CN114846119A - 用于形成再循环物烃组合物的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

用于从再循环废料制备再循环物烃,包括烯烃的方法和系统。可将再循环废料热解以形成再循环物热解油组合物(r‑热解油),其至少一部分可随后裂解以形成再循环物烯烃组合物(r‑烯烃)。在一些情况下,来自裂解器流出物的重质馏分可用于形成再循环物热解汽油组合物(r‑热解汽油)。

Description

用于形成再循环物烃组合物的方法和系统
背景
当在单次使用后在垃圾填埋中处理时,废料,尤其是不可生物降解的废料,可以负面地影响环境。因此,从环境的观点来看,希望尽可能多地再循环废料。然而,从经济的观点来看,再循环废料可以是具有挑战性的。
虽然一些废料再循环起来相对容易且便宜,但是其它废料需要大量且昂贵的处理以便重新使用。此外,不同类型的废料通常需要不同类型的再循环过程。在许多情况下,需要将废料昂贵地物理分类成相对纯的单一组成的废料体积。
为了使再循环效率最大化,将希望大规模生产设施能够处理具有源自各种废料的再循环物的原料。涉及不可生物降解产品生产的商业设施可以从使用再循环物原料中极大地受益,因为使用再循环物原料的积极环境影响可以抵消制造不可生物降解产品的消极环境影响。
内容
在某些实施方案中,本发明涉及大规模生产一种或多种具有再循环物的材料。产物的再循环物可以源自再循环废物的热解。在某些实施方案中,产生再循环物热解油(r-热解油)和/或再循环物热解气体(r-热解气)的热解单元可以与生产设施位于同一位置。在其它实施方案中,r-热解油和/或r-热解气可以源自远程热解单元并运输至生产设施。
在某些实施方案中,本发明涉及制备烯烃的方法。方法包括在裂解炉的至少一个炉盘管中裂解包含再循环物热解油组合物(r-热解油)的裂解器原料以提供含烯烃的流出物,其中炉盘管出口处的有效盘管直径与炉盘管入口处的有效盘管直径之比为至少1.01:1。
在某些实施方案中,本发明涉及适合于形成含烯烃的流出物物流的裂解炉。所述炉包括至少一个炉盘管,其被配置成促进裂解器物流在约700℃至约900℃的温度下的裂解,所述裂解器料流包含衍生自再循环物热解油组合物(r-热解油)的组分,其中盘管被配置成使得在满足以下标准(i)和(ii)中的至少一个之前,裂解可以进行至少25天- (i)盘管的至少一部分达到1110℃或更高的最大外部金属温度;和(ii) 0.90:1或更高的穿过盘管的压力比。
在某些实施方案中,本发明涉及制备烯烃的方法。方法包括(a)在裂解炉的第一部分中将包含再循环废料的进料物流热解以提供包含再循环物热解组合物的物流(r-热解物流);和(b)在裂解炉的第二部分中将至少一部分r-热解物流裂解以形成含烯烃流出物。
在某些实施方案中,本发明涉及制备烯烃的方法。所述方法包括(a)在裂解炉的第一部分中将包含再循环废料的物流热解;(b)将热解物流分离成轻质馏分和重质馏分;和(c)在裂解炉的第二部分中裂解至少一部分轻质馏分。
在某些实施方案中,本发明涉及用于制备烯烃的系统。该系统包括:炉,其包括限定炉内部的壳,炉包括炉入口和炉出口;在炉内部的一个或多个炉盘管,一个或多个炉盘管在入口与出口之间延伸;再循环废物进料源,用于向炉入口提供包括再循环废料的物流;和下游分离区,用于分离从炉取出的至少一部分含烯烃的流出物物流。
在某些实施方案中,本发明涉及在包括两个或更多个炉的组合设备中制造烃产物物流的方法。方法包括(a)在炉中的第一个中热解包含再循环废料的进料物流以提供包含再循环物热解油的物流;和(b)在炉中的第二个中裂解包含再循环物热解油组合物(r-热解油)的裂解器物流以形成含烯烃的流出物物流。
在某些实施方案中,本发明涉及用于制备烃产物的系统。该系统包括第一炉,其具有第一入口、第一出口和在第一入口和出口之间延伸的第一组管;第二炉,其具有第二入口、第二出口和在第二入口与出口之间延伸的第二组管;再循环废物进料源,用于将包括再循环废料的物流提供到第一炉入口;和用于将包含再循环物热解油(r-热解油)的裂解器物流提供至第二炉入口的裂解器原料源。
在某些实施方案中,本发明涉及制备烯烃的方法。该方法包括改造烯烃裂解单元以热解包含再循环废料的物流。
在某些实施方案中,本发明涉及制备烯烃的方法。所述方法包括(a)在裂解炉的第一部分中将包含再循环废料的物流热解;和(b)在裂解炉的第二部分中裂解轻质馏分的至少一部分,其中裂解炉的第一部分先前用于裂解裂解器进料以形成烯烃。
在某些实施方案中,本发明涉及从含烯烃的物流中分离甲烷和较轻组分的方法。该方法包括(a)将塔进料物流引入脱甲烷塔,其中塔进料物流包含再循环物C2-C4烯烃组合物(r-C2至C4烯烃);和(b)在脱甲烷塔中将塔进料物流分离成富含甲烷和较轻组分的塔顶物流和贫含甲烷和较轻组分的塔底物流,其中塔顶物流中乙烯和较重组分的重量与塔进料物流中乙烯和较重组分的总重量之比相比塔进料物流不包含r-C2至C4烯烃组成但具有相同质量流速、脱甲烷塔的所有其它条件相同的情况低至少0.1%。
在某些实施方案中,本发明涉及从含烯烃的物流中分离甲烷和较轻组分的方法,方法包括:(a)将塔进料物流引入脱甲烷塔,其中塔进料物流包含再循环物C2至C4烯烃组合物(r-C2至C4烯烃);和(b)将塔进料物流分离成富含甲烷和较轻组分的塔顶物流和贫含甲烷和较轻组分的塔底物流,其中如果塔进料物流不包含r-C2至C4烯烃组成但具有相同的质量流量、所有其它条件相同,则引入脱甲烷塔的塔进料物流的质量流量至少高0.1%。
在某些实施方案中,本发明涉及从含烯烃的物流中分离甲烷和较轻组分的方法,方法包括:(a)将塔进料物流引入脱甲烷塔,其中塔进料物流包含再循环物C2至C4烯烃组合物(r-C2至C4烯烃);和(b)将塔进料物流分离成富含甲烷和较轻组分的塔顶物流和贫含甲烷和较轻组分的塔底物流,其中脱甲烷塔内液体的体积或质量流速比相比塔进料物流不包含r-C2至C4烯烃组成但具有相同质量流速、所有其它条件相同的情况高至少0.1%。
在某些实施方案中,本发明涉及从含烯烃的物流中分离甲烷和较轻组分的方法,方法包括:(a)将塔进料物流引入脱甲烷塔,其中所述塔进料物流包含再循环物C2至C4烯烃组合物(r-C2至C4烯烃);和(b)将塔进料物流分离成富含甲烷和较轻组分的塔顶物流和贫含甲烷和较轻组分的塔底物流,其中通过脱甲烷塔的压差相比塔进料物流不包括r-C2至C4烯烃组成但具有相同质量流量、所有其它条件相同的情况下低至少0.1%。
在某些实施方案中,本发明涉及一种制备烯烃的方法,方法包括:(a)在裂解炉中裂解包含再循环物热解油组合物(r-热解油)和含C2至C4烃的组合物的炉进料物流以形成含烯烃的流出物;(b)在脱甲烷塔中将包含至少一部分含烯烃流出物的塔进料物流分离以提供富含甲烷和较轻组分的塔顶物流和贫含甲烷和较轻组分的塔底物流,其中炉进料物流的质量流速与塔进料物流的质量流速之比相比炉进料物流不包含r-热解油、所有其它条件相同的情况高至少0.1%。
在某些实施方案中,本发明涉及一种制备烯烃的方法,方法包括:(a)在裂解炉中裂解包含再循环物热解油组合物(r-热解油)和含C2至C4烃的组合物的炉进料物流以形成含烯烃流出物;(b)在脱甲烷塔中将包含至少一部分含烯烃流出物的塔进料物流分离以提供富含甲烷和较轻组分的塔顶物流和贫含甲烷和较轻组分的塔底物流,其中塔顶物流中乙烯和较重组分的重量与塔进料物流中乙烯和较重组分的总重量之比相比炉进料物流不包含r-热解油但具有相同质量流速、所有其它条件相同的情况至少低0.1%。
在某些实施方案中,本发明涉及一种制备烯烃的方法,方法包括:(a)在裂解炉中裂解包含再循环物热解油组合物(r-热解油)和含C2至C4烃的组合物的炉进料物流以形成含烯烃流出物;(b)在脱甲烷塔中将包含至少一部分含烯烃流出物的塔进料物流分离以提供富含甲烷和较轻组分的塔顶物流和贫含甲烷和较轻组分的塔底物流,其中引入脱甲烷塔中的塔进料物流的质量流速相比炉进料物流不包含r-热解油但具有相同质量流速、所有其它条件相同的情况高至少0.1%。
在某些实施方案中,本发明涉及一种制备烯烃的方法,方法包括:(a)在裂解炉中裂解包含再循环物热解油组合物(r-热解油)和含C2至C4烃的组合物的炉进料物流以形成含烯烃流出物;(b)在脱甲烷塔中将包含至少一部分含烯烃流出物的塔进料物流分离以提供富含甲烷和较轻组分的塔顶物流和贫含甲烷和较轻组分的塔底物流,其中脱甲烷塔内液体的体积或质量流速相比炉进料物流不包含r-热解油但具有相同体积或质量流速、所有其它条件相同的情况下高至少0.1%。
在某些实施方案中,本发明涉及一种制备烯烃的方法,方法包括:(a)在裂解炉中裂解包含再循环物热解油组合物(r-热解油)和含C2至C4烃的组合物的炉进料物流以形成含烯烃流出物;(b)在脱甲烷塔中将包含至少一部分含烯烃流出物的塔进料物流分离以提供富含甲烷和较轻组分的塔顶物流和贫含甲烷和较轻组分的塔底物流,其中通过脱甲烷塔的压差比炉进料物流不包含r-热解油但具有相同质量流速、所有其它条件相同的情况低至少0.1%。
在某些实施方案中,本发明涉及一种制备烯烃的方法,方法包括:(a)在裂解炉中裂解包含再循环物热解油组合物(r-热解油)和主要包含丙烷或主要包含乙烷的裂解器进料物流以提供含烯烃的流出物;和(b)分离至少一部分含烯烃的流出物物流以提供包含丁二烯的产物物流,其中当裂解器进料物物流主要包含丙烷时,产物物流中丁二烯与丙烷的重量比高于裂解器进料物流不包含r-热解油但具有相同质量流速、所有其它条件相同的情况,且其中当裂解器进料物流主要包含乙烷时,产物物流中丁二烯与乙烷的重量比高于裂解器进料物流不包含r-热解油但具有相同质量流速、所有其它条件相同的情况。
在某些实施方案中,本发明涉及一种制备烯烃的方法,方法包括:在裂解炉中裂解包含再循环物热解油组合物(r-热解油)的裂解器进料物流和主要包含丙烷或主要包含乙烷的物流以提供含烯烃流出物,其中含烯烃流出物与裂解器进料物流中丁二烯的重量比高于裂解器进料物流不包含r-热解油但具有相同质量流速、所有其它条件相同的情况。
在某些实施方案中,本发明涉及一种制备烯烃的方法,方法包括:(a)在裂解炉中裂解包含再循环物热解油组合物(r-热解油)的裂解器进料物流和主要包含丙烷或主要包含乙烷的物流以提供包含再循环物烯烃组合物(r-烯烃)的含烯烃流出物;和(b)在脱丙烷塔中将包含至少一部分含烯烃流出物物流的塔进料物流分离以形成富含丙烷和较轻组分的塔顶物流和贫含丙烷和较轻组分的塔底物流,其中以下标准(i) - (v)中的至少一个为真:(i)塔底物流的质量流速与塔进料物流的质量流速之比相比裂解器进料物流不包含r-热解油、所有其它条件相同的情况高至少0.1%;(ii)塔底物流的中等沸点比裂解器进料物流不包括r-热解油、但具有相同的质量流速、所有其它条件相同的情况下高至少0.1%;(iii)脱丙烷塔内液体的体积或质量流速比裂解器进料物流不包含r-热解油但具有相同质量流速、所有其它条件相同的情况下高至少0.1%;(iv)通过脱丙烷塔的压差相比裂解器进料物流不包含r-热解油、但具有相同的质量流速、所有其它条件相同的情况高至少0.1%;和(v)塔底物流的总二烯含量相比裂解器进料物流不包含r-热解油但具有相同质量流速,所有其它条件相同的情况高至少0.1%。
在某些实施方案中,本发明涉及一种用于将塔进料物流分离成一个或多个物流的方法,方法包括:(a)将塔进料物流引入脱丙烷塔中,其中塔进料物流包含再循环物烯烃组合物(r-烯烃);(b)将塔进料物流分离成富含丙烷和较轻组分的塔顶物流和富含C4和较重组分的塔底物流,其中以下标准(i) - (vi)中的至少一个为真:(i)塔底物流的质量流量与塔进料物流的质量流量的比相比塔进料物流不包括r-烯烃但具有相同的质量流量、所有其它条件相同的情况高至少0.1%;(ii)塔底液体温度相比塔进料物流不包含r-烯烃但具有相同的质量流速、所有其它条件相同的情况高至少0.1%;(iii)脱丙烷塔中液体的体积或质量流速相比塔进料物流不包含r-烯烃但具有相同的质量流速、所有其它条件相同的情况高至少0.1%;(iv)通过脱丙烷塔的压差比塔进料物流不包括r-烯烃但具有相同的质量流速、所有其它条件相同的情况高至少0.1%;(v)塔底物流中总二烯含量相比塔进料物流不包括r-烯烃但具有相同的质量流速、所有其它条件相同的情况下高至少0.1%;和(vi)塔底物流中总丙烷含量相比塔进料物流不包括r-烯烃但具有相同的质量流速、所有其它条件相同的情况低至少0.1%。
在某些实施方案中,本发明涉及分离含烯烃物流以形成一个或多个产物物流的方法,其中所述方法包括:(a)将塔进料物流引入乙烯分馏器中,其中所述塔进料物流包含再循环物乙烯组合物(r-乙烯);(b)在乙烯分馏器中将包含乙烷和乙烯的塔进料物流分离成富含乙烯的塔顶馏出物和富含乙烷的塔底物流,其中塔进料物流中乙烯与乙烷的摩尔比相比塔进料物流不包含r-乙烯但具有相同的质量流速的情况高至少0.1%。
在某些实施方案中,本发明涉及分离含烯烃物流以形成一个或多个产物物流的方法,其中所述方法包括:(a)将塔进料物流引入乙烯分馏塔,其中所述塔进料物流包含再循环物乙烯组合物(r-乙烯);(b)在乙烯分馏器中将包含乙烷和乙烯的塔进料物流分离成富含乙烯的塔顶馏出物和富含乙烷的塔底物流,其中塔顶物流中乙烷的质量流量比塔进料物流不包含r-乙烯但具有相同质量流量的情况低至少0.1%。
在某些实施方案中,本发明涉及分离含烯烃物流以形成一个或多个产物物流的方法,其中所述方法包括:(a)将塔进料物流引入乙烯分馏器,其中所述塔进料物流包含再循环物乙烯组合物(r-乙烯);(b)在乙烯分馏器中将包含乙烷和乙烯的塔进料物流分离成富含乙烯的塔顶馏出物和富含乙烷的塔底物流;和(c)将至少一部分塔顶馏出物流回流至乙烯分馏器中,其中在分离过程中使用的回流比相比塔进料物流不包含r-乙烯但具有相同质量流速的情况下使用的回流比低至少0.1%。
在某些实施方案中,本发明涉及分离含烯烃物流以形成一个或多个产物物流的方法,其中所述方法包括:(a)将塔进料物流引入乙烯分馏器,其中所述塔进料物流包含再循环物乙烯组合物(r-乙烯);和(b)将乙烯分馏器的塔进料物流分离以形成富含乙烯的塔顶馏出物和贫含乙烯的塔底物流,其中乙烯分馏器两端的压差比如果塔进料物流不包含r-乙烯但具有相同质量流速时使用的回流比低至少0.1%。
在某些实施方案中,本发明涉及(a)在裂解炉中裂解包含再循环物热解油组合物(r-热解油)的裂解器进料物流和包含非再循环物乙烷的物流以提供含烯烃流出物;(b)将包含至少一部分含烯烃流出物的塔进料物流引入乙烯分馏器中;和(c)将塔进料物流分离成富含乙烯的塔顶馏出物和贫含乙烯的塔底物流,其中塔进料物流中乙烯与乙烷的摩尔比相比裂解器进料物流不包含r-热解油但具有相同质量流速的情况更高。
在某些实施方案中,本发明涉及(a)在裂解炉中裂解包含再循环物热解油组合物(r-热解油)的裂解器进料物流和包含非再循环物乙烷的物流以提供含烯烃流出物;(b)将包含至少一部分含烯烃流出物的塔进料物流引入乙烯分馏器中;和(c)将塔进料物流分离成富含乙烯的塔顶馏出物和贫含乙烯的塔底物流,其中富含乙烯的塔顶物流中的乙烯与裂解器进料物流中的乙烷的摩尔比高于裂解器进料物流不包含r-热解油但具有相同质量流速的情况。
在某些实施方案中,本发明涉及一种制备烯烃的方法,方法包括:(a)在裂解炉中裂解包含再循环物热解油组合物(r-热解油)的裂解器进料物流和包含非再循环物乙烷的物流以提供含烯烃的流出物;(b)在乙烯分馏器中将至少一部分含烯烃的流出物分离成富含乙烯的塔顶物流和富含乙烷的塔底物流;和(c)将至少部分富含乙烷的塔底物流再循环至裂解炉,其中裂解器进料物流包含至少部分富含乙烷的塔底物流,其中裂解器进料物流中的非再循环物乙烷的重量与富含乙烷的物流中的乙烷的重量的比相比裂解器进料物流不包含r-热解油但具有相同质量流速的情况下低至少0.1%。
在某些实施方案中,本发明涉及一种制备烯烃的方法,方法包括:在裂解炉中裂解包含再循环物热解油组合物(r-热解油)的裂解器进料物流和包含非再循环物乙烷的物流以提供含烯烃流出物,其中含烯烃流出物中乙烯的量比裂解器进料物流不包含r-热解油但具有相同质量流速的情况下高至少0.1%。
在某些实施方案中,本发明涉及分离含烯烃物流以形成一个或多个产物物流的方法,其中所述方法包括:(a)将塔进料物流引入乙烯分馏塔,其中塔进料物流包含再循环物乙烯组合物(r-乙烯);(b)在乙烯分馏器中将包含乙烷和乙烯的塔进料物流分离成富含乙烯的塔顶馏出物和富含乙烷的塔底物流,其中乙烯分馏器内的液体的体积或质量流速比乙烯分馏器中的液体或质量流速低至少0.1%,在裂解器物流不包含r-热解油但具有相同的质量流速的情况下。
在某些实施方案中,本发明涉及一种制备烯烃的方法,方法包括:在裂解炉中裂解包含再循环物热解油组合物(r-热解油)和包含非再循环物丙烷的物流的裂解器原料以提供含烯烃流出物,其中含烯烃流出物中乙烯的量比裂解器原料不包含r-热解油但具有相同质量流速的情况高至少0.1%。
在某些实施方案中,本发明涉及分离含烯烃物流以形成一个或多个产物物流的方法,其中所述方法包括:(a)将塔进料物流引入丙烯分馏器中,其中塔进料物流包含再循环物丙烯组合物(r-丙烯);(b)在丙烯分馏器中将塔进料物流分离成富含丙烯的塔顶馏出物和贫含丙烯的塔底物流,其中塔进料物流中丙烯与丙烷的摩尔比相比塔进料物流不包含r-丙烯但具有相同质量流速的情况高至少0.1%。
在某些实施方案中,本发明涉及分离含烯烃物流以形成一个或多个产物物流的方法,其中方法包括:(a)将塔进料物流引入丙烯分馏塔,其中所述塔进料物流包含再循环物丙烯组合物(r-丙烯);(b)在丙烯分馏塔中将塔进料物流分离成富含丙烯的塔顶馏出物和贫含丙烯的塔底物流,其中塔顶物流中丙烷的质量流量相比塔进料物流不包含r-丙烯但具有相同质量流量的情况低至少0.1%。
在某些实施方案中,本发明涉及分离含烯烃物流以形成一个或多个产物物流的方法,其中方法包括:(a)将塔进料物流引入丙烯分馏器,其中塔进料物流包含再循环物丙烯组合物(r-丙烯);和(b)在丙烯分馏器中将塔进料物流分离成富含丙烯的塔顶馏出物和贫含丙烯的塔底物流,其中分离包括将回流物流引入丙烯分馏器的顶部,其中在分离期间使用的回流比相比在塔进料物流不包含r-丙烯但具有相同质量流速的情况下使用的回流比低至少0.1%。
在某些实施方案中,本发明涉及分离含烯烃物流以形成一个或多个产物物流的方法,其中方法包括:(a)将塔进料物流引入丙烯分馏器,其中塔进料物流包含再循环物丙烯组合物(r-丙烯);和(b)在丙烯分馏器中分离塔进料物流以形成富含丙烯的塔顶馏出物和贫含丙烯的塔底物流,其中通过丙烯分馏器的压差相比塔进料物流不包含r-丙烯但具有相同质量流速的情况下使用的回流比低至少0.1%。
在某些实施方案中,本发明涉及分离含烯烃物流以形成一个或多个产物物流的方法,其中方法包括:(a)将塔进料物流引入丙烯分馏器,其中塔进料物流包含再循环物丙烯组合物(r-丙烯);和(b)在丙烯分馏器中分离塔进料物流以形成富含丙烯的塔顶馏出物和贫含丙烯的塔底物流,其中丙烯分馏器内液体的质量或体积流速相比塔进料物流不包含r-丙烯但具有相同的质量流速的情况下的丙烯分馏器内液体的质量或体积流速低至少0.1%。
在某些实施方案中,本发明涉及一种制备烯烃的方法,方法包括:(a)在裂解炉中裂解包含再循环物热解油组合物(r-热解油)和包含非再循环物丙烷的物流的裂解器原料,以提供包含丙烯的含烯烃流出物;(b)将包含至少一部分含烯烃流出物的塔进料物流引入丙烯分馏器中;和(c)将塔进料物流分离成富含丙烯的塔顶馏出物和贫含丙烯的塔底物流,其中塔进料物流中丙烯与丙烷的摩尔比相比裂解器原料不包含r-热解油但具有相同质量流速的情况高至少0.1%。
在某些实施方案中,本发明涉及一种制备烯烃的方法,方法包括:(a)在裂解炉中裂解包含再循环物热解油组合物(r-热解油)和包含非再循环物丙烷的物流的裂解器原料以提供包含丙烯的含烯烃流出物;(b)将包含至少一部分含烯烃流出物的塔进料物流引入丙烯分馏器中;和(c)将塔进料物流分离成富含丙烯的塔顶馏出物和贫含丙烯的塔底物流,其中富含丙烯的塔顶物流中的丙烯与裂解器原料中的丙烷的摩尔比相比裂解器原料不包括r-热解油但具有相同的质量流速的情况高至少0.1%。
在某些实施方案中,本发明涉及一种制备烯烃的方法,方法包括:(a)在裂解炉中裂解包含再循环物热解油组合物(r-热解油)和包含非再循环物丙烷的物流的裂解器原料以提供包含丙烯的含烯烃流出物;(b)在丙烯分馏器中将至少一部分含烯烃的流出物分离成富含丙烯的塔顶物流和富含丙烷的塔底物流;和(c)将至少一部分富含丙烷的塔底物流再循环至裂解炉,其中裂解器原料包含至少一部分富含丙烷的塔底物流,其中裂解器原料中的非再循环物丙烷的重量与富含丙烷的物流中丙烷的重量的比相比裂解器原料不包含r-热解油但具有相同质量流速的情况低至少0.1%。
在某些实施方案中,本发明涉及一种制备烯烃的方法,方法包括:(a)在裂解炉中裂解包含再循环物热解油组合物(r-热解油)和包含非再循环物丙烷的物流的裂解器原料以提供包含丙烯的含烯烃流出物;(b)将包含至少一部分含烯烃流出物的塔进料物流引入丙烯分馏器中;和(c)将塔进料物流分离成富含丙烯的塔顶馏出物和贫含丙烯的塔底物流,其中塔进料物流的质量流速比裂解器原料不包含r-热解油但具有相同质量流速的情况高至少0.1%。
在某些实施方案中,本发明涉及一种制备烯烃的方法,方法包括:在裂解炉中裂解包含再循环物热解油组合物(r-热解油)和包含非再循环物丙烷的物流的裂解器原料以提供包含丙烯的含烯烃流出物,其中含烯烃流出物中丙烯的量比裂解器原料不包含r-热解油、所有其它条件相同的情况高至少0.1%。
在某些实施方案中,本发明涉及制备烯烃和裂解汽油物流的方法,方法包括:(a)在裂解炉中裂解包含再循环物热解油组合物(r-热解油)和非再循环物C2至C4组合物的裂解器进料物流以提供含烯烃的流出物物流;和(b)在裂解炉下游的至少一个分离器中分离含烯烃的流出物物流以提供轻质馏分和重质馏分,其中重质馏分包含再循环物裂解汽油组合物(r-热解汽油)。
在某些实施方案中,本发明涉及制备烯烃和裂解汽油物流的方法,方法包括:(a)在至少一个分离器中分离塔进料物流以提供轻质馏分和重质馏分,其中塔进料物流包含再循环物烃组合物(r-烃);和(b)从重质馏分中回收包含再循环物裂解汽油组合物(r-热解汽油)的产物物流。
在某些实施方案中,本发明涉及制备烯烃和裂解汽油物流的方法,方法包括:(a)在裂解炉中裂解包含再循环物热解油组合物(r-热解油)和非再循环物C2至C4组合物的裂解器进料物流以提供含烯烃的流出物物流;和(b)在裂解炉下游的至少一个分离器中分离含烯烃的流出物物流以提供轻质馏分和重质馏分,其中重质馏分包含再循环物裂解汽油组合物(r-热解汽油)。
在某些实施方案中,本发明涉及制备烯烃和裂解汽油物流的方法,方法包括:(a)在至少一个分离器中分离塔进料物流以提供轻质馏分和重质馏分,其中塔进料物流包含再循环物烃组合物(r-烃);和(b)从重质馏分中回收包含再循环物裂解汽油组合物(r-热解汽油)的产物物流。
在某些实施方案中,本发明涉及一种制备烯烃的方法,方法包括:(a)在流化催化裂解单元(FCC)中催化裂解包含再循环物热解油(r-热解油)的进料物流以提供FCC流出物物流;(b)在至少一个分馏器中分离至少一部分FCC流出物物流以提供至少一种包含再循环物烃组合物(r-烃)的FCC产物物流;和(c)在热裂解炉中裂解FCC产物物流以形成含烯烃的流出物物流。
在某些实施方案中,本发明涉及一种制备烯烃的方法,方法包括:(a)在流化催化裂解(FCC)单元中裂解包含再循环物热解油组合物(r-热解油)的物流以形成FCC流出物;(b)分离FCC流出物以形成主要包含C5和较轻组分的FCC产物物流;(c)在热裂解炉的分馏区中进一步分离至少一部分FCC产物物流以形成烯烃产物。
在某些实施方案中,本发明涉及一种制备烯烃的方法,方法包括:(a)在流化催化裂解器(FCC)中裂解r-热解油物流以提供FCC流出物;(b)分离FCC流出物以形成多个物流,所述多个物流包括至少一个包含再循环物C2至C5组合物(r-C2至C5)的FCC产物物流;和(C)销售、储存、运输或进一步加工包含r-C2-C5物流的气体物流。
在某些实施方式中,本发明包括(a)获得包含由流化催化裂解(FCC)单元形成的再循环物C2至C5烃组合物(r-C2至C5)的FCC产物物流;和(b)在裂解炉下游的塔中分离至少一部分该物流。
在某些实施方案中,本发明涉及一种制备烯烃的方法,方法包括:(a)在热解单元中热解包含再循环废料的物流以提供再循环物热解油组合物(r-热解油);和(b)在裂解单元的裂解炉中裂解包含至少一部分r-热解油的裂解器进料物流以提供含烯烃流出物,其中以下陈述(i)至(vi)中的至少一个为真-(i)热解单元和裂解单元共享至少一个公用工程;(ii)热解单元和裂解单元共用至少一个服务组(service group);(iii)热解单元和裂解单元由共享至少一个边界的各方拥有和/或操作;(iv)热解单元和裂解单元通过至少一个导管连接;(v)热解单元和裂解单元通过能量交换区共享交换能量;和(vi)热解单元和裂解单元从它们的地理中心测量在彼此的约40、35、30、20、15、12、10、8、5、2或1英里内。
在某些实施方案中,本发明涉及一种制备烯烃的方法,方法包括:(a)在热解单元中热解包含再循环废料的进料物流以提供包含再循环物热解油的物流;(b)在裂解单元的裂解炉中裂解包含再循环物热解油组合物(r-热解油)的裂解器进料物流以提供含烯烃流出物;和(c)在至少一个热解单元工艺物流和至少一个裂解单元工艺物流之间转移能量。
在某些实施方案中,本发明涉及一种用于从再循环的废料制造烯烃的系统,该系统包括:热解单元,其经配置以提供再循环物热解油组合物(r-热解油),其中热解单元包括用于热解再循环废料的热解反应器;裂解单元,其被配置以提供含烯烃的流出物物流,其中裂解单元包括用于裂解包含至少一部分r-热解油的进料物流的炉;和至少一个能量交换区,其被配置成在热解单元和裂解单元之间传递能量。
在某些实施方案中,本发明涉及一种制备烯烃的方法,方法包括:(a)在流化催化裂解(FCC)单元中催化裂解包含再循环物热解油组合物(r-热解油)的物流以形成FCC流出物;和(b)在FCC主分馏器中分离至少一部分FCC流出物,以提供轻质气体物流和至少一种较重质烃物流,其中轻质气体物流和较重质烃物流中的至少一种包含再循环物烃组合物(r-烃)。
在某些实施方案中,本发明涉及一种用于制备具有再循环物的烯烃的方法,所述方法包括:(a)在裂解炉中裂解进料物流以提供含烯烃的流出物;(b)获得包含通过流化催化裂解(FCC)单元形成的再循环物C2至C5烃组合物(r-C2至C5)的FCC物流;(c)将至少一部分FCC物流与至少一部分含烯烃的流出物物流合并;和(d)在热裂解炉下游的塔中分离至少一部分合并物流。
在某些实施方案中,本发明涉及一种用于制备具有再循环物的烯烃的方法,所述方法包括:(a)获得包含再循环物烃组合物(r-烃)的FCC物流,所述再循环物烃组合物(r-烃)通过在流化催化裂解(FCC)单元中催化裂解再循环热解油组合物(r-热解油)而形成;和(b)在裂解炉中热裂解包含含C5至C22烃的物流和含C2至C4烃的物流的进料物流,以提供含烯烃的流出物物流,其中原料物流包含FCC物流的至少一部分。
附图概述
图1是使用再循环物热解油组合物(r-热解油)将一种或多种再循环物组合物制成r-组合物的方法的图示。
图2是将一种或多种再循环废物,特别是再循环塑料废物至少部分转化为各种有用的r-产品的示例性热解系统的图示。
图3是通过生产含烯烃产物的热解处理的示意图。
图4是示出与用于生产获自裂解r-热解油和非再循环裂解器进料的r-组合物的系统的裂解炉和分离区相关的步骤的方框流程图。
图5是适于接收r-热解油的裂解炉的示意图。
图6示出了具有多个管的炉盘管构造。
图7示出了r-热解油进入裂解炉的多个进料位置。
图8示出了具有蒸气-液体分离器的裂解炉。
图9是示出再循环物炉流出物的处理的框图。
图10示出了分离工段中的分馏方案,包括脱甲烷塔、脱乙烷塔、脱丙烷塔和分馏塔,以分离和分隔主要的r-组合物,包括r-丙烯、r-乙烯、r-丁烯等。
图11示出了实验室规模的裂解单元设计。
图12示出了基于工厂的将r-热解油试验进料至气体进料裂解炉的设计特征。
图13是通过气相色谱分析获得的具有74.86% C8+、28.17% C15+、5.91%芳族化合物、59.72%链烷烃和13.73%未能确定的组分的r-热解油的沸点曲线图。
图14是通过气相色谱分析获得的r-热解油的沸点曲线图。
图15是通过气相色谱分析获得的r-热解油的沸点曲线图。
图16是在实验室中蒸馏并通过气相色谱分析获得的r-热解油的沸点曲线图。
图17是在实验室中蒸馏的r-热解油的沸点曲线图,其中至少90%在350℃下沸腾,50%在95℃至200℃之间沸腾,并且至少10%在60℃下沸腾。
图18是在实验室中蒸馏的r-热解油的沸点曲线图,其中至少90%在150℃下沸腾,50%在80℃至145℃之间沸腾,并且至少10%在60℃下沸腾。
图19是在实验室中蒸馏的r-热解油的沸点曲线图,其中至少90%在350℃下沸腾,至少10%在150℃下沸腾,其中50%在220℃至280℃之间沸腾。
图20是在实验室中蒸馏的r-热解油的沸点曲线图,其中90%在250℃至300℃之间沸腾。
图21是在实验室中蒸馏的r-热解油的沸点曲线图,其中50%在60℃至80℃之间沸腾。
图22是具有34.7%的芳族含量的在实验室中蒸馏的r-热解油的沸点曲线图。
图23工厂条件下试用试验中使用的r-热解油的沸点曲线图。
图24是工厂试验中使用的r-热解油的碳分布图。
图25是工厂试验中使用的r-热解油以累积重量百分比计的碳分布图。
发明详述
词语“含有”和“包括”与包含同义。当指示数字数列时,要理解的是,每个数字被修改为与数字数列或句子中的第一个数字或最后一个数字相同,例如,每个数字根据情况可为“至少”或“至多”或“不超过”;并且每个数字处于“或”的关系。例如,“至少10、20、30、40、50、75重量%…”意味着与“至少10重量%、或至少20重量%、或至少30重量%、或至少40重量%、或至少50重量%、或至少75重量%”等相同;并且“不超过90重量%、85、70、60…”意味着与“不超过90重量%、或不超过85重量%、或不超过70重量%....”等相同;且“至少1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%或10重量%…”意味着与“至少1重量%、或至少2重量%、或至少3重量% …”等相同;且“至少5、10、15、20和/或不超过99、95、90重量%”意味着与“至少5重量%、或至少10重量%、或至少15重量%或至少20重量%和/或不超过99重量%、或不超过95重量%、或不超过90重量%…”等相同;或“至少500、600、750℃…”意味着与“至少500℃、或至少600℃、或至少750℃…”等相同。
除非另行说明,所有浓度或量按重量计。“含烯烃流出物”是通过裂解含有r-热解油的裂解器进料获得的炉流出物。“非再循环含烯烃流出物”是通过裂解不含有r-热解油的裂解器进料获得的炉流出物。除非另行描述为摩尔流速,烃质量流速MF1和MF2的单位为千磅/小时(klb/hr)。
术语“再循环物”在本文中,i)用作名词,指物理组分(例如,化合物、分子或原子),其至少一部分直接或间接地衍生自再循环废物,或ii)用作修饰特定组合物(例如,化合物、聚合物、原料、产物或物流)的形容词,其至少一部分直接或间接地衍生自再循环废物。
如本文所用,“再循环物组合物”、“再循环组合物”和“r-组合物”是指具有再循环物的组合物。
术语“热解再循环物”在本文中,i)用作名词,指物理组分(例如,化合物、分子或原子),其至少一部分直接或间接衍生自再循环废物的热解,或ii)用作修饰特定组合物(例如,原料、产物或物流)的形容词,其至少一部分直接或间接衍生自再循环废物的热解。例如,热解再循环物可以直接或间接地衍生自再循环物热解油、再循环物热解气体或再循环物热解油的裂解,例如通过热蒸汽裂解器或流化催化裂解器。
如本文所用,“热解再循环物组合物”、“热解再循环组合物”和“pr-组合物”是指具有热解再循环物的组合物(例如,化合物、聚合物、原料、产物或物流)。pr-组合物是r-组合物的子集,其中r-组合物的至少一部分再循环物直接或间接源自再循环废物的热解。
如本文所用,“直接衍生”或“直接衍生”自再循环废物的组合物(例如化合物、聚合物、原料、产品或物流)具有至少一种可追踪至再循环废物的物理组分,而“间接衍生”或“间接衍生”自再循环废物的组合物(例如化合物、聚合物、原料、产品或物流)具有与其相关的再循环物份额,并且可含有或可不含有可追踪至再循环废物的物理组分。
如本文所用,“直接衍生”或“直接衍生”自再循环废物的热解的组合物(例如,化合物、聚合物、原料、产物或物流)具有至少一种可追踪至再循环废物的热解的物理组分,而“间接衍生”或“间接衍生”自再循环废物的热解的组合物(例如,化合物、聚合物、原料、产物或物流)与再循环物份额相关,并且可含有或可不含有可追踪至再循环废物的热解的物理组分。
如本文所用,“热解油”或“热解油”是指当在25℃和1个大气压下测量时为液体且其至少一部分由热解获得的物质组合物。
如本文所用,“再循环物热解油”、“再循环热解油”、“热解再循环物热解油”和“r-热解油”是指热解油,其至少一部分获自热解且具有再循环物。
如本文所用,“热解气”和“热解气”是指当在25℃和1 atm下测量时为气体且其至少一部分获自热解的物质的组合物。
如本文所用,“再循环物热解气”、“再循环热解气”、“热解物热解气”和“r-热解气”是指至少一部分获自热解并且具有再循环物的热解气。
如本文所用,“Et”是乙烯组合物(例如,原料、产物或物流),且“Pr”是丙烯组分(例如,原料、产物或物流)。
如本文所用,“再循环物乙烯”、“r-乙烯”和“r-Et”是指具有再循环物的Et;并且“循环物丙烯”、“r-丙烯”和“r-Pr”是指具有再循环物的Pr。
如本文所用,“热解循环物乙烯”和“pr-Et”是指具有热解循环物的r-Et;“热解再循环物丙烯”和“pr-Pr”是指具有热解再循环物的r-Pr。
“热解再循环物”是“再循环物” (类)的具体子集/类型(种)。无论在本文何处使用“再循环物”和“r-”,这种使用应被解释为明确地公开“热解再循环物”和“pr-”并为其提供权利要求支持,即使没有明确地这样陈述。
如全文所用,无论何时提及热解油的裂解,这种裂解可以通过热裂解器或热蒸汽裂解器在液体进料炉中或在气体进料炉中或在任何裂解工艺中进行。在一个实施方式中或与任何提及的实施方式组合,裂解不是催化的或在不存在添加的催化剂的情况下进行,或不是流化催化裂解工艺。
如全文中所用,每当提及再循环废物或r-热解油的热解时,所有实施方案还包括(i)裂解热解再循环废物或裂解r-热解油的流出物的选项和/或(ii)裂解流出物或r-热解油作为气体进料炉或气体炉/裂解器的管的进料的选项。
如通篇所使用的,“实体家族”表示直接或间接控制另一个人或实体、由另一个人或实体控制或与另一个人或实体处于共同控制下的至少一个个人或实体,其中控制表示有投票权股权(voting shares)的至少50%的所有权、或共享管理、设施、设备和雇员的共同使用、或家庭利益。如通篇所使用的,对人或实体的提及提供了对实体家族中的任何人或实体的权利要求支持,并且包括该任何人或实体。
图1是示出采用再循环物热解油组合物(r-热解油)制造一种或多种再循环物组合物(例如乙烯、丙烯、丁二烯、氢气和/或热解汽油):r-组合物,的方法的一个实施方案的示意图或与该方法的本文中提及的任何实施方案组合的示意图。
如图1中所示,可以在热解单元10中对再循环废物施以热解以制造包含再循环物热解油组合物(r-热解油)的热解产物/流出物。r-热解油可以与非再循环裂解器进料(例如丙烷、乙烷和/或天然汽油)一起进料至裂解器20。再循环物裂解流出物(r-裂解流出物)可以由裂解器制造并随后在分离系统30中施以分离。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,可以从r-裂解流出物中分离和回收r-组合物。r-丙烯物流可以主要含有丙烯,而r-乙烯物流可以主要含有乙烯。
如本文中所用,炉包括对流区和辐射区。对流区包括在对流箱内部的管和/或盘管,其也可以在对流箱入口处的盘管入口下游在对流箱外部延续。例如,如图5中所示,对流区310包括在对流箱312内部的盘管和管,并可以任选延伸或与对流箱312外部的管道314互连并返回对流箱312内部。辐射区320包括辐射盘管/管324和燃烧器326。对流区310和辐射区320可以容纳在单个整体箱中,或在单独的离散箱中。对流箱312不一定是单独的离散箱。如图5中所示,对流箱312与火箱322集成。
除非另行说明,本文中提供的所有组分量(例如对进料、原料、物流、组合物和产物)均以基于干燥表示。
本文中所用的“r-热解油”或“r-热解油”是可互换的,并是指在25℃和1 atm下测量时为液体的物质组合物,且其至少一部分获自热解,并且其具有再循环物。在一个实施方案中或与任何所提及实施方案组合,至少一部分组合物获自再循环废物(例如废塑料或废物物流)的热解。
在一个实施方案中,或与提及实施方案中的任何组合,“r-乙烯”可以包含以下的组合物:(a)获自裂解含有r-热解油的裂解器进料的乙烯,或(b)具有出自乙烯的至少一部分的再循环物值的乙烯;且“r-丙烯”可以包含以下的组合物:(a)获自裂解含有r-热解油的裂解器进料的丙烯,或(b)具有出自丙烯的至少一部分的再循环物值的丙烯。
提到“r-乙烯分子”是指直接衍生自裂解含有r-热解油的裂解器进料的乙烯分子。提到“r-丙烯分子”是指直接衍生自r-热解流出物(例如r-热解油和/或r-热解气)的丙烯分子。
本文中所用的术语“主要”是指超过50重量%,除非以摩尔%表示,在这种情况下其是指超过50摩尔%。例如,主要为丙烷的物流、组合物、原料或产物是含有超过50重量%的丙烷的物流、组合物、原料或产物,或者如果表示为摩尔%的话,是指含有超过50摩尔%的丙烷的产物。
如本文所用,“场所”是指由环氧乙烷制造商、或由其实体家族中的一个人或一个实体、或人或实体的组合所拥有的最大连续地理边界,其中所述地理边界含有一个或多个制造设施,其中至少一个是环氧乙烷制造设施。
如本文所用,术语“主要”是指大于50重量%,除非以摩尔百分比表示,在这种情况下它是指大于50摩尔%。例如,主要为丙烷的物流、组合物、原料或产物是含有大于50重量%丙烷的物流、组合物、原料或产物,或者如果以摩尔%表示,是指含有大于50摩尔%丙烷的产物。
如本文中所用,“直接衍生”自裂解r-热解油的组合物具有至少一种可追踪至r-组合物的物理组分,所述r-组合物的至少一部分通过或采用r-热解油的裂解获得,同时“间接衍生”自裂解r-热解油的组合物具有与其相关的再循环物份额,并可含有或不含有可追踪至r-组合物的物理组分,所述r-组合物的至少一部分通过或采用r-热解油的裂解获得。
如本文所用,“再循环含量值”和“r-值”是指代表在再循环废物中具有其来源的材料的量的测量单位。R值可以在任何类型的方法中处理的任何类型的再循环废物中具有其来源。
如本文所用,术语“热解再循环物值”和“pr-值”是指代表在再循环废物的热解中具有其来源的材料的量的测量单位。pr-值是与再循环废物的热解相关的r-值的特定子集/类型。因此,术语r-值包括但不要求pr-值。
特定的再循环物值(r-值或pr-值)可以以质量或百分比计或以任何其它测量单位来计,并可以根据用于追踪、分配和/或归入各种组合物中的再循环物的标准体系来确定。再循环物值可以从再循环物清单中扣除,并应用于产物或组合物,将再循环物归于产物或组合物。除非如此说明,再循环物值不一定来源于制造或裂解r-热解油。在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,由其获得份额的r-热解油的至少一部分也在本文中一个或多个实施方案通篇中所述的裂解炉中裂解。
在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,再循环物份额或存入再循环物清单的份额或再循环物值的至少一部分获自r-热解油。合意地,至少60%、或至少70%、或至少80%、或至少90%、或至少95%、或至多100%的:
a.份额,或
b.存入再循环物清单,或
c.再循环物清单中的再循环物值,或
d.应用于组合物以制造再循环物产物、中间体或制品(再循环PIA)的再循环物值,获自r-热解油。
再循环PIA是产物、中间体或制品,其可以包括化合物或含有化合物的组合物或聚合物,和/或具有相关再循环物值的制品。PIA不具有与其相关的再循环物值。PIA包括但不限于环氧乙烷或亚烷基二醇例如乙二醇。
如本文所述,“再循环物份额”或“份额”是指如下的再循环物值,其为:
a. 将其至少一部分获自再循环废物或其具有再循环物值、所述再循环物值的至少一部分源自再循环废物(任选源自r-热解油)的原始组合物(例如化合物、聚合物、原料、产物或物流)转移至接收组合物(接收份额的组合物(例如化合物、聚合物、原料、产物或物流))中,所述接收组合物可具有或可不具有可追踪至其至少一部分获自再循环废物的组合物的物理组分;或
b. 由原始组合物(例如化合物、聚合物、原料、产品或物流)沉积到再循环清单中,所述原始组合物的至少一部分得自或具有再循环物值或PR值,其至少一部分源自再循环废物。
如本文所用,“热解再循环物份额”和“热解份额”或“pr-份额”是指热解再循环物值为:
a. 将其至少一部分获自再循环废物的热解或其具有再循环物值、所述再循环物值的至少一部分源自再循环废物的热解的原始组合物(例如,化合物、聚合物、原料、产物或物流)转移至接收组合物(例如,化合物、聚合物、原料、产物、制品或物流),所述接收组合物可具有或可不具有可追踪至其至少一部分获自再循环废物的热解的组合物的物理组分;或
b. 由原始组合物(例如化合物、聚合物、原料、产物或物流)沉积到再循环清单中,所述原始组合物的至少一部分得自或具有再循环物值,所述再循环物值的至少一部分源自再循环废物的热解。
热解再循环物份额是与再循环废物的热解相关的特定类型的再循环物份额。因此,术语再循环物份额包括热解再循环物配给。
在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,热解再循环物份额或热解份额可具有如下再循环物值,其为:
a. 将其至少一部分获自裂解(例如液体或气体热物流裂解)r-热解油或转移自用于制备裂解的r-热解油的再循环废物或转移自裂解或将裂解的r-热解油或其具有再循环物值,所述再循环物值的至少一部分源自裂解(例如液体或气体热物流裂解)热解油的起始组合物(例如化合物、聚合物、原料、产物或物流)转移至接收组合物(例如化合物、聚合物、原料、产物或物流或PIA),所述接收组合物可具有或可不具有可追踪至其至少一部分获自r-热解油的组合物的物理组分;或
b. 沉积到再循环物清单中并由组合物(例如化合物、聚合物、原料、产品或物流)获得,所述组合物的至少一部分获自或具有再循环物值,该再循环物值的至少一部分源自r-热解油的裂解(例如液体或气体热蒸汽裂解) (无论r-热解油是否在将份额沉积到再循环物清单中时裂解,条件是最终裂解从其中取出的份额的r-热解油)。
份额可以是配给或等同物。
再循环物份额可以包括再循环物配给或通过原材料的传输或使用获得的再循环物等同物。在一个实施方案中或与本实施方案中提及的任何组合,接收再循环物份额的组合物可以是非再循环组合物,由此将非再循环组合物转化为r-组合物。
本文中所用的“非再循环”是指并非直接或间接衍生自再循环废物的组合物(例如化合物、聚合物、原料、产物或物流)。
如本文中所用,在裂解器或炉的进料的背景下的“非再循环进料”是指并非获自再循环废物物流的进料。一旦非再循环进料获得再循环物份额(例如通过再循环物等同物或再循环物配给),非再循环进料变成再循环物进料、组合物或再循环PIA。
本文中所用的术语“再循环物配给”是一种类型的再循环物份额,其中供应组合物的实体或个人将组合物出售或转移给接收人或实体,并且制造组合物的个人或实体具有其至少一部分与由供应人或实体出售或转移给接收人或实体的组合物相关的份额。供应实体或人可以由同一实体或一个或多个人或实体家族或不同的实体家族控制。在一个实施方案中,或与任何所提及的实施方案组合,再循环物配给与组合物且与组合物的下游衍生物一起行进。在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,配给可存入再循环物清单并由再循环物清单中取出作为配给并应用于组合物以制造r-组合物或再循环PIA。
如本文所用的“再循环物等同物”和“等同物”是指一类再循环物份额,其中份额不限于与由裂解r-热解油或其下游衍生物制成的组合物相关联,而是具有获自r-热解油的灵活性,并且(i)应用于由不同于在炉中裂解原料的方法制得的组合物或PIA,或(ii)通过一种或多种中间体原料应用于组合物的下游衍生物,其中此类组合物由不同于在炉中裂解原料的方法制得,或(iii)可用于出售或转移给份额的所有者以外的人或实体,或(iv)可用于由转移给接收实体或人的组合物的供应者以外的实体或人出售或转移。例如,当份额取自r-热解油并由份额的所有者应用于BTX组合物或其馏分时,份额可以是等同物,所述BTX组合物或其馏分由所述所有者制成或在其实体家族中制成,通过石油的精炼和分馏获得而不是通过裂解器流出物产物获得;或者如果份额的所有者将份额出售给第三方以允许第三方重新出售产物或将等同物应用于一种或多种第三方的组合物的话,该份额可以是等同物。
等同物可以用于出售或转移或使用,或可以被出售或转移或使用(以以下任一):
a.不出售组合物,或
b.出售或转移组合物,但份额不与组合物的出售或转移相关,或
c.存入再循环物清单或从再循环物清单中提取,所述再循环物清单不追踪再循环物原料的分子到采用该再循环物原料制得的所得组合物的分子,或其不具有此类追踪能力,但不追送应用于组合物的特定份额。
在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,份额可存入再循环物清单,并且等同物或配给可从清单中提取并应用于组合物。这将是以下情况:其中份额通过以下产生:由再循环废物的热解或r-热解油制备第一组合物或裂解r-热解油,或通过由再循环废物制备第一组合物、将与此类第一组合物相关的配给沉积到再循环物清单,并且从再循环物清单中扣除再循环物值并将其应用于第二组合物的任何方法,所述第二组合物不是第一组合物的衍生,或其实际不由第一组合物作为原料制成。在该系统中,无需将反应物来源追踪至裂解热解油追踪至含烯烃流出物中所含的任何原子,而是可以使用由任何方法制得的任何反应物,并且将此类反应物与再循环物份额相关联。
在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,接收份额的组合物用作原料以制造组合物的下游衍生物,并且此类组合物是在裂解炉中裂解裂解器原料的产物。在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,提供了一种方法,其中:
a.获得r-热解油,
b.由r-热解油获得再循环物值(或份额),并
i.存入再循环物清单,从再循环物清单中提取份额(或等同物)并应用于任何组合物以获得r-组合物,或
ii.直接应用于任何组合物,而不存入再循环物清单,以获得r-组合物;和
c.r-热解油的至少一部分在裂解炉中裂解,任选根据本文中描述的任何设计或方法;并
d.任选地,步骤b.中的组合物的至少一部分源于在裂解炉中裂解裂解器原料,任选组合物通过本文中所述的任何原料(包括r-热解油)和方法获得。
步骤b.和c.不必同时发生。在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,它们彼此在一年内、或彼此在六个(6)月内、或彼此在三个(3)月内、或彼此在一个(1)月内、或彼此在两(2)周内、或彼此在一(1)周内、或彼此在三(3)天内发生。方法允许在时间实体或个人接收r-热解油时与创造份额(其可以在接收或拥有r-热解油或存入清单时发生)和在裂解炉中实际处理r-热解油之间的时间流逝。
本文中所用的“再循环物清单”和“清单”是指份额(配给或等同物)的组或集合,由此可以追踪任何单元中份额的存入和扣除。清单可以为任何形式(电子或纸质),使用任何或多种软件程序,或使用一起作为整体追踪存入或扣除的多个模块或应用。合意地,提取(或应用于组合物)的再循环物的总量不超过存入再循环物清单(来自任何来源,不仅来自r-热解油的裂解)时的再循环物份额的总量。但是,如果实现再循环物值的亏损,则重新平衡再循环物清单以实现零或正的可用再循环物值。重新平衡的时机可以根据含烯烃流出物制造商或其实体家族之一所采用的特定认证体系的规则来确定和管理,或者在实现亏损的一(1)年内、或六个(6)月内、或三个(3)月内、或一个(1)月内重新平衡。将份额存入再循环物清单、将份额(或等同物)应用于组合物以制造r-组合物以及裂解r-热解油的时间无需是同时的或以任何特定次序。在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,裂解特定体积的r-热解油的步骤在将来自该体积的r-热解油的再循环物值或份额存入再循环物清单之后发生。此外,从再循环物清单中提取的份额或再循环物值无需可追踪至r-热解油或裂解r-热解油,而是可以获自任何废物再循环物流,和获自任何处理再循环废物物流的方法。合意地,再循环物清单中再循环物值的至少一部分获自r-热解油,且任选至少一部分r-热解油在本文中所述的一种或多种裂解方法中处理,任选在彼此的一年内,并且任选至少一部分体积的r-热解油(再循环物值由此存入再循环物清单)也通过任何或多种本文中所述的裂解方法来处理。
确定r-组合物是直接还是间接衍生自再循环废物不基于供应链中是否存在中间步骤或实体,而是基于进料至反应器中以制造最终产物的r-组合物的至少一部分是否可以追踪至由再循环废物制成的r-组合物。
确定pr-组合物是否直接或间接来自再循环废物的热解(例如来自r-热解油或来自r-热解气的裂解)不基于中间步骤或实体存在或者不存在于供应链中,而是进料到反应器以制造最终产品(例如 EO)的 pr-组合物的至少一部分是否可以追踪到由再循环废物的热解制成的 pr-组合物。
如上所述,如果用于制造产物的反应物原料的至少一部分可以追踪(任选通过一个或多个中间步骤或实体)到构成进料至裂解炉的由再循环废物或r-热解油的裂解制得或作为来自裂解炉的流出物的r-组合物的至少一部分原子或分子,则该最终产物被认为是直接衍生自裂解r-热解油或再循环废物。
作为流出物的r-组合物可为粗形式的,其需要精炼以分离特定r-组合物。r-组合物制造商可以(通常在精炼和/或提纯并压缩以产生所需等级的特定r-组合物之后)将此类r-组合物出售给中间实体,所述中间实体随后将r-组合物或其一种或多种衍生物出售给另一中间人以便制造中间产物,或直接出售给产品制造商。在制造最终产品前,可以制造任意数量的中间体和中间体衍生物。
实际的r-组合物体积(无论是否冷凝为液体、超临界还是作为气体储存)可以以保留在制造其的设施处,或可以运输到不同的位置,或在由中间人或产品制造商使用前保持在异地储存设施处。为了追踪,一旦由再循环废物(例如通过裂解r-热解油或来自r-热解气)制得的r-组合物与另一体积的组合物混合(如与非再循环乙烯混合的r-乙烯),例如在储存罐、盐丘或洞穴中,随后该点处的整个罐、丘或洞穴变成r-组合物来源,并且为了追踪,由此类储存设施提取是由r-组合物来源提取,直到诸如停止向罐的r-组合物进料后储存设施的整个体积或清单被翻转或提取和/或置换为非再循环组合物时的时间。同样,这也适用于任何下游储存设施,用于储存 r-组合物的衍生物,例如 r-Et 和 pr-Et 组合物。
如果r-组合物与再循环物份额相关并可含有或不含有可追踪至其至少一部分由再循环废物/热解再循环废物/裂解r-热解油获得的r-组合物的物理组分的话,认为r-组合物间接衍生自再循环废物或再循环废物的热解或r-热解油的裂解。例如,(i)产物的制造商可以在法律框架或协会框架或工业公认框架内操作,以便通过例如转移至产品制造商的等同物体系对再循环物进行主张,而不管在何处或从谁购买或转移r-组合物或其衍生物或用于制造产品的反应物原料,或(ii)r-组合物或其衍生物的供应商(“供应商”)在份额框架内操作,所述份额框架能够将再循环物值或pr-值与一部分或全部含烯烃流出物或含烯烃流出物中的化合物或其衍生物相关联或将其应用于一部分或全部含烯烃流出物或含烯烃流出物中的化合物或其衍生物,以制备r-组合物,并将再循环物值或份额转移给产品的制造商或由供应商获得r-组合物的供应的任何中间人。在该体系中,无需将烯烃体积的来源追踪至再循环废物/热解再循环废物的制造,而是可以使用通过任何方法制造的任何乙烯组合物体积,并将此类乙烯体积与再循环物份额相关联。
其中r-组合物是r-烯烃(例如r-乙烯或r-丙烯)且产物是直接或间接衍生自由r-热解油获得的r-烯烃的烯烃衍生石油化学产品(例如r-烯烃的反应产物或与r-烯烃的共混物)的实例包括:
裂解器设施,其中通过裂解r-热解油或由r-热解气获得的,在设施处制造的r-烯烃可以通过互连管道,任选通过一个或多个储存容器和阀或联锁装置(interlocks)连续或间歇地与烯烃衍生石油化学产品形成设施(其可以连接到烯烃衍生石油化学产品设施处的储存容器或直接连接到烯烃衍生石油化学产品形成反应器)流体连通,并且r-烯烃原料通过互连管道:
在制造r-烯烃时或随后在r-烯烃通过管道转移至烯烃衍生石油化学产品形成设施的时间内由裂解器设施抽出,或
在任何时间由一个或多个储罐中抽出,条件是至少一个储罐用r-烯烃进料,并且只要一个或多个储罐的整个体积用不含r-烯烃的进料替代就持续进行;或
由含有r-烯烃或已经用r-烯烃进料的储存容器、丘或设施,或在隔离容器(isotainer)经由卡车或铁路或轮船或除管道之外的装置运输烯烃,直到该容器、丘或设施的整个体积已经被不含r-烯烃的烯烃进料替换为止;或
烯烃衍生石油化学产品的制造商向其客户或公众证明、表示或宣传其烯烃衍生石油化学产品含有再循环物或由含有再循环物或获自再循环物的原料获得,其中此类再循环物声明整体或部分基于获得r-烯烃(例如与来自从裂解r-热解气制得或获自r-热解气的乙烯的配给相关的乙烯原料);或
烯烃衍生石油化学产品的制造商已经获得:
经认证、代表或如宣传的那样由r-热解油制成的烯烃体积,或
已经将烯烃供应的等同物或配给转移给烯烃衍生石油化学产品的制造商,其足以使烯烃衍生石油化学产品的制造商满足认证要求或进行其表示或宣传,或具有相关再循环物值的烯烃,其中通过一种或多种中间人独立实体由r-热解油或裂解r-热解油或
获自裂解r-热解油或获自r-热解气的烯烃获得此类再循环物值。
如上所述,再循环物可以是热解再循环物,其直接或间接地衍生自再循环废物的热解(例如自r-热解油或r-热解气的裂解)。
在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,提供了多种用于在由实体家族含烯烃流出物中的任一实体或实体组合制得的各种含烯烃流出物体积或其化合物中分配再循环物的方法。例如,裂解炉拥有者或操作者含烯烃流出物,或其实体家族中的任一个,或场所,可以:
a. 基于一种或多种原料中再循环物的相同分数百分比或基于接收的份额的量,在含烯烃流出物中的至少两种化合物之间或在其制造的PIA之间采用再循环物值的对称分布。例如,如果加入炉的全部裂解器原料的5重量%是r-热解油,则含烯烃流出物中的一种或多种化合物可含有5重量%的再循环物值,或一种或多种化合物可以含有5重量%的再循环物值减去任何产率损失,或一种或多种PIA可以含有5%的再循环物值。在这种情况下,化合物中再循环物的量与接收再循环物值的所有其它产物成比例;或
b. 在含烯烃流出物中的化合物之间或在其PIA之间采用再循环物值的不对称分布。在这种情况下,与化合物或PIA相关的再循环物值可以超出与其它化合物或PIA相关的再循环物值。例如,一个体积或批次的含烯烃流出物可以接收比其它批次或体积的含烯烃流出物更大量的再循环物值,或者含烯烃流出物中的一种或化合物的组合相对于含烯烃流出物中的其它化合物或其它PIA(其中一部分可不接收再循环物值)接收不成比例的更大量的再循环物值。一体积的含烯烃流出物或PIA可以含有按质量计20%的再循环物,并且另一体积或PIA可以含有0%的再循环物,即使这两个体积在组成上是相同的并连续生产,条件是从再循环物清单中提取并应用于含烯烃流出物的再循环物值的量不超过存入再循环物清单的再循环物值的量,或者如果实现亏损的话,将透支重新平衡至零或如上所述的正值等同物可用状态,或者如果不存在再循环物清单的话,则条件是与含烯烃流出物中任何一种或多种化合物相关的再循环物值的总量不超出由r-热解油获得的份额,或者其超出,随后重新平衡。在再循环物的不对称分布中,制造商可以使再循环物根据以下调整:含烯烃流出物的体积或根据客户中的需要出售的含烯烃流出物或PIA中的相关化合物调整,由此在客户中提供灵活性,其中一些客户可在r-化合物或再循环PIA中需要比其它客户更多的再循环物。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,再循环物的对称分布与不对称分布可以在场所范围基础上,或在多场所基础上成比例。在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,获自r-热解油的再循环物可以在场所内,并且来自r-热解油的再循环物值可以应用于一种或多种含烯烃流出物体积或含烯烃流出物体积内的一种或多种化合物或在相同场所由含烯烃流出物中的化合物制得的一种或多种PIA。再循环物值可以对称或不对称地应用于一种或多种不同的含烯烃流出物体积或含烯烃流出物中的一种或多种化合物或在场所制得的PIA。
在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,再循环物输入或创造(再循环物原料或份额)可以到达或处于第一场所,并且将来自所述输入的再循环物值转移至第二场所并应用于在第二场所制得的一种或多种组合物。再循环物值可以在第二场所对称或不对称地应用于组合物。直接或间接“衍生自裂解r-热解油”的再循环物值,或“获自裂解r-热解油”或起源于裂解r-热解油的再循环物值不暗示再循环物值或份额取得、捕获、存入再循环物清单、或转移再循环物值或份额时的时机。将份额或再循环物值存入再循环物清单或实现、识别、捕获或转移其的时机是灵活的,并可以早在将r-热解油接收到实体家族中的场所上对其进行加工或由实体或个人或在拥有或操作裂解器设施的实体家族中将r-热解油带入清单的时候发生。由此,r-热解油体积上的份额或再循环物值可以获得、捕获、存入再循环物清单、或转移至尚未将该体积进料至裂解炉并裂解的产品。还可以在将r-热解油进料至裂解器的过程中、在裂解的过程中、或在制造r-组合物时获得份额。当拥有、处理或接收r-热解油时采取并存入再循环物清单的份额是与裂解r-热解油相关、获自裂解r-热解油或源于裂解r-热解油的份额,即使在采取或存入份额时r-热解油仍未被裂解,条件是r-热解油在未来的某个时间点被裂解。
在一个实施方案中或任何上述实施方案的组合中,r-组合物,或其下游反应产物,或再循环PIA,与再循环物相关,或含有再循环物,或被标记、宣传或认证为含有再循环物,所述再循环物的量为至少0.01重量%、或至少0.05重量%、或至少0.1重量%、或至少0.5重量%、或至少0.75重量%、或至少1重量%、或至少1.25重量%、或至少1.5重量%、或至少1.75重量%、或至少2重量%、或至少2.25重量%、或至少2.5重量%、或至少2.75重量%、或至少3重量%、或至少3.5重量%、或至少4重量%、或至少4.5重量%、或至少5重量%、或至少6重量%、或至少7重量%、或至少10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35重量%、或至少40重量%、或至少45重量%、或至少50重量%、或至少55重量%、或至少60重量%、或至少65重量%,和/或该量可以为至多100重量%、或至多95重量%、或至多90重量%、或至多80重量%、或至多70重量%、或至多60重量%、或至多50重量%、或至多40重量%、或至多30重量%、或至多25重量%、或至多22重量%、或至多20重量%、或至多18重量%、或至多16重量%、或至多15重量%、或至多14重量%、或至多13重量%、或至多11重量%、或至多10重量%、或至多8重量%、或至多6重量%、或至多5重量%、或至多4重量%、或至多3重量%、或至多2重量%、或至多1重量%、或至多0.9重量%、或至多0.8重量%、或至多0.7重量%。与r-组合物, r-化合物或其下游反应产物相关的再循环物值可以通过将份额(等同物或配给)应用于制造或销售的任何组合物、化合物、或PIA来关联。份额可以包含在由再循环PIA或r-组合物制造商或为再循环PIA或r-组合物制造商创造、保持或操作的份额的清单中。份额可以沿任何产品制造链获自任何来源,条件是其来源在含r-热解油的原料的裂解中。
在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,再循环PIA制造商可以通过由任何来源由供应商(例如裂解器制造商或其实体家族中的一个)获得反应物(例如含烯烃裂解器流出物的化合物中的任一种)来制造再循环PIA,或处理反应物以制造再循环PIA,无论此类反应物是否具有任何再循环物,和以下之一:
i.来自相同的反应物供应商,还获得应用于反应物的再循环物份额,或
ii.来自任何人或实体,获得再循环物份额,而无需从所述人或实体供应反应物,转移所述再循环物份额。
(i)中的份额获自反应物供应商,其也向再循环PIA制造商或在其实体家族中供应反应物。(i)中描述的情况允许再循环PIA制造商获得作为非再循环物反应物的反应物的供应,而从反应物供应商获得再循环物份额。在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,反应物供应商将再循环物份额转移至再循环PIA制造商,并将反应物(例如丙烯、乙烯、丁烯等)供应给再循环PIA制造商,其中再循环物份额不与供应的反应物相关,或甚至不与由反应物供应商制造的任何反应物相关。再循环物份额不必与供应的反应物相关联或与用于制造再循环PIA含烯烃流出物的反应物中的再循环物的量相关联。这使允许在反应物供应商与再循环PIA制造商中的灵活性,从而在他们各自制造的多种产品之间分配再循环物。但是,在这些情况的每一种中,再循环物份额与裂解r-热解油相关。
在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,反应物供应商将再循环物份额转移给再循环PIA制造商,并将反应物的供应转移给再循环PIA制造商,其中再循环物份额与反应物相关。份额的转移可以仅通过供应具有相关再循环物的反应物来发生。任选地,供应的反应物是从通过裂解r-热解油制得的含烯烃流出物中分离的r-化合物,并且再循环物份额的至少一部分与r-化合物(或r-反应物)相关。转移至再循环PIA制造商的再循环物份额可以预先与供应的反应物一起(任选分期),或与每个反应物分期一起,或按需在各方之间分配。
通过再循环PIA制造商(或其实体家族)由任何人或实体获得(ii)中的份额,而不从人或实体获得反应物的供应。人或实体可以是不向再循环PIA制造商或其实体家族供应反应物的反应物制造商,或人或实体可以是不制造反应物的制造商。在任一情况下,(ii)的情况允许再循环PIA制造商获得再循环物份额,而不必从供应再循环物份额的实体或人购买任何反应物。例如,人或实体可通过买/卖模式或合同将再循环物份额转移给再循环PIA制造商或其实体家族,而不需要购买或销售份额(例如作为不是反应物的产品的产品交换),或者人或实体可将份额完全出售给再循环PIA制造商或其实体家族中的一个。或者,人或实体可将除反应物之外的产物及其相关再循环物份额一起转移给再循环PIA制造商。这对于具有制造各种PIA而不是要求由供应的反应物制造的那些PIA的多样化商业的再循环PIA制造商来说是有吸引力的。
份额可以存入再循环物清单(例如份额的清单)。在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,份额由含烯烃流出物含烯烃流出物的制造商产生。制造商还可以制造PIA,无论再循环物是否应用于PIA,且如果应用于PIA的话,无论再循环物是否从再循环物清单中提取。例如,含烯烃流出物的制造商可:
a.将份额存入清单并仅储存该份额;或
b.含烯烃流出物将份额存入清单,并将来自清单的份额应用于含烯烃流出物中的一种或多种化合物,或应用于由制造商制造的任何PIA,或
c.由再循环物清单将份额出售或转移给第三方,如上所述获得的至少一个份额被存入所述再循环物清单。
如果需要的话,可以以任何量扣除任何再循环物份额,并将其应用于PIA以制造再循环PIA或应用于非再循环含烯烃流出物以制造含烯烃流出物。例如,可以生成具有多个用于产生份额的来源的份额。某些再循环物份额(等同物)可以源于再循环废物的甲醇分解,或源于其它类型的再循环废物的气化,或源于废塑料的机械再循环或金属再循环,或源于任何其它化学或机械再循环技术。再循环物清单可以或可以不追踪获得再循环物值的来源或基础,或者清单可能不允许将份额的来源或基础与应用于r-组合物的份额相关联。将份额从再循环物清单中扣除并应用于PIA或非再循环含烯烃流出物就足够了,而不考虑份额的来源或源头,条件是在提取时在再循环物清单中存在衍生自r-热解油的再循环物份额,或如步骤(i)或步骤(ii)中所规定的由再循环PIA制造商获得再循环物份额,无论再循环物份额是否实际存入再循环物清单。
在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,将步骤(i)或(ii)中获得的再循环物份额存入份额的清单中。在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,从再循环物清单中扣除并应用于PIA或非再循环含烯烃流出物(或其中的任何化合物)的再循环物份额源于r-热解油。
如通篇所用,再循环物清单可以由加工r-热解油的裂解炉的拥有者或其实体家族之一拥有、含烯烃流出物或由再循环PIA制造商拥有、或由他们中的任一操作,或不由他们中的任一者拥有或操作但至少部分由他们中的任一者受益,或由他们中的任一者许可或向他们中的任一者许可。同样,裂解器含烯烃流出物制造商或再循环PIA制造商也可包括他们的实体家族中的任一者。例如,虽然他们中的任一者可能不拥有或操作清单,但其实体家族之一可拥有此类平台,或认证其来自独立的供应商,或为他们中的任一者对其操作。或者,独立实体可拥有和/或操作清单,并为了服务费而操作和/或管理用于他们中的任一者的清单的至少一部分。
在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,再循环PIA制造商从供应商获得反应物的供应,并还从供应商获得份额,其中此类份额衍生自r-热解油,并且任选份额与供应商所供应的反应物相关。在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,由再循环PIA制造商获得的份额的至少一部分是以下之一:
a.应用于通过供应反应物制得的PIA;
b.应用于由相同类型的反应物制得但并非由供应的反应物体积制得的PIA,如将为以下情况:其中已经制得用相同类型的反应物制得的PIA并将其储存在清单或将来制造的PIA;或
c.存入清单,从该清单中扣除应用于由供应的反应物类型以外的类型制得的PIA的份额,或
d.存入清单并储存。
不必在所有实施方案中,使用r-反应物制造再循环PIA,或由与反应物相关的再循环物份额获得再循环PIA。此外,不必将份额应用于原料以便制造向其应用再循环物的再循环PIA。相反,如上所述,即使在获得反应物时与反应物相关,该份额仍可以存入电子清单。但是,在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,与份额相关的反应物用于制造再循环PIA。在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,再循环PIA获自与r-反应物或r-热解油相关或与裂解r-热解油相关的再循环物份额。在一个实施方案中或与任何提及实施方案组合,
在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,含烯烃流出物制造商产生来自r-热解油的份额,进行以下之一
a.将份额应用于任何由裂解r-热解油含烯烃流出物直接或间接(例如通过几种中间体的反应方案)制得的PIA;或
b.将份额应用于任何并非由裂解r-热解油含烯烃化合物直接或间接制得的PIA,如将为以下情况:其中PIA已经制得并储存在清单或将来制造的PIA;或
c.存入清单,从所述清单中扣除任何应用于PIA的份额;并且存入的份额与应用于PIA的特定份额相关或不相关;或
d.存入清单并储存以便今后使用。
现在还提供了再循环PIA和与再循环PIA相关的再循环物标识符的包装或组合,其中该标识符是或含有再循环PIA含有或源于再循环物或与再循环物相关的表示。包装可以是用于含有聚合物和/或制品的任何合适包装,如塑料或金属桶、有轨电车、隔离容器、手提袋、polytote、捆包、IBC手提袋、瓶子、压缩捆包、油桶和塑料袋(polybag)、线轴、粗纱、缠绕物(winding)或纸板包装。标识符可以是证书文档、陈述再循环物的产品说明书、标签、来自认证机构的标志或认证标记,其表示制品或包装含有该物或再循环PIA含有再循环物或由来源再循环物制成或与再循环物相关,或其可以是伴随购买订单或产品由再循环PIA制造商提供的电子声明,或作为表示再循环PIA含有与再循环物相关或含有再循环物的来源或由与再循环物相关或含有再循环物的来源制成的声明、陈述或标志发布在网站上,或其可以是电子传送的、通过网站传送或在网站中传送、由电子邮件传送或由电视传送或通过贸易展览传送的在每种情况下与再循环PIA相关的广告。标识符无需声明或表示再循环物衍生自r-热解油。相反,标识符可以仅传达或告知再循环PIA具有或源自再循环物,而不考虑来源。但是,再循环PIA具有至少部分与r-热解油相关的再循环物份额。
在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,可将关于再循环PIA的再循环物信息告知第三方,其中此类再循环物信息基于或衍生自配给或等同物的至少一部分。第三方可以是含烯烃流出物制造商或再循环PIA制造商的消费者,或可以是除拥有它们中任一种的实体之外的任何其它个人或实体或政府组织。告知可以是电子的,通过文档、通过广告或任何其它告知手段。
在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,提供了系统或包装,其包含:
a.再循环PIA,和
b.与所述PIA相关的标识符如信用证(credit)、标签或证书,其中标识符表示PIA具有或源自再循环物(其不必识别再循环物或份额的来源),条件是由此制得的再循环PIA具有至少部分与r-热解油相关的份额,或由至少部分与r-热解油相关的反应物制成。
系统可以是物理组合,如具有至少一些再循环PIA作为其物并且包装具有识别该物具有或源自再循环物的标签(如标志)的包装。或者,无论何时转移或出售具有或源自再循环物的再循环PIA,标签或证书可以作为实体标准操作程序的一部分发布给第三方或消费者。标识符不必物理地在再循环PIA上或包装上,并且不必在伴随再循环PIA或包装或与再循环PIA或包装相关的任何物理文档上。例如,标识符可以是与向消费者出售再循环PIA相关的电子文档、证书或鉴定标志。标识符本身仅需传达或告知再循环PIA具有或源自再循环物,而不考虑来源。在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,由再循环PIA制成的制品可具有标识符,如嵌入或粘附到制品或包装上的印花或标志。在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,标识符是来自任何来源的电子再循环物信用证。在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,标识符是在r-热解油中具有其来源的电子再循环物信用证。
再循环PIA可以反应物制成,无论反应物是否是再循环物反应物。一旦制成PIA,其可以被指定为具有基于并衍生自份额的至少一部分的再循环物。份额可以从再循环物清单中提取或扣除。扣除和/或应用于PIA的量可以对应于任何方法,例如质量平衡方法。
在一个实施方案中,可以通过以下制造再循环PIA:具有再循环物清单,并且在合成工艺中令反应物反应以制造PIA,从具有再循环物值的再循环物清单中提取份额,并将再循环物值应用于PIA以便由此获得再循环PIA。从清单中扣除的份额的量是灵活的,并将取决于应用于PIA的再循环物的量。如果不是应用于PIA的再循环物的全部量,其应当至少足以对应于至少一部分再循环物的量。应用于PIA的再循环物份额不一定在r-热解油中具有其来源,而是其可以在由再循环废物生成份额的任何其它方法中具有其来源,如通过再循环废物的甲醇分解或气化,条件是再循环物清单还含有r-热解油中具有其来源的份额或具有其来源于r-热解油的份额存入。但是,在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,应用于PIA的再循环物份额是获自r-热解油的份额。
以下是将再循环物应用于PIA或应用于非再循环含烯烃流出物或其中的化合物的实例:
1.PIA制造商将至少一部分份额应用于PIA以获得再循环PIA,其中份额与r-热解油相关,并且用于制造PIA的反应物不含任何再循环物;或
2.PIA制造商将至少一部分份额应用于PIA以获得再循环PIA,其中份额获自再循环物反应物,无论此类反应物体积是否用于制造再循环PIA;或
3.PIA制造商将至少一部分份额应用于 PIA以制造再循环PIA,其中份额获自r-热解油,并且:
a.将r-热解油中的所有再循环物应用于确定再循环PIA中再循环物的量,或
b.仅将r-热解油原料中的一部分再循环物应用于确定再循环PIA 中再循环物的量,剩余部分储存在再循环物清单中以便未来使用或用于应用于其它PIA,或用于提高现有再循环PIA的再循环物,或其组合,或
c.不将r-热解油原料中的再循环物应用于PIA,而是储存在清单中,并且来自任何源或来源的再循环物从清单中扣除并应用于PIA以制造再循环PIA;或
4.再循环PIA制造商将至少一部分份额应用于用于制造PIA的反应物以便由此获得再循环PIA,其中份额采用转移或购买相同的用于制造PIA的反应物来获得,并且份额与反应物中的再循环物相关;或
5.再循环PIA制造商将至少一部分份额应用于用于制造PIA的反应物以便由此获得再循环PIA,其中份额采用转移或购买相同的用于制造PIA的反应物来获得,并且份额与反应物中的再循环物不相关,而是与用于制造反应物的单体的再循环物相关;或
6.再循环PIA制造商将至少一部分份额应用于用于制造PIA的反应物以便由此获得再循环PIA,其中份额并非采用转移或购买反应物获得,且份额与反应物中的再循环物相关;或
7.再循环PIA制造商将至少一部分份额应用于用于制造PIA的反应物以便由此获得再循环PIA,其中份额并非采用转移或购买反应物获得,且份额与反应物中的再循环物不相关,而是与任何用于制造反应物的单体的再循环物相关;或
8.再循环PIA制造商获得其源于r-热解油的份额,且:
a.不将份额的一部分应用于反应物以制造PIA,而是将份额的至少一部分应用于PIA以制造再循环PIA;或
b.将少于全部的部分应用于用于制造PIA的反应物,并且剩余部分储存在清单中,或应用于未来制造的PIA或应用于清单中的现有再循环PIA以提高其再循环物值。
在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,再循环PIA,或由其制成的制品,可以作为含有再循环物或用再循环物获得的再循环PIA许诺销售或销售。销售或许诺销售可以伴随有与再循环PIA相关的再循环物声明的证书或表示。
将至少一部分再循环PIA或含烯烃流出物指定为对应于份额的至少一部分(例如配给或等同物)可以通过多种方式并根据再循环PIA制造商或含烯烃流出物制造商所采用的体系来进行,其可以因制造商而异。例如,指定可以仅通过制造商的名册或文件或其它清单软件程序中的日志条目、或通过说明书、包装、产品上的广告或声明、通过与产品相关联的标志、通过与所销售的产品相关联的认证声明表、或者通过相对于应用于产品的再循环物量计算从清单中扣除的量的公式在内部进行。
任选地,再循环PIA可以出售。在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,提供了许诺销售或销售聚合物和/或制品的方法,其通过以下进行:
a.再循环PIA制造商或含烯烃流出物制造商,或其实体家族中的任一者(统称为制造商)获得或产生再循环物份额,并且份额可以通过任何本文中描述的方法获得,并可以存入再循环物清单,再循环物份额在r-热解油中具有其来源,
b.在合成工艺中转化反应物以制造PIA,并且反应物可以是任何反应物或r-反应物,
c.将再循环物指定(例如分配或关联)到来自再循环物清单的PIA的至少一部分以制造再循环PIA,其中清单含有至少一个作为与r-热解油相关的份额的条目。指定可以是从清单中扣除的份额的量,或由再循环PIA制造商在其账户中申报或确定的再循环物的量。由此,再循环物的量不一定以物理方式应用于再循环PIA产物。指定可以是对制造商或与制造商具有合同关系的服务提供商的内部指定或由制造商或与制造商具有合同关系的服务提供商做出的内部指定,和
d.许诺销售或销售含有再循环物或用再循环物获得的再循环PIA,所述再循环物至少部分对应于此类指定。表示为含有在销售或许诺销售的再循环PIA中的再循环物的量与指定具有关系或关联。再循环物的量可以与许诺销售或销售的再循环PIA上申报的再循环物的量以及由再循环PIA制造商分配或指定给再循环PIA的再循环物的量为1:1的关系。
所述步骤不必是顺序的,并可以彼此独立。例如,获得份额的步骤a)和制造再循环PIA的步骤可以是同时的。
如通篇中所用,从再循环物清单中扣除份额的步骤不需要将其应用于再循环PIA产物。扣除也不意味着量从清单日志中消失或除去。扣除可以是条目的调整、提取、以借记形式增加条目、或基于与产品相关的再循环物量和清单中的存入的份额的一个或累计量来调节输入和输出的任何其它算法。例如,扣除可以是同一程序或名册中由一栏减少/借记条目和向另一栏增加/信贷的简单步骤,或自动进行该扣除和条目/添加和/或对产品构成的应用或指定的算法。在从清单中扣除此类份额的情况下,将份额应用于PIA的步骤也不需要将份额物理地应用于再循环PIA产物或应用于与出售的再循环PIA产物相关地发布的任何文档。例如,再循环PIA制造商可将再循环PIA产物运送给消费者并通过将再循环物等同物电子转移给消费者来满足份额对再循环PIA产品的“应用”。
还提供了r-热解油的用途,该用途包括在气体裂解炉中转化r-热解油以制造含烯烃流出物。还提供了r-热解油的用途,其包括在合成工艺中转化反应物以制造PIA并将份额的至少一部分应用于PIA,其中份额与r-热解油相关或在份额的清单中具有其来源,其中向清单中的至少一笔存入与r-热解油相关。
在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,提供了通过任何上述方法获得的再循环PIA。
反应物可以储存在储存容器中,并通过卡车、管道或轮船输送到再循环PIA制造设施中,或如下文进一步描述的那样,含烯烃流出物生产设施可以与PIA设施集成。反应物可运输或转移到制造聚合物和/或制品的操作者或设施处。
在一个实施方案中,制造再循环PIA的方法可以是集成方法。一个此类实例是通过以下制造再循环PIA的方法:
a.裂解r-热解油以制造含烯烃流出物;并
b.分离所述含烯烃流出物中的化合物以获得分离的化合物;并
c.在合成工艺中使任何反应物反应以制造PIA;
d.将份额存入份额的清单,所述份额源于r-热解油;并
e.将来自所述清单的任何份额应用于PIA以便由此获得再循环PIA。
在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,可整合两个或更的设施并制备再循环PIA。制备再循环PIA或含烯烃流出物的设施可以是独立设施或彼此集成的设施。例如,可建立制造和消耗反应物的系统,如下:
a.提供配置为制造反应物的含烯烃流出物制造设施;
b.提供具有反应器的PIA制造设施,所述反应器配置为接收来自含烯烃流出物制造设施的反应物;和
c.在这两个设施之间提供流体连通并能够将来自含烯烃流出物制造设施的反应物供应至PIA制造设施的供应系统,
其中含烯烃流出物制造设施产生份额或参与产生份额的过程并裂解r-热解油,并且:
(i)将所述份额应用于反应物或应用于PIA,或
(ii)存入份额的清单,并任选从清单中提取份额并应用于反应物或应用于PIA。
再循环PIA制造设施可以通过接收任何来自含烯烃流出物制造设施的反应物并通过从其清单中扣除份额并将其应用于PIA将再循环物应用于用反应物制造的再循环PIA来制造再循环PIA。
在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,还提供了用于如下制造再循环PIA的系统:
a.提供含烯烃流出物制造设施,该设施配置为制造包含含烯烃流出物的输出组合物;
b.提供反应物制造设施,该设施配置为接收从含烯烃流出物中分离的化合物,并通过反应方案制造所述化合物的一种或多种下游产物以制造包含反应物的输出组合物;
c.提供具有反应器的PIA制造设施,所述反应器配置为接收反应物并制造包含PIA的输出组合物;和
d.在这些设施的至少两个之间提供流体连通并能够将一个制造设施的输出组合物供应至另一个或多个所述制造设施的供应系统。
PIA制造设施可以制造再循环PIA。在该系统中,含烯烃流出物制造设施可具有其出口与反应物制造设施流体连通,所述反应物制造设施进而可具有其出口与PIA制造设施流体连通。或者,a)和b)的制造设施可以单独流体连通,或仅b)和c)流体连通。在后一种情况下,PIA制造设施可以通过从其再循环物清单中扣除份额并将其应用于PIA来制造再循环PIA。获得并储存在清单中的份额可以通过任何上述方法获得。
流体连通可以是气体和/或液体的二者。流体连通不必是连续的,并且可以被储罐、阀或其它净化或处理设施中断,只要流体可以通过互连的管道网络从制造设施输送到后续设施并且不使用卡车、火车、轮船或飞机。此外,设施可共享相同的场所,或者换句话说,一个场所可含有两个或更多个设施。此外,设施还可共享储罐场所或用于辅助化学品的储罐,或者还可共享公用设施、蒸汽或其它热源等,但是由于它们的单元操作是分离的,所以也被认为是分立的设施。设施通常将由电池组限制来界定。
在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,集成工艺包括共同位于彼此的5英里内、或3英里内、或2英里内、或1英里内(以直线测量)的至少两个设施。在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,至少两个设施被同一实体家族拥有。
在一个实施方案中,还提供了集成的再循环PIA产生和消耗系统。该系统包括:
a.提供含烯烃流出物制造设施,该设施配置为生产包含含烯烃流出物的输出组合物;
b.提供反应物制造设施,该设施配置为接收从含烯烃流出物中分离的化合物,并通过反应方案制造所述化合物的一种或多种下游产物以制造包含反应物的输出组合物;
c.提供具有反应器的PIA制造设施,所述反应器配置为接收反应物并制造包含PIA的输出组合物;和
d.将所述设施中的至少两个互连的管道系统,其任选具有中间处理设备或储存设施,能够从一个设施取出输出组合物并且在其它设施中的任何一个或多个处接受所述输出。
系统不一定需要两个设施之间的流体连通,尽管流体连通是合意的。例如,从含烯烃流出物中分离的化合物可以通过互连管道网络输送到反应物设施,该互连管道网络可以被其它加工设备中断,所述其它加工设备例如处理、纯化、泵、压缩或适于合并物流的设备,或储存设施,均含有任选的计量、阀调或联锁设备。该设备可以固定到地面上或固定到固定在地面上的构件上。互连管道不需要连接到反应物反应器或裂解器上,而是连接到相应设施处的输送和接收点。互连管道系统不需要将所有三个设施彼此连接,而是互连管道可以在设施a)-b)、或b)-c)、或a)-b)-c)之间。
还提供了一种循环制造方法,包括:
1.提供r-热解油,并
2.裂解r-热解油以制造含烯烃流出物,和
(i)使从所述含烯烃流出物中分离的化合物反应以制造再循环PIA,或
(ii)将获自所述r-热解油的再循环物份额与由从非再循环含烯烃流出物中分离的化合物制成的PIA相关联,以产生再循环PIA;和
3.将任何所述再循环PIA或由所述再循环PIA制得的任何其它制品、化合物或聚合物的至少一部分作为原料取回以制造所述r-热解油。
在上述方法中,提供了完全循环或闭环的方法,其中再循环PIA可以再循环多次。
包括在PIA中的制品的实例是纤维、纱线、纤维束、连续长丝、短纤维、粗纱、织物、纺织品、薄片、膜(例如聚烯烃膜)、片材、复合片材、塑料容器和消费制品。
在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,再循环PIA是用于制备r-热解油的聚合物或制品的相同家族或类别的聚合物或制品。
术语“再循环废物”、“废物物流”和“再循环废物物流”可互换使用,以指在生产工艺中重新使用而不是永久处置(例如在垃圾填埋场或焚化炉中)的任何类型的废物或含废物物流。再循环废物物流是来自工业和消费者来源的再循环废物的流或积聚,其至少部分被回收。
再循环废物物流包括材料、产品和制品(当单独使用时统称为“一种或多种材料”)。再循环废料可以是固体或液体。固体再循环废物物流的实例包括括塑料、橡胶(包括轮胎)、纺织品、木材、生物废物(biowaste)、改性纤维素、湿法成网产品和能够热解的任何其它材料。液体废物物流的实例包括工业泥浆、油(包括衍生自植物和石油的那些)、回收的润滑油、或植物油或动物油、以及来自工业工厂的任何其它化学物流。
在一个实施方案中或与提及实施方案中的任何组合,热解的再循环废物物流包括至少部分含有工业后、或消费后、或工业后与消费后材料二者的物流。在一个实施方案中或与提及实施方案中的任何组合,消费后材料是在任何持续时间内已经对其预期应用使用至少一次而不考虑磨损的材料,或者是已经出售给最终用途消费者的材料,或其被从事材料的制造或销售的制造商或企业之外的任何个人或实体丢弃至回收站。
在一个实施方案中或与提及实施方案中的任何组合,工业后材料是已经产生并且尚未用于其预期应用的材料,或尚未出售给最终用途消费者的材料,或其被制造商或从事材料的销售的任何其它实体丢弃。工业后材料的实例包括返工、再研磨、废料、修整、不合规格的材料和从制造商转移至任何下游消费者(例如由制造商到批发商到分销商)但仍未使用或出售给最终用途消费者的成品材料。
可以进料至热解单元的再循环废物物流的形式没有限制,并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、膜、层压件、泡沫片、碎片、薄片、粒子、纤维、聚集体、团块、粉末、切碎的片、长条带或具有广泛种类形状的随机形状碎片的形式,或除了制品的原始形式之外并适于进料至热解单元的任何其它形式。
在一个实施方案中或与提及实施方案中的任何组合,将再循环废材料的尺寸减小。尺寸减小可以通过任何手段进行,包括砍切、撕碎、耙、磨碎、粉碎、切割原料、模制、压缩、或溶解在溶剂中。
再循环废塑料可以作为一种类型的聚合物物流分离,或可以是混合的再循环废塑料物流。塑料可以是在25℃下在1 atm下为固体的任何有机合成聚合物。塑料可以是热固性的、热塑性的或弹性体塑料。塑料的实例包括高密度聚乙烯及其共聚物、低密度聚乙烯及其共聚物、聚丙烯及其共聚物、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、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、丙烯酰丁二烯苯乙烯(ABS)、聚氨酯、纤维素塑料及其衍生物、如乙酸纤维素、二乙酸纤维素、三乙酸纤维素、丙酸纤维素、丁酸纤维素;再生纤维素制品如嫘萦和人造丝、环氧树脂、聚酰胺、酚醛树脂、聚缩醛、聚碳酸酯、基于聚亚苯基的合金、聚丙烯及其共聚物、聚苯乙烯、苯乙烯化合物、基于乙烯基的化合物、苯乙烯丙烯腈、热塑性弹性体和基于脲的聚合物和含三聚氰胺的聚合物。
合适的再循环废塑料还包括在SPI建立的追逐箭头三角形内具有编号为1-7的树脂ID代码的任何再循环废塑料。在一个实施方案中或与提及的实施方案中的任何组合,r-热解油由再循环废物物流制成,其至少一部分含有通常不被再循环的塑料。这些将包括具有数字3(聚氯乙烯)、5(聚丙烯)、6(聚苯乙烯)和7(其它)的塑料。在一个实施方案中或与提及的实施方案中的任何组合,被热解的再循环废物物流含有小于10重量%、或不超过5重量%、或不超过3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0.2重量%、或不超过0.1重量%、或不超过0.05重量%的具有数字3标号的塑料(聚氯乙烯),或任选具有数字3和6标号的塑料,或任选具有数字3、6和7标号的塑料。
再循环橡胶的实例包括天然和合成橡胶。橡胶的形式没有限制,并包括轮胎。
再循环废木材的实例包括软木和硬木、碎木、制浆木或成品。大量再循环废木材的来源是工业、建筑或拆除。
再循环的生物废物的实例包括家庭生物再循环废物(例如食品)、绿色或花园生物再循环废物、和来自工业食品加工工业的生物废物。
再循环纺织品的实例包括天然和/或合成纤维、粗纱、纱线、无纺织物、布、织物和由任何上述物品制成或含有任何上述物品的产品。纺织品可以是织造、针织、打结、缝合、簇绒、将纤维压制在一起(如在制毡操作、刺绣、花边、钩编、编织或非织造网幅和材料中进行的)。纺织品包括织物,和从纺织品或其它含纤维产品中分离的纤维,废料或不合规格的纤维或纱线或织物,或任何其它来源的松散纤维和纱线。纺织品还包括短纤维、连续纤维、线、丝束带、加捻和/或纺成纱线、由纱线制成的灰色织物、通过湿法加工灰色织物生产的成品织物、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。
服装类别(人类穿着或为身体制造的物品)中的再循环纺织品的实例包括运动外套、套装、裤子和休闲裤或工作裤、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、制服和配件如围巾、帽子和手套。室内装饰类别中的纺织品的实例包括家具内饰和座套、地毯和小地毯、窗帘、床上用品如床单、枕头套、羽绒被、被子、床垫套;亚麻布、桌布、毛巾、面巾和毯子。工业纺织品的实例包括运输(汽车、飞机、火车、公共汽车)座椅、地板垫、行李箱衬里和车顶衬里;户外家具和垫子、帐篷、背包、行李、绳索、传送带、压延辊毡、抛光布、抹布、土壤侵蚀织物和土工织物、农用垫子和网、个人防护设备、防弹背心、医用绷带、缝合线、胶带等。
再循环非织造网幅也可以是干法成网非织造网幅。可由如本文所述的干法成网非织造网幅形成的合适制品的实例可以包括用于个人、消费者、工业、食品服务、医疗和其它类型的最终用途的那些。具体实例可以包括但不限于婴儿擦拭巾、可冲水擦拭巾、一次性尿布、训练裤、女性卫生产品如卫生巾和卫生棉条、成人失禁垫、内衣或三角裤、以及宠物训练垫。其它实例包括各种不同的干或湿擦拭巾,包括用于消费者(如个人护理或家庭)和工业(如食品服务、健康护理或特种行业)用途的那些。非织造网幅也可以用作枕头、床垫和室内装饰的衬垫,用于被子(quilt)和被子(comforter)的棉絮。在医疗和工业领域中,本发明的非织造网幅可用于医疗和工业面罩、防护服、帽子和鞋套、一次性片材、手术衣、盖布、绷带和医用敷料。此外,非织造网幅可用于环境织物,如土工织物和防水布、油和化学品吸收垫,以及建筑材料,如隔音或隔热、帐篷、木材和土壤覆盖物和片材。非织造纤维网幅还可用于其它消费者最终用途应用,如用于地毯背衬、消费者包装、工业和农业商品、隔热或隔音,以及用于各种类型的服装。干法成网非织造网幅还可用于各种过滤应用,包括运输(例如汽车或航空)、商业、住宅、工业或其它特殊应用。实例可以包括用于消费者或工业空气或液体过滤器(例如汽油、油、水)的过滤器元件,包括用于微滤的纳米纤维网幅,以及类似茶包、咖啡过滤器和干燥器片的最终用途。此外,非织造网幅可用于形成用于汽车的各种部件,包括但不限于刹车片、行李箱衬里、地毯簇绒和底垫。
再循环的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。纺织品纤维组合的实例包括全天然、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与一种类型的合成纤维、一种类型的天然纤维与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与一种类型的合成纤维、以及两种或更多种类型的天然纤维与两种或更多种类型的合成纤维。
再循环的湿法成网产品的实例包括纸板、办公用纸、新闻纸和杂志、印刷纸和书写纸、卫生纸、薄纸/毛巾纸、包装/容器纸板、特种纸、服装、漂白纸板、瓦楞原纸、湿法成网模制品、未漂白牛皮纸、装饰层压材料、安全纸和货币、特大型图形、特种产品以及食品与饮料产品。
改性纤维素的实例包括乙酸纤维素、二乙酸纤维素、三乙酸纤维素、再生纤维素如粘胶纤维、人造丝和Lyocel™产品,其为任何形式,如丝束带、短纤维、连续纤维、膜、片材、模塑或冲压产品,并含有在任何制品如香烟滤棒、眼科产品、螺丝刀手柄、光学薄膜和涂料之中或之上。
再循环植物油或动物油的实例包括从动物加工设施回收的油和来自餐馆的再循环废物。
用于获得再循环的消费后或工业后再循环废物的来源没有限制,并可以包括存在于城市固体再循环废物物流(“MSW”)中和/或从城市固体再循环废物物流(“MSW”)中分离的再循环废物。例如,MSW物流可以加工和分选成几种离散的组分,包括纺织品、纤维、纸、木材、玻璃、金属等。纺织品的其它来源包括由收集机构获得的那些,或由纺织品品牌所有者或联盟或组织或是为其或代表其获得的那些,或从代理商获得的那些,或从工业后来源获得的那些,如来自工厂或商业生产设施的废料,来自批发商或经销商的未出售的织物,来自机械和/或化学分选或分离设施,来自垃圾填埋场,或滞留在码头或轮船上的那些。
在一个实施方案中或与提及的实施方案中的任何组合,热解单元的进料可以包含至少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(在每种情况下)重量%的至少一种、或至少两种、或至少三种、或至少四种、或至少五种、或至少六种不同种类的再循环废物。提到“种类”由树脂ID代码1-7来确定。在一个实施方案中或与提及实施方案中的任何组合,热解单元的进料含有小于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(在每种情况下)重量%的聚氯乙烯和/或聚对苯二甲酸乙二醇酯。在一个实施方案中或与提及实施方案中的任何组合,再循环废物物流含有至少一种、两种或三种增塑的塑料。
图2描绘了示例性热解系统110,其可用于将一种或多种再循环废物,特别是再循环塑料废物至少部分转化为各种有用的热解衍生产物。应当理解的是,图2中所示的热解系统仅仅是可以在其中实施本公开的系统的一个实例。本公开可应用于广泛种类其它系统,其中合意的是高效和有效地将再循环废物,特别是再循环塑料废物热解成各种合意的最终产物。现在将更详细地描述图2中示出的示例性热解系统。
如图2中所示,热解系统110可包括用于向系统110供应一种或多种废塑料的废塑料源112。该塑料源112例如可以是料斗、储存箱、有轨车、越野车等,或可保持或储存废塑料的任何其它装置。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,由塑料源112供应的废塑料可以为固体粒子的形式,如碎片、薄片或粉末。尽管未在图2中描绘,热解系统110还可包含可用于向系统110提供其它进料类型的其它类型的再循环废物的附加来源。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,废塑料可以包括一种或多种消费后废塑料,如例如高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、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)、聚四氟乙烯或其组合。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,废塑料可包括高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯或其组合。本文中所用的“消费后”是指先前已引入消费市场的非原生塑料。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,可从塑料源112供应含废塑料的进料。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,含废塑料的进料可以包含、基本由或由高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、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)、聚四氟乙烯或其组合组成。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,含废塑料的进料可以包含至少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(在每种情况下)重量%的至少一种、两种、三种、或四种不同种类的废塑料。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,塑料废物可包含不超过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(在每种情况下)重量%的聚氯乙烯和/或聚对苯二甲酸乙二醇酯。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,含废塑料的进料可以包含至少一种、两种、或三种增塑的塑料。提到“种类”由树脂ID代码1-7来确定。
如图2中所示,可以将来自塑料源112的固体废塑料进料供应到原料预处理单元114。而在原料预处理单元114中,引入的废塑料可经历许多预处理以促进后续热解反应。此类预处理可包括例如洗涤、机械搅拌、浮选、尺寸减小或其任意组合。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,可对引入的塑料废物施以机械搅拌或施以尺寸减小操作以降低塑料废物的粒度。此类机械搅拌可以通过本领域已知的任何混合、剪切或研磨装置供应,其可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75(在每种情况下)%。
接下来,可以将预处理的塑料进料引入塑料进料系统116。该塑料进料系统116可配置为将塑料进料引入热解反应器118。塑料进料系统116可以包含能够将固体塑料进料进料到热解反应器118中的本领域中已知的任何系统。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,塑料进料系统116可以包含螺旋进料器、料斗、气动输送系统、机械金属系统或链,或其组合。
当在热解反应器118中时,可对至少一部分塑料进料施以热解反应,该热解反应产生包含热解油(例如r-热解油)和热解气体(例如r-热解气体)的热解流出物。热解反应器118例如可以是挤出机、管式反应器、罐、搅拌罐反应器、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、超声或超音速反应器、或高压釜、或这些反应器的组合。
通常,热解是涉及引入的进料的化学和热分解的过程。尽管所有热解过程的特征通常可在于基本不含氧的反应环境,但例如可通过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以及存在或不存在热解催化剂来进一步限定热解过程。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解反应可以包括在基本上不含氧的气氛中或在相对于环境空气含有较少氧的气氛中加热和转化塑料进料。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解反应器118内的气氛可包含不超过5、或不超过4、或不超过3、或不超过2、或不超过1、或不超过0.5(在每种情况下)重量%的氧气。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解过程可在惰性气体如氮气、二氧化碳和/或水蒸气的存在下进行。此外或或者,在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解过程可以在还原性气体如氢气和/或一氧化碳的存在下进行。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,可以调节热解反应器118中的温度以促进某些最终产物的生产。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解反应器118中的热解温度可以为至少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℃。此外或或者,在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解反应器118中的热解温度可以为不超过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℃。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解反应器118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℃、500至1,100℃、600至1,100℃、或650至1,000℃。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解反应的停留时间可以为至少1、或至少2、或至少3、或至少4(在每种情况下)秒,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(在每种情况下)分钟。此外或或者,在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解反应的停留时间可以为不超过6小时、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1、或不超过0.5(在每种情况下)小时。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解反应的停留时间可以为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。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解反应器118中的压力可以保持在至少0.1、或至少0.2、或至少0.3(在每种情况下)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(在每种情况下)巴的压力下。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解反应器18中的压力可以保持在大气压附近或在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巴下。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解催化剂可在引入热解反应器118之前引入塑料进料和/或直接引入热解反应器118以制造r-催化热解油,或通过催化热解过程制得的r-热解油。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合或与本文中提及的任何实施方案组合,催化剂可以包含:(i)固体酸,如沸石(例如ZSM-5、丝光沸石、β沸石、镁碱沸石和/或Y沸石);(ii)超酸,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,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)铝碳酸镁和其它粘土;(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。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解反应器118中的热解反应在基本不存在催化剂,特别是上述催化剂的情况下进行。在此类实施方案中,仍可向热解反应器118中引入非催化的、保温的惰性添加剂(如砂)以促进反应器118内的热传递。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解反应器118中的热解反应可在基本不存在热解催化剂的情况下、在350至550℃的温度下、在0.1至60巴的压力下和在0.2秒至4小时或0.5小时至3小时的停留时间下进行。
再次参考图2,离开热解反应器118的热解流出物120通常包含热解气体、热解蒸气和残余固体。如本文中所用,在热解反应过程中产生的蒸气可互换地称为“热解油”,其是指冷凝为其液态时的蒸气。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解流出物20中的固体可包含焦炭粒子、灰分、未转化的塑料固体、来自原料的其它未转化固体和/或废催化剂(如果使用催化剂的话)。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解流出物120可包含至少20、或至少25、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、或至少70、或至少75、或至少80(在每种情况下)重量%的热解蒸气,其可随后冷凝为所得热解油(例如r-热解油)。此外或或者,在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解流出物120可包含不超过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(在每种情况下)重量%的热解蒸气。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解流出物120可包含20至99重量%、40至90重量%、或55至90重量%的热解蒸气。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解流出物120可包含至少1、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(在每种情况下)重量%的热解气体(例如r-热解气体)。如本文中所用,“热解气体”是指经由热解产生并在标准温度和压力(STP)下为气体的组合物。此外或或者,在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解流出物20可包含不超过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、或不超过20、或不超过15(在每种情况下)重量%的热解气体。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解流出物120可包含 1至90重量%、或5至60重量%、或10至60重量%、或10至30重量%、或5至30重量%的热解气体。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解流出物120可包含不超过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(在每种情况下)重量%的残余固体。
在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,提供了含有热解油(r-热解油)的裂解器进料组合物,并且r-热解油组合物含有再循环物催化热解油(r-催化热解油)和再循环物热热解油(r-热热解油)。r-热热解油是在没有添加热解催化剂的情况下制得的热解油。裂解器原料可以包含至少5、10、15、或20重量%的r-催化热解油,任选已经被加氢处理。含有r-热热解油和r-催化热解油的r-热解油可以根据本文中所述的任何方法裂解以提供含烯烃流出物物流。r-催化热解油可以与r-热热解油共混以形成在裂解器单元中裂解的共混物流。任选地,共混物流可以含有不超过10、5、3、2、1重量%的未经加氢处理的r-催化热解油。
在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,r-热解油不含有r-催化热解油。
如图2中所示,可以将来自热解反应器118的转化流出物120引入固体分离器122。该固体分离器122可以是能够将固体与气体和蒸汽分离的任何常规装置,如旋风分离器或气体过滤器或其组合。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,固体分离器122从转化流出物120中除去大部分固体。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,可将在固体分离器122中回收的固体粒子24的至少一部分引入任选的再生器126中用于再生,通常通过燃烧。在再生后,可以将热再生固体128的至少一部分直接引入热解反应器118。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,在固体分离器122中回收的固体粒子124的至少一部分可直接回引到热解反应器118中,尤其是如果固体粒子124含有显著量的未转化塑料废物。固体可以通过管线145从再生器126中移除并排出系统。
回到图2,可将来自固体分离器122的剩余气体和蒸汽转化产物130引入分馏器132。在分馏器132中,热解油蒸汽的至少一部分可与热解气体分离以便由此形成热解气体产物物流134和热解油蒸汽物流136。适于用作分馏器132的系统可包括例如蒸馏塔、膜分离单元、骤冷塔、冷凝器或本领域中已知的任何其它已知分离单元。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,可将在分馏器132中产生的任何残余固体146引入任选的再生器126以便进行额外的处理。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,可将热解油蒸汽物流136的至少一部分引入骤冷单元138中以便将热解蒸气至少部分骤冷成其液体形式(即热解油)。骤冷单元138可包含本领域中已知的任何合适的骤冷系统,如骤冷塔。所得液体热解油物流140可从系统110中移除并用于本文中描述的其它下游应用。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,液体热解油物流140在用于本文中所述的任何下游应用之前可不进行任何附加处理,如加氢处理和/或氢化。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合或与本文中提及的任何实施方案组合,可将热解油蒸汽物流136的至少一部分引入加氢处理单元142以便进一步精制。加氢处理单元142可包含加氢裂解器、用氢气进物流操作的催化裂解器、加氢处理单元和/或氢化单元。在加氢处理单元142中,热解油蒸汽物流136可用氢气和/或其它还原性气体处理以便进一步使热解油中的烃饱和并从热解油中除去不合意的副产物。可将所得加氢处理的热解油蒸汽物流144移除并引入骤冷单元138。或者,可将热解油蒸汽冷却、液化、并随后用氢气和/或其它还原性气体处理以便进一步使热解油中的烃饱和。在这种情况下,氢化或加氢处理在液相热解油中进行。在该实施方案中,在氢化后或加氢处理后不需要骤冷步骤。
本文中描述的热解系统110可产生热解油(例如r-热解油)和热解气体(例如r-热解气体),其可基于其合意的配制物直接用于各种下游应用。下面描述热解油和热解气体的各种特性和性质。应当注意的是,虽然单独列举了所有以下特性和性质,设想热解油或热解气体的以下特性和/或性质的每一种不是相互排斥的,并可合并和以任意组合存在。
热解油可主要包含每分子具有4至30个碳原子的烃(例如C4至C30烃)。本文中所用的术语“Cx”或“Cx烃”是指每分子包括总计x个碳的烃化合物,并涵盖具有碳原子数的所有烯烃、链烷烃、芳族化合物和异构体。例如,正构、异构和叔丁烷和丁烯和丁二烯分子均落入一般描述“C4”。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,进料至裂解炉的热解油基于热解油的重量计可具有至少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)重量%的C4-C30烃含量。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,进料至炉的热解油可以主要包含C5-C25、C5-C22、或C5-C20烃,或基于热解油的重量计可包含至少大约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)重量%的C5-C25、C5-C22、或C5-C20烃。
气体炉可以容许热解油原料中的多种烃数,由此无需对热解油原料施以分离技术以便将较小或较轻质的烃馏分输送至裂解炉。在一个实施方案中或在任何提及的实施方案中,在将热解油进料至裂解炉之前,在从热解制造商输送后,不对热解油施以将重质烃馏分与轻质烃馏分相对于彼此分离的分离过程。将热解油进料至气体炉允许使用含有重质尾馏分或12或更高碳数的热解油。在一个实施方案中或在任何提及的实施方案中,进料至裂解炉的热解油是含有至少3重量%、或至少5重量%、或至少8重量%、或至少10重量%、或至少12重量%、或至少15重量%、或至少18重量%、或至少20重量%、或至少25重量%、或至少30重量%、或至少35重量%、或至少40重量%、或至少45重量%、或至少50重量%、或至少55重量%、或至少60重量%的在C12至C25范围内(含端点)、或在C14至C25范围内(含端点)、或在C16至C25范围内(含端点)的烃的C5至C25烃物流。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解油基于热解油的重量计可具有至少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(在每种情况下)重量%的C6至C12 烃含量。此外或或者,在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解油可具有不超过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(在每种情况下)重量%的C6-C12烃含量。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解油可具有10至95重量%、20至80重量%、或35至80重量%的C6-C12烃含量。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解油可具有至少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(在每种情况下)重量%的C13至C23烃含量。此外或或者,在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解油可具有不超过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(在每种情况下)重量%的C13至C23烃含量。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解油可具有1至80重量%、5至65重量%、或10至60重量%的C13至C23烃含量。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,r-热解油、或进料至裂解炉的r-热解油、或进料至在进料-热解油之前接收主要C2-C4原料的裂解炉的r-热解油(并且通篇提及r-热解油或热解油包括这些实施方案中的任一种)可具有至少1、或至少2、或至少3、或至少4、或至少5(在每种情况下)重量%的C24+烃含量。此外或或者,在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解油可具有不超过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(在每种情况下)重量%的C24+烃含量。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解油可具有1至15重量%、3至15重量%、2至5重量%、或5至10重量%的C24+烃含量。
热解油还可包括各种量的烯烃、芳族化合物和其它化合物。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解油包括至少1、或至少2、或至少5、或至少10、或至少15、或至少20(在每种情况下)重量%的烯烃和/或芳族化合物。此外或或者,在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解油可包括不超过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2、或不超过1(在每种情况下)重量%的烯烃和/或芳族化合物。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解油可具有不超过25、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、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(在每种情况下)重量%的芳族含量。在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,热解油具有不高于15、或不超过10、或不超过8、或不超过6(在每种情况下)重量%的芳族含量。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解油可具有至少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(在每种情况下)重量%的环烷烃含量。此外或或者,在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解油可具有不超过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10、或不超过5、或不超过2、或不超过1、或不超过0.5(在每种情况下)重量%、或不可检测量的环烷烃含量。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解油可具有不超过5、或不超过2、或不超过1重量%、或不可检测量的环烷烃含量。或者,热解油可含有1至50重量%、5至50重量%、或10至45重量%的环烷烃,尤其是如果对r-热解油施以加氢处理过程的话。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解油可具有至少25、或至少30、或至少35、或至少40、或至少45、或至少50(在每种情况下)重量%的链烷烃含量。此外或或者,在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解油可具有不超过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(在每种情况下)重量%的链烷烃含量。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解油可具有25至90重量%、35至90重量%、或40至80、或40-70、或40-65重量%的链烷烃含量。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解油可具有至少5、或至少10、或至少15、或至少25、或至少30、或至少35、或至少40、或至少45、或至少50(在每种情况下)重量%的正链烷烃含量。此外或或者,在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解油可具有不超过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(在每种情况下)重量%的正链烷烃含量。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解油可具有25至90重量%、35至90重量%、或40-70、或40-65、或50至80重量%的正链烷烃含量。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解油可具有至少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的链烷烃对烯烃的重量比。此外或或者,在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解油可具有不超过3:1、或不超过2.5:1、或不超过2:1、或不超过1.5:1、或不超过1.4:1、或不超过1.3:1的链烷烃对烯烃的重量比。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解油可具有0.2:1至5:1、或1:1至4.5:1、或1.5:1至5:1、或1.5:1: 4.5:1、或0.2:1至4:1、或0.2:1至3:1, 0.5:1至3:1、或1:1至3:1的链烷烃对烯烃的重量比。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解油可具有至少0.001:1、或至少0.1:1、或至少0.2:1、或至少0.5:1、或至少1:1、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15:1、或至少20:1的正链烷烃对异链烷烃的重量比。此外或或者,在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解油可具有不超过100:1、7或不超过75:1、或不超过50:1、或不超过40:1、或不超过30:1的正链烷烃对异链烷烃的重量比。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解油可具有1:1至100:1、4:1至100:1、或15:1至100:1的正链烷烃对异链烷烃的重量比。
应当指出,所有上述烃重量百分比可使用气相色谱法-质谱法(GC-MS)来测定。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解油可表现出至少0.6 g/cm3、或至少0.65 g/cm3、或至少0.7 g/cm3的在15℃下的密度。此外或或者,在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解油可表现出不超过1 g/cm3、或不超过0.95 g/cm3、或不超过0.9 g/cm3、或不超过0.85 g/cm3的在15℃下的密度。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解油表现出0.6至1 g/cm3、0.65至0.95 g/cm3、或0.7至0.9 g/cm3的在15℃下的密度。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解油可表现出至少28、或至少29、或至少30、或至少31、或至少32、或至少33的在15℃下的API比重。此外或或者,在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解油可表现出不超过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、或不超过44的在15℃下的API比重。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解油表现出28至50、29至58、或30至44的在15℃下的API比重。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解油可具有至少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℃的中沸点。值可以根据ASTM D-2887或工作实例中描述的程序来测量。如果在任一方法下获得该值,满足具有所述值的中沸点。此外或或者,在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解油可具有不超过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。值可以根据ASTM D-2887或工作实例二者之一中描述的程序来测量。如果在任一方法下获得值,满足具有所述值的中沸点。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解油可具有75至250℃、90至225℃、或115至190℃的中沸点。如本文中所用的“中沸点”是指当50重量%的热解油在中沸点之上沸腾且50重量%在中沸点之下沸腾时热解油的中间沸点温度。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解油的沸点范围可使得热解油的不超过10%具有250℃、280℃、290℃、300℃、或310℃的终沸点(FBP)。为了测定FBP,可以采用根据ASTM D-2887或工作实例中描述的程序,并且如果在任一方法下获得该值,满足具有所述值的FBP。
转向热解气体,热解气体可以具有至少1、或至少2、或至少5、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重量%的甲烷含量。此外或或者,在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解气体可以具有不超过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(在每种情况下)重量%的甲烷含量。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解气体可以具有1至50重量%、5至50重量%、或15至45重量%的甲烷含量。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解气体可以具有至少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15、或至少20、或至少25(在每种情况下)重量%的C3烃含量。此外或或者,在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解气体可以具有不超过50、或不超过45、或不超过40、或不超过35、或不超过30(在每种情况下)重量%的C3烃含量。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解气体可以具有1至50重量%、5至50重量%、或20至50重量%的C3烃含量。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解气体可以具有至少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、或至少16、或至少17、或至少18、或至少19、或至少 20(在每种情况下)重量%的C4 烃含量。此外或或者,在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解气体可以具有不超过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(在每种情况下)重量%的C4 烃含量。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解气体可以具有1至50重量%、5至50重量%、或20至50重量%的C4烃含量。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,本发明的热解油可以是再循环物热解油组合物(r-热解油)。
下面更详细地描述可利用上文公开的热解油和/或热解气体的各种下游应用。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,可在引入下游单元(如裂解炉)之前对热解油施以一个或多个处理步骤。合适的处理步骤的实例可以包括但不限于分离不太合意的组分(例如含氮化合物、含氧化合物(oxygenates)和/或烯烃和芳族化合物)、蒸馏以提供特定的热解油组合物、以及预热。
现在转向图3,显示了根据一个实施方案或与本文中提及的任何实施方案组合的用于热解油的处理区的示意图。
如图3中示出的的处理区220中所示,由再循环废物物流250在热解系统210中制得的r-热解油252的至少一部分可通过处理区220,如例如分离器,其可将r-热解油分离成轻质热解油馏分254和重质热解油馏分256。用于此类分离的分离器220可以是任何合适的类型,包括单级蒸汽液体分离器或“闪蒸”塔,或多级蒸馏塔。容器可包括或不包括内部构件,并可使用或不使用回流和/或沸腾物流。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,重质馏分可具有至少10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80或85重量%的C4至C7含量或C8+含量。轻质馏分可包括至少大约10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80或85%的C3和较轻(C3-)或C7和较轻(C7-)含量。在一些实施方案中,分离器可将所需组分浓缩到重质馏分中,使得重质馏分的C4至C7含量或C8+含量可比从热解区中提取的热解油的C4至C7含量或C8+含量高至少10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、7、80、85、90、95、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145或150%。如图3中所示,如下文更详细地讨论的那样,可将至少一部分重质馏分送至裂解炉230以便作为r-热解油组合物或r-热解油组合物的一部分裂解以形成含烯烃流出物258。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解油在处理区中加氢处理,而在其它实施方案中,热解油在进入下游单元如裂解炉之前不进行加氢处理。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解油在任何下游应用之前根本不进行预处理,并可直接由热解油源送出。离开预处理区的热解油的温度可以为15至55℃、30至55℃、49至40℃、15至50℃、20至45℃、或25至40℃。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,r-热解油可与非再循环裂解器物流合并以最小化合并的裂解器进料中存在的不太合意的化合物的量。例如,当r-热解油具有一定浓度的不太合意的化合物(如例如杂质,如含氧化合物、芳族化合物或本文中描述的其它化合物)时,r-热解油可使得合并物流中不太合意的化合物的总浓度比化合物在r-热解油物流中的原始含量低至少40、50、55、60、65、70、75、80、85、90或95%的量与裂解器原料合并(以r-热解油与合并物流之间的差值除以r-热解油含量来计算,表示为百分比)。在一些情况下,要与r-热解油物流合并的非再循环裂解器进料的量可通过以下确定:将r-热解油中存在的一种或多种不太合意的化合物的实测量与一种或多种化合物的目标值进行比较以确定差值,并且随后基于该差值确定要添加到r-热解油物流中的非再循环烃的量。r-热解油和非再循环烃的量可以在本文中所述的一个或多个范围内。
r-乙烯的至少一部分可以直接或间接衍生自r-热解油的裂解。由裂解(r-热解油)获得r-烯烃的方法可以如下并如图4中所述。
现在转向图4,示出了与用于制造获自裂解r-热解油的r-组合物的系统的裂解炉20和分离区30相关的步骤的方框流程图。如图4中所示,可将包含r-热解油的进料物流(含r-热解油的进料物流)单独或与非再循环裂解器进料物流组合引入裂解炉20。产生r-热解油的热解单元可以与生产设施同地协作。在其它实施方案中,r-热解油可以源于远程热解单元并运输至生产设施。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,含r-热解油的进料物流基于含r-热解油进料物流的总重量计可以至少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、或至少85、或至少90、或至少95、或至少97、或至少98、或至少99、或至少100(在每种情况下)重量%和/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、或不超过20(在每种情况下)重量%的量含有r-热解油。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,r-热解油的至少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、或至少70、或至少75、或至少80、或至少85、或至少90、或至少97、或至少98、或至少99、或100(在每种情况下)重量%和/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、或不超过20、或不超过15、或不超过10(在每种情况下)重量%获自废物物流的热解。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,r-热解油的至少一部分获自包含塑料废物的原料的热解。合意地,r-热解油的至少90、或至少95、或至少97、或至少98、或至少99、或至少100(or at least or 100)(在每种情况下)重量%获自包含塑料废物的原料、或包含至少50重量%塑料废物的原料、或包含至少80重量%塑料废物的原料、或包含至少90重量%塑料废物的原料、或包含至少95重量%塑料废物的原料的热解。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,r-热解油可以具有上文所描述关于热解油的组成特性的任一种或组合。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,r-热解油可包含至少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(在每种情况下)重量%的C4-C30烃,并如本文中所用,烃包括脂族、脂环族、芳族和杂环族化合物。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,r-热解油可以主要包含C5-C25、C5-C22、或C5-C20烃,或可包含至少55、60、65、70、75、80、85、90、或95重量%的C5-C25、C5-C22、或C5-C20烃。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,r-热解油组合物可以以超过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、10:1、20:1、或至少40:1的重量比包含C4-C12脂族化合物(支链或非支链烷烃和烯烃,包括二烯烃,以及脂环族化合物)和C13-C22脂族化合物,各自按重量计并基于r-热解油的重量。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,r-热解油组合物可以以超过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、10:1、20:1、或至少40:1的重量比包含C13-C22脂族化合物(支链或非支链烷烃和烯烃,包括二烯烃,以及脂环族化合物)和C4-C12脂族化合物,各自按重量计并基于r-热解油的重量。
在一个实施方案中,在r-热解油中浓度最高的两种脂族烃(支链或非支链烷烃和烯烃,以及脂环族化合物)在C5-C18、或C5-C16、或C5-C14、或C5-C10、或C5-C8的范围内(含端点)。
r-热解油可以包括链烷烃、环烷烃或环状脂族烃、芳族化合物、含有芳族的化合物、烯烃、含氧化合物和聚合物、杂原子化合物或聚合物、和其它化合物或聚合物中的一种或多种。
例如,在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,r-热解油基于r-热解油的总重量计可包含至少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(在每种情况下)重量%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、或不超过25、或不超过20、或不超过15(在每种情况下)重量%的链烷烃(或直链或支链的烷烃)。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,热解油基于r-热解油组合物的重量计可具有25至90、35至90、或40至80、或40-70、或40-65重量%、或5-50、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)重量%的链烷烃含量。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,r-热解油可以以0、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)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、或不超过2、或不超过1、或不超过0.5(在每种情况下)重量%、或不可检测量的量包含环烷烃或环状脂族烃。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,r-热解油可具有不超过5、或不超过2、或不超过1重量%、或不可检测量或环烷烃的环烷烃含量。r-热解油中含有的环烷烃(或环状脂族烃)量的范围实例基于r-热解油组合物的重量计为0-35、或0-30、或0-25、或2-20、或2-15、或2-10、或1-10(在每种情况下)重量%。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,r-热解油可具有至少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的链烷烃对烯烃的重量比。此外或或者,在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,r-热解油可具有不超过3:1、或不超过2.5:1、或不超过2:1、或不超过1.5:1、或不超过1.4:1、或不超过1.3:1的链烷烃对烯烃的重量比。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,r-热解油可具有0.2:1至5:1、或1:1至4.5:1、或1.5:1至5:1、或1.5:1: 4.5:1、或0.2:1至4:1、或0.2:1至3:1、或0.5:1至3:1、或1:1至3:1的链烷烃对烯烃的重量比。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,r-热解油可具有至少0.001:1、或至少0.1:1、或至少0.2:1、或至少0.5:1、或至少1:1、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15:1、或至少20:1的正链烷烃对异链烷烃的重量比。此外或或者,在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,r-热解油可具有不超过100:1、或不超过50:1、或不超过40:1、或不超过30:1的正链烷烃对异链烷烃的重量比。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,r-热解油可具有1:1至100:1、4:1至100:1、或15:1至100:1的正链烷烃对异链烷烃的重量比。
在一个实施方案中,r-热解油基于r-热解油的总重量计包含不超过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(在每种情况下)重量%的芳族化合物。本文中所用的术语“芳族化合物”是指苯、甲苯、二甲苯和苯乙烯的总量(以重量计)。r-热解油基于r-热解油的总重量计可包含至少1、或至少2、或至少5、或至少8、或至少10(在每种情况下)重量%的芳族化合物。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,r-热解油基于r-热解油的总重量计可以以不超过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(在每种情况下)重量%、或不可检测的量包含含芳族化合物。含芳族化合物包括上述芳族化合物和含有芳族部分的任何化合物,如对苯二甲酸酯残基和稠环芳族化合物如萘和四氢化萘。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,r-热解油基于r-热解油的重量计可以以至少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(在每种情况下)重量%烯烃和/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、或不超过20、或不超过15、或不超过10(在每种情况下)重量%的量包含烯烃。所述烯烃包括单烯烃和二烯烃。合适的范围的实例包括基于r-热解油的重量计以5至45、或10-35、或15至30、或40-85、或45-85、或50-85、或55-85、或60-85、或65-85、或40-80、或45-80、或50-80、或55-80、或60-80、或65-80、45-80、或50-80、或55-80、或60-80、或65-80、或40-75、或45-75、或50-75、或55-75、或60-75、或65-75、或40-70、或45-70、或50-70、或55-70、或60-70、或65-70、或40-65、或45-65、或50-65、或55-65(在每种情况下)重量%的量存在的烯烃。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,r-热解油基于r-热解油的重量计可以以零或至少0.01、或至少0.1、或至少1、或至少2、或至少5(在每种情况下)重量%和/或不超过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(在每种情况下)重量%含氧化合物或聚合物的量包含含氧化合物或聚合物。含氧化合物和聚合物是含有氧原子的那些。合适的范围的实例包括基于r-热解油的重量计以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0.01-5(在每种情况下)重量%的量存在的含氧化合物。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,r-热解油中氧原子的量基于r-热解油的重量计可以为不超过10、或不超过8、或不超过5、或不超过4、或不超过3、或不超过2.75、或不超过2.5、或不超过2.25、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(在每种情况下)重量%。r-热解油中氧的量的实例基于r-热解油的重量计可以为0-8、或0-5、或0-3、或0-2.5或0-2、或0.001-5、或0.001-4、或0.001-3、或0.001-2.75、或0.001-2.5、或0.001-2、或0.001-1.5、或0.001-1、或0.001-0.5、或0.001-.1(在每种情况下)重量%。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,r-热解油基于r-热解油的重量计可以以至少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)重量%和/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6、或不超过5、或不超过3、或不超过2(在每种情况下)重量%的量包含杂原子化合物或聚合物。杂化合物或聚合物在该段中定义为含有氮、硫或磷的任何化合物或聚合物。出于确定r-热解油中存在的杂原子、杂化合物或杂聚合物的量的目的,任何其它原子不被视为杂原子。r-热解油可以含有基于r-热解油的重量计以不超过5、或不超过4、或不超过3、或不超过2.75、或不超过2.5、或不超过2.25、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0.075、或不超过0.05、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0.005、或不超过0.003、或不超过0.002(在每种情况下)重量%的量存在的杂原子。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合或与本文中提及的任何实施方案组合,在1 atm和25℃下水在r-热解油中的溶解度为基于r-热解油的重量计小于2重量%的水、或不超过1.5、或不超过1、或不超过0.5、或不超过0.1、或不超过0.075、或不超过0.05、或不超过0.025、或不超过0.01、或不超过0.005(在每种情况下)重量%的水。合意地,水在r-热解油中的溶解度为基于r-热解油的重量计不超过0.1重量%。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合或与本文中提及的任何实施方案组合,r-热解油基于r-热解油的重量计含有不超过2重量%的水、或不超过1.5、或不超过1、或不超过0.5、合意地或不超过0.1、或不超过0.075、或不超过0.05、或不超过0.025、或不超过0.01、或不超过0.005(在每种情况下)重量%的水。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合或与本文中提及的任何实施方案组合,r-热解油中的固体含量为基于r-热解油的重量计不超过1,或为不超过0.75、或不超过0.5、或不超过0.25、或不超过0.2、或不超过0.15、或不超过0.1、或不超过0.05、或不超过0.025、或不超过0.01、或不超过0.005、或不超过0.001(在每种情况下)重量%的固体。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合或与本文中提及的任何实施方案组合,r-热解油的硫含量基于r-热解油的重量计不超过2.5重量%,或为不超过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、合意地或不超过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)重量%。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合或与本文中提及的任何实施方案组合,r-热解油可以具有以下组成含量:
至少75重量%、或至少77、或至少80、或至少82、或至少85(在每种情况下)重量%和/或至多90、或至多88、或不超过86、或不超过85、或不超过83、或不超过82、或不超过80、或不超过77、或不超过75、或不超过73、或不超过70、或不超过68、或不超过65、或不超过63、或至多60(在每种情况下)重量%、合意地至少82%且至多93%的碳原子含量,和/或
至少10重量%、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、或至多11(在每种情况下)重量%的氢原子含量,
不超过10、或不超过8、或不超过5、或不超过4、或不超过3、或不超过2.75、或不超过2.5、或不超过2.25、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(在每种情况下)重量%的氧原子含量,
在每种情况下基于r-热解油的重量计。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,r-热解油中氢原子的量基于r-热解油的重量计可以为10-20、或10-18、或11-17、或12-16、或13-16、或13-15、或12-15(在每种情况下)重量%。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合或与本文中提及的任何实施方案组合,r-热解油的金属含量合意地较低,例如基于r-热解油的重量计为不超过2重量%、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0.2、或不超过0.15、或不超过0.1、或不超过0.05(在每种情况下)重量%。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合或与本文中提及的任何实施方案组合,r-热解油的碱金属和碱土金属或矿物含量合意地较低,例如基于r-热解油的重量计为不超过2重量%、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0.2、或不超过0.15、或不超过0.1、或不超过0.05(在每种情况下)重量%。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合或与本文中提及的任何实施方案组合,r-热解油中链烷烃对环烷烃的重量比基于r-热解油的重量计可以为至少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。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合或与本文中提及的任何实施方案组合,组合的链烷烃与环烷烃对芳族化合物的重量比基于r-热解油的重量计可以为至少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。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,r-热解油中组合的链烷烃与环烷烃对芳族化合物的重量比可以为50:1-1:1、或40:1-1:1、或30:1-1:1、或20:1-1:1、或30:1-3:1、或20:1-1:1、或20:1-5:1、或50:1-5:1、或30:1-5:1、或1:1-7:1、或1:1-5:1, 1:1-4:1、或1:1-3:1。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,r-热解油可具有由下文中所定义的其10%、其50%及其90%沸点中的一个或多个限定的沸点曲线。本文中所用的“沸点”是指通过ASTM D2887或根据工作实例中描述的程序测定的组合物的沸点。如果在任一方法下获得该值,则满足具有所述值的沸点。此外,本文中所用的“x%沸点”是指按照这些方法中的任一种x重量%的组合物沸腾时的沸点。
如通篇中所用,在所述温度下沸腾x%是指至少x%的组合物在所述温度下沸腾。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,裂解器进料物流或组合物的90%沸点可以为不超过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)℃和/或r-热解油的不超过25、20、15、10、5或2重量%可具有300℃或更高的沸点。
再次参照图3,可将r-热解油单独引入裂解炉或盘管或管中(例如在基于裂解器进料物流的重量计包含至少85、或至少90、或至少95、或至少99、或100重量%(在每种情况下)的热解油的物流中),或与一种或多种非再循环裂解器进料物流合并引入裂解炉或盘管或管中。当与非再循环裂解器进料物流一起引入裂解炉、盘管或管中时,r-热解油可基于合并物流的总重量计以至少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)重量%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)重量%的量存在。由此,非再循环裂解器进料物流或组合物可基于合并物流的总重量计以至少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(在每种情况下)重量%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)重量%的量存在于合并物流中。除非本文中另行说明,如下文所述的裂解器进料物流的性质适用于与包含r-热解油的物流组合(或不存在)前的非再循环裂解器进料物流,以及包括非再循环裂解器进料与r-热解油进料二者的合并裂解器物流二者之一。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,裂解器进料物流可包含含有主要为C2-C4烃的组合物、或含有主要为C5-C22烃的组合物。本文中所用的术语“主要为C2-C4烃”是指物流或组合物含有至少50重量%的C2-C4烃组分。C2-C4烃物流或组合物的具体类型的实例包括丙烷、乙烷、丁烷和LPG。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,裂解器进料基于进料的总重量计可包含至少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90、或至少95(在每种情况下)重量%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)重量%的C2-C4烃或直链烷烃。裂解器进料可以主要包含丙烷、主要包含乙烷、主要包含丁烷、或这些组分中的两种或更多种的组合。这些组分可以是非再循环组分。裂解器进料可以主要包含丙烷,或至少50摩尔%的丙烷、或至少80摩尔%的丙烷、或至少90摩尔%的丙烷、或至少93摩尔%的丙烷、或至少95摩尔%的丙烷(包括与原始进料合并的任何再循环物流)。裂解器进料可以包含HD5品质丙烷作为原始进料或新鲜进料。裂解器可以包含超过50摩尔%的乙烷、或至少80摩尔%的乙烷、或至少90摩尔%的乙烷、或至少95摩尔%的乙烷。这些组分可以是非再循环组分。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,裂解器进料物流可包含含有主要为C5-C22烃的组合物。本文中所用的术语“主要为C5-C22烃”是指物流或组合物包含至少50重量%的C5-C22烃组分。实例包括汽油、石脑油、中间馏出物、柴油、煤油。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,裂解器进料物流或组合物基于物流或组合物的总重量计可包含至少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)重量%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)重量%的C5-C22、或C5-C20烃。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,裂解器进料基于进料的总重量计可具有至少0.5、或至少1、或至少2、或至少5(在每种情况下)重量%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)重量%的C15和较重质组分(C15+)含量。
裂解器进料可具有由其10%、其50%及其90%沸点中的一个或多个限定的沸点曲线,沸点通过上述方法获得。此外,本文中所用的“x%沸点”是指按照上述方法中x重量%的组合物沸腾时的沸点。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,裂解器进料物流或组合物的90%沸点可以为不超过360、或不超过355、或不超过350、或不超过345、或不超过340、或不超过335、或不超过330、或不超过325、或不超过320、或不超过315、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(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)℃。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,裂解器进料物流或组合物的10%沸点可以为至少40、至少50、至少60、至少70、至少80、至少90、至少100、至少110、至少120、至少130、至少140、至少150、或至少155(在每种情况下)℃和/或不超过250、不超过240、不超过230、不超过220、不超过210、不超过200、不超过190、不超过180、或不超过170(在每种情况下)℃。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,裂解器进料物流或组合物的50%沸点可以为至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85、至少90、至少95、至少100、至少110、至少120、至少130、至少140、至少150、至少160、至少170、至少180、至少190、至少200、至少210、至少220、或至少230(在每种情况下)℃和/或不超过300、不超过290、不超过280、不超过270、不超过260、不超过250、不超过240、不超过230、不超过220、不超过210、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145℃。裂解器进料物流或组合物的50%沸点可以为65至160、70至150、80至145、85至140、85至230、90至220、95至200、100至190、110至180、200至300、210至290、220至280、230至270(在每种情况下)℃。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,裂解器原料或物流或组合物的90%沸点可以为至少350℃、10%沸点可以为至少60℃;和50%沸点可以为95℃至200℃。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,裂解器原料或物流或组合物的90%沸点可以为至少150℃、10%沸点可以为至少60℃,且50%沸点可以为80℃至145℃。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,裂解器原料或物流具有至少350℃的90%沸点、至少150℃的10%沸点、和220至280℃的50%沸点。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合或与本文中提及的任何实施方案组合,r-热解油在气体炉中裂解。气体炉是具有至少一个盘管的炉,所述至少一个盘管在对流区入口处的盘管入口处接收(或操作以接收)主要为蒸汽相的进料(超过50%重量的进料是蒸汽)(“气体盘管”)。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,气体盘管可以将主要为C2-C4的原料或主要为C2-C3的原料接收到对流段中的盘管入口,或者具有至少一个盘管,其接收超过50重量%的乙烷和/或超过50%的丙烷和/或超过50重量%的LPG,或在这些情况中的任一种下至少60重量%、或至少70重量%、或至少80重量%,基于进入盘管的裂解器进料的重量计,或者基于进入对流区的裂解器进料的重量计。气体炉可具有超过一个的气体盘管。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,对流区中或炉的对流箱内的至少25%的盘管、或至少50%的盘管、或至少60%的盘管、或所有盘管是气体盘管。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,气体盘管在对流区入口处的盘管入口处接收蒸汽相进料,其中进料的至少60重量%、或至少70重量%、或至少80重量%、或至少90重量%、或至少95重量%、或至少97重量%、或至少98重量%、或至少99重量%、或至少99.5重量%、或至少99.9重量%是蒸汽。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,r-热解油在开缝炉中裂解。所述开缝炉是一种类型的气体炉。开缝炉在同一炉中,或在同一对流区中、或在同一对流箱中含有至少一个气体盘管和至少一个液体盘管。液体盘管是在对流区入口处的盘管入口处接收主要为液相的进料(进料重量的超过50%为液体)的盘管(“液体盘管”)。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,液体盘管可以在对流段的入口处将主要为C5+的原料接收至盘管入口(“液体盘管”)。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,液体盘管可以将主要为C6-C22的原料或主要为C7-C16的原料接收到对流段中的盘管入口,或具有至少一个盘管,接收超过50重量%的石脑油、和/或超过50%的天然汽油、和/或超过50%的柴油、和/或超过JP-4、和/或超过50%的斯托达德溶剂、和/或超过50%的煤油、和/或超过50%的新鲜矿物杂酚油、和/或超过50%的JP-8或Jet-A、和/或超过50%的取暖用油、和/或超过50%的重质燃料油、和/或超过50%的C重油(bunker C)、和/或超过50%的润滑油,或在这些情况的任一种中为至少60重量%、或至少70重量%、或至少80重量%、或至少90重量%、或至少95重量%、或至少98重量%、或至少99重量%,基于进入液体盘管的裂解器进料的重量计,或者基于进入对流区的裂解器进料的重量计。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,对流区中或炉的对流箱内的至少一个盘管和不超过75%的盘管、或不超过50%的盘管、或不超过至少40%的盘管是液体盘管。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,液体盘管在对流区入口处的盘管入口处接收液相进料,其中进料的至少60重量%、或至少70重量%、或至少80重量%、或至少90重量%、或至少95重量%、或至少97重量%、或至少98重量%、或至少99重量%、或至少99.5重量%、或至少99.9重量%是液体。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,r-热解油在热气体裂解器中裂解。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,r-热解油在水蒸气的存在下在热水蒸气气体裂解器中裂解。水蒸气裂解是指在水蒸气的存在下烃的高温裂解(分解)。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,r-组合物直接或间接衍生自在气体炉中裂解r-热解油。气体炉中的盘管可以完全由气体盘管组成,或气体炉可以为开缝炉。
当含有r-热解油的进料物流与非再循环裂解器进料合并时,此类合并可在裂解炉上游、或在裂解炉中、或在单个盘管或管中进行。或者,可将含r-热解油的进料物流与非再循环裂解器进料分别引入炉中,并可同时通过炉的一部分或全部,而通过进料到同一炉(例如开缝炉)的单独的管中而彼此隔离。根据一个实施方案或与本文中提及的任何实施方案组合将含r-热解油的进料物流与非再循环裂解器进料引入裂解炉的方式在下文中更详细地描述。
现在转向图5,显示了适用于一个实施方案或与本文中提及的任何实施方案组合使用的裂解炉的示意图。
在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,提供了用于制造一种或多种烯烃的方法,包括:
(a)将包含再循环物热解油组合物(r-热解油)的第一裂解器进料进料至裂解炉;
(b)将第二裂解器进料进料至所述裂解炉,其中所述第二裂解器进料不包含所述r-热解油或按重量计包含少于所述第一裂解器进料物流的所述r-热解油;和
(c)在相应的第一和第二管中裂解所述第一与所述第二裂解器进料以形成含烯烃流出物物流。
r-热解油可以与裂解器物流合并以制造合并的裂解器物流,或如上所述第一裂解器物流。该第一裂解器物流可以是100%的r-热解油或非再循环裂解器物流与r-热解油的组合。步骤(a)和/或步骤(b)的进料可以在对流区上游或在对流区内进行。可以将r-热解油与非再循环裂解器物流合并以形成合并的裂解器物流或第一裂解器物流,并将其进料至对流区入口,或者r-热解油可以与非再循环裂解器物流一起单独进料至盘管或分配器的入口以便在对流区入口处形成第一裂解器物流,或r-热解油可以在对流区入口下游但在交叉(crossover)之前进料到含有非再循环裂解器进料的管中以便在管或盘管中制造第一裂解器物流或合并的裂解器物流。任何这些方法包括将第一裂解器物流进料到炉中。
添加到非再循环裂解器物流中以制造第一裂解器物流或合并的裂解器物流的r-热解油的量可以如上所述;例如以以下量:基于第一裂解器进料或合并的裂解器进料的总重量计(如上所述引入管中或在管内二者之一)为至少1、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90或95(在每种情况下)重量%和/或不超过95、90、85、80、75、70、65、60、55、60、55、50、45、40、35、30、25、20、15或1(在每种情况下)重量%。其它实例包括5-50、5-40、5-35、5-30、5-25、5-20、或5-15重量%。
第一裂解器物流在第一盘管或管中裂解。第二裂解器物流在第二盘管或管中裂解。第一和第二裂解器物流与第一和第二盘管或管二者均可以在同一裂解炉内。
第二裂解器物流可以不含r-热解油或按重量计包含少于第一裂解器进料物流的所述r-热解油。同样地,第二裂解器物流可以在第二盘管或管中仅含有非再循环裂解器进料。第二裂解器进料物流可以主要为C2至C4,或烃(例如非再循环物),或乙烷、丙烷或丁烷,其量在每种情况下基于第二盘管或管中的第二裂解器进料计为至少55、60、65、70、75、80、85或至少90重量%。如果在第二裂解器进料中包括r-热解油的话,此类r-热解油的量按重量计可以比第一裂解器进料中r-热解油的量少至少10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、97%或99%。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,尽管并未显示,可以提供汽化器以汽化C2-C5烃的冷凝原料350以确保进入对流箱312中的盘管入口或对流区310的入口的进料主要为蒸汽相进料。
图5中显示的裂解炉包括对流段或区310、辐射段或区320、和位于对流段与辐射段310和320之间的交叉段或区330。对流段310是炉300的接收来自热烟道气的热量的部分,并包括一组管或盘管324,裂解器物流350由所述一组管或盘管324通过。在对流段310中,通过来自穿行其中的热烟道气的对流来加热裂解器物流350。辐射段320是炉300的主要通过来自高温气体的辐射将热量传递到加热器管中的部分。辐射段320还包括多个燃烧器326,用于将热量引入炉的下部。炉包括火箱322,所述火箱322围绕并容纳辐射段320内的管,并且燃烧器定向至所述火箱322。交叉段330包括用于连接对流310和辐射段320的管道,并可将加热的裂解器物流在炉300内由一个段内部或外部转移至另一段。
当热燃烧气体向上上升通过炉烟囱时,气体可穿过对流段310,其中至少一部分废热可被回收并用于加热穿过对流段310的裂解器物流。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,裂解炉300可具有单个对流(预热)段310和单个辐射段320,而在其它实施方案中,炉可包括共用共同对流段的两个或更多个辐射段。烟囱附近的至少一个引风(I.D.)风扇316可控制通过炉的热烟道气流和加热分布,并且一个或多个热交换器340可用于冷却炉流出物370。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案(未显示)组合,结合或替换图5中显示的交换器(例如传输管线热交换器或TLE),可使用液体骤冷来冷却裂解的含烯烃流出物。
炉300还包括至少一个炉盘管324,裂解器物流经该炉盘管324穿过炉。炉盘管324可由对裂解器物流惰性并适于承受炉内的高温与热应力的任何材料形成。盘管可具有任何合适的形状,并可以例如具有圆形或椭圆形的横截面形状。
对流段310中的盘管或盘管内的管可具有至少1、或至少1.5、或至少2、或至少2.5、或至少3、或至少3.5、或至少4、或至少4.5、或至少5、或至少5.5、或至少6、或至少6.5、或至少7、或至少7.5、或至少8、或至少8.5、或至少9、或至少9.5、或至少10、或至少10.5(在每种情况下)厘米和/或不超过12、或不超过11.5、或不超过11, 1 或不超过0.5、或不超过10、或不超过9.5、或不超过9、或不超过8.5、或不超过8、或不超过7.5、或不超过7、或不超过6.5(在每种情况下)厘米的直径。一个或多个盘管的全部或一部分可以是基本上直的,或盘管的一个或多个可包括螺旋、扭曲或盘旋节段。盘管的一个或多个还可具有U形管或分体式U形管设计。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,管内部可以是光滑或基本光滑的,或一部分(或全部)可以是粗糙的,以尽量最小化焦化。或者或此外,管的内部部分可包括嵌件或翅片和/或表面金属添加剂以防止焦炭积聚。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,在对流段310中穿过的一个或多个炉盘管324的全部或一部分可水平取向,而穿过辐射段322的炉盘管的全部或至少一部分可垂直取向。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,单个炉盘管可既穿过对流段又穿过辐射段。或者,至少一个盘管可在炉内的一个或多个点处分成两个或更多个管,使得裂解器物流可沿平行的多个路径通过。例如,可将裂解器物流(包括r-热解油)350引入对流区310中的多个盘管入口,或引入辐射320或交叉段330中的多个管入口。当同时或几乎同时引入多个盘管或管入口时,可不调节引入每个盘管或管的r-热解油的量。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,r-热解油和/或裂解器物流可引入共同的集管中,其随后将r-热解油输送至多个盘管或管入口。
单个炉可以具有至少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个或更多个(在每种情况下)盘管。每个盘管的长度可以为5至100、10至75、或20至50米,并可以包括至少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10、或至少12、或至少14个或更多个管。单个盘管的管可以许多配置来布置,并且在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,可通过一个或多个180°(“U”)弯头来连接。图6中显示了具有多个管420的炉盘管410的一个实例。
烯烃工厂可以具有单个裂解炉,或其可以具有至少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个或更多个并联操作的裂解炉。任一炉或每个炉可以是气体裂解器、或液体裂解器、或开缝炉。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,炉是气体裂解器,其通过炉、或通过炉中的至少一个盘管、或通过炉中的至少一个管接收基于进入炉的所有裂解器进料的重量计含有至少50重量%、或至少75重量%、或至少85重量%、或至少90重量%的乙烷、丙烷、LPG或其组合的裂解器进料物流。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,炉是液体或石脑油裂解器,其通过炉、或通过炉中的至少一个盘管、或通过炉中的至少一个管接收基于进入炉的所有裂解器进料的重量计含有至少至少50重量%、或至少75重量%、或至少85重量%的具有C5-C22的碳数的液体(在25℃和1 atm下测量时)烃。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,裂解器是开缝炉,其通过炉、或通过炉中的至少一个盘管、或通过炉中的至少一个管接收含有至少50重量%、或至少75重量%、或至少85重量%、或至少90重量%的乙烷、丙烷、LPG或其组合的裂解器进料物流,并接收含有至少0.5重量%、或至少0.1重量%、或至少1重量%、或至少2重量%、或至少5重量%、或至少7重量%、或至少10重量%、或至少13重量%、或至少15重量%、或至少20重量%的液体和/或r-热解油(在25℃和1 atm下测量时)的裂解器进料物流,各自基于进入炉的所有裂解器进料的重量计。
现在转向图7,显示了将含r-热解油的进料物流和非再循环裂解器进料物流引入裂解炉的几个可能的位置。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,含r-热解油的进料物流550可与非再循环裂解器进料 552在对流段上游合并以形成合并的裂解器进料物流554,其可随后引入炉的对流段510。或者或此外,可将含r-热解油的进料550引入第一炉盘管,同时将非再循环裂解器进料 552引入在同一炉内、或在同一对流区内的单独或第二炉盘管。两个物流随后可彼此平行地行进穿过对流箱512内的对流段510、交叉530和辐射箱522内的辐射段520,使得每个物流在炉的入口到出口的大部分或全部行进路径上基本上彼此流体隔离。引入对流段510中的任何加热区的热解油物流可以流经对流段510,并作为汽化物流514b流入辐射箱522。在其它实施方案中,同样如图7中所示,当含r-热解油的进料物流550穿过对流段510中的炉盘管流入炉的交叉段530以形成合并的裂解器物流514a时,可将其引入非再循环裂解器物流552。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,在如图7中所示的第一加热区或第二加热区二者之一,可将r-热解油550引入第一炉盘管,或将附加量的r-热解油引入第二炉盘管。r-热解油550可在这些位置处通过喷嘴引入炉盘管。引入r-热解油进料的方便的方法是通过一个或多个用于将水蒸气进料到对流区中的盘管中的稀释水蒸气进料喷嘴。一个或多个稀释水蒸气喷嘴可用于注入r-热解油,或可以将新的喷嘴紧固到专用于注入r-热解油的盘管上。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,水蒸气与r-热解油二者可以通过喷嘴共同进料到盘管入口下游和交叉上游的炉盘管中,任选在图7中所示的对流区内的第一或第二加热区处。
当引入炉中时和/或当与含r-热解油的进料合并时,非再循环裂解器进料物流可以主要是液体并具有按体积计小于0.25、或按重量计小于0.25的蒸汽分数,或其可以主要是蒸汽并具有按体积计至少0.75、或按重量计至少0.75的蒸汽分数。类似地,当引入炉中时和/或当与非再循环裂解器物流合并时,含r-热解油的进料可以主要是蒸汽或主要是液体。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,r-热解油物流或裂解器进料物流的至少一部分或全部可在引入炉之前预热。如图8中所示,预热可以采用通过传热介质(如水蒸气、热冷凝物或一部分含烯烃流出物)加热的间接热交换器618或经由直接燃烧热交换器618来进行。预热步骤可以汽化全部或一部分包含r-热解油的物流,并可例如汽化包含r-热解油的物流的至少50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或99重量%。
当进行时,预热可以将含r-热解油的物流的温度提高至含r-热解油的物流的泡点温度的大约50、45、40、35、30、25、20、15、10、5或2℃内的温度。此外或或者,预热可以将包含r-热解油的物流的温度提高至低于物流的结焦温度至少5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90或100℃的温度。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,预热的r-热解油物流可以具有至少200、225、240、250或260℃和/或不超过375、350、340、330、325、320或315℃,或至少275、300、325、350、375或400℃和/或不超过600、575、550、525、500或475℃的温度。当雾化液体(如下文所解释)注入蒸汽相的加热裂解器物流时,液体可快速蒸发,使得例如整个合并的裂解器物流在注入后5、4、3、2或1秒内为蒸气(例如100%蒸气)。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,加热的r-热解油物流(或包含r-热解油的裂解器物流和非再循环裂解器物流)可以任选穿过蒸气-液体分离器以除去任何残留的重质或液体组分(如果存在的话)。随后可将所得轻质馏分单独或与如本文各种实施方案中所述的一种或多种其它裂解器物流组合引入裂解炉中。例如,在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,r-热解油物流可以包含至少1、2、5、8、10或12重量%的C15和较重质的组分。分离可以从r-热解油物流中除去至少50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或99重量%的重质组分。
回到图7,可在对流段入口处或附近将裂解器进料物流(单独或与r-热解油进料物流合并时)引入炉盘管。裂解器物流随后可穿过对流段510中的炉盘管的至少一部分,并可在某些点处添加稀释水蒸气以控制炉中的温度和裂解苛刻度。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,水蒸气可在对流段上游或入口处添加,或其可在对流段入口下游添加——在对流段中,在交叉段、或在辐射段上游或入口处。类似地,包含r-热解油的物流与非再循环裂解器物流(单独或与水蒸气组合)也可引入对流段中或上游或入口处,对流段入口的下游——在对流段中、在交叉段、或在辐射段入口处。水蒸气可与r-热解油物流和/或裂解器物流合并,并且合并的物流可在这些位置中的一个或多个处引入,或水蒸气与r-热解油和/或非再循环裂解器物流可单独添加。
当与水蒸气合并并进料至炉的交叉段中或附近时,r-热解油和/或裂解器物流可以具有500、510、520、530、540、550、560、570、580、590、600、610、620、630、640、650、660、670或680℃和/或不超过850、840、830、820、810、800、790、780、770、760、750、740、730、720、710、705、700、695、690、685、680、675、670、665、660、655或650℃的温度。所得水蒸气和r-热解油物流可以具有按重量计至少0.75、0.80、0.85、0.90或至少0.95,或按体积计至少0.75、0.80、0.85、0.90和0.95的蒸汽分数。
当与水蒸气合并并进料至对流段510的入口中或附近时,r-热解油和/或裂解器物流可以具有至少30、35、40、45、50、55、60或65和/或不超过100、90、80、70、60、50或45℃的温度。
添加的水蒸气的量可取决于操作条件,包括进料类型和所需产物,但可以添加以实现可以为至少0.10:1、0.15:1、0.20:1、0.25:1、0.27:1、0.30:1、0.32:1、0.35:1、0.37:1、0.40:1、0.42:1、0.45:1、0.47:1、0.50:1、0.52:1、0.55:1、0.57:1、0.60:1、0.62:1、0.65:1和/或不超过大约1:1、0.95:1、0.90:1、0.85:1、0.80:1、0.75:1、0.72:1、0.70:1、0.67:1、0.65:1、0.62:1、0.60:1、0.57:1、0.55:1、0.52:1、0.50:1的水蒸气对烃的比,或其可以为0.1:1至1.0:1、0.15:1至0.9:1、0.2:1至0.8:1、0.3:1至0.75:1、或0.4:1至0.6:1。当确定“水蒸气对烃”的比时,包括所有烃组分且比按重量计。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,水蒸气可使用在同一炉的对流段中加热的单独的锅炉进料水/水蒸气管来制造(在图7中未显示)。当裂解器物流具有0.60至0.95、或0.65至0.90、或0.70至0.90的蒸汽分数时,水蒸气可添加到裂解器进料(或炉中的任何中间体裂解器物流)中。
在将含r-热解油的进料物流与非再循环进料物流分开引入裂解炉时,r-热解油和/或含r-热解油的物流的摩尔流速可不同于非再循环进料物流的摩尔流速。在一个实施方案中或与任何其它提及的实施方案组合,提供了通过以下制造一种或多种烯烃的方法:
(a)将具有r-热解油的第一裂解器物流进料至裂解炉中的第一管入口;
(b)将含有或主要含有C2至C4烃的第二裂解器物流进料至裂解炉中的第二管入口,其中所述第二管与所述第一管分开,并且在第一管入口处进料的第一裂解器物流的总摩尔流速低于在没有水蒸气影响的情况下计算的进入第二管入口的第二裂解器物流的总摩尔流速。步骤(a)和步骤(b)的进料可以是到相应的盘管入口。
例如,r-热解油或第一裂解器物流在穿过裂解炉中的管时的摩尔流速可比穿过另一管或第二管的非再循环进料物流或第二裂解器物流中的烃组分(例如C2-C4或C5-C22)的流速低至少5%、7%、10%、12%、15%、17%、20%、22%、25%、27%、30%、35%、40%、45%、50%、55%或60%。当在含r-热解油的物流或第一裂解器物流中以及在第二裂解器物流或非再循环进料物流中存在水蒸气时,含r-热解油的物流或第一裂解器物流(包括r-热解油和稀释水蒸气)的总摩尔流速可比非再循环裂解器原料或第二裂解器物流的总摩尔流速(包括烃和稀释水蒸气)高至少5%、7%、10%、12%、15%、17%、20%、22%、25%、27%、30%、35%、40%、45%、50%、55%或60%(其中百分比计算为两种摩尔流速之间的差值除以非再循环物流的流速)。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,含r-热解油的进料物流(第一裂解器物流)中r-热解油在炉管内的摩尔流速可比非再循环裂解器物流(第二裂解器物流)中的烃(例如C2-C4或C5-C22)的摩尔流速低至少0.01、0.02、0.025、0.03、0.035和/或不超过0.06、0.055、0.05、0.045 kmol-lb/hr。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,r-热解油与裂解器进料物流的摩尔流速可基本类似,使得两种摩尔流速彼此在0.005、0.001或0.0005 kmol-lb/hr内。r-热解油在炉管中的摩尔流速可以为至少0.0005、0.001、0.0025、0.005、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.10、0.11、0.12、0.13、0.14或0.15千摩尔-磅/小时(kmol-lb/hr)和/或不超过0.25、0.24、0.23、0.22、0.21、0.20、0.19、0.18、0.17、0.16、0.15、0.14、0.13、0.08、0.05、0.025、0.01或0.008kmol-lb/hr,而烃组分在其它一个或多个盘管中的摩尔流速可以为至少0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.10、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.17、0.18和/或不超过0.30、0.29、0.28、0.27、0.26、0.25、0.24、0.23、0.22、0.21、0.20、0.19、0.18、0.17、0.16、0.15 kmol-lb/hr。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,含r-热解油的物流(第一裂解器物流)的总摩尔流速可以比非再循环进料物流(第二裂解器物流)的总摩尔流速低至少0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09和/或不超过0.30、0.25、0.20、0.15、0.13、0.10、0.09、0.08、0.07或0.06 kmol-lb/hr,或与非再循环进料物流(第二裂解器物流)的总摩尔流速相同。含r-热解油的物流(第一裂解器物流)的总摩尔流速可以比第二裂解器物流的总摩尔流速高至少0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07和/或不超过0.10、0.09、0.08、0.07或0.06 kmol-lb/hr,而非再循环进料物流(第二裂解器物流)的总摩尔流速可以为至少0.20、0.21、0.22、0.23、0.24、0.25、0.26、0.27、0.28、0.29、0.30、0.31、0.32、0.33和/或不超过0.50、0.49、0.48、0.47. 0.46、0.45、0.44、0.43、0.42、0.41、0.40kmol-lb/hr。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,含r-热解油的物流或第一裂解器物流具有与非再循环进料物流或第二裂解器物流的水蒸气对烃的比相差至少5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75或80%的水蒸气对烃的比。该水蒸气对烃的比可以更高或更低。例如,含r-热解油的物流或第一裂解器物流的水蒸气对烃的比与非再循环进料物流或第二裂解器物流的水蒸气对烃的比相差至少0.01、0.025、0.05、0.075、0.10、0.125、0.15、0.175或0.20和/或不超过0.3、0.27、0.25、0.22或0.20。含r-热解油的物流或第一裂解器物流的水蒸气对烃的比可以为至少0.3、0.32、0.35、0.37、0.4、0.42、0.45、0.47、0.5和/或不超过0.7、0.67、0.65、0.62、0.6、0.57、0.55、0.52或0.5,并且非再循环裂解器进料或第二裂解器物流的水蒸气对烃比可以为至少0.02、0.05、0.07、0.10、0.12、0.15、0.17、0.20、0.25和/或不超过0.45、0.42、0.40、0.37、0.35、0.32或0.30。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,当物流单独引入并通过炉时,含r-热解油的物流在穿过裂解炉中的交叉段时的温度可以不同于非再循环裂解器进料在其穿过交叉段时的温度。例如,r-热解油物流在其穿过交叉段时的温度可与在另一盘管中穿过交叉段的非再循环烃物流(例如C2-C4或C5-C22)的温度相差至少0.01%、0.5%、1%、1.5%、2%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%或75%。温度可以根据下式基于非再循环物流的温度来计算:
[(r-热解油物流的温度 – 非再循环裂解器物流的温度)]/(非再循环裂解器水蒸气的温度),表示为百分比。
差值可以更高或更低。含r-热解油的物流在交叉段处的平均温度可以为至少400、425、450、475、500、525、550、575、580、585、590、595、600、605、610、615、620或625℃和/或不超过705、700、695、690、685、680、675、670、665、660、655、650、625、600、575、550、525或500℃,而非再循环裂解器进料的平均温度可以为至少401、426、451、476、501、526、551、560、565、570、575、580、585、590、595、600、605、610、615、620或625℃和/或不超过705、700、695、690、685、680、675、670、665、660、655、650、625、600、575、550、525或500℃。
加热的裂解器物流,其温度通常为至少500、510、520、530、540、550、560、570、580、590、600、610、620、630、640、650、660、670或680℃和/或不超过850、840、830、820、810、800、790、780、770、760、750、740、730、720、710、705、700、695、690、685、680、675、670、665、660、655或650℃,或在500至710℃、620至740℃、560至670℃、或510至650℃的范围内,可随后经由交叉段由炉的对流段送至辐射段。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,含r-热解油的进料物流可在交叉段处添加到裂解器物流中。当在交叉段中引入炉时,可通过例如在直接或间接热交换器中预热物流来汽化或部分汽化r-热解油。当汽化或部分汽化时,含r-热解油的物流具有按重量计,或在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合按体积计至少0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.85、0.9、0.95或0.99的蒸汽分数。
当含r-热解油的物流在进入交叉段之前雾化时,雾化可以用一个或多个雾化喷嘴来进行。雾化可以在炉内或炉外进行。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,可在其雾化期间或之前将雾化剂添加到含r-热解油的物流中。雾化剂可以包括水蒸气,或其可主要包含乙烷、丙烷或其组合。当使用时,雾化剂可以以至少1、2、4、5、8、10、12、15、10、25或30重量%和/或不超过50、45、40、35、30、25、20、15或10重量%的量存在于雾化的物流(例如含有r-热解油的组合物)中 。
r-热解油的雾化或汽化物流可随后注入穿过交叉段的裂解器物流或与该裂解器物流合并。注入的至少一部分可以使用至少一个喷雾喷嘴来进行。至少一个喷雾喷嘴可以用于将含r-热解油的物流注入裂解器进料物流,其可取向为以与垂直成大约45、50、35、30、25、20、15、10、5或0°内的角度排出雾化物流。一个或多个喷雾喷嘴也可取向以便以与引入点处盘管的轴向中心线平行或平行的大约30、25、20、15、10、8、5、2或1°内的角度将雾化物流排出至炉内的盘管中。雾化的r-热解油的注入步骤可在炉的交叉段和/或对流段中使用至少两个、三个、四个、五个、六个或更多个喷雾喷嘴来进行。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,雾化的r-热解油可以单独或与至少部分非再循环裂解器物流组合进料到炉的对流段中的一个或多个盘管的入口中。此类雾化的温度可以为至少30、35、40、45、50、55、60、65、70、75或80℃和/或不超过120、110、100、90、95、80、85、70、65、60或55℃。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,雾化或汽化物流的温度可以比其加入其中的裂解器物流的温度冷至少5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、75、100、125、150、175、200、225、250、275、300、325、350℃和/或不超过550、525、500、475、450、425、400、375、350、325、300、275、250、225、200、175、150、125、100、90、80、75、70、60、55、50、45、40、30或25℃。所得合并的裂解器物流包含具有遍布其分散的不连续液相(或液滴或粒子)的连续蒸汽相。雾化液相可包含r-热解油,而蒸汽相可主要包括C2-C4组分、乙烷、丙烷或其组合。合并的裂解器物流可具有按重量计或在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合按体积计至少0.7、0.75、0.8、0.85、0.9、0.95或0.99的蒸汽分数。
穿过交叉段的裂解器物流的温度可以为至少500、510、520、530、540、550、555、560、565、570、575、580、585、590、595、600、605、610、615、620、625、630、635、640、645、650、660、670或680℃和/或不超过850、840、830、820、810、800、795、790、785、780、775、770、765、760、755、750、745、740、735、730、725、720、715、710、705、700、695、690、685、680、675、670、665、660、655、650、645、640、635或630℃,或在620至740℃、550至680℃、510至630℃的范围内。
所得裂解器进料物流随后送入辐射段。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,来自对流段的裂解器物流(含有或不含有r-热解油)可穿过蒸气-液体分离器以便将物流分离成重质馏分和轻质馏分,随后在炉的辐射段中进一步裂解轻质馏分。在图8中示出了这种情况的一个实例。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,蒸气-液体分离器640可包含闪蒸罐,而在另一些实施方案中,其可包含分馏器。当物流614穿过蒸气-液体分离器640时,气体物流撞击在塔盘上并流过塔盘,因为液体从塔盘下降到底流642。蒸气-液体分离器可进一步包含位于蒸气出口附近的除雾器或chevron或其它装置以防止液体由蒸气-液体分离器640遗留至气体出口。
在对流段610内,裂解器物流的温度可提高至少50、75、100、150、175、200、225、250、275或300℃和/或不超过大约650、600、575、550、525、500、475、450、425、400、375、350、325、300或275℃,使得离开对流段610的加热裂解器物流可在至少400、425、450、475、500、525、550、575、600、625、650℃和/或不超过800、775、750、725、700、675、650、625℃的温度下穿过蒸气-液体分离器640。当存在较重组分时,重质组分的至少一部分或几乎全部可在重质馏分中作为底流642被移除。在分离后,可将来自分离器640的轻质馏分644的至少一部分引入交叉段或辐射区管624,单独或与一种或多种其它裂解器物流(例如主要为C5-C22烃的物流或主要为C2-C4烃的物流)组合。
参照图5和6,可将裂解器进料物流(非再循环裂解器进料物流或与r-热解油进料物流合并时)350和650在对流段入口处或附近引入炉盘管。裂解器进料物流随后可穿过对流段310和610中的炉盘管的至少一部分,并且可在某些点处加入稀释水蒸气360和660以控制辐射段 320和620中的温度和裂解苛刻度。加入的水蒸气的量可取决于炉操作条件,包括进料类型和所需产物分布,但可以添加以实现按重量计算为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的水蒸气对烃的比。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,可使用在同一炉的对流段中加热的单独的锅炉进料水/水蒸气管(未显示在图5中)来产生水蒸气。当裂解器进料物流具有按重量计或在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合按体积计为0.60至0.95、或0.65至0.90、或0.70至0.90的蒸汽分数时,可将水蒸气360和660添加到裂解器进料(或炉中的任何中间体裂解器进料物流)中。
加热的裂解器物流,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)℃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)℃、或在500至710℃, 620至740℃,560至670℃、或510至650℃的范围内的温度,可随后经由交叉段630由炉的对流段610送至辐射段 620。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,含r-热解油的进料物流550可如图6中所示在交叉段530处添加到裂解器物流中。当在交叉段中引入炉时,r-热解油在交叉处与裂解器物流合并之前可被至少部分汽化或雾化。穿过交叉530或630的裂解器物流的温度可以为至少400、425、450、475、或至少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)℃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)℃,或在620至740℃、550至680℃、510至630℃的范围内。
所得裂解器进料物流随后穿过辐射段,其中含r-热解油的进料物流热裂解以形成较轻质的烃,包括烯烃如乙烯、丙烯和/或丁二烯。裂解器进料物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)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)秒。炉盘管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)℃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)℃,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。
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)℃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)℃,或在730至900℃、750至875℃、或750至850℃的范围内。
在炉的盘管中进行的裂解可包括在一组加工条件下裂解裂解器进料物流,所述加工条件包括至少一个操作参数的目标值。合适的操作参数的实例包括但不限于最大裂解温度、平均裂解温度、平均管出口温度、最大管出口温度和平均停留时间。当裂解器物流进一步包括水蒸气时,操作参数可包括烃摩尔流速和总摩尔流速。当两个或更多个裂解器物流穿过炉中单独的盘管时,该盘管之一可在第一组加工条件下操作,并且其它盘管中的至少一个可在第二组或处理条件下操作。来自第一组加工条件的操作参数的至少一个目标值可与第二组条件中相同参数的目标值相差至少0.01%、0.03%、0.05%、0.1%、0.25%、0.5%、1%、2%、5%、7%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%或95%和/或不超过大约95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%或15%。实例包括0.01%至30%、0.01%至20%、0.01%至15%、0.03%至15%。百分比根据下式计算:
[(操作参数的测量值) – (操作参数的目标值]/[(操作参数的目标值)],表示为百分比。
本文中所用的术语“相差”是指更高或更低。
盘管出口温度可以为至少640、650、660、670、680、690、700、720、730、740、750、760、770、780、790、800、810、820℃和/或不超过1000、990、980、970、960、950、940、930、920、910、900、890、880、875、870、860、850、840、830℃,或在730至900℃、760至875℃、或780至850℃的范围内。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,与在不存在r-热解油的情况下加工相同的裂解器进料物流时的操作参数值相比,向裂解器进料物流中加入r-热解油可改变上述操作参数中的一种或多种。例如,一种或多种上述参数的值可与在没有r-热解油且其它条件相同的情况下加工相同进料物流时相同参数的值相差(例如高于或低于)至少0.01%、0.03%、0.05%、0.1%、0.25%、0.5%、1%、2%、5%、7%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90或95%。百分比根据下式计算:
[(操作参数的测量值) – (操作参数的目标值]/[(操作参数的目标值)],表示为百分比。
可通过向裂解器物流中添加r-热解油来调节的操作参数的一个实例是盘管出口温度。例如,在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,当存在不具有r-热解油的裂解器物流时,可操作裂解炉以实现第一盘管出口温度(COT1)。接着,可经由本文中提及的任何方法向裂解器物流中加入r-热解油,并可裂解合并物流以实现不同于COT1的第二盘管出口温度(COT2)。
在一些情况下,当r-热解油比裂解器物流较重时,COT2可小于COT1,而在另一些情况下,当r-热解油比裂解器物流较轻时,COT2可大于或等于COT1。当r-热解油比裂解器物流较轻时,其50%沸点可比裂解器物流的50%沸点高至少5、10、15、20、25、30、35、40、45或50和/或不超过80、75、70、65、60、55或50%。百分比根据下式计算:
[(以°R计的r-热解油的50%沸点) – (裂解器物流的50%沸点)]/[( 裂解器物流的50%沸点)],表示为百分比。
或者或此外,r-热解油的50%沸点可比裂解器物流的50%沸点低至少5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或100℃和/或不超过300、275、250、225或200℃。较重的裂解器物流可以包括例如真空瓦斯油(VGO)、常压瓦斯油(AGO)或甚至焦化瓦斯油(CGO),或其组合。
当r-热解油比裂解器物流较轻时,其50%沸点可比裂解器物流的50%沸点低至少5、10、15、20、25、30、35、40、45或50和/或不超过80、75、70、65、60、55或50%。百分比根据下式计算:
[(r-热解油的50%沸点) – (裂解器物流的50%沸点)]/[(裂解器物流的50%沸点)],表示为百分比。
此外或或者,r-热解油的50%沸点可比裂解器物流的50%沸点高至少5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或100℃和/或不超过300、275、250、225或200℃。较轻的裂解器物流可以包括例如LPG、石脑油、煤油、天然汽油、直馏汽油及其组合。
在一些情况下,COT1可以与COT2相差(高于或低于)至少5、10、15、20、25、30、35、40、45、50℃和/或不超过大约不超过150、140、130、125、120、110、105、100、90、80、75、70或65℃,或COT1可以与COT2相差至少0.3%、0.6%、1%、2%、5%、10%、15%、20%或25%和/或不超过80%、75%、70%、65%、60%、50%、45%或40%(其中这里的百分比定义为COT1与COT2之间的差值除以COT1,表示为百分比)。COT1和COT2中的至少一个或二者可以为至少730、750、77、800、825、840、850、860、870、880、890、900、910、920、930、940、950、960、970、980、990和/或不超过1200、1175、1150、1140、1130、1120、1110、1100、1090、1080、1070、1060、1050、1040、1030、1020、1010、1000、990、980、970、960 950、940、930、920、910或900℃。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,裂解器进料物流通过至少一个、或至少两个辐射盘管的质量速度(为清楚起见如跨越整个盘管而非盘管中的管来确定)在60至165千克/秒(kg/s)/平方米(m2)横截面积(kg/s/m2)、60至130(kg/s/m2)、60至110(kg/s/m2)、70至110(kg/s/m2)、或80至100(kg/s/m2)的范围内。当存在水蒸气时,质量速度基于烃和水蒸气的总流量。
在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,提供了通过以下制造一种或多种烯烃的方法:
(a)在第一盘管出口温度(COT1)下在裂解单元中裂解裂解器物流;
(b)在步骤(a)之后,将包含再循环物热解油组合物(r-热解油)的物流添加到所述裂解器物流中以形成合并的裂解器物流;并
(c)在第二盘管出口温度(COT2)下在所述裂解单元中裂解所述合并的裂解器物流,其中所述第二盘管出口温度比所述第一盘管出口温度低,或低至少3℃、或低至少5℃。
第二盘管出口温度(COT2)的温度下降的原因或原由不受限制,只要COT2低于第一盘管出口温度(COT1)。在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,在一个实施方案中或与任何其它提及的实施方案组合,r-热解油进料盘管上的COT2温度可以设置为比COT1低或低至少1、2、3、4或至少5℃的温度(“设置”模式),或其可以允许改变或浮动而不设置r-热解油进料盘管上的温度(“自由浮动”模式)。
在设置模式中,COT2可以设置为比COT1低至少5℃。炉中的所有盘管可以是含r-热解油的进料物流,或盘管中的至少1个、或至少2个可以是含r-热解油的进料物流。在任一种情况下,含有r-热解油的盘管中的至少一个可以处于设置模式。通过降低合并的裂解物流的裂解苛刻度,当其具有高于裂解器进料物流(如气态C2-C4进料)的数均分子量时,可以利用裂解r-热解油所需的较低热能。虽然可以降低裂解器进料(例如C2-C4)的裂解苛刻度并由此在单一道次中提高未转化的C2-C4进料的量,但是期望更高量的未转化进料(例如C2-C4进料)以通过再循环未转化的C2-C4进料穿过炉而经多道次来提高烯烃如乙烯和/或丙烯的最终产率。任选地,可以减少其它裂解器产物,如芳族和二烯含量。
在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,当至少一个盘管中合并的裂解器物流的烃质量流速等于或小于所述盘管中步骤(a)中的裂解器物流的烃质量流速时,盘管中的COT2可以在设置模式中固定为比COT1低,或低至少1、2、3、4或至少5℃。烃质量流速包括所有烃(裂解器进料,和如果存在的话r-热解油和/或天然汽油或任何其它类型的烃)并且不包括水蒸气。当步骤(b)中合并的裂解器物流的烃质量流速等于或小于步骤(a)中的裂解器物流的烃质量流速且热解油的平均分子量高于裂解器物流的平均分子量时,固定COT2是有利的。在相同的烃质量流速下,当热解油具有高于裂解器物流的平均分子量时,COT2将倾向于随热解油的加入而升高,因为更高分子量的分子需要较少的热能来裂解。如果期望避免过度裂解热解油,降低的COT2温度可以有助于减少副产物形成,并且同时还降低了单一道次中的烯烃产率,通过使未转化的裂解器进料再循环通过炉,烯烃的最终产率可以令人满意或提高。
在设置模式中,可以通过调节送入燃烧器的炉燃料速率来固定或设置温度。
在一个实施方案中或与任何其它提及的实施方案组合,COT2处于自由浮动模式,并且是进料热解油并允许COT2上升或下降而不固定热解油进料盘管的温度的结果。在该实施方案中,并非所有盘管均含有r-热解油。供应至含r-热解油的盘管的热能可以通过在含有非再循环裂解器进料的盘管上保持恒定温度或进入燃烧器的燃料进料速率来供应。在不固定或设置COT2的情况下,当热解油进料到裂解器物流中以形成具有烃质量流速高于步骤(a)中的裂解器物流的烃质量流速的合并的裂解器物流时,COT2可以低于COT1。添加到裂解器进料中以提高合并裂解器进料的烃质量流速的热解油降低了COT2,并可以超过使用更高平均分子量热解油的升温效果。对仅含有裂解器进料而不含r-热解油进料的管,当其它裂解器条件(如稀释水蒸气比、进料位置、裂解器进料和热解油的组成、以及炉中火箱燃烧器的燃料进料速率)保持恒定时,可以看到这些效果。
COT2可以比COT1低、或低至少1、2、3、4、5、8、10、12、15、18、20、25、30、35、40、45、50℃和/或不超过大约不超过150、140、130、125、120、110、105、100、90、80、75、70或65℃。
与COT2中温度下降的原因或原由无关,参与步骤(a)的时间段是灵活的,但是理想地,步骤(a)在参与步骤(b)之前达到稳态。在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,步骤(a)运行至少1周、或至少2周、或至少1个月、或至少3个月、或至少6个月、或至少1年、或至少1.5年、或至少2年。步骤(a)可以由从未接受热解油进料或裂解器进料与热解油的合并进料的操作中的裂解炉来表示。步骤(b)可以是炉首次接收热解油进料或含有热解油的合并裂解器进料。在一个实施方案中或与任何其它提及的实施方案组合,步骤(a)和(b)可以每年循环多次,如按日历年测量的至少2x/年、或至少3x/年、或至少4x/年、或至少5x/年、或至少6x/年、或至少8x/年、或至少12x/年。热解油进料运转代表步骤(a)和(b)的多次循环。当热解油进料供应耗尽或关闭时,允许COT1在参与步骤(b)之前达到稳态温度。
或者,热解油进料至裂解器进料可以在至少一个1日历年、或至少2个日历年的整个过程中是连续的。
在一个实施方案中或与任何其它提及的实施方案组合,步骤(a)和(b)中使用的裂解器进料组成保持不变,允许在日历年过程中观察到规律的组成变化。在一个实施方案中或与任何其它提及的实施方案组合,在步骤(a)中裂解器进料的流动是连续的,并在热解油进入裂解器进料以制造合并的裂解器进料时保持连续。步骤(a)和(b)中的裂解器进料可以从相同来源,如相同的清单或管线中抽取。
在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,COT2在热解油进料至裂解器物流以形成合并裂解器物流的时间的至少30%、或时间的至少40%、或时间的至少50%、或时间的至少60%、或时间的至少70%、或时间的至少80%、或时间的至少85%、或时间的至少90%、或时间的至少95%内较低、或低至少1、2、3、4或至少5℃,在除COT外的所有条件(如裂解器和热解油进料速率、水蒸气比、进料位置、裂解器进料与热解油的组成等)保持恒定时测量时间。
在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,可以提高合并裂解器进料的烃质量流速。现在提供了通过以下制造一种或多种烯烃的方法:
(a)在第一烃质量流速(MF1)下在裂解单元中裂解裂解器物流;
(b)在步骤(a)之后,将包含再循环物热解油组合物(r-热解油)的物流添加到所述裂解器物流中以形成具有高于MF1的第二烃质量流速(MF2)的合并的裂解器物流;并
(c)在MF2下在所述裂解单元中裂解所述合并的裂解器物流以获得具有乙烯和丙烯的合并输出的含烯烃流出物,所述乙烯和丙烯的合并输出等于或高于通过在MF1下仅裂解所述裂解器物流所获得的乙烯与丙烯的输出。
输出是指以每单位时间的重量(例如kg/hr)计的目标化合物产量。通过添加r-热解油提高裂解器物流的质量流速可以提高合并的乙烯与丙烯的输出,由此提高炉的生产量。不受理论的束缚,据信由于相对于采用较轻的裂解器进料(如丙烷或乙烷)的反应总能量,反应的总能量在添加热解油的情况下并不是吸热而使之可能。由于炉上的热通量有限且热解油的反应的总热量较不吸热,更多的受限热能变得可用于持续裂解每单位时间的重质进料。MF2可以通过r-热解油进料盘管提高至少1、2、3、4、5、7、10、10、13、15、18或20%,或可以如通过炉输出所测量的那样提高至少1、2、3、5、7、10、10、13、15、18或20%,条件是至少一个盘管处理r-热解油。任选地,可以实现乙烯和丙烯的合并输出的提高,而不改变炉中的热通量,或不改变r-热解油进料盘管出口温度,或不改变分配用于加热仅含有非再循环物裂解器进料的盘管的燃烧器的燃料进料速率,或不改变炉中任何燃烧器的燃料进料速率。含有r-热解油的盘管中的MF2高级烃质量流速可以通过炉中一个或至少一个盘管,或两个或至少两个、或炉中盘管的50%或至少50%、或75%或至少75%、或通过炉中的所有盘管。
含烯烃流出物物流可以具有在MF2来自合并裂解器物流的丙烯与乙烯的总输出,其与通过在不具有r-热解油的情况下裂解相同裂解器进料所获得的流出物物流的丙烯与乙烯的输出相同或比其高至少0.5%、或至少1%、或至少2%、或至少2.5%,如下测定:
%提高=
Figure 649014DEST_PATH_IMAGE001
其中Omf1是在没有热解油的情况下制造的MF1下的裂解器流出物中丙烯与乙烯含量的合并输出;且Omf2是用r-热解油制造的MF2下的裂解器流出物中丙烯与乙烯含量的合并输出。
含烯烃流出物物流可以具有在MF2下来自合并的裂解器物流的丙烯与乙烯的总输出,其在MF2和MF1之间质量流速提高至少1、5、10、15、20%和/或至多80、70、65%(基于百分比计)。合适的范围的实例包括1至80、或1至70、或1至65、或5至80、或5至70、或5至65、或10至80、或10至70、或10至65、或15至80、或15至70、或15至65、或20至80、或20至70、或20至65、或25至80、或25至70、或26至65、或35至80、或35至70、或35至65、或40至80、或40至70、或40至65,各自表示为百分比%。例如,如果MF2余MF1之间的百分比差值为5%,且丙烯与乙烯的总输出提高2.5%,随质量流量提高而改变的烯烃提高为50%(2.5%/5%×100)。这可以确定为:
%相对提高=
Figure 300575DEST_PATH_IMAGE002
其中
Figure 814733DEST_PATH_IMAGE003
%是在没有r-热解油的情况下制成的MF1与采用r-热解油制成的MF2下裂解器流出物中丙烯与乙烯含量的合并输出之间的百分比增加(使用上述等式);并且
Figure 944363DEST_PATH_IMAGE004
是MF2超出MF1的百分比增加。
任选地,含烯烃流出物物流可以具有在MF2下来自合并裂解器物流的丙烯与乙烯的总重量%,其与通过在没有r-热解油的情况下裂解相同裂解器进料所获得的流出物物流的丙烯与乙烯的重量比相同或比其高至少0.5%、或至少1%、或至少2%、或至少2.5%,测定为:
%提高=
Figure 617790DEST_PATH_IMAGE005
其中Emf1是在没有r-热解油的情况下制得的MF1下的裂解器流出物中丙烯与乙烯含量的合并重量%;且Emf2是采用r-热解油制得的MF2下的裂解器流出物中丙烯与乙烯含量的合并重量%。
还提供了制造一种或多种烯烃的方法,所述方法包括:
(a)在裂解炉中裂解裂解器物流以提供在第一盘管出口温度(COT1)下离开裂解炉的第一含烯烃流出物;
(b)在步骤(a)之后,将包含再循环物热解油组合物(r-热解油)的物流添加到所述裂解器物流中以形成合并的裂解器物流;并
(c)在所述裂解单元中裂解所述合并的裂解器物流以提供在第二盘管出口温度(COT2)下离开裂解炉的第二含烯烃流出物,
其中,当所述r-热解油比所述裂解器物流重时,COT2等于或小于COT1,且
其中,当所述r-热解油比所述裂解器物流轻时,COT2大于或等于COT1。
在该方法中,上文对于比COT1低的COT2所描述的实施方案也适用于此。COT2可以处于设置模式或自由浮动模式。在一个实施方案中或与任何其它提及的实施方案组合,COT2处于自由浮动模式,且步骤(b)中合并裂解器物流的烃质量流速高于步骤(a)中裂解器物流的烃质量流速。在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,COT2处于设置模式。
在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,提供了通过以下制造一种或多种烯烃的方法:
(a)在第一盘管出口温度(COT1)下在裂解单元中裂解裂解器物流;
(b)在步骤(a)之后,将包含再循环物热解油组合物(r-热解油)的物流添加到所述裂解器物流中以形成合并的裂解器物流;并
(c)在第二盘管出口温度(COT2)下在所述裂解单元中裂解所述合并的裂解器物流,其中所述第二盘管出口温度高于第一盘管出口温度。
COT2可以比COT1高至少5、8、10、12、15、18、20、25、30、35、40、45、50℃和/或不超过大约不超过150、140、130、125、120、110、105、100、90、80、75、70或65℃。
在一个实施方案中或与任何其它提及的实施方案组合,将r-热解油添加到至少一个盘管、或至少两个盘管、或至少50%、或至少75%、或全部盘管的入口以形成至少一个合并的裂解器物流、或至少两个合并的裂解器物流、或至少与接收r-热解油进料的盘管相同数量的合并的裂解器物流。合并的裂解器物流中的至少一个、或至少两个,或至少所有r-热解油进料盘管可以具有高于其相应COT1的COT2。在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,所述裂解炉中的至少一个、或至少两个盘管、或至少50%、或至少75%的盘管仅含有非再循环物裂解器进料,其中裂解炉中的至少一个盘管用r-热解油进料,并且用r-热解油进料的盘管或多个盘管中的至少一部分具有高于其相应COT1的COT2。
在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,步骤(b)中合并物流的烃质量流速基本等于或低于步骤(a)中的裂解器物流的烃质量流速。基本相同是指相差不超过2%、或相差不超过1%、或相差不超过0.25%。当步骤(b)中合并的裂解器物流的烃质量流速基本等于或低于裂解器物流(a)的烃质量流速时,并令COT2以自由浮动模式运行(其中至少一个管含有非再循环物裂解器物流),含有r-热解油的盘管上的COT2可以相对于COT1提高。即使热解油(具有与裂解器物流相比更大的数均分子量)需要较少能量以裂解也是这种情况。不受理论束缚,据信一个因素或因素的组合导致了温度升高,包括以下:
(i). 需要较低的热能以裂解合并物流中的热解油和/或
(ii). 在热解油的裂解产物中发生放热反应,如狄尔斯-阿尔徳反应。
当其它工艺变量(例如火箱燃料速率、稀释水蒸气比、进料位置和裂解器进料组成)恒定时,可以看到这种效果。
在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,COT2可以设置或固定为高于COT1的温度(设置模式)。当合并的裂解器物流的烃质量流速高于裂解器物流的烃质量流速时,这是更适用的,否则将低于COT2。更高的第二盘管出口温度(COT2)可以有助于提高苛刻度和降低未转化的较轻裂解器进料(例如C2-C4进料)的输出,这可以有助于下游容量受限的分馏塔。
在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,无论COT2高于还是低于COT1,当在COT2与COT1之间进行比较时,裂解器进料组成是相同的。合意地,步骤(a)中的裂解器进料组成与用于制造步骤(b)中合并的裂解器物流的裂解器组成相同。任选地,将步骤(a)中进料的裂解器组合物连续进料到裂解器单元中,并在步骤(b)中将热解油添加到步骤(a)中的连续裂解器进料中。任选地,将热解油进料到裂解器进料中连续进行至少1天、或至少2天、或至少3天、或至少1周、或至少2周、或至少1个月、或至少3个月、或至少6个月、或至少1年。
步骤(b)中裂解器进料的提高或降低的量在任何提及的实施方案中可以为至少2%、或至少5%、或至少8%、或至少10%。在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,步骤(b)中降低裂解器进料的量可以是按重量计对应于加入热解油的量。在一个实施方案中或与任何提及的实施方案组合,合并的裂解器进料的质量流速比步骤(a)中裂解器进料的烃质量流速高至少1%、或至少5%、或至少8%、或至少10%。
在任何和所有提及的实施方案中,如果炉中任何一个盘管满足所述关系,则满足裂解器进料或合并的裂解器进料质量流量与COT关系和测量,但也可以存在于多个管中,取决于热解油如何进料和分布。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,辐射区中的燃烧器向盘管中提供60至160 kW/m2或70至145 kW/m2或75至130 kW/m2范围内的平均热通量。最大(最热)盘管表面温度为1035至1150℃或1060至1180℃。辐射段中炉盘管入口处的压力为1.5至8巴绝对压力(bara)、或2.5至7 bara,而辐射段中炉盘管的出口压力为1.03至2.75 bara、或1.03至2.06 bara。跨越辐射段中炉盘管的压降可以为1.5至5 bara、或1.75至3.5 bara、或1.5至3 bara、或1.5至3.5 bara。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,烯烃——乙烯、丙烯、丁二烯或其组合——的产率可以为至少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)%。本文中所用的术语“产率”是指产品质量/原料质量×100%。含烯烃流出物物流基于流出物物流的总重量计包含至少大约30重量%、或至少40重量%、或至少50重量%、或至少60重量%、或至少70重量%、或至少75重量%、或至少80重量%、或至少85重量%、或至少90重量%、或至少95重量%、或至少97重量%、或至少99(在每种情况下)重量%的乙烯、丙烯、或乙烯与丙烯。
在一个实施方案中或与本文中提及的一个或多个实施方案组合,含烯烃流出物物流670基于含烯烃流出物的重量计可以以至少5重量%、10重量%、15重量%、20重量%、25重量%、30重量%、35重量%、40重量%、45重量%、50重量%、55重量%、60重量%、65重量%、70重量%、75重量%、80重量%、85重量%或90重量%的量包含C2至C4 烯烃、或丙烯、或乙烯、或C4 烯烃。物流可主要包含乙烯、主要包含丙烯、或主要包含乙烯与丙烯,基于含烯烃流出物中的烯烃计,或基于含烯烃流出物中的C1-C5烃的重量计,或基于含烯烃流出物物流的重量计。含烯烃流出物物流中乙烯都对丙烯的重量比可以为至少大约0.2:1、0.3:1、0.4:1、0.5:1、0.6:1、0.7:1、0.8:1、0.9:1、1:1、1.1:1、1.2:1、1.3:1、1.4:1、1.5:1、1.6:1、1.7:1、1.8:1、1.9:1、或2:1和/或不超过3:1、2.9:1、2.8:1、2.7:1、2.5:1、2.3:1、2.2:1、2.1:1、2:1、1.7:1、1.5:1、或1.25:1。在一个实施方案中或与本文中提及的一个或多个实施方案组合,在相等的稀释水蒸气比、进料位置、裂解器进料组成(除r-热解油外)下,并允许用r-热解油进料的盘管处于浮动模式,或如果炉中所有盘管均用r-热解油进料,然后在进料r-热解油之前在相同温度下,含烯烃流出物物流的丙烯:乙烯比可以高于通过在没有r-热解油的情况下裂解相同裂解器进料所获得的流出物物流的丙烯:乙烯比。如上所述,当裂解器进料的质量流量保持基本相同时,这是可能的,导致相对于裂解器物流的原始进料当添加r-热解油时合并的裂解器物流的烃质量流速更高。
含烯烃流出物物流可以具有比通过裂解相同裂解器进料(但没有r-热解油)所获得的流出物物流的丙烯:乙烯比高至少1%、或高至少2%、或高至少3%、或高至少4%、或高至少5%、或高至少7%、或高至少10%、或高至少12%、或高至少15%、或高至少17%、或高至少20%的丙烯:乙烯比。或者或此外,含烯烃流出物物流可以具有比通过裂解相同裂解器进料(但没有r-热解油)所获得的流出物物流的丙烯:乙烯比高至多50%、或高至多45%、或高至多40%、或高至多35%、或高至多25%、或高至多20%的丙烯:乙烯比,其在每种情况下确定为:%提高=
Figure 909094DEST_PATH_IMAGE006
其中E是在没有r-热解油的情况下制得的裂解器流出物中按重量%计的丙烯:乙烯比;且
Er是用r-热解油制得的裂解器流出物中按重量%计的丙烯:乙烯比。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,相对于不含r-热解油的流出物物流,乙烯和丙烯的量在含裂解烯烃的流出物物流中保持基本不变或增加。令人惊讶的是,可以将液体r-热解油进料到气体进料炉中,所述气体进料炉接受并裂解主要的C2-C4组合物并获得含烯烃流出物物流,所述含烯烃流出物物流在某些情况下相对于不含r-热解油的C2-C4裂解器进料可以保持基本不变或改善。r-热解油的重分子量可以主要有助于形成芳族化合物,并仅以少量参与烯烃(特别是乙烯和丙烯)的形成。但是,我们已经发现,在将r-热解油添加到裂解器进料中以形成相对于不含r-热解油的裂解器进料在相同烃质量流速下的合并裂解器进料时,乙烯和丙烯的组合重量%且甚至产量不会显著下降,并在许多情况下保持相同或可以提高。含烯烃流出物物流的丙烯和乙烯的总重量%可以与在没有r-热解油的情况下裂解相同裂解器进料所获得的流出物物流的丙烯和乙烯含量相同或高至少0.5%、或至少1%、或至少2%、或至少2.5%,其如下测定:
%提高=
Figure 910548DEST_PATH_IMAGE007
其中E是在没有r-热解油的情况下制得的裂解器流出物中丙烯与乙烯的合并重量%;且
Er是用r-热解油制得的裂解器流出物中丙烯与乙烯的合并重量%。
在一个实施方案中或与本文中提及的一个或多个实施方案组合,当稀释水蒸气比(按重量计水蒸气:烃的比)高于0.3、或高于0.35、或至少0.4时,在含烯烃流出物物流中可以改善丙烯的重量%。当稀释水蒸气比为至少0.3、或至少0.35、或至少0.4时丙烯的重量%可以提高至多0.25重量%、或至多0.4重量%、或至多0.5重量%、或至多0.7重量%、或至多1重量%、或至多1.5重量%、或至多2重量%,其中所述提高测量为在0.2的稀释水蒸气比下用r-热解油制得的含烯烃流出物物流与在至少0.3的稀释水蒸气比下用r-热解油制得的含烯烃流出物物流之间的丙烯重量%之间的简单差异,所有其它条件相同。
当如上所述提高稀释水蒸气比时,丙烯:乙烯比也可以提高,或可以比在0.2的稀释水蒸气比下用r-热解油制得的含烯烃流出物物流的丙烯:乙烯比高至少1%、或高至少2%、或高至少3%、或高至少4% 、或高至少5%、或高至少7%、或高至少10%、或高至少12%、或高至少15%、或高至少17%、或高至少20%。
在一个实施方案中或与本文中提及的一个或多个实施方案组合,当相对于在0.2的稀释水蒸气比下的含烯烃流出物物流测量时,在提高稀释水蒸气比时,含烯烃流出物物流可以具有降低的甲烷的重量%。作为在0.2的稀释水蒸气比下与在更高稀释水蒸气比值下含烯烃流出物物流之间以重量%计的绝对值差值测量,含烯烃流出物物流中甲烷的重量%可以降低至少0.25重量%、或降低至少0.5重量%、或降低至少0.75重量%、或降低至少1重量%、或降低至少1.25重量%、或降低至少1.5重量%。
在一个实施方案中或与本文中提及的一个或多个实施方案组合,当相对于不含r-热解油的裂解器进料测量且所有其它条件(包括烃质量流速)均相同时,含烯烃流出物中未转化产物的量降低。例如,通过添加r-热解油,可以降低丙烷和/或乙烷的量。这可以有利于降低再循环环路的质量流量,从而(a)降低低温能量成本和/或(b)如果工厂的生产能力已经受限的话,潜在地提高工厂的生产能力。此外,如果丙烯分馏器已经达到其生产能力极限,可以消除丙烯分馏器瓶颈。含烯烃流出物中未转化产物的量可以减少至少2%、或至少5%、或至少8%、或至少10%、或至少13%、或至少15%、或至少18%、或至少20%。
在一个实施方案中或与本文中提及的一个或多个实施方案组合,当相对于不含r-热解油的裂解器进料测量时,含烯烃流出物中未转化产物的量(例如丙烷和乙烷量的组合)减少,而乙烯和丙烯的合并输出不下降,并且甚至得到改善。任选地,所有其它条件均相同,包括烃质量流速且关于温度,其中加热非再循环物裂解器进料盘管的燃烧器的燃料进料速率保持不变,或者任选地当炉中所有盘管的燃料进料速率保持不变时。或者,相同的关系可以在重量%基础上而不是在输出基础上成立。
例如,含烯烃流出物中丙烷和乙烷的合并量(输出量或重量%中的一种或两种)可以降低至少2%、或至少5%、或至少8%、或至少10%、或至少13,%、或至少15%、或至少18%、或至少20%和在每种情况下至多40%、或至多35%、或至多30(在每种情况下)%,而乙烯与丙烯的合并量不降低,并且甚至可以伴随乙烯和丙烯的合并量的增加。在另一实例中,含烯烃流出物中丙烷的量可以降低至少2%、或至少5%、或至少8%、或至少10%、或至少13,%、或至少15%、或至少18%、或至少20%和在每种情况下至多40%、或至多35%、或至多30(在每种情况下)%,而乙烯与丙烯的合并量不降低,并且甚至可以伴随乙烯和丙烯的合并量的增加。在这些实施方案中的任一个中,裂解器进料(除r-热解油之外并如进料到对流区入口那样)按摩尔计可以主要是丙烷、或至少90摩尔%的丙烷、或至少95摩尔%的丙烷、或至少96摩尔%的丙烷、或至少98摩尔%的丙烷;或裂解器进料的新鲜供应可以为至少HD5品质的丙烷。
在一个实施方案中或与本文中提及的一个或多个实施方案组合,当相对于不含热解油的相同含裂解器进料测量(作为重量%或输出量测量)且其它条件均相同时,含烯烃流出物中丙烷:(乙烯与丙烯)的比可以随着向裂解器进料中加入r-热解油而降低。含烯烃流出物中丙烷:(合并的乙烯与丙烯)的比可以为不超过0.50:1、或小于0.50:1、或不超过0.48:1、或不超过0.46:1、或不超过0.43:1、或不超过0.40:1、或不超过0.38:1、或不超过0.35:1、或不超过0.33:1、或不超过0.30:1。低比率表明,可以实现或保持高的乙烯+丙烯的量,在未转化产物如丙烷相应下降的情况下。
在一个实施方案中或与本文中提及的一个或多个实施方案组合,当r-热解油与水蒸气在对流箱入口下游进料时,或当r-热解油和水蒸气中的一者或两者在交叉位置处进料时,如果期望此类产物例如用于BTX物流以制造其衍生物的话,可以提高含烯烃流出物中C6+产物的量。所有其它条件均相同,当针对在对流箱入口处进料r-热解油进行测量时,当在r-热解油与水蒸气在对流箱入口下游进料时,含烯烃流出物中C6+产物的量可以提高5%、或提高10%、或提高15%、或提高20%、或提高30%。该%提高可以计算为:
%提高=
Figure 968503DEST_PATH_IMAGE008
其中Ei 是通过在对流箱入口处引入r-热解油制得的含烯烃裂解器流出物中的C6+含量;且Ed是通过在对流箱入口下游引入r-热解油与水蒸气制得的含烯烃裂解器流出物中的C6+含量。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,裂解的含烯烃流出物物流可包括相对少量的芳族化合物和其它重质组分。例如,含烯烃流出物物流基于物流的总重量计可包含至少0.5重量%、1重量%、2重量%或2.5重量%和/或不超过大约20重量%、19重量%、18重量%、17重量%、16重量%、15重量%、14重量%、13重量%、12重量%、11重量%、10重量%、9重量%、8重量%、7重量%、6重量%、5重量%、4重量%、3重量%、2重量%或1重量%的芳族化合物。我们已经发现,含烯烃流出物中C6+物类的水平可以为不超过5重量%、或不超过4重量%、或不超过3.5重量%、或不超过3重量%、或不超过2.8重量%、或不超过2.5重量%。C6+物类包括所有芳族化合物,以及具有6个或更多个碳数的所有链烷烃和环状化合物。如通篇中所用,提及芳族化合物量可以表示为 C6+物类的量,因为芳族化合物的量将不超过C6+物类的量。
含烯烃流出物可具有按重量%计至少2:1、3.1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1、11:1、12:1、13:1、14:1、15:1、16:1、17:1、18:1、19:1、20:1、21:1、22:1、23:1、24:1、25:1、26:1、27:1、28:1、29:1、或30:1和/或不超过100:1、90:1、85:1、80:1、75:1、70:1、65:1、60:1、55:1、50:1、45:1、40:1、35:1、30:1、25:1、20:1、15:1、10:1、或5:1的烯烃对芳族化合物比。本文中所用的“烯烃对芳族化合物的比”是如前所定义的C2和C3烯烃的总重量对芳族化合物的总重量的比。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,流出物物流可以具有至少2.5:1、2.75:1、3.5:1、4.5:1、5.5:1、6.5:1、7.5:1、8.5:1、9.5:1、10.5:1、11.5:1、12.5:1、或13:5:1的烯烃对芳族化合物的比。
含烯烃流出物可具有按重量%计至少8.5:1、或至少9.5:1、或至少10:1、或至少10.5:1、或至少12:1、或至少13:1、或至少15:1、或至少17:1、或至少19:1、或至少20:1、或至少25:1、或至少28:1、或至少30:1的烯烃:C6+比。此外或或者,含烯烃流出物可具有至多40:1、或至多35:1、或至多30:1、或至多25:1、或至多23:1的烯烃:C6+比。本文中所用的“烯烃对芳族化合物的比”是如前所定义的C2和C3烯烃的总重量对芳族化合物的总重量的比。
此外或或者,含烯烃流出物物流可以具有至少大约1.5:1、1.75:1、2:1、2.25:1、2.5:1、2.75:1、3:1、3.25:1、3.5:1、3.75:1、4:1、4.25:1、4.5:1、4.75:1、5:1、5.25:1、5.5:1、5.75:1、6:1、6.25:1、6.5:1、6.75:1、7:1、7.25:1、7.5:1、7.75:1、8:1、8.25:1、8.5:1、8.75:1、9:1、9.5:1、10:1、10.5:1、12:1、13:1、15:1、17:1、19:1、20:1、25:1、28:1或30:1的烯烃对C6+的比。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,烯烃:芳族化合物的比随添加到裂解器进料中的r-热解油的量提高而降低。由于r-热解油在较低温度下裂解,其将比丙烷或乙烷更早裂解,并因此有更多时间来反应以制造其它产物如芳族化合物。尽管含烯烃流出物中的芳族含量随着热解油量的提高而提高,制得的芳族化合物的量如上所述明显较低。
含烯烃组合物还可包括痕量的芳族化合物。例如,组合物可具有至少0.25重量%、0.3重量%、0.4重量%、0.5重量%和/或不超过大约2重量%、1.7重量%、1.6重量%、1.5重量%的苯含量。此外或或者,组合物可具有至少0.005重量%、0.010重量%、0.015重量%或0.020重量%和/或不超过0.5重量%、0.4重量%、0.3重量%或0.2重量%的甲苯含量。两种百分比均基于组合物的总重量计。或者或此外,流出物可以具有至少0.2重量%、0.3重量%、0.4重量%、0.5重量%或0.55重量%和/或不超过大约2重量%、1.9重量%、1.8重量%、1.7重量%或1.6重量%的苯含量和/或至少0.01重量%、0.05重量%或0.10重量%和/或不超过0.5重量%、0.4重量%、0.3重量%或0.2重量%的甲苯含量。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,从已经裂解包含r-热解油的组合物的裂解炉中提取的含烯烃流出物可包括提高量的一种或多种在通过加工常规裂解器进料形成的含烯烃流出物物流中未发现的化合物或副产物。例如,通过裂解r-热解油(r-烯烃)形成的裂解器流出物可包括提高量的1,3-丁二烯、1,3-环戊二烯、二环戊二烯或这些组分的组合。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,这些组分的总量(按重量计)可比在相同条件下和在相同的质量进料速率下加工但不含r-热解油的相同裂解器进料物流高至少5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%或85%。1,3-丁二烯的总量(按重量计)可比在相同条件下和在相同的质量进料速率下加工但不含r-热解油的相同裂解器进料物流高至少5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%或85%。1,3-环戊二烯的总量(按重量计)可比在相同条件下和在相同的质量进料速率下加工但不含r-热解油的相同裂解器进料物流高至少5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%或85%。二环戊二烯的总量(按重量计)可比在相同条件下和在相同的质量进料速率下加工但不含r-热解油的相同裂解器进料物流高至少5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%或85%。通过将r-热解油与常规物流中一种或多种上述组分的重量%的差值除以常规物流中组分的量(以重量%计)来计算百分比差值,或:
%提高=
Figure 371802DEST_PATH_IMAGE009
其中E是在没有r-热解油的情况下制得的裂解器流出物中组分的重量%;且Er是用r-热解油制得的裂解器流出物中组分的重量%。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,含烯烃流出物物流可包含乙炔。乙炔的量基于来自炉的流出物物流的总重量计可以为至少2000 ppm、至少5000ppm、至少8000 ppm、或至少10,000 ppm。其还可为不超过50,000 ppm、不超过40,000 ppm、不超过30,000 ppm、或不超过25,000 ppm、或不超过10,000 ppm、或不超过6,000 ppm、或不超过5000 ppm。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,含烯烃流出物物流可包含甲基乙炔和丙二烯(MAPD)。MAPD的量基于流出物物流的总重量计可为至少2 ppm、至少5ppm、至少10 ppm、至少20 pm、至少50 ppm、至少100 ppm、至少500 ppm、至少1000 ppm、至少5000 ppm、或至少10,000 ppm。其还可为不超过50,000 ppm、不超过40,000 ppm、或不超过30,000 ppm、或不超过10,000 ppm、或不超过6,000 ppm、或不超过5,000 ppm。
在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,含烯烃流出物物流可包含少量二氧化碳或不包含二氧化碳。含烯烃流出物物流以重量%计的二氧化碳量可以不超过通过在相同条件下裂解相同裂解器进料但不使用r-热解油所获得的流出物物流中的二氧化碳量,或量不高于以重量%计的二氧化碳量的5%、或不高于以重量%计的二氧化碳量的2%、或与不使用r-热解油的对比流出物物流的二氧化碳量相同。或者或此外,含烯烃流出物物流可以具有不超过1000 ppm、或不超过500 ppm、或不超过100 ppm、或不超过80 ppm、或不超过50 ppm、或不超过25 ppm、或不超过10 ppm、或不超过5 ppm的二氧化碳量。
现在转向图9,显示了示出炉流出物处理段的主要元件的框图。
如图9中所示,来自裂解炉 700的含烯烃流出物物流(其包括再循环物)在如图8中所示的输送管线交换(“TLE”)680中快速冷却(例如骤冷)以防止产生大量不合意的副产物和最小化下游设备中的结垢,并产生水蒸气。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,来自炉的含r-组合物的流出物的温度可以降低35至485℃、35至375℃、或90至550℃的温度达到500至760℃的温度。冷却步骤在流出物物流离开炉后立即进行,如例如在1至30、5至20、或5至15毫秒内。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,骤冷步骤在骤冷区710中经由在热交换器(有时称为输送管线交换器,如图5中显示为TLE 340和图8中显示为TLE 680)中与高压水或水蒸气的间接热交换来进行,而在其它实施方案中,骤冷步骤通过使流出物与骤冷液体712直接接触来进行(如图9中大体所示)。骤冷液体的温度可以为至少65、或至少80、或至少90、或至少100(在每种情况下)℃和/或不超过210、或不超过180、或不超过165、或不超过150、或不超过135(在每种情况下)℃。当使用骤冷液体时,接触可在骤冷塔中发生,并且可从骤冷塔中移除包含汽油和其它类似沸程的烃组分的液体物流。在一些情况下,当裂解器进料主要为液体时,可使用骤冷液体,并且当裂解器进料主要为蒸汽时,可使用热交换器。
随后将所得冷却的流出物物流进行蒸汽-液体分离,并将蒸汽在压缩区720中压缩,如在具有例如1至5个压缩级的气体压缩机中,其中任选进行级间冷却和液体去除。第一组压缩级的出口处的气体物流压力在7至20巴表压(barg)、8.5至18 psig(0.6-1.3 barg)或9.5至14 barg的范围内。
随后在酸性气体去除区722中处理所得的压缩物流,以便通过与酸性气体去除剂接触来去除酸性气体,包括CO、CO2和H2S。酸性气体去除剂的实例可以包括但不限于苛性碱和各种类型的胺。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,可使用单个接触器,而在其它实施方案中,可采用双塔吸收器-汽提器配置。
处理过的压缩含烯烃物流可随后在另一压缩区724中经由压缩机进一步压缩,任选采用级间冷却和液体分离。所得压缩物流的压力在20至50 barg、25至45 barg、或30至40barg的范围内。可以使用任何合适的水分去除方法,包括例如分子筛或其它类似的方法,以便在干燥区726中干燥气体。随后可将所得物流730送至分馏段,其中烯烃和其它组分可分离成各种高纯度产物或中间体物流。
现在转向图10,提供了分馏段的主要步骤的示意图。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,分馏系统的初始塔可以不是脱甲烷塔810,而是可以是脱乙烷塔820、脱丙烷塔840或任何其它类型的塔。本文中所用的术语“脱甲烷塔”是指其轻质关键组分为甲烷的塔。类似地,“脱乙烷塔”和“脱丙烷塔”分别是指以乙烷和丙烷作为轻质关键组分的塔。
如图10中所示,可将来自骤冷段的进料物流870引入脱甲烷(或其它)塔810中,其中甲烷和较轻质的(CO、CO2、H2)组分812与乙烷和较重质的组分814分离。脱甲烷塔在至少-145、或至少-142、或至少-140、或至少-135(在每种情况下)℃和/或不超过-120、-125、-130、-135℃的温度下运行。来自脱甲烷塔的塔底物流814,其包括乙烷和引入塔的较重质组分的总量的至少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90、或至少95、或至少99(在每种情况下)%,随后引入脱乙烷塔820,其中C2和较轻质组分816通过分馏与C3和较重质组分818分离。脱乙烷塔820可以采用至少-35、或至少-30、或至少-25、或至少-20(在每种情况下)℃和/或不超过-5、-10、-10、-20℃的塔顶温度和至少3、或至少5、或至少7、或至少8、或至少10(在每种情况下)barg和/或不超过20、或不超过18、或不超过17、或不超过15、或不超过14、或不超过13(在每种情况下)barg的塔顶压力来运行。脱乙烷塔820回收塔顶物流中引入塔的C2和较轻质组分总量的至少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97、或至少99(在每种情况下)%。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,从脱乙烷塔移出的塔顶物流816基于塔顶物流的总重量计包含至少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)重量%的乙烷和乙烯。
如图10中所示,来自脱乙烷塔820的C2和较轻质组分的塔顶物流816在乙烷-乙烯分馏塔(乙烯分馏器)830中进一步分离。在乙烷-乙烯分馏塔830中,乙烯和较轻质组分物流822可以从塔830的塔顶取出,或作为侧物流从塔的顶部½处取出,而乙烷和任何残留的较重质组分在塔底物流824中移除。乙烯分馏器830可在至少-45、或至少-40、或至少-35、或至少-30、或至少-25、或至少-20(在每种情况下)℃和/或不超过-15、或不超过-20、或不超过-25(在每种情况下)℃的塔顶温度和至少10、或至少12、或至少15(在每种情况下)barg和/或不超过25、22、20 barg的塔顶压力下运行。富含乙烯的塔顶物流822基于物流的总重量计可以包括至少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98、或至少99(在每种情况下)重量%的乙烯,并可送至下游加工单元以便进一步加工、储存或销售。在裂解r-热解油的裂解器原料过程中产生的塔顶乙烯物流822是r-乙烯组合物或物流。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,r-乙烯物流可用于制造一种或多种石油化学产品。
来自乙烷-乙烯分馏器824的塔底物流基于塔底物流的总重量计可包括至少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98(在每种情况下)重量%的乙烷。如前所述,回收的乙烷的全部或一部分可作为附加的原料单独或与含r-热解油的进料物流组合再循环到裂解炉中。
从脱乙烷塔中抽取的液体塔底物流818(其可富含C3和较重质组分)可如图10中所示在脱丙烷塔840中分离。在脱丙烷塔840中,C3和较轻质组分作为塔顶蒸汽物流826除去,而C4和较重质组分可在液体塔底物流828中离开塔。脱丙烷塔840可以以至少20、或至少35、或至少40(在每种情况下)℃和/或不超过70、65、60、55℃的塔顶温度和至少10、或至少12、或至少15(在每种情况下)barg和/或不超过20、或不超过17、或不超过15(在每种情况下)barg的塔顶压力下运行。脱丙烷塔840回收塔顶物流826中引入塔的C3和较轻质组分总量的至少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97、或至少99(在每种情况下)%。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,从脱丙烷塔840中移除的塔顶物流826基于塔顶物流826的总重量计包含至少或至少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98(在每种情况下)重量%的丙烷和丙烯。
将来自脱丙烷塔840的塔顶物流826引入丙烷-丙烯分馏器(丙烯分馏器)860,其中丙烯和任何较轻质组分在塔顶物流832中除去,而丙烷和任何较重质组分在塔底物流834中离开塔。丙烯分馏器860可在至少20、或至少25、或至少30、或至少35(在每种情况下)℃和/或不超过55、50、45、40℃的塔顶温度和至少12、或至少15、或至少17、或至少20(在每种情况下)barg和/或不超过20、或不超过17、或不超过15、或不超过12 (在每种情况下)barg的塔顶压力下运行。富含丙烯的塔顶物流860基于物流的总重量计可以包括至少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98、或至少99(在每种情况下)重量%的丙烯,并可送至下游加工单元以便进一步加工、储存或销售。在含有裂解r-热解油的裂解器原料过程中产生的塔顶丙烯物流是r-丙烯组合物或物流。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,物流可用于制造一种或多种石油化学产品。
来自丙烷-丙烯分馏器860的塔底物流834基于塔底物流834的总重量计可包括至少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98(在每种情况下)重量%的丙烷。如前所述,回收的丙烷的全部或一部分可作为附加的原料单独或与r-热解油组合再循环到裂解炉中。
再次参照图10,可将来自脱丙烷塔840的塔底物流828送至脱丁烷塔850以便将C4组分(包括丁烯、丁烷和丁二烯)与C5+组分分离。脱丁烷塔可以以至少20、或至少25、或至少30、或至少35、或至少40(在每种情况下)℃和/或不超过60、或不超过65、或不超过60、或不超过55、或不超过50(在每种情况下)℃的塔顶温度和至少2、或至少3、或至少4、或至少5(在每种情况下)barg和/或不超过8、或不超过6、或不超过4、或不超过2(在每种情况下)barg的塔顶压力运行。脱丁烷塔回收塔顶物流836中引入塔的C4和较轻质组分总量的至少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97、或至少99(在每种情况下)%。在一个实施方案中或与本文中提及的任何实施方案组合,从脱丁烷塔中移除的塔顶物流836基于塔顶物流的总重量计包含至少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(在每种情况下)重量%的丁二烯。在裂解含有r-热解油的裂解器原料过程中产生的塔顶物流836是r-丁二烯组合物或物流。来自脱丁烷塔的塔底物流838主要包括C5和较重质组分,其量基于物流的总重量计为至少50、或至少60、或至少70、或至少80、或至少90、或至少95重量%。脱丁烷塔塔底物流838可送去进一步分离、加工、储存、销售或使用。
可以对来自脱丁烷塔的塔顶物流836或C4施以任何常规分离方法如萃取或蒸馏过程以回收更浓缩的丁二烯物流。
在一个实施方案中或与本文提及的任何实施方案组合,乙烯分离器(splitter)(或分馏器)和/或脱丁烷塔中的一个或多个的容量和/或效率可由于裂解包含r-热解油的进料物流而增加。
转向乙烯分馏器(C2分离器),在一个实施方案中或与本文提及的任何实施方案组合,提供了分离烯烃物流的方法,其包括将包含再循环物乙烯组合物(r-乙烯)的塔进料物流引入乙烯分馏器。在塔中,如前所述,物流可分离成富含乙烯的塔顶物流和贫含乙烯(或富含乙烷)的塔底物流。
在一些情况下,当进料物流包含r-乙烯时,塔的进料物流可包含更多的乙烯,使得例如塔进料物流中乙烯与乙烷的摩尔比(或重量比)与如果塔进料物流不包含r-乙烯(或裂解器进料不包含r-热解油)、但具有相同的质量流量、所有其它条件是相同的情况相比至少0.1、0.5、1、2、5、8、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90或95%不同(更高或更低),。
进料物流可包含基于进料物流总重量至少5、10、15、20、25、30、35、40、45或50和/或不超过90、85、80、75、70、65、60、55、50、45、40或35重量%的量的乙烯和/或它可包含基于进料物流总重量至少5、10、15、20、25、30、35、40、45或50和/或不超过90、85、80、75、70、65、60、55、50、45、40或35重量%的量的乙烷。塔进料中乙烯与乙烷的(摩尔或重量)比可为至少0.1、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.85、0.9、0.95或1。
塔的分离效率也可提高,使得例如较少的乙烷和较重组分最终在富含乙烯的塔顶物流中。例如,在一个实施方案中或与本文提及的任何实施方案组合,塔顶物流中乙烷的质量流量与塔进料物流不包含r-乙烯(或裂解器进料不包含r-热解油)、但具有相同质量流量、所有其它条件相同的情况相比至少0.1、0.5、1、2、5、8、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90或95%不同(更低或更高)。来自乙烯分馏器的富乙烷塔底物流包含塔原料中乙烷总量(重量或摩尔)的至少约50、55、60、65、70、75、80、85、90或95重量(或摩尔)%和/或塔原料中乙烯总量的不超过50、45、40、35、30、25、20、15、10、5、2或1%。可操作乙烯分馏器以使塔顶物流中乙烷的量最小化。
来自乙烯分馏器的塔底物流包含至少5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80或85和/或不超过99、95、90、85或80重量%的乙烷,基于物流的总重量。塔底物流还可包含基于物流总重量不大于25、20、15、10、5、3、2、1或0.5重量%的乙烯。
此外,从乙烯分馏器取出的富含乙烯的塔顶物流中的乙烯的量也可高于或低于在塔的进料中不存在r-烯烃(或没有r-热解油进料至炉)的情况下的量。例如,在一个实施方案中或与本文提及的任何实施方案组合,富含乙烯的塔顶物流中的乙烯与裂解器原料中的乙烷的比可以与塔进料不包含r-乙烯(或裂解器原料不包含r-热解油)、但具有相同质量流速、所有其它条件相同的情况相比至少0.5、1、2、5、8、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90或95%不同(更高或更低)。
在一个实施方案中或与本文提及的任何实施方案组合,塔进料中乙烯总重量的至少约50、55、60、65、70、75、80、85、90或95%存在于乙烯分馏器的塔顶物流中,和/或塔进料中乙烯总重量的不超过50、45、40、35、30、25、20、15、10、5、2或1%存在于乙烯分馏器的塔底物流中。另外,塔进料中乙烷总量的不超过50、45、40、35、30、25、20、15、10、5、2或1重量%存在于乙烯分馏器的塔顶物流中。塔顶物流包含基于物流的总重量至少5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80或85和/或不大于99、95、90、85或80重量%的乙烯,并且可以包含基于物流的总重量不大于20、15、10、5、2、1或0.5重量%的乙烷。
分离包括r-烯烃的进料物流也可影响塔操作,使得乙烯分馏器在分离和/或能量输入要求方面更有效。例如,在一个实施方案中或与本文所述的任何实施方案组合,乙烯分馏器的回流比可以是与塔进料物流不包含r-乙烯(或裂解器进料不包含r-热解油)、但具有相同质量流速、所有其它条件相同的情况相比至少0.1、0.5、1、2、5、8、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90或95%不同(更低或更高)。
类似地,部分由于塔中液体运输水平的降低,通过乙烯分馏器的压差也可更低。在一些情况下,通过乙烯分馏器的压差(如先前所讨论测量的)可以是与塔进料物流不包含r-乙烯(或裂解器进料不包含r-热解油)、但具有相同的质量流速、所有其它条件相同的情况相比0.1、0.5、1、2、5、8、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90或95%不同(更低或更高)。通过乙烯分馏器的压差可以是至少约50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、115、120、125、130、135、140或145 kPa和/或不超过250、240、230、225、220、210、200、190、180、175、170、165、160、155或150 kPa。
另外,或在替代方案中,从乙烯分馏器取出的塔底液体物流的平均温度可以与塔进料不包含r-乙烯(或裂解器进料不包含r-热解油)、但具有相同质量流速、所有其它条件相同的情况相比至少0.1、0.5、1、2、5、8、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90或95%不同(更高或更低)。
此外,乙烯分馏器中液体的质量或体积流速也可以是与塔进料物流不包含r-乙烯(或裂解器进料不包含r-热解油)、但具有相同的质量流速、所有其它条件相同的情况相比0.1、0.5、1、2、5、8、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90或95%不同(更低或更高)。进料到塔的质量流量也可增加,并且可以与裂解器进料不包含r-热解油的情况相比有至少0.5、1、2、5、8、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90或95%的不同(更高或更低)。
此外,如前所述,至少一部分进料到裂解炉的乙烷可以从乙烯分馏器的塔底馏出物再循环。在一些情况下,在乙烯分馏器中将再循环物进料裂解和随后分离可产生更多的乙烷,其适于再循环回到裂解炉的入口。这可导致较少的非循环或“新鲜”乙烷添加到系统中,其可提高单元的成本和/或操作效率。
在一个实施方案中或与本文提及的任何实施方案组合,裂解器原料中的非再循环物乙烷(例如新鲜乙烷)的重量与从分馏段(例如从乙烯分馏器取出的富含乙烷的塔底物流)循环的乙烷的重量的比可以与塔进料物流不包含r-乙烯(或裂解器进料不包含r-热解油)但具有相同的质量流速、所有其它条件相同的情况相比至少0.1、0.5、1、2、5、8、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90或95%不同(更低或更高)。来自乙烯分馏器的富含乙烷的塔底物流的总质量流量的至少10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85或90%和/或不超过95、90、85、80、75、70、65、60、55、50、45或40%可再循环到裂解炉。
在一个实施方案中或与本文提及的任何实施方案组合,来自裂解器的含烯烃流出物中的乙烯量可高于或低于裂解器原料不包含r-热解油的情况下的乙烯量。例如,含烯烃的流出物中乙烯的量与裂解器原料不包含r-热解油、但具有相同的质量流速、所有其它条件相同的情况相比至少0.1、0.5、1、2、5、8、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90或95%不同 (更高或更低)。
在一个实施方案中或与本文提及的任何实施方案组合,来自裂解器的含烯烃流出物中的丙烯量可高于裂解器原料不包含r-热解油的情况下的丙烯量。例如,含烯烃的流出物中丙烯的量与裂解器原料不包含r-热解油、但具有相同的质量流量、所有其它条件相同的情况相比至少0.1、0.5、1、2、5、8、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90或95%不同 (更高或更低)。
此外,在一个实施方案中或与本文所述的任何实施方案组合,包含r-热解油的进料物流的裂解可与相同进料物流在无r-热解油下裂解的情况相比,产生更高量的二烯,包括例如丁二烯、环戊二烯(CPD)和二环戊二烯(DCPD)。例如,从裂解炉移出的含烯烃流出物中的丁二烯与丙烷(当主要为丙烷的物流裂解时)或乙烷(当主要为乙烷的物流裂解时)的重量比可与所述裂解器进料物流不包含r-热解油、但具有相同质量流速、所有其它条件相同的情况相比至少0.1、0.5、1、2、5、8、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90或95% 不同(更高或更低)。
这种增加的丁二烯(和较重组分)的量可影响一个或多个下游塔的操作和效率。例如,当在裂解单元的下游分离区中从这种含烯烃的流出物中回收产物物流如乙烯或丙烯或甚至丁二烯时,这种产物物流中的丁二烯与丙烷(当主要裂解丙烷物流时)或乙烷(当主要裂解乙烷物流时)的重量比可与所述裂解器进料物流不包含r-热解油、但具有相同质量流速、所有其它条件相同的情况相比至少0.1、0.5、1、2、5、8、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90或95%不同(更高或更低)。产物物流中的丁二烯与裂解器进料物流中的乙烷的重量比可以是至少0.001、0.005、0.010、0.025或0.050和/或不大于0.20、0.15、0.10、0.075或0.05。
现在转向脱丙烷塔的操作,可在脱丙烷塔中将至少一部分含烯烃的流出物物流分离,以形成富含丙烷和较轻组分的塔顶物流和贫含丙烷和较轻组分的塔底物流。如前所述,进入脱丙烷塔的全部或部分进料可源自脱甲烷塔的塔底物流,并且可在丙烯分馏器中进一步分离来自脱丙烷塔的至少部分塔顶物流以形成富含丙烯的组合物。来自脱丙烷塔的所有或部分塔底物流可在脱丁烷塔中进一步分离,如以下进一步详细讨论的。
在一个实施方案中或与本文提及的任何实施方案组合,可将包含再循环物烯烃组合物(r-烯烃)、丁二烯和丙烷的塔进料物流引入脱丙烷塔,其中可将物流分离成富含丙烷和较轻组分的塔顶物流以及富含丁二烯和较重组分(或贫含丙烷和较轻组分)的塔底物流。
进料物流可包含基于进料物流的总重量计至少5、10、15、20、25、30、35、40、45或50和/或不超过90、85、80、75、70、65、60、55、50、45、40或35重量%的量的丙烷,和/或其可包含基于进料物流的总重量计至少5、10、15、20、25、30、35、40、45或50和/或不超过90、85、80、75、70、65、60、55、50、45、40或35重量%的量的r-烯烃。可存在于脱丙烷塔的进料中的r-烯烃的实例包括但不限于r-乙烯、r-丙烯、r-丁二烯及其组合。
从脱丙烷塔取出的塔顶物流可以包含在进料物流中引入塔中的丙烷和较轻组分的总量的至少50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、97或99重量%,而塔底物流可以包含在进料物流中引入塔中的丁二烯和较重组分的总量的至少50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、97或99重量%。
替代地或另外,塔顶物流可以包含在进料物流中引入塔中的丁二烯和较重组分的总量的不超过50、45、40、35、30、25、20、15、10、5、2、1、0.5或0.25重量%,和/或塔底物流可以包含在进料物流中引入塔中的丙烷和较轻组分的总量的不超过50、45、40、35、30、25、20、15、10、5、2、1、0.5或0.25重量%。
来自脱丙烷塔的塔顶物流可富含丙烷和包括丙烯和/或乙烯的较轻组分,基于物流的总重量,其可包含至少5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60或65重量%和/或不大于95、90、85、80、75、70、65、60、55、50、45、40、35、30、25或20重量%的丙烷和较轻组分。存在于来自脱丙烷塔的塔顶物流中的丁二烯和较重组分的量可以为至少0.01、0.05、0.10、0.50、1、1.5、2、5、8或10重量%和/或不超过10、8、5、3、2或1重量%,基于塔顶物流的总重量。
可贫含丙烷和较轻组分(或富含丁二烯和较重组分)的脱丙烷塔的塔底物流可包含至少5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60或65重量%和/或不超过95、90、85、80、75、70、65、60、55、50、45、40、35、30、25或20重量%的丁二烯和较重组分,基于物流的总重量。存在于来自脱丙烷塔的塔底物流中的丙烷和较轻组分的量可以为至少0.01、0.05、0.10、0.50、1、1.5、2、5、8或10重量%和/或不超过10、8、5、3、2或1重量%,基于塔顶物流的总重量。
在一个实施方案中或与本文提及的任何实施方案组合,来自脱丙烷塔的塔底物流的总丙烷含量可以与塔进料物流不包含r-烯烃(或裂解器进料物流不包含r-热解油)、但具有相同质量流速、所有其它条件相同的情况相比至少0.1、0.5、1、2、5、8、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90或95%不同(更高或更低)。
来自脱丙烷塔的塔底物流的中间沸点可以与塔进料物流不包含r-烯烃(或裂解器进料物流不包含r-热解油)、但具有相同的质量流速、所有其它条件相同的情况相比,至少0.1、0.5、1、2、5、8、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90或95%不同(更高或更低)。
替代地或另外,来自脱丙烷塔的底部物流的总二烯含量可以为与塔进料物流不包含r-烯烃(或裂解器进料物流不包含r-热解油)但具有相同质量流速、所有其它条件相同的情况相比至少0.1、0.5、1、2、5、8、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90或95%不同(更高或更低)。合适的二烯的实例可以包括但不限于丁二烯、环戊二烯(CPD)和二环戊二烯(DCPD)及其组合。在一些情况下,来自脱丙烷塔的塔底物流中的任何或所有这些组分的量可以高于塔进料物流不包含r-烯烃(或裂解器进料物流不包含r-热解油)但具有相同质量流速且所有其它条件相同的情况的量。
来自脱丙烷塔的塔底物流中DCPD和/或CPD的总量可以为至少0.01、0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.30、0.35、0.4、0.45或0.5和/或不超过1、0.9、0.8、0.75、0.7、0.65、0.6或0.5重量%,基于塔底物流的总重量。另外,或在替代方案中,来自脱丙烷塔的塔底物流中的丁二烯的总量可以为至少0.01、0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.30、0.35、0.4、0.45或0.5和/或不大于1、0.9、0.8、0.75、0.7、0.65、0.6或0.5重量%,基于塔底物流的总重量。
另外或在替代方案中,来自裂解炉的含烯烃流出物中的丁二烯与裂解器原料中的丙烷量(当裂解器原料主要为丙烷时)或与裂解器原料中的乙烷量(当裂解器原料主要为乙烷时)的重量比与裂解器原料不包含r-热解油、但具有相同的质量流速,所有其它条件相同的情况相比,至少0.1、0.5、1、2、5、8、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90或95%不同。从分离区取出的产物物流中的丁二烯与裂解器原料中的丙烷(或乙烷)的重量比可以为至少0.001、0.005、0.010、0.025或0.050和/或不大于0.20、0.15、0.10、0.075或0.05。
此外,来自脱丙烷塔的塔底液体物流的平均或最高温度可以与塔进料物流不包含r-烯烃(或裂解器进料物流不包含r-热解油)但具有相同质量流速、所有其它条件相同的情况相比至少0.1、0.5、1、2、5、8、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90或95%不同(更高或更低)。脱丙烷塔液体塔底物流的平均或最高温度可以为至少20,或至少25,或至少30,或至少35,或至少40,在每种情况下°C和/或不大于60,或不大于65,或不大于60,或不大于55,或不大于50,在每种情况下°C。
脱丙烷塔的操作效率也可提高,使得例如可以在塔内以与没有r-烯烃被引入到塔中的情况下(和/或在裂解器进料物流中不存在r-热解油的情况下)相同或更好的分离效率分离更多的进料。例如,脱丙烷塔的塔底物流的质量流量与引入到脱丙烷塔中的塔进料物流的质量流量的比可与塔进料物流不包含r-烯烃(或裂解器进料不包含r-热解油)、所有其它条件相同的情况相比至少0.1、0.5、1、2、5、8、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90或95%不同(更高或更低)。
另外,在一个实施方案中或与本文提及的任何实施方案组合,脱丙烷塔的回流比可与塔进料物流不包含r-丙烯(或裂解器进料不包含r-热解油)、但具有相同的质量流量、所有其它条件相同的情况相比至少0.1、0.5、1、2、5、8、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90或95%不同(更低或更高)。
类似地,部分由于塔中的液体运输水平降低,通过脱丙烷塔的压差也可更低。在一些情况下,与塔进料物流不包含r-烯烃(或裂解器进料不包含r-热解油)、但具有相同的质量流速、所有其它条件相同的情况相比,通过脱丙烷塔的压差(如先前所讨论测量的)可以是0.5、1、2、5、8、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90或95%不同(更低或更高)。通过脱丙烷塔的压差可为至少约50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、115、120、125、130、135、140或145 kPa和/或不超过250、240、230、225、220、210、200、190、180、175、170、165、160、155或150 kPa。
此外,脱丙烷塔中液体的质量或体积流速也可以是与塔进料物流不包含r-烯烃(或裂解器进料不包含r-热解油)但具有相同的质量流速、所有其它条件相同的情况相比0.1、0.5、1、2、5、8、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90或95%不同(更低或更高)。进料到塔的质量流量也可增加,并且可以与裂解器进料不包含r-热解油的情况相比有至少0.5、1、2、5、8、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90或95%的不同(更高或更低)。
在一个实施方案中或与本文提及的任何实施方案组合,来自裂解器的含烯烃流出物中的丙烯量可高于裂解器原料不包含r-热解油情况下的丙烯量。例如,含烯烃的流出物中丙烯的量与裂解器原料不包含r-热解油但具有相同的质量流量,所有其它条件相同情况下相比至少0.1、0.5、1、2、5、8、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90或95%不同 (更高或更低)。
另外,由于分离包含r-烯烃的进料物流,脱丁烷塔的操作和效率也可得到改进或提高。通常,脱丁烷塔可将全部或部分脱丙烷塔塔底物流分离成富含丁二烯(或丁烷)和较轻组分的脱丁烷塔塔顶物流和贫含丁二烯(或丁烷)和较轻组分或富含丁烷(或C5)和较重组分的脱丁烷塔塔底物流。存在于塔底物流中的丁烷和较重组分(或C5和较重组分)的量可以是至少5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60或65 wt%和/或不大于95、90、85、80、75、70、65、60、55、50、45、40、35、30、25或20 wt%的量,基于物流的总重量,而塔顶物流中的丁烷和较重组分(或C5和较重组分)的量可以是至少0.01、0.05、0.10、0.50、1、1.5、2、5、8或10wt%和/或不大于25、20、18、15、12、10或8 wt%的量。
另外,或在替代方案中,丁二烯(或丁烷)和较轻组分以基于物流和/或丁二烯(或丁烷)的总重量计至少5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60或65重量%和/或不超过95、90、85、80、75、70、65、60、55、50、45、40、35、30、25或20重量%的量存在于塔顶物流中,并且较轻组分以至少0.01、0.05、0.10、0.50、1、1.5、2、5、8或10重量%和/或不超过25、20、18、15、12、10或8重量%的量存在于塔底物流中。进料物流中丁二烯(或丁烷)和较轻组分的总重量的至少20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、92、95或97%存在于塔顶物流中,而进料物流中丁烷(或C5)和较重组分的总重量的至少20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、92、95或97%存在于塔底物流中。
来自脱丁烷塔的塔顶物流可以包含在进料物流中引入塔中的丁烷(或丁二烯)和较轻组分的总量的至少50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、97或99重量%,而来自脱丁烷塔的塔底物流可以包含在进料物流中引入塔中的C5和较重(或丁烷和较重)组分的总量的至少50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、97或99重量%。
塔顶物流还可包含不多于50、45、40、35、30、25、20、15、10、5、2、1、0.5或0.25重量%的在进料物流中引入塔中的C5和较重(或丁烷和较重)组分的总量,而来自脱丁烷塔的塔底物流包含不多于50、45、40、35、30、25、20、15、10、5、2、1、0.5或0.25重量%的在进料物流中引入塔中的丁烷和较轻(或丁二烯和较轻)组分的总量。
从脱丁烷塔移除的塔顶物流中丁二烯的重量比可以裂解器原料不包含r-热解油(或至脱丙烷塔的进料不包含再循环物组合物)但具有相同的质量流速、所有其它条件相同的情况相比,至少0.1、0.5、1、2、5、8、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90或95%不同(更高或更低)。存在于塔进料物流中的丁二烯的量可为至少1、2、5、10、15或20和/或不超过50、45、40、35、30、25、20或15重量%,基于进料物流的总重量。
存在于脱丁烷塔塔顶物流中的丁二烯的量可以为至少0.01、0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30、0.40、0.50、0.60、0.70、0.75、0.80、0.90、0.95、1、1.25、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5或6重量%和/或不超过10、9、8、7、6、5、4、3或2重量%,基于物流的重量。当从脱丁烷塔塔顶回收产物物流(如例如,含丁二烯的产物物流)时,产物物流中的丁二烯与裂解器进料物流中的丙烷(当裂解器进料物流主要为丙烷时)或乙烷(当裂解器进料物流主要为乙烷时)的重量(或摩尔)比与所述炉进料物流不包含所述r-热解油但具有相同的质量流速、所有其它条件相同的情况相比至少0.1、0.5、1、2、5、8、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90或95%不同(更高或更低)。
另外,或者在替代方案中,以下标准(i)至(v)中的至少一个也可为真:(i)塔底物流的质量流速与塔进料物流的质量流速的比与裂解器原料不包括r-热解油但具有相同的质量流速、所有其它条件相同的情况相比至少0.1%不同 (更高或更低);(ii)塔底液体温度与塔进料物流不包含r-C2至C4烯烃但具有相同的质量流量、所有其它条件相同的情况相比至少0.1%不同(更高或更低);(iii)脱丙烷塔内的液体流速与裂解器原料不包括r-热解油但具有相同的质量流速、所有其它条件相同的情况相比至少0.1%不同(更高或更低);(iv)脱丙烷塔上的压差与裂解器原料不包括r-热解油但具有相同的质量流速、所有其它条件相同的情况相比,至少0.1%不同(更高或更低);和(v)塔底物流的总二烯含量与裂解器原料不包含r-热解油但具有相同质量流速、所有其它条件相同的情况相比至少0.1%不同(更高或更低);和(vi)塔底物流中总丙烷含量与塔进料物流不包括r-C2至C4烯烃但具有相同质量流速、所有其它条件相同的情况相比,至少0.1%不同 (更高或更低)。以上(i)至(vi)中的一种或多种可与进入塔的裂解器原料或进料物流不包含r-热解油或其它再循环物烃组合物的情况相比至少0.5、1、2、5、8、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90或95%不同(更高或更低)。
实施例
r-热解油实施例1-4
表1显示了通过气相色谱法的r-热解油样品的组成。r-热解油样品由废弃的高和低密度聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯生产材料。样品4是实验室蒸馏样品,其中大于C21的烃被除去。这些材料的沸点曲线显示在图13-16中。
表1. r-热解油实例的气相色谱分析
Figure 99587DEST_PATH_IMAGE010
Figure 588337DEST_PATH_IMAGE011
Figure 184403DEST_PATH_IMAGE012
r-热解油实例5-10
通过蒸馏r-热解油样品制备六种r-热解油组合物。它们通过根据下述程序加工材料来制备。
实施例5. r-热解油,其中至少90%在350℃沸腾,50%在95℃至200℃沸腾,且至少10%在60℃沸腾。
将250克来自实施例3的r-热解油样品通过装备有二醇冷却冷凝器、含有温度计的热电偶套管和通过电子计时器调节的磁力操作回流控制器的30个塔板的玻璃Oldershaw柱蒸馏。分批蒸馏在大气压下以1:1的回流速率进行。每20毫升收集液体馏分,并记录塔顶馏出物温度和质量以构建图17中所示的沸腾曲线。重复蒸馏直到收集大约635克材料。
实施例6. r-热解油,其中至少90%在150℃沸腾,50%在80℃至145℃沸腾,且至少10%在60℃沸腾。
将150克来自实施例3的r-热解油样品通过装备有二醇冷却冷凝器、含有温度计的热电偶套管和通过电子计时器调节的磁力操作回流控制器的30个塔板的玻璃Oldershaw柱蒸馏。分批蒸馏在大气压下以1:1的回流速率进行。每20毫升收集液体馏分,并记录塔顶温度和质量以构建图18中所示的沸腾曲线。重复蒸馏直到收集大约200克材料。
实施例7. r-热解油,其中至少90%在350℃沸腾、至少10%在150℃沸腾,且50%在220℃至280℃沸腾。
按照类似于实施例8的程序,在大气压下在120℃至210℃收集馏分,并在75托真空下收集剩余馏分(至多300℃,校正至大气压)以获得200克具有图19所述的沸点曲线的组合物。
实施例8. r-热解油,其中90%在250至300℃沸腾。
将大约200克来自实施例6的残余物通过装备有二醇冷却冷凝器、含有温度计的热电偶套管和通过电子计时器调节的磁力操作回流控制器的20个塔板的玻璃Oldershaw柱蒸馏。基罐的一个颈装备有橡胶隔膜,并且通过18"长、20号钢温度计(20-gauge steelthermometer)将低流量N2吹扫气体鼓泡到基础混合物中。分批蒸馏在70托真空下以1:2的回流速率进行。温度测量、压力测量和计时器控制由Camille实验室数据收集系统提供。每20毫升收集液体级分,并记录塔顶馏出物温度和质量。通过Clausius-Clapeyron方程将塔顶温度校正至常压沸点以构建下图20中所示的沸腾曲线。收集到大约150克的塔顶材料。
实施例9. r-热解油,其中50%在60℃至80℃沸腾。
按照类似于实施例5的程序,收集在60℃至230℃下沸腾的馏分以获得200克具有图21所述的沸点曲线的组合物。
实施例10. 具有高芳族含量的r-热解油
将250克具有高芳族含量的r-热解油样品通过装备有二醇冷却冷凝器、含有温度计的热电偶套管和通过电子计时器调节的磁力操作回流控制器的30个塔板的玻璃Oldershaw柱蒸馏。分批蒸馏在大气压下以1:1的回流速率进行。每10-20毫升收集液体馏分,并记录塔顶温度和质量以构建图22中所示的沸腾曲线。在收集大约200克材料后停止蒸馏。通过气相色谱法分析,材料含有34重量%的芳族含量。
表2显示了通过气相色谱法分析得到的实施例5-10的组成。
表2. r-热解油实施例5-10的气相色谱法分析
Figure 442209DEST_PATH_IMAGE013
Figure 606474DEST_PATH_IMAGE014
Figure 582521DEST_PATH_IMAGE015
实施例11-58涉及在实验室单元中水蒸气裂解r-热解油
通过以下水蒸气裂解实施例进一步说明本发明。在实验室单元中进行实施例以模拟在商业水蒸气裂解器中获得的结果。实验室水蒸气裂解器的图显示在图11中。实验室水蒸气裂解器910由在24英寸Applied Test System三区炉920中加热的一段3/8英寸Incoloy™管912组成。炉中的每个区(区1 922a、区2 922b和区3 922c)由7英寸的电线圈段加热。热电偶924a、924b和924c在每个区的中点处固定到外壁上用于反应器的温度控制。内部反应器热电偶926a和926b也分别放置在区1的出口和区2的出口处。将r-热解油源930经管线980进料至Isco注射泵990,并经管线981a进料到反应器中。将水源940经管线982进料到ICSO注射泵992并经管线983a进料到预热器942中以转化为水蒸气,随后在管线981a中与热解油一起进入反应器。丙烷气瓶950通过管线984连接到质量流量控制器994。工厂氮气源970通过管线988连接到质量流量控制器996。丙烷或氮气物流通过管线983a进料至预热器942以便在管线981a中进入反应器之前促进均匀的水蒸气生成。将石英玻璃棉放置在炉的三个区之间的1英寸空间中以降低它们之间的温度梯度。在任选的配置中,对一些实施例而言移除顶部内部热电偶922a,以便以在区1的中点处或在区1和区2之间的过渡部分处通过一段1/8英寸直径的管进料r-热解油。图11中的虚线显示了任选配置。较重的虚线将进料点延伸到区1和区2之间的过渡部分。还任选地通过经虚线983b从Isco注射泵992进料水在反应器中的这些位置处添加水蒸气。随后将r-热解油和任选的水蒸气经虚线981b进料到反应器中。由此,反应器可以在不同位置处进料组分的各种组合来操作。典型的操作条件是将第一区加热至600℃,将第二区加热至大约700℃,和将第三区加热至375℃,同时在反应器出口处保持3psig。烃进料和水蒸气的典型流速使得在炉的一个7英寸段中的停留时间为0.5秒。炉922a的第一个7英寸段作为对流区操作,并且第二个7英寸段922b作为水蒸气裂解器的辐射区操作。反应器的气态流出物经管线972离开反应器。用壳管式冷凝器934冷却物流,并在乙二醇冷却的检视窗936中收集任何冷凝的液体。定期通过管线978除去液体材料以用于称重和气相色谱分析。气体物流经管线976a进料以便通过在单元上保持大约3 psig的背压调节器排出。用Sensidyne Gilian Gilibrator-2校准器测量流速。定期将一部分气体物流在管线976b中送至气相色谱取样系统以进行分析。单元可以通过物理断开丙烷管线984并将带有管线986和柔性管线974a的空气气瓶960连接到质量流速控制器994上来以除焦模式操作。
通过气相色谱法进行反应进料组分和产物的分析。除非另行说明,所有百分比均按重量计。在Agilent 7890A上使用在35℃至300℃的温度范围内的Restek RTX-1柱(30米×320微米ID,0.5微米膜厚度)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被配置为分析具有H2S含量的至多C6的炼厂气。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:2英尺×1/16英寸,1毫米内径HayeSep A 80/100目UltiMetal Plus 41mm;1.7米×1/16英寸,1毫米内径HayeSep A 80/100目UltiMetal Plus 41mm;2米×1/16英寸,1毫米内径MolSieve 13X80/100目UltiMetal Plus 41mm;3英尺×1/8英寸,2.1毫米内径HayeSep Q 80/100目UltiMetal Plus;8英尺×1/8英寸,2.1毫米内径Molecular Sieve 5A 60/80目UltiMetalPlus;2米×0.32毫米,5微米厚度DB-1(123-1015,切割);25米×0.32毫米,8微米厚度HP-AL/S(19091P-S12)。配置FID通道以便用毛细管柱从C1至C5分析烃,而C6/C6+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)被配置为分析固定气体(如CO2、CO、O2、N2和H2S)。该通道等温运行,其中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。基于每种物流(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。
如下进行典型试验:
氮气(130sccm)吹扫穿过反应器系统,并加热反应器(区1、区2、区3设定点分别为300℃、450℃、300℃)。将用于反应器后液体收集的预热器和冷却器通电。15分钟后,并且预热器高于100℃,向预热器中加入0.1毫升/分钟的水以产生水蒸气。区1、2和3的反应器温度设定点分别升高到450℃、600℃和350℃。在另外的10分钟之后,区1、2和3的反应器温度设定点分别升至600℃、700℃和375℃。当丙烷流量提高至130 sccm时,N2降低至零。在这些条件下100分钟后,引入r-热解油或石脑油中的r-热解油,并降低丙烷流量。对于使用80%的丙烷和20%的r-热解油的试验,丙烷流量为104 sccm,并且r-热解油进料速率为0.051克/小时。该材料水蒸气裂解4.5小时(进行气体和液体取样)。随后,重新建立130 sccm的丙烷流。在1小时后,冷却反应器并用氮气吹扫。
采用r-热解油实施例1的水蒸气裂解
表3含有在实验室水蒸气裂解器中用丙烷、来自实施例1的r-热解油和各种重量比的这二者进行的试验的实施例。在所有试验中,水蒸气以0.4的水蒸气对烃的比进料至反应器中。在仅用r-热解油的试验中氮气(相对于烃为5重量%)与水蒸气一起进料以辅助均匀的水蒸气生成。对比例1是涉及仅裂解丙烷的实施例。
表3. 使用来自实施例1的r-热解油的水蒸气裂解实施例
Figure 952584DEST_PATH_IMAGE016
Figure 330476DEST_PATH_IMAGE017
随着所用r-热解油的量相对于丙烷增加,二烯的形成增加。例如,随着更多的r-热解油加入到进料中,r-丁二烯和环戊二烯二者都增加。此外,芳族化合物(C6+)随进料中r-热解油的增加而显著增加。
在这些实施例中,可计量性随着r-热解油的量增加而降低。确定进料中的一些r-热解油在预热器段中滞留。由于试验时间短,不利地影响了可计量性。反应器入口管线斜率的轻微增加校正了该问题(参见实施例24)。尽管如此,即使在实施例15中具有86%的可计量性,趋势是清楚的。随着进料中r-热解油的量增加,r-乙烯和r-丙烯的总产率从大约50%降低至小于大约35%。实际上,单独进料r-热解油产生大约40%的芳族化合物(C6+)和未识别的高沸点化合物(参见实施例15和实施例24)。
r-乙烯产率—当15% r-热解油与丙烷共裂解时,r-乙烯产率显示由30.7%提高至>32%。r-乙烯的产率随后保持为大约32%,直到使用>50%的r-热解油。采用100%的r-热解油,由于大量的芳族化合物和未识别的高沸点化合物(>40%),r-乙烯的产率降低至21.5%。由于r-热解油比丙烷更快裂解,因此具有提高量的r-热解油的进料将更快地裂解成更多的r-丙烯。该r-丙烯随后可以反应以形成r-乙烯、二烯和芳族化合物。当r-热解油的浓度增加时,r-丙烯裂解产物的量也提高。因此,提高量的二烯可以与其它二烯和烯烃(如r-乙烯)反应,导致形成甚至更多的芳族化合物。因此,在进料中100%的r-热解油下,由于形成的芳族化合物的高浓度,回收的r-乙烯和r-丙烯的量较低。事实上,当r-热解油在进料中提高至100%时,烯烃/芳族从45.4降至1.4。由此,随着更多r-热解油添加到进料混合物中(至少达到大约50%的r-热解油),r-乙烯的产率提高。在丙烷中进料热解油提供了提高水蒸气裂解器上的乙烯/丙烯比的方式。
r-丙烯产率—r-丙烯产率随进料中r-热解油的增多而降低。其从仅用丙烷的17.8%降至采用15%的r-热解油的17.4%,并且随后降至裂解100%的r-热解油时的6.8%。在这些情况下r-丙烯的形成没有减少。r-热解油在比丙烷低的温度下裂解。由于r-丙烯在反应器中较早形成,其有更多的时间转化为其它材料——如二烯和芳族化合物和r-乙烯。由此,将r-热解油与丙烷一起进料至裂解器提供了提高乙烯、二烯和芳族化合物的产率的方式。
r-乙烯/r-丙烯比随着更多r-热解油添加到进料中而提高,因为r-热解油的浓度提高使r-丙烯更快制得,并且r-丙烯反应成其它裂解产物——如二烯、芳族化合物和r-乙烯。
从100%的丙烷到100%的r-热解油裂解,乙烯对丙烯的比从1.72提高至3.14。由于r-热解油进料方面微小变化的实验误差和来自在每种条件下仅进行一次试验的误差,15%的r-热解油的比(0.54)低于20%的r-热解油的比(0.55)。
烯烃/芳族比从进料中没有r-热解油的45降低至进料中没有丙烷的1.4。发生降低主要是因为r-热解油比丙烷更容易裂解,并且由此更快地产生更多的r-丙烯。这给了r-丙烯更多的时间以进一步反应——以制造更多的r-乙烯、二烯和芳族化合物。由此,芳族化合物增加,且r-丙烯减少,具有结果烯烃/芳族的比降低。
r-丁二烯随着进料中r-热解油浓度的提高而增加,由此提供了提高r-丁二烯产率的方式。r-丁二烯随着丙烷裂解从1.73%提高至进料中具有15-20%的r-热解油的大约2.3%,在33%的r-热解油的情况下提高至2.63%,并在50%的r-热解油的情况下提高至3.02%。在100%的r-热解油时,量为2.88%。实施例24显示在另一使用100%的r-热解油的试验中观察到3.37%的r-丁二烯。该量可以是基于实施例15中出现的可计量性问题的更精确的值。r-丁二烯的增加是裂解更苛刻的结果,因为产物如r-丙烯继续裂解成其它材料。
环戊二烯随着r-热解油的增加而增加,除了从15%-20%的r-热解油的减少(从0.85至0.81)。同样,可能存在一些实验误差。由此,环戊二烯从仅裂解丙烷的0.48%提高至反应器进料中15-20%的r-热解油的大约0.85%,提高至33%的r-热解油的1.01%,提高至50%的r-热解油的1.25,和100%的r-热解油的1.58%。环丁二烯的增加也是裂解更苛刻的结果,因为产物如r-丙烯继续裂解成其它材料。由此,与丙烷一起裂解r-热解油提供了增加环戊二烯产量的途径。
在水蒸气裂解器的进料中使用r-热解油操作导致反应器流出物中丙烷较少。在商业操作中,这将导致再循环环路中的质量流量降低。如果工厂生产能力受限,较低的流量将降低低温能量成本并潜在地提高工厂的生产能力。此外,如果r-丙烯分馏器的生产能力已经受限,再循环环路中的较低丙烷将消除瓶颈。
采用r-热解油实施例1-4的水蒸气裂解
表4含有用表1中可见的r-热解油样品以80/20的丙烷/r-热解油重量比和0.4的水蒸气对烃的比进行的试验的实施例。
表4. 在类似条件下使用r-热解油实施例1-4的实施例
Figure 400063DEST_PATH_IMAGE018
Figure 988039DEST_PATH_IMAGE019
在相同条件下水蒸气裂解不同的r-热解油实施例1-4得到类似的结果。甚至r-热解油的实验室蒸馏样品(实施例19)也像其它样品一样裂解。最高的r-乙烯和r-丙烯产率是实施例16,但范围为48.01-49.43。r-乙烯/r-丙烯比为1.76至1.84不等。芳族化合物(C6+)的量仅为2.62至3.11不等。实施例16还产生最小产率的芳族化合物。用于该实施例的r-热解油(r-热解油实施例1,表1)含有最大量的链烷烃和最低量的芳族化合物。对裂解为r-乙烯和r-丙烯而言,这二者都是合意的。
采用r-热解油实施例2的水蒸气裂解
表5含有在实验室水蒸气裂解器中用丙烷(对比例2)、r-热解油实施例2进行的试验,和丙烷/热解油重量比为80/20的四个试验。对比例2和实施例20以0.2的水蒸气/烃的比进行。在所有其它实施例中,水蒸气以0.4的水蒸气/烃的比进料到反应器中。在仅使用r-热解油的试验中将氮气(相对于r-热解油为5重量%)与水蒸气进料(实施例24)。
表5. 使用r-热解油实施例2的实施例
Figure 801275DEST_PATH_IMAGE020
Figure 33673DEST_PATH_IMAGE021
将实施例20与实施例21-23比较显示,由于反应器中短25%的停留时间,提高的进料流速(由在实施例20中的192 sccm到实施例21-23中的采用更多水蒸气的255 sccm)导致丙烷和r-热解油的转化率较低(r-乙烯和r-丙烯:实施例20的49.3% vs 实施例21-23的47.1、48.1、48.9%)。实施例21中r-乙烯较高,其中停留时间增加,因为丙烷和r-热解油裂解为更高转化率的r-乙烯和r-丙烯,并且随后一些r-丙烯可以转化为附加的r-乙烯。并且相反,在具有更高水蒸气对烃的比的更高流量实施例中(实施例21-23),r-丙烯更高,因为其具有较少的时间来继续反应。由此,与实施例20中的那些相比,实施例21-23产生较少量的其它组分:r-乙烯、C6+(芳族化合物)、r-丁二烯、环戊二烯等。
实施例21-23在相同条件下试验,并且显示在实验室单元的操作中存在一些可变性,但是其足够小,使得在使用不同条件时可以看到趋势。
与实施例15类似,实施例24显示,当裂解100%的r-热解油时,与具有20%的r-热解油的进料相比,r-丙烯和r-乙烯产率降低。量由大约48%(在实施例21-23中)降低至36%。总芳族化合物大于实施例15中产物的20%。
采用r-热解油实施例3的水蒸气裂解
表6含有在实验室水蒸气裂解器中用丙烷和r-热解油实施例3在不同的水蒸气对烃的比下进行的试验。
表6. 使用r-热解油实施例3的实施例
Figure 398795DEST_PATH_IMAGE022
Figure 83854DEST_PATH_IMAGE023
对采用丙烷和r-热解油实施例3的裂解证实了由采用r-热解油实施例1-2的裂解所观察到的相同趋势。与实施例26相比,实施例25显示进料流速的降低(至实施例26中的192 sccm,具有比实施例25中255 sccm更少的水蒸气)导致丙烷和r-热解油的转化率更高(r-乙烯和r-丙烯:实施例22的48.77% vs 实施例26中更低流量的49.14%),这是由于在反应器中的停留时间多25%。实施例26中r-乙烯更高,具有停留时间增加,因为丙烷和r-热解油裂解为更高转化率的r-乙烯和r-丙烯,并且随后一些r-丙烯转化为附加的r-乙烯。由此,与实施例26中可见的那些相比,实施例25在较短的停留时间下产生较少量的其它组分:r-乙烯、C6+(芳族化合物)、r-丁二烯、环戊二烯等。
采用r-热解油实施例4的水蒸气裂解
表7含有在实验室水蒸气裂解器中用丙烷和热解油样品4在两个不同的水蒸气对烃的比下进行的试验。
表7. 使用热解油实施例4的实施例
Figure 700780DEST_PATH_IMAGE024
Figure 787685DEST_PATH_IMAGE025
表7中的结果显示了与表5中实施例20 vs 实施例21-23和表6中实施例25 vs 实施例26所讨论的相同趋势。在较小的水蒸气对烃的比下,在增加的停留时间下获得了较高量的r-乙烯和r-丙烯和较高量的芳族化合物。r-乙烯/r-丙烯的比也更大。
由此,比较表5中的实施例20与实施例21-23、实施例25与实施例26、以及实施例27与实施例28,均显示了相同的效果。降低水蒸气对烃的比降低了反应器中的总流量。这增加了停留时间。结果,增加了产生的r-乙烯和r-丙烯的量。r-乙烯对r-丙烯的比更大,这表明一些r-丙烯反应为其它产物如r-乙烯。芳族化合物(C6+)和二烯也增加。
裂解具有丙烷的来自表2的r-热解油的实施例
表8含有在实验室水蒸气裂解器中用丙烷(对比例3)和表2中列举的六个r-热解油样品进行的试验的结果。在所有试验中,水蒸气以0.4的水蒸气对烃的比进料到反应器中。
实施例30、33和34是采用具有大于35%的C4-C7的r-热解油的试验结果。实施例40中使用的r-热解油含有34.7%的芳族化合物。对比例3是仅用丙烷进行的试验。实施例29、31和32是用含有小于35%的C4-C7的r-热解油的试验结果。
表8. 使用丙烷和r-热解油的水蒸气裂解的实施例
Figure 589288DEST_PATH_IMAGE026
Figure 761643DEST_PATH_IMAGE027
表8中的实施例涉及使用丙烷与各种蒸馏的r-热解油的80/20混合物。结果与涉及裂解含有丙烷的r-热解油的先前实施例中的那些类似。相对于仅裂解丙烷,所有实施例均产生了芳族化合物和二烯烃的提高。结果,对于裂解合并进料,烯烃对芳族的比较低。对于所有实施例,产生的r-丙烯和r-乙烯的量为47.01-48.82%,除了使用具有34.7%的芳族含量的r-热解油获得的46.31%(在实施例34中使用r-热解油实施例10)。除了该不同之处外,r-热解油类似地操作,并且它们中的任何一种可以在水蒸气裂解器中与C-2至C-4一起进料。具有高芳族含量的r-热解油(如r-热解油实施例10)可能不是水蒸气裂解器的优选进料,并且具有小于大约20%的芳族含量的r-热解油应被认为是与乙烷或丙烷共裂解的更优选进料。
水蒸气裂解具有天然汽油的来自表2的r-热解油的实施例
表9含有在实验室水蒸气裂解器中用来自供应商的天然汽油样品和列举在表2中的r-热解油进行的试验的结果。天然汽油材料为大于99%的C5-C8,并含有大于70%的识别的链烷烃和大约6%的芳族化合物。材料的初沸点为100℉,50%沸点为128℉,95%沸点为208℉,并且终沸点为240℉。在天然汽油样品中没有识别出大于C9的组分。它用作实施例的典型石脑油物流。
表9中所示的结果包括涉及裂解天然汽油(对比例4)或裂解天然汽油与表2中列举的r-热解油样品的混合物的实施例。在所有试验中,水蒸气以0.4的水蒸气对烃的比进料到反应器中。将氮气(相对于烃为5重量%)与水一起进料以促进均匀的水蒸气生成。实施例35、37和38涉及用含有极少C15+的r-热解油进行试验。实施例38示出了在r-热解油中使用大于50%的C15+的试验结果。
反应器流出物的气体流量和物流的气相色谱分析用于确定气体产物的重量,并且随后计算100%可计量性所需的其它液体材料的重量。该液体材料通常为50-75%的芳族化合物,并且更通常为60-70%。对于这些实施例,液体样品的实际测定是困难的。在大多数这些实施例中的液体产物是难以分离和测定的乳液。由于气体分析是可靠的,该方法允许对气态产物进行准确比较,同时如果液体产物被完全回收,则仍可对液体产物进行评估。
表9 裂解具有天然汽油的r-热解油的结果
Figure 916681DEST_PATH_IMAGE028
Figure 123671DEST_PATH_IMAGE029
表9中的裂解实施例涉及使用天然汽油与各种蒸馏的r-热解油的80/20混合物。相对于仅裂解丙烷或裂解r-热解油与丙烷,天然汽油和r-热解油的实施例产生了提高的C6+(芳族化合物)、未识别的高沸点化合物和二烯(参见表8)。与裂解20重量%的r-热解油与丙烷相比,气相中芳族化合物的增加是大约两倍。由于液体产物通常为大于60%的芳族化合物,芳族化合物的总量可能是裂解20重量%的r-热解油与丙烷的量的5倍。生成的r-丙烯和r-乙烯的量通常低大约10%。对于所有实施例,r-乙烯和r-丙烯的产率为35.83-41.86%,除了用高芳族r-热解油获得的45.48%(在实施例40中使用实施例10材料)。这几乎在由裂解r-热解油和丙烷获得的产率范围内(表7中的46.3-48.8%)。实施例40产生最高量的r-丙烯(16.1%)和最高量的r-乙烯(29.39%)。该材料还产生最低的r-乙烯/r-丙烯比,这表明与其它实施例相比,r-丙烯向其它产物的转化率较低。这个结果是预料不到的。r-热解油进料中芳族化合物的高浓度(34.7%)似乎抑制了r-丙烯的进一步反应。据信,具有25-50%芳族含量的r-热解油将可见类似的结果。该材料与天然汽油共裂解也产生最低量的C6+和未识别的高沸点化合物,但该物流产生最多的r-丁二烯。天然汽油和r-热解油均比丙烷更容易裂解,由此形成的r-丙烯反应以增加r-乙烯、芳族化合物、二烯等等。由此,在所有这些实施例中,r-乙烯/r-丙烯比均高于2,除了在实施例40中。该实施例中的比(1.83)与表8中观察到的裂解r-热解油与丙烷的1.65-1.79范围相似。除了这些区别之外,r-热解油类似地操作,并且它们中的任何一种可以在水蒸气裂解器中与石脑油一起进料。
水蒸气裂解r-热解油与乙烷
表10显示了裂解单独的乙烷和丙烷、以及用r-热解油实施例2裂解的结果。裂解乙烷或乙烷与r-热解油的实施例是在三个区2控制温度下操作:700℃、705℃和710℃。
Figure 329131DEST_PATH_IMAGE030
Figure 988783DEST_PATH_IMAGE031
Figure 947512DEST_PATH_IMAGE032
用乙烷进行有限次数的试验。如在对比例5-7和对比例3中可以看到的那样,乙烷向产物的转化比丙烷更慢地发生。采用乙烷的对比例5和采用丙烷的对比例3在相同的摩尔流速和温度下运行。但是,乙烷的转化率仅为52%(100%-产物中46%乙烷)vs丙烷的转化率为75%。但是,r-乙烯/r-丙烯的比高得多(67.53 vs 1.65),因为乙烷裂解主要产生r-乙烯。乙烷裂解的烯烃对芳族化合物的比对乙烷裂解而言也高得多。对比例5-7和实施例41-43比较了在700℃、705℃和710℃下裂解乙烷和裂解乙烷与r-热解油的80/20混合物。当温度升高时,总r-乙烯加r-丙烯的产量随着乙烷进料和合并进料二者而提高(两者的增加为大约46%至大约55%)。尽管对乙烷裂解而言,r-乙烯对r-丙烯的比随着温度升高而降低(从700℃的67.53到705℃的60.95到710℃的54.13),但是对于混合进料而言,比升高(从20.59到24.44到28.66)。r-丙烯由r-热解油产生,并且一部分继续裂解,产生更多裂解产物如r-乙烯、二烯和芳族化合物。在700℃下与r-热解油一起裂解的丙烷中的芳族化合物量(在对比例8中为2.86%)与在710℃下裂解乙烷和r-热解油的芳族化合物量(在实施例43中为2.79%)大致相同。
与丙烷和r-热解油的共裂解相比,乙烷和r-热解油的共裂解需要更高的温度以获得更高的产物转化率。乙烷裂解主要产生r-乙烯。由于需要高温来裂解乙烷,所以当一些r-丙烯进一步反应时,裂解乙烷和r-热解油的混合物产生更多的芳族化合物和二烯。如果需要芳族化合物和二烯,则以这种模式操作将是合适的,具有最小化的r-丙烯产生。
在比裂解丙烷高或低5℃下裂解r-热解油和丙烷的实施例
表11含有在695℃、700℃和705℃下使用丙烷在实验室水蒸气裂解器(对比例3、9-10)和实施例44-46中在这些温度下使用80/20丙烷/r-热解油重量比进行的试验。在所有试验中,水蒸气以0.4的水蒸气对烃的比进料到反应器中。在这些实施例中,r-热解油实施例2与丙烷一起裂解。
表11. 在700℃+/-5℃下使用r-热解油实施例2的实施例
Figure 868063DEST_PATH_IMAGE033
Figure 886835DEST_PATH_IMAGE034
在丙烷管中在较高温度下操作得到丙烷的更高转化率—主要向r-乙烯和r-丙烯(在对比例9、3和10中分别从44.12%提高到47.96%到49.83%)。温度越高,以r-丙烯为代价,产生越多的r-乙烯越多(在对比例9、3和10中r-乙烯/r-丙烯比从1.40提高到1.65到2.0)。芳族化合物也随温度升高而增加。在实施例44-46中,在裂解混合物流时观察到相同的趋势:r-乙烯和r-丙烯增加(从45.05%到48.49%),r-乙烯/r-丙烯比提高(从1.52到2.14),和总芳族化合物增加(从2.44%到4.02%)。相对于丙烷,已知在给定温度下r-热解油向裂解产物的转化率更高。
对于混合进料具有低5℃的反应器出口温度的条件,考虑以下两种情况:
情况A. 对比例3(丙烷在700℃下)和实施例441(80/20在695℃下)
情况B. 对比例103(丙烷在705℃下)和实施例452(80/20在700℃下)
在低5℃的温度下操作组合管能够相对于较高的温度分离更多的r-丙烯。例如,在实施例45中在700℃下操作vs在实施例46中在705℃下操作,r-丙烯为17.32% vs 15.43%。类似地,在实施例44中在695℃下操作vs在实施例45中在700℃下操作,r-丙烯为17.91% vs17.32%。r-丙烯和r-乙烯产率随温度的升高而提高,但这是在以r-丙烯为代价的情况下发生的,如通过增加的r-乙烯对r-丙烯的比(从实施例44中695℃下的1.52到实施例46中705℃下的2.14)所示。对于丙烷进料,该比也提高,但它从略低的水平开始。在此,比从695℃下的1.40提高到705℃下的2.0。
在组合管中的较低温度仍然得到几乎同样好的向r-乙烯和r-丙烯的转化率(对情况A:丙烷裂解的47.96% vs 组合裂解的45.05%,和对情况B:丙烷裂解的49.83% vs 组合的48.15%)。在较低温度下操作组合管也减少了芳族化合物和二烯。由此,如果相对于r-乙烯需要更多的r-丙烯,同时使C6+(芳族化合物)和二烯的产量最小化,该模式是优选的。
对于混合管具有高5℃的反应器出口温度的条件,考虑以下两种情况:
情况A. 对比例3(丙烷在700℃下)和实施例46(80/20在705℃下)
情况B. 对比例9(丙烷在695℃下)和实施例45(80/20在700℃下)
在丙烷管中运行较低温度降低了丙烷的转化率并降低了r-乙烯对r-丙烯的比。对于组合进料和丙烷进料情况二者,比在较低温度下均较低。r-热解油在给定温度下相对于丙烷更多地转化为裂解产物。可见,相对于较低温度,在组合管中高5℃下操作导致产生更多r-乙烯和更少r-丙烯。这种模式——在组合管中具有较高的温度——得到提高的向r-乙烯加r-丙烯的转化率(对情况A:在对比例3中丙烷裂解的47.96% vs 实施例46中组合裂解的48.49%,和对情况B:丙烷裂解的44.11%(对比例9) vs 组合裂解的48.15%(实施例45),在高5℃的温度下)。
如果需要的话,以这种模式操作(在组合管中高5℃的温度)提高了r-乙烯、芳族化合物和二烯的产量。通过在较低温度下操作丙烷管——其在较低的乙烯对丙烯比下操作——与在相同温度下运行两个管相比,可以保持r-丙烯产量。例如,在700℃下操作组合管和在695℃下操作丙烷管分别产生18.35%和17.32%的r-丙烯。在695℃下运行两者将在组合管中得到多0.6%的r-丙烯。由此,如果需要更多的芳族化合物、二烯和略微更多的r-乙烯,同时使r-丙烯的产量损失最小化,该模式是优选的。
在区2的出口处测量温度,操作该区2以模拟裂解炉的辐射区。这些温度显示在表11中。尽管在操作小型实验室单元中存在相当大的热损失,但温度表明,组合的进料情况的出口温度比相应的仅进料丙烷的情况的出口温度高1-2℃。水蒸气裂解是吸热过程。与裂解单独的丙烷相比,用热解油和丙烷裂解需要更少的热量,并且由此温度不会降低那么多。
在不同位置处进料r-热解油或r-热解油与水蒸气的实施例
表12含有在实验室水蒸气裂解器中用丙烷和r-热解油实施例3进行的试验。在所有试验中,水蒸气以0.4的水蒸气对烃的比进料到反应器中。r-热解油和水蒸气在不同位置处进料(参见图11中的配置)。在实施例48中,将反应器入口温度控制在380℃,并以气体形式进料r-热解油。当在典型的反应器配置中以液体形式进料r-热解油时(实施例49),通常将反应器入口温度控制在130-150℃。
表12. 在不同位置处进料r-热解油与水蒸气的实施例
Figure 33782DEST_PATH_IMAGE035
Figure 796202DEST_PATH_IMAGE036
与其中以液体形式进料r-热解油的实施例52相比,在反应器入口以气体形式进料丙烷和r-热解油(实施例51)得到更高的向r-乙烯和r-丙烯的转化率。一些转化是由于将物流加热至接近400℃,在其中发生一些裂解。由于r-热解油在反应器外部汽化,炉不需要为此目的而供应热量。由此,更多的热量可用于裂解。结果,与以液体形式在反应器顶部进料r-热解油时获得的产物(实施例52中46.89%)相比,获得了更大量的r-乙烯和r-丙烯(48.75%)。此外,r-热解油以气体形式进入反应器减少了反应器中的停留时间,其导致实施例51较低的总芳族化合物和提高的烯烃/芳族化合物比。
在其它实施例(47-50)中,在水蒸气裂解炉的对流区与辐射区之间(在实验室炉的区1与区2之间)的模拟交叉处或在区1的中点处进料r-热解油或r-热解油与水蒸气。除了实施例49中的芳族含量外,裂解结果差异极小。在区1的中点处进料r-热解油与水蒸气导致最大量的芳族化合物。当在区1和区2之间将水蒸气和r-热解油共进料时,芳族化合物的数量也高(实施例48)。在表中,与其它实施例相比,两个实施例在组合物流之前具有更长的总停留时间以供丙烷反应。由此,用于裂解丙烷的较长停留时间与实施例49中用于r-热解油裂解的稍短停留时间的特定组合产生较大量的芳族化合物作为裂解产物。
在反应器顶部以液体形式进料r-热解油(实施例52)得到所有条件中最低的转化率。这是由于r-热解油需要汽化,其需要热量。与实施例51相比,区1中的较低温度导致较少的裂解。
由于一个主要原因,通过在交叉或对流段的中点处进料r-热解油获得向r-乙烯和r-丙烯的较高转化率。在引入r-热解油或r-热解油与水蒸气之前,丙烷在床的顶部的停留时间较短。由此,相对于实施例52,丙烷可以实现向r-乙烯和r-丙烯的更高转化率,其中整个进料物流的停留时间为0.5秒。在反应器入口处以气体形式进料丙烷和r-热解油(实施例51)得到最高的向r-乙烯和r-丙烯的转化率,因为没有如其它实施例所需的那样在r-热解油的汽化中使用炉热。
来自裂解具有丙烷或天然汽油的r-热解油实施例5的除焦实施例
丙烷在与实施例5的丙烷与r-热解油的80/20混合物和实施例5的天然汽油与r-热解油的80/20混合物相同的温度和进料速率下裂解。所有实施例均以相同的方式操作。在区2控制温度为700℃的情况下运行实施例。当反应器处于稳定温度时,丙烷裂解100分钟,随后裂解丙烷,或丙烷与r-热解油,或天然汽油与r-热解油4.5小时,随后再裂解丙烷60分钟。在这些对比例中,水蒸气/烃的比为0.1至0.4不等。丙烷裂解结果作为对比例11-13显示在表13中。表14中呈现的结果包括涉及在不同的水蒸气对烃的比下裂解丙烷或天然汽油与来自实施例5的r-热解油的80/20混合物的实施例(实施例53-58)。在实施例中,氮气(相对于烃为5重量%)与水蒸气一起与天然汽油和r-热解油一起进料,以提供均匀的水蒸气生成。在涉及与天然汽油一起裂解r-热解油的实施例中,不分析液体样品。而是,使用测得的反应器流出物气体流速和气相色谱分析来计算未识别材料的理论重量,以得到100%可计量性。
在每个水蒸气裂解试验之后,进行反应器管的除焦。除焦包括在200 sccm的N2流和124 sccm的水蒸气下将炉的所有三个区加热至700℃。随后,引入110 sccm的空气以使氧浓度达到5%。随后,经两个小时随着氮气流的减少,将空气流量缓慢提高至310 sccm。接着,经两个小时将炉温升至825℃。这些条件保持5小时。从引入空气流开始每15分钟进行气相色谱法分析。基于每次分析中CO2和CO的量来计算碳量。合计碳量,直到观察不到CO,且CO2的量小于0.05%。丙烷对比例除焦的结果(通过气相色谱分析的碳毫克数)见于表13。r-热解油实施例的结果见于表14。
表13. 用丙烷裂解的对比例.
Figure 836839DEST_PATH_IMAGE037
Figure 760933DEST_PATH_IMAGE038
表14. 裂解丙烷或天然汽油和r-热解油的实施例
Figure 395176DEST_PATH_IMAGE039
Figure 554762DEST_PATH_IMAGE040
裂解结果显示了在其它情况下看到的相同的一般趋势,如r-丙烯和r-乙烯产率和总芳族化合物由于在反应器中更长的停留时间而随着更低的水蒸气/烃的比而增加。进行这些试验以确定当r-热解油与丙烷或天然汽油一起裂解时生成的碳量。这些是短期试验,但是它们足够精确以观察结焦的趋势。裂解丙烷产生最少的结焦。在0.2或更小的水蒸气/烃的比下,产生的碳为16至51毫克。结焦在0.4水蒸气/烃的比下最小。事实上,在对比例13中在除焦后仅测定1.5毫克的碳。需要长得多的运行时间来改善精确度。由于大多数商业工厂在0.3或更高的水蒸气对烃的比下操作,在0.2的比率下获得的51毫克可能并非不合理,并且可被认为是其它进料的基线。对于实施例53-55中的r-热解油/丙烷进料,将比率从0.1提高至0.2至0.4将获得的碳量由96毫克(实施例53)降低至32毫克(实施例55)。甚至在0.2的比率下44毫克的碳(实施例54)也不是不合理的。由此,对合并的r-热解油与丙烷进料使用0.4的比率抑制焦炭形成,类似于对丙烷使用0.2-0.4的比率。与天然汽油一起裂解r-热解油需要0.7的比率(实施例58)以便将获得的碳降低至20-50毫克的范围。在0.6的比率下,仍获得71毫克的碳(实施例57)。由此,天然汽油和r-热解油的80/20混合物的操作应使用0.7或更大的比率以提供丙烷裂解操作的典型运行时间。
提高水蒸气对烃的比降低了在裂解丙烷、丙烷与r-热解油以及天然汽油与r-热解油中形成的焦炭的量。当裂解较重质的原料时,需要较高的比率。由此,丙烷需要最低的比率以获得低的焦炭形成。裂解丙烷和r-热解油需要大约0.4的比率。0.4至0.6的范围将足以允许在除焦之间的典型商业运行时间。对于天然汽油和r-热解油混合物,甚至需要更高的比率。在这种情况下,需要0.7或更高的比率。由此,在0.7至0.9的水蒸气对烃的比下操作将足以允许在除焦之间的典型商业运行时间。
实施例59 – 工厂试验
如图12所示,在工厂试验中使用大约13,000加仑来自罐1012的r-热解油。取决于试验目的,通过试验盘管(盘管-A 1034a或盘管-B 1034b)出口温度或通过丙烷盘管(穿过F的盘管C 1034c,盘管D 1034d)出口温度控制炉盘管出口温度。在图12中,水蒸气裂解系统具有r-热解油1010;1012是r-热解油罐;1020是r-热解油罐泵;1024a和1226b是TLE(输送管线交换器);1030a、b、c是炉对流段;1034a、b、c、d是炉火箱中的盘管(辐射段);1050是r-热解油输送管线;1052a、b是添加到系统中的r-热解油进料;1054a、b、c、d是常规烃原料;1058a、b、c、d-为稀释水蒸气;1060a和1060b是裂解流出物。将炉流出物骤冷,冷却至环境温度并分离出冷凝液体,对气体部分取样并通过气相色谱分析。
对于试验盘管,独立地控制和测量丙烷流1054a和1054b。根据试验的目的,水蒸气流1058a和1058b由水蒸气/HC比控制器控制或在自动模式下以恒定流速控制。在非试验盘管中,丙烷流以AUTO模式控制,并且水蒸气流在水蒸气/丙烷=0.3下在比率控制器中控制。
通过r-热解油流量计和进入丙烷蒸汽管线的流量控制阀从罐1012获得r-热解油,r-热解油由此与丙烷一起流入炉的对流段并进一步向下流入也称为火箱的辐射段。图12显示了工艺流。
r-热解油的性质显示于表15和图23中。r-热解油含有小于8重量%的少量芳族化合物,但含有许多烷烃(超过50%),由此使该材料作为用于水蒸气裂解成轻质烯烃的优选原料。但是,r-热解油具有宽蒸馏范围,从大约40℃的初沸点至大约400℃的终点,如表15和图24和25中所示,涵盖宽范围的碳数(如表15中所示的C4至C30)。该r-热解油的另一良好特性是其硫含量小于100 ppm,但r-热解油具有高氮(327 ppm)和氯(201 ppm)含量。通过气相色谱法分析得到的r-热解油的组成显示在表16中。
表15. 用于工厂试验的r-热解油的性质
Figure 590851DEST_PATH_IMAGE041
Figure 685846DEST_PATH_IMAGE042
在工厂试验开始前,选择八种(8)炉条件(更具体而言,试验盘管上的八种条件)。这些包括r-热解油含量、盘管出口温度、总烃进料速率和水蒸气对总烃的比。试验计划、目标和炉控制策略显示在表17中。“浮动模式”意味着试验盘管出口温度不控制炉燃料供应。炉燃料供应由非试验盘管出口温度或不含r-热解油的盘管控制。
Figure 807386DEST_PATH_IMAGE043
添加r-热解油的效果
取决于丙烷流量、水蒸气/HC比和炉的控制,可以观察到添加r-热解油结果。交叉和盘管出口处的温度根据如何保持丙烷流量和水蒸气流量以及如何控制炉(向火箱的燃料供应)而不同地变化。在试验炉中存在六根盘管。有几种方法通过向燃烧室供应燃料来控制炉温。其中之一是通过在试验中使用的单独盘管出口温度来控制炉温。试验盘管和非试验盘管都用于控制不同试验条件下的炉温。
实施例59.1 – 在固定丙烷流量、水蒸气/HC比和炉燃料供应下(条件5A)
为了检查r-热解油1052a添加效果,保持丙烷流量和水蒸气/HC比恒定,并通过非试验盘管(盘管-C)出口温度设定炉温以进行控制。随后将液体形式的r-热解油1052a在不预热的情况下以大约5重量%添加到丙烷管线中。
温度变化:如表18中所示,在添加r-热解油1052a后,A和B盘管的交叉温度下降大约10℉,COT下降大约7℉。存在两种交叉和COT温度降低的原因。其一,由于加入r-热解油1052a,试验盘管中的总流量更大,并且其二,r-热解油1052a在对流段的盘管中由液体蒸发为蒸汽需要更多的热量,由此使温度下降。在辐射段的盘管入口温度较低的情况下,COT也下降。由于在工艺侧通过TLE的较高总质量流量,TLE出口温度上升。
裂解气组成变化:从表18中的结果可以看出,甲烷和r-乙烯分别降低大约1.7和2.1个百分点,而r-丙烯和丙烷分别增加0.5和3.0个百分点。相对于未加入热解油的基线,丙烯浓度随着丙烯:乙烯比的提高而增加。即使丙烷浓度也提高,情况也是如此。其它并未改变太多。r-乙烯和甲烷的变化是由于在较高流速下较低的丙烷转化率,这通过裂解气中高得多的丙烷含量来显示。
表18. 在恒定的丙烷流量、水蒸气/HC比和火箱条件下,当以5%将r-热解油添加到丙烷中,烃质量流量提高时的变化
Figure 537707DEST_PATH_IMAGE044
实施例59.2 在固定的总HC流量、水蒸气/HC比和炉燃料供应(条件1A、1B和1C)下
为了检查当在盘管中r-热解油1052a百分比变化的同时保持盘管的烃总质量恒定时温度和裂解气体组成如何变化,在AUTO模式下保持试验盘管的水蒸气流量恒定,并且设置炉以通过非试验盘管(盘管-C)出口温度控制,以允许试验盘管处于浮动模式。将液体形式的r-热解油1052a在不预热的情况下分别以大约5、10和15重量%添加至丙烷管线中。当r-热解油1052a流量增加时,丙烷流量相应降低以维持相同的烃至盘管的总质量流量。通过恒定的水蒸气流量将水蒸气/HC比保持在0.30。
温度变化:如表19中所示,当r-热解油1052a含量提高至15%时,交叉温度适度下降大约5℉,COT大幅增加大约15℉,且TLE出口温度仅略微增加大约3℉。
裂解气组成变化:随着进料中r-热解油1052a含量提高至15%,裂解气中的甲烷、乙烷、r-乙烯、r-丁二烯和苯均分别上升大约0.5、0.2、2.0、0.5和0.6个百分点。r-乙烯/r-丙烯比上升。如表19A中所示,丙烷显著下降大约3.0个百分点,但r-丙烯变化不大。这些结果表明丙烷转化率提高。提高的丙烷转化率是由于较高的COT。当供给盘管的总烃进料、水蒸气/HC比和炉燃料供给保持恒定时,当交叉温度下降时COT应当下降。但是,在该试验中所见的是相反的。如表19a中所示,交叉温度下降,但COT上升。这表明r-热解油1052a裂解不需要与基于相同质量的丙烷裂解一样多的热量。
Figure 162723DEST_PATH_IMAGE045
实施例59.3 在恒定COT和水蒸气/HC比(条件2B和5B)下
在前述试验和比较中,r-热解油1052a的添加对裂解气组成的影响不仅受r-热解油1052a含量的影响,还受COT变化的影响,因为当加入r-热解油1052a时,COT相应变化(将其设定为浮动模式)。在该比较试验中,COT保持恒定。试验条件和裂解气组成列举在表19B中。通过比较表19B中的数据,发现裂解气组成的趋势与实施例59.2情况中的相同。当烃进料中r-热解油1052a含量提高时,裂解气中的甲烷、乙烷、r-乙烯、r-丁二烯上升,但丙烷显著下降,而r-丙烯变化不大。
表19B. 在恒定盘管出口温度下改变HC进料中的r-热解油 1052a含量
Figure 694199DEST_PATH_IMAGE046
实施例59.4 COT对具有r-热解油1052a在进料中的流出物组成的影响(条件1C、2B、2C、5A&5B)
对于2B和2C,烃进料中的r-热解油1052a保持恒定在15%。5A和5B的r-热解油减少至4.8%。总烃质量流速和水蒸气与HC比均保持恒定。
对裂解气组成的影响:如表20中所示,当COT从1479℉提高至1514℉(提高35℉)时,裂解气中r-乙烯和r-丁二烯分别上升大约4.0和0.4个百分点,并且r-丙烯下降大约0.8个百分点。
当烃进料中r-热解油1052a含量降低至4.8%时,COT对裂解气组成的影响遵循与15%的r-热解油1052a相同的趋势。
Figure 37456DEST_PATH_IMAGE047
实施例59.5 水蒸气/HC比的影响(条件4A和4B)
水蒸气/HC比的影响列举在表21A中。在该测试中,进料中r-热解油1052a含量保持恒定在15%。试验盘管中的COT在SET模式中保持恒定,而非试验盘管处的COT允许浮动。到每个盘管的总烃质量流量保持恒定。
对温度的影响:当水蒸气/HC比从0.3提高至0.5时,交叉温度下降大约17℉,因为对流段中的盘管中的总流量因更多稀释水蒸气而增加,即使试验盘管的COT保持恒定。由于相同的原因,TLE出口温度上升大约13℉。
对裂解气组成的影响:在裂解气中,甲烷和r-乙烯分别减少1.6和1.4个百分点,并且丙烷增加3.7个百分点。裂解气中增加的丙烷表明丙烷转化率下降。这首先是由于停留时间较短,因为在4B条件下,进入盘管的总摩尔数(包括水蒸气)是2℃条件下(假定r-热解油1052a的平均分子量为160)的大约1.3倍,并且其次是由于较低的交叉温度,该交叉温度是辐射盘管的入口温度,使得平均裂解温度较低。
表21A. 水蒸气/HC比的影响(HC进料中的r-热解油为15%,总烃质量流量和COT保持恒定)
Figure 70003DEST_PATH_IMAGE048
对裂解气体的组成的影响:在裂解气中,甲烷和r-乙烯分别减少1.6和1.4个百分点,并且丙烷增加。
对再归一化的裂解气组成的影响:为了观察如果再循环裂解气中的乙烷和丙烷时,较轻质的产物组成是什么,通过分别取出丙烷或乙烷+丙烷,使表21A中的裂解气组成再归一化。所得组成列于表21B中。可以看出,烯烃(r-乙烯+r-丙烯)含量随水蒸气/HC比上升。
表21B. 再归一化的裂解气组成(HC进料中的r-热解油为15%,总烃质量流量和COT保持恒定)
Figure 815105DEST_PATH_IMAGE049
总烃进物流量的影响(条件2C和3B) 到盘管的总烃流量的增加意味着更高的生产量但更短的停留时间,其降低了转化率。当COT保持恒定时,在HC进料中r-热解油1052a为15%的情况下,总HC进料增加10%导致丙烯:乙烯比的轻微增加,以及丙烷浓度的增加,而乙烷没有变化。对甲烷和r-乙烯观察到其它变化。各自降低大约0.5~0.8个百分点。结果列举在表22中。
表22. 更多进料到盘管的比较(水蒸气/HC比=0.3,COT保持恒定在1497℉)
Figure 517481DEST_PATH_IMAGE050
r-热解油 1052a成功地与丙烷在工业规模的炉中在同一盘管中共裂解。

Claims (45)

1.一种制备烯烃和裂解汽油物流的方法,所述方法包括:
(a)在裂解炉中裂解包含再循环物热解油组合物(r-热解油)和非再循环物C2至C4组合物的裂解器进料物流以提供含烯烃的流出物物流;以及
(b)在所述裂解炉下游的至少一个分离器中分离所述含烯烃的流出物物流,以提供轻质馏分和重质馏分,其中所述重质馏分包含再循环物的裂解汽油组合物(r-热解汽油)。
2. 一种制备烯烃和裂解汽油物流的方法,所述方法包括:
(a)在至少一个分离器中分离塔进料物流以提供轻质馏分和重质馏分,其中所述塔进料物流包含再循环物烃组合物(r-烃);以及
(b)从所述重质馏分中回收包含再循环物裂解汽油组合物(r-热解汽油)的产物物流。
3.一种组合物,其包含通过上述权利要求1和2中任一项所述的方法形成的再循环物热解汽油组合物(r-热解汽油)。
4.一种用于实施权利要求1或2中任一项所述的方法的系统。
5.权利要求1-4中任一项所述的方法、系统或组合物,还包括从所述轻质馏分回收包含再循环物烯烃(r-烯烃)的烯烃物流。
6.权利要求1-5中任一项所述的方法、系统或组合物,其中所述r-烯烃主要包含r-乙烯。
7.权利要求6中任一项所述的方法、系统或组合物,其中所述r-烯烃主要包含r-丙烯。
8.权利要求1-2中任一项所述的方法、系统或组合物,其中所述重质馏分中二烯的质量流速相比在裂解器进料物流不包含r-热解油但在相同流速和所有其它条件相同的情况下的所述重质馏分中二烯的质量流速高至少0.1%。
9.权利要求8中任一项所述的方法、系统或组合物,其中所述重质馏分中二烯的质量流速相比塔进料物流不包含r-烃但在相同流速下的情况的所述重质馏分中二烯的质量流速高至少0.1%。
10. 权利要求9中任一项所述的方法、系统或组合物,其中所述r-热解汽油以至少1和/或不大于99 wt%的量存在于所述重质馏分中,基于所述重质馏分的总重量。
11.权利要求10中任一项所述的方法、系统或组合物,其中所述重质馏分包含基于所述重质馏分的总重量计至少0.01重量%的量的二烯。
12.权利要求11中任一项所述的方法、系统或组合物,其中所述二烯包括C4-C12二烯。
13.权利要求12中任一项所述的方法、系统或组合物,其中所述二烯包括直链二烯、环状二烯或其组合。
14.权利要求13中任一项所述的方法、系统或组合物,其中所述二烯包括丁二烯、环戊二烯、二环戊二烯、及其组合。
15.权利要求1中任一项所述的方法、系统或组合物,其中二烯总量的至少5%包括丁二烯。
16.权利要求1中任一项所述的方法、系统或组合物,其中二烯总量的至少5%包括环戊二烯。
17.权利要求16中任一项所述的方法、系统或组合物,其中二烯总量的至少5%包括二环戊二烯。
18. 权利要求17中任一项所述的方法、系统或组合物,其中所述组合物包含至少1和/或不大于99 wt%的所述r-热解汽油,基于所述组合物的总重量。
19.权利要求18中任一项所述的方法、系统或组合物,进一步包括在塔中分离所述重质馏分以形成轻质汽油物流和重质汽油流,其中所述轻质汽油物流和所述重质汽油物流中至少一个包含所述r-热解汽油的至少一部分。
20.权利要求19中任一项所述的方法、系统或组合物,进一步包含至少一部分所述轻质汽油物流和/或所述重质汽油物流以形成烃产物。
21.权利要求20中任一项所述的方法、系统或组合物,其中所述烃产物选自燃料、聚合物、增塑剂、以及它们的组合。
22.权利要求21中任一项所述的方法、系统或组合物,其中当裂解器进料物流不包含r-热解油但具有相同质量流速时,至分离器的进料的质量流速与重质馏分的质量流速的比和至分离器的进料的质量流速与重质馏分的质量流速的比相比低至少0.5%。
23.权利要求1中任一项所述的方法、系统或组合物,其中所述分离器是骤冷塔。
24.权利要求1中任一项所述的方法、系统或组合物,其中所述分离器是压缩机上游的分离罐。
25.权利要求1中任一项所述的方法、系统或组合物,其中当裂解器进料流不包含r-热解油但具有相同的质量流速时,至分离器的进料的质量流速与轻质馏分的质量流速的比和至分离器的进料的质量流速与重质馏分的质量流速的比相比高至少0.5%。
26.权利要求25中任一项所述的方法、系统或组合物,其中所述分离器是骤冷塔。
27.权利要求26中任一项所述的方法、系统或组合物,其中所述分离器是压缩机上游的分离罐。
28.权利要求1中任一项所述的方法、系统或组合物,其中所述分离器包括至少1个和/或不超过10个理论或实际分离级。
29.权利要求1中任一项所述的方法、系统或组合物,其中所述分离器包括不超过5个实际或理论分离级。
30.权利要求29中任一项所述的方法、系统或组合物,其中所述分离器是在用于提高含烯烃的物流的压力的气体压缩机的至少一个级上游的分离罐。
31.权利要求30中任一项所述的方法、系统或组合物,其中所述分离罐在所述气体压缩机的第一、第二、第三、第四、第五、第六或第七压缩级的上游。
32.权利要求31中任一项所述的方法、系统或组合物,其中所述分离器包括选自填料、塔盘及其组合的内部构件。
33.权利要求32中任一项所述的方法、系统或组合物,其中所述分离器不包括包括填料、塔盘及其组合的内部构件。
34.权利要求33中任一项所述的方法、系统或组合物,还包括压缩至少一部分所述含烯烃的流出物物流以形成压缩的烯烃物流,其中所述分离包括使所述含烯烃的流出物物流通过骤冷塔以形成冷却的烯烃物流,和在所述压缩之前使冷却的烯烃物流通过至少一个分离罐。
35.权利要求34中任一项所述的方法、系统或者组合物,进一步包括将从所述骤冷塔和一个或多个所述分离罐中除去的重质烃物流合并以形成包含再循环物热解汽油组合物(r-热解汽油)的物流。
36.权利要求35中任一项所述的方法、系统或组合物,其中所述分离还包括使至少一部分所述含烯烃流出物与包含水的物流接触以冷却所述含烯烃流出物物流并提供冷却的烯烃流出物。
37.权利要求36中任一项所述的方法、系统或组合物,其中所述分离包括将所述含烯烃的流出物物流冷却至少约25℃和/或不超过700℃。
38.权利要求37中任一项所述的方法、系统或组合物,其中所述分离还包括在分馏器中分离所述含烯烃的物流以形成至少一种含烯烃的产物物流。
39.权利要求38中任一项所述的方法、系统或组合物,其中所述分馏器是乙烯分离器,并且所述含烯烃的产物物流包含乙烯。
40.权利要求39中任一项所述的方法、系统或组合物,其中所述分馏器是丙烯分离器,并且所述含烯烃的产物物流包含丙烯。
41. 权利要求40中任一项所述的方法、系统或组合物,其中所述含烯烃的产物物流的烯烃含量为至少50 wt%和/或不大于99 wt%,基于所述含烯烃的产物物流的总重量。
42.权利要求41中任一项所述的方法、系统或组合物,其中所述含烯烃的产物物流包含再循环物烯烃组合物(r-烯烃)。
43.权利要求42中任一项所述的方法、系统或组合物,其中所述裂解在至少700℃和/或不超过1000℃的平均温度下进行。
44.权利要求1中任一项所述的方法、系统或组合物,其中至少1重量%的所述r-热解油是由再循环废物的热解获得的。
45.权利要求1中任一项所述的方法、系统或组合物,其中不超过95重量%的所述r-热解油获自再循环废物的热解。
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