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通过部分氧化气化处理重质热解产物的制作方法

2022-09-15 07:04:16 来源:中国专利 TAG:

通过部分氧化气化处理重质热解产物


背景技术:

1.废料,尤其是不可生物降解的废料,在一次性使用后被处理到垃圾填埋场时会对环境造成负面影响。因此,从环境角度来看,期望回收尽可能多的废料。然而,从经济角度来看,回收废料可能具有挑战性。
2.最近,许多实体已经利用热解作为将含废物的原料转化成有用的下游产物的方式。然而,取决于热解原料的组成,热解过程可能产生含重质固体的残渣,其可能不适合或不理想地用于生产下游产物。因此,当热解含废物的原料时,这种不期望的热解残渣的下游处理一直是一个问题。


技术实现要素:

3.我们已经发现,使用某些气化炉和气化反应条件可以用来有效地将任何含固体的热解残渣转化成所需的最终产物。更特别地,我们已经发现,衍生自含塑料的原料的热解残渣可以在部分氧化(pox)气化炉中有效地处理以产生合成气。
4.在一个方面,本技术涉及用于形成回收成分合成气的方法。通常,该方法包括:(a)将热解进料引入热解单元中,其中该热解进料包含至少一种回收废塑料;(b)将热解进料的至少一部分热解,从而形成包含热解气和热解残渣流的的热解流出物,其中该热解残渣流包含至少1重量%的含碳固体含量和/或至少20重量%的c20 烃含量;和(c)将热解残渣流的至少一部分进料至部分氧化(pox)气化炉中。
5.在一个方面,本技术涉及用于形成回收成分合成气的方法。通常,该方法包括:(a)在热解单元中将热解进料热解,其中该热解进料包含至少一种回收废塑料;(b)从该热解单元中的第一位置除去热解炉底流并且从该热解单元中的第二位置除去热解气态流,其中该第一位置定位成低于该第二位置;和(c)将热解炉底流的至少一部分进料至部分氧化(pox)气化炉中。
附图说明
6.在此参考以下附图描述本发明的实施例,其中:
7.图1描述了可以至少部分地将一种或多种废塑料转化为各种热解衍生产物的示例性热解设施;
8.图2描述了可以至少部分地将一种或多种废塑料转化为各种有用热解衍生产物的另一示例性系统;
9.图3描述了可以至少部分地将一种或多种废塑料转化为各种有用热解衍生产物的另一示例性系统;
10.图4描述了用于处理废塑料的系统,该系统包括热解设施、部分氧化(pox)气化设施和裂化器设施;以及
11.图5提供了裂化器炉的示意图。
具体实施方式
12.当指示数字序列时,应理解,每个数字被修改成与第一数字或最后数字相同,并且处于“或”关系,即,每个数字视情况而定是“至少”或“至多”或“不超过”。例如,“至少10wt.%、20、30、40、50、75
…”
与“至少10wt.%,或至少20wt.%,或至少30wt.%,或至少40wt.%,或至少50wt.%,或至少75wt.%等”含义相同。
13.除非另有说明,所有浓度或量均以重量计。
14.以mpw表示的重量百分比是在加入任何稀释剂/溶液如盐或苛性碱溶液之前进料到第一阶段分离的mpw的重量。
15.在整个说明书中提及mpw也为颗粒塑料或mpw颗粒或减径塑料或送至分离过程的塑料原料提供了支持。例如,提及mpw中的成分的重量百分比也描述并支持了颗粒塑料或减径塑料或在将它们与苛性碱或盐溶液混合之前进料至第一阶段分离的塑料的那些相同重量百分比。
16.根据一个或多个实施例,提供了一种化学回收设施,其包括热解设施、部分氧化(pox)气化设施和/或裂化器设施。该组合设施被配置成生产至少一种回收成分产物。如本文所用,“化学回收”是指废塑料回收方法,其包括将废塑料聚合物化学转化成本身有用和/或用作另一化学生产方法的原料的较低分子量聚合物、低聚物、单体和/或非聚合物分子(例如氢和一氧化碳)的步骤。如本文所述的化学回收设施可用于将混合废塑料转化成用于形成多种最终用途材料的回收成分产物或化学中间体。
17.化学回收设施不是物理回收设施。如本文所用,术语“物理回收”(也称为“机械回收”)是指一种回收方法,其包括熔化废塑料并将熔化的塑料形成为新的中间产物(例如,粒料或片材)和/或新的最终产物(例如,瓶子)的步骤。通常,物理回收不会改变回收塑料的化学结构。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,本文所述的化学回收设施可以被配置成接收和处理来自物理回收设施的废物流和/或通常不能由物理回收设施处理的废物流。
18.图1描述了示例性热解设施10,其可用于至少部分地将一种或多种回收废物,特别是回收废塑料转化为各种有用的热解衍生产物,例如热解残渣、热解油和热解气。如本文所用,“热解设施”是指包括进行废塑料热解所需的所有设备、管线和控制器的设施。应当理解,图1中所示的热解设施仅仅是本公开内容可以在其中实施的系统的一个实例。本公开内容可以在期望将废塑料高效且有效地热解成各种期望的最终产物的各种各样的其他系统中应用。现在将更详细地描述图1中所示的示例性热解设施。
19.如图1所示,热解设施10可以包括废塑料源12,用于向系统10提供混合废塑料(“mpw”)和/或一种或多种废塑料。如本文所用,“混合废塑料”或mpw是指工业后(或消费前)塑料、消费后塑料或它们的混合物。塑料材料的示例包括但不限于聚酯、一种或多种聚烯烃(po)和聚氯乙烯(pvc)。此外,如本文所用,“废塑料”是指任何工业后(或消费前)和消费后塑料,例如但不限于聚酯、聚烯烃(po)和/或聚氯乙烯(pvc)。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,废塑料还可包括总计小于50,或总计小于40,或总计小于30,或总计小于20,或总计小于15,或总计小于10重量%,并且可选地可单独地占废塑料含量的小于30,或小于20,或小于15,或小于10,或小于1重量%的许多次要塑料组分(除了pet和聚烯烃之外)。
20.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,由塑料源12供应的mpw和/或废塑料
可源自城市固体废物流(“msw”)或作为城市固体废物流(“msw”)供应。
21.塑料源12可以包括料斗、储料箱、有轨车、长途运输拖车或任何其它可以容纳或储存废塑料的装置。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,塑料源12可以包括城市回收设施、工业设施、回收设施、商业设施、制造设施或其组合。
22.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,由塑料源12供应的mpw和/或废塑料可以是固体颗粒形式,例如碎片、薄片或粉末。在各种实施例中,由塑料源12供应的mpw可包括mpw颗粒。如本文所用,“mpw颗粒”是指平均粒径小于一英寸的mpw。mpw颗粒可以包括例如粉碎的塑料颗粒、切碎的塑料颗粒或塑料粒料。
23.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,由塑料源12供应的mpw和/或废塑料可包含至少50,或至少55,或至少60,或至少65,或至少70,或至少75,或至少80,或至少85,或至少95,或至少99重量%的聚乙烯、聚丙烯、其它聚烯烃、聚苯乙烯、聚氯乙烯(pvc)、聚偏二氯乙烯(pvdc)、聚酯(包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet))、共聚酯和对苯二甲酸酯共聚酯(例如,含有tmcd、chdm、丙二醇或npg单体的残基)、聚酰胺、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚四氟乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(abs)、聚氨酯、纤维素及其衍生物(例如,二乙酸纤维素、三乙酸纤维素或再生纤维素)、环氧树脂、聚酰胺、酚醛树脂、聚缩醛、聚碳酸酯、聚亚苯基合金、聚苯乙烯、苯乙烯类化合物、乙烯基化合物、苯乙烯丙烯腈、热塑性弹性体、聚乙烯基乙缩醛(例如,pvb)、脲类聚合物、含三聚氰胺的聚合物或其组合。
24.由废塑料源12供应的废塑料可以是在25℃下在1atm为固体的任何有机合成聚合物。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,废塑料可包含热固性塑料、热塑性塑料和/或弹性体塑料。聚合物的数均分子量可以为至少300,或至少500,或至少1000,或至少5,000,或至少10,000,或至少20,000,或至少30,000,或至少50,000,或至少70,000,或至少90,000,或至少100,000,或至少130,000。聚合物的重均分子量可以为至少300,或至少500,或至少1000,或至少5,000,或至少10,000,或至少20,000,或至少30,000或至少50,000,或至少70,000,或至少90,000,或至少100,000,或至少130,000,或至少150,000,或至少300,000。
25.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,由塑料源12供应的mpw和/或废塑料可包含至少50,或至少55,或至少60,或至少65,或至少70,或至少75,或至少80,或至少85,或至少95,或至少99重量%的高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、其它聚烯烃、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚苯乙烯、聚氯乙烯(pvc)、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚四氟乙烯或它们的组合。此外,在某些实施例中,由塑料源12供应的mpw和/或废塑料可包括高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、其它聚烯烃或它们的组合。
26.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,mpw包括但不限于塑料组分,例如聚酯,包括具有重复芳族或环状单元的那些,例如含有重复对苯二甲酸酯或石脑油单元的那些,例如pet和pen,或含有重复呋喃酸酯重复单元的那些,并且虽然在pet的定义内,但是值得提及的是具有重复对苯二甲酸酯单元和tmcd(2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇)、chdm(环己烷二甲醇)、丙二醇或npg(新戊二醇)、异山梨醇、间苯二甲酸、1,4-丁二醇、1,3-丙二醇和/或二甘醇或其组合的一个或多个残基或部分的那些聚酯,以及脂族聚酯,例如pla、聚乙醇酸、聚己内酯和聚己二酸乙二醇酯;聚烯烃(例如,低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、低密度聚丙烯、高密度聚丙烯、交联聚乙烯、无定形聚烯烃、以及上述聚烯烃中的任一种的共聚
物)、聚氯乙烯(pvc)、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(abs)、纤维素如乙酸纤维素、二乙酸纤维素、三乙酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、以及再生纤维素如粘胶;环氧化物、聚酰胺、酚醛树脂、聚缩醛、聚碳酸酯、聚亚苯基合金、聚(甲基丙烯酸甲酯)、含苯乙烯的聚合物、聚氨酯、乙烯基聚合物、苯乙烯丙烯腈、除轮胎以外的热塑性弹性体、以及含脲的聚合物和三聚氰胺。
27.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,mpw包含热固性聚合物。存在于mpw中的热固性聚合物的量的实例可以是至少1wt.%,或至少2wt.%,或至少5wt.%,或至少10wt.%,或至少15wt.%,或至少20wt.%,或至少25wt.%,或至少30wt.%,或至少40wt.%,基于mpw的重量。
28.在一个实施例中或与任何所提及的实施例组合,mpw包含塑料,所述塑料的至少一部分由纤维素获得,例如酰基取代度小于3、或为1.8至2.8的纤维素衍生物,例如乙酸纤维素、二乙酸纤维素、三乙酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素。
29.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,mpw包含塑料,所述塑料的至少一部分由具有重复对苯二甲酸酯单元的聚合物获得,例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯及其共聚酯。
30.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,mpw包含塑料,所述塑料的至少一部分由具有多个二环己烷二甲醇部分、2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇部分或其组合的共聚酯获得。
31.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,mpw包含塑料,所述塑料的至少一部分由低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯、聚丁烯-1、及其共聚物获得。
32.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,mpw包含塑料,所述塑料的至少一部分由眼镜框或交联聚乙烯获得。
33.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,mpw包含塑料,所述塑料的至少一部分由塑料瓶获得。
34.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,mpw包含塑料,所述塑料的至少一部分由尿布获得。
35.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,mpw包含塑料,所述塑料的至少一部分由聚苯乙烯泡沫或膨胀聚苯乙烯获得。
36.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,mpw包含塑料,所述塑料的至少一部分由闪纺高密度聚乙烯获得。
37.在一个实施例中或与任何所提及的实施例组合,mpw包含具有或获自在spi所建立的追逐箭头三角形内具有编号为1-7的树脂id码的塑料。在一个实施例中或与任何所提及的实施例组合,mpw的至少一部分含有通常不被机械回收的一种或多种塑料。这些包括具有数字3(聚氯乙烯)、5(聚丙烯)、6(聚苯乙烯)和7(其它)的塑料。在一个实施例中或与任意所提及的实施例组合,基于mpw中塑料的重量,mpw包含至少0.1重量%,或至少0.5重量%,或至少1重量%,或至少2重量%,或至少3重量%,或至少5重量%,或至少7重量%,或至少10重量%,或至少12重量%,或至少15重量%,或至少20重量%,或至少25重量%,或至少30重量%,或至少40重量%,或至少或大于50重量%,或至少65重量%,或至少85重量%,或至少
90重量%的具有或对应于3、5、6、7或其组合的数字的塑料。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,mpw包括具有或获自具有至少30,或至少35,或至少40,或至少45,或至少50,或至少55,或至少60,或至少65,或至少70,或至少75,或至少80,或至少85,或至少90,或至少95,或至少99重量%的至少一种、两种、三种、或四种不同种类的树脂id码的塑料。
38.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,由塑料源12供应的mpw和/或废塑料可以为在spi建立的追逐箭头三角形内具有编号1-7的树脂id码的任何塑料的至少50,或至少55,或至少60,或至少65,或至少70,或至少75,或至少80,或至少85,或至少95,或至少99重量%。
39.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,由塑料源12供应的mpw和/或废塑料可包含至少50,或至少55,或至少60,或至少65,或至少70,或至少75,或至少80,或至少85,或至少95,或至少99重量%的至少一种消费后塑料和/或至少一种工业后(消费前)塑料。如本文所用,“消费后塑料”是一种已经出于其预期应用而使用至少一次、持续任何时间无论磨损如何的塑料,已经销售给最终使用消费者的塑料,或者已经被从事材料制造或销售的制造商或企业之外的任何人或实体丢弃到回收箱中的塑料。此外,“工业后塑料”(或“消费前”塑料)包括不是消费后塑料的所有制造的可回收有机塑料,例如已经由制造商产生或加工并且尚未用于其预期应用的材料,尚未出售给最终使用消费者的材料,或已经被制造商或从事材料的销售或处置的任何其它实体丢弃或转移的材料。工业后或消费前塑料的实例包括再加工、再研磨、报废、切边、不符合规格的材料和从制造商转移到任何下游客户(例如,制造商到批发商到经销商)但尚未使用或出售给最终使用消费者的成品材料。
40.由塑料原料12供应的mpw和/或废塑料的形式不受限制,并且可以包括任何形式的制品、产品、材料或其部分。制品的一部分可以采取片材、挤出型材、模制品、薄膜、地毯、层压材料、泡沫片、碎片、薄片、颗粒、团聚物、压块、粉末、碎片、长条、或具有各种形状的任意形状的片的形式,或除制品的原始形式之外的任何其它形式,并适合于进料到热解单元。
41.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,由塑料源12供应的mpw和/或废塑料可包含至少50,或至少55,或至少60,或至少65,或至少70,或至少75,或至少80,或至少85,或至少95,或至少99重量%的回收纺织品和/或回收地毯,例如合成纤维、粗纱、纱线、非织造网、布、织物和由任何前述塑料制成或含有任何前述塑料的产品。纺织品可以包括机织、针织、打结、缝合、簇绒、毡制、刺绣、蕾丝、钩编、编织或非织造的网和材料。纺织品可以包括织物和从纺织品或包含纤维的其它产品分离的纤维、报废或不合规格的纤维或纱线或织物、或任何其它松散纤维和纱线来源。此外,纺织品还可以包括短纤维、连续纤维、线、丝束带、加捻和/或短纤纱、由纱线制成的坯布、通过湿法加工坯布制成的成品织物、以及由成品织物或任何其它织物制成的服装。
42.在服装工业中可以使用的回收纺织品的实例包括运动外套、套装、裤子和休闲或工作裤、衬衫、袜子、运动服、连衣裙、贴身服装、外衣如雨衣、低温夹克和外套、毛衣、防护服、制服和配饰如围巾、帽子和手套。可以使用的室内陈设类别中的纺织品的例子包括家具装饰和家具套、地毯和垫子、窗帘、床上用品如床单、枕套、羽绒被、被子、床垫罩;亚麻制品、桌布、毛巾和毯子。可以使用的工业纺织品的实例包括运输座椅、地垫、行李箱衬垫和车顶内衬;户外家具和垫子、帐篷、背包、行李、绳索、传送带、压延辊毛毡、抛光布、抹布、土壤侵蚀织物和土工布、农用垫子和筛网、个人防护设备、防弹背心、医用绷带、缝线、胶带等。
43.在一个实施例中或与任何所提及的实施例组合,mpw可以包含回收(消费后或工业后(或消费前)纺织品。纺织品可以包含天然和/或合成纤维、粗纱、纱线、非织造网、布、织物和由任何上述物品制成或包含任何上述物品的产品。纺织品可以是机织的、针织的、打结的、缝合的、簇绒的、将纤维压在一起的(例如在毡制操作中进行的)、刺绣的、蕾丝的、钩编的、编织的或非织造的网和材料。如本文所用的纺织品包括织物和从纺织品或包含纤维的其它产品分离的纤维、报废或不合规格的纤维或纱线或织物、或任何其它松散纤维和纱线来源。纺织品还包括短纤维、连续纤维、线、丝束带、加捻和/或短纤纱、由纱线制成的坯布、通过湿法加工坯布制成的成品织物、以及由成品织物或任何其它织物制成的服装。纺织品包括服装、室内陈设和工业类型的纺织品。纺织品还包括工业后纺织品或消费后纺织品或两者。
44.服装类别(人类穿着或为身体制造的东西)中的纺织品的例子包括运动外套、套装、裤子和休闲或工作裤、衬衫、袜子、运动服、连衣裙、贴身服装、外衣如雨衣、低温夹克和外套、毛衣、防护服、制服和配饰如围巾、帽子和手套。室内陈设类别中的纺织品的例子包括家具装饰和家具套、地毯和垫子、窗帘、床上用品如床单、枕套、羽绒被、被子、床垫罩;亚麻制品、桌布、毛巾和毯子。工业纺织品的例子包括运输(汽车、飞机、火车、公共汽车)座椅、地垫、行李箱衬垫和车顶内衬;户外家具和垫子、帐篷、背包、行李、绳索、传送带、压延辊毛毡、抛光布、抹布、土壤侵蚀织物和土工布、农用垫子和筛网、个人防护设备、防弹背心、医用绷带、缝线、胶带等。
45.被分类为纺织品的非织造网不包括湿法成网非织造网和由其制成的制品的类别。虽然具有相同功能的各种制品可以由干法或湿法成网工艺制成,但是由干法成网非织造网制成的制品被分类为纺织品。可由如本文所述的干法成网非织造网形成的合适制品的例子可包括用于个人、消费者、工业、食品服务、医疗和其它类型的最终用途的那些。具体的例子可包括但不限于婴儿擦拭巾、可冲走的擦拭巾、一次性尿布、训练裤、女性卫生产品如卫生巾和卫生棉条、成人失禁衬垫、内衣或内裤、以及宠物训练衬垫。其它例子包括多种不同的干或湿擦拭巾,包括用于消费者(诸如个人护理或家庭)和工业(诸如食品服务、健康护理或专业)用途的那些擦拭巾。非织造网也可用作枕头、床垫和家具装饰品的填充物、用于被褥和被子的棉絮。在医疗和工业领域中,本发明的非织造网可用于医疗和工业面罩、防护衣、帽子和鞋套、一次性床单、手术服、帷帘、绷带和医用敷料。另外,本文所述的非织造网可用于环境织物,例如土工织物和油布、油垫和化学吸收垫,以及建筑材料,例如隔音或隔热、帐篷、木材和土壤覆盖物和片材。非织造网也可用于其它消费者最终用途,例如用于地毯背衬、消费品、工业品和农产品的包装、隔热或隔音以及各种类型的服装。如本文所述的干法成网非织造网也可用于多种过滤应用,包括运输(例如,汽车或航空)、商业、住宅、工业或其它专业应用。例子可包括用于消费者或工业空气或液体过滤器(例如,汽油、油、水)的过滤元件,包括用于微滤以及最终用途如茶包、咖啡过滤器和干燥器片材的纳米纤维网。此外,如本文所述的非织造网可用于形成用于汽车的多种部件,包括但不限于刹车垫、行李箱衬垫、地毯簇绒和底部填料。
46.纺织品可以包括单一类型或多种类型的天然纤维和/或单一类型或多种类型的合成纤维。纺织品纤维组合的例子包括全天然、全合成、两种或更多种类型的天然纤维、两种或更多种类型的合成纤维、一种类型的天然纤维和一种类型的合成纤维、一种类型的天然
纤维和两种或更多种类型的合成纤维、两种或更多种类型的天然纤维和一种类型的合成纤维、以及两种或更多种类型的天然纤维和两种或更多种类型的合成纤维。
47.天然纤维包括植物来源或动物来源的那些。天然纤维可以是纤维素、半纤维素和木质素。植物来源的天然纤维的实例包括硬木浆、软木浆和木粉;和其它植物纤维,包括在小麦秸秆、水稻秸秆、马尼拉麻、椰子壳纤维、棉花、亚麻、大麻、黄麻、甘蔗渣、木棉、纸莎草、苎麻、藤、洋麻、马尼拉麻、龙须草、剑麻、大豆、谷类秸秆、竹子、芦苇、细茎针草、甘蔗渣、沙白草、乳草绒毛纤维、菠萝叶纤维、柳枝稷、含木质素的植物等中的那些。动物来源纤维的例子包括羊毛、丝、马海毛、羊绒、山羊毛、马毛、禽类纤维、骆驼毛、安哥拉羊毛和羊驼毛。
48.合成纤维是至少部分地通过化学反应合成或衍生的,或再生的那些纤维,并且包括但不限于人造丝,粘胶,丝光纤维或其它类型的再生纤维素(天然纤维素转化成可溶性纤维素衍生物和随后再生),例如莱赛尔(也称为天丝),铜氨丝,莫代尔,乙酸酯例如聚乙酸乙烯酯,聚酰胺包括尼龙,聚酯例如pet,烯烃聚合物例如聚丙烯和聚乙烯,聚碳酸酯,聚硫酸酯,聚砜,聚醚例如称为氨纶或弹性纤维的聚醚-脲,聚丙烯酸酯,丙烯腈共聚物,聚氯乙烯(pvc),聚乳酸,聚乙醇酸,磺基聚酯纤维,和其组合。
49.纺织品可以是上述任何形式,例如通过切碎、撕碎、耙耕(harrowing)、磨碎(confrication)、粉碎或切割纺织品原料的减径,以制造减径纺织品。纺织品也可以被致密化。致密化方法的实例包括通过摩擦力或挤出制成的颗粒产生的热量、或施加到纺织品的其它外部热量以软化或熔化纺织品的一部分或全部,从而使纺织品附聚的那些方法。
50.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,mpw中纺织品(包括纺织品纤维)的量为至少0.1重量%,或至少0.5重量%,或至少1重量%,或至少2重量%,或至少5重量%,或至少8重量%,或至少10重量%,或至少15重量%,或至少20重量%,基于mpw的重量。在一个实施例中或与任意所提及的实施例组合,mpw中纺织品(包括纺织品纤维)的量基于mpw的重量为不超过50重量%,或不超过40重量%,或不超过30重量%,或不超过20重量%,或不超过15重量%,或不超过10重量%,或不超过8重量%,或不超过5重量%,或不超过2重量%,或不超过1重量%,或不超过0.5重量%,或不超过0.1重量%,或不超过0.05重量%,或不超过0.01重量%,或不超过0.001重量%。
51.回到图1,由塑料源12供应的mpw和/或废塑料可以引入至原料预处理系统14中。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,引入至原料预处理系统14中的mpw和/或废塑料可以包含至少50,或至少55,或至少60,或至少65,或至少70,或至少75,或至少80,或至少85,或至少90,或至少95,或至少99重量百分比的固体含量。
52.而在原料预处理系统14中,引入的mpw和/或废塑料可经历一次或多次预处理以促进随后的热解反应和/或富集所得热解产物。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,引入的mpw和/或废塑料可以在预处理系统14中时经历预加工。如本文所用,“预加工”是指使用以下步骤中的一个或多个制备用于化学改性的废塑料:(i)粉碎,(ii)粒化,(iii)洗涤,(iv)干燥,和/或(v)分离。此外,在各种实施例中,原料预处理系统14可以包括预加工设施。如本文所用,“预加工设施”是指包括进行废塑料预加工所需的所有设备、管线和控制器的设施。
53.示例性预处理可以包括例如粉碎、粒化、洗涤、干燥、机械搅拌、浮选、减径、分离、脱卤或其任意组合。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,引入的mpw和/或废塑料
可进行粉碎、机械搅拌和/或粒化以降低废塑料的粒度。例如,这可以通过切碎、撕碎、耙耕、磨碎、粉碎、切割、模制、压缩或溶解在溶剂中来进行。粉碎、机械搅拌和/或粒化可以通过本领域已知的任何混合、剪切或研磨装置进行,并且可以将引入的塑料的平均粒度降低至少10%,或至少25%,或至少50%,或至少60%,或至少70%,或至少80%,或至少90%,或至少95%。例如,在粉碎、机械搅拌和/或粒化之后,研磨的mpw和/或废塑料的平均粒度可为至少0.1,或至少0.2,或至少0.3,或至少0.4和/或不超过0.9,或不超过0.8,或不超过0.7,或不超过0.6,或不超过0.5英寸。在一个实施例中或与任何所提及的实施例组合,研磨的mpw和/或废塑料可具有0.1至0.9英寸、0.2至0.8英寸或0.3至0.5英寸的平均粒度。
54.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,原料预处理系统14可包括至少一个分离器单元,其可选地与前述混合、剪切或研磨装置流体连通,被配置成通过除去不期望的组分和塑料来进一步纯化mpw和/或废塑料。分离器单元可以包括过滤器、旋液分离器、分馏塔、离心机、浮选槽或其组合。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,预处理系统14可以包括至少一个研磨单元和至少一个分离器单元,其顺序可以根据引入到原料预处理系统14中的塑料原料的需要而改变。通常,在各种实施例中,分离器可以放置在研磨单元的下游。
55.原料预处理系统14通过分离器,可从引入预处理系统14的mpw和/或废塑料中去除至少一部分不期望的塑料,例如聚氯乙烯(pvc)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,原料预处理系统14可除去至少5,或至少10,或至少15,或至少20,或至少25,或至少30,或至少35,或至少40,或至少45,或至少50,或至少60,或至少65,或至少70,或至少75,或至少80,或至少85,或至少90,或至少95,或至少99%的最初存在于由废塑料源12供应的mpw和/或废塑料中的聚氯乙烯(pvc)和/或聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,原料预处理系统14可除去至少90,或至少95,或至少99%的最初存在于由废塑料源12供应的mpw和/或废塑料中的聚氯乙烯(pvc)和/或聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)。
56.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,原料预处理系统14可包括浮选槽和/或旋流器,其能够基于塑料在液体介质如水中的密度将mpw和/或废塑料中不期望的塑料与期望的塑料分离。换句话说,这些浮选槽和旋流器可以使用密度分离工艺以从来自废塑料源12的mpw和/或废塑料中分离出不期望的塑料。如本文所用,“密度分离工艺”是指至少部分地基于材料的各自密度分离材料的方法。
57.在浮选槽中,来自废塑料源12的mpw和/或废塑料可引入至液体介质如盐水中,以通过基于目标分离密度的浮沉密度分离将期望的塑料与不期望的塑料分离。如本文所用,“浮沉密度分离”是指其中材料的分离主要由在所选液体介质中的漂浮或下沉引起的密度分离过程。此外,如本文所用,“目标分离密度”是指这样的密度,高于该密度,经受密度分离过程的材料优先分离成较高密度输出,而低于该密度,材料以较低密度输出分离。在这样的实施例中,可以从mpw和/或废塑料中除去不期望的塑料(例如pet和/或pvc)。
58.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,液体介质包括水。可以将盐、糖类和/或其它添加剂加入液体介质中,例如以增加液体介质的密度并调节浮沉分离阶段的目标分离密度。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,液体介质包括浓盐溶液。在一个或多个这样的实施例中,盐是氯化钠。然而,在一个或多个其它实施例中,盐是非卤化盐,例
如乙酸盐、碳酸盐、柠檬酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐和/或硫酸盐。在一个实施例中或与任何所提及的实施例组合,液体介质包含浓盐溶液,所述浓盐溶液包含溴化钠、磷酸二氢钠、氢氧化钠、碘化钠、硝酸钠、硫代硫酸钠、乙酸钾、溴化钾、碳酸钾、氢氧化钾、碘化钾、氯化钙、氯化铯、氯化铁、氯化锶、氯化锌、硫酸锰、硫酸锌和/或硝酸银。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,液体介质包含糖类,例如蔗糖。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,液体介质包含四氯化碳、氯仿、二氯苯、硫酸二甲酯和/或三氯乙烯。液体介质的特定组分和浓度可以根据分离阶段的所需目标分离密度来选择。
59.在旋流器中,来自废塑料源12的mpw和/或废塑料可引入液体介质如盐水中,以基于离心密度分离将期望的塑料与不期望的塑料分离。如本文所用,“离心密度分离”是指其中颗粒的分离主要由离心力引起的密度分离过程。在这样的实施例中,可以从mpw和/或废塑料中除去不期望的塑料(例如pet和/或pvc)。
60.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,原料预处理系统14可以包括能够使引入到原料预处理系统14中的mpw和/或废塑料至少部分脱卤的一个或多个系统或组件。更特别地,在各种实施例中,预处理系统14可以从引入到预处理系统14中的mpw和/或废塑料中除去至少一部分含卤素(例如含氯)化合物,从而形成脱卤原料。包含被除去的含卤素化合物(例如含氯塑料和诸如hcl等化合物)的被除去的卤素废物可以从热解设施10中丢弃。
61.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,预处理系统14内的脱卤过程可以包括一个或多个以下步骤:(i)将固体含卤素废塑料与至少一种其它类型的废塑料物理分离(例如,通过使用至少一个浮选槽和/或至少一个旋流器);(ii)熔化来自废塑料源12的mpw和/或废塑料的至少一部分,并将熔化的含卤素废塑料与至少一种其它类型的熔化的废塑料物理分离;或(iii)加热来自废塑料源12的mpw和/或废塑料中的含卤素废塑料至足以裂化含卤素废塑料的至少一部分以释放含卤素气体如气态氯化氢的温度,然后排出含卤素气体。步骤(ii)的熔化和/或步骤(iii)的加热可以在至少150℃,或至少175℃,或至少200℃,或至少225℃,或至少250℃,或至少275℃,或至少300℃和/或不超过400℃,或不超过375℃,或不超过350℃的温度下进行。更特别地,在各种实施例中,步骤(ii)的熔化和/或步骤(iii)的加热可以在150℃至400℃、175℃至375℃或250℃至375℃的温度范围下进行。排放可以使用具有排放系统的塔、管道系统、缩聚反应器、刮膜式反应器(wiped film reactor)、搅拌反应器、真空装置或能够排出至少一部分气态含卤素副产物如气态hcl的分离器来进行。
62.此外,在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,在步骤(ii)的熔化和/或步骤(iii)的加热期间产生的气态含卤素副产物可随后与吸收床中的卤素清除剂接触以将其从系统中除去。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,卤素清除剂可以包括金属氧化物、金属氢氧化物、碳复合物或其组合。例如,卤素清除剂可包括多孔氧化铝、改性多孔氧化铝、熟石灰、碳酸钙或其组合。
63.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,预处理系统14可除去至少5,或至少10,或至少15,或至少20,或至少25,或至少30,或至少35,或至少40,或至少45,或至少50,或至少60,或至少65,或至少70,或至少75,或至少80,或至少85,或至少90,或至少95,或至少99%的最初存在于源自废塑料源12的mpw和/或废塑料中的卤素。更具体地,在各种实施例中,预处理系统14可除去至少85%,或至少90%,或至少95%,或至少99%的最初存在于源
自废塑料源12的mpw和/或废塑料中的卤素。
64.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,离开预处理系统14的所得脱卤原料可包含不超过1,000,或不超过500,或不超过400,或不超过300,或不超过250,或不超过200,或不超过150,或不超过100,或不超过90,或不超过80,或不超过70,或不超过60,或不超过50,或不超过40,或不超过30,或不超过20,或不超过10,或不超过5ppm的卤素含量,例如氯含量。
65.回到图1,离开预处理系统14的预处理的塑料原料可以被引入到塑料进料系统16中。塑料进料系统16可以被配置成将塑料进料引入到热解反应器18中。塑料进料系统16可以包括本领域已知的能够将固体塑料进料至热解反应器18中的任何系统。在一个实施例中或与本文任何提及的实施例组合,塑料进料系统16可以包括螺旋进料器、料斗、桨式进料器、旋转气锁、气动输送系统、机械金属轮系或链条中的一种或多种,或其组合。
66.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,离开预处理系统14并引入到热解反应器18中的含塑料原料可以包含至少30,或至少35,或至少40,或至少45,或至少50,或至少55,或至少60,或至少65,或至少70,或至少75,或至少80,或至少85,或至少90,或至少95,或至少99重量%的至少一种、两种、三种、四种、五种或六种不同种类的回收废塑料。“种类”的提及可由树脂id码1-7或特定类型的废塑料(例如,高密度聚乙烯)确定。
67.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,离开预处理系统14并引入到热解反应器18中的含塑料原料可以包含至少25,或至少30,或至少35,或至少40,或至少45,或至少50,或至少55,或至少60,或至少65,或至少70,或至少75,或至少80,或至少85,或至少90,或至少95,或至少99重量%的高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、其它聚烯烃或其组合。更特别地,在各种实施例中,离开预处理系统14并引入到热解反应器18中的含塑料原料可以包含至少80,或至少85,或至少90,或至少95,或至少99重量%的高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、其它聚烯烃或其组合。
68.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,离开预处理系统14并引入到热解反应器18中的含塑料原料可以包含不超过90,或不超过80%,或不超过70,或不超过60,或不超过50,或不超过40,或不超过30,或不超过20,或不超过10,或不超过9,或不超过8,或不超过7,或不超过6,或不超过5,或不超过4,或不超过3,或不超过2,或不超过1重量%的聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)和/或聚氯乙烯(pvc)。更特别地,在各种实施例中,离开预处理系统14并引入到热解反应器18中的含塑料原料可以包含不超过5,或不超过4,或不超过3,或不超过2,或不超过1重量%的聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)和/或聚氯乙烯(pvc)。
69.而在热解反应器18中,塑料原料的至少一部分可以进行热解反应,该热解反应产生包含热解油、热解气和热解残渣的热解流出物。如本文所用,“热解”是指一种或多种有机材料在惰性(即基本无氧)气氛中在升高的温度下的热分解。尽管不希望受任何特定理论的束缚,废塑料的热解可以起到化学回收的形式的作用。
70.通常,热解是涉及引入的进料的化学和热分解的过程。尽管所有热解过程通常可以以基本上不含氧的反应环境为特征,但是热解过程可以进一步由例如反应器内的热解反应温度、热解反应器中的停留时间、反应器类型、热解反应器内的压力和热解催化剂的存在或不存在来限定。
71.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解反应器18可以是例如螺杆挤出
机、管式反应器、罐、搅拌釜式反应器、提升管反应器、固定床反应器、流化床反应器、回转窑、真空反应器、微波反应器或高压釜。
72.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解反应可以包括在基本不含氧的气氛中或在相对于环境空气包含较少氧的气氛中加热和转化塑料原料。例如,热解反应器18内的气氛可以包含基于反应器18的内部体积计不超过5%,或不超过4%,或不超过3%,或不超过2%,或不超过1%,或不超过0.5%的氧气。
73.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,提升气体和/或进料气体可以用于将塑料原料引入到热解反应器18中和/或促进热解反应器18内的各种反应。例如,提升气体和/或进料气体可以包含氮气、二氧化碳和/或蒸汽,基本上由氮气、二氧化碳和/或蒸汽组成,或由氮气、二氧化碳和/或蒸汽组成。提升气体和/或进料气体可以在引入到热解反应器18中之前与塑料废物一起加入和/或可以直接加入到热解反应器中。
74.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解过程可以在包含蒸汽、基本上由蒸汽组成或由蒸汽组成的提升气体和/或进料气体存在下进行。例如,热解过程可以在包含至少5,或至少10,或至少15,或至少20,或至少25,或至少30,或至少35,或至少40,或至少45,或至少50,或至少55,或至少60,或至少65,或至少70,或至少75,或至少80,或至少85,或至少90,或至少95,或至少99重量%的蒸汽的进料气体和/或提升气体的存在下进行。附加地或可替代地,在各种实施例中,热解过程在包含不超过99,或不超过90,或不超过80,或不超过70,或不超过60,或不超过50,或不超过40,或不超过30,或不超过20重量%的蒸汽的进料气体和/或提升气体的存在下进行。更特别地,在各种实施例中,热解过程在包含5至99、15至95、65至99或75至99重量%的蒸汽的进料气体和/或提升气体的存在下进行。尽管不希望受理论的束缚,但认为在热解反应器18中存在蒸汽可促进水煤气变换反应,这可促进除去在热解反应过程中可能产生的任何卤素化合物。蒸汽可以在引入到热解反应器18中之前与塑料废物一起加入和/或可以直接加入到热解反应器中。
75.附加地或可替代地,在各种实施例中,热解过程可以在提升气体和/或进料气体存在下进行,所述提升气体和/或进料气体包含还原气体,例如氢气、一氧化碳或其组合,基本上由还原气体组成,或由还原气体组成。还原气体可以作为进料气体和/或提升气体,并且可以促进塑料进料引入到热解反应器18中。还原气体可以在引入到热解反应器18中之前与塑料废物一起加入和/或可以直接加入到热解反应器中。
76.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解过程可以在包含至少5,或至少10,或至少15,或至少20,或至少25,或至少30,或至少35,或至少40,或至少45,或至少50,或至少55,或至少60,或至少65,或至少70,或至少75,或至少80,或至少85,或至少90,或至少95,或至少99重量%的至少一种还原气体的进料气体和/或提升气体的存在下进行。附加地或可替代地,在各种实施例中,热解过程在包含不超过99,或不超过90,或不超过80,或不超过70,或不超过60,或不超过50,或不超过40,或不超过30,或不超过20重量%的至少一种还原气体的进料气体和/或提升气体的存在下进行。更特别地,在各种实施例中,热解过程在包含5至99、15至95、65至99或75至99重量%的至少一种还原气体的进料气体和/或提升气体的存在下进行。
77.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解过程可以在包含至少5,或至少10,或至少15,或至少20,或至少25,或至少30,或至少35,或至少40,或至少45,或至少50,或
至少55,或至少60,或至少65,或至少70,或至少75,或至少80,或至少85,或至少90,或至少95,或至少99重量%的氢气的进料气体和/或提升气体的存在下进行。附加地或可替代地,在各种实施例中,热解过程在包含不超过99,或不超过90,或不超过80,或不超过70,或不超过60,或不超过50,或不超过40,或不超过30,或不超过20重量%的氢气的进料气体和/或提升气体的存在下进行。更特别地,在各种实施例中,热解过程在包含5至99、15至95、65至99或75至99重量%的氢气的进料气体和/或提升气体的存在下进行。
78.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解过程可以在包含至少5,或至少10,或至少15,或至少20,或至少25,或至少30,或至少35,或至少40,或至少45,或至少50,或至少55,或至少60,或至少65,或至少70,或至少75,或至少80,或至少85,或至少90,或至少95,或至少99重量%的一氧化碳的进料气体和/或提升气体的存在下进行。附加地或可替代地,在各种实施例中,热解过程在包含不超过99,或不超过90,或不超过80,或不超过70,或不超过60,或不超过50,或不超过40,或不超过30,或不超过20重量%的一氧化碳的进料气体和/或提升气体的存在下进行。更特别地,在各种实施例中,热解过程在包含5至99、15至95、65至99或75至99重量%的一氧化碳的进料气体和/或提升气体的存在下进行。
79.此外,可以调节热解反应器18中的温度以促进某些最终产物的生产。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解反应器18中的热解温度可以是至少325℃,或至少350℃,或至少375℃,或至少400℃,或至少425℃,或至少450℃,或至少475℃,或至少500℃,或至少525℃,或至少550℃,或至少575℃,或至少600℃,或至少625℃,或至少650℃,或至少675℃,或至少700℃,或至少725℃,或至少750℃,或至少775℃,或至少800℃。附加地或可替代地,在各种实施例中,热解反应器18中的热解温度可以是不超过1,100℃,或不超过1,050℃,或不超过1,000℃,或不超过950℃,或不超过900℃,或不超过850℃,或不超过800℃,或不超过750℃,或不超过700℃,或不超过650℃,或不超过600℃,或不超过550℃,或不超过525℃,或不超过500℃,或不超过475℃,或不超过450℃,或不超过425℃,或不超过400℃。更特别地,在各种实施例中,热解反应器18中的热解温度可以为325至1,100℃,350至900℃,350至700℃,350至550℃,350至475℃,425至1,100℃,425至800℃,500至1,100℃,500至800℃,600至1,100℃,600至800℃,650至1,000℃,或650至800℃。
80.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,塑料原料在热解反应器18内的停留时间可以是至少0.1,或至少0.2,或至少0.3,或至少0.5,或至少1,或至少1.2,或至少1.3,或至少2,或至少3,或至少4秒。可替代地,在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,塑料原料在热解反应器18内的停留时间可以是至少1,或至少2,或至少3,或至少4,或至少5,或至少6,或至少7,或至少8,或至少9,或至少10,或至少20,或至少30,或至少45,或至少60,或至少75,或至少90分钟。附加地或可替代地,在各种实施例中,塑料原料在热解反应器18内的停留时间可以不超过6小时,或不超过5小时,或不超过4小时,或不超过3小时,或不超过2小时,或不超过1小时,或不超过0.5小时。此外,在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,塑料原料在热解反应器18内的停留时间可以不超过100,或不超过90,或不超过80,或不超过70,或不超过60,或不超过50,或不超过40,或不超过30,或不超过20,或不超过10,或不超过9,或不超过8,或不超过7,或不超过6,或不超过5,或不超过4,或不超过3,或不超过2,或不超过1秒。更特别地,在各种实施例中,塑料原料在热解反应器18内的停留时间可以是0.1至10秒,0.5至10秒,30分钟至4小时,或30分钟至3小时,或1小时至3小时,或1小时至2
小时。
81.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解反应器18内的压力可以保持在至少0.1,或至少0.2,或至少0.3巴和/或不超过60,或不超过50,或不超过40,或不超过30,或不超过20,或不超过10,或不超过8,或不超过5,或不超过2,或不超过1.5,或不超过1.1巴的压力。在一个实施例中或与本文任何提及的实施例组合,热解反应器18内的压力可以保持在约大气压下或在0.1至100巴,或0.1至60巴,或0.1至30巴,或0.1至10巴,或1.5巴、0.2至1.5巴,或0.3至1.1巴的范围内。
82.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,可以在引入到热解反应器18中之前将热解催化剂引入到塑料原料中和/或直接引入到热解反应器18中。此外,在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合,催化剂可包含:(i)固体酸,如沸石(例如zsm-5、丝光沸石、β沸石、镁碱沸石和/或沸石-y);(ii)超强酸,例如磺化、磷酸化或氟化形式的氧化锆、二氧化钛、氧化铝、二氧化硅-氧化铝,和/或粘土;(iii)固体碱,例如金属氧化物、混合金属氧化物、金属氢氧化物和/或金属碳酸盐,特别是碱金属、碱土金属、过渡金属和/或稀土金属的那些;(iv)水滑石和其它粘土;(v)金属氢化物,特别是碱金属、碱土金属、过渡金属和/或稀土金属的那些;(vi)氧化铝和/或二氧化硅-氧化铝;(vii)均相催化剂,如路易斯酸、金属四氯铝酸盐或有机离子液体;(viii)活性炭;或(ix)其组合。
83.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解催化剂可以包括均相催化剂或非均相催化剂。
84.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解催化剂可包括介观结构的催化剂,例如mcm-41、fsm-16、al-sba-15或其组合。
85.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解催化剂可以包括二氧化硅-氧化铝、氧化铝、丝光沸石、沸石、微孔催化剂、大孔催化剂或其组合。
86.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解反应器18中的热解反应在基本上不存在催化剂的情况下发生。在这样的实施例中,非催化的、热保持惰性添加剂,例如砂,仍然可以引入到热解反应器18中,以促进反应器18内的热传递。这种无催化剂的热解过程可以称为“热力热解”。
87.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解反应器18中的热解反应可以在基本上不存在热解催化剂的情况下,在350至550℃范围内的温度下,在0.1至60巴范围内的压力下,并且在0.2秒至4小时或0.5小时至3小时的停留时间下发生。
88.再次参考图1,离开热解反应器18的热解流出物20通常包括热解气、热解油和热解残渣。在离开热解反应器18时,由于热解反应器18的热量,热解油可以是蒸气的形式。
89.如本文所用,“热解油(pyrolysis oil)”或“热解油(pyoil)”是指由热解获得的在25℃和1atm下为液体的组合物。
90.如本文所用,“热解气”是指由热解获得的在25℃下为气态的组合物。
91.如本文所用,“热解残渣”是指由热解获得的组合物,其不是热解气或热解油,并且主要包含热解焦炭和热解重质蜡。通常,热解残渣可以包括焦炭、灰分、重质蜡、未转化的塑料固体和/或失效催化剂(如果使用催化剂)的颗粒。如本文所用,“热解焦炭”是指由热解获得的含碳组合物,其在200℃和1atm下为固体。如本文所用,“热解重质蜡”是指由热解获得的不是热解焦炭、热解气或热解油的c20 烃。
92.例如,如图1所示,热解油馏分可以包含在离开热解反应器18的热解流出物20中和/或离开固体分离器22的料流24中。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解流出物20中的固体可以包括焦炭、灰分、未转化的塑料固体和/或失效催化剂(如果使用催化剂)的颗粒。
93.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解流出物20可以包含至少1,或至少5,或至少10,或至少15,或至少20,或至少25,或至少30,或至少35,或至少40,或至少45,或至少50,或至少55,或至少60,或至少65,或至少70,或至少75重量%的热解油,其在离开加热反应器18时的热解流出物20中可以呈蒸气的形式;然而,这些蒸气随后可以冷凝为所得热解油。附加地或可替代地,在各种实施例中,热解流出物20可以包含不超过99,或不超过95,或不超过90,或不超过85,或不超过80,或不超过75,或不超过70,或不超过65,或不超过60,或不超过55,或不超过50,或不超过45,或不超过40,或不超过35,或不超过30,或不超过25重量%的热解油,其在离开加热反应器18时的热解流出物20中可以呈蒸气的形式。在一个实施例中或与本文任何提及的实施例组合,热解流出物20可以包含20至99重量百分比、25至80重量百分比、30至85、30至80、30至75、30至70,或30至65重量%的热解油。
94.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解流出物20可以包含至少1,或至少5,或至少10,或至少15,或至少20,或至少25,或至少30,或至少35,或至少40,或至少45,或至少50,或至少55,或至少60,或至少65,或至少70,或至少75,或至少80重量%的热解气。附加地或可替代地,在各种实施例中,热解流出物20可以包含不超过99,或者不超过95,或者不超过90,或者不超过85,或者不超过80,或者不超过75,或者不超过70,或者不超过65,或者不超过60,或者不超过55,或者不超过50,或者不超过45重量%的热解气。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解流出物20可以包含1至90、10至85、15至85、20至80、25至80、30至75或35至75重量%的热解气。
95.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解流出物20可以包含至少0.5,或至少1,或至少2,或至少3,或至少4,或至少5,或至少6,或至少7,或至少8,或至少9,或至少10重量%的热解残渣。附加地或可替代地,在各种实施例中,热解流出物20可以包含不超过60,或者不超过50,或者不超过40,或者不超过30,或者不超过25,或者不超过20,或者不超过15,或者不超过10,或者不超过9,或者不超过8,或者不超过7,或者不超过6,或者不超过5的热解残渣。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解流出物20可以包含在0.1至25、1至15、1至8或1至5重量%范围内的热解残渣。
96.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解流出物20可以包含不多于15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1或0.5重量%的游离水。如本文所用,“游离水”是指预先加入到热解单元中的水和在热解单元中产生的水。
97.如图1所示,可以将来自热解反应器18的转化流出物20引入固体分离器22。固体分离器22可以是能够从气体和蒸气中分离固体和较重质蜡的任何常规装置,例如旋风分离器、单级分离器、多级分离器、逸出分离器(detrainment separator)或气体过滤器。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,固体分离器22从转化流出物20中除去大部分固体和较重质蜡。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,来自固体分离器22的至少一部分热解残渣流可以与来自气体分离单元26的至少一部分热解油流合并。
98.回到图1,来自固体分离器22的剩余气体和蒸气转化产物24可以引入到气体分离
单元26。在气体分离单元26中,热解油蒸气的至少一部分可以与热解气分离,从而形成热解气流和热解油流。用作气体分离单元26的合适系统可包括例如蒸馏塔、膜分离单元、过滤器、骤冷塔、冷凝器或本领域已知的任何其它已知的分离单元。如果需要,在从气体分离单元26中除去之后,可以将热解油流在冷凝器中进一步骤冷以将热解蒸气骤冷为它们的液体形式(即热解油)。所得的热解油流和热解气流可从设施10中移出并用于本文所述的其它下游应用中。
99.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,废塑料源12、原料预处理系统14、热解进料系统16、热解反应器18、固体分离器22和气体分离单元26可以在所有单元或所述单元的一些之间流体连通。例如,热解反应器18可以与原料预处理系统14、热解进料系统16、固体分离器22和气体分离单元26流体连通。在一个实施例中或者与任何提及的实施例组合,流体连通包括夹套管道、伴热管道和/或绝热管道。
100.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解反应器18不与废塑料源12流体连通。
101.尽管在图1中未示出,但图1中示出的热解设施10可以是化学回收设施的一部分。如本文所用,“化学回收设施”是指通过化学回收废塑料生产回收成分产物的设施。化学回收设施可以采用以下步骤中的一个或多个:(i)预加工,(ii)溶剂分解,(iii)热解,(iv)裂化,和/或(v)pox气化。
102.本文所述的热解系统可以产生热解油、热解气和热解残渣,它们可以基于它们的配方直接用于各种下游应用。热解油、热解气和热解残渣的各种特征和性质描述如下。应当注意,虽然所有下列特征和性质可以单独列出,但是可以设想热解气、热解油和/或热解残渣的下列特征和/或性质中的每一个不是相互排斥的并且可以组合和以任何组合存在。
103.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解油可以主要包含每个分子具有4至30个碳原子的烃(例如,c4至c30烃)。如本文所用,术语“cx”或“cx烃”是指每分子包括总计x个碳的烃化合物,并且包括具有该数目碳原子的所有烯烃、链烷烃、芳香烃、杂环和异构体。例如,正、异和叔丁烷和丁烯和丁二烯分子中的每一种将落入总体描述“c4”。
104.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,基于热解油的总重量,热解油的c4-c30烃含量可为至少55,或至少60,或至少65,或至少70,或至少75,或至少80,或至少85,或至少90,或至少95重量%。
105.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解油可以主要包含c5至c25烃、c5至c22烃或c5至c20烃。例如,在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解油可以包含至少55,或至少60,或至少65,或至少70,或至少75,或至少80,或至少85,或至少90,或至少95重量%的c5至c25烃,c5至c22烃,或c5至c20烃,基于热解油的总重量。
106.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,基于热解油的总重量,热解油的c5-c12烃含量可为至少5,或至少10,或至少15,或至少20,或至少25,或至少30,或至少35,或至少40,或至少45,或至少50,或至少55重量%。附加地或可替代地,在各种实施例中,热解油可以具有不超过95,或不超过90,或不超过85,或不超过80,或不超过75,或不超过70,或不超过65,或不超过60,或不超过55,或不超过50重量%的c5-c12烃含量。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解油可具有10至95重量%、20至80重量%或35至80重量%的c5-c12烃含量。
107.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,基于热解油的总重量,热解油的c13-c23烃含量可为至少1,或至少5,或至少10,或至少15,或至少20,或至少25,或至少30重量%。附加地或可替代地,在各种实施例中,热解油可以具有不超过80,或不超过75,或不超过70,或不超过65,或不超过60,或不超过55,或不超过50,或不超过45,或不超过40重量%的c13-c23烃含量。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解油可具有1至80重量%、5至65重量%或10至60重量%的c13-c23烃含量。
108.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,基于热解油的重量,热解油的c24 烃含量可为至少1,或至少2,或至少3,或至少4,或至少5和/或不超过15,或不超过10,或不超过9,或不超过8,或不超过7,或不超过6重量%。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解油可具有1至15重量%、3至15重量%或5至10重量%的c24 烃含量。
109.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,在热解油中具有最高浓度的两种脂肪烃(支链或无支链的烷烃和烯烃,和脂环族化合物)在c5-c18、c5-c16、c5-c14、c5-c10或c5-c8的范围内,包括端值。
110.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解油还可以包括各种量的烯烃和芳香烃。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,基于热解油的总重量,热解油包含至少1,或至少5,或至少10,或至少15,或至少20,或至少25,或至少30,或至少35,或至少40重量%的烯烃和/或芳香烃。附加地或可替代地,在各种实施例中,热解油可以包括不超过90,或不超过80,或不超过70,或不超过60,或不超过50,或不超过45,或不超过40,或不超过35,或不超过30,或不超过25,或不超过20,或不超过15,或不超过10,或不超过5,或不超过1重量%的烯烃和/或芳香烃。更特别地,在各种实施例中,热解油可以包括1至90、15至90或35至70重量%的烯烃和/或芳香烃。
111.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解油还可以包括各种量的烯烃。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解油包含基于热解油的总重量的至少1,或至少5,或至少10,或至少15,或至少20,或至少25,或至少30,或至少35,或至少40,或至少45,或至少50,或至少55,或至少60,或至少65重量%的烯烃。附加地或可替代地,在各种实施例中,热解油可以包括不超过90,或不超过80,或不超过70,或不超过60,或不超过50,或不超过45,或不超过40,或不超过35,或不超过30,或不超过25,或不超过20,或不超过15,或不超过10,或不超过5,或不超过1重量%的烯烃。更特别地,在各种实施例中,热解油可以包括1至90、15至80或35至70重量%的烯烃。
112.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,基于热解油的总重量,热解油的芳香烃含量可以为不超过25,或不超过20,或不超过15,或不超过10,或不超过9,或不超过8,或不超过7,或不超过6,或不超过5,或不超过4,或不超过3,或不超过2,或不超过1重量%。本文所用的术语“芳香烃”是指含有芳族部分的任何化合物的总量(重量),所述化合物例如苯、甲苯、二甲苯和苯乙烯。
113.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解油可以具有至少1,或至少2,或至少3,或至少4,或至少5,或至少6,或至少7,或至少8,或至少9,或至少10,或至少11,或至少12,或至少13,或至少14,或至少15和/或不超过50,或不超过45,或不超过40,或不超过35,或不超过30,或不超过25,或不超过20重量%的环烷烃(例如,脂环烃)含量,基于热解油的总重量。更特别地,在各种实施例中,热解油可以具有1至50、5至45或10至40重量%的环
烷烃(例如脂环烃)含量,基于热解油的总重量。
114.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解油可以具有至少5,或至少10,或至少15,或至少20,或至少25,或至少30,或至少35,或至少40,或至少45,或至少50,或至少55,或至少60,或至少65重量%的链烷烃(例如,直链或支链烷烃)含量,基于热解油的总重量。附加地或可替代地,在各种实施例中,热解油可以具有不超过99,或不超过97,或不超过95,或不超过93,或不超过90,或不超过85,或不超过80,或不超过75,或不超过70,或不超过65,或不超过60,或不超过55,或不超过50,或不超过45,或不超过40,或不超过35,或不超过30重量%的链烷烃含量。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解油可具有25至90重量%、35至90重量%或50至80重量%的链烷烃含量。
115.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,链烷烃与环烷烃的重量比可为至少1:1,或至少1.5:1,或至少2:1,或至少2.2:1,或至少2.5:1,或至少2.7:1,或至少3:1,或至少3.3:1,或至少3.5:1,或至少3.75:1,或至少4:1,或至少4.25:1,或至少4.5:1,或至少4.75:1,或至少5:1,或至少6:1,或至少7:1,或至少8:1,或至少9:1,或至少10:1,或至少13:1,或至少15:1,或至少17:1,基于热解油的总重量。
116.在一个实施例中或与任何所提及的实施例组合,链烷烃和环烷烃的组合与芳香烃的重量比可为至少1:1,或至少1.5:1,或至少2:1,或至少2.5:1,或至少2.7:1,或至少3:1,或至少3.3:1,或至少3.5:1,或至少3.75:1,或至少4:1,或至少4.5:1,或至少5:1,或至少7:1,或至少10:1,或至少15:1,或至少20:1,或至少25:1,或至少30:1,或至少35:1,或至少40:1,基于热解油的总重量。
117.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解油可以具有至少5,或至少10,或至少15,或至少20,或至少25,或至少30,或至少35,或至少40,或至少45和/或不超过99,或不超过90,或不超过85,或不超过80,或不超过75,或不超过70重量%的组合链烷烃和烯烃含量,基于热解油的总重量。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解油可具有25至90重量%、35至90重量%或50至80重量%的组合链烷烃和烯烃含量。
118.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解油可以包括至少0.01,或至少0.1,或至少1,或至少2,或至少5和/或不超过20,或不超过15,或不超过14,或不超过13,或不超过12,或不超过11,或不超过10,或不超过9,或不超过8,或不超过7,或不超过6重量%的量的含氧化合物或聚合物,基于热解油的总重量。含氧化合物和聚合物是含有氧原子的那些。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解油可以包括0.01至20、0.1至15或1至10重量%的含氧化合物或聚合物,基于热解油的总重量。
119.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解油可以包含不超过20,或不超过15,或不超过10,或不超过9,或不超过8,或不超过7,或不超过6,或不超过5,或不超过4,或不超过3,或不超过2,或不超过1,或不超过0.5,或不超过0.1重量%的量的杂原子化合物或聚合物,基于热解油的总重量。杂原子化合物或聚合物包括任何含氮、硫或磷的化合物或聚合物。任何其它原子不被视为杂原子,该杂原子用于确定热解油中存在的杂原子、杂化合物或杂聚合物的量。
120.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解油包含基于热解油的总重量的不超过5,或不超过4,或不超过3,或不超过2,或不超过1,或不超过0.5重量%的水。
121.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解油包含基于热解油的总重量的
小于5,或小于4,或小于3,或小于2,或小于1,或小于0.5,或小于0.4,或小于0.3,或小于0.2,或小于0.1重量%的固体。
122.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解油包含至少50,或至少55,或至少60,或至少65,或至少70,或至少75,或至少80,或至少85和/或不超过99,或不超过95,或不超过90,或不超过85,或不超过80,或不超过75,或不超过70,或不超过65,或不超过60重量%的原子碳,基于热解油的总重量。更特别地,在各种实施例中,热解油包含基于热解油的总重量的50至99、55至95或65至95重量%的原子碳。
123.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解油包含基于热解油的总重量的至少5,或至少6,或至少7,或至少8,或至少9,或至少10和/或不超过30、不超过25、不超过20、不超过15、不超过14、不超过13、不超过12或不超过11重量%的原子氢。更特别地,在各种实施例中,热解油包含基于热解油的总重量的5至30、5至20或5至11重量%的原子氢。
124.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解油包含基于热解油的总重量的不超过10,或不超过9,或不超过8,或不超过7,或不超过6,或不超过5,或不超过4,或不超过3,或不超过2,或不超过1,或不超过0.5重量%的原子氧。
125.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解油包含基于热解油的总重量的小于1,000,或小于500,或小于400,或小于300,或小于200,或小于100,或小于50ppm的原子硫。
126.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解油包含基于热解油的总重量的小于1,000,或小于500,或小于400,或小于300,或小于200,或小于100,或小于50ppm的金属。
127.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解油包含基于热解油的总重量的小于1,000,或小于500,或小于400,或小于300,或小于200,或小于100,或小于50ppm的金属。
128.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解油包含基于热解油的总重量的小于1,000,或小于500,或小于400,或小于300,或小于200,或小于100,或小于50ppm的碱金属和/或碱土金属。
129.应当注意,所有所公开的烃重量百分比可以使用气相色谱-质谱(gc-ms)测定。
130.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解油可以在15℃下表现出至少0.6,或至少0.65,或至少0.7和/或不超过1,或不超过0.95,或不超过0.9g/cm3的密度。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解油在15℃下表现出0.6至1g/cm3、0.65至0.95g/cm3或0.7至0.9g/cm3的密度。
131.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解油可以在15℃下表现出至少28,或至少29,或至少30,或至少31,或至少32,或至少33和/或不超过50,或不超过49,或不超过48,或不超过47,或不超过46,或不超过45的api比重。在一个实施例中或与本文任何提及的实施例组合,热解油在15℃下表现出28至50、29至58或30至44的api比重。
132.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解油可以具有至少75℃,或至少80℃,或至少85℃,或至少90℃,或至少95℃,或至少100℃,或至少105℃,或至少110℃,或至少115℃,和/或不超过250℃,或不超过245℃,或不超过240℃,或不超过235℃,或不超过230℃,或不超过225℃,或不超过220℃,或不超过215℃,或不超过210℃,或不超过205℃,
或不超过200℃,或不超过195℃,或不超过190℃,或不超过185℃,或不超过180℃,或不超过175℃,或不超过170℃,或不超过165℃,或不超过160℃,或不超过155℃,或不超过150℃,或不超过145℃,或不超过140℃,或不超过135℃,或不超过130℃,或不超过125℃,或不超过120℃的中沸点,根据astm d-5399测量。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解油可具有75至250℃、90至225℃或115至190℃的中沸点。如本文所用,“中沸点”是指其中50体积百分比的热解油在中沸点以上沸腾且50体积百分比的热解油在中沸点以下沸腾时,热解油的中值沸点温度。
133.在一个实施例中或与任何所提及的实施例组合,热解油的沸点范围可以使得不超过10%的热解油具有250℃、280℃、290℃、300℃或310℃的终沸点(fbp),如根据astm d-5399所测量。
134.转到热解气,热解气可具有至少1,或至少2,或至少3,或至少4,或至少5,或至少6,或至少7,或至少8,或至少9,或至少10,或至少11,或至少12,或至少13,或至少14,或至少15和/或不超过50、不超过45、不超过40、不超过35、不超过30、不超过25,或不超过20重量%的甲烷含量,基于热解气的总重量。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解气可具有1至50重量%、5至50重量%或15至45重量%的甲烷含量。
135.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解气可具有至少1,或至少2,或至少3,或至少4,或至少5,或至少6,或至少7,或至少8,或至少9,或至少10,或至少15,或至少20,或至少25和/或不超过50,或不超过45,或不超过40,或不超过35,或不超过30重量%的c3烃含量,基于热解气的总重量。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解气可具有1至50重量%、5至50重量%或20至50重量%的c3烃含量。
136.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解气可具有至少1,或至少2,或至少3,或至少4,或至少5,或至少6,或至少7,或至少8,或至少9,或至少10,或至少11,或至少12,或至少13,或至少14,或至少15,或至少16,或至少17,或至少18,或至少19,或至少20,或至少25和/或不超过50,或不超过45,或不超过40,或不超过35,或不超过30重量%的c4烃含量,基于热解气的总重量。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解气可具有1至50重量%、5至50重量%或20至50重量%的c4烃含量。
137.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解气可具有至少5,或至少10,或至少15,或至少20,或至少25,或至少30,或至少35,或至少40,或至少45,或至少50,或至少55,或至少60和/或不超过99,或不超过95,或不超过90,或不超过85,或不超过80,或不超过75,或不超过70,或不超过65重量%的组合的c3和c4烃含量(包括所有具有c3或c4的碳链长度的烃),基于热解气的总重量。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解气可具有10至90重量%、25至90重量%或25至80重量%的组合c3/c4烃含量。
138.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解气包含至少1,或至少2,或至少3,或至少4,或至少5,或至少6,或至少7,或至少8,或至少9,或至少10,或至少11,或至少12,或至少13,或至少14,或至少15和/或不超过1,000,或不超过500,或不超过400,或不超过300,或不超过200,或不超过100ppm的硫含量。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解气可具有1至1,000ppm、1至300ppm或1至100ppm的硫含量。
139.尽管不希望受理论的束缚,但认为c3和c4烃的生产可通过较高的热解温度(例如超过550℃的那些)、选择特定的催化剂类型或不存在特定的催化剂(例如zsm-5)来促进。
140.转向热解残渣,在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解残渣包含至少20,或至少25,或至少30,或至少35,或至少40,或至少45,或至少50,或至少55,或至少60,或至少65,或至少70,或至少75,或至少80,或至少85重量%的c20 烃,基于热解残渣的总重量。如本文所用,“c20 烃”是指每分子含有总计至少20个碳的烃化合物,并包括具有该碳原子数的所有烯烃、链烷烃和异构体。
141.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解残渣包含不超过15,或不超过14,或不超过13,或不超过12,或不超过11,或不超过10,或不超过9,或不超过8,或不超过7,或不超过6,或不超过5,或不超过4,或不超过3,或不超过2,或不超过1,或不超过0.5重量%的水,基于热解残渣的总重量。
142.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解残渣包含至少1,或至少2,或至少5,或至少10,或至少15,或至少20,或至少25,或至少30,或至少35,或至少40,或至少45,或至少50,或至少55,或至少60,或至少65,或至少70,或至少75,或至少80,或至少85,或至少90,或至少95,或至少99重量%的含碳固体,基于热解残渣的总重量。附加地或可替代地,在各种实施例中,热解残渣包含不超过99,或不超过90,或不超过80,或不超过70,或不超过60,或不超过50,或不超过40,或不超过30,或不超过20,或不超过10,或不超过9,或不超过8,或不超过7,或不超过6,或不超过5,或不超过4重量%的含碳固体。更特别地,在各种实施例中,热解残渣包含1至99、20至95或50至95重量%的含碳固体。如本文所用,“含碳固体”是指由热解得到的并且在25℃和1atm下为固体的含碳组合物。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,含碳固体包含至少20,或至少30,或至少40,或至少50,或至少60,或至少70,或至少80,或至少90重量%的碳,基于含碳固体的总重量。
143.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解残渣包含的c:h原子比大于或等于链烷烃,或大于或等于0.25:1,或大于或等于0.3:1,或大于或等于0.35:1,或大于或等于0.4:1,或大于或等于0.45:1。
144.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,分离的热解残渣包含不超过40,或不超过30,或不超过20,或不超过10,或不超过5,或不超过4,或不超过3,或不超过2,或不超过1重量%的热解油,基于热解残渣的总重量。
145.图2描述了另一个示例性系统10,其可以用于将一种或多种废塑料,特别是回收的塑料废物至少部分转化成各种有用的热解衍生产物。应当理解,图2中所示的系统仅仅是本公开内容可以在其中实施的系统的一个实例。本公开内容可以在期望将热解产物高效且有效地转化为各种期望的最终产物的各种各样的其他系统中应用。此外,用虚线描绘的组件或单元表示可以在示例性系统10中构建的可选料流和/或组件。因此,存在其中虚线的组件可以存在或可以不存在的预想实施例。现在将更详细地描述图2中所示的示例性系统。
146.如图2所示的热解设施10包括废塑料源12、原料预处理系统14、热解进料系统16、热解反应器18、固体分离器22和气体分离单元26,它们以与以上关于图1所述的组件相同的方式起作用。图2示出了一个实施例,其中将部分氧化(pox)气化设施结合到整个系统中。如本文所用,“部分氧化(pox)气化设施”或“pox设施”是指包括进行废塑料的pox气化所需的所有设备、管线和控制器的设施。例如,气化设施可包括气化炉、气化炉进料注射器、气化炉球磨机、进料喷雾单元和/或固化罐。如图2所示,可以将来自气体分离单元26的至少一部分热解气流引入脱卤单元30、压缩系统32和/或部分氧化(pox)单元34。
147.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,来自气体分离单元26的至少一部分热解气可以在压缩系统32中压缩以形成压缩的热解气。压缩系统32可以包括本领域已知的任何压缩系统,并且可以包括具有1到10、2到8或2到6个压缩级的气体压缩机,每个压缩级具有可选的级间冷却和液体去除。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,压缩系统32的出口处的压缩的热解气流的压力可以在7至100巴表压、8.5至90巴、9至80巴、9至70巴或9.5至60巴的范围内。
148.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,压缩系统32可以以冷凝的残余热解油形式除去可能存在于热解气中的残余热解油的至少一部分。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,可将该除去的残余热解油的至少一部分引回到热解反应器和/或裂化单元,例如石脑油裂化器。附加地或可替代地,在各种实施例中,至少一部分除去的残余热解油可以与来自气体分离单元26的热解油流合并。
149.附加地或可替代地,在各种实施例中,可将来自气体分离单元26的热解气的至少一部分和/或来自压缩系统32的压缩热解气的至少一部分引入脱卤单元30中。而在脱卤单元30中,可除去热解气中的至少一部分卤素,从而形成脱卤热解气和含卤素的废物流。含卤素的废物流(例如含氯化合物如hcl)可以是气体形式,并可以从热解系统中丢弃。脱卤单元30可以包括蒸馏塔、刮膜式反应器、卤素清除剂容器或其组合。
150.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,脱卤单元30可包括可吸收气态含卤素副产物的至少一部分的卤素清除剂。卤素清除剂可包括金属氧化物、金属氢氧化物、碳复合物或其组合。例如,卤素清除剂可包括多孔氧化铝、改性多孔氧化铝、熟石灰、碳酸钙或其组合。
151.通常,在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,由脱卤单元30除去的卤素包括最初存在于用作热解原料以产生热解气的废塑料的聚合物骨架中的共价键合的卤素原子。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,脱卤单元30可从热解气中除去至少5%,或至少10%,或至少15%,或至少20%,或至少25%,或至少30%,或至少35%,或至少40%,或至少45%,或至少50%,或至少55%,或至少60%,或至少65%,或至少70%,或至少75%,或至少80%,或至少85%,或至少90%,或至少95%,或至少99%的共价键合的卤素原子。更特别地,在各种实施例中,脱卤单元30可从热解气中除去至少90%,或至少95%,或至少99%的共价键合的卤素原子。
152.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,脱卤热解气可以包含小于500,或小于400,或小于300,或小于250,或小于200,或小于150,或小于100,或小于90,或小于80,或小于70,或小于60,或小于50,或小于40,或小于30,或小于20,或小于10,或小于5ppm的卤素含量。更特别地,在各种实施例中,脱卤热解气可包含小于500,或小于100,或小于50,或小于5ppm的卤素含量。
153.可替代地,在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,可首先将至少一部分热解气引入脱卤单元30中,和可将至少一部分所得脱卤气体引入压缩系统32中以形成压缩热解气。
154.回到图2,可以将来自气体分离26的至少一部分热解气、来自脱卤单元30的至少一部分脱卤热解气和/或来自压缩系统32的至少一部分压缩热解气引入气化炉,例如部分氧化(pox)单元34。而在部分氧化单元34中,可以使热解气的至少一部分进行部分氧化(pox)
气化。如本文所用,“部分氧化(pox)气化”或“pox”是指含碳进料高温转化为合成气(一氧化碳、氢气和二氧化碳),其中转化在小于将碳完全氧化成co2所需的氧气化学计量的氧气量下进行。pox气化的进料可以包括固体、液体和/或气体。
155.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,pox气化单元可以包括气体进料气化炉、液体进料气化炉或固体进料气化炉。更特别地,在各种实施例中,pox气化单元可以进行液体进料的pox气化。如本文所用,“液体进料的pox气化”是指一种pox气化过程,其中该过程的进料主要(按重量计)包含在25℃和1atm下为液体的组分。附加地或可替代地,在各种实施例中,pox气化单元可以进行气体进料的pox气化。如本文所用,“气体进料的pox气化”是指一种pox气化过程,其中该过程的进料主要(按重量计)包含在25℃和1atm下为气态的组分。附加地或可替代地,在各种实施例中,pox气化单元可以进行固体进料的pox气化。如本文所用,“固体进料的pox气化”是指一种pox气化过程,其中该过程的进料主要(按重量计)包含在25℃和1atm下为固体的组分。气体进料、液体进料和固体进料的pox气化过程可以用较少量的在25℃和1atm下具有不同相的其它组分共同进料。因此,气体进料的pox气化炉可以用液体和/或固体共同进料,但是仅以小于进料到气相pox气化炉的气体量(按重量计)的量;液体进料的pox气化炉可以用气体和/或固体共同进料,但是仅以小于进料至液体进料的pox气化炉的液体量的量(按重量计);固体进料的pox气化炉可以用气体和/或液体共同进料,但是仅以小于进料至固体进料的pox气化炉的固体量的量(按重量计)。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,气体进料的pox气化炉的总进料可以包含至少60,或至少70,或至少80,或至少90,或至少95重量%的在25℃和1atm下为气态的组分;液体进料的pox气化炉的总进料可以包含至少60,或至少70,或至少80,或至少90,或至少95重量%的在25℃和1atm下为液体的组分;并且固体进料的pox气化炉的总进料可以包含至少60,或至少70,或至少80,或至少90,或至少95重量%的在25℃和1atm下为固体的组分。
156.如图2所示,提供了用于生产回收成分合成气的方法,其中所述方法包括:(a)将氧剂和包含热解气的原料组合物装入气化炉内的气化区;(b)在气化区中使原料组合物与氧剂一起气化,从而产生合成气组合物;和(c)从所述气化炉中排出至少一部分的所述合成气组合物。如图2所示,化石燃料(例如天然气和/或煤炭)可以与来自气体分离26、脱卤单元30和/或压缩系统32的热解气组合以产生气化原料。
157.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,气化原料包含至少1,或至少2,或至少3,或至少4,或至少5,或至少6,或至少7,或至少8,或至少9,或至少10,或至少11,或至少12,或至少13,或至少14,或至少15,或至少16,或至少17,或至少18,或至少19,或至少20,或至少21,或至少22,或至少23,或至少24,或至少25和/或不超过90,或不超过85,或不超过80,或不超过75,或不超过70,或不超过65,或不超过60,或不超过55,或不超过50,或不超过40,或不超过35,或不超过30重量%的热解气,其可衍生自气体分离26,脱卤单元30和/或压缩系统32。更特别地,在各种实施例中,气化原料包含1至75、1至50、1至40或1至30重量%的热解气,其可以衍生自气体分离26、脱卤单元30和/或压缩系统32,基于气化原料的总重量。
158.如上所述,气化原料还可包括化石燃料,例如煤炭或pet焦炭或天然气或液态烃例如重质油。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,气化原料可以包含至少1,或至少10,或至少15,或至少20,或至少25,或至少30,或至少35,或至少40,或至少45,或至少50,或至少55,或至少60,或至少65,或至少70,或至少75,或至少80,或至少85和/或不超过99,或
不超过95,或不超过90重量%的化石燃料,例如天然气,基于气化原料的总重量。更特别地,在各种实施例中,气化原料包含10至99、40至99或75至99重量%的化石燃料,例如天然气。
159.气化原料流理想地与氧剂一起注入到合成气发生气化炉的耐火材料衬里的燃烧室中。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,在显著压力下,通常至少500、或至少600、或至少800、或至少1,000psig,通过注射器将原料流和氧剂喷射到气化区中。通常,从注射器器喷嘴喷射到燃烧室中的原料和氧剂流的速度或流速将超过火焰传播的速度以避免回燃。
160.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,氧剂包括氧化性气体,其可以包括空气。更特别地,在各种实施例中,氧剂包括富含氧的气体,其量大于在空气中发现的量。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,氧剂包含至少25,或至少35,或至少40,或至少50,或至少60,或至少70,或至少80,或至少90,或至少95,或至少97,或至少99,或至少99.5摩尔%的氧,基于注入气化炉的反应(燃烧)区中的氧剂流中的所有摩尔。考虑到相对于原料流的量、装入原料的量、工艺条件和反应器设计,供应到反应区的氧气的特定量期望地足以获得相对于原料流中的组分而言接近或最大收率的从气化反应获得的一氧化碳和氢气。
161.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,不将蒸汽供应至气化区。可替代地,在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,将蒸汽供应至气化区。
162.除了氧剂之外,其它可还原的含氧气体也可供应至反应区,例如二氧化碳、氮气或仅为空气。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,不将富含二氧化碳或氮气(例如,大于在空气中发现的摩尔量,或至少2,或至少5,或至少10,或至少40摩尔%)的气体流装入气化炉中。这些气体可以用作载气以将原料推进到气化区。由于气化区内的压力,这些载气可以被压缩以提供用于引入到气化区中的动力。
163.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,不将含有大于0.01或0.02摩尔%二氧化碳的气体流装入气化炉或气化区中。附加地或可替代地,在各种实施例中,不将含有大于77,或大于70,或大于50,或大于30,或大于10,或大于5,或大于3摩尔%的氮气的气体流装入气化炉或气化区中。此外,在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,不将大于0.1,或大于0.5,或大于1,或大于5摩尔%氢的氢气流装入气化炉或气化区中。此外,在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,不将含有大于0.1,或大于0.5,或大于1,或大于5摩尔%甲烷的甲烷气体流装入气化炉或气化区中。在某些实施例中,引入到气化区的唯一气态料流是氧剂,其是如上所述的富氧气体流。
164.理想地采用的气化方法是部分氧化气化反应,如上所述。通常,为了提高氢气和一氧化碳的产量,氧化过程涉及气化原料的部分而不是完全氧化,因此,相对于完全氧化100%的碳和氢键所需的量,可以在贫氧环境中操作。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,气化炉的总氧需求量可以超过将气化原料的碳成分转化成一氧化碳理论上所需的量的至少5%,或至少10%,或至少15%,或至少20%。通常,在超过理论需求量的10%至80%的总氧供应下可以获得令人满意的操作。例如,每磅碳的氧的合适量的实例可以是在每磅碳0.4至3.0、0.6至2.5、0.9至2.5或1.2至2.5磅游离氧的范围内。
165.原料流和氧剂的混合可以通过引入分开的原料流和氧剂流使得它们在反应区内彼此撞击而完全在反应区内完成。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,将氧剂流以高速引入气化炉的反应区中,以既超过火焰传播速度又改善与原料流的混合。在一个实
施例中或与任何提及的实施例组合,可以以25至500、50至400或100至400英尺/秒的范围将氧化剂注入气化区中。这些值将是注射器-气化区界面处的气态氧剂流的速度,或注射器尖端速度。
166.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,气化原料流和氧剂可选地预热至至少200℃,或至少300℃,或至少400℃的温度。然而,所采用的气化过程不需要预热原料流以有效地气化原料,并且预热处理步骤会导致该过程的能量效率降低。
167.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,所采用的气化技术的类型是产生合成气的部分氧化夹带流气化炉。该技术不同于固定床(或者称为移动床)气化炉和流态化床气化炉。在固定床(或移动床气化炉)中,原料流与氧化剂气体以逆流流动的方式移动,并且通常使用的氧化剂气体是空气。原料流落入气化室中,积聚并形成原料床。空气(或可替代地氧气)从气化炉的底部连续地向上流动通过原料材料床,同时新鲜原料由于重力从顶部连续地落下以在床燃烧时更新床。燃烧温度通常低于灰分的熔化温度并且不结渣。无论固定床以逆流或在某些情况下以并流方式操作,固定床反应过程都会在床中产生大量的由原料热解产生的焦油、油和甲烷,从而污染所产生的合成气和气化炉。被污染的合成气需要大量的努力和成本以除去焦油状残留物,一旦合成气冷却,焦油状残留物将冷凝,并且因此,这样的合成气流通常不用于制备化学品,而是用于直接加热应用中。在流态化床中,气化区中的原料材料通过以足够高的速度流过床的氧化剂的作用而流态化,以使床中的颗粒流态化。在流态化床中,气化区的均相反应温度和低反应温度也促进了大量未反应原料材料的产生和低碳转化率,流态化床中的操作温度通常在800-1000℃之间。此外,在流态化床中,重要的是在结渣条件下操作以保持原料颗粒的流态化,否则原料颗粒会粘在炉渣和团聚物上。通过使用夹带流气化,克服了通常用于处理废料的固定床(或移动床)和流态化床气化炉所存在的这些缺陷。
168.可使用在美国专利no.3,544,291中描述的示例性气化炉,其全部公开内容通过引用整体结合到本文中。
169.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,气化炉是非催化的,意味着气化炉不包含催化剂床,并且气化过程是非催化的,意味着催化剂不作为离散的未结合的催化剂被引入气化区。此外,在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,气化过程也是结渣气化过程;即在结渣条件(远高于灰分的熔化温度)下操作,使得在气化区中形成熔渣并沿着耐火壁向下流动。
170.在一个实施例中或与任何所提及的实施例组合,气化区和可选地气化炉中的所有反应区在至少1000℃,或至少1100℃,或至少1200℃,或至少1250℃,或至少1300℃和/或不超过2500℃,或不超过2000℃,或不超过1800℃,或不超过1600℃的温度下操作。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,反应温度是自生的。有利地,在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,以稳态模式操作的气化炉处于自生温度,并且不需要应用外部能源来加热气化区。
171.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,气化炉是主要气体进料的气化炉。
172.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,气化炉是非结渣气化炉或在不形成炉渣的条件下操作。
173.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,气化炉在操作期间不处于负压下,
而是在操作期间处于正压下。
174.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,气化炉在气化区(或燃烧室)内操作的压力为至少200psig(1.38mpa),或至少300psig(2.06mpa),或至少350psig(2.41mpa),或至少400psig(2.76mpa),或至少420psig(2.89mpa),或至少450psig(3.10mpa),或至少475psig(3.27mpa),或至少500psig(3.44mpa),或至少550psig(3.79mpa),或至少600psig(4.13mpa),或至少650psig(4.48mpa),或至少700psig(4.82mpa),或至少750psig(5.17mpa),或至少800psig(5.51mpa),或至少900psig(6.2mpa),或至少1000psig(6.89mpa),或至少1100psig(7.58mpa),或至少1200psig(8.2mpa)下操作。附加地或可替代地,在各种实施例中,气化炉在气化区(或燃烧室)内的压力不超过1300psig(8.96mpa),或不超过1250psig(8.61mpa),或不超过1200psig(8.27mpa),或不超过1150psig(7.92mpa),或不超过1100psig(7.58mpa),或不超过1050psig(7.23mpa),或不超过1000psig(6.89mpa),或不超过900psig(6.2mpa),或不超过800psig(5.51mpa),或不超过750psig(5.17mpa)下操作。合适的压力范围的实例包括400至1000、425至900、450至900、475至900、500至900、550至900、600至900、650至900、400至800、425至800、450至800、475至800、500至800、550至800、600至800、650至800、400至750、425至750、450至750、475至750、500至750或550至750psig。
175.通常,气体在气化炉反应器中的平均停留时间可以非常短以增加生产量。由于气化炉可以在高温和高压下操作,因此原料基本上完全转化为气体可在非常短的时间范围内发生。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,气体在气化炉中的平均停留时间可以不超过30秒,或不超过25秒,或不超过20秒,或不超过15秒,或不超过10秒,或不超过7秒。
176.为了避免气化炉下游设备(洗涤器、co/h2变换反应器、酸性气体脱除、化学合成)和中间管道的结垢,所得合成气可具有低焦油含量或没有焦油含量。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,从气化炉排出的合成气流可以包含基于合成气流中所有可冷凝固体的重量不超过4,或不超过3,或不超过2,或不超过1,或不超过0.5,或不超过0.2,或不超过0.1,或不超过0.01重量%的焦油。为了测量的目的,可冷凝固体是在15℃和1atm的温度下冷凝的那些化合物和元素。焦油产品的例子包括萘、甲酚、二甲苯酚、蒽、菲、酚、苯、甲苯、吡啶、儿茶酚、联苯、苯并呋喃、苯甲醛、苊、芴、萘并呋喃、苯并蒽、芘、荧蒽、苯并芘和其它高分子量芳族多核化合物。焦油含量可以通过gc-msd测定。
177.通常,从气化容器中排出的粗合成气流包括例如氢气、一氧化碳、二氧化碳的气体,并且根据燃料源和反应条件,可以包括例如甲烷、硫化氢和氮气的其它气体。
178.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,粗合成气流(从气化炉排出的流,并且在通过洗涤、变换或酸性气体去除的任何进一步处理之前)可以具有以下组成,以干基计并且基于粗合成气流中的所有气体(在25℃和1atm下呈气态的元素或化合物)的摩尔数:
179.在15至60、18至50、18至45、18至40、23至40、25至40、23至38、29至40、31至40摩尔%的范围内的氢气含量;
180.20至75、20至65、30至70、35至68、40至68、40至60、35至55或40至52摩尔%的一氧化碳含量;
181.1.0至30、2至25、2至21、10至25或10至20摩尔%的二氧化碳含量;
182.2.0至40、5至35、5至30或10至30摩尔%的水含量;
183.0.0至30、0.01至15、0.01至10、0.01至8、0.01至7、0.01至5、0.01至3、0.1至1.5或0.1至1摩尔%的甲烷含量;
184.0.01至2.0、0.05至1.5、0.1至1或0.1至0.5摩尔%的h2s含量;
185.0.05至1.0、0.05至0.7或0.05至0.3摩尔%的cos含量;
186.为0.015至3.0、0.02至2、0.05至1.5或0.1至1摩尔%的硫含量;和/或
187.0.0至5、0.005至3、0.01至2、0.005至1、0.005至0.5或0.005至0.3摩尔%的氮含量。
188.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,合成气包含至少0.65,或至少0.68,或至少0.7,或至少0.73,或至少0.75,或至少0.78,或至少0.8,或至少0.85,或至少0.88,或至少0.9,或至少0.93,或至少0.95,或至少0.98,或至少1的氢气/一氧化碳摩尔比。
189.气体组分可以通过fid-gc和tcd-gc或任何其它公认的用于分析气流组分的方法测定。
190.回到图2,来自固体分离器22的热解残渣28的至少一部分可以引入可选的再生器36中用于再生,通常通过燃烧。在再生之后,至少一部分热再生固体可以直接再引入到热解反应器18中。附加地或可替代地,在各种实施例中,至少一部分在固体分离器22中回收的固体颗粒可以直接引回到热解反应器18中,特别是如果固体残渣含有显著量的未转化的塑料废物。此外,在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,残余固体可经由固体去除单元38从再生器36去除并从系统排出。
191.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,废塑料源12、原料预处理系统14、热解进料系统16、热解反应器18、固体分离器22、气体分离单元26、脱卤单元30、压缩系统32和pox单元34可以在所有单元或所述单元的一些之间流体连通。例如,热解反应器18可以与pox单元34流体连通。在一个实施例中或者与任何提及的实施例组合,流体连通包括夹套管道、伴热管道和/或绝热管道。
192.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解反应器18不与pox单元34流体连通。
193.图3描述了又一个示例性系统10,其可以用于将一种或多种废塑料,特别是回收的塑料废物至少部分转化成各种有用的热解衍生产物。应当理解,图3中所示的系统仅仅是本公开内容可以在其中实施的系统的一个实例。本公开内容可以在期望将热解产物高效且有效地转化为各种期望的最终产物的各种各样的其他系统中应用。此外,用虚线描绘的组件或单元表示可以在示例性系统10中构建的可选料流和/或组件。因此,存在其中虚线的组件可以存在或可以不存在的预想实施例。现在将更详细地描述图3中所示的示例性系统。
194.如图3所示的热解设施10包括废塑料源12、原料预处理系统14、热解进料系统16、热解反应器18、固体分离器22、气体分离单元26和部分氧化(pox)单元34,它们可以与以上关于图1和2所述的相同组件相同的方式起作用。图3说明了一个实施例,其中至少一部分热解残渣,以来自热解反应器18的炉底流和/或来自固体分离器22的热解残渣44的形式,被引入部分氧化(pox)气化设施中以产生回收成分合成气。如图3所示,来自热解反应器18的热解炉底流40和/或来自固体分离器22的热解残渣44的至少一部分可以引入到部分氧化(pox)单元34中。可替代地或附加地,热解油的至少一部分也可以引入到pox单元中,如图3中一般性所示。
195.如图3所示,热解炉底流40可以从热解反应器18中排出。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,该热解炉底流40主要包含以上关于图1所述的热解残渣。例如,该热解炉底流40可以包含至少50,或至少60,或至少70,或至少75,或至少80,或至少85,或至少90,或至少95,或至少96,或至少97,或至少98,或至少99,或至少99.9重量%的热解残渣,基于热解炉底流的总重量。通常,热解炉底流40可以在低于从热解反应器18中取出的热解流出物20的排出点的高度位置从热解反应器18中取出。
196.在一种实施例中或者与任意提及的实施例组合,热解炉底流40包含至少20,或至少25,或至少30,或至少35,或至少40,或至少45,或至少50,或至少55,或至少60,或至少65,或至少70,或至少75,或至少80,或至少85重量%的c20 烃,基于热解炉底流的总重量。
197.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解炉底流40包含不超过15,或不超过14,或不超过13,或不超过12,或不超过11,或不超过10,或不超过9,或不超过8,或不超过7,或不超过6,或不超过5,或不超过4,或不超过3,或不超过2,或不超过1,或不超过0.5重量%的水,基于热解炉底流的总重量。
198.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解炉底流40包含至少1,或至少2,或至少5,或至少10,或至少15,或至少20,或至少25,或至少30,或至少35,或至少40,或至少45,或至少50,或至少55,或至少60,或至少65,或至少70,或至少75,或至少80,或至少85,或至少90,或至少95,或至少99重量%的含碳固体,基于热解炉底流的总重量。附加地或可替代地,在各种实施例中,热解炉底流包含不超过99,或不超过90,或不超过80,或不超过70,或不超过60,或不超过50,或不超过40,或不超过30,或不超过20,或不超过10,或不超过9,或不超过8,或不超过7,或不超过6,或不超过5,或不超过4重量%的含碳固体。更特别地,在各种实施例中,热解炉底流包含1至99、20至95或50至95重量%的含碳固体。
199.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解炉底流40包含的c:h原子比大于或等于链烷烃,或大于或等于0.25:1,或大于或等于0.3:1,或大于或等于0.35:1,或大于或等于0.4:1,或大于或等于0.45:1。
200.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解炉底流40包含不超过40,或不超过30,或不超过20,或不超过10,或不超过5,或不超过4,或不超过3,或不超过2,或不超过1重量%的热解油,基于热解炉底流的总重量。
201.回到图3,热解炉底流40的至少一部分可以被引入可选的重质精制器42中,以从热解炉底流40中除去至少一部分不希望的固体(例如金属)。在一个实施例中或与任何所述实施例组合,重质精制器42可以除去热解炉底流40中存在的至少25%,或至少50%,或至少75%,或至少80%,或至少85%,或至少90%,或至少95%,或至少99%的含金属化合物。重质精制器42可包括例如旋风分离器、过滤器或本领域已知的能够分离固体的任何其他分离器。
202.回到图3,热解炉底流40的至少一部分可以与来自固体分离器22的至少一部分热解残渣流44合并。应当注意该合并的热解残渣流(即含有热解炉底流40和热解残渣流44的料流)可以包含并表现出上述关于图1的热解残渣的特征。在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,该组合的热解残渣包含至少80、或至少85、或至少90、或至少95、或至少99、或至少99.9重量%的热解残渣,基于组合流的总重量。在某些实施例中,热解炉底流40可以在重质精制器42中处理之后与热解残渣流44合并。
203.如图3所示,热解炉底流40的至少一部分和/或热解残渣流44可以引入到气化炉,例如部分氧化(pox)单元34中。而在部分氧化(pox)气化炉单元34中,至少一部分热解炉底流40和/或热解残渣流44可以进行部分氧化(pox)气化。
204.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,pox气化单元可以包括气体进料气化炉、液体进料气化炉、固体进料气化炉或其组合。
205.如图3所示,提供了用于生产回收成分合成气的方法,其中所述方法包括:(a)将氧剂和包含热解炉底流40和/或热解残渣流44的原料组合物进料至气化炉内的气化区;(b)在气化区中使原料组合物与氧剂一起气化,从而产生合成气组合物;和(c)从所述气化炉中排出至少一部分的所述合成气组合物和残渣。如图3中所示,另一固体燃料(例如化石燃料,例如煤炭和/或固体废塑料)可与热解炉底流40和/或热解残渣流44组合以产生气化原料46。
206.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,气化原料46包含至少0.1,或至少0.5,或至少1,或至少2,或至少3,或至少4,或至少5,或至少6,或至少7,或至少8,或至少9,或至少10,或至少11,或至少12,或至少13,或至少14,或至少15,或至少16,或至少17,或至少18,或至少19,或至少20,或至少21,或至少22,或至少23,或至少24,或至少25和/或不超过90,或不超过85,或不超过80,或不超过75,或不超过70,或不超过65,或不超过60,或不超过55,或不超过50,或不超过40,或不超过35,或不超过30,或不超过25,或不超过20,或至少25,或不超过15,或不超过10,或不超过5重量%的热解残渣,其可以源自热解炉底流40和/或热解残渣流44,基于原料的总重量。更特别地,气化原料可以包含1至75、1至50、1至40或1至30重量%的热解残渣,其可以源自热解炉底流40和/或热解残渣流44,基于气化原料的总重量。
207.如上所述,气化原料还可包括另一种碳质固体燃料,例如煤炭和/或固体废塑料。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,气化原料可以包含至少1,或至少10,或至少15,或至少20,或至少25,或至少30,或至少35,或至少40,或至少45,或至少50,或至少55,或至少60,或至少65,或至少70,或至少75,或至少80,或至少85和/或不超过99,或不超过95,或不超过90重量%的固体化石燃料,例如煤炭和/或固体废塑料,基于气化原料的总重量。更特别地,在各种实施例中,气化原料包含10至99、40至99或75至99重量%的固体化石燃料,例如煤炭和/或固体废塑料。
208.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,气化原料可以包含至少1,或至少10,或至少15,或至少20,或至少25,或至少30,或至少35,或至少40,或至少45,或至少50,或至少55,或至少60,或至少65,或至少70,或至少75,或至少80,或至少85和/或不超过99,或不超过95,或不超过90,或不超过78重量%的煤炭,基于气化原料的总重量,或可选地基于固体的重量。更特别地,在各种实施例中,气化原料包含10至99、40至99,或65至78,或75至99重量%的煤炭,基于气化原料的重量,或可选地基于固体的重量。
209.所用煤炭的质量不受限制。无烟煤、烟煤、次烟煤、褐煤和柴煤可以是煤炭原料的来源。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,为了提高反应器的热效率,所用煤炭的碳含量超过35或42重量%,基于煤炭的重量。因此,烟煤或无烟煤由于其较高的能量含量而可以是理想的。
210.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,煤炭可包含基于煤炭的总重量不超过25、20、15、10或8重量%的水分含量。
211.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,煤炭的热值为至少11,000btu/lb,或至少11,500btu/lb,或至少12,500btu/lb,或至少13,000btu/lb,或至少13,500btu/lb,或至少14,000btu/lb,或至少14,250btu/lb,或至少14,500btu/lb。
212.在一个实施例中或与任何所提及的实施例组合,水可在喷射到气化炉34中之前添加到气化原料46中,以产生包含水的浆料。因此,在这样的实施例中,气化原料是浆料的形式。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,气化原料46包含至少1,或至少5,或至少10,或至少15,或至少20,或至少25,或至少28,或至少30,或至少31和/或不超过90,或不超过80,或不超过70,或不超过60,或不超过50,或不超过40,或不超过35,或不超过30重量%的水。
213.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,固体燃料,例如煤炭和/或废塑料,可以研磨至2mm或更小的尺寸。固体燃料的小尺寸对于确保在浆料中的均匀悬浮、允许相对于气态反应物的充分运动、确保基本上完全气化以及提供具有最小研磨的高固体含量的可泵送浆料可能是重要的。
214.虽然在图3中未示出,但是气化设施可以包括研磨装置,例如球磨机、棒磨机、锤磨机、雷蒙磨机或超声磨机,以将包括热解残渣和另外的固体燃料的气化原料的固体颗粒研磨成期望的粒度(例如,小于2mm的平均直径)。应当注意,可以在热解残渣和/或其它固体燃料(例如煤炭)在研磨设备中研磨时将水加入这些组分中。
215.热解炉底流40和/或热解残渣流44可以被研磨至合适的粒度,可选地过筛,然后在将原料流引入气化炉内的气化区之前在任何位置与原料流的一种或多种化石燃料组分合并。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解炉底流40和/或热解残渣流44可以与固体碳质燃料(例如煤炭和/或废塑料)在研磨设备中组合。该位置对于浆料进料气化炉可能特别有吸引力,因为可能期望使用具有可能的最高稳定固体浓度的进料,并且在较高固体浓度下,浆料的粘度也高。在化石燃料研磨设备中使用的扭矩和剪切力是高的,并且与煤浆的剪切稀化行为相结合,可以在化石燃料研磨设备中获得预研磨的热解残渣与研磨的化石燃料的良好混合。
216.其它固体燃料(例如化石燃料如煤炭)、热解炉底流40和/或热解残渣流44可以出于多种目的而研磨或碾磨。通常,热解炉底流40和/或热解残渣流44必须被研磨至小尺寸,化石燃料源也必须研磨至小尺寸以(i)由于传质限制,一旦在气化炉内部就允许更快的反应,(ii)产生稳定的,流体的并且在煤炭对比水的高浓度下的浆料,以及(iii)通过具有紧密间隙的加工设备,例如高压泵、阀和进料注射器。通常,这意味着原料中的固体可以被研磨至其中至少90%的颗粒具有不超过4mm,或不超过3mm,或不超过2mm,或不超过1.9mm,或不超过1.8mm,或不超过1.7mm的平均粒度的粒度。
217.如上所述,气化原料可以是含水浆料的形式。原料流中的固体(例如化石燃料和轮胎)的浓度不应超过浆料的稳定性极限,或不超过以目标固体浓度将原料泵送或进料到气化炉的能力。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,浆料的固体含量应为至少50,或至少55,或至少60,或至少65,或至少70,或至少75重量%,其余为可包括水和液体添加剂的液相。上限没有特别限制,因为它取决于气化炉设计。
218.可以调节原料浆料流中的固体量及其粒度以使固体含量最大化,同时保持稳定和可泵送的浆料。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,可泵送浆料是在25℃和1atm
下粘度不超过30,000cp,或不超过25,000cp,或不超过23,000cp,或不超过20,000cp,或不超过18,000cp,或不超过15,000cp,或不超过13,000cp,或不超过10,000cp,或不超过7,000cp,或不超过5,000cp,或不超过3,500cp的浆料。在较高的黏度下,浆料可以变得太稠而不能实际泵送。通过混合浆料的样品直到获得颗粒的均匀分布来进行粘度测量以确定浆料的可泵送性。然后使用具有v80-40叶片转轴的以1.83/s的剪切速率操作和在25℃下操作的brookfield r/s流变仪来测定均匀样品的粘度。
219.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,包含热解炉底流40、热解残渣流44、其它固体燃料和水的气化原料流46可保持在足以保持该料流为可泵送液体的温度。
220.如图3所示,图3中的气化原料流46可与氧剂一起注入到合成气生成气化炉的耐火材料衬里的燃烧室中。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,在显著压力下,通常至少300,或至少500,或至少600,或至少800,或至少1,000psig和/或不超过1,500psig,通过注射器将原料流和氧剂喷射到气化区中。通常,在一个实施例或与任何所提及的实施例组合,从注射器喷嘴喷射到燃烧室中的原料和氧剂流的速度或流速将超过火焰传播的速度以避免回燃。
221.气化炉单元34和氧剂的操作条件在上面关于图2进行了描述。以上关于图2描述了气化炉单元34的运行条件和氧剂,关于气化炉运行条件(例如,温度、压力和停留时间)和氧剂的上述描述也可应用于图3中描绘的气化系统。
222.除了氧剂之外,其它可还原的含氧气体也可供应至反应区,例如二氧化碳、氮气或仅为空气。如图3所示,二氧化碳流可与原料一起引入,以用作载气,从而将原料推进至气化区。由于气化区内的压力,这些载气可以被压缩以提供用于引入到气化区中的动力。
223.如前所述,所期望采用的气化方法是部分氧化气化反应。通常,为了提高氢气和一氧化碳的产量,氧化过程涉及气化原料的部分而不是完全氧化,因此,相对于完全氧化100%的碳和氢键所需的量,可以在贫氧环境中操作。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,气化炉的总氧需求量可以超过将气化原料的碳含量转化成一氧化碳理论上所需的量的至少5%,或至少10%,或至少15%,或至少20%。通常,在超过理论要求的10%至80%的总氧供应下可以获得令人满意的操作。例如,每磅碳的氧的合适量的实例可以是在每磅碳0.4至3.0、0.6至2.5、0.9至2.5或1.2至2.5磅游离氧的范围内。
224.原料流和氧剂的混合可以通过引入分开的原料流和氧剂流使得它们在反应区内彼此撞击而完全在反应区内完成。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,将氧剂流以高速引入气化炉的反应区中,以既超过火焰传播速度又改善与原料流的混合。
225.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,气化原料流和氧剂可选地预热至至少200℃,或至少300℃,或至少400℃的温度。然而,所采用的气化过程不需要预热原料流以有效地气化原料,并且预热处理步骤会导致该过程的能量效率降低。
226.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,所采用的气化技术的类型是产生合成气的部分氧化夹带流气化炉。
227.美国专利no 3,544,291中描述了可用于图3中的气化炉的示例性气化炉。
228.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,气化炉是非催化的,意味着气化炉不包含催化剂床,并且气化过程是非催化的,意味着催化剂不作为离散的未结合的催化剂被引入气化区。
229.为了避免气化炉下游设备(洗涤器、co/h2变换反应器、酸性气体脱除、化学合成)和中间管道的结垢,所得合成气可具有低焦油含量或没有焦油含量。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,从图3中的气化炉34排出的合成气流可以包含基于合成气流中所有可冷凝固体的重量不超过4,或不超过3,或不超过2,或不超过1,或不超过0.5,或不超过0.2,或不超过0.1,或不超过0.01重量%的焦油。为了测量的目的,可冷凝固体是在15℃和1atm的温度下冷凝的那些化合物和元素。焦油产品的例子包括萘、甲酚、二甲苯酚、蒽、菲、酚、苯、甲苯、吡啶、儿茶酚、联苯、苯并呋喃、苯甲醛、苊、芴、萘并呋喃、苯并蒽、芘、荧蒽、苯并芘和其它高分子量芳族多核化合物。焦油含量可以通过gc-msd测定。
230.通常,从气化容器34中排出的粗合成气流包括例如氢气、一氧化碳、二氧化碳的气体,并且根据燃料源和反应条件,可以包括例如甲烷、硫化氢和氮气的其它气体。
231.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,粗合成气流(从气化炉34排出的流,并且在通过洗涤、变换或酸性气体去除的任何进一步处理之前)可以具有以下组成,以干基计并且基于粗合成气流中的所有气体(在25℃和1atm下呈气态的元素或化合物)的摩尔数:
232.在15至60、18至50、18至45、18至40、23至40、25至40、23至38、29至40、31至40摩尔%的范围内的氢气含量;
233.20至75、20至65、30至70、35至68、40至68、40至60、35至55或40至52摩尔%的一氧化碳含量;
234.1.0至30、2至25、2至21、10至25或10至20摩尔%的二氧化碳含量;
235.2.0至40、5至35、5至30或10至30摩尔%的水含量;
236.0.0至30、0.01至15、0.01至10、0.01至8、0.01至7、0.01至5、0.01至3、0.1至1.5或0.1至1摩尔%的甲烷含量;
237.0.01至2.0、0.05至1.5、0.1至1或0.1至0.5摩尔%的h2s含量;
238.0.05至1.0、0.05至0.7或0.05至0.3摩尔%的cos含量;
239.为0.015至3.0、0.02至2、0.05至1.5或0.1至1摩尔%的硫含量;和/或
240.0.0至5、0.005至3、0.01至2、0.005至1、0.005至0.5或0.005至0.3摩尔%的氮含量。
241.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,合成气包含至少0.65,或至少0.68,或至少0.7,或至少0.73,或至少0.75,或至少0.78,或至少0.8,或至少0.85,或至少0.88,或至少0.9,或至少0.93,或至少0.95,或至少0.98,或至少1的氢气/一氧化碳摩尔比。
242.在气化炉34中形成的剩余残余废物可从系统中移除和清除。
243.气体组分可以通过fid-gc和tcd-gc或任何其它公认的用于分析气流组分的方法测定。
244.回到图2,来自固体分离器22的热解残渣28的至少一部分可以引入可选的再生器36中用于再生,通常通过燃烧。在再生之后,至少一部分热再生固体可以直接再引入到热解反应器18中。附加地或可替代地,在各种实施例中,至少一部分在固体分离器22中回收的固体颗粒可以直接引回到热解反应器18中,特别是如果固体残渣含有显著量的未转化的塑料废物。此外,在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,残余固体可经由固体去除单元38从再生器36去除并从系统排出。
245.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,废塑料源12、原料预处理系统14、热
解进料系统16、热解反应器18、固体分离器22、气体分离单元26和pox单元34可以在所有单元或所述单元的一些之间流体连通。例如,热解反应器18可以与pox单元34流体连通。在一个实施例中或者与任何提及的实施例组合,流体连通包括夹套管道、伴热管道和/或绝热管道。
246.在一个实施例中或与任何所提及的实施例组合,热解炉底流44可以是可泵送的液体形式,并且可以与pox气化炉单元34的进料注射器流体连通。可替代地,在一个实施例中或与任何所提及的实施例组合,热解炉底流44可以是可泵送的液体形式,并且可以在pox气化炉单元34的进料注射器之前的位置处与气化设施流体连通。
247.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解反应器18不与pox单元34流体连通。
248.最后,如图3所示,除了气化原料46之外,来自原料预处理系统14的单独的固体废塑料流48可以单独地引入气化炉单元34中。在一个实施例中或与任何所述实施例组合,可以含有本文所述的任何废塑料的单独的固体废塑料流48的至少一部分可以在引入pox单元34之前与气化原料流46合并。
249.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,气化原料46包含至少0.1,或至少0.5,或至少1,或至少2,或至少3,或至少4,或至少5,或至少6,或至少7,或至少8,或至少9,或至少10,或至少11,或至少12,或至少13,或至少14,或至少15,或至少16,或至少17,或至少18,或至少19,或至少20,或至少21,或至少22,或至少23,或至少24,或至少25和/或不超过90,或不超过85,或不超过80,或不超过75,或不超过70,或不超过65,或不超过60,或不超过55,或不超过50,或不超过40,或不超过35,或不超过30,或不超过25,或不超过15,或不超过20,或不超过15,或不超过10重量%的塑料,不超过5或不超过10重量%,基于原料的总重量。更特别地,基于气化原料的总重量,气化原料可以包含1至75、1至50、1至40或1至30重量%的一种或多种废塑料。
250.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,可以将由任何上述热解设施产生的至少一部分热解油单独地或与常规裂化器原料组合引入到裂化设施中。如本文所用,术语“裂化”是指通过碳-碳双键的断裂将复杂的有机分子分解成较简单的分子的过程。如本文所用,术语“裂化器设施”和“裂化设施”是指包括进行源自废塑料的原料的裂化所必需的所有设备、管线和控制器的装置。裂化设施可以包括一个或多个裂化器炉,以及用于处理裂化器炉的流出物的下游分离设备。如本文所用,术语“裂化器炉”或“裂化炉”是指具有内管的加热的外壳,经历热裂化的料流流过所述内管。
251.图4示出了用于处理包括回收废塑料的废料的系统,该系统总体上包括热解设施、部分氧化(pox)气化设施、以及裂化器设施。热解设施可利用回收的废物,例如废塑料,以提供热解气、热解油(热解油)和热解残渣的料流。如上所述,可以将热解气和热解残渣流之一或两者引入pox气化炉中。在某些实施例中,可以将全部或部分热解油单独或与常规裂化器原料组合引入裂化器设施中。
252.由于热解气流、热解油流和热解残渣流中的每一种可衍生自回收废塑料,因此所述料流可各自含有直接衍生的回收成分。如本文所用,术语“回收成分”是指直接和/或间接衍生自废塑料的组合物或包含直接和/或间接衍生自废塑料的组合物。如本文所用,术语“直接衍生”是指具有至少一种源自废塑料的物理组分,而“间接衍生”是指具有可归因于废
塑料的指定回收成分,但其不是基于具有源自废塑料的物理组分。
253.如图4所示,在热解设施中形成的热解油的至少一部分可以被送至裂化器设施,其中可以加工该料流以形成回收成分烯烃(r-烯烃)的料流。
254.在一种实施例中或者与任何提及的实施例组合,引入裂化器设施的热解油的料流可以包含至少55,或者至少60,或者至少65,或者至少70,或者至少75,或者至少80,或者至少85,或者至少90,或者至少95重量%的c4-c30烃,并且如本文所用,烃包括脂族、脂环族、芳族和杂环化合物。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解油可主要包含c5至c25、c5至c22或c5至c20烃,或可包含至少55,或至少60,或至少65,或至少70,或至少75,或至少80,或至少85,或至少90,或至少95重量%的c5至c25、c5至c22,或c5至c20烃。
255.在一个实施例中或与任何所提及的实施例组合,热解油组合物可包含c4-c12脂族化合物(支链或无支链的烷烃和烯烃,包括二烯烃和脂环化合物)和c13-c22脂族化合物,其重量比为大于1:1,或至少1.25:1,或至少1.5:1,或至少2:1,或至少2.5:1,或至少3:1,或至少4:1,或至少5:1,或至少6:1,或至少7:1,或至少10:1,或至少20:1,或至少40:1,各自按重量计并基于热解油的重量。
256.在一个实施例中或与任何所提及的实施例组合,热解油组合物可包含c13-c22脂族化合物(支链或无支链的烷烃和烯烃,包括二烯烃和脂环化合物)和c4-c12脂族化合物,其重量比为大于1:1,或至少1.25:1,或至少1.5:1,或至少2:1,或至少2.5:1,或至少3:1,或至少4:1,或至少5:1,或至少6:1,或至少7:1,或至少10:1,或至少20:1,或至少40:1,各自按重量计并基于热解油的重量。
257.在一个实施例中,热解油中具有最高浓度的两种脂肪烃(支链或无支链的烷烃和烯烃,以及脂环族化合物)在c5-c18,或c5-c16,或c5-c14,或c5-c10,或c5-c8(包括端值)的范围内。
258.热解油包括链烷烃、环烷烃或脂环烃、芳香烃、含芳香烃、烯烃、含氧化合物和聚合物、杂原子化合物或聚合物、以及其它化合物或聚合物中的一种或多种。
259.例如,在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解油可包含在每种情况下重量百分比为至少5,或至少10,或至少15,或至少20,或至少25,或至少30,或至少35,或至少40,或至少45,或至少50,或至少55,或至少60,或至少65,或至少70,或至少75,或至少80,或至少85,或至少90,或至少95,和/或不超过99,或不超过97,或不超过95,或不超过93,或不超过90,或不超过87,或不超过85,或不超过83,或不超过80,或不超过78,或不超过75,或不超过70,或不超过65,或不超过60,或不超过55,或不超过50,或不超过45,或不超过40,或不超过35,或不超过30,不超过25,不超过30,或不超过20,或不超过15的链烷烃(或直链或支链烷烃),基于热解油的总重量。热解油中所含链烷烃的量的范围的实例为5至50,或5至40,或5至35,或10至35,或10至30,或5至25,或5至20,在每种情况下为基于热解油组合物的重量计的wt.%。
260.在一个实施例中或与任何所提及的实施例组合,热解油可包括环烷烃或脂环烃,其量为零,或至少1,或至少2,或至少5,或至少8,或至少10,或至少15,或至少20,在每种情况下为重量%和/或不超过50,或不超过45,或不超过40,或不超过35,或不超过30,或不超过25,或不超过20,或不超过15,或不超过10,或不超过5,在每种情况下为重量%,基于热解油的重量。热解油中所含的环烷烃(或脂环烃)的量的范围的实例为0-35,或1-30,或2-25,
或2-20,或2-15,或2-10,或1-10,在每种情况下为基于热解油组合物的重量计的wt.%。
261.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解油包含不超过30,或不超过25,或不超过20,或不超过15,或不超过10,或不超过8,或不超过5,或不超过2,或不超过1重量%的芳香烃,在每种情况下基于热解油的总重量。如本文所用,术语“芳香烃”是指苯、甲苯、二甲苯和苯乙烯的总量(按重量计)。热解油可包括至少1,或至少2,或至少5,或至少8,或至少10重量百分比的芳香烃,在每种情况下基于热解油的总重量。
262.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解油可包括含量为在每种情况下重量不超过30,或不超过25,或不超过20,或不超过15,或不超过10,或不超过8,或不超过5,或不超过2,或不超过1的含芳香烃,或不可检测,基于热解油的总重量。含芳族的化合物包括上述芳香烃和任何含芳族部分的化合物,例如对苯二甲酸酯残基和稠环芳香烃,例如萘和四氢化萘。
263.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解油可包括的烯烃量在每种情况下重量百分比烯烃为至少1,或至少2,或至少5,或至少8,或至少10,或至少15,或至少20,或至少30,或至少40,或至少45,或至少50,或至少55,或至少60,或至少65的烯烃,和/或在每种情况下重量百分比不超过85,或不超过80,或不超过75,或不超过70,或不超过65,或不超过60,或不超过55,或不超过50,或不超过45,或不超过40,或不超过35,或不超过30,或不超过25,或不超过20,或不超过15,或不超过10,基于热解油的重量。烯烃包括单烯烃和二烯烃。合适范围的实例包括在每种情况下烯烃存在的量的wt.%比为或40至85,或45至85,或50至85,或55至85,或60至85,或65至85,或40至80,或45至80,或50至80,或55至80,或60至80,或65至80,45至80,或50至80,或55至80,或60至80,或65至80,或40至75,或45至75,或50至75,或55至75,或60至75,或65至75,或40至70,或45至70,或50至70,或55至70,或60至70,或65至70,或40至65,或45至65,或50至65,或55至65,基于r-热解油的重量。
264.在一个实施例中或与任何所提及的实施例组合,热解油可包括量为零或在每种情况下重量百分比为至少0.01,或至少0.1,或至少1,或至少2,或至少5的含氧化合物或聚合物,和/或在每种情况下重量百分比为不超过20,或不超过15,或不超过10,或不超过8,或不超过6,或不超过5,或不超过3,或不超过2的含氧化合物或聚合物,基于热解油的重量。含氧化合物和聚合物是含有氧原子的那些。合适范围的实例包括以0-20,或0-15,或0-10,或0.01-10,或1-10,或2-10,或0.01-8,或0.1-6,或1-6,或0.01-5wt.%范围内的量存在的含氧化合物,基于热解油的重量。
265.在一个实施例中或与本文任何提及的实施例组合,热解油的硫含量不超过2.5wt.%,或不超过2,或不超过1.75,或不超过1.5,或不超过1.25,或不超过1,或不超过0.75,或不超过0.5,或不超过0.25,或不超过0.1,或不超过0.05,期望地或不超过0.03,或不超过0.02,或不超过0.01,或不超过0.008,或不超过0.006,或不超过0.004,或不超过0.002,或不超过0.001,在每种情况下为基于热解油的重量计的wt.%。
266.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解油中链烷烃与环烷烃的重量比可为至少1:1,或至少1.5:1,或至少2:1,或至少2.2:1,或至少2.5:1,或至少2.7:1,或至少3:1,或至少3.3:1,或至少3.5:1,或至少3.75:1,或至少4:1,或至少4.25:1,或至少4.5:1,或至少4.75:1,或至少5:1,或至少6:1,或至少7:1,或至少8:1,或至少9:1,或至少10:1,或至少13:1,或至少15:1,或至少17:1,基于热解油的重量。
267.在一个实施例中或与任何所提及的实施例组合,热解油的链烷烃和环烷烃的组合与芳香烃的重量比可为至少1:1,或至少1.5:1,或至少2:1,或至少2.5:1,或至少2.7:1,或至少3:1,或至少3.3:1,或至少3.5:1,或至少3.75:1,或至少4:1,或至少4.5:1,或至少5:1,或至少7:1,或至少10:1,或至少15:1,或至少20:1,或至少25:1,或至少30:1,或至少35:1,或至少40:1,基于热解油的重量。在一个实施例中或与任何所提及的实施例组合,热解油中链烷烃和环烷烃的组合与芳香烃的比率可为1:1-7:1,或1:1-5:1,或1:1-4:1,或1:1-3:1。
268.在一个实施例中或与任何所提及的实施例组合,热解油可具有由其10%、其50%和其90%沸点中的一个或多个定义的沸点曲线,如下文所定义。如本文所用,“沸点”是指通过astm d2887-13确定的组合物的沸点。另外,如本文所用,“x%沸点”是指这样的沸点,即根据astm d-2887-13,x重量百分比的组合物在该沸点沸腾。
269.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,热解油的90%沸点可为不超过350,或不超过325,或不超过300,或不超过295,或不超过290,或不超过285,或不超过280,或不超过275,或不超过270,或不超过265,或不超过260,或不超过255,或不超过250,或不超过245,或不超过240,或不超过235,或不超过230,或不超过225,或不超过220,或不超过215,不超过200,不超过190,不超过180,不超过170,不超过160,不超过150,或不超过140,在每种情况下℃和/或至少200,或至少205,或至少210,或至少215,或至少220,或至少225,或至少230,在每种情况下为℃,和/或不超过25,或不超过220,或不超过215,或至少225,或至少230,在每种情况下为℃,和/或不超过2,或不超过20,不超过15,或不超过10,或不超过5,或不超过2重量%的热解油可具有300℃或更高的沸点。
270.如上所述,在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,可将常规裂化器进料流与热解油一起引入裂化器炉中。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,裂化器进料流可以包含主要含c2至c4烃的组合物,或主要含c5至c22烃的组合物。如本文所用,术语“主要为c2至c4烃”是指含有至少50重量百分比的c2至c4烃组分的料流或组合物。c2至c4烃流或组合物的具体类型的实例包括丙烷、乙烷、丁烷和lpg。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,裂化器进料可以包含至少50,或至少55,或至少60,或至少65,或至少70,或至少75,或至少80,或至少85,或至少90,或至少95,在每种情况下为基于进料的总重量计的wt.%,和/或不超过100,或不超过99,或不超过95,或不超过92,或不超过90,或不超过85,或不超过80,或不超过75,或不超过70,或不超过65,或不超过60,在每种情况下为c2至c4烃或线性烷烃重量百分比,基于进料的总重量。裂化器进料可以包含主要为丙烷、主要为乙烷、主要为丁烷或这些组分中的两种或更多种的组合。
271.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,裂化器进料流可以包含主要含c5-c22烃的组合物。如本文所用,“主要为c5至c22烃”是指包含至少50重量%的c5至c22烃组分的料流或组合物。实例包括汽油、石脑油、中间馏分、柴油、煤油。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,裂化器进料流或组合物可以包含至少20,或至少25,或至少30,或至少35,或至少40,或至少45,或至少50,或至少55,或至少60,或至少65,或至少70,或至少75,或至少80,或至少85,或至少90,或至少95,在每种情况下为wt.%,和/或不超过100,或不超过99,或不超过95,或不超过92,或不超过90,或不超过85,或不超过80,或不超过75,或不超过70,或不超过65,或不超过60,在每种情况下为c5至c22,或c5至c20烃重量百分比,基于流或组合物的总重量。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,裂化器进料可以具有至少
0.5,或至少1,或至少2,或至少5的c15和更重(c15 )含量,在每种情况下为重量百分比,和/或不超过40,或不超过35,或不超过30,或不超过25,或不超过20,或不超过18,或不超过15,或不超过12,或不超过10,或不超过5,或不超过3,在每种情况下为重量百分比,基于进料的总重量。
272.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,裂化器进料可以具有的c15和更重质(c15 )含量为至少20,或至少25,或至少30,或至少35,或至少40,或至少45,或至少50,或至少55,或至少60,或至少65,或至少70,或至少75,或至少80,或至少85,或至少90,或至少95,在每种情况下为wt.%,和/或不超过100,或不超过99,或不超过95,或不超过92,或不超过90,或不超过85,或不超过80,或不超过75,或不超过70,或不超过65,或不超过60,在每种情况下为c5-c22,或c5-c20烃重量百分比,基于流或组合物的总重量。这些类型的烃的实例可以包括但不限于减压蜡油(vgo)、氢化减压蜡油(hvgo)和常压蜡油(ago)。
273.在一个实施例中或与任何所提及的实施例组合,裂化器原料或流或组合物的90%沸点可以是至少350℃,10%沸点可以是至少60℃;并且50%沸点可以在95℃至200℃的范围内。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,裂化器原料或流或组合物的90%沸点可以是至少150℃,10%沸点可以是至少60℃,并且50%沸点可以在80℃至145℃的范围内。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,裂化器原料或流具有至少350℃的90%沸点、至少150℃的10%沸点和在220至280℃的范围内的50%沸点。
274.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,裂化器炉可以是气体炉。气体炉是具有至少一个盘管的炉,该盘管在对流区入口处的盘管入口处接收(或操作以接收或被配置成接收)主要为气相的进料(进料重量的50%以上是蒸气)(“气体盘管”)。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,气体盘管可以接收主要为c2-c4的原料或主要为c2和/或c3的原料到对流段中盘管的入口,或可替代地,具有至少一个盘管,所述至少一个盘管接收多于50wt.%的乙烷和/或多于50%的丙烷和/或多于50%的lpg,或在这些情况的任何一种中,接收至少60wt.%,或至少70wt.%,或至少80wt.%,基于至盘管的裂化器进料的重量,或可替代地基于到对流区的裂化器进料的重量。
275.气体炉可具有多于一个的气体盘管。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,对流区中或炉的对流箱中的至少25%的盘管,或至少50%的盘管,或至少60%的盘管,或所有盘管可以是气体盘管。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,气体盘管在对流区的入口处的盘管入口处接收蒸气相进料,在所述蒸气相进料中至少60wt.%,或至少70wt.%,或至少80wt.%,或至少90wt.%,或至少95wt.%,或至少97wt.%,或至少98wt.%,或至少99wt.%,或至少99.5wt.%,或至少99.9wt.%的进料可以是蒸气。
276.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,炉可以是裂式炉。裂式炉是一种气体炉。裂式炉在同一炉内,或在同一对流区内,或在同一对流箱内包含至少一个气体盘管和至少一个液体盘管。液体盘管可以是在对流区入口处的盘管入口处接收主要为液相的进料(大于50%的进料重量为液体)的盘管(“液体盘管”)。
277.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,裂化器可以是热气体裂化器。
278.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,裂化器进料可以在蒸汽存在下在热蒸汽气体裂化器中热裂化。蒸汽裂化是指在蒸汽存在下烃类的高温裂化(分解)。
279.当裂化器进料流与一种或多种其它料流(例如热解油)组合时,这种组合可以在裂
化炉的上游或在裂化炉内部或在单个盘管或管内发生。可替代地,可将含热解油的进料流和裂化器进料单独引入到炉中,且可同时通过一部分或全部炉,同时通过进料至同一炉(例如,裂式炉)内的单独管中而彼此隔离。
280.现在转到图5,显示了适用于一个或多个实施例的裂化器炉的示意图。
281.如图5所示,裂化炉可以包括对流段、辐射段和位于对流段和辐射段之间的交叉段。对流段是炉的一部分,其从热烟道气中接收热量,并包括裂化器流穿过其中的一排管或盘管。在对流段中,裂化器流通过来自穿过其中的热烟道气的对流加热。尽管在图5中显示为包括水平定向的对流段管和竖直定向的辐射段管,但应当理解的是,管可构造成任何合适的构造。例如,在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,对流段管可以是竖直的。在一个实施例中或与任何所提及的实施例组合,辐射段管可以是水平的。另外,虽然显示为单个管,但是裂化器炉可以包括一个或多个管或盘管,其可以包括至少一个裂口、弯曲、u形、肘形或其组合。当存在多个管或盘管时,它们可以并联和/或串联布置。
282.辐射段是炉的主要通过来自高温气体的辐射将热传递到加热器管中的段。辐射段还包括多个燃烧器,用于将热量引入到炉的下部。该炉包括火室,其围绕并容纳辐射段内的管,并且燃烧器被定向到该火室中。交叉段包括用于连接对流段和辐射段的管道,并可将加热的裂化器料流在炉内内部或外部从一个区转移到另一个区。
283.当热的燃烧气体向上上升通过炉体时,气体可以穿过对流段,其中至少一部分废热可以被回收并用于加热穿过对流段的裂化器流。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,裂化炉可以具有单个对流(预热)段和单个辐射段,而在其它实施例中,炉可以包括共享共同的对流段的两个或更多个辐射段。炉体附近的至少一个引风(i.d.)机可控制热烟道气的流动和通过炉的加热分布,并且一个或多个热交换器可用于冷却炉流出物。在一种或多种实施例中(未示出),附加于或者替代在图10中所示的炉出口上的交换器(例如输送管线热交换器或者tle),可以使用液体骤冷来冷却裂化的含烯烃流出物。
284.裂化器设施可以具有单个裂化炉,或者它可以具有并联操作的至少2个,或至少3个,或至少4个,或至少5个,或至少6个,或至少7个,或至少8个或更多个裂化炉。任何一个或每个炉可以是气体裂化器或液体裂化器或裂式炉。在一个实施例中,或与本文任何提及的实施例组合,或与任何提及的实施例组合,炉是气体裂化器,其接收通过炉,或通过炉中的至少一个盘管,或通过炉中的至少一个管的裂化器进料流,所述裂化器进料流含有至少50wt.%,或至少75wt.%,或至少85wt.%,或至少90wt.%的乙烷、丙烷、lpg,或其组合,基于至炉的所有裂化器进料的重量。
285.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,炉可以是接收通过炉,或通过炉中的至少一个盘管,或通过炉中的至少一个管的裂化器进料流的液体或石脑油裂化器,所述裂化器进料流含有至少50wt.%,或至少75wt.%,或至少85wt.%的具有c5-c22碳数的液体烃(当在25℃和1atm测量时),基于至炉的所有裂化器进料的重量。
286.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,炉可以是裂式炉,其接收通过炉,或通过炉中的至少一个盘管,或通过炉中的至少一个管的裂化器进料流,所述裂化器进料流含有至少50wt.%,或至少75wt.%,或至少85wt.%,或至少90wt.%的乙烷、丙烷、lpg或其组合,并且接收含有至少0.5wt.%,或至少0.1wt.%,或至少1wt.%,或至少2wt.%,或至少5wt.%,或至少7wt.%,或至少10wt.%,或至少13wt.%,或至少15wt.%,或至少20wt.%液
体和/或热解油(当在25℃和1atm下测量时)的裂化器进料流,各自基于至炉的所有裂化器进料的重量。
287.当裂化器炉进料包含热解油时,可将热解油单独(例如,以包含至少85,或至少90,或至少95,或至少99,或100,在每种情况下为基于裂化器进料流的重量的wt.%热解油)或与一个或多个其他裂化器进料流组合引入到裂化炉或炉的盘管或管中。
288.当与非回收裂化器进料流一起引入到裂化器炉、盘管或管中时,热解油存在的量可以为至少1,或至少2,或至少5,或至少8,或至少10,或至少12,或至少15,或至少20,或至少25,或至少30,在每种情况下为wt.%,和/或不超过40,或不超过35,或不超过30,或不超过25,或不超过20,或不超过15,或不超过10,或不超过8,或不超过5,或不超过2,在每种情况下为基于组合流的总重量计的重量百分比。因此,其他裂化器进料流可以以至少20,或至少25,或至少30,或至少35,或至少40,或至少45,或至少50,或至少55,或至少60,或至少65,或至少70,或至少75,或至少80,或至少85,或至少90的量存在于组合流中,在每种情况下为重量百分比,和/或不超过99,或不超过95,或不超过90,或不超过85,或不超过80,或不超过75,或不超过70,或不超过65,或不超过60,或不超过55,或不超过50,或不超过45,或不超过40,在每种情况下为基于组合流的总重量计的重量百分比。除非本文另有说明,如下所述的裂化器进料流的性质适用于与包含热解油的料流合并之前(或不存在)的裂化器进料流,以及适用于包括另一裂化器进料和热解油进料两者的组合裂化器流。
289.回到图5,裂化器进料流可在对流段的入口处或附近引入到炉盘管中。然后,裂化器进料流可以穿过对流段中的至少一部分炉盘管,并且可以在一些点处添加稀释蒸汽以控制辐射段中的温度和裂化苛刻度。加入的蒸汽量可以取决于炉操作条件,包括进料类型和期望的产物分布,但可以加入以实现0.1至1.0、0.15至0.9、0.2至0.8、0.3至0.75或0.4至0.6范围内的蒸汽与烃比。蒸汽与烃的比率可以是至少0.25:1,或至少0.27:1,或至少0.30:1,或至少0.32:1,或至少0.35:1,或至少0.37:1,或至少0.40:1,或至少0.42:1,或至少0.45:1,或至少0.47:1,或至少0.50:1,或至少0.52:1,或至少0.55:1,或至少0.57:1,或至少0.60:1,或至少0.62:1,或至少0.65:1和/或不超过约0.80:1,或不超过0.75:1,或不超过0.72:1,或不超过0.70:1,或不超过0.67:1,或不超过0.65:1,或不超过0.62:1,或不超过0.60:1,或不超过0.57:1,或不超过0.55:1,或不超过0.52:1,或不超过0.50:1。
290.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,蒸汽可以使用在同一炉(图10中未示出)的对流段中加热的单独的锅炉进料水/蒸汽管产生。当裂化器进料流具有0.60至0.95,或0.65至0.90,或0.70至0.90的蒸气分数时,可以将蒸汽加入裂化器进料(或在炉内的任何中间裂化器进料流)中。
291.加热的裂化器流,其通常具有至少500,或至少510,或至少520,或至少530,或至少540,或至少550,或至少560,或至少570,或至少580,或至少590,或至少600,或至少610,或至少620,或至少630,或至少640,或至少650,或至少660,或至少670,或至少680,在每种情况下为℃,和/或不超过850,或不超过840,或不超过830,或不超过820,或不超过810,或不超过800,或不超过790,或不超过780,或不超过770,或不超过760,或不超过750,或不超过740,或不超过730,或不超过720,或不超过710,或不超过705,或不超过700,或不超过695,或不超过690,或不超过685,或不超过680,或不超过675,或不超过670,或不超过665,或不超过660,或不超过655℃,或不超过650℃,在每种情况下为℃,或在500至710℃、620至740
℃、560至670℃或510至650℃的范围内,然后可从炉的对流段经由交叉段穿过到辐射段。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,可将至少一部分进料流(例如,热解油,当使用时)在交叉段处添加至裂化器流。
292.裂化器进料流然后穿过辐射段,其中使料流热裂化以形成较轻烃,包括烯烃如乙烯、丙烯和/或丁二烯。裂化器进料流在辐射段中的停留时间可以为至少0.1,或至少0.15,或至少0.2,或至少0.25,或至少0.3,或至少0.35,或至少0.4,或至少0.45,在每种情况下为秒,和/或不超过2,或不超过1.75,或不超过1.5,或不超过1.25,或不超过1,或不超过0.9,或不超过0.8,或不超过0.75,或不超过0.7,或不超过0.65,或不超过0.6,或不超过0.5,在每种情况下为秒。
293.在炉盘管的入口处的温度为至少500,或至少510,或至少520,或至少530,或至少540,或至少550,或至少560,或至少570,或至少580,或至少590,或至少600,或至少610,或至少620,或至少630,或至少640,或至少650,或至少660,或至少670,或至少680,在每种情况下为℃,和/或不超过850,或不超过840,或不超过830,或不超过820,或不超过810,或不超过800,或不超过790,或不超过780,或不超过770,或不超过760,或不超过750,或不超过740,或不超过730,或不超过720,或不超过710,或不超过705,或不超过700,或不超过695,或不超过690,或不超过685,或不超过680,或不超过675,或不超过670,或不超过665,或不超过660,或不超过655℃,或不超过650℃,在每种情况下为℃,或在550至710℃,560至680℃,或590至650℃,或580至750℃,620至720℃,或650至710℃的范围内。
294.盘管出口温度可以为至少640,或至少650,或至少660,或至少670,或至少680,或至少690,或至少700,或至少720,或至少730,或至少740,或至少750,或至少760,或至少770,或至少780,或至少790,或至少800,或至少810,或至少820,在每种情况下为℃,和/或不超过1000,或不超过990,或不超过980,或不超过970,或不超过960,或不超过950,或不超过940,或不超过930,或不超过920,或不超过910,或不超过900,或不超过890,或不超过880,或不超过875,或不超过870,或不超过860,或不超过850,或不超过840,或不超过830,在每种情况下为℃,在730至900℃,750至875℃,或750至至850℃的范围内。
295.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,通过辐射盘管的裂化器料流的质量速度为60-165千克/秒(kg/s)/平方米(m2)横截面积(kg/s/m2)、70-110(kg/s/m2)或80-100(kg/s/m2)。当存在蒸汽时,质量速度基于烃和蒸汽的总流率。
296.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,辐射区中的燃烧器提供进入盘管的平均热通量为60-160kw/m2或70-145kw/m2或75-130kw/m2。最高(最热)盘管表面温度在1035至1150℃,或1060至1180℃的范围内。在辐射段中的炉盘管的入口处的压力在1.5至8巴绝对压力(bara)或2.5至7巴的范围内,而在辐射段中的炉盘管的出口压力在15至40psia,或15至30psia的范围内。辐射段中的炉盘管两端的压降可以是1.5至5巴,或1.75至3.5巴,或1.5至3巴,或1.5至3.5巴。
297.在一个实施例中或与任何所提及的实施例组合,烯烃-乙烯、丙烯、丁二烯或它们的组合的收率可以是至少15,或至少20,或至少25,或至少30,或至少35,或至少40,或至少45,或至少50,或至少55,或至少60,或至少65,或至少70,或至少75,或至少80,在每种情况下为百分比。如本文所用,术语“收率”是指产物质量/原料质量
×
100%。含烯烃流出物流包含至少约30,或至少40,或至少50,或至少60,或至少70,或至少75,或至少80,或至少85,或
至少90,或至少95,或至少97,或至少99,在每种情况下为重量百分比的乙烯、丙烯,或乙烯和丙烯,基于流出物流的总重量。
298.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,含烯烃流出物流可以包含至少10,或至少15,或至少20,或至少25,或至少30,或至少35,或至少40,或至少45,或至少50,或至少55,或至少60,或至少65,或至少70,或至少75,或至少80,或至少85,或至少90重量%的c2至c4烯烃。该流可以主要包含乙烯、主要包含丙烯,或主要包含乙烯和丙烯,基于含烯烃料流的总重量。含烯烃流出物流中乙烯与丙烯的重量比可以为至少约0.2:1,或至少0.3:1,或至少0.4:1,或至少0.5:1,或至少0.6:1,或至少0.7:1,或至少0.8:1,或至少0.9:1,或至少1:1,或至少1.1:1,或至少1.2:1,或至少1.3:1,或至少1.4:1,或至少1.5:1,或至少1.6:1,或至少1.7:1,或至少1.8:1,或至少1.9:1,或至少2:1和/或不超过3:1,或不超过2.9:1,或不超过2.8:1,或不超过2.7:1,或不超过2.5:1,或不超过2.3:1,或不超过2.2:1,或不超过2.1:1,或不超过1.7:1,或不超过1.5:1,或不超过1.25:1。
299.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,裂化的含烯烃流出物流可以包含相对少量的芳香烃和其它重质组分。例如,含烯烃流出物流可以包含至少0.5,或至少1,或至少2,或至少2.5重量%和/或不超过约20,或不超过19,或不超过18,或不超过17,或不超过16,或不超过15,或不超过14,或不超过13,或不超过12,或不超过11,或不超过10,或不超过9,或不超过8,或不超过7,或不超过6,或不超过5,或不超过4,或不超过3,或不超过2,或不超过1重量%的芳香烃,基于流的总重量。含烯烃流出物可以具有至少1.25:1,或至少1.5:1,或至少2:1,或至少3.1,或至少4:1,或至少5:1,或至少6:1,或至少7:1,或至少8:1,或至少9:1,或至少10:1,或至少11:1,或至少12:1,或至少13:1,或至少14:1,或至少15:1,或至少16:1,或至少17:1,或至少18:1,或至少19:1,或至少20:1,或至少21:1,或至少22:1,或至少23:1,或至少24:1,或至少25:1,或至少26:1,或至少27:1,或至少28:1,或至少29:1,或至少15:1,或至少16:1,或至少17:1,或至少18:1,或至少19:1,或至少20:1,或至少21:1,或至少22:1,或至少23:1,或至少24:1,或至少25:1,或至少26:1,或至少27:1,或至少28:1,或29,或至少29:1,或至少29,或至少30:1,和/或不超过100:1,或不超过90:1,或不超过85:1,或不超过80:1,或不超过75:1,或不超过70:1,或不超过65:1,或不超过60:1,或不超过55:1,或不超过50:1,或不超过45:1,或不超过40:1,或不超过35:1,或不超过30:1,或不超过25:1,或不超过20:1,或超过15:1,或不超过10:1,或不超过5:1,或不超过4:1,或不超过3:1的烯烃与芳香烃重量比。如本文所用,“烯烃与芳香烃比”是如前定义的c2和c3烯烃的总重量与芳香烃的总重量的比率。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,流出物流可具有至少2.5:1,或至少2.75:1,或至少3.5:1,或至少4.5:1,或至少5.5:1,或至少6.5:1,或至少7.5:1,或至少8.5:1,或至少9.5:1,或至少10.5:1,或至少11.5:1,或至少12.5:1,或至少13:5:1的烯烃与芳香烃比。
300.附加地或可替代的,含烯烃流出物流可以具有至少约1.5:1,或至少1.75:1,或至少2:1,或至少2.25:1,或至少2.5:1,或至少2.75:1,或至少3:1,或至少3.25:1,或至少3.5:1,或至少3.75:1,或至少4:1,或至少4.25:1,或至少4.5:1,或至少4.75:1,或至少5:1,或至少5.25:1,或至少5.5:1,或至少5.75:1,或至少6:1,或至少6.25:1,或至少6.5:1,或至少6.75:1,或至少7:1,或至少7.25:1,或至少7.5:1,或至少7.75:1,或至少8:1,或至少8.25:1,或至少8.5:1,或至少8.75:1,或至少9:1的烯烃与c6 比。
301.含烯烃料流还可包括痕量的芳香烃。例如,组合物可以具有至少0.25,或至少0.3,或至少0.4,或至少0.5重量%和/或不超过约2,或不超过1.7,或不超过1.6,或不超过1.5重量%的苯含量。附加地或可替代地,组合物的甲苯含量可为至少0.005,或至少0.010,或至少0.015,或至少0.020和/或不超过0.5,或不超过0.4,或不超过0.3,或不超过0.2重量%。两个百分比均基于组合物的总重量。可替代地或附加地,流出物的苯含量可为至少0.2,或至少0.3,或至少0.4,或至少0.5,或至少0.55和/或不超过约2,或不超过1.9,或不超过1.8,或不超过1.7,或不超过1.6,和/或甲苯含量为至少0.01,或至少0.05,或至少0.10、和/或不超过0.5,或不超过0.4,或不超过0.3,或不超过0.2重量%。
302.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,含烯烃流出物流可包含乙炔。乙炔的量可以为至少2000ppm、至少5000ppm、至少8000ppm或至少10,000ppm,基于来自炉的流出物流的总重量。它也可以不超过50,000ppm,不超过40,000ppm,不超过30,000ppm,或不超过25,000ppm。
303.在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,含烯烃流出物流可以包含丙炔和丙二烯(mapd)。mapd的量可以为至少2ppm、至少5ppm、至少10ppm、至少20ppm、至少50ppm、至少100ppm、至少500ppm、至少1000ppm、至少5000ppm或至少10,000ppm,基于流出物流的总重量。它也可以不超过50,000ppm,不超过40,000ppm,或不超过30,000ppm。
304.在一些实施例中,裂化器设施可以具有被分成处理段和分馏段的分离区。如本文所用,术语“处理段”是裂化器设施的分离区的一部分,用于冷却、处理和压缩含烯烃料流(其可以包括来自裂化器炉的含烯烃料流出物),以准备在分馏段中分馏。处理段可从炉出口延伸至分馏区的第一分馏塔的入口。
305.如本文所用,术语“分馏”是指将混合物分离成其纯的或纯化的组分。用于完成分馏的设备的实例可以包括但不限于蒸馏塔、闪蒸塔、萃取容器、汽提塔、精馏塔、膜单元、吸附塔或容器、吸附塔或容器、及其组合。在裂化器设施中,分馏段可以被配置成分离从处理段移除的含烯烃料流以形成各种纯化的烯烃和/或烷烃料流。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合,分馏段可以被配置来分离包含来自裂化器炉的含烯烃流出物的料流。
306.在阅读了本文的公开内容之后,本发明的各种实施例的附加优点对本领域技术人员来说将是显而易见的。应当理解,除非在此另外指出,在此描述的各种实施例不必是相互排斥的。例如,在一个实施例中描述或描绘的特征也可以包括在其它实施例中,但不一定包括在内。因此,本文提供的公开内容包括具体实施例的各种组合和/或整合。
307.本发明可以通过以下其实施例的实例进一步说明,但是应当理解,除非另外具体指出,这些实例仅出于说明的目的而包括,并且不旨在限制本发明的范围。
308.实例
309.实例1-7
310.热解单元:
311.热解单元由1l含三个颈口的石英圆底烧瓶组成。一个颈口装配有通过不锈钢适配器连接到气体入口的端部开口的石英汲取管。k型热电偶也通过汲取管插入,在反应混合物的表面下。除了监测反应温度之外,该汲取管还用于将气体进料如氮气、氢气或蒸汽从表面下引入热解混合物中,并确保在热解实验期间充分混合。另一颈口装配有玻璃蒸馏头。蒸馏头的顶部具有热电偶套管和j型热电偶。蒸馏头的出口装配至竖直悬挂的冷凝器,该冷凝器
含有乙二醇和水的50/50混合物作为冷却介质。该冷凝器保持在60℃。冷凝器的出口装配至玻璃气体分离管。该管的液体出口装配至有刻度的产物罐,而该管的气体出口串联连接到两个干冰阱。任何不可冷凝的蒸气离开干冰阱并收集在气体样品袋中用于分析。
312.分析:
313.通过气相色谱法进行反应进料组分和产物的分析。除非另有说明,所有的百分比都是重量百分比。在agilent 7890a上使用restek rtx-1柱(30米
×
320微米内径,0.5微米膜厚度)在35℃至300℃的温度范围和火焰离子化检测器分析液体样品。在agilent 8890气相色谱仪上分析气体样品。该gc被配置用于分析具有h2s成分的至多c6的炼厂气。该系统使用四个阀、三个检测器、2个填充柱、3个微填充柱和2个毛细管柱。所用的柱如下:(1)2英尺
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1/16英寸,1毫米内径hayesep a 80/100目ultimetal plus 41mm;(2)1.7米
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1/16英寸,1毫米内径hayesep a 80/100目ultimetal plus 41mm;(3)2米
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1/16英寸,1毫米内径molsieve 13x 80/100目ultimetal plus 41mm;(4)3英尺
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1/8英寸,2.1毫米内径hayesep q 80/100目ultimetal plus;(5)8英尺
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1/8英寸,2.1毫米内径molecular sieve 5a 60/80目ultimetal plus;(6)2米x0.32毫米,5μm厚db-1(123-1015,切割);和(7)25米
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0.32毫米,8μm厚hp-al/s(19091p-s12)。配置fid通道以用毛细管柱从c1至c5分析烃,而c6/c
6
组分被反冲并在分析开始时测量为一个峰。第一通道(参比气体he)被配置成分析固定气体(例如co2、co、o2、n2和h2s)。该通道等温运行,所有微填充柱安装在阀烘箱内。第二tcd通道(第三检测器,参比气体n2)通过常规填充柱分析氢气。基于每种流(气体和液体,如果存在的话)的质量,将来自两个色谱仪的分析组合,以提供反应器的总体测定。
314.在实验裂化单元中气相样品的色谱分离使用在阀烘箱中装备有14端口阀(v1)、10端口(v2)和两个6端口阀(v3和v4)的agilent 8890 gc、一个火焰离子化检测器(fid)和两个热导率检测器(tcd)和以下柱来实现:(1)柱1:2’x1/16”,1毫米内径hayesep a 80/100目;(2)柱2:1.7m x 1/16英寸,1毫米内径hayesep a 80/100目;(3)柱3:2m
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1/16英寸,1毫米内径molsieve 13x 80/100目;(4)柱4:3英尺
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1/8英寸,2.1毫米内径hayesep q 80/100目;(5)柱5:8英尺
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1/8英寸,2.1毫米内径molecular sieve 5a 60/80目;(6)柱6:2m x 0.32mm,5μm db-1(由30m柱切割);和(7)柱7:25m x 0.32mm,8μm hp-al/s。
315.阀和柱1、2和3安装在大的阀箱中。将其保持在70℃的恒定温度下。永久气体通道由v2和v4以及tcd组成,并使用流速为12ml/min的氦气载体。烃通道由v1和v3以及fid组成,并使用流速为4ml/min的氦气载体。氢气通道由v1和侧装tcd组成,并使用流速为22ml/min的氩气载体。样品被冲洗通过样品回路,并且在样品收集开始之前立即停止流动。
316.永久气体(氢气、氧气、氮气、一氧化碳、二氧化碳)
317.注入开始于v2开启和v4关闭。气体组分通过柱1和2分布,永久气体洗脱到柱2,所有其它组分保留在柱1中。2.5分钟后,关闭v2,使h2、n2和o2迁移到柱3,同时使所有比c3重的化合物反冲。在1.6分钟时,开启v4以隔离柱3中的气体,并允许通过tcd测量仍然在柱2中的剩余气体。在8.8分钟时,阀4关闭,允许柱3中捕获的轻质气体洗脱。
318.烃
319.注入开始于v3关闭和v1开启,烃被反冲到柱6上,在此期间v1是开启的。比c6轻的烃继续迁移到柱7。在0.5分钟时,v3开启,允许所有c6和更重的化合物一起洗脱,随后剩余的烃通过fid用于定量。
320.氢气
321.注入开始于v1开启,样品洗脱到柱4上。氢气继续迁移到柱5。在0.45分钟时,关闭v1,并将比氢气重的每一组分从柱4反冲。氢气通过侧装tcd分析。
322.初始温度为60℃并保持1分钟,然后以20℃/分钟的速率升至80℃,最后以30℃/分钟的速率升至190℃并保持7分钟。入口温度为250℃,分流比为80:1。
323.在装备有分流注射器和火焰离子化检测器的agilent 7890a上分析液相样品,包括下述热解油实例。固定相是restek rtx-1柱30m
×
320μm,膜厚0.5μm。载气是流速为2ml/min的氢气。注射体积为1μl,注射器温度为250℃,分流比为50:1。在可能的情况下,保留时间通过质谱分析来确认。
324.实例1——在h-zsm-5存在下的hdpe热解
325.从pq corp.获得si:al比为50:1的h-zsm-5沸石样品(valfor cp
tm
)。将200g获自westlake chemical company的hdpe粒料装入热解单元的热解烧瓶中。加入20g(10重量%)沸石。用n2吹扫整个装置,加热至175℃并保持1小时以使聚合物熔化。将反应器温度设置提高至400℃,但混合物在250℃达到回流。仅1小时后,产生热解油并收集53.8g热解油。烧瓶仅含有20g失效催化剂,表明转化率为100%。所得热解油由主要含有3至11个碳原子的较轻质烃组成。表1提供了关于所得热解油和热解气的配方的其它细节。
326.实例2——在h-zsm-5存在下的pp热解
327.重复实例1的方法,所不同的是使用195g切碎为0.125”片材的聚丙烯,该聚丙烯获自aldrich chemical co。添加来自pq corp.的19g hzsm-5并用作催化剂。pp在220℃熔化,在275℃发生热解。在1.5小时后,得到78.3g热解油,烧瓶中仅残留失效催化剂,表明转化率为100%。表1提供了关于所得热解油和热解气的配方的其它细节。
328.实例3——在h-zsm-5(2wt%)存在下的hdpe热解
329.重复实例1的方法,所不同的是使用100g hdpe和2g hzsm-5。在约1小时内完成热解,转化率为90%。表1提供了关于所得热解油和热解气的配方的其它细节。
330.实例4——用h-zsm-5热解混合的消费后塑料
331.重复实例1的方法,所不同的是使用从消费后来源获得的聚烯烃混合物和2g hzsm-5。该混合物由69%高密度聚乙烯、16%低密度聚乙烯和16%聚丙烯组成。然后加入2.0g h-zsm-5。将反应混合物加热至200℃并保持1小时以使塑料熔化。将加热升高到250℃并保持2小时。收集67.5g热解油,其所得密度为0.7011g/ml。热解完成后,反应烧瓶容纳6.6g焦炭,相当于95%转化率。表1提供了关于所得热解油和热解气的配方的其它细节。
332.实例5——在nay沸石存在下的hdpe热解
333.nay沸石的样品从pq corp获得。在上述n2吹扫单元中对100g hdpe粒料和2g nay沸石进行热解。将粒料加热至200℃并保持1小时以熔化。升高热解温度,直到在380℃温度下获得回流。保持温度2小时并冷却反应器。在收集烧瓶中收集到51.4g热解油。烧瓶中残留29.4g蜡和失效催化剂,表明总转化率为73%。表1提供了关于所得热解油和热解气的配方的其它细节。
334.实例6——在nay沸石存在下的pp热解
335.200g eastoflex p1001无定形聚丙烯从eastman chemical company获得,并加入到上述热解设备中。然后加入7.5g(3.6重量%)nay沸石。密封该装置并用n2吹扫。将粒料在
180℃下熔化1小时。将温度升至265℃,此时在接收烧瓶中开始收集热解油。热解保持2.5小时,冷却残渣。表1提供了关于所得热解油和热解气的配方的其它细节。
336.实例7——在amberlyst 15存在下的hdpe热解
337.重复实例1的方法,所不同的是使用10g的由dow chemical company生产的酸性聚苯乙烯类离子交换树脂amberlyst 15。当熔化的塑料达到380℃时发生热解。收集热解油3小时。反应完成后,收集到83.1g热解油。残留68.7g焦炭和失效催化剂,对应于70%的转化率。表1提供了关于所得热解油和热解气的配方的其它细节。
338.表1
339.340.[0341][0342]
如上所示,使用hzsm-5型沸石显著降低了热解容器中达到回流的温度。如在实例1中可以看出,由10重量%沸石催化的来自hdpe的热解油中碳的分布由明显较低质量的材料组成。换句话说,似乎在hzsm-5存在下产生更多的热解气。有趣的是,如实例1和2所示,hdpe和pp产生的热解油均含有更高浓度的芳香烃。在实例4中,在混合的消费后聚烯烃的热解中使用hzsm-5导致更高的转化率(但与纯hdpe或pp相比,热解气更少)。
[0343]
nay沸石,一种具有含有na杂质的八面沸石型晶体结构的合成沸石,也作为催化剂进行了研究。在hdpe的情况下,直到380℃才发生热解,并且需要2小时达到73%的转化率。在2%负载下,热解油相比于热解气的选择性保持在约50%。nay在较高的负载下也不能作为催化剂(10%相比于2%),导致热解单元“暴沸”和管线被部分熔化的塑料和蜡堵塞。这不是出乎意料的——催化剂的“h”形式将明显更具酸性,并且尤其是用于聚乙烯的更好的催化剂。用100%聚丙烯以3.5%负载实现较低温度热解。57%的原始材料转化为具有极低碳分布的热解油(实例6)。
[0344]
amberlyst 15,一种强酸性的基于聚苯乙烯的离子交换树脂,没有表现出对hdpe热解的催化活性。
[0345]
另外,对来自实例2-7的热解气和热解残渣进行预测建模,以预测在被进料到部分氧化(pox)气化炉之后可由这些组合物产生的合成气配方。
[0346]
对于热解气,假定只有热解气和氧气被送入天然气进料pox反应器中,而没有任何其它进料,例如天然气或其它烃。假定预测建模操作条件具有大于1,100℃的操作温度和400psig的标称压力。在该预测建模中使用0.97的h2/co比。
[0347]
通过预测建模从热解气配方预测的合成气配方在下表2中提供。应当注意,下面的合成气性质基于pox反应器出口处合成气的摩尔分数(干基)。此外,表2还提供了对于每磅存在于初始热解进料中的塑料所产生的合成气的估计scf。
[0348]
表2
[0349]
样品h2coco2合成气(scf/lb

塑料)实例20.4630.4780.05935.0实例30.4530.4670.08119.9实例40.4600.4740.06615.9实例50.4570.4720.07112.2实例60.4440.4580.09813.2实例70.4570.4710.07216.4
[0350]
此外,实例3-7的热解残渣基于煤浆进料气化炉进行预测建模。预测建模假定仅热解残渣被进料到煤浆进料气化炉(69%固体水溶液),并且气化炉条件在1,000psig的标称压力下大于1,300℃。还假定所有热解残渣具有类似的组成,并且基于先前的测量,具有1.1:1的c:h元素比,并显示出8,220btu/lb的btu。此外,假定在残渣中没有留下可测量的氧。dulong方程用于估计惰性材料的量和热解残渣的所得hhv和lhv。因此,基于先前的测量,对于该预测模型,假定实例3-7的每种热解残渣包含49.3重量%的碳、3.7重量%的氢和
47重量%的惰性材料,并表现出8,568btu/lb的hhv和8,218btu/lb的lhv。
[0351]
通过预测建模从热解残渣预测的合成气配方在下表3中提供。应当注意,下面的合成气性质基于气化炉出口处合成气的摩尔分数(干基)。此外,表3还提供了对于每磅存在于初始热解进料中的塑料所产生的合成气的估计scf。
[0352]
表3
[0353]
样品h2coco2合成气(scf/lb

塑料)实例30.3600.4600.1801.9实例40.3600.4600.1800.8实例50.3600.4600.1804.9实例60.3600.4600.1803.3实例70.3600.4600.1805.3
[0354]
实例8含pvc的混合塑料的热解和分离
[0355]
热解单元:热解单元由1l含三个颈口的石英圆底烧瓶组成。一个颈口装配有通过不锈钢适配器连接到气体入口的端部开口的石英汲取管。k型热电偶通过汲取管插入,在反应混合物的表面下。除了监测反应温度之外,该汲取管还用于将气体进料(如氮气、氢气或蒸汽)从表面下引入热解混合物中,并确保在热解实验期间充分混合。另一颈口装配有玻璃蒸馏头。蒸馏头的顶部具有热电偶套管和j型热电偶。蒸馏头的出口装配至竖直悬挂的冷凝器,该冷凝器含有乙二醇和水的50/50混合物作为冷却介质,并保持在60℃。冷凝器的出口装配至玻璃气体分离管,气体出口串联连接到两个干冰阱。离开干冰阱的不可冷凝的蒸气收集在气体样品袋中用于分析。在竖直悬挂的冷凝器中冷凝的液体收集在有刻度的产物罐中。
[0356]
分析:反应进料组分和产物的分析通过如上所述的气相色谱法进行。除非另有说明,所有的百分比都是重量百分比。
[0357]
实施例8a:在氮气下热解消费后混合聚烯烃
[0358]
使用上述设备对消费后聚烯烃的混合物进行热解。向热解烧瓶中加入52g由77%聚丙烯和23%ldpe组成的混合物,然后用n2吹扫。将混合物加热至200℃并保持1小时以使聚合物熔化,然后将温度升高至400℃。在400℃热解3小时后,收集到18.5g热解油和20.6g未转化的残渣留在单元中。热解油由链长在c4和c
22
之间的烃组成。该混合物含有71%的烷烃、15%的烯烃和5%的芳香烃。9%的混合物是未知的。表23包含实例的反应数据。表4提供了关于所得热解油和热解气的配方的其它细节。
[0359]
实施例8b:在氮气下热解消费后混合塑料
[0360]
用104g消费后塑料重复实例8-a的反应,该消费后塑料由52%hdpe、30%pp和18%ldpe组成。在400℃下3小时后,收集36.6g热解油并留下57g残渣。表4提供了关于所得热解油和热解气的配方的其它细节。
[0361]
对比例8c:在氮气下热解消费后混合塑料
[0362]
用96.9g消费后塑料的混合物重复实例8-a的反应,所述消费后塑料的混合物含有58%pp、34%ldpe和8%pvc。将混合物在200℃熔化并保持1小时。热解在400℃下进行2小时。在热解结束时,收集到55.9g热解油并且26.8g残渣留在烧瓶中。氯化物的分析揭示了混合物包含4500ppm cl。表4提供了关于所得热解油和热解气的配方的其它细节。
[0363]
实施例8d:用koh洗涤器热解含pvc的混合塑料
[0364]
含有20%koh水溶液的洗涤器与温热冷凝器和热解油收集容器之间的排气管线相连。洗涤器的出口串联连接到两个干冰阱。将由58%pp、34%ldpe和8%pvc组成的塑料混合物加入石英热解容器中,并加热至250℃。塑料熔化并开始产生含氯化物气体。将反应混合物在250℃下保持2小时,然后从该单元中除去洗涤器,并将干冰阱重新连接到蒸气管线。将反应混合物升高到400℃并保持2小时。在热解结束时,收集到46.6g热解油(转化率为51.3%),烧瓶中残留13.8g焦炭(总转化率为85%)。所得热解油的氯化物含量为520ppm。表4提供了关于所得热解油和热解气的配方的其它细节。
[0365]
表4
[0366][0367]
[0368]
对表4的观察显示,在消费后塑料混合物中包含pvc导致较高的热解油转化率和较高的总转化率。据信pvc链中的氯基团可导致聚合物具有更有利于动力学的降解机理。在热解混合物中包含pvc还增加了所产生的烯烃的量,而对芳香烃含量的影响最小。不进行热解前处理,所得热解油含有4500ppm氯化物。在250℃下预热,与碱洗涤器组合,导致所得热解油的氯化物含量的数量级降低。还导致塑料向热解气的更高转化率,这反映在预处理过程中的气体洗脱。
[0369]
另外,对来自实例8a、8b和8d的热解气和热解残渣进行预测建模,以预测在被进料到部分氧化(pox)气化炉之后可由这些组合物产生的合成气配方。
[0370]
对于热解气,假定只有热解气和氧气被送入天然气进料pox反应器中,而没有任何其它进料,例如天然气或其它烃。假定预测建模操作条件具有大于1,100℃的操作温度和400psig的标称压力。在该预测建模中使用0.97的h2/co比。
[0371]
通过预测建模从热解气配方预测的合成气配方在下表5中提供。应当注意,下面的合成气性质基于pox反应器出口处合成气的摩尔分数(干基)。此外,表5还提供了对于每磅存在于初始热解进料中的塑料所产生的合成气的估计scf。
[0372]
表5
[0373]
样品h2coco2合成气(scf/lb

塑料)实例8a0.4560.4700.07314.1实例8b0.4610.4750.0635.9实例8d0.4600.4740.06619.2
[0374]
此外,实例3-7的热解残渣基于煤浆进料气化炉进行预测建模。预测建模假定仅热解残渣被进料到煤浆进料气化炉(69%固体水溶液),并且气化炉条件在1,000psig的标称压力下大于1,300℃。还假定所有热解残渣具有类似的组成,并且基于先前的测量,具有1.1:1的c:h元素比,并显示出8,220btu/lb的btu。此外,假定在残渣中没有留下可测量的氧。dulong方程用于估计惰性材料的量和热解残渣的所得hhv和lhv。因此,基于先前的测量,对于该预测模型,假定实例3-7的每种热解残渣包含49.3重量%的碳、3.7重量%的氢和47重量%的惰性材料,并表现出8,568btu/lb的hhv和8,218btu/lb的lhv。
[0375]
通过预测建模从热解残渣预测的合成气配方在下表6中提供。应当注意,下面的合成气性质基于气化炉出口处合成气的摩尔分数(干基)。此外,表6还提供了对于每磅存在于初始热解进料中的塑料所产生的合成气的估计scf。
[0376]
表6
[0377]
样品h2coco2合成气(scf/lb

塑料)实例8a0.3600.4600.1807.1实例8b0.3600.4600.1809.9实例8d0.3600.4600.1805.0
[0378]
定义
[0379]
应当理解,以下内容并非旨在成为所定义术语的排他性列表。在前述描述中可以提供其他定义,例如,当在上下文中伴随使用定义的术语时。
[0380]
如本文所用,术语“一个/种(a/an)”和“该/所述”表示一个或多个。
[0381]
如本文所用,术语“和/或”当用在两个或多个项目的列表中时,是指所列项目中的
任一个可以单独采用,或可以采用所列项目中的两个或多个的任何组合。例如,如果组成被描述为含有组分a、b和/或c,则该组成可以含有单独的a;单独的b;单独的c;a和b的组合;a和c的组合;b和c组合;或a、b和c的组合。
[0382]
如本文所用,术语“包含”是开放式的过渡术语,用于从该术语之前所叙述的主题过渡到该术语之后所述的一个或多个要素,其中在过渡术语之后列出的要素或多个要素不一定是组成该主题的唯一要素。
[0383]
如本文所用,术语“具有”有与上文提供的“包含”相同的开放式含义。
[0384]
如本文所用,术语“包括”有与上文提供的“包含”相同的开放式含义。
[0385]
如本文所用,短语“至少一部分”包括至少一部分并且向上直到包括整个量或时间段。
[0386]
如本文所用,术语“主要”是指大于50重量%。例如,主要为丙烷的流、组合物、原料或产物是含有大于50重量百分比丙烷的流、组合物、原料或产物。
[0387]
如本文所用,术语“富含”是指具有特定组分的浓度(基于干重),该浓度大于参考材料或流中该组分的浓度。
[0388]
如本文所用,术语“匮乏”是指具有特定组分的浓度(基于干重),该浓度小于参考材料或流中该组分的浓度。
[0389]
如本文所用,“pet”是指聚对苯二甲酸乙二醇酯的均聚物,或用改性剂改性的或含有除乙二醇和对苯二甲酸以外的残基或部分的聚对苯二甲酸乙二醇酯,如间苯二甲酸、二甘醇、tmcd(2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇)、chdm(环己烷二甲醇)、丙二醇、异山梨醇、1,4-丁二醇、1,3-丙二醇和/或npg(新戊二醇),或具有重复对苯二甲酸酯单元(并且它们是否含有重复的基于乙二醇的单元)和tmcd(2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇)、chdm(环己烷二甲醇)、丙二醇或npg(新戊二醇)、异山梨醇、间苯二甲酸、1,4-丁二醇、1,3-丙二醇和/或二甘醇或其组合的一个或多个残基或部分的聚酯。
[0390]
如本文所用,“下游”是指目标单元操作、容器或设备,其:
[0391]
a与来自裂化器炉辐射段的出口料流流体(液体或气体)连通,或管道连通,可选地通过一个或多个中间单元操作、容器或设备,或
[0392]
b与来自裂化器炉的辐射段的出口料流流体(液体或气体)连通,或管道连通,可选地通过一个或多个中间单元操作、容器或设备,条件是目标单元操作、容器或设备保持在裂化器设施(其包括炉和所有相关的下游分离设备)的界区内。
[0393]
权利要求书不限于所公开的实施例
[0394]
上述本发明的优选形式仅用作说明,而不应以限制意义用于解释本发明的范围。本领域技术人员可以容易地对上述示例性实施例进行修改,而不脱离本发明的精神。
[0395]
发明人因此声明他们的意图是依靠等同原则来测定和评估本发明的合理公平的范围,因为其涉及实质上不脱离但在如所附权利要求中阐述的本发明的字面范围之外的任何装置。
再多了解一些

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