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由废塑料原料生产聚丙烯的方法与流程

2021-08-31 17:43:00 来源:中国专利 TAG:
本发明涉及由源自废塑料原料的产品生产聚丙烯的方法。具体地,本发明涉及在提高的聚丙烯碳效率下由源自废塑料原料的产品生产聚丙烯。
背景技术
:目前,作为废物的塑料材料的处置带来了越来越严重的环境问题。随着全球人口的增长和人均塑料材料使用量的增加,无论是工业用途还是消费用途,作为废物产生的塑料材料量都达到了一定水平,使得其处置方法中影响深远的创新正迅速地变得必要起来。具体地,非常希望这些创新也有助于减少不利于环境的问题,如化石碳的利用以及进入大气的碳排放。目前,在许多情况下,废塑料通过焚烧处理(导致大气碳排放)、丢弃至垃圾填埋场或乱扔到陆地和海洋中。这些不希望的废物处理越来越遭到社会反对。因此,工业发展的一个目标是寻找处理这些废塑料的方法以克服上述异议。实现这一目标的一种方法是通过化学转化过程将废塑料加工成可用于重新生产塑料的原料。这种路线不仅允许废物再利用(解决与之相关的上述问题),而且还可以替代塑料生产中应用的常规原料。生产塑料的一种特定路线,也是目前为止最广泛使用的方法,是首先将化石石油或天然气衍生物加工成塑料的构成要素,和进一步通过聚合方法将这些构成要素转化为塑料。这方面的一个典型例子是包括通过对石脑油范畴的化石石油衍生物进行蒸汽裂解来制备这些构成要素(也称为单体)。这些单体具体包括低级单烯烃和二烯烃化合物如乙烯和丙烯以及其它有价值的化学构成要素如芳烃和含氧化合物产品。这些烯烃类化合物大规模地聚合成聚烯烃材料,特别是聚乙烯和聚丙烯材料。由于按上述路线生产聚乙烯和聚丙烯占全球塑料生产的主要部分,并且生产能力逐年增长,因此这条路线特别适合于利用废塑料基原料物流转化为新的聚合物材料。这种路线可提供将塑料转化为塑料的手段,也可称为循环塑料加工。为了能够将废塑料加工成蒸汽裂解操作的原料,必须以一定方式为蒸汽裂解装置提供原料,从而可在最高效率和可持续条件下操作裂解过程。在这种情况下,高的裂解效率意味着裂解条件导致丙烯最大化生产,而丙烯是蒸汽裂解装置产品列表的一部分。蒸汽裂解包括在一定时间内,在高流速下使混合化学结构的烃原料物流经受高温。作为这些条件的结果,原料物流中的化合物发生热降解,导致一些所需要的化合物可直接或通过进一步化学转化过程进入工业用途。作为一种产品,丙烯通常是形成这种蒸汽裂解方法中形成的部分产品的产品之一。在本发明的背景中,蒸汽裂解的可持续条件意味着蒸汽裂解的发生条件和原料物流组成使得所述裂解方法在工业上作为连续过程运行时的运行时长尽可能长,随后形成焦炭或因污染物和/或操作条件而结垢(所述污染物通常沉积于现有技术的蒸汽裂解装置中通常应用的管的内部),迫使操作停止和必须清洗反应管。该运行时长在很大程度上取决于原料组成和裂解条件,和希望尽可能长以使装置经济地操作。丙烯作为蒸汽裂解过程的产品组合物的一部分获得,在经过分离步骤分离到所需纯度后,通过聚合工艺转化为聚丙烯产品。现在本发明的目的是提供一种方法,该方法允许以最大效率利用源自废塑料物流的碳生产聚丙烯。技术实现要素:按照本发明,通过由废塑料原料生产丙烯基聚合物的方法实现了上述目的,所述方法包括以下顺序的步骤:(a)提供由废塑料原料生产的热解油加氢处理获得的烃物流a;(b)任选提供烃物流b;(c)将含部分烃物流a和任选的部分烃物流b的原料c提供给包括裂解盘管的热裂解炉;(d)在蒸汽存在下实施热裂解操作以获得裂解烃物流d;(e)将裂解烃物流d供给分离单元;(f)在分离单元中实施分离操作以获得包含丙烯的产品物流e;(g)将产品物流e供给聚合反应器;和(h)在聚合反应器中实施聚合反应以获得丙烯基聚合物;其中在步骤(d)中:盘管出口温度为≥800和≤850℃、优选≥805和≤835℃;和蒸汽与原料c的重量比为>0.3和<0.8。本发明的方法允许优化返回聚丙烯的废塑料材料量,所述聚丙烯作为方法输出而生产。该量越高(即转化为所生产的聚丙烯的废塑料材料中存在的化学构成要素的量越高),该方法的可持续性足迹越好。所述方法允许循环应用塑料。另外,所述方法允许提高聚丙烯的生产效率,这是因为在裂解烃物流d中的丙烯分率增加。本发明方法的另一个优点在于降低了聚丙烯的总能耗。在本发明的上下文中,聚丙烯也称为丙烯基聚合物,这两个术语可互换使用。按照本发明,所述聚丙烯或丙烯基聚合物例如可以理解为相对于聚合物重量含>50wt%、优选>60wt%、更优选>70wt%、甚至更优选>80wt%、仍甚至更优选>90wt%的衍生自丙烯的单体单元的聚合物。蒸汽与原料c的重量比例如可以为>0.35和<0.8、优选>0.35和<0.75、更优选>0.40和<0.70。本发明方法允许转化废塑料材料为聚丙烯产品。用于生产本发明方法的烃物流a的废塑料原料例如可以包括聚烯烃、聚酯、热塑性弹性体、聚氯乙烯、聚苯乙烯或聚碳酸酯。可用于生产烃物流a的废塑料原料可以为包含聚烯烃、聚酯、热塑性弹性体、聚氯乙烯、聚苯乙烯或聚碳酸酯的混合物。具体地,可用于生产烃物流a的废塑料原料可以为相对于废塑料原料总重量含>25.0wt%的聚烯烃的混合物。废塑料原料优选可以包含>40.0wt%、更优选>50.0wt%、甚至更优选>60.0wt%、或>70.0wt%的聚烯烃。废塑料原料可以包含一部分非热塑性材料。这种非热塑性材料例如可以是烃基材料如橡胶材料,但也可以是包括纸张、砂子和泥土的材料。本发明的优点是在生产聚丙烯的方法中,可以应用含至多10wt%、优选至多5.0wt%、更优选至多2.0wt%的选自纸张、砂子、泥土及其组合的材料的废塑料原料。这使得处理这种原料不需应用可能需要溶剂或清洁剂的清洁过程。例如,废塑料原料可以包含相对于废塑料原料总重量≤10.0wt%的为如下物质含量总和的组分:玻璃、纸张、金属、纸板、可堆肥废料、木材、石头、织物、橡胶材料和超吸收性卫生用品。相对于废塑料原料的总重量,废塑料原料例如可以包含≥90.0wt%的聚合材料。废塑料原料例如可以包含一定量的聚酯。例如,废塑料原料可以包含<20.0wt%、优选<15.0wt%、更优选<10.0wt%、甚至更优选<5.0wt%、甚至进一步优选<2.0wt%的聚酯。在某些实施方案中废塑料原料可以不含聚酯。通常可以在例如用于制备本发明方法中应用的烃物流a的废塑料原料中存在的特定类型的聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯,其也称为pet。废塑料原料例如可以包含一定量的pet。例如,废塑料原料可以包含<20.0wt%、优选<15.0wt%、更优选<10.0wt%、甚至更优选<5.0wt%、甚至进一步优选<2.0wt%的pet。在某些实施方案中废塑料原料可以不含pet。聚酯如pet在其聚合链中含有氧原子。由于提供给热裂解炉的化合物中的过量氧原子有可能导致包括从热裂解炉排出的裂解烃物流d的下游处理中的结垢和腐蚀等问题,烃物流a中含氧原子化合物的存在受到一定限制。因此,希望控制甚至最小化用于制备烃流a的废塑料原料中的含氧聚合物的量。废塑料原料例如可以包含一定量的聚酰胺。例如,废塑料原料可以包含<20.0wt%、优选<15.0wt%、更优选<10.0wt%、甚至更优选<5.0wt%、甚至进一步优选<2.0wt%的聚酰胺。在某些实施方案中废塑料原料可以不含聚酰胺。通常可以在例如用于制备本发明方法中应用的烃物流a的废塑料原料中存在的特定类型的聚酰胺为聚酰胺6和聚酰胺6,6,其也分别可以称为pa6和pa66。废塑料原料例如可以包含一定量的pa6或pa66。例如,废塑料原料可以包含<20.0wt%、优选<15.0wt%、更优选<10.0wt%、甚至更优选<5.0wt%、甚至进一步优选<2.0wt%的pa6和pa66总量。在某些实施方案中废塑料原料可以不含pa6和/或pa66。废塑料原料例如可以包含一定量的聚氯乙烯,其也可以称为pvc。例如,废塑料原料可以包含<5.0wt%、优选<2.0wt%、更优选<1.0wt%、甚至更优选<0.5wt%、甚至进一步优选<0.1wt%的pvc。在某些实施方案中废塑料原料可以不含pvc。相对于废塑料原料中聚合材料总重量,废塑料原料例如可以包含:·<20.0wt%、优选<10.0wt%的聚酯;和/或·<20.0wt%、优选<10.0wt%的聚酰胺;和/或·<2.0wt%、优选<1.0wt%的聚氯乙烯。所给出的废塑料原料中聚酯、聚酰胺和pvc的百分比应理解为废塑料原料中存在的聚合材料总重量的重量百分比。废塑料原料还可以包含一定量的水分,例如废塑料原料可以包含至多20.0wt%的水分、优选至多10.0wt%、更优选至多5.0wt%。本发明方法允许裂解烃物流d具有特别高的丙烯含量。裂解产物中丙烯含量越高,过程的聚丙烯效率越好。优选的是烃物流a的初沸点>25℃和终沸点<350℃,其中所述初沸点和终沸点按astmd86(2012)确定。烃物流a的初沸点例如可以为>25℃、优选>30℃、更优选>35℃、甚至更优选>40℃。烃物流a的初沸点例如可以为<100℃、优选<90℃、更优选<80℃、甚至更优选<70℃、或<60℃、或<50℃。烃物流a的初沸点例如可以为>25℃和<100℃、优选>35℃和<80℃。烃物流a的终沸点例如可以为<350℃、优选<325℃、更优选<300℃、甚至更优选<275℃、甚至更优选<250℃、或<225℃、或<200℃。烃物流a的终沸点例如可以为>150℃、优选>175℃、更优选>200℃、甚至更优选>250℃、或>275℃、或>300℃。烃物流a的终沸点例如可以为>150℃和<350℃、优选>200℃和<325℃、更优选>200℃和<300℃。烃物流a为通过处理废塑料原料获得的材料物流。例如,烃物流a可以通过在热解单元中处理废塑料物流、随后加氢处理由热解单元获得的产品来获得。这种热解单元可以为连续操作单元,其中将废塑料物流连续供应给所述单元和从所述单元至少连续获得含热解产品的液态物流。替代地,这种热解单元可以间歇操作,其中将一定量废塑料引入所述单元,经受热解条件和随后从所述单元至少获得含热解产品的液态物流。在热解单元中实施的热解过程可以为低苛刻度的热解过程或高苛刻度的热解过程。在低苛刻度热解过程中,热解可以在温度≥250℃和≤450℃、优选≥275℃和≤425℃、更优选≥300℃和≤400℃下实施。替代地,热解过程可以为在温度≥450℃和≤750℃、优选≥500℃和≤700℃、更优选≥550℃和≤650℃下实施的高苛刻度方法。热解过程可以为催化过程。在这种热解过程中,例如可以应用一定量的沸石催化剂如zsm-5沸石催化剂。在这种热解过程中,例如可以应用一定量的废fcc催化剂。具体地,可以应用含一定量zsm-5催化剂和一定量废fcc催化剂的组合物。例如,可以应用含一定量zsm-5和一定量废fcc催化剂的组合物,其中废fcc催化剂与zsm-5催化剂的重量比为0.5-5.0,如1.0-3.0。从热解过程中可以获得液态烃物流。所述液态烃物流例如可以包含一定量的正链烷烃、一定量的异链烷烃、一定量的烯烃、一定量的环烷烃和/或一定量的芳烃。所述液态烃物流例如可以包含一定量的正链烷烃、一定量的异链烷烃、一定量的烯烃、一定量的环烷烃和一定量的芳烃。在本发明的上下文中,可在热解过程的液态烃物流中存在的正链烷烃例如可以包括具有3-40个碳原子的正烷烃。可在热解过程的液态烃物流中存在的异链烷烃例如可以包括3-40个碳原子。可在热解过程的液态烃物流中存在的环烷烃例如可以包括3-40个碳原子。可在热解过程的液态烃物流中存在的芳烃例如可以包括6-40个碳原子。相对于热解过程的液态烃物流的总重量,热解过程的液态烃物流例如可以包含≥25.0和≤95.0wt%的正链烷烃。热解过程的液态烃物流优选包含≥25.0和≤80.0wt%、更优选≥25.0和≤70.0wt%、甚至更优选≥25.0和≤50.0wt%的正链烷烃。相对于热解过程的液态烃物流的总重量,热解过程的液态烃物流例如可包含≥5.0和≤40.0wt%的异链烷烃。热解过程的液态烃物流优选包含≥5.0和≤30.0wt%、更优选≥7.5wt%和≤25.0wt%的异链烷烃。相对于热解过程的液态烃物流的总重量,热解过程的液态烃物流例如可以包含≤50.0wt%的烯烃。热解过程的液态烃物流优选包含≤40.0wt%、更优选≤35.0wt%、甚至更优选≤30.0wt%的烯烃。相对于热解过程的液态烃物流的总重量,热解过程的液态烃物流例如可以包含≥5.0和≤50.0wt%的烯烃。热解过程的液态烃物流优选包含≥10.0和≤40.0wt%、更优选≥15.0和≤35.0wt%的烯烃。相对于热解过程的液态烃物流的总重量,热解过程的液态烃物流例如可以包含≥5.0和≤20.0wt%的环烷烃。热解过程的液态烃物流优选包含≥5.0和≤15.0wt%、更优选≥7.5wt%和≤15.0wt%的环烷烃。相对于热解过程的液态烃物流的总重量,热解过程的液态烃物流例如可以包含≥5.0和≤15.0wt%的芳烃。热解过程的液态烃物流优选包含≥5.0和≤12.5wt%、更优选≥7.5wt%和≤12.5wt%的芳烃。相对于热解过程的液态烃物流的总重量,热解过程的液态烃物流例如可以包含:·≥25.0和≤95.0wt%、优选≥25.0和≤70.0wt%、更优选≥25.0和≤50.0wt%的正链烷烃;和/或·≥5.0和≤20.0wt%、优选≥5.0和≤15.0wt%、更优选≥7.5和≤15.0wt%的异链烷烃;和/或·≥5.0和≤50.0wt%、优选≥10.0和≤40.0wt%、更优选≥15.0和≤35.0wt%的烯烃;和/或·≥5.0和≤20.0wt%、优选≥5.0和≤15.0wt%、更优选≥7.5和≤15.0wt%的环烷烃;和/或·≥5.0和≤15.0wt%、优选≥5.0和≤12.5wt%、更优选≥7.5和≤12.5wt%的芳烃。在本发明的上下文中,原子氯含量应理解为在烃物流中在分子中存在的氯原子的总重量为烃物流总重量的分数。同样,原子氮含量应理解为在烃物流中在分子中存在的氮原子的总重量为烃物流总重量的分数。热解过程的液态烃物流例如可以包含一定量的污染物。例如,热解过程的液态烃物流可以包含一定量的含氯原子的化合物。含氯原子的化合物的量可以表示为热解过程的液态烃物流的原子氯含量。例如,按astmuop779-08确定,热解过程的液态烃物流的原子氯含量可以为<800ppmw、优选<700ppm、更优选<600ppm、甚至更优选<500ppm、甚至更优选<400ppm。热解过程的液态烃物流可以包含一定量的含氮原子的化合物。含氮原子的化合物的量可以表示为热解过程的液态烃物流的原子氮含量。例如,按astmd5762(2012)确定,热解过程的液态烃物流的原子氮含量可以为<1600ppmw、优选<1500ppm、更优选<1400ppm、甚至更优选<1300ppm、甚至更优选<1200ppm、或<1100ppm、或<1000ppm。例如,按astmd4629(2017)确定,热解过程的液态烃物流的原子氮含量可以为<100ppmw。热解过程的液态烃物流可以包含一定量的烯属不饱和化合物。烯属不饱和化合物含量的一个指标是烃物流的溴值。溴值指按astmd1159-07(2012)的条件进行测试时,与100g烃样品反应的以g计的溴量。例如,正如本发明方法中所应用的,热解过程的液态烃物流的溴值可以为<100、优选<95、更优选<90、甚至更优选<85。热解过程的液态烃物流可以经受加氢处理过程以形成烃物流a,后者可以提供给本发明的制备丙烯基聚合物的方法。这种加氢处理过程可以为使热解过程的液态烃物流例如在催化剂存在下加氢的过程。加氢处理过程可以包括加氢、加氢裂化、加氢脱芳构化、加氢脱硫和加氢脱氮。加氢处理可在200-500℃温度下操作的反应容器中实施。加氢处理可在至多25mpa、优选至多20mpa的压力下实施。可以将由加氢处理获得的液体产品作为烃物流a提供给本发明方法。所述烃物流a例如可以包含一定量的正链烷烃、一定量的异链烷烃、一定量的烯烃、一定量的环烷烃和/或一定量的芳烃。所述液态烃物流例如可以包含一定量的正链烷烃、一定量的异链烷烃、一定量的烯烃、一定量的环烷烃和一定量的芳烃。在本发明上下文中,可在烃物流a中存在的正链烷烃例如可以包括具有3-40个碳原子的正构烷烃。可在烃物流a中存在的异链烷烃例如可以具有3-40个碳原子。可在烃物流a中存在的环烷烃例如可以具有3-40个碳原子。可在烃物流a中存在的芳烃例如可以具有6-40个碳原子。相对于烃物流a的总重量,烃物流a例如可以包含≥25.0和≤95.0wt%的正链烷烃。烃物流a优选包含≥25.0和≤80.0wt%的正链烷烃,更优选≥25.0和≤70.0wt%。相对于烃物流a的总重量,烃物流a例如可以包含≥5.0和≤70.0wt%的异链烷烃。烃物流a优选包含≥5.0和≤50.0wt%的异链烷烃,更优选≥7.5wt%和≤40.0wt%。相对于烃物流a的总重量,烃物流a例如可以包含≤5.0wt%的烯烃。烃物流a优选包含≤2.0wt%的烯烃,更优选≤1.0wt%。相对于烃物流a的总重量,烃物流a例如可以包含≥5.0和≤20.0wt%的环烷烃。烃物流a优选包含≥5.0和≤15.0wt%的环烷烃,更优选≥7.5wt%和≤15.0wt%。相对于烃物流a的总重量,烃物流a例如可以包含≥5.0和≤15.0wt%的芳烃。烃物流a优选包含≥5.0和≤12.5wt%的芳烃,更优选≥7.5wt%和≤12.5wt%。相对于烃物流a的总重量,烃物流a例如可以包含:·≥25.0和≤95.0wt%、优选≥25.0和≤80.0wt%、更优选≥25.0和≤70.0wt%的正链烷烃;和/或·≥5.0和≤70.0wt%、优选≥5.0和≤50.0wt%、更优选≥7.5和≤40.0wt%的异链烷烃;和/或·≤5.0wt%、优选≤2.0wt%、更优选1.0wt%的烯烃;和/或·≥5.0和≤20.0wt%、优选≥5.0和≤15.0wt%、更优选≥7.5和≤15.0wt%的环烷烃;和/或·≥5.0和≤15.0wt%、优选≥5.0和≤12.5wt%、更优选≥7.5和≤12.5wt%的芳烃。烃物流a例如可以包含一定量的污染物。例如,烃物流a可以包含一定量的含氯原子的化合物。含氯原子的化合物的量可以表示为烃物流a的原子氯含量。例如,按astmuop779-08测定,烃物流a的原子氯含量可以为<10ppmw、优选<5ppmw、更优选<2ppmw。烃物流a可以包含一定量的含氮原子的化合物。含氮原子的化合物的量可以表示为烃物流a的原子氮含量。例如,按astmd4629(2017)测定,烃物流a的原子氮含量可以为<50ppmw、优选<10ppmw、更优选<5ppmw、甚至更优选<2ppmw。烃物流a可以包含一定量的烯属不饱和化合物。烯属不饱和化合物量的一个指标是烃物流的溴值。溴值指当在astmd1159-07(2012)的条件下测试时,与100g烃样品反应的以g表示的溴量。例如,正如本发明方法中所应用的,烃物流a的溴值可以为<10、优选<7.5、更优选<5.0、甚至更优选<3.0、甚至更优选<1.0。烃物流a可以包含一定量的含硫化合物。含硫化合物的量可以按astmd5453(2012)作为总硫含量来确定。例如,烃物流a的总硫含量可以为<500ppm、优选<300ppm、更优选<100ppm、甚至更优选<50ppm。必须理解,这里以ppm表示的所有数值均指每百万重量份的份数。优选的是烃物流b的初沸点>25℃和终沸点<350℃,其中所述初沸点和终沸点按astmd86(2012)确定。烃物流b的初沸点例如可以为>25℃、优选>30℃、更优选>35℃、甚至更优选>40℃。烃物流b的初沸点例如可以为<100℃、优选<90℃、更优选<80℃、甚至更优选<70℃、或<60℃、或<50℃。烃物流b的终沸点例如可以为<350℃、优选<325℃、更优选<300℃、甚至更优选<275℃、甚至更优选<250℃、或<225℃、或<200℃。烃物流b的终沸点例如可以为>150℃、优选>175℃、更优选>200℃、甚至更优选>250℃、或>275℃、或>300℃。相对于烃物流b的总重量,烃物流b例如可以包含≥25.0和≤95.0wt%的正链烷烃。烃物流b优选包含≥25.0和≤80.0wt%、更优选≥25.0和≤50.0wt%的正链烷烃。相对于烃物流b的总重量,烃物流b例如可以包含≥5.0和≤40.0wt%的异链烷烃。烃物流b优选包含≥5.0和≤30.0wt%、更优选≥7.5wt%和≤25.0wt%的异链烷烃。相对于烃物流b的总重量,烃物流b例如可以包含≤2.0wt%的烯烃。烃物流b优选包含≤1.5wt%、更优选≤1.0wt%、甚至更优选≤0.5wt%的烯烃。相对于烃物流b的总重量,烃物流b例如可以包含≥0.01和≤2.0wt%的烯烃。烃物流b优选包含≥0.01和≤1.5wt%、更优选≥0.01和≤1.0wt%的烯烃。相对于烃物流b的总重量,烃物流b例如可以包含≥0.5和≤50.0wt%的环烷烃。烃物流b优选包含≥5.0和≤40.0wt%、更优选≥7.5wt%和≤30.0wt%的环烷烃。相对于烃物流b的总重量,烃物流b例如可以包含≥0.5和≤50.0wt%的芳烃。烃物流b优选包含≥5.0和≤25.0wt%、更优选≥7.5wt%和≤20.0wt%的芳烃。相对于烃物流b的总重量,烃物流b例如可以包含:·≥25.0和≤95.0wt%、优选≥25.0和≤80.0wt%、更优选≥25.0和≤50.0wt%的正链烷烃;和/或·≥5.0和≤40.0wt%、优选≥5.0和≤30.0wt%、更优选≥7.5和≤25.0wt%的异链烷烃;和/或·≤2.0wt%、优选≥0.01和≤1.5wt%、更优选≥0.01和≤1.0wt%的烯烃;和/或·≥0.5和≤50.0wt%、优选≥5.0和≤40.0wt%、更优选≥7.5和≤30.0wt%的环烷烃;和/或·≥0.5和≤50.0wt%、优选≥5.0和≤25.0wt%、更优选≥7.5和≤20.0wt%的芳烃。原料c中烯烃的分率fo,c可以按下式计算:fo,c=fo,a*fa,c fo,b*fb,c其中:·fo,c为相对于原料c的总重量以wt%表示的原料c中烯烃的重量分率;·fo,a为相对于烃物流a的总重量以wt%表示的烃物流a中烯烃的重量分率;·fo,b为相对于烃物流b的总重量以wt%表示的烃物流b中烯烃的重量分率;·fa,c为相对于原料c的总重量原料c中烃物流a的重量分率;和·fb,c为相对于原料c的总重量原料c中烃物流b的重量分率。优选的是相对于原料c的总重量,原料c中的烯烃分率fo,c≤2.0、优选≤1.8、更优选≤1.6、甚至更优选≤1.5wt%。提供给热裂解炉的原料c包含部分烃物流a和部分烃物流b。原料c可以通过一个或多个入口提供给热裂解炉,其中在进入热裂解炉之前使部分烃物流a和部分烃物流b混合。替代地,可以将原料c以一定方式提供给热裂解炉,从而使部分烃物流a和部分烃物流b通过单独的入口进入裂解炉。原料c例如可以为包含部分烃物流a和部分烃物流b的预混组合物,其中原料c作为混合物通过一个或多个入口提供给热裂解炉,或替代地可以为烃物流a和烃物流b的总量,其中原料c作为a和b的单独物流通过各物流的一个或多个入口提供给热裂解炉。在本发明的方法中,蒸汽裂解炉的盘管出口温度(cot)≥800和≤870℃、优选≥810和≤870℃、更优选≥820和≤870℃。在这种cot温度范围内操作裂解炉允许原料裂解为所需产品列表,同时确保裂解炉的可持续的和持久的操作。相对于原料c的总重量,原料c例如可以包含≤99.0wt%、或≤95.0wt%、或≤90.0wt%量的烃物流a,例如≤75.0wt%、例如≤60.0wt%、例如≤50.0wt%、例如≤40.0wt%、例如≤25.0wt%、例如≤20.0wt%、例如≤10.0wt%。原料c例如可以包含的烃物流a量≥5.0wt%、优选≥10.0wt%、更优选≥20.0wt%、甚至更优选≥30.0wt%、甚至更优选≥40.0wt%、甚至更优选≥50.0wt%、或≥70.0wt%、或≥90.0wt%。原料c例如可以包含≥5.0和≤99.0wt%的烃物流a、优选≥5.0和≤95.0wt%、更优选≥5.0和≤90.0wt%、更优选≥10.0和≤75.0wt%、更优选≥20.0和≤60.0wt%。在某些实施方案中,原料c可以由烃物流a组成。本发明方法的这种操作有一个好处,即允许使用由热解单元之后的加氢处理步骤作为液态物流获得的烃物流a。这允许作为热裂解炉的大部分原料转化废塑料,从而有助于将废塑料转化为新聚丙烯的过程经济性。例如,原料c可以包含的烃物流a量≥5.0和≤90.0wt%,优选≥10.0和≤75.0wt%,更优选≥20.0和≤60.0wt%,或可以由烃物流a组成,其中烃物流a优选作为液态物流由加氢处理单元获得。在这个实施方案中,烃物流a可以具有:·按astmuop779-08确定的原子氯含量<10ppmw;和/或·按astmd5762(2012)确定的原子氮含量<50ppmw;和/或·按astmd1159-07(2012)确定的溴值<10;和/或·按astmd5453(2012)确定的硫含量<500ppm。实施热裂解操作(d)之后,由热裂解炉获得裂解烃物流d。裂解烃物流d的组成取决于原料物流c的组成。裂解烃物流通常包含单烯烃如乙烯、丙烯、丁烯、二烯烃如丁二烯和芳族化合物。从优化过程利用的角度,希望裂解烃物流d中乙烯和丙烯的量是高的。相对于物流d的总重量,裂解烃物流d例如可以包含≥40.0wt%的乙烯和丙烯总量。物流d可以优选包含≥45.0wt%的乙烯和丙烯总量、更优选≥50.0wt%的乙烯和丙烯总量。本发明方法允许生产特别高的丙烯量作为裂解烃物流d的一部分。例如,物流d中的丙烯量可以≥10.0wt%、优选≥12.5wt%、更优选≥15.0wt%。离开热裂解炉后,可将裂解烃物流d供应给分离单元。在分离单元中,实施分离操作以获得包含丙烯的产品物流e。在某些实施方案中,相对于产品物流的总重量,产品物流e可优选包含>50.0vol%的丙烯。在这种实施方案中,产品物流e例如可以包含≤50.0vol%丙烷。这种组成的产品物流e可以在如生产异丙苯的化学方法中用作原料。在某些实施方案中,相对于产品物流的总重量,产品物流e可以优选包含>94.0vol%的丙烯。在这种实施方案中,产品物流e例如可以包含≤6.0vol%丙烷。优选的是产品物流e包含≤2500ppmv的乙烷和甲烷总量。这种组成的产品物流e可以在如生产丙烯腈或异丙苯的化学方法中用作原料。优选的是相对于产品物流e的总重量,产品物流e包含≥95.0vol%、更优选≥98.0vol%的丙烯。优选的是产品物流e包含≤500ppmv的甲烷。优选的是产品物流e包含≤5ppmv的氧。要求这种高纯度以在不干扰聚合工艺的情况下实施后续聚合。例如,产品物流e中过量杂质的存在可能会导致催化聚合过程中催化剂失活。分离操作(f)之后,将所获得的产品物流e供应给聚合反应器。在这种聚合反应器中,实施聚合反应(h)以获得丙烯基聚合物。所述聚合反应可为溶液聚合反应、气相聚合反应或浆液聚合反应。步骤(h)的聚合反应可以应用单个反应器实施,或替代地应用多个反应器如串联设置的多个反应器实施。在包含多个反应器的这种排布中,每个反应器均可以独立地为气相聚合反应器、浆液聚合反应器或溶液聚合反应器。这种排布中每个反应器可以进料不同的单体或聚合反应物如烯烃或弹性体,以生产丙烯基均聚物、共聚物或聚丙烯-弹性体共聚物。在一个特定的实施方案中,步骤(h)的聚合反应为气相聚合工艺。这种气相聚合工艺可以在用于丙烯聚合的催化剂体系存在下实施。这种催化剂体系例如可以为ziegler-natta类催化剂体系、单点位类催化剂体系如茂金属类催化剂体系,或现有技术中已知的适合于在气相方法中进行丙烯聚合的任何催化剂体系。这种气相聚合方法可以为均聚方法或共聚方法。例如在这种共聚方法中可以应用乙烯、1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯或1-辛烯作为共聚单体。当实施共聚时,例如应用乙烯作共聚单体的共聚,以最终转化为丙烯基聚合物的源自废塑料原料的碳原子分率表示的整个方法的效率甚至更优,这是因为共聚单体(特别是乙烯)可以源自本发明方法步骤(d)的裂解并因此也可以源自废塑料原料的结果,使得转化为新聚合物的废塑料的分率增加,从而有助于方法的整个循环。可用于本发明步骤(h)的聚合反应的特定气相聚合工艺为流化床聚合方法。在这种方法中,所形成的聚丙烯颗粒在反应发生期间,通过反应气体(包括丙烯)的向上流动保持流化状态,其中一旦确定颗粒达到了所需聚合程度,则它们与气体介质一起从反应器中排出,随后气体与所形成的颗粒分离,并作为反应物与补充物流一起循环补偿反应物消耗。这种流化床方法是特别优选的,因为其允许在相对中等水平的能量消耗并需要相对中等的投资水平使丙烯聚合。因此,对于本方法的步骤(h)的聚合反应,应用流化床气相聚合方法可能由于降低的能量需求而有利于本发明方法的总碳效率。在本发明的某些实施方案中,步骤(h)中的聚合反应例如可以为:i.在用于丙烯聚合的催化剂体系存在下实施的气相聚合工艺;ii.在用于丙烯聚合的催化剂体系存在下实施的溶液聚合工艺;iii.在用于丙烯聚合的催化剂体系存在下实施的浆液聚合工艺;或iv.包括i至iii多种工艺的工艺。在某些实施方案中,本发明还涉及由废塑料原料生产丙烯的方法,所述方法包括如下顺序的步骤:(a)提供由废塑料原料生产的热解油加氢处理获得的烃物流a;(b)任选提供烃物流b;(c)将含部分烃物流a和任选的部分烃物流b的原料c提供给包括裂解盘管的热裂解炉;(d)在蒸汽存在下实施热裂解操作以获得裂解烃物流d;(e)将裂解烃物流d供给分离单元;和(f)在分离单元中实施分离操作以获得包含丙烯的产品物流e;其中在步骤(d)中:·盘管出口温度>800和<850℃、优选≥805和≤835℃;和·蒸汽与组合物c的重量比为>0.3和<0.8。在这个实施方案中,烃物流a例如可以具有:·按astmd86(2012)确定的初沸点>25℃;·按astmd86(2012)确定的终沸点<350℃;·按astmuop779-08确定的原子氯含量<10ppmw;·按astmd4629(2017)确定的原子氮含量<50ppmw;和/或·按astmd1159-07(2012)确定的溴值<10,和/或·按astmd5453(2012)确定的总硫含量<500ppm。另外,在这个实施方案中,在步骤(c)中,原料c可以由烃物流a组成,或者相对于原料c的总重量,原料c可以包含≥5.0和≤90.0wt%、优选≥20.0和≤60.0wt%的烃物流a。下面通过如下非限定性实施例描述本发明。通过使用spyro6.5软件包(可由technip/pyrotec获得的商用模拟软件包)作为模拟软件,对各种原料的蒸汽裂解操作进行模拟,获得了实施例的如下数据。应用具有下表1所示组成的原料进行模拟。表1:在spyro6.5模拟中应用的原料组成ffht正链烷烃3051异链烷烃3230烯烃00.7环烷烃198芳烃1910其中的百分比按各馏分相对于原料总重量的重量百分比表示。ff为石脑油范畴的常规化石原料,对应于本发明中定义的烃物流b。ht为由废塑料热解获得的液态物流加氢处理获得的液态物流原料,对应于本发明中定义的烃物流a。应用上述原料,按下表2中列出的条件应用spyro6.5软件包进行大量计算。表2:在spyro6.5中的模拟条件实验原料cots/o1a100%ff8100.351b5.0%ht;95.0%ff8100.351c10.0%py;90.0%ff8100.351d100%ht8100.352a100%ff8200.352b5.0%py;95.0%ff8200.352c10.0%py;90.0%ff8200.352d100%ht8200.353a100%ff8400.353b5.0%py;95.0%ff8400.353c10.0%py;90.0%ff8400.353d100%ht8400.354a100%ff8600.354b5.0%py;95.0%ff8600.354c10.0%py;90.0%ff8600.354d100%ht8600.35其中:·原料为原料c的组成,其中所述百分比为相对于原料c总重量以wt%表示的每种原料的百分比。·cot为以℃表示的蒸汽裂解炉的盘管出口温度。·s/o为蒸汽与原料c的重量比。应用上述条件,模型计算提供了所列每个实验的裂解操作的产品组成,结果如下表所示。实验c3=c3=增加能量节约1a14.141b14.260.84%0.26%1c14.381.70%0.53%1d16.4616.41%3.93%2a13.602b13.720.88%0.31%2c13.831.70%0.62%2d15.8316.40%4.58%3a12.173b12.280.90%0.37%3c12.381.72%0.74%3d14.2316.93%6.06%4a10.344b10.430.87%0.44%4c10.531.83%0.88%4d12.2017.99%7.75%其中:·c3=为作为裂解烃物流一部分以wt%表示的丙烯,对应于本发明中定义的裂解烃物流d。·c3=增加为作为裂解烃物流的一部分相比于应用100%原料ff产生的丙烯以wt%表示的丙烯增加。·能量节约为在裂解操作中按每吨所产丙烯以gj表示的燃料气消耗减少,相比于应用100%原料ff时的能耗以%表示。正如上述裂解装置模型的结果所示,本发明方法允许优化聚丙烯的产率和减少生产聚丙烯的能耗,同时由于原料基于废塑料而允许循环使用废塑料。当前第1页12
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