CN110139915A - 废塑料通过热解向如苯和二甲苯的高价值产物的转化 - Google Patents

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Abstract

一种生产苯和二甲苯的方法，其包含：将烃液体料流引入加氢处理器以产生第一气体料流和烃产物(C5+)；任选地将烃产物引入第一芳族化合物分离单元以生产饱和烃(C5+)和第一芳族化合物料流(C6+)；将烃产物和/或饱和烃进料至重整器中以产生重整器产物、第二气体料流和氢气料流；将重整器产物引入第二芳族化合物分离单元以生产非芳族化合物再循环料流和包含C6+芳族化合物的第二芳族化合物料流；将非芳族化合物再循环料流再循环至重整器；将第一芳族化合物料流和/或第二芳族化合物料流引入第三芳族化合物分离单元，以产生第一C6芳族化合物(苯)、C7芳族化合物(甲苯)、C8芳族化合物(二甲苯和乙苯)、C9芳族化合物、C10芳族化合物和C11+芳族化合物；将C7芳族化合物、C9芳族化合物、C10芳族化合物或其组合引入歧化与烷基转移单元以产生第三芳族化合物料流(苯和二甲苯)；和将C11+芳族化合物输送至加氢处理器。

Description

废塑料通过热解向如苯和二甲苯的高价值产物的转化
技术领域
本公开内容涉及通过包括热解、加氢处理、重整和歧化与烷基化的方法由混合塑料生产芳烃，其中苯和二甲苯是优选的产物。
背景技术
苯和二甲苯是重要的化学品，应用范围从化学中间体到溶剂。苯是原油的天然成分，并且其主要用作制造具有更复杂结构的化学品(如乙苯、异丙基苯、环己烷、硝基苯和烷基苯)的前体。苯还具有高辛烷值，并且因此是汽油的重要组分。苯也可用于制造一些类型的橡胶、润滑剂、染料、洗涤剂、药物、炸药和杀虫剂。
二甲苯在原油中以低浓度存在，二甲苯主要作为从被公认为“重整物”的催化重整的产物中提取的BTX芳族化合物(苯、甲苯和二甲苯)的一部分而产生。二甲苯主要用作不同应用中的溶剂，如在印刷、橡胶和皮革工业中；并且是油墨、橡胶、粘合剂、稀化涂料、清漆和清洁剂(例如，用于钢、硅片、集成电路)的常见组分。然而，存在对原油的有限储量的枯竭的担心。因此，一直需要开发由除原油以外的原料，例如由衍生自废塑料的原料生产芳烃如苯和二甲苯的方法。
发明内容
本文公开了一种生产苯和二甲苯的方法，其包含：(a)使烃液体料流在氢气存在下在加氢处理单元中与加氢处理催化剂接触以产生烃产物和第一气体料流，其中所述烃产物包含C5+烃，(b)任选地将至少一部分所述烃产物引入第一芳族化合物分离单元以生产饱和烃料流和第一芳族化合物料流，其中所述饱和烃料流包含C5+饱和烃，并且其中所述第一芳族化合物料流包含C6+芳烃，(c)将至少一部分所述烃产物和/或至少一部分所述饱和烃料流进料至重整单元以生产重整单元产物、第二气体料流和氢气料流，其中所述重整单元包含重整催化剂，并且其中所述重整单元产物中C6至C8芳烃的量大于所述饱和烃料流中C6至C8芳烃的量，(d)将至少一部分所述重整单元产物引入第二芳族化合物分离单元以生产非芳族化合物再循环料流和第二芳族化合物料流，其中所述第二芳族化合物料流包含C6+芳烃，(e)将至少一部分所述非芳族化合物再循环料流再循环至所述重整单元，(f)将至少一部分所述第一芳族化合物料流和/或第二芳族化合物料流引入第三芳族化合物分离单元，以生产第一C6芳族化合物料流、C7芳族化合物料流、C8芳族化合物料流、C9芳族化合物料流、C10芳族化合物料流和C11+芳族化合物料流，其中所述第一C6芳族化合物料流包含苯，其中所述C7芳族化合物料流包含甲苯，并且其中所述C8芳族化合物料流包含二甲苯和乙苯，(g)使至少一部分所述C7芳族化合物料流、至少一部分所述C9芳族化合物料流、至少一部分所述C10芳族化合物料流或其组合在氢气存在下在歧化和烷基转移单元中与歧化和烷基转移催化剂接触，以产生第三芳族化合物料流，其中所述第三芳族化合物料流包含苯和二甲苯，和(h)将至少一部分所述C11+芳族化合物料流输送至所述加氢处理单元。
本文还公开了一种生产苯和二甲苯的方法，其包含：(a)在热解单元中将塑料废料转化为烃液体料流和热解气体料流，(b)使至少一部分所述烃液体料流在氢气存在下在加氢处理单元中与加氢处理催化剂接触以产生烃产物和第一气体料流，其中所述烃产物包含C5+烃，(c)任选地将至少一部分所述烃产物引入第一芳族化合物分离单元以生产饱和烃料流和第一芳族化合物料流，其中所述饱和烃料流包含C5+饱和烃，并且其中所述第一芳族化合物料流包含C6+芳烃，(d)将至少一部分所述烃产物和/或至少一部分所述饱和烃料流进料至重整单元以生产重整单元产物、第二气体料流和氢气料流，其中所述重整单元包含重整催化剂，并且其中所述重整单元产物中C6至C8芳烃的量大于所述饱和烃料流中C6至C8芳烃的量，(e)将至少一部分所述重整单元产物引入第二芳族化合物分离单元以生产非芳族化合物再循环料流和第二芳族化合物料流，其中所述第二芳族化合物料流包含C6+芳烃，(f)将至少一部分所述非芳族化合物再循环料流再循环至所述重整单元，(g)将至少一部分所述第一芳族化合物料流和/或第二芳族化合物料流引入第三芳族化合物分离单元，以生产第一C6芳族化合物料流、C7芳族化合物料流、C8芳族化合物料流、C9芳族化合物料流、C10芳族化合物料流和C11+芳族化合物料流，其中所述第一C6芳族化合物料流包含苯，其中所述C7芳族化合物料流包含甲苯，并且其中所述C8芳族化合物料流包含二甲苯和乙苯，(h)使至少一部分所述C7芳族化合物料流、至少一部分所述C9芳族化合物料流、至少一部分所述C10芳族化合物料流或其组合在氢气存在下在歧化与烷基转移单元中与歧化与烷基转移催化剂接触，以产生第三芳族化合物料流，其中所述第三芳族化合物料流包含苯和二甲苯，和(i)将至少一部分所述C11+芳族化合物料流输送至所述加氢处理单元。
本文进一步公开了一种用于生产苯和二甲苯的系统，其包含：热解单元、加氢处理单元、任选的第一芳族化合物分离单元、重整单元、第二芳族化合物分离单元、第三芳族化合物分离单元和歧化与烷基转移单元，其中所述热解单元被配置以接收塑料废物并生产烃液体料流和热解气体料流，其中所述加氢处理单元包含加氢处理催化剂，其中所述加氢处理单元被配置以接收氢气和至少一部分所述烃液体料流并生产烃产物和第一气体料流，其中所述烃产物包含C5+烃，其中所述烃产物包含基于所述烃产物的总重量计等于或大于约90wt.％的C10-烃，并且其中所述烃产物包含基于所述烃产物的总重量计小于约1wt.％的烯烃，其中所述任选的第一芳族化合物分离单元被配置以接收至少一部分所述烃产物并生产饱和烃料流和第一芳族化合物料流，其中所述饱和烃料流包含C5+饱和烃，并且其中所述第一芳族化合物料流包含C6+芳烃，其中所述重整单元包含重整催化剂，其中所述重整单元被配置以接收至少一部分所述烃产物和/或至少一部分所述饱和烃料流并生产重整单元产物、第二气体料流和氢气料流，其中所述重整单元产物中C6至C8芳烃的量大于所述饱和烃料流中C6至C8芳烃的量，其中所述第二芳族化合物分离单元被配置以接收至少一部分所述重整单元产物并生产非芳族化合物再循环料流和第二芳族化合物料流，并且其中所述第二芳族化合物料流包含C6+芳烃，其中所述第三芳族化合物分离单元被配置以接收至少一部分所述第一芳族化合物料流和/或所述第二芳族化合物料流并生产第一C6芳族化合物料流、C7芳族化合物料流、C8芳族化合物料流、C9芳族化合物料流、C10芳族化合物料流和C11+芳族化合物料流，其中所述第一C6芳族化合物料流包含苯，其中所述C7芳族化合物料流包含甲苯，其中所述C8芳族化合物料流包含二甲苯和乙苯，并且其中至少一部分所述C11+芳族化合物料流被再循环至所述加氢处理单元，并且其中所述歧化与烷基转移单元包含歧化与烷基转移催化剂，其中所述歧化与烷基转移单元被配置以接收至少一部分所述C7芳族化合物料流、至少一部分所述C9芳族化合物料流、至少一部分所述C10芳族化合物料流或其组合并生产第三芳族化合物料流，其中所述第三芳族化合物料流包含苯和二甲苯，并且其中基于合并的第一C6芳族化合物料流、C8芳族化合物料流和第三芳族化合物料流的重量计，合并的第一C6芳族化合物料流、C8芳族化合物料流和第三芳族化合物料流的C9+芳烃含量小于约5wt.％。
附图说明
图1示出了用于生产苯和二甲苯的系统的一种配置；
图2A示出了用于生产苯和二甲苯的系统的另一种配置；和
图2B显示了用于生产苯和二甲苯的系统的又一种配置。
具体实施方式
本文公开了由烃液体料流生产高价值产物的方法和系统，所述烃液体料流例如由加工塑料废料生产的烃液体料流，所述高价值产物例如苯和二甲苯。所述方法可包括废塑料的转化，同时使气体最小化并使液体产物最大化，伴随高产率的芳族化合物，如苯、甲苯、乙苯和二甲苯，以及少量的链烷烃、异链烷烃、烯烃和萘。所述塑料废料可以通过低温或高温热解以及热或催化热解的方式裂化或热解，其中通过改变工艺条件和催化剂可以改变热解产物的组成以使所需产物最大化。然后，可以从热解产物中采收苯，并且可以将剩余的液体产物进一步转化为芳族化合物，如苯。为了使苯的生产最大化，可以进一步加氢裂化和/或加氢处理由低苛刻度热解和/或高苛刻度热解获得的液体，以降低重质物的沸点(例如，可以将重质物裂化为主要为C10-烃)，并且还使液体烯烃饱和。用于将C10+重质物转化为C10-材料的加氢裂化和/或加氢处理反应可包括环烷烃的异构化、链烷烃脱氢环化为环烷烃、环烷烃脱氢为芳族化合物、加氢裂化等，或其组合。可以将从加氢裂化和/或加氢处理所回收的经处理的液体进一步送至芳族化合物萃取和/或重整，以将其它烃转化为芳族化合物。可以将具有多于6个碳的芳族产物通过歧化反应转化为苯。可以将包含C9+材料的重质物与甲苯一起送至歧化与烷基转移反应，以使苯和二甲苯的总产率最大化。
除了在操作实施例中或其他地方另有说明之外，在说明书和权利要求中使用的涉及成分的量、反应条件等的所有数字或表达应理解为在所有情况下均由术语“约”修饰。本文公开了各种数值范围。由于这些范围是连续的，因此它们包括最小值和最大值之间的每个值。描述相同特征或组分的所有范围的端点可独立组合并包括所列举的端点。除非另有特别说明，本申请中指定的各种数值范围都是近似值。针对相同组分或性质的所有范围的端点包括端点并且可独立组合。术语“X或更多”是指所指的组分以值X和大于X的值的量存在。
术语“一(a)”、“一(an)”和“该(the)”不表示数量的限制，而是表示存在至少一个所述项目。如本文所用，单数形式“一(a)”、“一(an)”和“该(the)”包括复数指示物。
如本文所用，“其组合”包括一个或多个所列举的元素，可选地与未列举的相似元素一起，例如，包括一个或多个所指定组分的组合，可选地与一个或多个其他没有特别指定的具有基本相同功能的组分一起。如本文所用，术语“组合”包括共混物、混合物、合金、反应产物等。
出于本文公开内容的目的，除非另有说明，术语“量”是指基于特定组合物的总重量(例如，该特定组合物中存在的所有组分的总重量)，该特定组合物中给定组分的重量％。
参考图1更详细地描述了例如由混合塑料(例如塑料废料)生产苯和二甲苯的方法。
参考图1，公开了苯和二甲苯生产系统100。苯和二甲苯生产系统100大体上包含：热解单元10、加氢处理单元20、任选的第一芳族化合物分离单元30、重整单元40、第二芳族化合物分离单元50、第三芳族化合物分离单元60和歧化与烷基转移单元(例如Tatoray单元)70。
一种生产苯和二甲苯的方法可包含在热解单元中将塑料废料转化为烃液体料流和热解气体料流的步骤。所述方法可包含：将废塑料引入热解单元以产生热解产物，其中热解产物包含气相和液相。
可以将混合塑料(例如废塑料)放置在热解单元10中或经废塑料料流11进料至热解单元10。在热解单元10中，废塑料料流11经热解转化成热解产物，其中热解产物包含气相(例如热解气体，如C1至C4气体、氢气(H2)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、氢氯酸(HCl)气体等)和液相(例如热解液体)。
可装入或通过废塑料料流11进料至热解单元10的塑料废料可包括消费后的废塑料，如混合塑料废料。混合塑料可包含非氯化塑料(例如聚烯烃、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、共聚物等)、氯化塑料(例如聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯(PVDC)等)等，或其混合物。通常，废塑料包含长链分子或聚合物烃。本文所公开的废塑料还包括废旧轮胎。
热解单元10可以是任何合适的容器，其配置为将废塑料转化为气相和液相产物(例如，同时)。该容器可配置为用于气相、液相、蒸气-液相、气-固相、液-固相或淤浆相操作。该容器可含有包含砂、沸石、氧化铝、催化裂化催化剂或其组合的惰性材料或热解催化剂的一个或更多个床。通常，热解催化剂能够将热量传递至在热解单元10中进行热解过程的组分。或者，热解单元10可在没有任何催化剂的情况下进行操作(例如纯热热解)。热解单元10可以在绝热、等温、非绝热、非等温或其组合下进行操作。本公开内容的热解反应可以在单个阶段或多个阶段中进行。例如，热解单元10可以是流体串联连接的两个反应容器。
在热解单元10包含两个容器的配置中，热解过程可分为第一阶段和第二阶段，第一阶段在第一容器中进行，第二阶段流体连接于第一阶段下游并在第二容器中进行。如本领域技术人员将理解的，且在本公开内容的帮助下，第二阶段可以增强从第一阶段流入第二阶段的中间热解产物料流的热解，以产生从第二阶段流出的热解产物。在一些配置中，第一阶段可利用废塑料的热裂化，且第二阶段可利用废塑料的热裂化或催化裂化以产生从第二阶段流出的热解产物。或者，第一阶段可利用废塑料的催化裂化，且第二阶段可利用废塑料的热裂化或催化裂化以产生从第二阶段流出的热解产物。
在一些配置中，热解单元10可包括一个或更多个配置成将混合塑料转化为气相和液相产物的设备。该一种或更多种设备可含有或不含有如上所述的惰性材料或热解催化剂。这样的设备的实例包括热挤出机、热回转窑、热罐式反应器、填充床反应器、鼓泡流化床反应器、循环流化床反应器、空的热容器、其中塑料沿着壁向下流动并裂化的封闭热表面、由烘箱或炉子包围的容器或任何其他提供热表面以辅助裂化的合适设备中的一个或多个。
热解单元10可以被配置以热解(例如裂化)并且在一些方面(例如其中将氢气添加至热解单元10)还氢化进料至热解单元10的废塑料料流11的组分。在热解单元10中可能发生的反应的实例包括但不限于将一种或更多种正链烷烃异构化成一种或更多种异链烷烃，一种或更多种环烷烃选择性开环为一种或多种异链烷烃，长链分子裂化成短链分子，从含杂原子的烃中除去杂原子(例如脱氯)，过程中所产生的焦炭的氢化，或其组合。
在热解单元10的一种或更多种配置中，在全部或部分热解阶段(废塑料转化为液相和/或气相产物)中可以利用顶空吹扫气体以增强塑料的裂化，生产有价值的产物，提供用于蒸汽裂化的进料，或其组合。顶空吹扫气体可包括氢气(H2)，C1-C4烃气体(例如烷烃、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、异丁烷)、惰性气体(例如氮气(N2)、氩气、氦气、蒸汽)等或其组合。当所述废塑料包含氯化塑料时，顶空吹扫气体的使用有助于热解单元10中的脱氯。可将顶空吹扫气体引入热解单元10，以帮助除去存在于热解单元10中的熔融混合塑料中夹带的挥发物。
可将含氢气(H2)的料流添加至热解单元10以使热解单元环境富含H2，帮助除去热解单元中截留的氢气，在热解熔体或液体中提供富含氢的局部环境，或者其组合；例如，经独立于废塑料料流11直接进料至热解单元的含H2的料流。在一些方面，在并入足够的用于氢气处理和塑料进料的安全措施下，也可以将H2与料流11一起引入热解单元10。
热解单元10可利于废塑料料流11的组分在氢气存在下或与氢气进行任何反应。可发生反应，如将氢原子加到不饱和分子(例如烯烃)的双键上，产生饱和分子(例如链烷烃、异链烷烃、环烷烃)。另外或作为一种选择，热解单元10中的反应可引起有机化合物的键断裂，伴随后续反应和/或氢置换杂原子。
在热解单元10中使用氢气可具有以下有益效果：i)减少由于裂化而形成的焦炭，ii)保持在该方法中所使用的催化剂(如果有的话)在活性条件下，iii)改善料流11中氯化物的去除，使得来自热解单元10的热解产物相对于废塑料料流11基本上脱氯，这最小化了在热解单元10下游的单元中的氯化物去除要求，iv)烯烃的氢化，v)减少热解产物中的二烯烃，vi)有助于对于热解单元10中的废塑料料流11的相同转化水平而言，在较低的温度下运行热解单元10，或i)–vi)的组合。
热解单元10中的热解过程可以是低苛刻度或高苛刻度。低苛刻度热解过程可以在250℃至450℃，或者275℃至425℃，或者300℃至400℃的温度下进行，并且可产生富含单烯烃和二烯烃的热解油，以及大量的芳族化合物。高苛刻度热解过程可以在450℃至750℃，或者500℃至700℃，或者550℃至650℃的温度下进行，并且可产生富含芳族化合物的热解油。
废塑料的热解方法的一个实例被公开在美国专利号8,895,790中，该专利的全部内容通过引用其整体并入本文。热解方法的另一个实例被公开在国际公开号WO2016/009333A1和2016年3月30日提交的美国专利申请号15/085,445中，其中每一个均通过引用其整体并入本文。
可以将热解产物作为流出物从热解单元10中回收，并输送(例如流入，例如通过泵送、重力、压差等)至热解分离单元。热解产物可在热解分离单元中被分离成热解气体料流12和烃液体料流13，其中热解气体料流12包含所述热解产物的气相的至少一部分，并且其中烃液体料流13包含所述热解产物的液相的至少一部分。热解分离单元可包含任何合适的气-液分离器，如蒸气-液体分离器、油-气分离器、气-液分离器、脱气器、脱液器(deliqulizers)、洗涤器、疏水阀、闪蒸罐、压缩抽吸罐、重力分离器、离心分离器、过滤叶片分离器、除雾垫、液-气聚结器、蒸馏塔等，或其组合。
在一些配置中，热解分离单元可以是冷凝器，其运行的条件为将热解产物的一部分冷凝成烃液体(例如液体产物)同时将烃气体留在气相中(例如气体产物)。液体产物从热解分离单元流入烃液体料流13，并且气体产物从热解分离单元流入热解气体料流12。热解气体产物料流12可包含C1至C4烃、惰性气体(例如氮气(N2)、氩气、氦气、蒸汽、CO、CO2)等或其组合。
烃液体料流13可包含链烷烃、异链烷烃、烯烃、环烷烃、芳族化合物、有机氯化物或其组合。当烃液体料流13包含链烷烃、异链烷烃、烯烃、环烷烃和芳族化合物时，该料流可称为PIONA料流；当烃液体料流13包含链烷烃、烯烃、环烷烃和芳族化合物时，该料流可称为PONA料流。在一些方面，所述烃液体料流13可包含塑料热解油和/或轮胎热解油。
如本文所讨论的，本文所公开方法的各方面考虑了分子的加氢裂化，特别是烃液体料流13的重质烃分子的加氢裂化。如此，预期至少一部分所述烃液体料流13包含重质烃分子(例如，也被称为热解油的重尾馏分(heavy ends))。在一个方面，烃液体料流13中的重质烃分子的量可以是基于烃液体料流13的总重量计少于10wt.％。或者，烃液体料流13中的重质烃分子的量可以是基于烃液体料流13的总重量计10wt.％至90wt.％。如本文稍后将更详细描述的，所述重质烃分子可以包括链烷烃、异链烷烃、烯烃、环烷烃、芳烃或其组合。在一些方面，所述重质烃分子可以包括C16或更大的烃。烃液体料流13中大于5wt.％、10wt.％、15wt.％、20wt.％、25wt.％、30wt.％或更多的所述重质烃分子在加氢处理单元20被加氢裂化。
可存在于烃液体料流13中的链烷烃的实例包括但不限于C1至C22正链烷烃和异链烷烃。链烷烃可以基于烃液体料流13的总重量计以少于10wt.％的量存在于烃液体料流13中。或者，链烷烃可以基于烃液体料流13的总重量计以10wt.％、20wt.％、30wt.％、40wt.％、50wt.％、60wt.％或更多的量存在于烃液体料流13中。虽然某些烃液体料流包括碳数高达22的链烷烃，但本公开内容不限于碳数22作为链烷烃的合适范围的上限，并且链烷烃可包括更高的碳数，例如23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40以及更高。在一些方面，烃液体料流13中所述链烷烃的至少一部分包含至少一部分所述重质烃分子。
可存在于烃液体料流13中的烯烃的实例包括但不限于C2至C10烯烃及其组合。当将氢气引入热解单元10时，由于热解单元10中的加氢反应，烯烃可以基于烃液体料流13的总重量计以少于10wt.％的量存在于烃液体料流13中。或者，烯烃可以基于烃液体料流13的总重量计以5wt.％、10wt.％、20wt.％、30wt.％、40wt.％或更多的量存在于烃液体料流13中。虽然某些烃料流包括碳数高达10的烯烃，但本公开内容不限于碳数10作为烯烃的合适范围的上限，并且所述烯烃可包括更高的碳数，例如11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30以及更高。在一些方面，烃液体料流13中所述一种或更多种烯烃的至少一部分包含至少一部分所述重质烃分子。或者，烃液体料流13中没有重质烃分子是烯烃。
在一些方面，烃液体料流13不包含烯烃，例如，烃液体料流13基本上不含烯烃。在一些方面，烃液体料流13包含小于1、0.1、0.01或0.001wt.％的烯烃。
可存在于烃液体料流13中的环烷烃的实例包括但不限于环戊烷、环己烷、环庚烷和环辛烷。环烷烃可以基于烃液体料流13的总重量计以少于10wt.％的量存在于烃液体料流13中。或者，环烷烃可以基于烃液体料流13的总重量计以10wt.％、20wt.％、30wt.％、40wt.％或更多的量存在于烃液体料流13中。虽然某些烃料流包括碳数高达8的环烷烃，但本公开内容不限于碳数8作为环烷烃的合适范围的上限，并且所述环烷烃可包括更高的碳数，例如9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30以及更高。在一些方面，烃液体料流13中所述环烷烃的至少一部分包含至少一部分所述重质烃分子。
烃液体料流13可包含碳数为6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30以及更高的芳烃。在一个方面，芳烃碳数可以高达22。适合在本公开内容中用作烃液体料流13的一部分的芳烃的非限制性实例包括苯、甲苯、二甲苯、乙苯、丙苯、三甲基苯、四甲基苯、丁苯、二甲基萘、联苯等或其组合。芳烃可以基于烃液体料流13的总重量计以5wt.％、10wt.％、15wt.％、20wt.％、25wt.％、30wt.％、35wt.％、40wt.％、50wt.％、60wt.％或更多的量存在于烃液体料流13中。在一些方面，烃液体料流13中所述芳烃的至少一部分包含至少一部分所述重质烃分子。
一种生产苯和二甲苯的方法可包含使烃液体料流13在氢气(例如氢气料流23)存在下在加氢处理单元20中与加氢处理催化剂接触以产生烃产物料流21和第一气体料流22的步骤，其中烃产物料流21包含C5+烃。第一气体产物料流22可包含H2、C1至C4烃、惰性气体(例如氮气(N2)、氩气、氦气、蒸汽、CO、CO2)等或其组合。
加氢处理单元20可以是任何合适的加氢处理反应器(例如加氢处理器)，如加氢裂化器、以加氢热解模式运行的催化裂化器、以加氢热解模式运行的流化催化裂化器、加氢处理器等，或其组合。加氢处理单元20被配置以加氢裂化长链分子(例如烃液体料流13中所含的重质烃分子)，使被进料至加氢处理单元20的烃液体料流13的组分氢化和脱氯(在料流13含有氯化物的情况下)。在加氢处理单元20中，使液体烃料流13在氢气存在下与加氢处理催化剂接触，产生烃产物料流21。预期烃液体料流13可以以向上流动、向下流动、径向流动或其组合的形式与加氢处理催化剂接触，伴随或不伴随烃液体料流13、H2料流或其组合的分步添加。
加氢处理单元20可以是配置成含有本文公开的加氢处理催化剂的任何容器。所述容器可配置为用于气相、液相、蒸气-液相、气-液-固相或淤浆相操作。加氢处理单元20可包括固定床、流化床、移动床、沸腾床、淤浆床或其组合构型中的一个或多个加氢处理催化剂床。加氢处理单元20可以在绝热、等温、非绝热、非等温或其组合下进行操作。在一个方面，加氢处理单元20可包含一个或更多个容器。
加氢处理单元20可促进烃液体料流13的组分在氢气存在下或与氢气进行任何反应。可发生反应，如将氢原子加到不饱和分子(例如烯烃、芳族化合物)的双键上，产生饱和分子(例如链烷烃、异链烷烃、环烷烃)。另外，加氢处理单元20中的反应可能导致有机化合物的键断裂，导致烃分子“裂化”成两个或更多个较小烃分子，或导致随后的反应和/或氢对杂原子的置换。加氢处理单元20中可发生的反应的实例包括但不限于烯烃的加氢、含杂原子的烃中杂原子的去除(例如脱氯)、大的链烷烃或异链烷烃加氢裂化成较小烃分子、芳烃加氢裂化成较小的环烃或无环烃、一种或更多种芳族化合物转化为一种或更多种环烷烃、一种或更多种正链烷烃异构化为一种或更多种异链烷烃、一种或更多种环烷烃选择性开环成一种或更多种异链烷烃，或其组合。
在一个方面，使烃液体料流13在氢气存在下与加氢处理催化剂接触，产生C1至C4气体和C5+(C5和更重质的)液体烃。当废塑料料流11含有氯化物时，预期可以在加氢处理单元20中使用如本文所述的加氢处理催化剂进行脱氯而不使用氯吸附剂，不添加使其起脱氯剂作用的有效量的Na3CO3，或两者都不添加。
所述加氢处理催化剂可以是用于烯烃和芳烃的加氢(例如饱和)的任何催化剂(例如市售的加氢处理催化剂)。所述加氢处理催化剂可包含在氧化铝载体上的钴和钼催化剂(Co-Mo催化剂)、在氧化铝载体上的镍和钼催化剂(Ni-Mo催化剂)、在氧化铝载体上的钨和钼催化剂(W-Mo催化剂)、在氧化铝载体上的钴和钼氧化物、在氧化铝载体上的镍和钼氧化物、在氧化铝载体上的钨和钼氧化物、在氧化铝载体上的钴和钼硫化物、在氧化铝载体上的镍和钼硫化物、在氧化铝载体上的钨和钼硫化物、包含一种或更多种金属的沸石等，或其组合。其它适合用作所述加氢处理催化剂的催化剂可以包括在氧化铝载体上的铂和钯催化剂(Pt-Pd催化剂)、适于淤浆处理的镍硫化物、适于淤浆处理的钼硫化物等，或其组合。所述沸石可以包含ZSM-5、ZSM-11、Y、高二氧化硅Y、USY等，或其组合。所述沸石的一种或更多种金属中的每种金属可以独立地选自由钴、钼、钨、镍、钛、铜、镁、锡、铁、锌、钨、钒、镓、钙、锰、钌和铼组成的组。
在烃液体料流13包含一种或更多种硫化物和一种或更多种氯化物的配置中，使烃液体料流13与加氢处理催化剂接触起到通过硫化来活化所述加氢处理催化剂并通过氯化来酸化所述加氢处理催化剂的作用。使所述加氢处理催化剂与含有一种或更多种硫化物、一种或更多种氯化物或其两者的烃液体料流13连续接触可以连续地保持催化剂活性。出于本文公开内容的目的，关于所述加氢处理催化剂的术语“催化剂活性”或“催化活性”是指所述加氢处理催化剂催化加氢处理反应的能力，如加氢裂化反应、加氢脱氯反应等。
可以将氢气料流23加入加氢处理单元20中，以使加氢处理单元环境富含H2，例如通过独立于烃液体料流13而直接进料至加氢处理单元的料流23。另外或作为一种选择，可以将含H2料流在进入加氢处理单元20之前添加至烃液体料流13。氢气添加至加氢处理单元20的速率通常足以达到本文公开的氢-烃比。
所公开的加氢处理单元20可在不同工艺条件下操作。例如，使烃液体料流13在氢气存在下与所述加氢处理催化剂的接触可在加氢处理单元20中在250℃至600℃、或者275℃至550℃、或者300℃至500℃的温度下进行。加氢处理单元20中的温度可通过使用进料(例如烃液体料流13)预热炉和/或进料-加氢处理单元流出物热交换器来获得。使烃液体料流13在氢气存在下与所述加氢处理催化剂的接触可以在加氢处理单元20中以1barg至200barg、或者10barg至150barg、或者20barg至60barg的压力下进行。使烃液体料流13在氢气存在下与所述加氢处理催化剂的接触可以在加氢处理单元20中以0.1hr-1至10hr-1、或者1hr-1至3hr-1的重时空速(WHSV)进行。使烃液体料流13在氢气存在下与所述加氢处理催化剂的接触可以在加氢处理单元20中以10至3000NL/L、或者200至800NL/L的氢-烃(H2/HC)流量比进行。
在一些配置中，加氢处理单元20可以是温和加氢裂化单元，如在精炼操作中所使用的温和加氢裂化器，其中加氢处理单元20可以在高达100barg的压力和高达430℃的温度下操作。本领域技术人员在本公开内容的帮助下应理解，加氢处理单元20可以在较低的压力下操作以节约氢气消耗并保留单环芳族化合物(并且仅使双环芳族化合物和多环芳族化合物和烯烃饱和)。通常，温和加氢裂化单元可以使被引入到温和加氢裂化单元中的液体烯烃饱和，以及通过选择性裂化和氢化来减少重质物，使得可以保留至少一部分单环芳族化合物。本领域技术人员在本公开内容的帮助下应理解，由于塑料热解油相比较于石油残渣而言富含氢，因此在低于100barg的较低压力下对其进行加氢处理是可能的。此外，本领域技术人员在本公开内容的帮助下应理解，高于100barg的更高压力也可用于塑料热解油。
在一些方面，加氢处理单元20还可包含加氢脱烷基化单元，其中所述加氢脱烷基化单元可包含加氢脱烷基化催化剂。加氢脱烷基化单元可以是任何合适的加氢处理反应器，如加氢裂化器、以加氢热解模式运行的催化裂化器、以加氢热解模式运行的流化催化裂化器、加氢处理器、加氢脱烷基化反应器等，或其组合。加氢脱烷基化单元可以被配置以加氢脱烷基化，并且在一些配置中，额外地加氢裂化、脱氯和氢化烃液体料流13的组分。
加氢脱烷基化单元可以是任何配置成含有本文公开的所述加氢脱烷基化催化剂的容器。该容器可以被配置用于气相、液相、蒸气-液相、气-固相、气-液-固相或淤浆相操作。加氢脱烷基化单元可以包括固定床、流化床、移动床、沸腾床、淤浆床或其组合构型中的一个或多个所述加氢脱烷基化催化剂床。加氢脱烷基化单元可以在绝热、等温、非绝热、非等温或其组合下进行操作。在一个方面，加氢脱烷基化单元可包含一个或更多个容器。
加氢脱烷基化单元可促进烃液体料流13的组分在氢气存在下或与氢气的任何合适的反应。加氢脱烷基化单元中的反应包括C9+芳烃的加氢脱烷基化反应，其中C9+芳烃在氢的存在下形成较低分子量的芳烃(例如C6-8芳烃)和烷烃。例如，三甲基苯可以进行加氢脱烷基化反应以产生二甲苯和甲烷。其他反应可以在加氢脱烷基化单元中发生，例如氢原子加成到不饱和分子(例如烯烃、芳族化合物)的双键上，产生饱和分子(例如链烷烃、异链烷烃、环烷烃)。另外，加氢脱烷基化单元中的反应可引起有机化合物的键断裂，导致烃分子“裂化”成两个或更多个更小的烃分子，或导致随后的反应和/或杂原子被氢置换。加氢脱烷基化单元中可发生的反应的实例包括但不限于C9+芳烃的加氢脱烷基化、烯烃的加氢、含杂原子的烃中杂原子的去除(例如脱氯)、大的链烷烃或异链烷烃加氢裂化成较小烃分子、芳烃加氢裂化成较小的环烃或无环烃、一种或更多种芳族化合物转化为一种或更多种环烷烃、一种或更多种正链烷烃异构化为一种或更多种异链烷烃、一种或更多种环烷烃选择性开环成一种或更多种异链烷烃，或其组合。
所述加氢脱烷基化催化剂可以是用于烯烃和芳烃的加氢(例如饱和)的任何合适的催化剂(例如市售的加氢处理催化剂)，如所述用于加氢处理催化剂的催化剂。另外，加氢脱烷基化催化剂可以是任何合适的加氢脱烷基化催化剂(例如，市售的加氢脱烷基化催化剂)，如氧化铝载体上的铬氧化物、二氧化硅载体上的铬氧化物、氧化铝载体上的钼氧化物、二氧化硅载体上的钼氧化物、氧化铝载体上的铂、二氧化硅载体上的铂、氧化铝载体上的铂氧化物、二氧化硅载体上的铂氧化物等，或其组合。
烃产物料流21包含C5+液体烃，其中C5+液体烃包含重质烃分子。由于在使烃液体料流13在氢气存在下在加氢处理单元20中与加氢处理催化剂接触的步骤期间，来自烃液体料流的至少一部分重质烃分子进行了加氢裂化，因此烃产物料流21中重质烃分子的量小于烃液体料流13中重质烃分子的量。
在一些方面，烃产物料流21可包含基于烃产物料流21的总重量计等于或大于约90wt.％，或者等于或大于约92.5wt.％，或者等于或大于约95wt.％的C10-烃。本领域技术人员在本公开内容的帮助下应理解，加氢处理单元20内的条件可以为使得所产生的烃产物主要包含C10-烃。
在一些方面，烃产物料流21可包含基于烃产物料流21的总重量计小于约1wt.％的烯烃。
一种生产苯和二甲苯的方法可包含任选地将所述烃产物料流的至少一部分21a引入第一芳族化合物分离单元30以生产饱和烃料流31和第一芳族化合物料流32的步骤，其中饱和烃料流31包含C5+饱和烃，并且其中第一芳族化合物料流32包含C6+芳烃。本领域技术人员在本公开内容的帮助下应理解，饱和烃料流31的饱和C5+烃(i)不包括C6+芳烃；(ii)不包括C5+烯烃；且(iii)包括C5+链烷烃，异链烷烃和环烷烃。第一芳族化合物料流32包含C6芳烃、C7芳烃、C8芳烃、C9芳烃、C10芳烃及其组合。
第一芳族化合物分离单元30可包括任何被配置以将烃产物料流21分离成饱和烃料流31和第一芳族化合物料流32的适合的分离单元。例如，第一芳族化合物分离单元30可以采用选择性吸附、选择性吸收、萃取蒸馏、溶剂萃取后蒸馏等，或其组合。
一种生产苯和二甲苯的方法可包含将至少一部分烃产物料流21和/或至少一部分饱和烃料流31进料至重整单元40(例如重整器40)以生产重整单元产物料流41(例如重整器产物料流41)、第二气体料流42和氢气料流43的步骤，其中重整单元40包含重整催化剂。在一个方面，可以将至少一部分氢气料流43再循环至加氢处理单元20，例如通过氢气料流23。第二气体料流42可包含H2和C1至C4烃。
在一些方面，至少一部分热解气体料流12、至少一部分第一气体料流22、至少一部分第二气体料流42或其组合可用作热解单元10、加氢处理单元20、重整单元40或其组合中的燃料。
重整单元40可包含任何合适的芳构化单元，如连续催化重整器(CCR)、半再生重整器、AROMAX单元等，或其组合。芳构化单元通常由环烷烃和链烷烃生产芳族化合物，作为特定芳族化合物的来源。在一些方面，重整单元40的进料(例如烃产物料流21和/或饱和烃料流31)通常可限制为C6至C10化合物，以使C6至C8芳烃如苯、甲苯和二甲苯的产量最大化。在一个方面，重整单元产物料流41中C6至C8芳烃的量大于烃产物料流21和/或饱和烃料流31中C6至C8芳烃的量。
重整单元40可促进烃产物料流21和/或饱和烃料流31的组分在重整催化剂存在下的任何合适的反应。重整单元40中的反应包括环烷烃脱氢为芳族化合物、链烷烃和环烷烃的异构化、链烷烃脱氢环化为芳族化合物等，或其组合。
所述重整催化剂可以是用于烃芳构化的任何合适的催化剂。所述重整催化剂可以是单金属(例如Pt)、双金属(Pt、Re)、多金属(例如Pt、Re、Pd、Ni等)。所述重整催化剂的金属通常促进脱氢和氢化，还有助于脱氢环化和异构化。所述重整催化剂可以具有酸活性(例如结合在氧化铝基质中的卤素/二氧化硅)。所述酸活性促进异构化、加氢裂化的初始步骤以及链烷烃脱氢环化的参与。
重整单元产物料流41可包含基于重整单元产物料流41的总重量计等于或大于约55wt.％、65wt.％或75wt.％的芳烃，和小于约45wt.％、35wt.％或25wt.％的非芳族烃(例如链烷烃、异链烷烃、环烷烃)。
一种生产苯和二甲苯的方法可包含将至少一部分重整单元产物料流41引入第二芳族化合物分离单元50以生产非芳族化合物再循环料流51和第二芳族化合物料流52的步骤，其中第二芳族化合物料流52包含C6+芳烃。第二芳族化合物料流52包含C6芳烃、C7芳烃、C8芳烃、C9芳烃、C10芳烃及其组合。本领域技术人员在本公开内容的帮助下应理解，非芳族化合物再循环料流51(i)不包括C6+芳烃；且(ii)包括C5+链烷烃、异链烷烃和环烷烃。此外，本领域技术人员在本公开内容的帮助下应理解，用于重整单元或重整器的进料通常含有链烷烃、异链烷烃、环烷烃和芳族化合物，并且不含烯烃；然而，可以将所述芳族化合物从用于所述重整单元的进料中分离出来，并且在这种情况下，用于所述重整单元的进料可含有链烷烃、异链烷烃和环烷烃，如非芳族化合物再循环料流51和/或饱和烃料流31的情况一样。
第二芳族化合物分离单元50可包含任何被配置以将重整单元产物料流41分离成非芳族化合物再循环料流51和第二芳族化合物料流52的适合的分离单元。例如，第二芳族化合物分离单元50可以采用选择性吸附、选择性吸收、萃取蒸馏、溶剂萃取后蒸馏等，或其组合。
在一些方面，可以将至少一部分非芳族化合物再循环料流51再循环至重整单元40。在其它方面，可以将至少一部分非芳族化合物再循环料流51再循环至热解单元10和/或加氢处理单元20。本领域技术人员在本公开内容的帮助下应理解，当所需产物是液体芳族化合物时，优选将非芳族化合物再循环料流51再循环至重整单元40。此外，本领域技术人员在本公开内容的帮助下应理解，当期望使气体产物如热解气体料流12和/或第一气体料流22最大化时，优选将非芳族化合物再循环料流51分别再循环至热解单元10和/或加氢处理单元20。
一种生产苯和二甲苯的方法可包含将至少一部分所述第一芳族化合物料流32和/或至少一部分所述第二芳族化合物料流52引入第三芳族化合物分离单元60，以生产第一C6芳族化合物料流61、C7芳族化合物料流62、C8芳族化合物料流63、C9芳族化合物料流64、C10芳族化合物料流65和C11+芳族化合物料流66的步骤，其中第一C6芳族化合物料流61包含苯，其中C7芳族化合物料流62包含甲苯，并且其中C8芳族化合物料流63包含二甲苯和乙苯(EB)。C9芳族化合物料流64可包含三甲苯、甲基乙基苯、丙苯等，或其组合。C10芳族化合物料流65可包含四甲苯、二乙苯、二甲基乙苯、甲基丙基苯等，或其组合。
第三芳族化合物分离单元60可包含任何被配置以将第一芳族化合物料流32和/或第二芳族化合物料流52分离为其组分(例如料流61、62、63、64、65和66)的合适的分离单元。在一些方面，第三芳族化合物分离单元60可包含一个或更多个蒸馏塔。通常，所述一个或更多个蒸馏塔可以将第一芳族化合物料流32和/或第二芳族化合物料流52的组分基于其沸点进行分离。
在一些方面，可以将至少一部分C11+芳族化合物料流66输送至加氢处理单元20。在其它方面，可以将C11+芳族化合物料流的一部分66a输送至热解单元10。C11+芳族化合物料流66可包含甲基丁基苯、二乙基甲苯、五甲基苯、1-甲基萘、2-甲基萘、2-乙基萘、二甲基萘等，或其组合。
在一些方面，生产苯和二甲苯的方法还可包含：将C8芳族化合物料流63分离为第一二甲苯料流和EB料流，例如通过萃取蒸馏、分级结晶、使用分子筛的选择性吸附，或其组合。所述第一二甲苯料流可包含对二甲苯。所述EB流可包含EB、邻二甲苯和间二甲苯。
在一些方面，还可以使至少一部分EB料流在异构化单元中异构化以生产二甲苯(例如对二甲苯)，其中所述异构化单元包含异构化催化剂。所述异构化催化剂可包含酸催化剂，例如双官能催化剂。本领域技术人员在本公开内容的帮助下应理解，相比较于单官能异构化催化剂，双官能异构化催化剂对于通过焦化引起的失活更稳定。双功能异构化催化剂可包含沸石(例如ZSM-5、丝光沸石)和负载在氧化铝或二氧化硅-氧化铝上的贵金属(例如Pt)。可将氢气引入异构化单元以避免催化剂焦化。
在其它方面，还可将至少一部分EB料流在脱烷基化单元中脱烷基化以生产苯，其中所述脱烷基化单元包含脱烷基化催化剂。EB脱烷基化的主要产物是苯，并且所述脱烷基化催化剂通常包含负载金属的沸石，其中所述金属可以是Pt、Pd、Ni、Mo等。
一种生产苯和二甲苯的方法可包含使所述C7芳族化合物料流的至少一部分62a、至少一部分所述C9芳族化合物料流64、至少一部分所述C10芳族化合物料流65、至少一部分所述EB料流或其组合在氢气存在下在歧化与烷基转移单元70中与歧化与烷基转移催化剂接触，以产生第三芳族化合物料流71的步骤，其中所述第三芳族化合物料流71包含苯和二甲苯。在一个方面，歧化与烷基转移单元70包含Tatoray单元，即，为Tatoray方法(例如，歧化与烷基转移方法)提供场所的歧化与烷基转移单元。
歧化与烷基转移方法(例如，Tatoray方法)通常用于选择性地将甲苯和C9芳族化合物以及在一些情况下的C10芳族化合物转化为苯和二甲苯，例如用于使二甲苯(例如对二甲苯)的生产最大化。Tatoray方法由甲苯和重质芳族化合物生产混合的二甲苯。本领域技术人员在本公开内容的帮助下应理解，Tatoray方法通常使化学平衡从苯生产向二甲苯生产转移。
在Tatoray方法中的两个主要反应是歧化和烷基转移。为了本文公开内容的目的，甲苯向苯和二甲苯的转化可称为“歧化”(例如甲苯歧化)。此外，为了本文公开内容的目的，术语“烷基转移”是指甲苯和C9芳族化合物以及在一些情况下的C10芳族化合物的混合物向二甲苯的转化。Tatoray方法反应在氢气气氛中进行以使催化剂上焦炭的形成最小化。因为在Tatoray方法中存在可忽略的环破坏，所以氢消耗非常少。在Tatoray方法中的大部分氢消耗可归因于Tatoray单元(例如歧化与烷基转移单元70)的进料中非芳族杂质的裂化。通常，Tatoray方法可以在总压力为约10-50atm、温度为约350-530℃、氢烃比为约0.5-20摩尔/摩尔、并且进入Tatoray单元(例如歧化与烷基转移单元70)的再循环气体中的氢气浓度为约70mol％或更高的条件下进行。可以将Tatoray单元的进料与新鲜的和/或再循环氢气一起在炉中预热，然后进料至Tatoray单元。Tatoray方法可以在绝热固定床反应器(例如Tatoray单元)中进行。可以将来自Tatoray单元的产物中的不期望的芳族化合物(例如甲苯、C9+芳族化合物)从该产物中回收并再循环回到Tatoray单元的进料中。
在一个方面，生产苯和二甲苯的方法还可包含：将至少一部分氢气料流43输送至歧化与烷基转移单元70。
适合用于本公开内容中的歧化与烷基转移催化剂的非限制性实例包括：沸石；特征在于Si/Al比等于或大于约15:1的ZSM-5；负载金属的ZSM-5，其中所述金属包括铂、钼、镁、铼或其组合；丝光沸石；负载铋氧化物的丝光沸石；β沸石；MCM-22；等；或其组合。
在一个方面，基于合并的第一C6芳族化合物料流61、C8芳族化合物料流63和第三芳族化合物料流71的重量计，合并的第一C6芳族化合物料流61、C8芳族化合物料流63和第三芳族化合物料流71的C9+芳族化合物含量小于约5wt.％，或者小于约3wt.％，或者小于约1wt.％。
在一个方面，还可将第三芳族化合物料流71分离(例如通过蒸馏)为包含苯的第二C6芳族化合物料流和第二二甲苯料流。在一些方面，第二二甲苯料流包含对二甲苯、邻二甲苯和间二甲苯。还可将第二二甲苯料流分离(例如通过萃取蒸馏、分级结晶、使用分子筛的选择性吸附或其组合)为对二甲苯馏分和邻二甲苯与间二甲苯馏分。
在一个方面，本文所公开的生产苯和二甲苯的方法的特征可在于等于或大于约18wt.％，或者等于或大于约20wt.％，或者等于或大于约23wt.％的总苯产率。为了本文公开的目的，除非另外说明，所有的产率都按塑料进料(例如进料到热解单元或热解器的塑料)的总重量的重量％(wt.％)计算和报道。此外，为了本文公开内容的目的，总苯产率考虑了在所述方法的任何点(例如经第一C6芳族化合物料流61和第二C6芳族化合物料流)采收的苯。
在一个方面，本文所公开的生产苯和二甲苯的方法的特征可在于等于或大于约20wt.％，或者等于或大于约25wt.％，或者等于或大于约30wt.％的总二甲苯产率。为了本文公开内容的目的，总二甲苯产率考虑了在所述方法的任何点(例如经第一二甲苯料流和第二二甲苯料流)采收的二甲苯。
在一个方面，本文所公开的生产苯和二甲苯的方法的特征可在于等于或大于约40wt.％，或者等于或大于约50wt.％，或者等于或大于约55wt.％的总苯和二甲苯的产率。
一种生产苯和二甲苯的方法可包含：(a)将塑料废料在低苛刻度热解单元中在约350℃至约450℃的温度下和/或在高苛刻度热解单元中在等于或大于约450℃的温度下转化成烃液体料流和热解气体料流；(b)使至少一部分所述烃液体料流在氢气存在下在温和加氢裂化单元中在约300℃至约430℃的温度和约10barg至约100barg的压力下与加氢处理催化剂接触，以生产烃产物和第一气体料流，其中所述烃产物包含C5+烃；(c)任选地将至少一部分所述烃产物引入第一芳族化合物分离单元以生产饱和烃料流和第一芳族化合物料流，其中所述饱和烃料流包含C5+饱和烃，并且其中所述第一芳族化合物料流包含C6+芳烃；(d)将至少一部分所述烃产物和/或至少一部分所述饱和烃料流进料至重整单元以产生重整单元产物、第二气体料流和氢气料流，其中所述重整单元包含重整催化剂，并且其中所述重整单元产物中C6至C8芳烃的量大于所述饱和烃料流中C6至C8芳烃的量；(e)将至少一部分所述重整单元产物引入第二芳族化合物分离单元以生产非芳族化合物再循环料流和第二芳族化合物料流，其中所述第二芳族化合物料流包含C6+芳烃；(f)将至少一部分所述非芳族化合物再循环料流再循环至所述重整单元；(g)将至少一部分所述第一芳族化合物料流和/或第二芳族化合物料流引入第三芳族化合物分离单元，以生产第一C6芳族化合物料流、C7芳族化合物料流、C8芳族化合物料流、C9芳族化合物料流、C10芳族化合物料流和C11+芳族化合物料流，其中所述第一C6芳族化合物料流包含苯，其中所述C7芳族化合物料流包含甲苯，并且其中所述C8芳族化合物料流包含二甲苯和乙苯；(h)使至少一部分所述C7芳族化合物料流、至少一部分所述C9芳族化合物料流、至少一部分所述C10芳族化合物料流或其组合在氢气存在下在Tatoray单元(歧化与烷基转移单元)中与Tatoray催化剂(例如歧化与烷基转移催化剂)接触，以产生第三芳族化合物料流，其中所述第三芳族化合物料流包含苯和二甲苯；和(i)将至少一部分所述C11+芳族化合物料流输送至所述温和加氢裂化单元。如本文所公开的生产苯和二甲苯的方法可以使用在等于或大于约450℃的热解温度下操作的高苛刻度热解单元(与低苛刻度热解单元相对)与下游温和加氢裂化器单元、重整单元和Tatoray单元结合，以主要集中芳族化合物生产为苯和二甲苯；然而，相比较于其它类似的使用低苛刻度热解单元生产苯和二甲苯的方法，使用高苛刻度热解单元生产苯和二甲苯的方法得到了降低的苯和二甲苯产率。本领域技术人员在本公开内容的帮助下应理解，高苛刻度热解单元中的热解液体(例如烃液体料流13)的产率相比较于低热解单元降低(例如小于约50％烃液体产物产率)，这是由于在高苛刻度热解单元中同时存在高产率的气态产物(例如等于或大于约50％)和轻质气体烯烃(例如等于或大于约35％)。
在一些方面，一种用于生产苯和二甲苯的系统可包含低苛刻度热解单元、温和加氢裂化器单元、任选的第一芳族化合物分离单元、重整单元、第二芳族化合物分离单元、第三芳族化合物分离单元和Tatoray单元(例如歧化与烷基转移单元)；其中低苛刻度热解单元被配置以接收塑料废料并在约350℃至约450℃的温度下生产烃液体料流和热解气体料流；其中所述温和加氢裂化器单元包含加氢处理催化剂，其中所述温和加氢裂化器单元被配置以接收氢气和至少一部分所述烃液体料流并在约300℃至约430℃的温度和约10barg至约100barg的压力下生产烃产物和第一气体料流，其中所述烃产物包含C5+烃，其中所述烃产物包含基于所述烃产物的总重量计等于或大于约90wt.％的C10-烃，并且其中所述烃产物包含基于所述烃产物的总重量计小于约1wt.％的烯烃；其中所述任选的第一芳族化合物分离单元被配置以接收至少一部分所述烃产物并生产饱和烃料流和第一芳族化合物料流，其中所述饱和烃料流包含C5+饱和烃，并且其中所述第一芳族化合物料流包含C6+芳烃；其中所述重整单元包括含重整催化剂，其中所述重整单元被配置以接收至少一部分所述烃产物和/或至少一部分所述饱和烃料流并生产重整单元产物、第二气体料流和氢气料流，其中所述重整单元产物中C6至C8芳烃的量大于所述饱和烃料流中C6至C8芳烃的量；其中所述第二芳族化合物分离单元被配置以接收至少一部分所述重整单元产物并生产非芳族化合物再循环料流和第二芳族化合物料流，并且其中所述第二芳族化合物料流包含C6+芳烃；其中所述第三芳族化合物分离单元被配置成接收至少一部分所述第一芳族化合物料流和/或所述第二芳族化合物料流并生产第一C6芳族化合物料流、C7芳族化合物料流、C8芳族化合物料流、C9芳族化合物料流、C10芳族化合物料流和C11+芳族化合物料流，其中所述第一C6芳族化合物料流包含苯，其中所述C7芳族化合物料流包含甲苯，其中所述C8芳族化合物料流包含二甲苯和乙苯，并且其中至少一部分所述C11+芳族化合物料流被再循环至所述温和加氢裂化器单元；并且其中所述Tatoray单元包含Tatoray催化剂(例如歧化与烷基转移催化剂)，其中所述Tatoray单元被配置以接收至少一部分所述C7芳族化合物料流、至少一部分所述C9芳族化合物料流、至少一部分所述C10芳族化合物料流或其组合并生产第三芳族化合物料流，其中所述第三芳族化合物料流包含苯和二甲苯，并且其中基于合并的第一C6芳族化合物料流、C8芳族化合物料流和第三芳族化合物料流的重量计，合并的第一C6芳族化合物料流、C8芳族化合物料流和第三芳族化合物料流的C9+芳烃含量小于约5wt.％。
在其它方面，一种用于生产苯和二甲苯的系统可包含高苛刻度热解单元、温和加氢裂化器单元、任选的第一芳族化合物分离单元、重整单元、第二芳族化合物分离单元、第三芳族化合物分离单元和Tatoray单元(例如歧化与烷基转移单元)；其中高苛刻度热解单元被配置以接收塑料废料并在等于或大于约450℃的温度下生产烃液体料流和热解气体料流；其中所述温和加氢裂化器单元包含加氢处理催化剂，其中所述温和加氢裂化器单元被配置以接收氢气和至少一部分所述烃液体料流并在约300℃至约430℃的温度和约10barg至约100barg的压力下生产烃产物和第一气体料流，其中所述烃产物包含C5+烃，其中所述烃产物包含基于所述烃产物的总重量计等于或大于约90wt.％的C10-烃，并且其中所述烃产物包含基于所述烃产物的总重量计小于约1wt.％的烯烃；其中所述任选的第一芳族化合物分离单元被配置以接收至少一部分所述烃产物并生产饱和烃料流和第一芳族化合物料流，其中所述饱和烃料流包含C5+饱和烃，并且其中所述第一芳族化合物料流包含C6+芳烃；其中所述重整单元包括含重整催化剂，其中所述重整单元被配置以接收至少一部分所述烃产物和/或至少一部分所述饱和烃料流并生产重整单元产物、第二气体料流和氢气料流，其中所述重整单元产物中C6至C8芳烃的量大于所述饱和烃料流中C6至C8芳烃的量；其中所述第二芳族化合物分离单元被配置以接收至少一部分所述重整单元产物并生产非芳族化合物再循环料流和第二芳族化合物料流，并且其中所述第二芳族化合物料流包含C6+芳烃；其中所述第三芳族化合物分离单元被配置成接收至少一部分所述第一芳族化合物料流和/或所述第二芳族化合物料流并生产第一C6芳族化合物料流、C7芳族化合物料流、C8芳族化合物料流、C9芳族化合物料流、C10芳族化合物料流和C11+芳族化合物料流，其中所述第一C6芳族化合物料流包含苯，其中所述C7芳族化合物料流包含甲苯，其中所述C8芳族化合物料流包含二甲苯和乙苯，并且其中至少一部分所述C11+芳族化合物料流被再循环至所述温和加氢裂化器单元；并且其中所述Tatoray单元包含Tatoray催化剂(例如歧化与烷基转移催化剂)，其中所述Tatoray单元被配置以接收至少一部分所述C7芳族化合物料流、至少一部分所述C9芳族化合物料流、至少一部分所述C10芳族化合物料流或其组合并生产第三芳族化合物料流，其中所述第三芳族化合物料流包含苯和二甲苯，并且其中基于合并的第一C6芳族化合物料流、C8芳族化合物料流和第三芳族化合物料流的重量计，合并的第一C6芳族化合物料流、C8芳族化合物料流和第三芳族化合物料流的C9+芳烃含量小于约5wt.％。本领域技术人员在本公开内容的帮助下应理解，相比较于包含高苛刻度热解单元的其它类似的用于生产苯和二甲苯的系统，如本文公开的包含低苛刻度热解单元的用于生产苯和二甲苯的系统的特征在于较高的总苯和二甲苯产率，这是由于相比较于高苛刻度热解单元的烃液体产率，低苛刻度热解单元的烃液体产率较高。
相比较于不采用重质料流(例如C11+烃)的再循环的其它类似方法，如本文公开的生产苯和二甲苯的方法可有利地显示一种或更多种工艺特性的改善。如本文公开的用于处理塑料废料的方法和系统有利地将热解、加氢裂化、芳构化和歧化与烷基转移结合，以使C6-C8范围内的单环芳族化合物如苯和二甲苯的生产最大化。
如本文公开的生产苯和二甲苯的方法可有利地消耗在所述方法中产生的氢气，使得不需要额外的或外部的氢气输入。
如本文公开的生产苯和二甲苯的方法有利地利用富含聚烯烃的进料来生产高产率的芳族化合物。本文公开的生产苯和二甲苯的其他优点对于阅读本公开内容的本领域技术人员来说可以是明显的。
实施例
一般性地描述了主题后，给出以下实施例作为本公开的具体实施方案并且证明其实践和优点。应理解，这些实施例是以举例说明的方式给出的，并不意图以任何方式限制权利要求书的内容。
实施例1
对混合废塑料进行低苛刻度热解和高苛刻度热解以研究芳族化合物的生产。所述混合废塑料具有82％烯烃原料(例如高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)和聚丙烯(PP))；11％聚苯乙烯(PS)；并且其余7％是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。所述热解在循环流化床中以连续催化/热裂化进行，也在原位流化实验室规模的间歇反应器中进行。表1第一列中的数据提供了在催化剂/进料比为6和平均杯混(cup mix)温度为约395℃下操作的实验室规模反应器的低苛刻度催化裂化结果；而表1其余三列中的数据显示了来自按照表1中提供的催化剂/进料比操作的连续操作循环流化床试验单元的催化裂化数据。所述裂化用不同组成的具有ZSM-5基沸石添加剂的废流化催化裂化(FCC)催化剂进行，并且在进料和催化剂的杯混合温度为390-560℃下操作。在所有情况下，液体中芳族化合物的浓度大于75％，如从表1中的数据可以看出。裂化杯混合温度保持在390℃以上。表1中的数据表明，将基于塑料进料计在低于240℃沸腾的芳族化合物产率从20wt.％的产率变化至高达36wt.％是可能的，并相应地改变轻质气体烯烃的产率。
表1
实施例2
表2中的PONA组成(例如链烷烃、烯烃、环烷烃和芳族化合物)示出了循环流化床中的来自在模块化低苛刻度裂化单元中在～450℃下的热裂化和来自在～452℃的平均杯混温度下使用实施例1中概述的催化剂混合物的催化裂化这两者的芳族化合物浓度。芳族化合物的浓度在9-90％之间变化。富含PONA芳族化合物的料流当通过重整被进一步处理时，产生了大量的C6-C9高价值芳族化合物。
表2
实施例3
循环流化床反应器中的混合塑料的连续裂化用不同的催化剂组合进行，热裂化和催化裂化的结果都示于表3中。
表3
热解产物中的芳族化合物浓度可在9-87wt.％之间变化，并且C6-C8芳族化合物的浓度可在5-62wt.％之间变化。C9+芳族化合物也可以在8-42wt.％之间变化。单独的C8芳族化合物浓度可以大于35wt.％。
C7、C9和C10芳族化合物的歧化与烷基转移、烷基芳族化合物的温和加氢裂化或脱烷基化或非芳族化合物材料的重整可以增加苯和二甲苯的形成，如从表3中所示的数据、随后的图1和2中所示的示意图可以看出。对于不同的操作情况，裂化液体产物在汽油馏分(＜221℃)和柴油馏分范围(221-370℃)中的分布，以及汽油馏分中C6至C12芳族化合物含量提供在表3中。
表3中提到的液体产物(例如，表3中的各种液体馏分)可以进行温和的加氢裂化，然后进行脱烷基化，以使苯和二甲苯的产率最大化。可以使双环芳族化合物和三环芳族化合物饱和以提供烷基单环芳族化合物，并且这样的烷基单环芳族化合物可以在温和加氢裂化步骤中进行脱烷基。来自温和加氢裂化步骤的液体产物将具有单环芳族化合物和非芳族化合物，其可以“原样”送至下游重整器，或在芳族化合物萃取后送至下游重整器，如图1和2中的示意图所示。重整器将增加芳族化合物产率。在Tatoray单元中进一步加工某些芳族馏分将增加苯和二甲苯的产率。重整通常可以在半再生固定床重整器中或在连续催化重整器(CCR)型单元中进行。在半再生重整器中通常采用约18-30barg的压力和约480-520℃的温度来生产芳族重整物。
实施例4
图2A示出了用于生产苯和二甲苯的系统201的配置。将混合塑料废料(例如固体进料)以固体形式进料至低苛刻度热解炉，然后将随后的液体产物(例如热解油(py oil)或热解汽油(pygas oil))在温和加氢裂化器(MHC)中进行加氢裂化以使全部的液体烯烃饱和，并且还通过对所述液体进行温和或选择性裂化与加氢来减少重质物，然后将来自MHC的产物送至重整器以使芳族化合物最大化。然后将来自重整单元的产物料流送到芳族化合物单元，在其中分离苯、甲苯、二甲苯(BTX)和乙苯(EB)。除了芳族化合物萃取单元之外，芳族化合物单元还可以包含Tatoray单元，用以增加苯和二甲苯的产率。
在根据图1和2所示的工艺示意图对塑料进料进行加工的情况下，计算各个阶段的产率并列于表4中。总之，通过图2A中所示的示意图，除了约19wt.％的轻质气体烯烃(基于混合的塑料进料)之外，生产约56wt.％的单环芳族化合物(苯和二甲苯，基于混合的塑料进料)是可能的。总之，所生产的高价值化学品基于所进料的混合塑料计约75wt.％的产率。为了简化，在重整中产生的氢在表4中未示出。
表4
图2B示出了用于生产苯和二甲苯的系统202的配置，其中混合塑料废料(例如固体进料)将在模块化单元(MU)中热解，其中液体产物(例如热解油或热解汽油)产率基于塑料进料计为80wt.％，气体产率为15wt.％，且焦炭产率为5wt.％。由于来自系统202中热解MU的液体产物产率(约80wt.％)高于来自系统201中循环流化床热解器的液体产物产率(约67wt.％)，因此系统202相比较于系统201获得更高产率的芳族化合物(约60wt.％或更高)将是可能的。系统202将产生相比较于系统201更低产率的产物气体和轻质气体烯烃。在系统202中，重整期间所生产的氢气将在MHC中被内部消耗。
高苛刻度热解和低苛刻度热解两者，随后温和加氢裂化与重整，与甲苯转化和重质物转化的总体组合将产生大于20％的苯产率和大于30％的二甲苯产率。
通过以下实施方案进一步说明本公开内容，这些实施方案不应以任何方式解释为对其范围的限制。相反，应该清楚地理解，可以采用其各种其他方面、实施方案、修改和等同物的方案，这在阅读本文说明书之后可以向本领域普通技术人员建议，而不脱离本发明的精神或所附权利要求的范围。
附加公开内容
以下是列举的实施方案，其作为非限制性实施例提供。
第一方面是一种生产苯和二甲苯的方法，其包含：(a)使烃液体料流在氢气存在下在加氢处理单元中与加氢处理催化剂接触以产生烃产物和第一气体料流，其中所述烃产物包含C5+烃；(b)任选地将至少一部分所述烃产物引入第一芳族化合物分离单元以生产饱和烃料流和第一芳族化合物料流，其中所述饱和烃料流包含C5+饱和烃，并且其中所述第一芳族化合物料流包含C6+芳烃；(c)将至少一部分所述烃产物和/或至少一部分所述饱和烃料流进料至重整单元以生产重整单元产物、第二气体料流和氢气料流，其中所述重整单元包含重整催化剂，并且其中所述重整单元产物中C6至C8芳烃的量大于所述饱和烃料流中C6至C8芳烃的量；(d)将至少一部分所述重整单元产物引入第二芳族化合物分离单元以生产非芳族化合物再循环料流和第二芳族化合物料流，其中所述第二芳族化合物料流包含C6+芳烃；(e)将至少一部分所述非芳族化合物再循环料流再循环至所述重整单元；(f)将至少一部分所述第一芳族化合物料流和/或第二芳族化合物料流引入第三芳族化合物分离单元，以生产第一C6芳族化合物料流、C7芳族化合物料流、C8芳族化合物料流、C9芳族化合物料流、C10芳族化合物料流和C11+芳族化合物料流，其中所述第一C6芳族化合物料流包含苯，其中所述C7芳族化合物料流包含甲苯，并且其中所述C8芳族化合物料流包含二甲苯和乙苯；(g)使至少一部分所述C7芳族化合物料流、至少一部分所述C9芳族化合物料流、至少一部分所述C10芳族化合物料流或其组合在氢气存在下在歧化与烷基转移单元中与歧化与烷基转移催化剂接触，以产生第三芳族化合物料流，其中所述第三芳族化合物料流包含苯和二甲苯；和(h)将至少一部分所述C11+芳族化合物料流输送至所述加氢处理单元。
第二方面是如第一方面所述的方法，其中所述烃液体料流包含塑料热解油和/或轮胎热解油。
第三方面是如第一和第二方面中任一项所述的方法，其还包含：在热解单元中将塑料废料转化为所述烃液体料流和热解气体料流。
第四方面是如第三方面所述的方法，其还包含：将至少一部分所述C11+芳族化合物料流输送至所述热解单元。
第五方面是如第一至第四方面中任一项所述的方法，其中所述热解气体料流、所述第一气体料流、所述第二气体料流或其组合包含H2和C1至C4烃。
第六方面是如第一至第五方面中任一项所述的方法，其中所述热解气体料流、所述第一气体料流、所述第二气体料流或其组合在所述重整单元、所述热解单元、所述加氢处理单元或其组合中用作燃料。
第七方面是如第一至第六方面中任一项所述的方法，其中所述塑料废料包含聚烯烃、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯(PVDC)或其组合。
第八方面是如第一至第七方面中任一项所述的方法，其还包含：将所述烃料流的至少一部分再循环至所述加氢处理单元。
第九方面是如第一至第八方面中任一项所述的方法，其中所述加氢处理催化剂包含在氧化铝载体上的钴和钼、在氧化铝载体上的镍和钼、在氧化铝载体上的钨和钼、在氧化铝载体上的钴和钼氧化物、在氧化铝载体上的镍和钼氧化物、在氧化铝载体上的钨和钼氧化物、在氧化铝载体上的钴和钼硫化物、在氧化铝载体上的镍和钼硫化物、在氧化铝载体上的钨和钼硫化物、包含一种或更多种金属的沸石，或其组合。
第十方面是如第九方面所述的方法，其中所述一种或更多种金属中的每种金属可以选自由钴、钼、钨、镍、钛、铜、镁、锡、铁、锌、钨、钒、镓、钙、锰、钌和铼组成的组；并且其中所述沸石包含ZSM-5、ZSM-11、Y、高二氧化硅Y、USY或其组合。
第十一方面是如第一至第十方面中任一项所述的方法，其中使烃液体料流与加氢处理催化剂接触的步骤(a)在约250℃至约600℃的温度下进行。
第十二方面是如第一至第十一方面中任一项所述的方法，其中使烃液体料流与加氢处理催化剂接触的步骤(a)在约1barg至约200barg的压力下进行。
第十三方面是如第一至第十二方面中任一项所述的方法，其中所述加氢处理单元包含温和加氢裂化单元。
第十四方面是如第十三方面所述的方法，其中所述加氢处理单元还包含加氢脱烷基化单元，并且其中所述加氢脱烷基化单元包含加氢脱烷基化催化剂。
第十五方面是如第一至第十四方面中任一项所述的方法，其中所述烃产物包含基于所述烃产物的总重量计等于或大于约90wt.％的C10-烃。
第十六方面是如第一至第十五方面中任一项所述的方法，其中所述烃产物包含基于所述烃产物的总重量计小于约1wt.％的烯烃。
第十七方面是如第一至第十六方面中任一项所述的方法，其还包含：将所述C8芳族化合物料流分离为第一二甲苯料流和乙苯料流。
第十八方面是如第十七方面所述的方法，其还包含：将至少一部分所述乙苯料流输送至所述歧化与烷基转移单元。
第十九方面是如第一至第十八方面中任一项所述的方法，其还包含：使至少一部分所述乙苯料流在异构化单元中异构化以生产二甲苯，其中所述异构化单元包含异构化催化剂。
第二十方面是如第一至第十九方面中任一项所述的方法，其还包含：将至少一部分所述乙苯料流在脱烷基化单元中脱烷基化以生产苯，其中所述脱烷基化单元包括脱烷基化催化剂。
第二十一方面是如第一至第二十方面中任一项所述的方法，其中所述歧化与烷基转移催化剂包括：沸石；特征在于Si/Al比等于或大于约15:1的ZSM-5；负载金属的ZSM-5，其中所述金属包括铂、钼、镁、铼或其组合；丝光沸石；负载铋氧化物的丝光沸石；β沸石；MCM-22；或其组合。
第二十二方面是如第一至第二十一方面中任一项所述的方法，其中基于合并的第一C6芳族化合物料流、C8芳族化合物料流和第三芳族化合物料流的重量计，合并的第一C6芳族化合物料流、C8芳族化合物料流和第三芳族化合物料流的C9+芳烃含量小于约5wt.％。
第二十三方面是如第一至第二十二方面中任一项所述的方法，其中总的苯和二甲苯的产率等于或大于约40％。
第二十四方面是如第一至第二十三方面中任一项所述的方法，其中总苯产率等于或大于约18wt.％。
第二十五方面是如第一至第二十四方面中任一项所述的方法，其中总二甲苯产率等于或大于约20wt.％。
第二十六方面是如第一至第二十五方面中任一项所述的方法，其中总二甲苯产率等于或大于约30wt.％。
第二十七方面是如第一至第二十六方面中任一项所述的方法，其还包含将至少一部分所述烃料流输送至所述歧化与烷基转移单元。
第二十八方面是如第一至第二十七方面中任一项所述的方法，其还包含将所述第三芳族化合物料流分离为包含苯的第二C6芳族化合物料流和第二二甲苯料流。
第二十九方面是一种生产苯和二甲苯的方法，其包含：(a)在热解单元中将塑料废料转化为烃液体料流和热解气体料流；(b)使至少一部分所述烃液体料流在氢气存在下在加氢处理单元中与加氢处理催化剂接触以产生烃产物和第一气体料流，其中所述烃产物包含C5+烃；(c)任选地将至少一部分所述烃产物引入第一芳族化合物分离单元以生产饱和烃料流和第一芳族化合物料流，其中所述饱和烃料流包含C5+饱和烃，并且其中所述第一芳族化合物料流包含C6+芳烃；(d)将至少一部分所述烃产物和/或至少一部分所述饱和烃料流进料至重整单元以生产重整单元产物、第二气体料流和氢气料流，其中所述重整单元包含重整催化剂，并且其中所述重整单元产物中C6至C8芳烃的量大于所述饱和烃料流中C6至C8芳烃的量；(e)将至少一部分所述重整单元产物引入第二芳族化合物分离单元以生产非芳族化合物再循环料流和第二芳族化合物料流，其中所述第二芳族化合物料流包含C6+芳烃；(f)将至少一部分所述非芳族化合物再循环料流再循环至所述重整单元；(g)将至少一部分所述第一芳族化合物料流和/或所述第二芳族化合物料流引入第三芳族化合物分离单元，以生产第一C6芳族化合物料流、C7芳族化合物料流、C8芳族化合物料流、C9芳族化合物料流、C10芳族化合物料流和C11+芳族化合物料流，其中所述第一C6芳族化合物料流包含苯，其中所述C7芳族化合物料流包含甲苯，并且其中所述C8芳族化合物料流包含二甲苯和乙苯；(h)使至少一部分所述C7芳族化合物料流、至少一部分所述C9芳族化合物料流、至少一部分所述C10芳族化合物料流或其组合在氢气存在下在歧化与烷基转移单元中与歧化与烷基转移催化剂接触，以产生第三芳族化合物料流，其中所述第三芳族化合物料流包含苯和二甲苯；和(i)将至少一部分所述C11+芳族化合物料流输送至所述加氢处理单元。
第三十方面是一种用于生产苯和二甲苯的系统，其包含：热解单元、加氢处理单元、任选的第一芳族化合物分离单元、重整单元、第二芳族化合物分离单元、第三芳族化合物分离单元和歧化与烷基转移单元；其中所述热解单元被配置以接收塑料废料并生产烃液体料流和热解气体料流；其中所述加氢处理单元包含加氢处理催化剂，其中所述加氢处理单元被配置以接收氢气和至少一部分所述烃液体料流并生产烃产物和第一气体料流，其中所述烃产物包含C5+烃，其中所述烃产物包含基于所述烃产物的总重量计等于或大于约90wt.％的C10-烃，并且其中所述烃产物包含基于所述烃产物的总重量计小于约1wt.％的烯烃；其中所述任选的第一芳族化合物分离单元被配置以接收至少一部分所述烃产物并生产饱和烃料流和第一芳族化合物料流，其中所述饱和烃料流包含C5+饱和烃，并且其中所述第一芳族化合物料流包含C6+芳烃；其中所述重整单元包括含重整催化剂，其中所述重整单元被配置以接收至少一部分所述烃产物和/或至少一部分所述饱和烃料流并生产重整单元产物、第二气体料流和氢气料流，其中所述重整单元产物中C6至C8芳烃的量大于所述饱和烃料流中C6至C8芳烃的量；其中所述第二芳族化合物分离单元被配置以接收至少一部分所述重整单元产物并生产非芳族化合物再循环料流和第二芳族化合物料流，并且其中所述第二芳族化合物料流包含C6+芳烃；其中所述第三芳族化合物分离单元被配置以接收至少一部分所述第一芳族化合物料流和/或所述第二芳族化合物料流并生产第一C6芳族化合物料流、C7芳族化合物料流、C8芳族化合物料流、C9芳族化合物料流、C10芳族化合物料流和C11+芳族化合物料流，其中所述第一C6芳族化合物料流包含苯，其中所述C7芳族化合物料流包含甲苯，其中所述C8芳族化合物料流包含二甲苯和乙苯，并且其中至少一部分所述C11+芳族化合物料流被再循环至所述加氢处理单元；并且其中所述歧化与烷基转移单元包含歧化与烷基转移催化剂，其中所述歧化与烷基转移单元被配置以接收至少一部分所述C7芳族化合物料流、至少一部分所述C9芳族化合物料流、至少一部分所述C10芳族化合物料流或其组合并生产第三芳族化合物料流，其中所述第三芳族化合物料流包含苯和二甲苯，并且其中基于合并的第一C6芳族化合物料流、C8芳族化合物料流和第三芳族化合物料流的重量计，合并的第一C6芳族化合物料流、C8芳族化合物料流和第三芳族化合物料流的C9+芳烃含量小于约5wt.％。
虽然已经示出并描述了本公开内容的各实施方案，但是可以在不脱离本发明的精神和教导的情况下对其进行修改。本文描述的实施方案和实例仅是示例性的，并非旨在进行限制。本文公开的本发明的许多变型和修改都是可能的，并且在本发明的范围内。
因此，保护范围不由上述说明限制，而是仅由随后的权利要求限制，该范围包括权利要求主题的所有等同物。每个权利要求都作为本发明的一个方面包含在说明书中。因此，权利要求是进一步的描述，并且是对本发明的详细描述的补充。本文引用的所有专利、专利申请和出版物的公开内容均通过引用并入本文。

Claims (20)

1.一种生产苯和二甲苯的方法，其包含：
(a)使烃液体料流在氢气存在下在加氢处理单元中与加氢处理催化剂接触以产生烃产物和第一气体料流，其中所述烃产物包含C5+烃；
(b)任选地将至少一部分所述烃产物引入第一芳族化合物分离单元以产生饱和烃料流和第一芳族化合物料流，其中所述饱和烃料流包含C5+饱和烃，并且其中所述第一芳族化合物料流包含C6+芳烃；
(c)将至少一部分所述烃产物和/或至少一部分所述饱和烃料流进料至重整单元以产生重整单元产物、第二气体料流和氢气料流，其中所述重整单元包含重整催化剂，并且其中所述重整单元产物中C6至C8芳烃的量大于所述饱和烃料流中C6至C8芳烃的量；
(d)将至少一部分所述重整单元产物引入第二芳族化合物分离单元以产生非芳族化合物再循环料流和第二芳族化合物料流，其中所述第二芳族化合物料流包含C6+芳烃；
(e)将至少一部分所述非芳族化合物再循环料流再循环至所述重整单元；
(f)将至少一部分所述第一芳族化合物料流和/或所述第二芳族化合物料流引入第三芳族化合物分离单元，以产生第一C6芳族化合物料流、C7芳族化合物料流、C8芳族化合物料流、C9芳族化合物料流、C10芳族化合物料流和C11+芳族化合物料流，其中所述第一C6芳族化合物料流包含苯，其中所述C7芳族化合物料流包含甲苯，并且其中所述C8芳族化合物料流包含二甲苯和乙苯；
(g)使至少一部分所述C7芳族化合物料流、至少一部分所述C9芳族化合物料流、至少一部分所述C10芳族化合物料流或其组合在氢气存在下在歧化与烷基转移单元中与歧化与烷基转移催化剂接触，以产生第三芳族化合物料流，其中所述第三芳族化合物料流包含苯和二甲苯；和
(h)将至少一部分所述C11+芳族化合物料流输送至所述加氢处理单元。
2.如权利要求1所述的方法，其还包含：在热解单元中将塑料废料转化为所述烃液体料流和热解气体料流。
3.如权利要求2所述的方法，其还包含：将至少一部分所述C11+芳族化合物料流输送至所述热解单元。
4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述热解气体料流、所述第一气体料流、所述第二气体料流或其组合包含H2和C1至C4烃。
5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述热解气体料流、所述第一气体料流、所述第二气体料流或其组合在所述重整单元、所述热解单元、所述加氢处理单元或其组合中用作燃料。
6.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其还包含：将所述氢气料流的至少一部分再循环至所述加氢处理单元。
7.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其中使烃液体料流与加氢处理催化剂接触的步骤(a)在约250℃至约600℃的温度和约1barg至约200barg的压力下进行。
8.如权利要求1-7中任一项所述的方法，其中所述加氢处理单元包含温和加氢裂化单元。
9.如权利要求1-8中任一项所述的方法，其中所述烃产物包含基于所述烃产物的总重量计等于或大于约90wt.％的C10-烃。
10.如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中所述烃产物包含基于所述烃产物的总重量计小于约1wt.％的烯烃。
11.如权利要求1-10中任一项所述的方法，其还包含：将所述C8芳族化合物料流分离为第一二甲苯料流和乙苯料流。
12.如权利要求11所述的方法，其还包含：将至少一部分所述乙苯料流输送至所述歧化与烷基转移单元。
13.如权利要求1-12中任一项所述的方法，其还包含：(i)使至少一部分所述乙苯料流在异构化单元中异构化以产生二甲苯，其中所述异构化单元包含异构化催化剂；和/或(ii)将至少一部分所述乙苯料流在脱烷基化单元中脱烷基化以产生苯，其中所述脱烷基化单元包括脱烷基化催化剂。
14.如权利要求1-13中任一项所述的方法，其中基于合并的第一C6芳族化合物料流、C8芳族化合物料流和第三芳族化合物料流的重量计，合并的第一C6芳族化合物料流、C8芳族化合物料流和第三芳族化合物料流的C9+芳烃含量小于约5wt.％。
15.如权利要求1-14中任一项所述的方法，其中总的苯和二甲苯的产率等于或大于约40％。
16.如权利要求1-15中任一项所述的方法，其中总苯产率等于或大于约18wt.％。
17.如权利要求1-16中任一项所述的方法，其中总二甲苯产率等于或大于约20wt.％。
18.如权利要求1-17中任一项所述的方法，其还包含：将所述第三芳族化合物料流分离为包含苯的第二C6芳族化合物料流和第二二甲苯料流。
19.一种生产苯和二甲苯的方法，其包含：
(a)在热解单元中将塑料废料转化为烃液体料流和热解气体料流；
(b)使至少一部分所述烃液体料流在氢气存在下在加氢处理单元中与加氢处理催化剂接触以产生烃产物和第一气体料流，其中所述烃产物包含C5+烃；
(c)任选地将至少一部分所述烃产物引入第一芳族化合物分离单元以产生饱和烃料流和第一芳族化合物料流，其中所述饱和烃料流包含C5+饱和烃，并且其中所述第一芳族化合物料流包含C6+芳烃；
(d)将至少一部分所述烃产物和/或至少一部分所述饱和烃料流进料至重整单元以产生重整单元产物、第二气体料流和氢气料流，其中所述重整单元包含重整催化剂，并且其中所述重整单元产物中C6至C8芳烃的量大于所述饱和烃料流中C6至C8芳烃的量；
(e)将至少一部分所述重整单元产物引入第二芳族化合物分离单元以产生非芳族化合物再循环料流和第二芳族化合物料流，其中所述第二芳族化合物料流包含C6+芳烃；
(f)将至少一部分所述非芳族化合物再循环料流再循环至所述重整单元；
(g)将至少一部分所述第一芳族化合物料流和/或所述第二芳族化合物料流引入第三芳族化合物分离单元，以产生第一C6芳族化合物料流、C7芳族化合物料流、C8芳族化合物料流、C9芳族化合物料流、C10芳族化合物料流和C11+芳族化合物料流，其中所述第一C6芳族化合物料流包含苯，其中所述C7芳族化合物料流包含甲苯，并且其中所述C8芳族化合物料流包含二甲苯和乙苯；
(h)使至少一部分所述C7芳族化合物料流、至少一部分所述C9芳族化合物料流、至少一部分所述C10芳族化合物料流或其组合在氢气存在下在歧化与烷基转移单元中与歧化与烷基转移催化剂接触，以产生第三芳族化合物料流，其中所述第三芳族化合物料流包含苯和二甲苯；和
(i)将至少一部分所述C11+芳族化合物料流输送至所述加氢处理单元。
20.一种用于生产苯和二甲苯的系统，其包含：热解单元、加氢处理单元、任选的第一芳族化合物分离单元、重整单元、第二芳族化合物分离单元、第三芳族化合物分离单元和歧化与烷基转移单元；
其中所述热解单元被配置以接收塑料废料并产生烃液体料流和热解气体料流；
其中所述加氢处理单元包含加氢处理催化剂，其中所述加氢处理单元被配置以接收氢气和至少一部分所述烃液体料流并产生烃产物和第一气体料流，其中所述烃产物包含C5+烃，其中所述烃产物包含基于所述烃产物的总重量计等于或大于约90wt.％的C10-烃，并且其中所述烃产物包含基于所述烃产物的总重量计小于约1wt.％的烯烃；
其中所述任选的第一芳族化合物分离单元被配置以接收至少一部分所述烃产物并产生饱和烃料流和第一芳族化合物料流，其中所述饱和烃料流包含C5+饱和烃，并且其中所述第一芳族化合物料流包含C6+芳烃；
其中所述重整单元包含重整催化剂，其中所述重整单元被配置以接收至少一部分所述烃产物和/或至少一部分所述饱和烃料流并产生重整单元产物、第二气体料流和氢气料流，其中所述重整单元产物中C6至C8芳烃的量大于所述饱和烃料流中C6至C8芳烃的量；
其中所述第二芳族化合物分离单元被配置以接收至少一部分所述重整单元产物并产生非芳族化合物再循环料流和第二芳族化合物料流，并且其中所述第二芳族化合物料流包含C6+芳烃；
其中所述第三芳族化合物分离单元被配置以接收至少一部分所述第一芳族化合物料流和/或所述第二芳族化合物料流并产生第一C6芳族化合物料流、C7芳族化合物料流、C8芳族化合物料流、C9芳族化合物料流、C10芳族化合物料流和C11+芳族化合物料流，其中所述第一C6芳族化合物料流包含苯，其中所述C7芳族化合物料流包含甲苯，其中所述C8芳族化合物料流包含二甲苯和乙苯，并且其中至少一部分所述C11+芳族化合物料流被再循环至所述加氢处理单元；并且
其中所述歧化与烷基转移单元包含歧化与烷基转移催化剂，其中所述歧化与烷基转移单元被配置以接收至少一部分所述C7芳族化合物料流、至少一部分所述C9芳族化合物料流、至少一部分所述C10芳族化合物料流或其组合并产生第三芳族化合物料流，其中所述第三芳族化合物料流包含苯和二甲苯，并且其中基于合并的第一C6芳族化合物料流、C8芳族化合物料流和第三芳族化合物料流的重量计，合并的第一C6芳族化合物料流、C8芳族化合物料流和第三芳族化合物料流的C9+芳烃含量小于约5wt.％。
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