция. Варианты реализации изобретения Улучшенный способ согласно данному изобретению предназначен для использования в любом эндотермическом циклическом процессе конверсии углеводородов, независимо от того, применяется неподвижный либо кипящий слой. При осуществлении улучшенного способа необходимо, чтобы все углеводородное сырье вступало в контакт с многокомпонентным слоем катализатора для обеспечения эндотермической конверсии углеводородов и чтобы слой катализатора затем подвергался воздействию окислительной и/или восстановительной реакционной среды. Слой катализатора содержит каталитический первый компонент и тепловыделяющий второй компонент. Каталитический первый компонент должен быть катализатором, специально разработанным для конверсии углеводородов в заданный продукт или смесь продуктов в результате эндотермической реакции. Тепловыделяющий компонент должен быть веществом, которое выделяет тепло после того, как его подвергнут действию восстановительной и/или окислительной реакционной среды, но которое относительно инертно к углеводородному сырью и не дает с ними нежелательных побочных реакций, таких как образования кокса. Возможно, тепловыделяющий компонент может катализировать конверсию углеводородов в требуемый продукт или смесь продуктов. Кроме того, многокомпонентный слой катализатора, возможно, дополнительно может содержать инертные вещества, ранее описанные как использующиеся в слое катализатора. С целью подробного описания изобретения в качестве варианта реализации будет рассмотрено усовершенствование циклического процесса дегидрирования по Гудри в реакторе с неподвижным слоем. Однако следует понимать,что настоящее изобретение может быть модифицировано без отклонений от объема изобретения для осуществления аналогичным образом в других эндотермических циклических способах конверсии углеводородов, например, без ограничений, в таких как способ дегидрирования парафинов в реакторе с кипящим слоем и способ дегидрирования этилбензола в реакторе с кипящим слоем. Оборудование, используемое для циклического способа дегидрирования по Гудри, включает адиабатический реактор, содержащий неподвижный слой катализатора, в котором определены входная и выходная секции. Слой катализатора содержит каталитический первый компонент и тепловыделяющий второй компонент. Возможно, как уже ранее было известно в данной области техники, к слою катализатора может быть добавлен инертный материал. С целью описания изобретения, но без намерения вводить какие-либо ограничения настоящим описанием, следует указать, что неподвижный слой катализатора, по существу, разделен на три примерно равные части: входная секция слоя, средняя секция слоя и выходная секция слоя. Если не указано обратное, для каждого представленного в настоящем описании примера, каталитический первый компонент скомбинирован с инертным веществом, используемым в входной и выходной секции слоя; и каталитический первый компонент скомбинирован с тепловыделяющим вторым компонентом и применяется с добавлением или без инертного материала, и используется в средней секции слоя катализатора. Например, когда слой разделен на три секции, слой может быть разделен так, чтобы (а) каждая из трех секций была примерно одинакового объема, или (б) средняя секция может быть больше, чем примерно одна треть общего объема катализатора, или (с) средняя секция может быть меньше, чем примерно одна треть общего объема катализатора, или (д) входная секция и выходная секция могут быть неодинаковых объемов, или (е) любая их комбинация. Более того, нет необходимости разделения слоя на три секции. Например, катализатор для дегидрирования может быть смешан с выделяющим тепло веществом и использован с добавками или без добавок дополнительного инертного материала, и эта смесь может затем быть помещена в реактор без разделения на секции. В альтернативном варианте, слой катализатора может быть разделен на две секции, где катализатор для дегидрирования, скомбинированный с инертным веществом, находится либо во входной секции, либо в выходной секции, а катализатор для дегидрирования, скомбинированный с выделяющим тепло веществом и применяемый с добавками или без добавок дополнительного инертного материала - соответственно либо в выходной секции, либо во входной секции. В некоторых вариантах также может быть целесообразным разделить слой катализатора больше, чем на три секции, где слои катализатора для дегидрирования, возможно скомбинированные с инертным веществом, чередуются со слоями катализатора для дегидрированияб скомбинированными с выделяющим тепло веществом, применяемым с добавками или без добавок дополнительного инертного вещества. Как уже известно в данной области техники, существуют, однако, некоторые практические ограничения для положения слоя катализатора. Например, известно, что если секция слоя катализатора становится слишком нагретой, то существует риск неконтролируемого протекания реакции. Так, пользователь данного описания должен быть достаточно хорошо осведомлен, чтобы понимать, что представляет интерес температурный профиль реакции без добавления выделяющего тепло вещества, чтобы использовать его как ориентир для определения того, какое именно расположение выделяющего тепло вещества в пределах слоя катализатора было бы наиболее эффективно. Более того, количество выделяющего тепло вещества, добавленное к слою катализатора в каждом конкретном месте по всему объему слоя катализатора должно определяться количеством теплоты, которое должно быть передано обратно в процессе. Теплота, выделяемая выделяющим тепло веществом, должна быть меньше, чем теплота, поглощаемая при основной реакции в каждой части слоя катализатора. Неправильное концентрирование выделяющего тепло вещества в одной секции слоя могло бы привести к температурному профилю, который демонстрировал бы температурные отклонения большие, чем температурный профиль способа без использования выделяющего тепло вещества. Пример способа, в целом соответствующего типичному процессу дегидрирования по Гудри, описан в патенте U.S. 2419997. Процесс по Гудри включает серию стадий, где слой катализатора вакуумируется, затем восстанавливается водородом и вакуумируется, затем вводится и дегидрируется алифатический углеводород, затем слой катализатора продувается паром и регенерируется, и цикл повторяется сначала со стадии восстановления. В способе согласно изобретению слой катализатора вакуумируется и восстанавливается газом-восстановителем, таким как водород. На этой стадии тепловыделяющий второй компонент в слое реактора выделяет дополнительное тепло, которое поступает в каталитический первый компонент слоя реактора. Затем алифатический углеводород поступает в слой катализатора и дегидрируется при контакте с каталитическим первым компонентом слоя реактора. Поскольку каталитический первый компонент слоя был предварительно существенно нагрет тепловыделяющим вторым компонентом, каталитический первый компонент демонстрирует улучшенную конверсию по сравнению со слоем реактора, который не содержит тепловыделяющего второго компонента. Затем слой катализатора продувается паром и регенерируется, и цикл повторяется сначала со стадии восстановления. На стадии регенерации тепловыделяющий второй компонент также может выделять дополнительное тепло. В предпочтительном варианте реализации тепловыделяющий второй компонент выбирается так, чтобы не наблюдалось его значительного отрицательного влияния на селективность реакции конверсии углеводорода. В способе дегидрирования согласно изобретению каталитический первый компонент может быть любым катализатором, разработанным для использования в реакциях дегидрирования, таким как катализатор Catofin Standart, коммерчески доступный от Sd-Chemie Inc., Louisville, KY. Катализатор Catofin Standart - это катализатор дегидрирования, представляющий собой оксид хрома,приготовленный на подложке из оксида алюминия, содержащий от примерно 17 вес.% до примерно 22 вес.% Cr2O3. Тепловыделяющий второй компонент должен быть веществом, которое может выделять тепло после того, как его подвергают воздействию восстановительной и/или окислительной реакционной среды,но которое относительно инертно по отношению к конверсии углеводорода в нежелательные продукты или по отношению к нежелательным побочным реакциям. Тепловыделяющий второй компонент содержит металл, выбранный из группы, включающей медь, хром, молибден, ванадий, церий, иттрий, скандий,вольфрам, марганец, железо, кобальт, никель, серебро, висмут и их комбинации. Типичные носители для второго выделяющего тепло компонента включают, не ограничиваясь только нижеперечисленным, различные оксиды или гидроксиды алюминия, такие как тригидроксид алюминия, бемит, псевдобемит, гиббсит, байерит, переходные оксиды алюминия или альфа-оксид алюминия, оксид кремния/ оксид алюминия, оксид кремния, силикаты, алюминаты, такие как алюминат кальция или гексаалюминат бария, кальцинированные гидроталциты, цеолиты, оксид цинка, оксиды хрома, оксиды магния и их комбинации. Возможно, тепловыделяющий второй компонент может дополнительно содержать активатор, такой как щелочной или щелочноземельный металл, литий, натрий, калий, рубидий, цезий, бериллий, магний,кальций, стронций, цирконий, барий и их комбинации. Металл составляет от примерно 1 вес.% до примерно 100 вес.% от общей массы тепловыделяющего второго компонента. В более предпочтительном варианте реализации металл составляет от примерно 2 вес.% до примерно 40 вес.% от общей массы второго компонента, и в наиболее предпочтительном варианте реализации количество металла составляет от примерно 5 вес.% до примерно 10 вес.% от общей массы второго компонента. Тепловыделяющий второй компонент приготавливается с помощью тех же способов, известных в области приготовления катализаторов на носителе. Например, тепловыделяющий второй компонент может быть приготовлен осаждением носителя с металлом или пропиткой носителя металлом. Активаторы могут быть добавлены дополнительно к металлу или в другом случае могут быть добавлены ко второму компоненту с помощью способов, известных в области добавления активаторов. До помещения в реактор каталитический первый компонент может быть смешан с инертным материалом, как было уже ранее известно в данной области техники. Этот инертный материал может быть любым веществом или комбинацией веществ, которая каталитически неактивна по отношению к нежелательным побочным реакциям и которая имеет высокую плотность и высокую теплоемкость, но которая не способна производить теплоту ни на каких стадиях способа. Широко используемое инертное вещество представляет собой гранулированный альфа-оксид алюминия, вещество, по размеру частиц сходное с каталитическим первым компонентом на носителе. Кроме того, как известно в данной области техники,объемное соотношение между инертным веществом и каталитическим первым компонентом зависит от ряда факторов, в том числе и от типа исходного углеводорода, который используется в процессе дегидрирования. В настоящем описании объемное соотношение не указывается, но пользователь данного описания может подобрать это соотношение так, чтобы оно подходило для целей, в соответствии с которыми оно используется. Для применения в случае неподвижного слоя, слой катализатора приготавливается физическим смешением каталитического первого компонента и/или инертного вещества, и/или тепловыделяющего второго компонента. Вначале определяется требуемое количество каталитического первого компонента и требуемая конфигурация слоя. Затем каталитический компонент первый делится на заданные количества и физически смешивается либо с тепловыделяющим вторым компонентом либо с инертным веществом или с комбинацией тепловыделяющего второйго компонента и инертного вещества. Затем смеси помещают в реактор с требуемой конфигурацией слоя. Тепловыделяющий второй компонент не влияет ни на количество добавленного катализатора, ни на соотношение катализатора к инертному веществу в получаемом в результате слое катализатора. Система слоя катализатора согласно настоящему изобретению также может быть использована в подвижном кипящем слое. В качестве только примера кипящего слоя, не ограничиваясь им, представлена система для проведения дегидрирования, имеющая два параллельных адиабатических реактора - первый реактор для реакций дегидрирования и второй реактор для регенерации. Система функционирует при помещении катализатора дегидрирования в первый реактор, обеспечивая время пребывания в первом реакторе около 15 мин, и затем перемещение загруженного катализатора во второй реактор, обеспечивая время пребывания в нем около 15 мин, а затем возврат катализатора в первый реактор и продолжение процесса чередованием реакторов. В регенерирующем реакторе катализатор обрабатывается воздухом при 650 С и вновь нагревается за счет тепла от сгорающего кокса, который образовался во время стадии дегидрирования, и горячим воздухом. Когда катализатор перемещается из второго реактора обратно в первый реактор, он подвергается действию восстановительной реакционной среды, чтобы приготовить катализатор для использования его в другой реакции дегидрирования. В случае с подвижным кипящим слоем, катализатор дегидрирования, как правило, не смешан с инертным веществом, и наблюдаются относительно широкие температурные колебания, так как процесс проходит по циклу через разные стадии. Однако при использовании способа согласно изобретению, катализатор дегидрирования комбинируют со вторым выделяющим тепло веществом и равномерно помещают в реактор для дегидрирования. Затем катализатор с выделяющим тепло веществом перемещается в реактор для регенерации, где кокс на специфичном для реакции катализаторе сгорает. Когда катализатор с выделяющим тепло веществом возвращается обратно в реактор для дегидрирования, выделяющее тепло вещество активируется при действии восстановительной среды и передает необходимое тепло слою катализатора, что приводит к увеличению конверсии углеводорода по сравнению с уровнем конверсии в кипящем слое, загруженном так, что он не содержит выделяющего тепло вещества. Далее будут представлены репрезентативные примеры данного изобретения для приготовления и использования каталитического первого компонента и второго выделяющего тепло компонента в случаях с кипящим и неподвижным слоем. Эти примеры представлены для более подробного объяснения изобретения и не предназначены или не должны рассматриваться для ограничения объема изобретения. Приготовление веществ. Пример А. Каталитический первый компонент, который продается под торговой маркой как катализатор Catofin Standart и поставляется фирмой Sd-Chemie Inc., Louisville, KY, был использован на промышленной установке для дегидрирования в течение 180 дней. Концентрация оксида хрома в катализаторе составляла примерно 19 вес.% в расчете на общую массу катализатора. Пример В. Был приготовлен катализатор дегидрирования оксид хрома/оксид калия/гамма-оксид алюминия с размером частиц около 75 мкм. Концентрация оксида хрома в катализаторе составляла 17.5 вес.%, а концентрация оксида калия - 1.0 вес.% в расчете на общую массу катализатора. Пример С. Тепловыделяющий второй компонент был приготовлен по способу согласно данному изобретению следующим образом: подложка из альфа-оксида алюминия была пропитана насыщенным раствором нитрата меди, затем пропитанная подложка была высушена при 120 С с последующим обжигом при 750 С в паровоздушной атмосфере. Концентрация CuO в тепловыделяющем втором компоненте составляет примерно 11 вес.% в расчете на общую массу второго компонента. Пример D. Тепловыделяющий второй компонент был приготовлен способом согласно данному изобретению следующим образом: алюминат кальция (Са-алюминат) был таблетирован примерно в 3.5 мм таблетки, затем провели обжиг Са-алюмината при примерно 1300 С в течение примерно 10 часов, обожженое вещество затем было пропитано насыщенным раствором нитрата меди и нитрата марганца и пропитанное вещество высушивали в течение примерно 4 ч при примерно 250 С с последующим обжигом при не ниже примерно 500 С в течение примерно 5 ч. Концентрация CuO в тепловыделяющем втором компоненте составляла примерно 11 вес.%, а концентрация MnO2 примерно 0.5 вес.% в расчете на общую массу второго компонента. Пример Е. Тепловыделяющий второй компонент был приготовлен способом согласно данному изобретению следующим образом: бемит был смешан с оксидом кальция и из смеси сформированы гранулы диаметром 6 мм, которые высушили при температуре 120 С с последующим обжигом при 1300 С, в результате содержание СаО в них составило 18 вес.%. Полученное обожженное таблетированное вещество было пропитано насыщенным раствором нитрата меди и нитрата марганца, пропитанное вещество высушили при 250 С с последующим обжигом на воздухе при 1400 С. КонцентрацияCuO в полученном тепловыделяющем втором компоненте составила примерно 11 вес.%, а концентрация MnO2 - примерно 0.5 вес.% в расчете на общую массу второго компонента. Пример F. Тепловыделяющий второй компонент был приготовлен способом согласно данному изобретению следующим образом: тригидрат окиси алюминия (гиббсит) был таблетирован примерно в 5 мм таблетки, затем гиббсит обжигали при примерно 550 С в течение примерно 4 ч, затем кальцинированное вещество пропитывали насыщенным раствором нитрата меди и пропитанное вещество высушивали в течение примерно 4 ч при примерно 250 С с последующим обжигом при примерно от 500 до 1400 С. Концентрация CuO в полученном тепловыделяющем втором компоненте составила примерно 11 вес.%, а концентрация MnO2 - примерно 0.5 вес.% в расчете на общую массу второго компонента. Пример G. Тепловыделяющий второй компонент был приготовлен способом согласно данному изобретению следующим образом: подложка из гамма-окиси алюминия со средним размером частиц примерно в 75 мкм была пропитана насыщенным раствором нитрата меди и нитрата марганца, затем пропитанное вещество высушивали при примерно 250 С с последующим обжигом на воздухе при примерно 750 С. Концентрация CuO в полученном втором тепловыделяющем втором компоненте составила примерно 8 вес.%, а концентрация MnO2 примерно 0.4 вес.% в расчете на общую массу второго компонента. Пример Н. Каталитический первый компонент из примера А был физически смешан с инертным веществом, альфа-окисью алюминия в соотношении 55 об.% первого компонента / 45 об.% альфа-окиси алюминия. Пример I. Каталитический первый компонент из примера А был физически смешан с тепловыделяющим вторым компонентом из примера Е, в соотношении 55 об.% первого компонента / 45 об.% тепловыделяющего второго компонента. Пример J. Каталитический первый компонент из примера В был физически смешан с тепловыделяющим вторым компонентом из примера G, в соотношении 80 об.% первого компонента / 20 об.% тепловыделяющего второго компонента. Пример K. Каталитический первый компонент свежий катализатор Catofin Standart был физически смешан с тепловыделяющим вторым компонентом из примера F, в соотношении 55 об.% первого компонента / 45 об.% тепловыделяющего второго компонента. Пример L. Каталитический первый компонент свежий катализатор Catofin Standart был пропитан насыщенным раствором нитрата меди, и пропитанный медью хромовый катализатор высушили при 120 С с последующим обжигом при 750 С в воздушно-паровой атмосфере. Концентрация оксида хрома в полученном пропитанном медью катализаторе составила 17.5 вес.%, а концентрация оксида меди - 11 вес.% в расчете на общую массу катализатора. Пример М. Ранее описанный катализатор был приготовлен согласно примеру 1 из международной публикации WO 02/068119. Этот катализатор был приготовлен из 860 г бемита, 800 г гидроксокарбоната меди, 120 г ацетата бария, 100 г CrO3, 700 г NH4HCO3 и 250 г деионизированной воды в смесителе Эйриха. Получили частицы примерно 3 мм в диаметре и высушивали их при 120 С в течение 8 ч с последующим обжигом в печи при 650 С в течение 10 ч. Концентрация оксида хрома в полученном пропитанном медью катализаторе составила 45 вес.%, а концентрация оксида меди - 40 вес.% в расчете на общую массу катализатора. Пример N. Ранее описанный катализатор был приготовлен согласно примеру 1 из патента US 5108973. Этот катализатор был приготовлен смешением 763.8 г золя оксида алюминия (содержащего 7.51% Al2O3) и 89.3 г гексагидрата нитрата хрома в смесителе объемом 1 галлон (примерно 4 л) до полного растворения твердых веществ. Гексагидрат нитрата меди (116.3 г) был растворен в 200 мл деионизированной воды и добавлен в смеситель. Затем 61.8 моль борной кислоты было растворено в 350 мл деионизированной воды и также добавлено в смеситель. Смесь перемешивали еще 2 мин, пока она не стала гомогенной и темно-синего цвета. Затем добавлено 700 мл 20% метанольного раствора гидроксида аммония с образованием густого геля. Этот гель поместили на пластиковые поддоны для высушивания и сушили 4 ч при 180 С с последующим обжигом в следующей последовательности: 2 ч при 25 С, 12 ч при 175 С, 4 ч при 400 С, 8 ч при 830 С, затем еще 4 ч при 830 С, затем 3 ч при 250 С и затем продукт охладили до комнатной температуры. Обожженное вещество было таблетировано с образованием частиц диаметром 3 мм. Концентрация оксида хрома в полученном пропитанном медью катализаторе составила 19 вес.%, а концентрация оксида меди 25 вес.% в расчете на общую массу катализатора. Проверка эксплуатационных характеристик Примеры 1 и 2. Комбинации катализаторов были исследованы для конверсии пропана в пропилен в адиабатическом реакторе с нисходящим потоком с объемом слоя катализатора примерно 3600 см 3. Пропан и воздух подавались к реактору через подвод, и пропилен выходил из отвода. Процесс проводился с часовой объемной скоростью 1.0, с температурой пропана от 540 до 600 С и температурой воздуха от 540 до 62 С и соотношением воздуха к углеводороду 7.1 по объему. Реактор работал в циклическом режиме, обычном для процесса Гудри с временами цикла 60 с для восстановления водородом, 540 с для дегидрирования, 60 с для вакуумирования, 540 с для регенерации/повторного нагрева/окисления и 60 с для вакуумирования. Реактор работал при давлении 0.5 атм во время стадии дегидрирования и атмосферном давлении во время стадии регенерации. Цикл был повторен 300 раз. Пример 1. Загрузка реактора 100 об.% смеси катализаторов согласно примеру Н. Пример 2. Загрузка реактора примерно 35 об.% вещества согласно примеру Н помещено в выходную секцию адиабатического реактора с нисходящим потоком, примерно 30 об.% вещества согласно примеру I помещено в среднюю секцию реактора и примерно 35 об.% вещества согласно примеру Н загружено во входную секцию. Таблица 1. Эксплуатационные характеристики катализаторов при дегидрировании пропана Примеры 3 и 4. Комбинации катализаторов были исследованы для конверсии изобутана в изобутилен в псевдоадиабатическом реакторе с кипящим слоем с объемом слоя катализатора примерно 75 см 3. Изобутан и воздух поступали в реактор через подвод, и изобутилен выходил через отвод. Процесс проводился с часовой объемной скоростью 3.34, с температурами изобутана и воздуха от 550 до 590 С и при объемном соотношении воздуха к углеводороду 3.5. Реактор работал в циклическом режиме с временами цикла 60 с для восстановления водородом, 540 с для дегидрирования, 60 с для продувания азотом, 540 с для окисления и 60 с для продувания азотом. Реактор работал при атмосферном давлении, как на стадии дегидрирования, так и на стадии регенерации. Цикл работы был повторен 30 раз. Пример 3. Загрузка реактора - 100 об.% смеси катализаторов согласно примеру В. Пример 4. Загрузка реактора - 100 об.% смеси катализаторов согласно примеру J. Таблица 2. Эксплуатационные характеристики катализаторов при дегидрировании изобутана Примеры 5-8. Комбинации катализаторов были исследованы в изотермическом реакторе с неподвижным слоем с объемом слоя катализатора примерно 30 см 3 для конверсии изобутана в изобутилен. Изобутан и воздух поступали в реактор через подвод и изобутилен выходил через отвод. Реакция дегидрирования проводилась при температуре 537, 567 и 597 С и с часовой объемной скоростью -2/ч. Пример 5. Загрузка реактора - 100 об.% смеси катализаторов согласно примеру K. Пример 6. Загрузка реактора - 100 об.% смеси катализаторов согласно примеру L. Пример 7. Загрузка реактора - 100 об.% смеси катализаторов согласно примеру М. Пример 8. Загрузка реактора - 100 об.% смеси катализаторов согласно примеру N. Таблица 3. Эксплуатационные характеристики катализаторов при дегидрировании изобутана Фиг. 1 и 2 показывают температурный профиль в слое катализаторов согласно примерам 1 и 2 соответственно. Как показано на фигурах, когда в процессе дегидрирования Гудри неподвижный слой катализаторов содержит тепловыделяющий второй компонент, температура слоя катализатора становится более равномерной по всему объему слоя. Без тепловыделяющего второго компонента, диапазон колебаний температуры входной секции составляет примерно 75 С, в то время как диапазон колебаний температуры выходной секции составляет всего только примерно 5 С. Более того, средняя температура выходной секции поддерживается около 560 С - эта температура меньше требуемой для достижения оптимальной конверсии при эксплуатации данного катализатора. С тепловыделяющим вторым компонентом,диапазон колебаний температуры и на входной и на выходной секции в течение циклического процесса составляет примерно 45 С, но средняя температура входной секции составляет примерно 580 С, тогда как средняя температура выходной секции составляет примерно 625 С, что обеспечивает более высокую эффективность в целом для всего катализатора. Как показано в табл. 1, это приводит к значительно более высокой конверсии без ущерба для селективности. Аналогично, как показано в табл. 2, также наблюдается повышение скорости конверсии, когда тепловыделяющий второй компонент используется в системах с кипящим слоем. Хотя увеличение конверсии в системах с кипящим слоем не такое значительное, как системах с неподвижным слоем, помимо увеличения конверсии для систем с кипящим слоем наблюдается непосредственное увеличение селективности, что показывает, что в целом способ более эффективен, чем ранее известный слой катализатора,который не содержит выделяющего тепло компонента. Как это ни удивительно, но как показывают результаты, представленные в табл. 3, когда медь комбинирована с хромом в составе катализатора дегидрирования (прим. 6), конверсия и выход в процессе дегидрирования в изотермической установке существенно ниже, чем если медь присутствует в слое катализатора как компонент отдельно от катализатора дегидрирования на основе оксида хрома, но физически с ним смешана (прим. 5). Использование более высоких концентраций оксида хрома и/или оксида меди (прим. 7 и 8) не позволяет повлиять на эту закономерность. Ожидается, что улучшенный циклический эндотермический способ конверсии углеводорода, изложенный и заявленный в настоящем описании, может быть использован при любом способе, включающем эндотермические реакции, в которых желательным является контроль температуры в пределах слоя катализатора. Такие способы включают, но не ограничиваются, дегидрирование парафинов с неподвижным слоем, дегидрирование парафинов с кипящим слоем и дегидрирование этилбензола с кипящим слоем. В этих способах катализатор, и катализатор, скомбинированный с выделяющим тепло веществом могут быть расположены послойно или быть гомогенно смешанными. Аналогично, ожидается, что комбинации специфичного для данной реакции катализатора с тепловыделяющим вторым компонентом могут быть использованы в каждом способе, где желательно контролировать температуру в пределах слоя катализатора. Следует понимать, что состав катализатора и конкретные условия способа могут варьироваться, не выходя за рамки объема данного изобретения. Промышленная применимость Изложенные в настоящем описании изобретения могут быть использованы в любых способах,включающих эндотермическую конверсию углеводорода. Эти способы включают, например, циклический процесс дегидрирования по Гудри с неподвижным слоем, процесс дегидрирования парафинов с кипящим слоем, процесс дегидрирования этилбензола с псевдоожиженным слоем, процесс каталитического крекинга с псевдоожиженным слоем и так далее. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ эндотермической конверсии углеводородов, включающий стадию конверсии, на которой углеводородное сырье приводят в контакт с многокомпонентным слоем катализатора, и стадию регенерации слоя катализатора,где указанный слой катализатора содержит каталитический первый компонент, специально разработанный для осуществления конверсии углеводородного сырья в заданный продукт или смесь продуктов, и второй компонент, выделяющий на стадии регенерации тепло под действием восстановительной и/или окислительной реакционной среды и не способствующий образованию кокса или нежелательных продуктов в реакционных условиях, оптимальных для функционирования указанного каталитического первого компонента,причем указанный каталитический первый компонент физически смешан с указанным тепловыделяющим вторым компонентом, так что на стадии конверсии первый каталитический компонент существенно нагрет вторым тепловыделяющим компонентом, вследствие чего первый каталитический компонент демонстрирует улучшенную конверсию. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в указанном эндотермическом способе происходит поглощение заданного количества теплоты при реакции указанного углеводорода с указанным каталитическим первым компонентом, при этом указанный тепловыделяющий второй компонент выделяет определенное количество теплоты под действием восстановительной реакционной среды, или окислительной реакционной среды, или совместно восстановительной и окислительной реакционной среды, которое меньше чем количество теплоты, поглощаемое при реакции указанного углеводорода с указанным каталитическим первым компонентом. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный каталитический первый компонент и указанный тепловыделяющий второй компонент находятся в слое катализатора в реакторе с неподвижным слоем. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что указанный каталитический первый компонент дополнительно содержит инертный третий компонент. 5. Способ по п.3, отличающийся тем, что указанный слой катализатора характеризуется входной секцией, средней секцией и выходной секцией,при этом указанный каталитический первый компонент физически смешан с указанным инертным третьим компонентом и помещен в указанную входную секцию и указанную выходную секцию слоя катализатора и при этом указанный каталитический первый компонент физически смешан с указанным тепловыделяющим вторым компонентом и помещен в среднюю секцию указанного слоя катализатора. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный каталитический первый компонент физически смешан с указанным тепловыделяющим вторым компонентом и помещен в указанный слой катализатора в реакторе с кипящим слоем. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что температурный профиль указанного эндотермического способа определяет среднюю температуру реакции, максимальную температуру каталитического слоя и минимальную температуру каталитического слоя,при этом указанный температурный диапазон для указанного способа определяют как разность между максимальной температурой каталитического слоя и минимальной температурой каталитического слоя и при этом указанный тепловыделяющий второй компонент выбран таким образом, чтобы обеспечивать уменьшение температурного диапазона для указанного эндотермического способа с одновременным повышением средней температуры реакции. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный тепловыделяющий второй компонент содержит металл, выбранный из группы, состоящей из меди, хрома, молибдена, ванадия, церия, иттрия, скандия,вольфрама, марганца, железа, кобальта, никеля, серебра, висмута и их комбинаций,при этом указанный металл нанесен на подложку, выбранную из группы, состоящей из оксидов алюминия, гидроксидов алюминия, тригидроксида алюминия, бемита, псевдо-бемита, гиббсита, байерита, переходных оксидов алюминия, альфа-оксида алюминия, гамма-оксида алюминия, оксидов алюминия/кремния, оксида кремния, силикатов, алюминатов, алюмината кальция, гексаалюмината бария, кальцинированных гидротальцитов, цеолитов, оксида цинка, оксидов хрома, оксидов магния и их комбинаций. 9. Способ по п.8, отличающийся тем, что указанный тепловыделяющий второй компонент содержит соединение меди на подложке из алюмината кальция. 10. Способ эндотермической конверсии углеводородов, включающий стадию конверсии, на которой углеводород приводят в контакт со слоем катализатора, содержащим каталитический первый компонент, выбранный для получения конкретной смеси продуктов в каталитическом слое в реакторе, и тепловыделяющий второй компонент, и стадию регенерации слоя катализатора, на которой указанный тепловыделяющий второй компонент выделяет тепло под действием восстановительной и/или окислительной реакционной среды, причем указанный каталитический первый компонент физически смешан с указанным тепловыделяющим вторым компонентом, так что на стадии конверсии первый каталитический компонент существенно нагрет вторым тепловыделяющим компонентом, вследствие чего первый каталитический компонент демонстрирует улучшенную конверсию. 11. Способ по п.10, отличающийся тем, что указанный тепловыделяющий второй компонент выбран с обеспечением выделения заданного количества теплоты под действием восстановительной реакционной среды или окислительной реакционной среды или совместно восстановительной и окислительной реакционной среды, при этом указанный тепловыделяющий компонент не способствует образованию кокса или образованию нежелательных продуктов в реакционных условиях, оптимальных для функционирования указанного каталитического первого компонента. 12. Способ по п.10, отличающийся тем, что указанный тепловыделяющий второй компонент содержит металл, выбранный из группы, состоящей из меди, хрома, молибдена, ванадия, церия, иттрия, скандия, вольфрама, марганца, железа, кобальта, никеля, серебра, висмута и их комбинаций, при этом указанный металл нанесен на подложку, выбранную из группы, состоящей из оксидов алюминия, гидроксидов алюминия, тригидроксида алюминия, бемита, псевдо-бемита, гиббсита, байерита, переходных оксидов алюминия, альфа-оксида алюминия, гамма-оксида алюминия, оксидов алюминия/кремния, оксида кремния, силикатов, алюминатов, алюмината кальция, гексаалюмината бария, кальцинированных гидротальцитов, цеолитов, оксида цинка, оксидов хрома, оксидов магния и их комбинаций. 13. Способ по п.10, отличающийся тем, что указанный тепловыделяющий второй компонент содержит соединение меди на подложке из алюмината кальция. 14. Способ по п.12, отличающийся тем, что указанный тепловыделяющий второй компонент дополнительно содержит промотор, такой как щелочной или щелочно-земельный металл, литий, натрий, калий, рубидий, цезий, бериллий, магний, кальций, стронций, цирконий, барий и их комбинации. 15. Способ по п.12, отличающийся тем, что указанный тепловыделяющий второй компонент содержит металл с концентрацией от примерно 1 мас.% до примерно 100 мас.% в расчете на общую массу тепловыделяющего второго компонента. 16. Способ по п.15, отличающийся тем, что указанный тепловыделяющий второй компонент содержит металл с концентрацией от примерно 2 мас.% до примерно 40 мас.% в расчете на общую массу тепловыделяющего второго компонента. 17. Способ по п.16, отличающийся тем, что указанный тепловыделяющий второй компонент содержит металл с концентрацией от примерно 5 мас.% до примерно 10 мас.% в расчете на общую массу тепловыделяющего второго компонента. 18. Способ эндотермической конверсии углеводородов, включающий стадию конверсии с поглощением заданного количества теплоты при взаимодействии углеводорода с каталитическим первым компонентом в каталитическом слое и стадию регенерации слоя катализатора,при этом указанный слой катализатора дополнительно содержит тепловыделяющий второй компонент и, необязательно, инертное вещество,при этом указанный тепловыделяющий второй компонент на стадии регенерации выделяет некоторое количество теплоты под действием восстановительной реакционной среды или окислительной реакционной среды или совместно восстановительной и окислительной реакционной среды, которое меньше или равно количеству теплоты, поглощаемому при реакции указанного углеводорода с указанным каталитическим первым компонентом,причем указанный каталитический первый компонент физически смешан с указанным тепловыделяющим вторым компонентом, так что на стадии конверсии первый каталитический компонент сущест- 10018474 венно нагрет вторым тепловыделяющим компонентом, вследствие чего первый каталитический компонент демонстрирует улучшенную конверсию. 19. Способ по п.18, отличающийся тем, что указанный каталитический первый компонент представляет собой катализатор дегидрирования, а указанный тепловыделяющий второй компонент содержит соединение меди на подложке из алюмината кальция, при этом указанное необязательно присутствующее инертное вещество представляет собой альфа-оксид алюминия. 20. Способ по п.18, отличающийся тем, что указанный каталитический первый компонент физически смешан с указанным тепловыделяющим вторым компонентом и необязательно с указанным инертным веществом.