CN115397906A - 化学回收含金属的塑料混合物 - Google Patents

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Abstract

本文提供了使用一种或多种含PET材料作为进至化学回收设施——特别是溶剂分解设施的原料的方法和设施。用作原料的含PET材料可包含一定量的含PET和金属的再生装置副产物。含PET和金属的再生装置副产物可以包含一定量的塑料制品、塑料薄片和/或塑料细料，并且可以衍生自塑料再生装置分离过程，例如涡流分离器。这种含金属的副产物对于机械PET回收设施通常是不期望的或不可用的，并且通常被送至垃圾填埋场和/或焚化炉。然而，本文描述的方法和设施利用了PET和其它塑料，它们存在于这些在别处不期望的或不可用的含金属的副产物中。

Description

化学回收含金属的塑料混合物
背景技术
废物材料，尤其是不可生物降解的废物材料，在单次使用后以垃圾填埋处理时，会对环境产生负面影响。因此，从环境的观点来看，希望尽可能多地回收废物材料。然而，仍然存在低价值废物流，它们用传统的回收技术进行回收几乎是不可能的或在经济上是不可行的。此外，一些传统的回收方法产生了这样的废物流，它们本身在提取(recover)或回收(recycle)方面是经济上不可行的，这带来必须处置或以其它方式处理的额外废物流。例如，塑料再生设施会产生大量的废塑料，这些废塑料是消费者和机械回收设施不希望的或不可用的。特别是，塑料再生设施可以产生大量的含金属副产物，这些副产物对于机械回收设施是不期望或不可用的，但可能含有一定量的另外期望的或可用的PET和其它塑料。然而，这些含金属副产物通常在垃圾填埋场和/或焚化炉中处置。
因此，需要一种能够以经济上可行的方式对从这种来源提取的各种含塑料废物材料进行化学回收的大型设施，特别是来自塑料再生设施的在别处不期望或不可用的含金属副产物。
发明内容
在一个方面，本技术涉及回收塑料废物的方法。通常，该方法包含：(a)将一定量的从塑料废物中分离出的含PET和金属的再生装置副产物进料至化学回收设施；和(b)在化学回收设施中解聚含金属的再生装置副产物的至少一部分。
在一个方面，本技术涉及回收塑料废物的方法。通常，该方法包含：(a)将一定量的从塑料废物中分离出的含PET和金属的再生装置副产物进料至化学回收设施。一定量的含金属副产物包含塑料薄片和至少0.1wt％的金属。该方法还包含：(b)在化学回收设施中解聚塑料薄片的至少一部分。
在一个方面，本技术涉及回收塑料废物的方法。通常，该方法包含：(a)将一定量的从塑料废物中分离出的含PET和金属的再生装置副产物进料至化学回收设施。一定量的含金属副产物包含塑料制品和至少0.1wt％的金属。该方法还包含：(b)在化学回收设施中解聚塑料制品的至少一部分。
在一个方面，本技术涉及回收塑料废物的方法。通常，该方法包含：(a)将一定量的从塑料废物中分离出的含PET和金属的再生装置副产物进料至化学回收设施。一定量的含金属副产物包含塑料细料和至少0.1wt％的金属。该方法还包含：(b)在化学回收设施中解聚塑料细料的至少一部分。
在一个方面，本技术涉及含PET和金属的再生装置副产物作为进至化学回收设施的原料的用途。
附图说明
图1是示出根据本技术的实施例的用于化学回收废塑料的方法和设施的主要步骤的方框流程图；
图2是示出根据本技术的实施例的用于分离混合塑料废物的分离过程和区的方框流程图；
图3是示出根据本技术的实施例的PET溶剂分解的方法和设施的主要步骤的方框流程图；
图4是示出典型的rPET产物和副产物衍生自PET再生设施的方框流程图；
图5是示出PET再生过程的主要步骤以及由此产生的所得产物和副产物的方框流程图；
图6是示出根据本技术的实施例的图1中所示的化学回收设施的示例性液化区的方框流程图；
图7是示出根据本技术的实施例的用于将废塑料转化为热解产物流的热解方法和设施的主要步骤的方框流程图；
图8A是示出根据本技术的实施例的集成的热解方法和设施以及裂化方法和设施的主要步骤的方框流程图；
图8B是根据本技术的实施例的裂化炉的示意图；
图9是根据本技术的实施例的POx反应器的示意图；以及
图10是示出了如本文所用的术语“分离效率”的各种定义的示意图。
具体实施方式
我们已经发现了使用来自各种来源的一种或多种含PET材料作为化学回收设施、特别是溶剂分解设施的原料的新方法和系统。更具体地说，我们已经发现，用作化学回收或溶剂分解的原料的含PET材料可以包括衍生自塑料再生设施的含金属副产物。尽管这些含金属副产物通常被认为是机械回收设施不期望或不可用的，但它们可含有一定量的可回收塑料，特别是塑料制品、塑料薄片和/或塑料细料形式的PET塑料。本文描述的方法和系统能够将衍生自塑料回收设施的这种含PET和金属的副产物用作化学回收设施和方法中的原料来源。
当指示数字序列时，应理解，每个数字以与数字序列或句子中的第一个数字或最后一个数字相同的方式被修饰，例如，每个数字视情况而定是“至少”或“至多”或“不超过”；并且每个数字处于“或”关系。例如，“至少10、20、30、40、50、75wt％…”与“至少10wt％，或至少20wt％，或至少30wt％，或至少40wt％，或至少50wt％，或至少75wt％”等表示相同的意思；“不超过90wt％、85、70、60…”与“不超过90wt％，或不超过85wt％，或不超过70wt％....”等表示相同的意思；“按重量计至少1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％…”与“至少1wt％，或至少2wt％，或至少3wt％…”等表示相同的意思；“至少5、10、15、20和/或不超过99、95、90重量百分比”与“至少5wt％，或至少10wt％，或至少15wt％，或至少20wt％，和/或不超过99wt％，或不超过95wt％，或不超过90重量百分比…”等表示相同的意思。
除非另有说明，否则所有浓度或量均以重量计。
整体化学回收设施
现在转向图1，显示了在化学回收设施10中化学回收废塑料的方法的主要步骤。应当理解，图1描绘了本技术的一个示例性实施例。图1中描绘的某些特征可以省略和/或本文别处描述的附加特征可以添加到图1中描绘的系统。
如图1所示，这些步骤通常包括预处理步骤/设施20，和以下中的至少一个(或至少两个或更多个)：溶剂分解步骤/设施30、部分氧化(partial oxidation，POX)气化步骤/设施50、热解步骤/设施60、裂化步骤/设施70和能量回收步骤/设施80。可选地，在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，这些步骤还可以包括一个或多个其它步骤，例如直接销售或使用、填埋、分离和固化，其中的一个或多个在图1中由框90表示。尽管显示为包括所有这些步骤或设施，但应理解，根据本技术的一个或多个实施例的化学回收方法和设施可以以各种组合包括这些步骤/设施中的至少两个、三个、四个、五个或所有，用于化学回收塑料废物特别是混合塑料废物。如本文描述的化学回收方法和设施可用于将塑料废物转化为回收成分产品或化学中间体，以用于形成多种最终用途材料。进料至化学回收设施/方法的废塑料可以是混合塑料废物(mixedplasticwaste，MPW)、预分拣废塑料和/或预处理废塑料。
如本文所用，术语“化学回收”是指这样的废塑料回收过程，该过程包括将废塑料聚合物化学转化成较低分子量聚合物、低聚物、单体和/或非聚合物分子(例如氢气和一氧化碳)的步骤，这些分子本身有用和/或用作另一个或多个化学生产过程的原料。“化学回收设施”是通过化学回收废塑料生产回收成分产品的设施。如本文所用，术语“回收成分”和“r-成分”表示：是直接和/或间接衍生自废塑料的组合物，或包含这样的组合物。
如本文所用，术语“直接衍生”是指具有至少一种源自废塑料的物理组分，而“间接衍生”是指具有指定的回收成分，该指定的回收成分i)可归因于废塑料，但ii)不是基于具有源自废塑料的物理组分。
化学回收设施不是机械回收设施。如本文所用，术语“机械回收”和“物理回收”是指这样的回收过程，该过程包括熔化废塑料并将熔化的塑料形成为新的中间产品(例如，粒料或片材)和/或新的最终产品(例如，瓶子)的步骤。通常，机械回收不会实质上改变回收塑料的化学结构。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合，本文描述的化学回收设施可以被配置为接收和处理来自机械回收设施和/或通常不能由机械回收设施处理的废物流。
尽管在本文中描述为单个化学回收设施的一部分，但应理解，预处理设施20、溶剂分解设施30、热解设施60、裂化设施70、部分氧化(POX)气化设施50和能量回收设施80中的一个或多个，或任何其它设施90例如固化或分离，可以位于不同的地理位置和/或由不同的商业实体操作。预处理设施20、溶剂分解设施30、热解设施60、裂化设施70、部分氧化(POX)气化设施50、能量回收设施80或任何其它设施90中的每一个可以由相同的实体操作，而在其它情况下，预处理设施20、溶剂分解设施30、热解设施60、裂化设施70、部分氧化(POX)气化设施50、固化设施、能量回收设施80和一个或多个其它设施90(例如分离或固化)中的一个或多个可以由不同的商业实体操作。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，化学回收设施10可以是能够处理大量混合塑料废物的商业规模设施。如本文所用，术语“商业规模设施”是指在一年内平均，平均年进料速率为至少500磅/小时的设施。至化学回收设施(或至预处理设施20、溶剂分解设施30、热解设施60、裂化设施70、POX气化设施50、能量回收设施80和任何其它设施90中的任何一个)的平均进料速率可以是：至少750、至少1,000、至少1,500、至少2,000、至少2,500、至少3,000、至少3,500、至少4,000、至少4,500、至少5,000、至少5,500、至少6,000、至少6,500、至少7,500、至少10,000、至少12,500、至少15,000、至少17,500、至少20,000、至少22,500、至少25,000、至少27,500、至少30,000或至少32,500磅/小时，和/或，不超过1,000,000、不超过750,000、不超过500,000、不超过450,000、不超过400,000、不超过350,000、不超过300,000、不超过250,000、不超过200,000，不超过150,000，不超过100,000，不超过75,000，不超过50,000，或不超过40,000磅/小时。当设施包括两个或更多个进料流时，平均年进料速率基于进料流的合计重量来确定。
另外，应当理解，预处理设施20、溶剂分解设施30、热解设施60、裂化设施70、POX气化设施50、能量回收设施80和任何其它设施90中的每一个可以包括串联或并联操作的多个单元。例如，热解设施60可以包括多个并联操作的热解反应器/单元，并且每个都接收包含废塑料的进料。当设施由多个单独的单元组成时，设施的平均年进料速率计算为该设施内所有常见类型单元的平均年进料速率之和。
此外，在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，化学回收设施10(或预处理设施20、溶剂分解设施30、热解设施60、裂化设施70、POX气化设施50、能量回收设施80和任何其它设施90中的任何一个)可以以连续方式操作。附加地，或替代性地，化学回收设施10的至少一部分(或预处理设施20、溶剂分解设施30、热解设施60、裂化设施70、POX气化设施50、能量回收设施80和任何其它设施90中的任何一个)可以以间歇或半间歇方式操作。在一些情况下，设施可以包括在单个设施的部分之间或者在两个或更多个不同设施之间的多个罐，以管理库存并且确保进入每个设施或其部分的一致的流速。
另外，图1所示的两个或更多个设施也可以彼此同地协作。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，至少两个、至少三个、至少四个、至少五个、至少六个或所有设施可以同地协作。如本文所使用的，术语“同地协作”(co-located)是指这样的多个设施，其中至少一部分工艺流或支持设备或服务在两个设施之间共享。当图1中所示的两个或更多个设施同地协作时，这些设施可满足以下标准(i)至(v)中的至少一个：(i)设施共享至少一个非住宅公用服务事业；(ii)设施共享至少一个服务团体；(iii)设施由共享至少一个地产边界的各方拥有和/或操作；(iv)设施通过至少一个导管连接，所述导管配置为将至少一种工艺材料(例如，进料至设施、由设施使用或在设施中产生的固体、液体和/或气体)从一个设施载运到另一个；以及(v)设施在彼此的40英里内、35英里内、30英里内、20英里内、15英里内、12英里内、10英里内、8英里内、5英里内、2英里内或1英里内，是从它们的地理中心测量的。以上陈述(i)至(v)中的至少一个、至少两个、至少三个、至少四个或全部可以为真。
关于(i)，合适的公用服务事业的例子包括但不限于：蒸汽系统(热电联产和分配系统)、冷却水系统、传热流体系统、工厂或仪表空气系统、氮气系统、氢气系统、非住宅发电和配电(包括8000V以上的配电)、非住宅废水/下水道系统、储存设施、运送管线、火炬系统及其组合。
关于(ii)，服务团体和设施的例子包括但不限于：应急服务人员(消防和/或医疗)、第三方供应商、州或地方政府监督团体，及其组合。政府监督团体可以包括：例如，在市、县和州级别的监管或环境机构，以及市政和税务机构。
关于(iii)，边界可以是例如围栏线、地界线、门、或与第三方拥有的土地或设施的至少一个边界的共同边界。
关于(iv)，导管可以是流体导管，其载运气体、液体、固体/液体混合物(例如，浆料)、固体/气体混合物(例如，气动输送)、固体/液体/气体混合物或固体(例如，带式输送)。在一些情况下，两个单元可共享选自以上列表的一个或多个导管。流体导管可用于在两个单元之间运送工艺流或公共设施。例如，一个设施(例如溶剂分解设施30)的出口可以通过导管与另一个设施(例如POX气化设施50)的入口流体连接。在一些情况下，可以为在一个设施的出口与另一个设施的入口之间的导管内输送的材料提供临时储存系统。临时存储系统可包含：例如，一个或多个罐、器皿(开放的或封闭的)、建筑物、或容器，它们被配置为存储由导管载运的材料。在一些情况下，一个设施的出口与另一个设施的入口之间的临时储存可以是不超过90天、不超过75天、不超过60天、不超过40天、不超过30天、不超过25天、不超过20天、不超过15天、不超过10天、不超过5天、不超过2天或不超过1天。
废塑料
再次转向图1，可以将废塑料的流100引入化学回收设施10中，该废塑料可以是混合塑料废物(MPW)。如本文所用，术语“废塑料”和“塑料废物”是指用过的、废弃的和/或丢弃的塑料材料，例如通常送到垃圾填埋场的塑料材料。废塑料(或塑料废物)的其它例子包括通常送到焚化炉的用过的、废弃的和/或丢弃的塑料材料。进料至化学回收设施10的废塑料流100可以包括未处理的或部分处理的废塑料。如本文所用，术语“未处理的废塑料”是指未经受任何自动化或机械化分拣、洗涤或粉碎的废塑料。未处理的废塑料的例子包括从家庭路边塑料回收箱或共享社区塑料回收容器收集的废塑料。如本文所用，术语“部分处理的废塑料”是指已经经受至少一个自动化或机械化分拣、洗涤或粉碎步骤或过程的废塑料。部分处理的废塑料可源自例如市政回收设施(municipalrecyclingfacility，MRF)或再生装置。当将部分处理的废塑料提供给化学回收设施10时，可以跳过一个或多个预处理步骤。废塑料可包含工业后(或消费前)塑料和/或消费后塑料中的至少一种。
如本文所用，术语“混合塑料废物”和“MPW”是指至少两种类型的废塑料的混合物，所述废塑料包括但不限于以下塑料类型：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、一种或多种聚烯烃(PO)，和聚氯乙烯(PVC)。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例的组合，MPW包括至少两种不同类型的塑料，基于MPW中塑料总重量，每种类型的塑料以至少1、至少2、至少5、至少10、至少15或至少20wt％的量存在。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，基于MPW中塑料的总重量，MPW包含至少1、至少2、至少5、至少10、至少15、至少20、至少25、至少30、至少35、至少40、至少45、至少50、至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85、至少90、至少95或至少99wt％的PET和/或至少1、至少2、至少5、至少10、至少15或至少20wt％的PO。在一个或多个实施例中，MPW还可以包括少量的一种或多种类型的除PET和PO(和可选的PVC)以外的塑料组分，基于MPW中塑料的总重量，其总量小于50、小于45、小于40、小于35、小于30、小于25、小于20、小于15、小于10、小于5、小于2或小于1wt％。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，基于流的总重量，MPW包含至少20、至少25、至少30、至少35、至少40、至少45、至少50、至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85、至少90或至少95wt％的PET。替代性地，或附加地，基于流的总重量，MPW包含不超过99.9、不超过99、不超过97、不超过92、不超过90、不超过85、不超过80、不超过75、不超过70、不超过65、不超过60、不超过55、不超过50、不超过45、不超过40、不超过35、不超过30、不超过25、不超过20、不超过15、不超过10或不超过5wt％的PET。
基于流的总重量，MPW流可以包含以下含量的非PET组分：至少0.1、至少0.5、至少1、至少2、至少5、至少7、至少10、至少15、至少20、至少25、至少30或至少35，和/或，不超过80、不超过75、不超过70、不超过65、不超过60、不超过55、不超过50、不超过45、不超过40、不超过35、不超过30、不超过25、不超过20、不超过15、不超过10或不超过7wt％。基于流的总重量，非PET组分可以以0.1wt％-50wt％、1wt％-20wt％或2wt％-10wt％的量存在。这种非PET组分的例子可包括但不限于：铁和非铁金属、惰性材料(例如岩石、玻璃、沙子等)、塑料惰性材料(例如二氧化钛、二氧化硅等)、烯烃、黏合剂、增容剂、生物淤渣、纤维素材料(例如纸板、纸等)及其组合。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，MPW的全部或部分可源自城市来源或包含城市废物。MPW的城市废物部分可以包括例如PET，基于城市废物流(或流的一部分)的总重量，PET的量为45wt％-95wt％、50wt％-90wt％或55wt％-85wt％。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，MPW的全部或部分可以源自市政回收设施(MRF)并且可包括例如PET，PET的量为基于流的总重量的65wt％-99.9wt％、70wt％-99wt％或80wt％-97wt％。这种流中的非PET组分可以包括例如其它塑料，基于流的总重量，其它塑料的量为至少1、至少2、至少5、至少7或至少10wt％和/或不超过25、不超过22、不超过20、不超过15、不超过12或不超过10wt％，或基于流的总重量，其可以以1wt％-22wt％、2wt％-15wt％或5wt％-12wt％的量存在。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，非PET组分可以包括其它塑料，基于流的总重量，其它塑料的量在2wt％-35wt％、5wt％-30wt％或10wt％-25wt％的范围内，特别是当例如MPW包括着色的分拣塑料时。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，MPW的全部或部分可以源自再生设施，并且可以包括例如PET，基于流的总重量，PET的量为85wt％-99.9wt％、90wt％-99.9wt％或95wt％-99wt％。这种流中的非PET组分可包括例如其它塑料，基于流的总重量，其它塑料的量为至少1、至少2、至少5、至少7或至少10wt％和/或不超过25、不超过22、不超过20、不超过15、不超过12或不超过10wt％，或基于流的总重量，其可以1wt％-22wt％、2wt％-15wt％或5wt％-12wt％的量存在。
如本文所用，术语“塑料”可包括在25℃和1个大气压下为固体的任何有机合成聚合物。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，聚合物的数均分子量(Mn)可以为至少75、或至少100、或至少125、或至少150、或至少300、或至少500、或至少1000、或至少5,000、或至少10,000、或至少20,000、或至少30,000、或至少50,000、或至少70,000、或至少90,000、或至少100,000、或至少130,000道尔顿。聚合物的重均分子量(Mw)可以为至少300、或至少500、或至少1000、或至少5,000、或至少10,000、或至少20,000、或至少30,000、或至少50,000、或至少70,000、或至少90,000、或至少100,000、或至少130,000、或至少150,000、或至少300,000道尔顿。
合适的塑料的例子可以包括但不限于：芳族和脂族聚酯、聚烯烃、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、纤维素制品、环氧化物、聚酰胺、酚醛树脂、聚缩醛、聚碳酸酯、聚亚苯基合金、聚(甲基丙烯酸甲酯)、含苯乙烯的聚合物、聚氨酯、乙烯基聚合物、苯乙烯丙烯腈、除轮胎以外的热塑性弹性体，以及含脲的聚合物和三聚氰胺。
聚酯的例子可以包括具有重复芳族或环状单元的那些，例如含有重复对苯二甲酸酯、间苯二甲酸酯或萘二甲酸酯单元的那些，例如PET、改性PET和PEN，或含有重复呋喃酸酯重复单元的那些。聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)也是合适的聚酯的一个例子。如本文所用，“PET”或“聚对苯二甲酸乙二醇酯”是指聚对苯二甲酸乙二醇酯的均聚物，或指用一种或多种酸和/或二醇改性剂改性的和/或含有除乙二醇和对苯二甲酸以外的残基或部分的聚对苯二甲酸乙二醇酯，该残基或部分例如间苯二甲酸、1,4-环己烷二羧酸、二乙二醇、2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇(TMCD)、环己烷二甲醇(CHDM)、丙二醇、异山梨醇、1,4-丁二醇、1,3-丙二醇和/或新戊二醇(NPG)。
术语“PET”和“聚对苯二甲酸乙二醇酯”的定义还包括具有重复对苯二甲酸酯单元(无论它们是否含有重复的基于乙二醇的单元)和一种或多种二醇残基或部分的聚酯，该二醇包括例如TMCD、CHDM、丙二醇或NPG、异山梨醇、1,4-丁二醇、1,3-丙二醇和/或二乙二醇或其组合。具有重复对苯二甲酸酯单元的聚合物的例子可包括但不限于，聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯及其共聚酯。脂族聚酯的例子可以包括但不限于聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸、聚己内酯和聚己二酸乙二醇酯。聚合物可以包含混合的脂族-芳族共聚酯，包括例如混合的对苯二甲酸酯/己二酸酯。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，废塑料可包含至少一种类型的塑料，该塑料具有重复的对苯二甲酸酯单元，其中基于流的总重量，这种塑料以下述量存在：至少1、至少2、至少5、至少10、至少15、至少20、至少25或至少30，和/或，不超过45、不超过40、不超过35、不超过30、不超过25、不超过20、不超过15、不超过10、不超过5或不超过2wt％，或基于流的总重量，它可以以1wt％-45wt％、2wt％-40wt％或5wt％-40wt％的范围内的量存在。也可存在类似量的共聚酯，该共聚酯具有多个环己烷二甲醇部分、2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇部分或其组合。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，废塑料可包含至少一种类型的塑料，该塑料具有重复的对苯二甲酸酯单元，其中基于流的总重量，这种塑料以下述量存在：至少30、至少35、至少40、至少45、至少50、至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85或至少90，和/或，不超过99.9、不超过99、不超过97、不超过95、不超过90或不超过85wt％，或基于流的总重量，它可以以30wt％-99.9wt％、50wt％-99.9wt％或75wt％-99wt％的范围内的量存在。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，废塑料可包含对苯二甲酸酯重复单元，基于废塑料流中塑料的总重量，对苯二甲酸酯重复单元的量为至少1、至少5、至少10、至少15、至少20、至少25、至少30、至少35、至少40或至少45和/或不超过75、不超过72、不超过70、不超过60或不超过65wt％，或者基于流的总重量，它可包含1wt％-75wt％、5wt％-70wt％或25wt％-75wt％的范围内的量的对苯二甲酸酯重复单元。
具体的聚烯烃的例子可包括：低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、无规立构聚丙烯、全同立构聚丙烯、间同立构聚丙烯、交联聚乙烯、无定形聚烯烃，以及任何一种上述聚烯烃的共聚物。废塑料可以包括聚合物，所述聚合物包括：线性低密度聚乙烯(LLDPE)、聚甲基戊烯、聚丁烯-1及其共聚物。废塑料可包含闪纺高密度聚乙烯。
废塑料可包括热塑性聚合物、热固性聚合物或其组合。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，基于流的总重量，废塑料可包括至少0.1、至少1、至少2、至少5、至少10、至少15、至少20、至少25或至少30和/或不超过45、不超过40、不超过35、不超过30、不超过25、不超过20、不超过15、不超过10、不超过5或不超过2wt％的一种或多种热固性聚合物，或基于流的总重量，热固性聚合物可以以0.1wt％-45wt％、1wt％-40wt％、2wt％-35wt％或2wt％-20wt％的量存在。
替代性地，或附加地，基于流的总重量，废塑料可包含至少0.1、至少1、至少2、至少5、至少10、至少15、至少20、至少25或至少30和/或不超过45、不超过40、不超过35、不超过30、不超过25、不超过20、不超过15、不超过10、不超过5或不超过2wt％的纤维素材料，或基于流的总重量，纤维素材料可以以0.1wt％-45wt％、1wt％-40wt％或2wt％-15wt％的范围内的量存在。纤维素材料的例子可以包括乙酸纤维素、二乙酸纤维素、三乙酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素以及再生装置纤维素例如黏胶。附加地，纤维素材料可以包括这样的纤维素衍生物，其酰基取代度小于3、不超过2.9、不超过2.8、不超过2.7或不超过2.6，和/或至少1.7、至少1.8或至少1.9，或1.8至2.8、或1.7至2.9、或1.9至2.9。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，废塑料可包含STYROFOAM(泡沫聚苯乙烯)或膨胀聚苯乙烯。
废塑料可源自几种来源中的一种或多种。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，废塑料可源自塑料瓶、尿布、眼镜框架、膜、包装材料、地毯(住宅、商业和/或汽车)、纺织品(服装和其它织物)及其组合。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，进料至化学回收设施的废塑料(例如MPW)可包括一种或多种塑料，该塑料具有如下塑料或获自如下塑料：具有树脂ID码编号为1-7，带有由SPI建立的追逐箭头三角形。废塑料可包括通常不进行机械回收的一种或多种塑料。这种塑料可以包括但不限于具有树脂ID码3(聚氯乙烯)、树脂ID码5(聚丙烯)、树脂ID码6(聚苯乙烯)和/或树脂ID码7(其它)的塑料。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，具有树脂ID码3-7或3、5、6、7或其组合中至少1、至少2、至少3、至少4或至少5个的塑料，基于所有塑料的总重量，可以下述量存在于废塑料中：至少0.1、至少0.5、至少1、至少2、至少3、至少5、至少7、至少10、至少12、至少15、至少20、至少25、至少30、至少35或至少40和/或不超过90、不超过85、不超过80、不超过75、不超过70、不超过65、不超过60、不超过55、不超过50、不超过45、不超过40或不超过35wt％，或基于塑料的总重量，其量可以为0.1wt％-90wt％、1wt％-75wt％、2wt％-50wt％、或不超过50wt％。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，进料至化学回收设施的废塑料中的总塑料组分的以下含量可包含不具有树脂ID码3、5、6和/或7的塑料(例如，在塑料未分类的情况下)：至少5、至少10、至少15、至少20、至少25、至少30或至少35，和/或，不超过60、不超过55、不超过50、不超过45、不超过40、不超过35、不超过30、不超过25、不超过20、不超过15、不超过10或不超过5wt％。进料至化学回收设施10的废塑料中的总塑料组分的以下含量可包含不具有树脂ID码4-7的塑料：至少0.1、至少0.5、至少1、至少2、至少3、至少4、至少5、至少10、至少15、至少20、至少25、至少30或至少35，和/或，不超过60、不超过55、不超过50、不超过45、不超过40、不超过35、不超过30、不超过25、不超过20、不超过15、不超过10或不超过5wt％，或基于塑料组分的总重量，其可以在0.1wt％-60wt％、1wt％-55wt％或2wt％-45wt％的范围内。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，进料至化学回收设施的废塑料(例如MPW)可包含未分类为树脂ID码3-7或ID码3、5、6或7的塑料。基于废塑料流中塑料的总重量，废塑料中未分类为树脂ID码3-7或ID码3、5、6或7塑料的总量可为至少0.1、至少0.5、至少1、至少2、至少3、至少4、至少5、至少10、至少15、至少20、至少25、至少30、至少35、至少40、至少45、至少50、至少55、至少60、至少65、至少70或至少75和/或不超过95、不超过90、不超过85、不超过80、不超过75、不超过70、不超过65、不超过60、不超过55、不超过50、不超过45、不超过40、不超过35wt％，或基于废塑料流中塑料的总重量，其可以在0.1wt％-95wt％、0.5wt％-90wt％或1wt％-80wt％的范围内。
在一个实施例中或与任何提及的实施例组合，MPW包含这样的塑料，该塑料具有或获自下述塑料：其具有至少30、至少35、至少40、至少45、至少50、至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85、至少90、至少95或至少99wt％的至少一种、至少两种、至少三种或至少四种不同种类的树脂ID码。
在一个实施例中或与任何提及的实施例组合，MPW包含多组分聚合物。如本文所用，术语“多组分聚合物”是指包含至少一种合成或天然聚合物的制品和/或颗粒，该聚合物与至少一种其它聚合物和/或非聚合物固体组合、附着、或以其它方式物理和/或化学关联。聚合物可以是合成聚合物或塑料，例如PET、烯烃和/或尼龙。非聚合物固体可以是金属，例如铝，或如本文描述的其它非塑性固体。多组分聚合物可包括金属化塑料。
在一个实施例中或与任何所提及的实施例组合，MPW包含多层聚合物形式的多组分塑料。如本文所用，术语“多层聚合物”是指这样的多组分聚合物，其包含PET和至少一种其它聚合物和/或非聚合物固体，它们以两个或更多个物理上不同的层的方式物理地和/或化学地结合在一起。聚合物或塑料被认为是多层聚合物，即使过渡区可存在于两层之间，例如可以以黏着地黏附的层或共挤出层的形式存在。两层之间的黏合剂不视为一层。多层聚合物可包含：包含PET的层和一个或多个附加层，其中至少一个附加层为不同于PET的合成或天然聚合物，或不具有对苯二甲酸乙二醇酯重复单元的聚合物，或不具有对苯二甲酸亚烷基酯重复单元的聚合物(“非PET聚合物层”)，或其它非聚合物固体。
非PET聚合物层的例子包括：尼龙、聚乳酸、聚烯烃、聚碳酸酯、乙烯-乙烯醇、聚乙烯醇和/或与含PET的制品和/或颗粒相关联的其它塑料或塑料膜，以及天然聚合物例如乳清蛋白。多层聚合物可包括金属层，例如铝，条件是存在至少一个除PET层以外的附加聚合物层。这些层可用下述方式黏附：胶接(adhesivebonding)或其它方法，物理上相邻(即，制品压在膜上)，增黏(即，塑料被加热并粘在一起)，共挤出塑料膜，或以其它方式连接到含PET的制品上。多层聚合物可以包含以相同或类似方式与含有其它塑料的制品相关联的PET膜。MPW可以包含多组分聚合物，多组分聚合物的形式为组合在单一物理相中的PET和至少一种其它塑料，所述其它塑料例如聚烯烃(例如聚丙烯)和/或其它合成或天然聚合物。例如，MPW包含异质混合物，该混合物包含组合在单一物理相中的增容剂、PET和至少一种其它合成或天然聚合物塑料(例如，非PET塑料)。如本文所用，术语“增容剂”是指能够在物理混合物(即共混物)中将至少两种原本不混溶的聚合物组合在一起的试剂。
在一个实施例中或与任何提及的实施例组合，以干塑料基准计，MPW包含不超过20、不超过10、不超过5、不超过2、不超过1或不超过0.1wt％的尼龙。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合，以干塑料基准计，MPW包含0.01wt％-20wt％、0.05wt％-10wt％、0.1wt％-5wt％或1wt％-2wt％的尼龙。
在一个实施例中或与任何提及的实施例组合，以干塑料基准计，MPW包含不超过40、不超过20、不超过10、不超过5、不超过2或不超过1wt％的多组分塑料。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合，以干塑料基准计，MPW包含0.1wt％-40wt％、1wt％-20wt％或2wt％-10wt％的多组分塑料。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合，以干塑料基准计，MPW包含不超过40、不超过20、不超过10、不超过5、不超过2或不超过1wt％的多层塑料。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合，以干塑料基准计，MPW包含0.1wt％-40wt％、1wt％-20wt％或2wt％-10wt％的多层塑料。
在一个实施例中或与任何提及的实施例组合，在流100中进至化学回收设施10的MPW原料包含不超过20、不超过15、不超过12、不超过10、不超过8、不超过6、不超过5、不超过4、不超过3、不超过2或不超过1wt％的生物废物材料，MPW原料的总重量以干基计当作100wt％。MPW原料包含0.01wt％-20wt％、0.1wt％-10wt％、0.2wt％-5wt％或0.5wt％-1wt％的生物废物材料，MPW原料的总重量以干基计取为100wt％。如本文所用，术语“生物废物”是指衍生自活生物体或有机来源的材料。示例性的生物废物材料包括但不限于棉花、木材、锯屑、食物残渣、动物和动物部分、植物和植物部分以及肥料。
在一个实施例中或与任何提及的实施例组合，MPW原料包含不超过20、不超过15、不超过12、不超过10、不超过8、不超过6、不超过5、不超过4、不超过3、不超过2或不超过1wt％的制造的纤维素产品，MPW原料的总重量以干基计当作100wt％。MPW原料包含0.01wt％-20wt％、0.1wt％-10wt％、0.2wt％-5wt％或0.5wt％-1wt％的制造的纤维素产品，MPW原料的总重量以干基计取为100wt％。如本文所用，术语“制造的纤维素产品”是指非天然(即，人造或机器制造的)制品及其废料，包括纤维素纤维。示例性的制造的纤维素产品包括但不限于纸和纸板。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，基于废塑料进料中塑料的总重量，进料至化学回收设施的废塑料(例如MPW)可包括至少0.001、至少0.01、至少0.05、至少0.1或至少0.25wt％和/或不超过10、不超过5、不超过4、不超过3、不超过2、不超过1、不超过0.75或不超过0.5wt％的聚氯乙烯(PVC)。
附加地，或替代性地，进料至化学回收设施的废塑料(例如MPW)可包括至少0.1、至少1、至少2、至少4或至少6wt％和/或不超过25、不超过15、不超过10、不超过5或不超过2.5wt％的非塑料固体。非塑料固体可包括惰性填料材料(例如碳酸钙、水合硅酸铝、三水合氧化铝、硫酸钙)、岩石、玻璃和/或添加剂(例如触变胶、颜料和着色剂、阻燃剂、抑爆剂、UV抑制剂&稳定剂、导电金属或碳、脱模剂例如硬脂酸锌、蜡和硅酮)。
在一个实施例中或与任何提及的实施例组合，基于MPW流或组合物的总重量，MPW可以包含至少0.01、至少0.1、至少0.5、或至少1和/或不超过25、不超过20、不超过25、不超过10、不超过5、或不超过2.5wt％的液体。基于MPW流100的总重量，MPW中液体的量可以在0.01wt％-25wt％、0.5wt％-10wt％或1wt％-5wt％的范围内。
在一个实施例中或与任何提及的实施例组合，基于废塑料的总重量，MPW可以包含至少35、至少40、至少45、至少50、或至少55和/或不超过65、不超过60、不超过55、不超过50、不超过45、不超过40、或不超过35wt％的液体。基于废塑料的总重量，废塑料中的液体可以在35wt％-65wt％、40wt％-60wt％或45wt％-55wt％的范围内。
在一个实施例中或与任何提及的实施例组合，基于MPW的重量，管线100中MPW流中的纺织品(包括纺织品纤维)的量可以为至少0.1wt％，或至少0.5wt％，或至少1wt％，或至少2wt％，或至少5wt％，或至少8wt％，或至少10wt％，或至少15wt％，或至少20wt％的下述材料，该材料获自纺织品或纺织品纤维。基于MPW流100的总重量，流100中MPW中的纺织品(包括纺织品纤维)的量为不超过50、不超过40、不超过30、不超过20、不超过15、不超过10、不超过8、不超过5、不超过2、不超过1、不超过0.5、不超过0.1、不超过0.05、不超过0.01或不超过0.001wt％。基于MPW流100的总重量，MPW流100中纺织品的量可以在0.1wt％-50wt％、5wt％-40wt％或10wt％-30wt％的范围内。
引入化学回收设施10的MPW可以含有回收纺织品。纺织品可含有天然和/或合成纤维、粗纱、纱线、非织造网、布、织物和由任何上述物品制成或含有任何上述物品的产品。纺织品可以是梭织的、针织的、打结的、缝合的、簇绒的，可以包括压制纤维，例如毡制的、刺绣的、蕾丝的、钩编的、编织的，或者可以包括非织造的网和材料。纺织品可以包括：织物，以及从纺织品或含有纤维的其它产品分离的纤维，废料或不合格的纤维或纱线或织物，或任何其他松散纤维和纱线的来源。纺织品也可包括短纤维、连续纤维、线、丝束带、加捻纱和/或纺成纱、由纱线制成的坯布、通过湿加工坯布生产的成品织物、以及由成品织物或任何其它织物制成的服饰。纺织品包括服装、室内装饰和工业型纺织品。纺织品可以包括工业后纺织品(消费前)或消费后纺织品或两者。
在一个实施例中或与任何所提及的实施例组合，纺织品可以包括服装，服装通常可以定义为人类穿着或为身体制造的物品。这种纺织品可包括：运动外套、套装、长裤和休闲裤或工作裤、衬衫、袜子、运动服、连衣裙、贴身服装、外衣(例如雨衣、低温夹克和外套)、毛衣、防护服、制服和配饰(例如围巾、帽子和手套)。室内陈设类别中的纺织品的例子包括：家具装饰和家具套、地毯和垫子、窗帘、床上用品(如床单、枕套、羽绒被、被子、床垫罩)；亚麻制品、桌布、毛巾、洗脸巾和毯子。工业纺织品的例子包括：运输(汽车、飞机、火车、公共汽车)座椅、地垫、后备箱衬里和车顶衬里；户外家具和垫子、帐篷、背包、行李、绳索、输送带、压光辊毛毡、抛光布、抹布、土壤侵蚀织物和土工织物、农用垫子和筛网、个人防护设备、防弹背心、医用绷带、缝线、胶带等。
被分类为纺织品的非织造网不包括湿铺非织造网和由其制成的制品的类别。虽然具有相同功能的各种制品可以由干铺或湿铺方法制成，但是由干铺非织造网制成的制品被分类为纺织品。可由本文描述的干铺非织造网形成的合适制品的例子可包括用于个人、消费者、工业、食品服务、医疗和其它最终用途的那些。具体的例子可包括但不限于：婴儿擦拭物、可冲走的擦拭物、一次性尿布、训练裤、女性卫生产品如卫生巾和卫生棉条、成人失禁衬垫、内衣或内裤、以及宠物训练衬垫。其它例子包括各种不同的干式或湿式擦拭物，包括用于消费者(例如个人护理或家庭)和工业(例如食品服务、健康护理或专业)用途的那些。非织造网也可用作枕头、床垫和室内装潢的填充物，以及棉被(quilt)和被子(comforter)的棉絮。在医疗和工业领域中，本发明的非织造网可用于消费者面罩、医疗面罩和工业面罩、防护服、帽子和鞋套、一次性床单、手术服、帷帘、绷带和医用敷料。
附加地，本文描述的非织造网可用于环境织物，例如土工织物和油布、油吸收垫和化学吸收垫，以及建筑材料，例如隔音或隔热、帐篷、木材和土壤覆盖物和片材。非织造网也可用于其它消费者最终用途，例如用于：地毯背衬，消费品、工业品和农产品的包装，隔热或隔音，以及各种类型的服装。
如本文描述的干铺非织造网也可用于各种过滤应用，包括运输(例如，汽车或航空)、商业、住宅、工业或其它专业应用。例子可包括用于消费者或工业空气或液体过滤器(例如，汽油、油、水)的过滤元件，包括用于微滤的纳米纤维网，以及最终用途例如茶包、咖啡过滤器和烘干纸。此外，如本文描述的非织造网可用于形成用于汽车的各种部件，包括但不限于刹车片、后备箱衬里、地毯簇绒和底垫。
纺织品可以包括单一类型或多种类型的天然纤维和/或单一类型或多种类型的合成纤维。纺织品纤维组合的例子包括：全天然、全合成、两种或更多种类型的天然纤维、两种或更多种类型的合成纤维、一种类型的天然纤维和一种类型的合成纤维、一种类型的天然纤维和两种或更多种类型的合成纤维、两种或更多种类型的天然纤维和一种类型的合成纤维、以及两种或更多种类型的天然纤维和两种或更多种类型的合成纤维。
天然纤维包括植物来源或动物来源的那些。天然纤维可以是纤维素、半纤维素和木质素。植物来源天然纤维的例子包括：阔叶木浆、针叶木浆和木粉；和其它植物纤维，包括在小麦秸秆、水稻秸秆、马尼拉麻、椰壳纤维、棉花、亚麻、大麻、黄麻、甘蔗渣、木棉、纸莎草、苎麻、藤、葡萄藤、洋麻、马尼拉麻、赫纳昆麻、剑麻、大豆、谷类秸秆、竹子、芦苇、细茎针草、甘蔗渣、印度草、乳草绒毛纤维、菠萝叶纤维、柳枝稷、含木质素的植物等中的那些植物纤维。动物来源纤维的例子包括羊毛、丝绸、马海毛、羊绒、山羊毛、马毛、禽纤维、驼毛、安哥拉羊毛和羊驼毛。
合成纤维是至少部分地通过化学反应合成或衍生、或再生装置的那些纤维，包括但不限于：人造丝、黏胶、丝光纤维或其它类型的再生装置纤维素(天然纤维素转化成可溶性纤维素衍生物并随后再生装置)，例如莱赛尔(lyocell)(也称为TENCELTM)、铜氨丝(CuPro)、莫代尔(Modal)，乙酸酯例如聚乙酸乙烯酯，聚酰胺包括尼龙，聚酯例如PET，烯烃聚合物例如聚丙烯和聚乙烯，聚碳酸酯，聚硫酸酯，聚砜，聚醚例如称为氨纶或弹性纤维的聚醚-脲，聚丙烯酸酯，丙烯腈共聚物，聚氯乙烯(PVC)，聚乳酸，聚乙醇酸，磺基聚酯纤维及其组合。
在进入化学回收设施之前，纺织品可以通过切碎、撕碎、耙碎、磨碎、粉碎或切割来减小尺寸，以制造尺寸减小的纺织品。在进入化学回收设施之前，纺织品也可以致密化(例如，造粒)。致密化方法的例子包括挤出(例如，挤出成粒料)、模塑(例如，模塑成压块)和聚结(例如，通过外部施加的热、由摩擦力产生的热，或通过添加一种或多种黏合剂，其本身可以是非原生聚合物)。替代性地，或附加地，纺织品可以是本文提及的任何形式，并且可以在图1所示的化学回收设施10的剩余设施中进行处理之前，在预处理设施20中进行一个或多个前述步骤。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和一种或多种聚烯烃(PO)组合占在图1的流100中进料至化学回收设施的废塑料(例如MPW)的至少50、至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85、至少90、至少95或至少99wt％。基于引入化学回收设施10的废塑料中塑料的总重量，聚氯乙烯(PVC)可以占至少0.001、至少0.01、至少0.05、至少0.1、至少0.25、或至少0.5wt％和/或不超过10、不超过5、不超过4、不超过3、不超过2、不超过1、不超过0.75、或不超过0.5wt％的废塑料。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，基于引入化学回收设施10的废塑料中塑料的总重量，废塑料可包含至少5、至少10、至少15、至少20、至少25、至少30、至少35、至少40、至少45、至少50、至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85、至少90或至少95wt％的PET。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，基于废塑料中塑料的总重量，废塑料可包含至少5、至少10、至少15、至少20、至少25、至少30、至少35、至少40和/或不超过95、不超过90、不超过85、不超过80、不超过75、不超过70、不超过65、不超过60、不超过55、不超过50、不超过45、不超过40或不超过35wt％的PO，或基于引入化学回收设施10的废塑料中塑料的总重量，PO可以以5wt％-75wt％、10wt％-60wt％或20wt％-35wt％的范围内的量存在。
废塑料来源
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，引入化学回收设施的废塑料(例如，MPW)可以从各种来源提供，包括但不限于：市政回收设施(MRF)或再生设施、或其它机械或化学分拣或分离设施，制造商或工厂或商业生产设施、或拥有工业后和消费前可回收物的零售商或经销商或批发商，直接来自家庭/企业(即未处理的可回收物)、垃圾填埋场、收集中心、便利中心，或在码头或船或其上的仓库上。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，废塑料(例如MPW)的来源不包括存放状态返回设施(depositstatereturnfacility)，凭借该设施消费者可以存放特定的可回收制品(例如塑料容器、瓶子等)以从该状态接收货币退款。然而，在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，废塑料(例如MPW)的来源可包括存放状态返回设施，凭借该设施消费者可以存放特定的可回收制品(例如塑料容器、瓶子等)以从该状态接收货币退款。例如，这种返回设施通常可在杂货店中找到。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，废塑料可作为来自另一处理设施(例如市政回收设施(MRF)或再生设施)的废物流提供，或作为含塑料混合物提供，该混合物包含由消费者分拣并留在路边或在中心便利站以供收集的废塑料。在一个或多个这样的实施例中，废塑料包含一种或多种MRF产品或副产物、再生装置副产物、分拣的含塑料混合物、和/或来自塑料制品制造设施的含PET废塑料，以干塑料基准计，该一种或多种MRF产品或副产品、再生装置副产物、分拣的含塑料混合物、和/或含PET废塑料包含：至少10、至少20、至少30、至少40、至少50、至少60、至少70、至少80、或至少90wt％的PET，和/或，不超过99.9、不超过99、不超过98、不超过97、不超过96、或不超过95wt％的PET；或它可以在10wt％-99.9wt％、20wt％-99wt％、30wt％-95wt％、或40wt％-90wt％的PET的范围内。在一个或多个这样的实施例中，废塑料包含一定量的含PET的再生装置副产物或含塑料的混合物，以干塑料基准计，该含PET的再生装置副产物或含塑料的混合物包含至少1、至少10、至少30、至少50、至少60、至少70、至少80或至少90wt％和/或不超过99.9、不超过99或不超过90wt％的PET，或以干塑料基准计，它可以在1wt％-99.9wt％、1wt％-99wt％或10wt％-90wt％的PET的范围内。
如上所述，引入化学回收设施的塑料废物的示例性来源可以包括：含PET的再生装置副产物(例如，来自PET再生设施)、含PET的市政回收设施(MRF)产物或副产物、分拣的含塑料混合物，和/或来自塑料制品制造设施的含PET废塑料。因此，在一个实施例中或与本文中提及的任何实施例组合，本技术涉及回收塑料废物的方法，该方法包括将一种或多种含PET材料的至少一部分进料至化学回收设施，该含PET材料包括再生装置副产物、含PET的MRF产物或副产物、分拣的含塑料混合物和/或来自塑料制品制造设施的含PET废塑料，其中该副产物的至少一部分可以用作化学回收过程(例如解聚)的原料，如下文更详细描述的。化学回收设施可以包含溶剂分解设施，包括但不限于醇解设施、甲醇分解设施、二醇分解(glycolysis)设施和/或水解设施。
一种或多种含PET的材料可以直接进料至所述化学回收设施内的溶剂分解设施中，或者可以在进料至溶剂分解设施之前经受一个或多个预处理步骤。例如，如图1所示，可将来自一种或多种塑料废物来源的塑料废物流100引入到化学回收设施10内的预处理设施20，该预处理设施20可配置为产生PET富集流112和PET贫化流114。来自预处理设施20的PET富集流112可以引入到溶剂分解设施30。附加地，或替代性地，来自一种或多种塑料废物来源的塑料废物流100a可以直接引入到溶剂分解设施30(即，不被引入到预处理设施20)。无论是经受预处理还是直接进料，来自一种或多种废塑料来源的一定量的含PET材料最终都进料至溶剂分解设施30。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，将一种或多种含PET材料的至少一部分直接进料至溶剂分解设施30内的溶解器，其中将一种或多种含PET材料与溶剂212混合并且至少部分液化(参见图3)。在一个或多个这种实施例中，并且特别是当直接进料至溶解器时，一种或多种含PET的材料的至少一部分可以包含小于10、8、6、5、4、2或1wt％的以下材料：尼龙、聚碳酸酯、交联剂(例如，TMA)、地毯胶、高填料含量材料、乙酸酯、氨纶、胶乳、丁苯橡胶、非反应性材料(即在溶剂分解反应器中不反应或不会反应到形成实质性反应产物这种程度的材料)，包括非反应性金属氧化物(例如二氧化钛、二氧化硅和氧化铝)、碳酸钙、滑石、硅石(silica)、玻璃、玻璃珠、反应性金属氧化物(其可以在反应器中甲基化或乙醇化)，和/或与水、甲醇和/或乙二醇形成共沸物的材料。可以将苛性碱组分，例如氢氧化物溶液或本文定义的其它苛性碱溶液加入到溶剂分解设施中，例如加入到溶剂分解反应器和/或溶剂分解反应器出口。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，一种或多种含PET材料的至少一部分可以被液化，例如通过熔融和/或本文描述的一种或多种其它液化方法，并且随后进料至溶剂分解设施30内的反应210(参见图3)。在这种实施例中，可以将一种或多种含PET材料的至少一部分进料至熔体挤出机，该熔体挤出机用作溶剂分解设施反应器的进料系统。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，以上描述的一种或多种含PET材料可以是溶剂分解设施30的唯一含塑料原料(即，没有来自本文描述的预处理设施20的PET富集流112与一种或多种含PET材料一起进料至溶剂分解设施30)。然而，在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，一种或多种含PET材料可以与一种或多种其它含塑料原料(例如来自本文描述的预处理设施20的PET富集流112)一起进料至溶剂分解设施30。一种或多种含PET材料可以包含进至溶剂分解设施30的含塑料原料的至少5、至少10、至少20、至少40、至少60、至少80或至少90wt％。
如上文描述，一种或多种含PET材料在进料至溶剂分解设施30之前可经受一个或多个预处理步骤。预处理步骤可包括将一种或多种含PET材料进料至本文描述的预处理设施20，和/或可以包括进行本文的预处理部分描述的一种或多种过程。在一个或多个实施例中，预处理包括以下中的任何一个或多个：(i)使用一个或多个密度分离过程(例如，浮沉或离心力)从含PET材料中分离至少一部分PET；和/或(ii)干燥含PET材料；和/或(iii)使至少一部分含PET材料致密化(例如造粒)。
可以以多种运送方法和以多种形式将一种或多种含PET材料提供至化学回收设施10。例如，在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，含PET的材料可以通过卡车、铁路和/或输送工具以完整制品、颗粒、捆绑包、未捆绑制品、容器和/或料堆的形式运送到化学回收设施。例如，可以使用将化学回收设施10与再生设施和/或市政回收设施互连的输送系统，将含PET材料直接从再生设施和/或MRF设施提供至化学回收设施10。
一种或多种含PET材料的组成将根据材料的具体来源而变化，如下文更详细描述的。然而，在一实施例中或与本文所提及的任何实施例组合，以干基计，含PET材料的一部分可包含至少10、至少20、至少40、至少60、至少80或至少90wt％的PET。以干基计，含PET材料的一部分可包含不超过10、不超过8、不超过6、不超过4、不超过2或不超过1wt％的卤素。以干基计，含PET材料的一部分可包含不超过90、不超过80、不超过70、不超过60、不超过50、不超过40、不超过30、不超过20、不超过10、不超过5或不超过1wt％的聚烯烃。
分拣的含塑料混合物
随着越来越多的市政当局鼓励或要求回收各种材料，包括塑料，含PET的分拣的含塑料混合物的供应量不断增长。如本文所用，术语“分拣的含塑料混合物”是指由消费者分拣并留在路边或中央便利站处以供收集的一定量的混合塑料废物，并且可包含透明和/或着色塑料制品，或由垃圾收集器或市政当局分拣。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，分拣的含塑料混合物不包括来自存放状态返回设施的废塑料，如上文描述。然而，在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，分拣的含塑料混合物可包含来自存放状态返回设施的废塑料。在塑料材料可用于机械回收过程之前，分拣的含塑料混合物通常需要进一步处理和/或纯化，尽管并非总是如此。
含PET的MRF产物和/或副产物
分拣的含塑料混合物可由卫生供应商收集并送至市政回收设施(也称为材料回收设施或MRF)，在该设施中至少进行一些尝试以将混合物分拣成大量类似材料。通常，这种分拣的至少一些初始方面是手动执行的。在其它方面，使用机器——包括光学拣选机、磁力拣选机和涡流拣选机，以对含塑料混合物中存在的各种材料进行更精细的挑选。例如，着色塑料可以与透明塑料分离。通常，“透明塑料”被认为是对普通的人类观察者来说似乎没有颜色并且通常对可见光谱中的光透明的塑料。“着色塑料”通常被认为是任何非透明塑料的塑料。玻璃、纸和金属也可以与塑料分离。
含PET的塑料可与其它类型的塑料分离，以形成一定量的PET富集的塑料材料。上述其它分离的材料和/或来自MRF的任何其它材料(即，除PET富集产品以外)可以作为MRF副产物提取。然而，一种或多种MRF副产物将通常包含一定量的PET。MRF产物和/或副产物可以是以下的形式：完整制品、颗粒(例如，粉碎的、粒化的、纤维塑料颗粒)、捆绑包(例如，压缩和捆扎的完整制品)、未捆绑物品(即，不成捆或未包装)、容器(例如，箱子、麻袋、拖车、铁路车辆、装载机铲斗)、料堆(例如，在建筑物的混凝土板上)、和/或物理输送的松散材料(例如，输送带上的颗粒)或气动输送的松散材料(例如，在输送管中与空气混合的颗粒)。
含PET的再生装置副产物
再生设施，特别是PET再生设施，通常通过接收塑料废物(例如来自MRF)并产生r-PET来操作，该r-PET包含至少99wt％或至少99.9wt％的PET，该PET被机械回收设施用来产生r-PET产物。再生设施通过使塑料废物经受各种过程来生产r-PET，这些过程将PET与非塑料组分和除PET以外的塑料材料分离。然而，这些分离过程通常效率低于100％，并且通常导致在副产物中存在一定量的PET。再生设施还可以包括生产高纯度PET(至少99wt％或至少99.9wt％)再生装置副产物的过程，但该再生装置副产物的形式对于机械回收设施来说是不希望的。如本文所用，术语“再生装置副产物”是指由再生设施分离或提取的、未作为透明rPET产物提取的任何材料，包括着色rPET。上文和下文描述的再生装置副产物通常被认为是废产物，并且通常可以被送至垃圾填埋场和/或焚化炉。
来自塑料制品制造设施的含PET废塑料
含PET废塑料的另一来源包括塑料制品制造设施。这些设施可生产例如塑料瓶、塑料容器、塑料帽、塑料盖子、塑料吸管、塑料袋、塑料膜和各种标准和定制的塑料物品。可以使用多种制造方法，包括但不限于流延、旋转模塑、注塑、吹塑、热成型(真空成型)、挤出和3D打印。这些工艺可能由于工艺中的误差或作为工艺的固有结果而产生废塑料。例如，废塑料可包含缺陷塑料制品的部分，该缺陷塑料制品具有变形、表面缺陷和/或易碎部分。废塑料也可包括模塑工艺的其它产品，例如中间模塑产品，例如瓶子预制件或片材。废塑料也可以是在制造过程中从塑料制品上除去的废塑料，例如来自膜或片状塑料的边缘修整。这些废塑料通常可包含一定量(或甚至是主要)的PET。废塑料也可作为制造启动或收尾过程的一部分从用于产生塑料制品的制造设备中除去或排出。
PET再生设施
如上所述，用作化学回收设施——特别是溶剂分解设施——的原料的一种或多种含PET材料可以包括来自再生设施——特别是PET再生设施——的一种或多种副产物。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，含PET材料的部分可包含至少两种含PET的再生装置副产物。
图4显示了示例性再生设施800的示意图，其示出了衍生自再生设施800的典型的rPET产物和副产物。如图所示，塑料进料802(例如来自MRF)可以被进料至再生装置区810。再生装置区810通常包括各种分离过程(如下文描述)，其产生基本上纯的r-PET塑料流812，该塑料流812包含以干塑料基准计至少99wt％或至少99.9wt％的PET。再生装置区810还可以产生一种或多种再生装置副产物，包括湿细料803、着色塑料804、涡流废品805、薄片分拣废品806和/或干细料807。
r-PET塑料流812可包含一定量的rPET塑料薄片，其可作为rPET薄片流814提取。附加地，或替代性地，r-PET塑料流812的至少一部分可进料至致密化(例如，造粒)区820。致密化区820通常包括将来自流812的rPET薄片转化成所需rPET粒料818的各种过程(如下文描述)。致密化区820也可以产生一种或多种再生装置副产物，包括PET净化材料815、湿细料816和/或干细料817。
图5显示了示例性再生设施800的示意图，其示出了在再生设施800内进行的一些具体的处理步骤以及由此产生的产物和副产物。虽然处理步骤在下文以特定顺序显示和描述，但是应当理解，其他再生设施可以以与附图中显示和本文描述的顺序不同的顺序执行处理步骤中的一个或多个，和/或省略显示和描述的处理步骤，和/或包括未显示或描述的附加处理步骤。
如图5所示，可以将一定量的打包的塑料801从MRF设施提供至回收设施800，并且进料至拆线装置830和/或拆包机832，以产生一定量的松散塑料废物材料。该拆线装置830可以用于避免与人工拆线相关的伤害风险。拆包机832通常包含一个或多个宽刀片，该宽刀片与拆线的捆包接触并将其分解成松散的塑料废物材料。然后，松散的塑料废物可以例如通过带或气动输送机输送834至重质去除过程836。重质去除836可利用重力和/或气动输送机来使“较重”组分(例如，密度大于2g/cc)从输送流中掉落。这些较重的组分可包括金属、岩石、砂等。然而，一定量的PET和/或其它塑料材料也可以与较重组分一起被有意地或无意地去除，并且因此在该阶段去除的金属、塑料和其它组分可以作为含有重质物质(例如，含有金属)的再生装置副产物837提取。
除去较重组分的塑料废物然后可以被传送到摩擦洗涤器838，在那里用水流洗去粘到塑料废物上的食物或其它物质和/或通过使塑料废物与缓冲器接触以从塑料中除去食物或材料。在包括水洗或漂洗步骤的这个步骤和其它步骤中，可将产生的水流839单独地或与来自本文描述的其它步骤的水流一起过滤840。过滤器840将偶尔被清洁，并且去除的固体可以包括PET。附加地，或替代性地，滤液可包含一定量的PET和/或其它塑料材料。来自过滤过程的固体和/或含PET的滤液中的一种或两种可以是湿细料841的形式，其可以作为再生装置副产物提取。如本文所用，术语“过滤(filtration/filtering/filter(ed))”是指用于进行固体/液体分离的方法和/或设备，包括但不限于使用介质、离心分离和/或沉降。
在摩擦洗涤器838之后，塑料废物可经受一个或多个近红外(NIR)、光学和/或人工分拣步骤，以去除着色塑料和/或没有被(人工或机械)拣选机识别为含PET塑料材料的其它塑料和非塑料材料。如图所示，该过程包括两个NIR拣选机842、844和手动分拣步骤846、848，得到作为再生装置副产物的着色塑料混合物843、845、847、849的四种流。NIR和光学拣选机通常将拒绝传感器没有完全识别为透明PET材料的任何东西。这种被拒绝的废品可包括带有标签和/或着色帽的PET瓶。然而，某些NIR和/或光学拣选机可能不具有“看见”和拒绝黑色塑料的能力，例如具有碳黑部分的蛤壳式容器。因此，黑色塑料通常不会被这些拣选机拒绝。另外，鼓风机位于传感器的下游，一定量的透明PET材料也可能与着色PET材料一起被拒绝。手动拣选机通常将“拉出”或拒绝任何明显不是透明PET瓶或材料的材料，以及具有衬里或其它已知问题部件的PET瓶，以用于下游再生过程的。因此，由这些过程得到的着色塑料混合物通常包含一定量的PET和/或其它塑料材料，这些材料为含着色塑料的混合物的形式，可以作为再生装置副产物提取。
在NIR、光学和/或人工分拣步骤之后，塑料废物然后可以被传送至可选的涡流分离器850，以去除残留在废塑料中的任何金属，并保护下游过程免受损坏。涡流分离器使用输送带末端的电场来排斥导电的非铁金属(例如铝)，并且不影响非导电材料(例如塑料)。当塑料废物流接近输送带的末端时，涡流改变非铁金属的自然、重力感应轨迹，并且沿着与非导电材料不同的轨迹从该流中排出非铁金属。分隔板位于由两条轨道限定的路径之间，允许排出的和未排出的组分分离。在分离期间，一些塑料制品和/或塑料薄片可能与非铁金属组分接触，并且沿着不正确的轨迹被无意地排出。因此，分离的非铁金属可以包含一定量的PET和/或其它塑料材料，其可以作为含金属的再生装置副产物851被提取。另外，涡流分离器可与研磨机852(涡流分离器850的上游或下游)连接，这可产生塑料细料，该塑料细料也可作为再生装置副产物被提取。
在可选的涡流分离器850和/或研磨机852之后，然后可以将塑料废物传送至密度分离阶段854以及机械脱水过程856，其中，密度分离阶段854例如浮沉分离阶段，通常将密度低于PET的组分(例如聚烯烃)从塑料废物材料中分离出来。如上所述，来自这些过程的废水被过滤840、860，并且固体和/或滤液可以作为湿细料841、861或其它再生装置副产物(例如聚烯烃料流859)被提取。
然后，塑料废物可以被传送至另一个NIR862和/或光学拣选机，这通常会再次拒绝传感器没有完全识别为透明PET的任何东西。这一阶段的塑料废物材料通常已经历了尺寸减小过程，例如研磨，因此被拒绝的材料通常是塑料薄片的形式(在下文定义)。该过程旨在去除PVC，例如来自标签的PVC，以及密度与PET相似且在密度分离过程中未去除的其它塑料材料。然而，类似于先前的NIR和光学拣选机，被拒绝的薄片可包括一定量的PET，并且可以作为薄片废品再生装置副产物863被提取。
此时，塑料废物通常具有高PET含量(例如至少99wt％或至少99.9wt％)，并且可以被干燥864，并被准备作为rPET薄片产品814用于包装870。当使用干燥机864时，一定量的干燥细粒(在下文定义)可以在干燥机864中或在下游输送机866和/或集尘器868中与薄片产品分离。尽管干细料通常也具有高PET含量，但它们作为用于机械回收设施的rPET原料是不希望的。然而，干细料可以作为干细料再生装置副产物865、869提取。应当理解，干燥机和集尘器可以用在再生设施中的上游或下游的其它地方，并且从这些位置提取的干细料也可以作为再生装置副产物被提取。
一些再生设施还包括致密化工艺，以将rPET薄片转化成所需的rPET粒料。如本文所用，“致密化”是指这样的工艺：凝聚和造粒、聚结或部分熔融一定量的塑料颗粒——该塑料颗粒的D90粒度小于0.32cm(1/8英寸)，以形成D90粒度为0.32cm(1/8英寸)至2.54cm(1英寸)的固体颗粒(例如粒料)。致密化工艺通常包括挤出机880，其中rPET薄片被熔化并被传送通过挤出机筒。然后操作造粒机882，使挤出的rPET形成粒料(D90通常不超过2.54cm(1英寸))。然后将粒料漂洗(这可以得到可提取的含PET的湿细料)、干燥(这可以得到可提取的含PET的干细料)和包装890，以作为rPEt粒料产品892运输到机械回收设施。然而，当挤出机关闭时，一定量的熔融rPET被净化并使其固化，例如固化成PET材料块，而不是转化成粒料。该净化材料可以作为PET净化材料再生装置副产物881提取。另外，造粒通常在水中进行，并且来自过滤水流的滤液和/或固体可以作为再生装置副产物(例如，湿细料883)提取。最后，粒料包装过程中使用的干燥机884和输送机886、888典型地配备有集尘器，并且干细料也可以作为干细料再生装置副产物885、887、889被提取。
下文更详细地描述了化学回收设施中再生装置副产物的组成和处理步骤。然而，应理解，以下描述也可描述本技术范围内的其它含PET材料(即含PET的MRF产物或副产物、分拣的含塑料混合物和/或来自塑料制品制造设施的含PET废塑料)的组成和处理。
湿细料
如上文描述，再生装置湿细料可以从塑料废物中分离并提取，例如作为来自过滤过程的滤液和/或固体。如本文所用，“再生装置湿细料”是指从再生设施内的废塑料中分离出来的含PET的塑料颗粒的流或批次，并且当在再生设施内首次从废塑料中分离出时，其水含量为基于再生装置湿细料总重量的至少2wt％，并且塑料颗粒的D90小于0.32cm(1/8英寸)。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，将一定量的再生装置湿细料进料至化学回收设施，并且在其中解聚一定量的再生装置湿细料的至少一部分。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，一定量的含PET的再生装置湿细料包含至少2、至少5、至少10、至少20、至少30、至少40或至少50wt％的水含量。一定量的含PET的再生装置湿细料可以包含至少1、至少5、至少10、至少20、至少30、至少40或至少50wt％的塑料颗粒，该塑料颗粒的D90小于0.32cm(1/8英寸)。一定量的含PET的再生装置湿细料可以包含至少90、至少95或至少99wt％的PET，以干基计(即，不包括水分含量)。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，在解聚之前，可以从所述一定量的含PET的再生装置湿细料中除去至少40、至少50、至少60、至少70、至少80、至少90、至少95或至少99wt％的水含量。可以通过被动干燥(例如，放置储存)或使用干燥机或其它主动干燥方法去除水含量。在一个或多个实施例中，在解聚之前，可以将来自含PET的再生装置湿细料的至少一部分塑料颗粒致密化(例如聚结或者造粒)，以形成一定量的致密化的含PET颗粒，该颗粒的D90为0.32cm(1/8英寸)到2.54(1英寸)。在解聚之前，可以液化(例如，溶解或熔化)一定量的致密化含PET颗粒，以形成液化塑料材料。可在化学回收设施内或在将一定量的湿细料进料至化学回收设施之前，进行除水、致密化和/或液化中的一种或多种。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，可以将一定量的含PET的再生装置湿细料(包括一定量的致密化含PET颗粒和/或液化塑料材料)进料至化学回收设施内的溶剂分解设施，在其中发生解聚。以干基计，一定量的含PET的再生装置湿细料(包括一定量的致密化含PET颗粒和/或液化塑料材料)可以包含至少90、至少95或至少99wt％的PET。以干基计，一定量的含PET的再生装置湿细料(包括一定量的致密化含PET颗粒和/或液化塑料材料)可以包含不超过10、不超过8、不超过6、不超过4、不超过2或不超过1wt％的卤素。以干基计，一定量的含PET的再生装置湿细料(包括一定量的致密化含PET颗粒和/或液化塑料材料)可以包含不超过50、不超过40、不超过30、不超过20、不超过10、不超过5、或不超过1wt％的聚烯烃。
含着色塑料的混合物
如上文描述，含着色塑料的混合物可以在PET再生装置中与塑料废物分离并被提取。附加地，或替代性地，含着色塑料的混合物可以在MRF设施中分离并类似地被提取。如本文所用，术语“含着色塑料的混合物”是指：(a)由再生装置或MRF识别为着色塑料或由再生装置或MRF识别为不透明rPET的含塑料材料；或(b)除干细料、湿细料、再生装置透明rPET产物、岩石、生物质、金属或纤维以外，由再生装置或MRF分离的任何含塑料材料。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，将一定量的含PET的再生装置含着色塑料的混合物和/或MRF含着色塑料的混合物进料至化学回收设施，并且在其中使该一定量的含PET的再生装置含着色塑料的混合物和/或MRF含着色塑料的混合物的至少一部分解聚。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，以干基计，一定量的含着色塑料的混合物包含至少1、至少10、至少20、至少40、至少60、至少80或至少90和/或不超过99.9或不超过99wt％的PET。以干基计，一定量的含着色塑料的混合物可以包含1wt％-99.9wt％或50wt％-99wt％的PET。以干基计，一定量的含着色塑料的混合物可以包含至少1、至少10、至少20、至少40、至少60、至少80、至少90、至少95、至少99或至少99.9wt％的不透明PET(例如，绿色PET)。以干基计，一定量的含着色塑料的混合物可以包含不超过10、不超过8、不超过6、不超过4、不超过2或不超过1wt％的卤素。以干基计，一定量的含着色塑料的混合物可以包含至少1、至少2、至少4、至少6或至少8wt％和/或不超过90、不超过80、不超过70、不超过60、不超过50、不超过40、不超过30、不超过20或不超过10wt％的聚烯烃。以干基计，一定量的含着色塑料的混合物可以包含1wt％-90wt％、2wt％-70wt％、4wt％-50wt％、6wt％-30wt％或8wt％-10wt％聚烯烃。以干塑料基准计，一定量的含着色塑料的混合物可以包含至少0.1、至少1、至少10、至少20、至少30、至少40、至少50、至少60、至少70、至少80或至少90wt％的不透明PET和/或其它着色塑料材料。以干基计，一定量的含着色塑料的混合物可以包含至少0.1、至少1、至少10、至少20、至少30、至少40、至少50、至少60、至少70、至少80或至少90wt％的PVC、尼龙和/或共聚酯。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，一定量的含着色塑料的混合物可以直接进料至化学回收设施内的溶剂分解设施，而无需：进料至预处理和/或分离设施，或经历在化学回收设施内或与化学回收设施分离的预处理和/或分离过程。然而，在解聚之前，可以将一定量的含着色塑料的混合物的至少一部分进料至至少一个密度分离阶段，从而产生PET富集流，该PET富集流进料至化学回收设施内的溶剂分解设施。至少一个密度分离阶段可包含至少两个密度分离阶段。
含PET和金属的再生装置副产物
如上文描述，金属组分可以在再生设施(例如在重质去除过程和/或涡流分离器)中从塑料废物中分离，并且这些金属组分可以包括一定量的PET材料，并且作为含PET和金属的再生装置副产物被提取。如本文所用，术语“含PET和金属的再生装置副产物”是指来自PET再生设施中的磁力分离器、涡流分离器或其它金属分离器的、未作为rPET产物被提取的材料。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，可以将一定量的含PET和金属的再生装置副产物进料至化学回收设施，并且在其中使该一定量的含PET和金属的再生装置副产物的至少一部分解聚。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，以干基计，一定量的含PET和金属的再生装置副产物包含至少0.1、至少1、至少5、至少10或至少15wt％的金属。然而，进料至溶剂分解设施用于解聚的金属含量可能是有限的。因此，在解聚之前，至少一部分、至少90wt％、至少95wt％、至少99wt％或至少99.9wt％的金属可以从塑料中分离并去除，如下文描述的。分离或去除可以作为连续分离过程(例如，固/液分离器)和/或作为分批分离过程(例如，净化过程)进行，并且可以在预处理设施和/或溶剂分解设施(例如溶剂分解设施的前端)中进行。无论是否使用分离步骤，以干基计，至溶剂分解设施和/或解聚过程的原料可以是不超过10、不超过8、不超过6、不超过4、不超过2或不超过1wt％的金属。金属可包含一种类型的金属或多于一种类型的金属，并且可包含铁和/或非铁金属。金属可以包含一种或多种非铁金属，例如铝、铜、铅、镍、锡、钛、锌和/或其合金。金属可以包含一种或多种铁类金属，例如铁、钢、不锈钢、碳钢、奥氏体、马氏体、双相不锈钢、铁素体不锈钢和/或其合金。以干基计，一定量的含PET和金属的再生装置副产物可以包含至少0.1、至少1、至少10、至少20、至少40、至少60或至少80wt％的PET。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，一定量的含PET和金属的再生装置副产物包含塑料薄片和以干基计至少0.1、至少1、至少5、至少10或至少15wt％的金属。如本文所用，术语“塑料薄片”是指D90粒度为0.32cm(1/8英寸)至2.54cm(1英寸)的塑料颗粒。至少一部分塑料薄片可以在解聚之前与金属分离。该分离可以在化学回收设施内(例如在预处理设施和/或溶剂分解设施中)进行，或者在将含PET和金属的再生装置副产物进料至化学回收设施之前进行。该分离可以包含：将一定量的再生装置副产物的至少一部分进料至至少一个密度分离阶段中，以将塑料薄片的至少一部分与金属分离。塑料薄片的分离部分可以被进料至化学回收设施内的溶剂分解设施中。可以将从其中分离出一部分塑料薄片的金属送入部分氧化(POX)气化器中。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，该一定量的含PET和金属的再生装置副产物在进料至化学回收设施之前不经历分离。例如，金属和塑料薄片都可以进料至化学回收设施内的溶剂分解设施，并且金属可以通过固/液分离器(例如过滤器)和/或在溶剂分解设施中净化而去除。另外，可以将金属进料至POX气化器，而无需将部分塑料薄片从其中分离。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，一定量的含PET和金属的再生装置副产物包含塑料制品和以干基计至少0.1、至少1、至少5、至少10或至少15wt％的金属。如本文所用，术语“塑料制品”是指D90粒度大于2.54cm(1英寸)的打包或未打包的塑料材料。塑料制品可以是压缩捆包的形式。塑料制品可以例如通过拆包、研磨、切碎、撕碎和/或粉碎来处理，以产生拆包的量的塑料制品和金属和/或减小塑料制品的尺寸以形成D90粒度小于2.54cm(1英寸)的塑料颗粒固体。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，在解聚之前，可将塑料制品和/或塑料颗粒固体的至少一部分与金属分离。该分离可以在化学回收设施内(例如在预处理设施和/或溶剂分解设施中)进行，或者在将含PET和金属的再生装置副产物进料至化学回收设施之前进行。分离可以包含：将塑料制品和/或塑料颗粒固体的至少一部分进料至至少一个密度分离阶段，以将塑料制品和/或塑料颗粒固体的至少一部分与金属分离。塑料制品和/或塑料颗粒固体的分离部分可以被进料至化学回收设施内的溶剂分解设施中。可以将从其中分离出一部分塑料制品和/或塑料颗粒固体的金属进料至部分氧化(POX)气化器。
类似于塑料薄片，在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，金属和塑料制品和/或塑料颗粒固体都可以进料至化学回收设施内的溶剂分解设施，并且金属可以通过过滤器和/或在溶剂分解水解设施中净化而去除。另外，金属可以进料至POX气化器，而无需将塑料制品和/或塑料颗粒固体的部分从其中分离。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，一定量的含PET和金属的再生装置副产物包含塑料细料和以干基计至少0.1、至少1、至少5、至少10或至少15wt％的金属。如本文所用，术语“塑料细料”是指D90粒度小于0.32cm(1/8英寸)的塑料颗粒。在解聚之前，可使至少一部分塑料细料致密化(例如聚结或造粒)以产生致密化的含PET颗粒。致密化可在化学回收设施内或在将含PET和金属的再生装置副产物进料至化学回收设施之前进行。致密化的含PET颗粒的D90粒度可为1至10mm、2至8mm或3至5mm。致密化可以在不分离再生装置产物中的所有或部分金属的情况下发生，并且因此致密化的含PET颗粒可以包含至少一部分金属。可将致密化的含PET颗粒直接进料至所述化学回收设施内的溶剂分解设施(即，无需经历在化学回收设施内的或与化学回收设施相分离的预处理或分离过程)。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，从含PET和金属的再生装置副产物的塑料材料中分离的金属(即，使用本节或本申请的其它地方描述的任何一种或多种预处理或分离方法，从塑料薄片、塑料制品和/或塑料细料中分离的金属)可以被提取在含金属的流中，例如与塑料薄片、塑料制品和/或塑料细料或其它塑料材料的一部分一起被提取，并且进料至热解设施，并且在一个或多个实施例中进料至热解设施内的热解反应器。
再生装置薄片废品
如上文描述，含PET和PVC的再生装置薄片废品可以在PET再生设施中与塑料废物分离并被提取。如本文所用，“再生装置薄片废品”是指来自再生设施的塑料废物混合物，其包含至少PET和以干基计至少0.1wt％的PVC，且D90粒度为0.32cm(1/8英寸)至2.54cm(1英寸)。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，将一定量的含PET和PVC的薄片废品进料至化学回收设施，并且在其中将一定量的含PET和PVC的薄片废品的至少一部分解聚。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，相对于塑料废物，一定量的再生装置薄片废品富含PVC并且在聚烯烃方面是贫化的。以干基计，一定量的再生装置薄片废品可以包含至少0.1、至少1、至少10、至少20、至少40、至少60或至少80wt％的PET。以干基计，一定量的再生装置薄片废品可以包含至少1、至少5、至少10或至少15wt％的PVC。以干基计，一定量的再生装置薄片废品可以包含至少0.1、至少1或至少5wt％和/或不超过20、不超过15或不超过10wt％的聚烯烃。以干基计，一定量的再生装置薄片废品可包含0.1wt％-20wt％、1wt％-15wt％或5wt％-10wt％的聚烯烃。
在一个实施例中或与本文中提到的任何实施例组合，一定量的再生装置薄片废品的至少一部分可以在解聚之前进料至至少一个密度分离阶段中，其中可以由包含薄片废品的废塑料流产生PET富集流和聚烯烃富集流。在一个实施例中或与本文中提到的任何实施例组合，一定量的再生装置薄片废品的一部分可以是进料至至少一个密度分离阶段的废塑料流中的唯一塑料材料。然而，在其他实施例中，一定量的再生装置薄片废品的一部分可以与进料至至少一个密度分离阶段的废塑料流中的一种或多种其它塑料材料混合。可以将PET富集流进料至溶剂分解设施。可将聚烯烃富集流进料至部分氧化(POX)气化器。可将聚烯烃富集流进料至热解设施，并且可将其进料至热解设施内的热解反应器。附加地，或替代性地，可将聚烯烃富集流进料至能量回收设施。
在一个实施例中或与本文中提及的任何实施例组合，在解聚之前，可以将一定量的含PET和PVC的再生装置薄片废品的至少一部分进料至机械脱水设备中。然后，可以在机械脱水设备之后，将一定量的再生装置薄片废品的一部分进料至热干燥机中。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，可以将一定量的含PET和PVC的再生装置薄片废品的至少一部分直接进料至所述化学回收设施内的溶剂分解设施(即，无需经历在化学回收设施内的或与化学回收设施相分离的预处理或分离过程)。
固化的净化材料
如上文描述，固化的净化材料可以来自不可用或不期望的液化塑料材料，例如来自PET(rPET)再生设施、PET制品制造商(模塑机)和/或聚合物制造设施，该材料被允许固化并且可以被提取。如本文所用，术语“固化的净化材料”是指从任何熔融聚合物加工设备中除去的塑料废物或其部分，而该设备不产生预期产品(例如粒料、瓶子和其它塑料制品)，包括但不限于挤出机、过滤器、造粒机、反应器、导管等，该塑料废物在熔融聚合物加工设备内熔融但允许在所述外固化。固化的材料通常可以是未成形的和/或非造粒的，并且可以是固体塑料块的形式(例如，从挤出机机筒中移出的未通过挤出机模头的塑料块)。固化的塑料材料还可以包括中间模制产品。固化的塑料材料可以包括透明和/或着色塑料。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，将一定量的含PET的固化净化材料进料至化学回收设施，并且在其中使一定量的含PET的固化净化材料的至少一部分解聚。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，以干基计，一定量的含PET的固化净化材料包含至少90、至少95、至少99或至少99.9wt％的PET。以干基计，一定量的含PET的固化净化材料包含至少0.1、至少1、至少10、至少20、至少40、至少60或至少80wt％的共聚酯。一定量的含PET的固化净化材料可包含至少95、至少98、至少99或至少99.9wt％的下述材料，该材料在熔融聚合物加工设备的加工温度下为固体(例如，玻璃、金属和其它填料)。以干基计，一定量的含PET的固化净化材料包含不超过50、不超过40、不超过30、不超过20、不超过10或不超过1wt％的聚烯烃。以干基计，一定量的含PET的固化净化材料包含不超过20、不超过15、不超过10、不超过5或不超过1wt％的PVC。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，可将一定量的含PET的固化净化材料的至少一部分直接进料至化学回收设施内的溶剂分解设施(即，无需经历在化学回收设施内的或与化学回收设施分离的预处理或分离过程)。一定量的含PET的固化净化材料的至少一部分可以减小尺寸，例如通过机械尺寸减小过程。机械尺寸减小过程可包含将部分固化的净化材料撕碎(例如使用塑料碎块机)、切碎、研磨、铡切、滴落和/或击碎，以在解聚之前形成一定量的塑料颗粒固体。
在一个实施例中或与本文所述的任何实施例组合，所得塑料颗粒固体的D90粒度可为小于15.24cm(6英寸)、不超过12.7cm(5英寸)、不超过10.16cm(4英寸)、不超过7.62cm(3英寸)、不超过5.08cm(2英寸)或不超过2.54cm(1英寸)。当使用碎块机时，固化的净化材料可产生这样的塑料颗粒固体，该塑料颗粒固体的D90粒度小于5.08cm(2英寸)或小于2.54cm(1英寸)。在上文描述的尺寸减小过程中，或在收集净化材料时，可以从固化的净化材料中产生并提取一定量的干细料、绳、线和/或纤维材料。例如，当使用碎块机时，该过程可以产生一定量的塑料细料。然而，可以避免使用研磨机，因此该过程可以产生小于10％、小于5％、小于2％或小于1％的塑料细料。在解聚之前，一定量的这些提取材料可以被致密化成塑料颗粒，该塑料颗粒的D90粒度为0.32cm(1/8英寸)至2.54cm(1英寸)。例如，可使用筛选器提取大颗粒(超过2.54cm(1英寸))和细料(小于0.32cm(1/8英寸))。大颗粒可以回收回到碎块机。可以如上文描述使细料致密化。
干细料
如上文描述，干细料可由塑料材料的处理(例如，输送、干燥、致密化、挤出、包装、离心过程和/或研磨)和/或输送产生，该干细料可收集在干燥机或集尘器中并被提取。本文所用术语“干细料”是指来自PET再生设施和/或PET制品制造商的下述废塑料颗粒，其平均粒度小于0.32cm(1/8英寸)，水分含量小于2wt％。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，将一定量的含PET的干细料进料至化学回收设施，并且在其中使一定量的含PET的干细料的至少一部分解聚。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，以干基计，一定量的含PET的干细料包含至少90、至少95、至少99或至少99.9wt％的PET。以干基计，一定量的含PET的干细料可以包含至少0.1、至少1、至少10、至少20、至少40、至少60或至少80wt％的共聚酯。以干基计，一定量的含PET的干细料可以包含不超过50、不超过40、不超过30、不超过20、不超过10或不超过1wt％的聚烯烃。以干基计，一定量的含PET的干细料可以包含不超过20、不超15、不超10、不超5或不超过1wt％的PVC。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，将一定量的含PET的干细料的至少一部分直接进料至化学回收设施(即，无需经历在化学回收设施内的或与化学回收设施分离的预处理或分离过程)。这可以使用输送系统来实现，该输送系统将化学回收设施与PET再生设施、PET制品的制造商和/或聚合物制造设施互连。干细料也可以在麻袋或包中递送。
干细料可能造成一些爆炸的危险。虽然干细料通常不会到达爆炸状态，但输送干细料会引起分离和空气暴露，使干细料具有潜在爆炸性。储存料堆中也可能存在爆炸物浓度。因此，可以对干细料进行筛选以去除和提取粒度小于1000μm、小于800μm、小于600μm或小于420μm的干细料。在解聚之前，可使在上述筛选或其它过程中提取的至少一部分含PET的干细料致密化(例如聚结或造粒)，以制备致密化的含PET的颗粒，从而降低或消除爆炸风险。在一个实施例中或与本文所述的任何实施例组合，致密化的塑料颗粒的D90粒度为0.32cm(1/8英寸)至2.54cm(1英寸)。在一个或多个实施例中，可以将致密化的塑料颗粒进料至化学回收设施内的溶剂分解设施。
废塑料的递送
化学回收设施10还可以包括用于接收如本文描述的废塑料(例如，含PET的再生装置副产物、含PET的市政回收设施(MRF)产物或副产物、分拣的含塑料混合物、来自塑料制品制造设施的含PET废塑料，和/或其它MPW)的基础设施，以促进废塑料通过任何合适类型的交通工具(包括例如火车、卡车和/或船)的递送。这种基础设施可以包括：辅助从交通工具卸载废塑料的设施，以及储存设施和用于将废塑料从卸载区输送到下游处理区的一个或多个输送系统。这种输送系统可包括：例如气动输送机、带式输送机、斗式输送机、振动式输送机、螺旋式输送机、履带式(cart-on-track)输送机、拖式输送机、悬吊输送机、前端装载机、卡车和链式输送机。
引入化学回收设施10的废物(例如，含PET的再生装置副产物、含PET的市政回收设施(MRF)产物或副产物、分拣的含塑料混合物、来自塑料制品制造设施的含PET废塑料，和/或其它MPW)可以是几种形式，包括但不限于：完整制品、颗粒(例如，粉碎的、粒化的、纤维塑料颗粒)、捆绑包(例如，压缩和捆扎的完整制品)、未捆绑物品(即，不成捆或未包装)、容器(例如，箱子、麻袋、拖车、铁路车辆、装载机铲斗)、料堆(例如，在建筑物的混凝土板上)、固体/液体浆料(例如，在水中的塑料的泵送浆料)、和/或物理输送的松散材料(例如，输送带上的颗粒)或气动输送的松散材料(例如，在输送管中与空气和/或惰性气体混合的颗粒)。
如本文所用，术语“废塑料颗粒”是指D90小于1英寸的废塑料。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，废塑料颗粒可以是MPW颗粒。废塑料或MPW颗粒可包括例如已被撕碎或切碎的粉碎塑料颗粒，或塑料粒料。当全部或几乎全部的制品被引入到化学回收设施10(或预处理设施20)时，可以在其中使用一个或多个粉碎或造粒步骤以形成废塑料颗粒(例如MPW颗粒)。替代性地，或附加地，引入到化学回收设施10(或预处理设施20)的废塑料的至少一部分可以已经是颗粒形式。
现在将在下文进一步详细描述可以存在于图1所示的化学回收设施中的每个设施的一般配置和操作，从预处理设施开始。可选地，尽管图1中未示出，来自化学回收设施的至少一个流可以被送至工业垃圾填埋场或其它类似类型的处理或处置设施。
预处理
如图1所示，未处理和/或部分处理的废塑料，例如混合塑料废物(MPW)，可首先经流100引入预处理设施20。在预处理设施20中，该流可经历一个或多个处理步骤以准备用于化学回收。如本文所用，术语“预处理”是指使用以下步骤中的一个或多个制备用于化学回收的废塑料：(i)粉碎，(ii)制粒，(iii)洗涤，(iv)干燥，和/或(v)分离。如本文所用，术语“预处理设施”是指包括进行废塑料预处理所需的所有设备、管线和控制装置的设施。如本文所述的预处理设施可以采用任何合适的方法，来使用这些步骤中的一个或多个进行用于化学回收的废塑料的制备，这将在下面进一步详细描述。
粉碎和造粒
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，废塑料(例如MPW)可以以未分拣的或预分拣的塑料捆包或以其它大的聚集形式提供。捆包或聚集的塑料经历初始过程，在该过程中它们被破碎。塑料捆包可被送至拆包机，该拆包机包括例如一个或多个旋转轴，该旋转轴配备有齿或刀片，齿或刀片配置为将捆包分开，并且在一些情况下撕碎构成捆包的塑料。在一个或多个其它实施例中，捆包或聚集的塑料可被送至铡切机，在那里它们被切成较小尺寸的塑料片。然后，经拆包和/或铡切的塑料固体可以经受分拣过程，在其中去除各种非塑料的重材料，例如玻璃、金属和岩石。该分拣过程可以手动地或通过机器执行。分拣机可以依赖于光学传感器、磁体、涡流、基于阻力系数分离的气动升降机或输送机、或筛子来识别和移除重材料。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，废塑料原料包含塑料固体，该塑料固体的D90大于一英寸、大于0.75英寸或大于0.5英寸，例如用过的容器。替代性地，或附加地，废塑料原料也可包含多个塑料固体，该塑料固体在某一时间有过至少一个大于一英寸的尺寸，但是这些固体可能已经被压实、压制、或以其他方式聚集成更大的单元，例如捆包。在其中至少一部分或全部塑料固体具有至少一个大于一英寸、大于0.75英寸或0.5英寸的尺寸的实施例中，原料可以经受机械尺寸减小操作，例如研磨/造粒、撕碎、铡切、切碎或其它粉碎过程，以提供具有减小尺寸的MPW颗粒。这种机械尺寸减小操作可包括尺寸减小步骤，而不是将塑料压碎、压实或形成捆包。
在一个或多个其它实施例中，废塑料可能已经经历了一些初始分离和/或尺寸减小过程。特别地，废塑料可以是颗粒或薄片的形式，并且在某种容器中提供，例如麻袋或盒子。根据这些塑料固体的组成和它们可能已经经受了何种预处理，塑料原料可以绕过拆包机、铡切机和/或重质去除站，并且直接前进至造粒设备以进一步减小尺寸。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，可将经拆包或破碎的塑料固体送至粉碎或造粒设备，在其中将塑料固体研磨、撕碎或以其它方式减小尺寸。塑性材料可被制成颗粒，该颗粒的D90粒度小于1英寸、小于3/4英寸或小于1/2英寸。在一个或多个其它实施例中，离开造粒设备的塑料材料的D90颗粒尺寸为1/16英寸至1英寸、1/8英寸至3/4英寸、1/4英寸至5/8英寸或3/8英寸至1/2英寸。
洗涤和干燥
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，提供给化学回收设施的未处理或部分处理的废塑料可包含可能与废塑料的先前用途相关联的各种有机污染物或残余物。例如，废塑料可包含食品或饮料污物，特别是如果塑料材料用于食品或饮料包装。因此，废塑料也可能含有微生物污染物和/或由微生物产生的化合物。可以存在于构成废塑料的塑料固体表面上的示例性微生物包括：大肠杆菌、沙门氏菌、艰难梭菌(C.difficile)、金黄色葡萄球菌、单核细胞增生李斯特菌、表皮葡萄球菌、铜绿假单胞菌和荧光假单胞菌。
各种微生物可以产生引起恶臭的化合物。示例性的引起气味的化合物包括硫化氢、二甲基硫醚、甲硫醇、腐胺、尸胺、三甲胺、氨、乙醛、乙酸、丙酸和/或丁酸。因此，可以理解，废塑料可能存在气味滋扰问题。因此，废塑料可以储存在封闭空间内，例如船运集装箱、封闭轨道车或封闭拖车，直到它可以被进一步处理。在某些实施例中，未处理或部分处理的废塑料一旦到达废塑料要进行处理(例如粉碎、洗涤和分拣)的地点，就可以将其储存在封闭空间不超过一周、不超过5天、不超过3天、不超过2天或不超过1天。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，预处理设施20还可以包括用具有抗微生物特性的化学组合物处理废塑料的设备或步骤，从而形成处理的颗粒塑料固体。在一些实施例中，这可以包括用氢氧化钠、高pH盐溶液(例如碳酸钾)或其它抗微生物组合物处理废塑料。
另外，在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，可以可选地洗涤废塑料(例如MPW)以除去无机非塑料固体，例如泥土、玻璃、填料和其它非塑料固体材料，和/或除去生物组分例如细菌和/或食物。基于废塑料的总重量，所得洗涤过的废塑料也可干燥至水分含量不超过5、不超过3、不超过2、不超过1、不超过0.5、不超过0.25wt％水(或液体)。干燥可以以任何合适的方式进行，包括通过加热和/或气流、机械干燥(例如离心)、或通过允许液体在指定时间内发生蒸发。
分离
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，预处理设施20或化学回收过程的步骤或化学回收设施10可以包括至少一个分离步骤或分离区。分离步骤或分离区可以配置为将废塑料流分离为富集某些类型塑料的两种或更多种流。当进料至预处理设施20的废塑料是MPW时，这种分离是特别有利的。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，预处理设施20的分离区22(见图2)可以将废塑料(例如MPW)分离为如图2所示的PET富集流112和PET贫化流114。如本文所用，术语“富集”是指具有如下特定组分的浓度(以未稀释干重计)，该浓度大于参比材料或流中该组分的浓度。如本文所用，术语“贫化”是指具有下述特定组分的浓度(以未稀释干重计)，该浓度小于参比材料或流中该组分的浓度。除非另有说明，本文所用的所有重量百分比均以未稀释干重计。
当富集或贫化的组分为固体时，浓度以未稀释的固体干重计；当富集或贫化的组分为液体时，浓度以未稀释的液体干重计；当富集或贫化的组分为气体时，浓度以未稀释的气体干重计。此外，富集和贫化可以用质量平衡术语来表示，而不是浓度。因此，富含特定组分的流的组分质量可以大于参考流(例如进料流或其它产物流)中的组分质量，而在特定组分方面贫化的流的组分质量可以小于参考流(例如进料流或其它产物流)中的组分质量。
再次参考图2，从预处理设施20(或分离区22)中取出的废塑料的PET富集流112的PET浓度或质量可以比引入预处理设施20(或分离区22)的废塑料进料流100中的PET浓度或质量更高。类似地，从预处理设施20(或分离区22)中取出的PET贫化流114可以是PET贫化的，并且具有比引入到预处理设施20(或分离区22)的废塑料中的PET浓度或质量更低的PET浓度或质量。PET贫化流114也可以是PO富集的，并且具有比引入预处理设施20(或分离区22)的废塑料(例如MPW)流中PO的浓度或质量更高的PO浓度或质量。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例结合，当MPW流100进料至预处理设施20(或分离区22)时，以未稀释的固体干重计，相对于MPW流或PET贫化流或两者中PET的浓度或质量，PET富集流可以富含PET的浓度或质量。例如，如果在分离之后用液体或其它固体稀释PET富集流，则富集将基于未稀释的PET富集流中的浓度，并且以干基计。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合，相对于MPW进料流(基于进料的PET富集％)、PET贫化产物流114(基于产物的PET富集％)或两者，PET富集流112的PET富集百分比为至少10％、至少20％、至少40％、至少50％、至少60％、至少80％、至少100％、至少125％、至少150％、至少175％、至少200％、至少225％、至少250％、至少300％、至少350％、至少400％、至少500％、至少600％、至少700％、至少800％、至少900％或至少1000％，是通过下式确定的：
Figure BDA0003888038540000441
和
Figure BDA0003888038540000442
其中PETe是PET富集产物流112中PET的浓度，以未稀释干重计；
PETm是MPW进料流100中PET的浓度，以干基计；以及
PETd是PET贫化产物流114中PET的浓度，以干基计。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，当将包含MPW的流100进料至预处理设施20(或分离区22)时，相对于MPW进料流100或PET贫化产物流114或两者中卤素的浓度或质量，PET富集流还富含卤素，例如氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)和砹(At)，和/或含卤素化合物，例如PVC。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合，相对于MPW进料流(基于进料的PVC富集％)、PET贫化产物流(基于产物的PVC富集％)或两者，PET富集流112的PVC富集百分比为至少1％、至少3％、至少5％、至少7％、至少10％、至少15％、至少20％、至少40％、至少60％、至少80％、至少100％、至少125％、至少150％、至少175％、至少200％、至少225％、至少250％、至少300％、至少350％、至少400％、至少500％，是通过下式确定的：
Figure BDA0003888038540000443
和
Figure BDA0003888038540000444
其中PVCe是PET富集产物流112中PVC的浓度，以未稀释干重计；
PVCm是MPW进料流100中PVC的浓度，以未稀释干重计；以及
其中PVCd是在PET贫化产物流114中PVC的浓度，以未稀释干重计。
在一个实施例中或与任何提及的实施例结合，当MPW流100进料至预处理设施20(或分离区22)时，以未稀释的固体干重计，相对于MPW进料流100、PET富集产物流112或两者中聚烯烃的浓度或质量，PET贫化流114富含聚烯烃。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合，相对于MPW进料流100(基于进料的PO富集％)、或相对于PET富集产物流112(基于产物的PO富集％)或两者，PET贫化流114的聚烯烃富集百分比为至少10％、至少20％、至少40％、至少50％、至少60％、至少80％、至少100％、至少125％、至少150％、至少175％、至少200％、至少225％、至少250％、至少300％、至少350％、至少400％、至少500％、至少600％、至少700％、至少800％、至少900％或至少1000％，是通过下式确定的：
Figure BDA0003888038540000451
和
Figure BDA0003888038540000452
其中POd是PET贫化产物流114中聚烯烃的浓度，以未稀释干重计；
POm是MPW进料流100中PO的浓度，以干基计；以及
POe是PET富集产物流112中PO的浓度，以干基计。
在一个实施例中或与任何其它实施例组合，当MPW流100进料至预处理设施20(或分离区22)时，相对于MPW流100、PET富集流112或两者中卤素的浓度或质量，PET贫化流114在卤素方面也是贫化的，例如氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)和砹(At)，和/或含卤素化合物，例如PVC。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合，相对于MPW进料流100(基于进料的PVC贫化％)或PET富集产物流112(基于产物的PVC贫化％)，PET贫化流114的PVC贫化百分比为至少1％、至少3％、至少5％、至少7％、至少10％、至少15％、至少20％、至少25％、至少30％、至少35％、至少40％、至少50％、至少60％、至少65％、至少70％、至少75％、至少80％、至少85％或至少90％，是通过下式确定的：
Figure BDA0003888038540000453
和
Figure BDA0003888038540000454
其中PVCm是MPW进料流100中PVC的浓度，以未稀释干重计；
PVCd是在PET贫化产物流114中PVC的浓度，以未稀释干重计；以及
PVCe是PET富集产物流112中PVC的浓度，以未稀释干重计。
相对于MPW流100、PET富集流112或两者中PET的浓度或质量，PET贫化流114在PET方面是贫化的。在一个实施例中或与任何提及的实施例组合，相对于MPW进料流100(基于进料的PET贫化％)或PET富集产物流112(基于产物的PET贫化％)，PET贫化流114的PET贫化百分比为至少1％、至少3％、至少5％、至少7％、至少10％、至少15％、至少20％、至少25％、至少30％、至少35％、至少40％、至少50％、至少60％、至少65％、至少70％、至少75％、至少80％、至少85％或至少90％，是通过下式确定的：
Figure BDA0003888038540000461
和
Figure BDA0003888038540000462
其中PETm是MPW进料流100中PET的浓度，以未稀释干基计；
PETd是PET贫化产物流114中PET的浓度，以未稀释干基计；以及
PETe是PET富集产物流112中PET的浓度，以未稀释干重计。
在上述任何实施例中的富集或贫化的百分比可以为1周内、或3天内、或1天内的平均值，并且考虑到MPW从入口流到出口的停留时间，可以进行测量以合理地将在过程出口处取出的样品与该MPW样品所在的MPW整体相关联。例如，如果MPW的平均停留时间是2分钟，则出口样品在输入样品两分钟之后取出，使得样品彼此关联。
在一个实施例中或与本文中提及的任何实施例组合，基于PET富集流112中塑料的总重量，离开分离区22或预处理设施20的PET富集流可以包含至少50、至少55、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97、至少99、至少99.5或至少99.9wt％的PET。PET富集流112也可以富含PVC，并且可以包括，例如，基于PET富集流中塑料的总重量，至少0.1、至少0.5、至少1、至少2、至少3、至少5和/或不超过10、不超过8、不超过6、不超过5、不超过3wt％的卤素(包括PVC)，或者基于PET富集流中塑料的总重量，它可以在0.1wt％-10wt％、0.5wt％-8wt％或1wt％-5wt％的范围内。PET富集流可以包括引入预处理设施20(或分离区22)中的PET总量的至少50、至少55、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99或至少99.5wt％。
PET富集流112在PO和/或更重的塑料方面也可以是贫化的，例如聚四氟乙烯(PTFE)、聚酰胺(PA12、PA46、PA66)、聚丙烯酰胺(PARA)、聚羟基丁酸酯(PHB)、聚碳酸酯-聚对苯二甲酸丁二醇酯共混物(PC/PBT)、聚氯乙烯(PVC)、聚酰亚胺(PI)、聚碳酸酯(PC)、聚醚砜(PESU)、聚醚醚酮(PEEK)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚乙烯亚胺(PEI)、聚砜(PSU)、聚甲醛(POM)、聚乙交酯(聚乙醇酸、PGA)、聚苯硫醚(PPS)、热塑性苯乙烯弹性体(TPS)、无定形热塑性聚酰亚胺(TPI)、液晶聚合物(LCP)、玻璃纤维增强的PET、氯化聚氯乙烯(CPVC)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚邻苯二甲酰胺(PPA)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、乙烯四氟乙烯(ETFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、氟化乙烯丙烯(FEP)、聚一氯三氟乙烯(PCTFE)和全氟烷氧基(PFA)，其中任何一种可以包括碳、玻璃和/或矿物填料，并且密度高于PET和PVC。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，基于PET富集流112中塑料的总重量，PET富集流112可包含不超过45、不超过40、不超过35、不超过30、不超过25、不超过20、不超过15、不超过10、不超过5、不超过2、不超过1、不超过0.5wt％的PO。PET富集流112可以包含引入预处理设施20(或分离区22)中的PO总量的不超过10、不超过8、不超过5、不超过3、不超过2、或不超过1wt％。基于PET富集流112的总重量，PET富集流112可以包含不超过45、不超过40、不超过35、不超过30、不超过25、不超过20、不超过15、不超过10、不超过5、不超过2、不超过1wt％的除PET以外的组分。
附加地，或替代性地，以干基计，PET富集流112可以包含不超过2、不超过1、不超过0.5或不超过0.1wt％的黏合剂。典型的黏合剂包括地毯胶、胶乳、丁苯橡胶等。另外，以干基计，PET富集流112可包括不超过4、不超过3、不超过2、不超过1、不超过0.5或不超过0.1wt％的塑料填料和固体添加剂。示例性的填料和添加剂包括二氧化硅(silicon dioxide)、碳酸钙、滑石、硅石(silica)、玻璃、玻璃珠、氧化铝和其它固体惰性物质，它们在本文描述的方法中不与塑料或其它组分发生化学反应。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，基于PET贫化(或PO富集)流114中塑料的总重量，离开分离区22或预处理设施20的PET贫化(或PO富集)流114可以包含至少50、至少55、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97、至少99或至少99.5wt％的PO。PET贫化(或PO富集流)可以在PVC方面是贫化的，并且基于PET贫化(或PO富集)流中的塑料的总重量，可以包括例如不超过5、不超过2、不超过1、不超过0.5、不超过0.1、不超过0.05或不超过0.01wt％的卤素，包括PVC中的氯。PET贫化或PO富集流可以包括引入预处理设施20或分离设施22中的PO的总量的至少50、至少55、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99或至少99.9wt％。
PO富集流114在PET和/或其它塑料(包括PVC)方面也可以是贫化的。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，基于PET贫化或PO富集流中塑料的总重量，PET贫化(或PO富集流)可包含不超过45、不超过40、不超过35、不超过30、不超过25、不超过20、不超过15、不超过10、不超过5、不超过2、不超过1、不超过0.5wt％的PET。PO富集(或PET贫化)流114可包含引入预处理设施的PET总量的不超过10、不超过8、不超过5、不超过3、不超过2、或不超过1wt％。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，基于PET贫化或PO富集流114的总重量，PET贫化或PO富集流114可以包含不超过45、不超过40、不超过35、不超过30、不超过25、不超过20、不超过15、不超过10、不超过5、不超过2、不超过1wt％的除PO以外的组分。基于流的总重量，PET贫化或PO富集流114包含不超过4、不超过2、不超过1、不超过0.5、不超过0.1wt％的黏合剂。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，PET贫化或PO富集流114的熔体黏度可以为至少1、至少5、至少50、至少100、至少200、至少300、至少400、至少500、至少600、至少700、至少800、至少900、至少1000、至少1500、至少2000、至少2500、至少3000、至少3500、至少4000、至少4500、至少5000、至少5500、至少6000、至少6500、至少7000、至少7500、至少8000、至少8500、至少9000、至少9500或至少10,000泊，是使用带有V80-40桨式转子的博勒飞(Brookfield)R/S流变仪测量的，该流变仪是在10rad/s的剪切速率和350℃的温度下操作的。替代性地，或附加地，PET贫化或PO富集流的熔体黏度可以为不超过25,000、不超过24,000、不超过23,000、不超过22,000、不超过21,000、不超过20,000、不超过19,000、不超过18,000或不超过17,000泊(在10rad/s和350℃下测量的)。或者，流的熔体黏度可以在1至25,000泊、500至22,000泊或1000至17,000泊的范围内(在10rad/s和350℃下测量的)。
可以使用任何合适类型的分离装置、系统或设施将废塑料分离成富含某些类型塑料的两种或更多种流，例如PET富集流112和PO富集流114。合适类型的分离的例子包括机械分离和密度分离，密度分离可包括浮沉分离和/或离心密度分离。如本文所用，术语“浮沉分离”是指材料的分离主要由在选定液体介质中的漂浮或下沉引起的密度分离过程，而术语“离心密度分离”是指材料的分离主要由离心力引起的密度分离过程。通常，术语“密度分离过程”是指至少部分地基于材料的各自密度将材料分离为至少较高密度输出和较低密度输出的过程，并且包括浮沉分离和离心密度分离。
当使用浮沉分离时，液体介质可以包括水。可以将盐、糖类和/或其它添加剂加入液体介质中，例如以增加液体介质的密度并调节浮沉分离阶段的目标分离密度。液体介质可以包括浓缩盐溶液。在一个或多个这样的实施例中，盐为氯化钠。然而，在一个或多个其它实施例中，盐为非卤化盐，例如乙酸盐、碳酸盐、柠檬酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐和/或硫酸盐。液体介质可以包含浓缩盐溶液，该浓缩盐溶液包含溴化钠、磷酸二氢钠、氢氧化钠、碘化钠、硝酸钠、硫代硫酸钠、乙酸钾、溴化钾、碳酸钾、氢氧化钾、碘化钾、氯化钙、氯化铯、氯化铁、氯化锶、氯化锌、硫酸锰、硫酸锌和/或硝酸银。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，盐是苛性碱组分。盐可以包括氢氧化钠、氢氧化钾和/或碳酸钾。浓缩盐溶液的pH值可以大于7、大于8、大于9或大于10。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，液体介质可包含糖类，例如蔗糖。液体介质可以包括四氯化碳、氯仿、二氯苯、硫酸二甲酯和/或三氯乙烯。液体介质的特定组分和浓度可以根据分离阶段的所需目标分离密度来选择。离心密度分离过程也可利用如上文描述的液体介质来提高在目标分离密度下的分离效率。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，废塑料分离方法包括至少两个密度分离阶段。在某些这种实施例中，该方法通常包括将废塑料颗粒引入第一密度分离阶段，并将来自第一密度分离阶段的输出进料至第二密度分离阶段。密度分离阶段可以是进行如本文所定义的执行密度分离过程的任何系统或单元操作。密度分离阶段中的至少一个包括离心力分离阶段或浮沉分离阶段。第一和第二密度分离阶段中的每一个皆包含离心力分离阶段和/或浮沉分离阶段。
为了生产PET富集材料流，密度分离阶段之一可以包含低密度分离阶段，而另一个通常包含高密度分离阶段。如本文所定义，低密度分离阶段的目标分离密度小于高密度分离阶段的目标分离密度。低密度分离阶段的目标分离密度小于PET的密度，高密度分离阶段的目标分离密度大于PET的密度。
如本文所用，术语“目标分离密度”是指：在高于该密度时，经受密度分离过程的材料优先分离成较高密度输出，在低于该密度时，材料在较低密度输出中分离。目标分离密度指定一密度值，其中，密度高于该值的所有塑料和其它固体材料都分离成较高密度输出，而密度低于该值的所有塑料和其它固体材料都分离成较低密度输出。然而，在密度分离过程中，材料的实际分离效率可取决于各种因素，包括停留时间和特定材料的密度与目标密度分离值的相对接近程度，以及与颗粒的形式相关的因素，例如面积质量比、球形度和孔隙率。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，低密度分离阶段的目标分离密度小于1.35、小于1.34、小于1.33、小于1.32、小于1.31或小于1.30g/cc和/或至少1.25、至少1.26、至少1.27、至少1.28或至少1.29g/cc。高密度分离阶段的目标分离密度比低密度分离阶段的目标分离密度大至少0.01、至少0.025、至少0.05、至少0.075、至少0.1、至少0.15或至少0.2g/cc。高密度分离阶段的目标分离密度为至少1.31、至少1.32、至少1.33、至少1.34、至少1.35、至少1.36、至少1.37、至少1.38、至少1.39或至少1.40g/cc和/或不超过1.45、不超过1.44、不超过1.43、不超过1.42或不超过1.41g/cc。低密度分离阶段的目标分离密度在1.25至1.35g/cc的范围内，高密度分离阶段的目标分离密度在1.35至1.45g/cc的范围内。
再次参考图1，可以将PET富集流112和PO富集流114引入化学回收设施10内的一个或多个下游处理设施(或经历一个或多个下游处理步骤)。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，可以将PET富集流112的至少一部分引入溶剂分解设施30，而可以将PO富集流114的至少一部分直接或间接引入到热解设施60、裂化设施70、部分氧化(POX)气化设施50、能量回收设施80或其它设施90(如固化或分离设施)中的一个或多个。下面将进一步详细地讨论根据本技术的一个或多个实施例的每个步骤和设施类型的附加细节，以及这些步骤和设施中的每一个与其它步骤和设施中的一个或多个的一般集成。
溶剂分解
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，可以将来自预处理设施20的PET富集流112的至少一部分引入溶剂分解设施30。如本文所用，术语“溶剂分解”或“酯溶剂分解”是指含酯的进料在溶剂存在下化学分解以形成主要羧基产物和主要二醇产物的反应。“溶剂分解设施”是包括对废塑料和由其衍生的原料进行溶剂分解所需的所有设备、管线和控制装置的设施。
当进行溶剂分解的酯包含PET时，在溶剂分解设施中进行的溶剂分解可以是PET溶剂分解。本文所用术语“PET溶剂分解”是指使含聚对苯二甲酸酯的进料在溶剂存在下化学分解，以形成主要对苯二甲酰基产物和主要二醇产物的反应。如本文所用，术语“主要对苯二甲酰基”是指从溶剂分解设施提取的主要或关键对苯二甲酰基产物。如本文所用，术语“主要二醇”是指从溶剂分解设施提取的主要二醇产物。如本文所用，术语“二醇”是指每分子包含两个或更多个-OH官能团的组分。如本文所用，术语“对苯二甲酰基”是指包括以下基团的分子：
Figure BDA0003888038540000521
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，主要对苯二甲酰基产物包含对苯二甲酰基，例如对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯(或其低聚物)，而主要二醇包含二醇，例如乙二醇和/或二乙二醇。根据本技术的一个或多个实施例的PET溶剂分解设施30的主要步骤一般性地示于图3中。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，溶剂分解中使用的主要溶剂包含具有至少一个-OH基团的化合物。合适的溶剂的例子可以包括但不限于：(i)水(在这种情况下，溶剂分解可以称为“水解”)，(ii)醇(在这种情况下，溶剂分解可以称为“醇解”)例如甲醇(在这种情况下，溶剂分解可以称为“甲醇分解”)或乙醇(在这种情况下，溶剂分解可以称为“乙醇分解”)，(iii)二醇例如乙二醇或二乙二醇(在这种情况下，溶剂分解可以称为“二醇分解”)，或(iv)氨(在这种情况下，溶剂分解可以称为“氨解”)。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，基于溶剂流的总重量，溶剂分解溶剂可以包括至少50、至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85、至少90、至少95、至少或至少99wt％的主要溶剂。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，基于溶剂流的总重量，溶剂可以包含不超过45、不超过40、不超过35、不超过30、不超过25、不超过20、不超过15、不超过10、不超过5、不超过2或不超过1wt％的其它溶剂或组分。
当溶剂分解设施30利用二醇(例如乙二醇)作为主要溶剂时，该设施可以称为二醇分解设施。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，图1的化学回收设施可包括二醇分解设施。在二醇分解设施中，PET可以化学分解以形成作为主要二醇的乙二醇(EG)和作为主要对苯二甲酰基的对苯二甲酸二甲酯(DMT)。当PET包含废塑料时，在溶剂分解设施中形成的EG和DMT都可以包含回收成分乙二醇(r-EG)和回收成分对苯二甲酸二甲酯(r-DMT)。当通过二醇分解形成时，EG和DMT可以存在于单一的产物流中。
当溶剂分解设施利用甲醇作为主要溶剂时，该设施可以称为甲醇分解设施。图1的化学回收设施可以包括甲醇分解设施。在甲醇分解设施中，其一个实例在图3中示意性地描绘，PET可以化学分解以形成作为主要二醇的乙二醇(EG)和作为主要对苯二甲酰基的对苯二甲酸二甲酯(DMT)。当PET包含废塑料时，在溶剂分解设施中形成的EG和DMT都可以包含回收成分乙二醇(r-EG)和回收成分对苯二甲酸二甲酯(r-DMT)。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，从溶剂分解设施30中取出的回收成分二醇(r-二醇)的流154可以包含至少45、至少50、至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85、至少90或至少95wt％的在溶剂分解设施中形成的主要二醇。基于流的总重量，它还可以包括不超过99.9、不超过99、不超过95、不超过90、不超过85、不超过80、或不超过75wt％的主要二醇(例如r-EG)，和/或可以包括至少0.5、至少1、至少2、至少5、至少7、至少10、至少12、至少15、至少20、或至少25wt％和/或不超过45、不超过40、不超过35、不超过30、不超过25、不超过20、或不超过15wt％的除主要二醇以外的组分，或者，基于流的总重量，这些可以以0.5wt％-45wt％、1wt％-40wt％、或2wt％-15wt％的范围内的量存在。基于流154的总重量，r-二醇可以以45wt％-99.9wt％、55wt％-99.9wt％或80wt％-99.9wt％的范围内的量存在于流154中。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，从溶剂分解设施中取出的回收成分主要对苯二甲酰基(r-对苯二甲酰基)的流158可以包含至少45、至少50、至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85、至少90或至少95wt％的在溶剂分解设施30中形成的主要对苯二甲酰基(例如DMT)。基于流的总重量，它也可以包括不超过99、不超过95、不超过90、不超过85、不超过80或不超过75wt％的主要对苯二甲酰基，或者主要对苯二甲酰基可以以45wt％-99wt％、50wt％-95wt％或55wt％-90wt％的量存在。附加地，或替代性地，基于流的总重量，流可包括至少0.5、至少1、至少2、至少5、至少7、至少10、至少12、至少15、至少20或至少25wt％和/或不超过45、不超过40、不超过35、不超过30、不超过25、不超过20或不超过15wt％的除主对苯二甲酰基以外的组分。基于流154的总重量，r-对苯二甲酰基(或对苯二甲酰基)可以以45wt％-99.9wt％、55wt％-99.9wt％或80wt％-99.9wt％的范围内的量存在于流154中。
除了提供回收成分主要二醇流、回收成分主要对苯二甲酰基流以外，溶剂分解设施还可以提供一种或多种溶剂分解副产物流，如图1中的流110所示，这些流还可以从溶剂分解设施内的一个或多个位置取出。如本文所用，术语“副产物”或“溶剂分解副产物”是指来自溶剂分解设施任何化合物，该化合物不是溶剂分解设施的主要羧基(或对苯二甲酰基)产物、溶剂分解设施的主要二醇产物或进料至溶剂分解设施的主要溶剂。基于流的总重量，溶剂分解副产物流可以包含至少40、至少45、至少50、至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85、至少90、至少95或至少99wt％的一种或多种溶剂分解副产物。
溶剂分解副产物可以包含重质有机溶剂分解副产物流或轻质有机溶剂分解副产物流。如本文所用，术语“重质有机溶剂分解副产物”是指沸点高于溶剂分解设施的主要对苯二甲酰基产物的沸点的溶剂分解副产物，而术语“轻质有机溶剂分解副产物”是指沸点低于溶剂分解设施的主要对苯二甲酰基产物的沸点的溶剂分解副产物。
当溶剂分解设施是甲醇分解设施时，可以从该设施中取出一种或多种甲醇分解副产物。如本文所用，术语“甲醇分解副产物”是指来自甲醇分解设施的不是DMT、EG或甲醇的任何化合物。基于流的总重量，甲醇分解副产物流可以包含至少40、至少45、至少50、至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85、至少90、至少95或至少99wt％的一种或多种溶剂分解副产物。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，甲醇分解副产物流可以包含重质有机甲醇分解副产物或轻质有机甲醇分解副产物。如本文所用，术语“重质有机甲醇分解副产物”是指沸点高于DMT的甲醇分解副产物，而术语“轻质甲醇分解副产物”是指沸点低于DMT的甲醇分解副产物。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，溶剂分解设施可以产生至少一种重质有机溶剂分解副产物流。基于流中有机物的总重量，重质有机溶剂分解副产物流可以包括至少40、至少45、至少50、至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85、至少90或至少95wt％的下述有机化合物，该有机化合物的沸点高于由溶剂分解设施30产生的主要对苯二甲酰基(例如DMT)的沸点。
附加地，或替代性地，溶剂分解设施可以产生至少一种轻质有机物溶剂分解副产物流。基于流中有机物的总重量，轻质有机溶剂分解副产物流可以包括至少40、至少45、至少50、至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85、至少90或至少95wt％的下述有机化合物，该有机化合物的沸点低于由溶剂分解设施30产生的主要对苯二甲酰基(例如DMT)的沸点。
再次转向图3，在操作中，(单独或一起)引入溶剂分解设施的混合塑料废物流和溶剂可以首先被传送通过可选的非PET分离区208，在其中分离出除PET以外的组分的总重量的至少50、至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85、至少90或至少95wt％。非PET组分的沸点可低于PET并且可作为蒸气从区208中除去。替代性地，或附加地，非PET组分的至少一部分的密度可略高于或低于PET，且可通过形成两相液体流、然后去除一个或两个非PET相而分离出来。最后，在一些实施例中，非PET组分可作为固体从含PET液相中分离出来。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，至少50％、至少55％、至少60％、至少65％、至少70％、至少75％、至少80％、至少85％、至少90％或至少95％的从含PET的流中分离出的非PET组分包含聚烯烃，例如聚乙烯和/或聚丙烯。如图3中的虚线一般性所示，非PET分离区208的全部或部分可在反应区210的上游，而非PET分离区208的全部或部分也可在反应区210的下游。可使用分离技术如萃取、固/液分离、倾析、旋流分离或离心分离、手动移除、磁力移除、涡流移除、化学降解、蒸发和脱气、蒸馏及其组合，以在非PET分离区208中，从含PET流中分离非PET组分。
如图3所示，基于含PET流的总重量，离开非PET分离区208的含PET的流138可包含不超过25、不超过20、不超过15、不超过10、不超过5、不超过2、不超过1或不超过0.5wt％的除PET(或其低聚物和单体降解产物)和溶剂以外的组分。离开非PET分离区208的含PET的流138可包含不超过25、不超过20、不超过15、不超过10、不超过5、不超过2或不超过1wt％的其它类型的塑料(例如聚烯烃)。离开非PET分离区208的含PET的流138可以包括引入非PET分离区208的非PET组分总量的不超过45、不超过40、不超过35、不超过30、不超过25、不超过20、不超过10、不超过5或不超过2wt％。
非PET组分可以作为含聚烯烃的副产物流140从溶剂分解(或甲醇分解)设施30中除去，如图3中一般性所示。基于副产物流140的总重量，含聚烯烃的副产物流(或倾析器烯烃副产物流)140可包含至少35、至少40、至少45、至少50、至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85、至少90、至少92、至少95、至少97、至少99或至少99.5wt％的聚烯烃。
存在于含聚烯烃的副产物流140中的聚烯烃可以包含主要为聚乙烯、主要为聚丙烯、或聚乙烯和聚丙烯的组合。基于含聚烯烃的副产物流140中的聚烯烃的总重量，含聚烯烃的副产物流中的聚烯烃包含至少70、至少75、至少80、至少85、至少90、至少92、至少94、至少95、至少97、至少98或至少99wt％的聚乙烯。替代性地，基于含聚烯烃的副产物流140中的聚烯烃的总重量，含聚烯烃的副产物流中的聚烯烃包含至少70、至少75、至少80、至少85、至少90、至少92、至少94、至少95、至少97、至少98或至少99wt％的聚丙烯。
基于含聚烯烃的副产物流140的总重量，含聚烯烃的副产物流包含不超过10、不超过5、不超过2、不超过1、不超过0.75、不超过0.50、不超过0.25、不超过0.10或不超过0.05wt％的PET。另外，基于含聚烯烃的副产物流140的总重量，含聚烯烃的副产物流包含至少0.01、至少0.05、至少0.10、至少0.50、至少1或至少1.5和/或不超过40、不超过35、不超过30、不超过25、不超过20、不超过15、不超过10、不超过5或不超过2wt％的除聚烯烃以外的组分。
总地来说，基于含聚烯烃的副产物流140的总重量，含聚烯烃的副产物流140包含至少40、至少45、至少50、至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85、至少90、至少95或至少99wt％的有机化合物。基于含聚烯烃的副产物流140的总重量，含聚烯烃的副产物流140可以包括至少0.5、至少1、至少2、至少3、至少5、至少10或至少15和/或不超过40、不超过35、不超过30、不超过25、不超过20、不超过15、不超过10、不超过5、不超过2或不超过1wt％的无机组分。
基于含聚烯烃的副产物流140的总重量，含聚烯烃的副产物流可包含至少0.1、至少0.5、至少1、至少1.5、至少2、至少2.5、至少3、至少3.5、至少4、至少4.5、至少5、至少8、至少10、至少12、至少15、至少18、至少20、至少22或至少25wt％和/或不超过50、不超过45、不超过40、不超过35、不超过30、不超过25、不超过20、不超过15、不超过10、不超过5或不超过2wt％的一种或多种非反应性固体。非反应性固体是指不与PET发生化学反应的固体组分。非反应性固体的例子包括但不限于砂、泥土、玻璃、塑料填料及其组合。
基于含聚烯烃的副产物流140的总重量，含聚烯烃的副产物流140包含以下量的一种或多种填料：按重量计至少100、至少250、至少500、至少750、至少1000、至少1500、至少2000、至少2500、至少5000、至少7500ppm，或至少1、至少1.5、至少2、至少5、至少10、至少15、至少20或至少25wt％，和/或不超过50、不超过45、不超过40、不超过35、不超过30、不超过25、不超过20、不超过15、不超过10、不超过5、不超过2或不超过1wt％。含聚烯烃的副产物流140可以包括100ppm至50wt％、500ppm至10wt％或1000ppm至5wt％的量的填料。
填料的例子可包括但不限于：触变剂例如二氧化硅微硅粉和黏土(高岭土)，颜料，着色剂，阻燃剂例如三水合氧化铝、溴系、氯系、硼酸盐和磷系，抑制剂例如蜡基材料、UV抑制剂或稳定剂，导电添加剂例如金属颗粒、碳粒子或导电纤维，脱模剂例如硬脂酸锌、蜡和有机硅，碳酸钙，以及硫酸钙。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，含聚烯烃的副产物流140的密度可以为至少0.75、至少0.80、至少0.85、至少0.90、至少0.95、至少0.99和/或不超过1.5、不超过1.4、不超过1.3、不超过1.2、不超过1.1、不超过1.05或不超过1.01g/cm3，是在25℃的温度下测量的。密度可以为0.80至1.4、0.90至1.2或0.95至1.1g/cm3。当从非PET分离区208中除去时，含聚烯烃的副产物流140的温度可以为至少200、至少205、至少210、至少215、至少220、至少225、至少230或至少235℃和/或不超过350、不超过340、不超过335、不超过330、不超过325、不超过320、不超过315、不超过310、不超过305或不超过300℃。基于流的总重量，含聚烯烃的副产物流140可以包含至少50、至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85、至少90或至少95wt％的沸点高于主要对苯二甲酰基或DMT的组分。
如本文进一步详细讨论的，可以将全部或部分含聚烯烃的副产物流单独地或与一种或多种其它副产物流、由一种或多种其它下游化学回收设施得到的流和/或废塑料流(包括未处理的、部分处理的和/或处理的混合塑料废物)一起引入到一个或多个下游化学回收设施中。
再次转向图3，然后可以将离开非PET分离区208(反应区210的上游)的含PET的流138(其包含溶解的PET及其降解产物)转移到反应区210，其中引入该反应区的PET发生至少50％、至少55％、至少60％、至少65％、至少70％、至少75％、至少80％、至少85％、至少90％或至少95％的分解。在一些实施例中，可以搅动或搅拌反应区210内的反应介质，并且可以使用一个或多个温度控制装置(例如热交换器)来维持目标反应温度。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，反应区210中的目标反应温度可以是至少50、至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80或至少85℃和/或不超过350、不超过345、不超过340、不超过335、不超过330、不超过325、不超过320、不超过315、不超过310、不超过300或不超过295℃。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，溶剂分解过程可以是低压溶剂分解过程，并且溶剂分解反应器(或反应区)210中的压力可以在大气压的5以内、10以内、15以内、20以内、25以内、30以内、35以内、40以内、45以内或50psi以内，或者它可以在大气压的55以内、75以内、90以内、100以内、125以内、150以内、200以内或250psi以内。溶剂分解反应器(或反应区)210中的压力可以是在大气压的0.35以内、0.70以内、1以内、1.4以内、1.75以内、2以内、2.5以内、2.75以内、3以内、3.5以内、3.75以内、5以内、或6.25巴表压(巴)以内和/或不超过6.9、不超过8.6、或不超过10.35巴。溶剂解反应器(或反应区)210中的压力可以是至少100psig(6.7barg)、至少150psig(10.3barg)、至少200psig(13.8barg)、至少250psig(17.2barg)、至少300psig(20.7barg)、至少350psig(24.1barg)、至少400psig(27.5barg)和/或不超过725psig(50barg)、不超过650psig(44.7barg)、不超过600psig(41.3barg)、不超过550psig(37.8barg)、不超过500psig(34.5barg)、不超过450psig(31barg)、不超过400psig(27.6barg)或不超过350psig(24.1barg)。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，在反应区210或设施30中进行的溶剂分解过程可以是高压溶剂分解过程，并且溶剂分解反应器中的压力可以为至少50barg(725psig)、至少70barg(1015psig)、至少75barg(1088psig)、至少80barg(1161psig)、至少85barg(1233psig)、至少90barg(1307psig)、至少95barg(1378psig)、至少100barg(1451psig)、至少110barg(1596)、至少120barg(1741psig)、或至少125barg(1814psig)和/或不超过150barg(2177barg)、不超过145barg(2104)、不超过140barg(2032psig)、不超过1959barg(1959)、不超过130barg(1886psig)、或不超过125barg(1814psig)。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，反应介质在反应区210中的平均停留时间可以是至少1、至少2、至少5、至少10或至少15分钟和/或不超过12、不超过11、不超过10、不超过9、不超过8、不超过7、不超过6、不超过5或不超过4小时。当在反应器流出物流144中离开反应区210时，引入到溶剂分解或甲醇分解设施30中的PET的总重量的至少50％、至少55％、至少60％、至少65％、至少70％、至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％或至少99％可以被分解。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，反应器净化流142可以从反应区210中除去，并且至少一部分可以作为反应器净化副产物流142传送至化学回收设施10内的一个或多个下游设施。反应器净化副产物流142的沸点可以高于从溶剂分解设施30产生的主要对苯二甲酰(或在甲醇分解情况下的DMT)的沸点。
在一个实施例中或与本文所述的任何实施例组合，基于流142的总重量，反应器净化副产物流142包含至少25、至少30、至少35、至少40、至少45、至少50、至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85、至少90、至少95或至少99wt％的主对苯二甲酰基。当溶剂分解设施是甲醇分解设施时，基于流142的总重量，反应器净化副产物流142可以包含至少1、至少5、至少10、至少15、至少20、至少25、至少30、至少35、至少40、至少45、至少50、至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85、至少90、至少95或至少99wt％的DMT。
此外，基于流142的总重量，反应器净化副产物流142可以包括至少100ppm且不超过25wt％的一种或多种非对苯二甲酰基固体。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，基于流的总重量，反应器净化副产物流142中的非对苯二甲酰基固体的总量可以是至少150、至少200、至少250、至少300、至少350、至少400、至少500、至少600、至少700、至少800、至少900、至少1000、至少1500、至少2000、至少2500、至少3000、至少3500、至少4000、至少4500、至少5000、至少5500、至少6000、至少7000、至少8000、至少9000、至少10,000或至少12,500ppm和/或不超过25、不超过22、不超过20、不超过18、不超过15、不超过12、不超过10、不超过8、不超过5、不超过3、不超过2或不超过1wt％。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，基于流的总重量，反应器净化副产物流142的总固体含量为至少100、至少250、至少500、至少750、至少1000、至少1500、至少2000、至少2500、至少3000、至少3500、至少4000、至少4500、至少5000、至少5500、至少6000、至少6500、至少7000、至少7500、至少8000、至少8500、至少9000、至少9500ppm(ppm按重量计)或至少1、至少2、至少5、至少8、至少10或至少12wt％和/或不超过25、不超过22、不超过20、不超过17、不超过15、不超过12、不超过10、不超过8、不超过6、不超过5、不超过3、不超过2或不超过1wt％或不超过7500、不超过5000、不超过2500ppm(ppm按重量计)。
固体的例子可以包括但不限于非挥发性催化剂化合物。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，反应器净化副产物流可以包括至少100、至少250、至少500、至少750、至少1000、至少1500、至少2000、至少2500、至少3000、至少3500、至少4000、至少4500、至少5000、至少7500、至少10,000或至少12,500ppm和/或不超过60,000、不超过50,000、不超过40,000、不超过35,000、不超过30,000、不超过25,000、不超过20,000、不超过15,000或不超过10,000ppm的非挥发性催化剂金属。
合适的非挥发性催化剂金属的例子可包括但不限于：钛、锌、锰、锂、镁、钠、甲醇盐、碱金属、碱土金属、锡、残余酯化或酯交换催化剂、残余缩聚催化剂、铝、解聚催化剂及其组合。如本文进一步详细讨论的，可以将全部或部分反应器净化副产物流142单独地或与一种或多种其它副产物流、由一种或多种其它下游化学回收设施得到的流和/或废塑料流(包括未处理的、部分处理的和/或处理的混合塑料废物)一起引入到一个或多个下游化学回收设施中。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，如图3中一般性所示，来自溶剂分解设施30中的反应区210的流出物流144可以可选地被送过位于反应器下游的非PET分离区208，如先前讨论的。来自反应器或(当存在时)来自非PET分离区208的所得流出物流144可被传送通过产物分离区220，其中至少50、至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85、至少90、至少95或至少99wt％的重有机材料从进料流144分离，以形成主要为轻质有机材料146的流和主要为重质机材料148的流。可以使用分离这些流的任何合适的方法，这些方法可以包括例如蒸馏、萃取、倾析、结晶、膜分离、固/液分离例如过滤(例如带式过滤机)及其组合。
如图3所示，可以将从产物分离区220取出的重质有机物流148引入重质有机物分离区240，基于流的总重量，该重质有机物流可以包括例如至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85、至少90、至少95或至少99wt％的重质有机组分。在重质有机物分离区240中，可以将主要对苯二甲酰基产物流158与对苯二甲酰基底部或“淤渣”副产物流160分离。这种分离可以通过例如蒸馏、萃取、倾析、膜分离、熔融结晶、区域精制及其组合来实现。结果是，基于流的总重量，流158包含至少50、至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85、至少90、至少95或至少99wt％的主对苯二甲酰基(或DMT)。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，至少一部分或全部的主要对苯二酰基可以包含回收成分对苯二甲酰基(r-对苯二甲酰基)，例如回收成分DMT(r-DMT)。
从重质有机物分离区240取出的还有对苯二甲酰基底部副产物流(也称为“对苯二甲酰基塔底副产物流”或“对苯二甲酰基淤渣副产物流”或“对苯二甲酰基残渣副产物流”)副产物流160也可以从重有机物分离区240中除去。当溶剂分解设施是甲醇分解设施时，该流可以称为DMT底部副产物流，DMT塔底副产物流，DMT淤渣副产物流，或DMT残渣流。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，基于组合物(例如PET低聚物)的总重量，该副产物流可以包括，例如，至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85、至少90、至少92、至少95、至少97、至少98、至少99或至少99.5wt％的低聚物，该低聚物包含经历溶剂分解的聚酯的部分。如本文所用，术语“聚酯部分”或“聚酯的部分”是指聚酯的部分或残基，或聚酯部分或残基的反应产物。这些低聚物的数均链长可以为至少2、至少3、至少4、至少5、至少6、至少7或至少8个单体单元(酸+二醇)和/或不超过30、不超过27、不超过25、不超过22、不超过20、不超过17、不超过15、不超过12或不超过10个单体单元(酸+二醇)，并且可以包括正在处理的聚酯(例如PET)的部分。
在一个实施例中或与本文所述的任何实施例组合，对苯二甲酰基塔底(或DMT塔底)副产物流160可以包含低聚物和至少一种取代的对苯二甲酰基组分。如本文所用，术语“取代的对苯二甲酰基”是指具有至少一个取代的原子或基团的对苯二甲酰基组分。基于对苯二甲酰基塔底副产物流160的总重量，对苯二甲酰基塔底副产物流160可以包括按重量计至少1、至少100、至少500ppb(ppb，partsperbillion，十亿分之……)，或者按重量计至少1、至少50、至少1000、至少2500、至少5000、至少7500、或者至少10,000ppm(ppm，partspermillion，百万分之……)，或者至少1、至少2、或者至少5wt％和/或不超过25、不超过20、不超过15、不超过10、不超过5、不超过2、不超过1、不超过0.5、不超过0.1、不超过0.05、或者不超过0.01wt％的取代的对苯二甲酰基组分。
如本文进一步详细讨论的，可以将全部或部分对苯二甲酰基塔底副产物流160单独地或与一种或多种其它副产物流、由一种或多种其它下游化学回收设施得到的流和/或废塑料流(包括未处理的、部分处理的和/或处理的混合塑料废物)一起引入到一个或多个下游化学回收设施中。
再次参考图3，来自产物分离区220的主要为轻质有机物的流146可以被引入到轻质有机物分离区230。在轻质有机物分离区230中，可以分离流146以除去主要溶剂(例如甲醇分解中的甲醇)并从比主要二醇轻和重的有机副产物(或多个副产物)中分离出主要二醇(例如，甲醇分解中的乙二醇)。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，基于流150的总重量，从轻质有机物分离区230取出的溶剂流150可以包括至少50、至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85、至少90、至少95或至少99wt％的主要溶剂。当溶剂分解设施30是甲醇分解设施时，基于流的总重量，流150可以包含至少50、至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85、至少90、至少95或至少99wt％的甲醇。可以将全部或部分流回收回到溶剂分解设施内的一个或多个位置以进一步使用。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，至少一种轻质有机物溶剂分解副产物流152(也称为“轻质有机物”流)也可从轻质有机物分离区230取出，并且可包括至少40、至少45、至少50、至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85、至少90或至少95wt％的沸点低于主要对苯二甲酰基(或DMT)的沸点的组分，该组分不是主要二醇(或乙二醇)或主要溶剂(或甲醇)。附加地，或替代性地，副产物流可包含不超过60、不超过55、不超过50、不超过45、不超过40、不超过35、不超过30、不超过25、不超过20、不超过15、不超过10、不超过5、不超过3、不超过2、不超过1wt％的沸点高于DMT沸点的组分，并且流152本身的沸点可以低于主要对苯二甲酰基(或DMT)的沸点。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，轻质有机物溶剂分解副产物流152可以在包含主要溶剂(例如甲醇)的溶剂分解设施中产生。例如，轻质有机物副产物流152可以包括至少2、至少5、至少10、至少15、至少20、至少25、至少30、至少35、至少40、至少45、至少50或至少55wt％和/或不超过90、不超过85、不超过80、不超过75、不超过70、不超过65、不超过60、不超过55、不超过50、不超过45、不超过40、不超过35或不超过30wt％的主要溶剂。
此外，该副产物流152也可以包括乙醛，基于副产物流的总重量，乙醛的量为至少1、至少5、至少10、至少50、至少100、至少250、至少500、至少750、或至少1000ppm和/或不超过90、不超过85、不超过80、不超过75、不超过70、不超过65、不超过60、不超过55、不超过50、不超过45、不超过40、不超过35、不超过30、不超过25、不超过20、不超过15、不超过10、不超过5、不超过3、不超过2、不超过1、不超过0.5、不超过0.1、或不超过0.05wt％，或者基于副产物流的总重量，乙醛可以以1ppm至50wt％、50ppm至0.5wt％、或100ppm至0.05wt％的量存在。
此外，轻质有机物副产物流152也可以包括1,4-二氧六环(para-dioxane或p-dioxane)，基于副产物流的总重量，1,4-二氧六环的量为至少1、至少5、至少10、至少50、至少100、至少250、至少500、至少750或至少1000ppm和/或不超过60、不超过55、不超过50、不超过45、不超过40、不超过35、不超过30、不超过25、不超过20、不超过15、不超过10、不超过5、不超过3、不超过2、不超过1、不超过0.5、不超过0.1或不超过0.05wt％，或者基于副产物流的总重量，1,4-二氧六环可以以1ppm至50wt％、50ppm至0.5wt％或100ppm至0.05wt％的量存在。
轻质有机物副产物流152可以还包括至少一种附加组分，该附加组分选自以下构成的组：四氢呋喃(THF)、乙酸甲酯、硅酸盐、2,5-甲基二氧戊环、1,4-环己烷二甲醇、2-乙基-1-己醇、2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇、2,2,4-三甲基-3-戊烯醛、2,2,4-三甲基-3-戊烯醇、2,2,4-三甲基戊烷、2,4-二甲基-3-戊酮(DIPK)、异丁酸异丁酯、甲酸甲酯、正丁醇、乙酸、二丁基醚、庚烷、对苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、1,4-环己烷二甲酸二甲酯、2-甲氧基乙醇、2-甲基-1,3-二氧戊环、1,1-二甲氧基-2-丁烯、1,1-二甲氧基乙烷、1,3-丙二醇、2,5-二甲基-1,3,5-己二烯、2,5-二甲基-2,4-己二烯、α-甲基苯乙烯、二乙二醇甲醚，1,3,6-三氧杂环辛烷(diethylene glycolformal)、二甲氧基二甲基硅烷、二甲基醚、二异丙基酮、EG苯甲酸酯、六甲基环三硅氧烷、六甲基二硅氧烷、甲氧基三甲基硅烷、4-乙基苯甲酸甲酯、辛酸甲酯、乙醇酸甲酯、乳酸甲酯、月桂酸甲酯、甲氧基乙基对苯二甲酸甲酯、壬酸甲酯、油酸甲酯、棕榈酸甲酯、硬脂酸甲酯、4-乙酰基苯甲酸甲酯、八甲基环四硅氧烷、苯乙烯、三甲基硅烷醇、1,1-二甲氧基-2-丁烯、4-甲基吗啉、1,3,3-三甲氧基丙烷、肉豆蔻酸甲酯、己二酸二甲酯、N-甲基己内酰胺、壬二酸二甲酯、新戊二醇及其组合。
如本文进一步详细讨论的，可以将一个或多个轻质有机物副产物流的全部或部分单独地或与一种或多种其它副产物流、由一种或多种其它下游化学回收设施得到的流和/或废塑料流，包括混合塑料废物(未处理的、部分处理的和/或处理)一起引入到一个或多个下游化学回收设施中。
另外，主要包含主要二醇154的流也可以从轻质有机物分离区230中取出。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，基于流154的总重量，主要二醇154(例如乙二醇)的流可以包括至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85、至少90、至少95或至少99wt％的主要二醇。主要二醇流154也可以包括回收成分，使得基于流的总重量，主要二醇产物流154的回收成分为至少50、至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85、至少90或至少95wt％。主要二醇(或乙二醇)可以包括r二醇(或r-乙二醇)。
如图3所示，含二醇的塔底副产物流156也可从轻质有机物分离区230取出。术语“二醇塔底”或“二醇塔淤渣”(或，更特别地，甲醇分解中的EG塔底或EG塔淤渣)是指沸点(或共沸点)高于主要二醇的沸点但低于主要对苯二甲酰基的组分。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，二醇塔底副产物流156可以包含至少50、至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85、至少90或至少95wt％的沸点高于主要二醇(例如乙二醇)的沸点且低于主要对苯二甲酰基的沸点的组分。二醇塔底副产物流156可以包含不超过60、不超过55、不超过50、不超过45、不超过40、不超过35、不超过30、不超过25、不超过20、不超过15、不超过10、不超过5、不超过2、不超过1wt％的沸点低于主要二醇(例如乙二醇)的沸点的组分。二醇塔底副产物流156的沸点可以高于主要二醇(例如EG)的沸点，并且低于主要对苯二甲酰基(例如DMT)的沸点。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，二醇底部副产物流156可以包含主要二醇和至少一种其它二醇。例如，基于副产物流156的总重量，二醇塔底副产物流156可以包含至少0.5、至少1、至少2、至少3、至少5或至少8和/或不超过30、不超过25、不超过20、不超过15、不超过12或不超过10wt％的主要二醇(或乙二醇)。主要二醇(或乙二醇)可以以其自身(以游离状态)或作为另一化合物中的部分存在。
其它可能的主要二醇(取决于PET或其它处理的聚合物)的例子可以包括但不限于二乙二醇、三乙二醇、1,4-环己烷-二甲醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、3-甲基戊二醇-(2,4)、2-甲基戊二醇-(1,4)、2,2,4-三甲基戊二醇-(1,3)、2-乙基己二醇-(1,3)、2,2-二乙基丙二醇-(1,3)、己二醇-(1,3)、1,4-二-(羟基乙氧基)-苯、2,2-双-(4-羟基环己基)-丙烷、2,4-二羟基-1,1,3,3-四甲基-环丁烷、2,2,4,4-四甲基环丁二醇、2,2-双-(3-羟基乙氧基苯基)-丙烷、2,2-双-(4-羟基丙氧基苯基)-丙烷、异山梨醇、氢醌、BDS-(2,2-(磺酰基双)4,1-亚苯基氧基))双(乙醇)及其组合。其它二醇可以不是乙二醇或不包含乙二醇。这些二醇的部分也可存在于该副产物流或其它副产物流中的聚酯的任何低聚物中。另外，其它非对苯二甲酰基和/或非二醇组分也可存在于这些流中。这种组分的例子包括间苯二甲酸酯和沸点高于主要对苯二甲酰基的其它酸残余物。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，基于二醇塔底副产物流156中的二醇的总重量，除主要二醇(或在甲醇分解的情况下为乙二醇)以外的二醇可以以下量存在于二醇塔底副产物流156中：至少15、至少20、至少25、至少30、至少35、至少40、至少45、至少50、至少55、至少60、至少65、至少70或至少75和/或不超过99、不超过95、不超过90、不超过85、不超过80、不超过75、不超过70、不超过65、不超过60、不超过55、不超过50、不超过45、不超过40或不超过35wt％。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，在二醇塔底副产物流156中，除主要二醇以外的至少一种二醇与主要二醇的重量比为至少0.5:1、至少0.55:1、至少0.65:1、至少0.70:1、至少0.75:1、至少0.80:1、至少0.85:1、至少0.90:1、至少0.95:1、至少0.97:1、至少0.99:1、至少1:1、至少1.05:1、至少1.1:1、至少1.15:1、至少1.2:1、至少或至少1.25:1。附加地，或替代性地，在二醇塔底副产物流156中，除主要二醇以外的至少一种二醇与主要二醇的重量比为不超过5:1、不超过4.5:1、不超过4:1、不超过3.5:1、不超过3:1、不超过2.5:1、不超过2:1、不超过1.5:1、不超过1.25:1或不超过1:1，或在0.5:1-5:1，0.70:1-3:1，或0.80:1-2.5:1的范围内。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，溶剂分解设施30可以产生两种或更多种副产物流，其可以包括两种或更多种重质有机副产物流、两种或更多种轻质有机副产物流、或轻质和重质有机副产物流的组合。可以将全部或部分的一种或多种溶剂分解副产物流(如图1中的流110所示)引入至少一个下游处理设施，包括例如热解设施60、裂化设施70、POX气化设施50、能量回收设施80和先前提及的任何其它可选设施。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，可以将两种或更多种(或两种或更多种的部分)溶剂分解副产物流引入相同的下游处理设施，而在其它情况下，可以将两种或更多种(或两种或更多种的部分)溶剂分解副产物流引入不同的下游处理设施。在一些实施例中，至少90、至少95、至少97、至少99wt％或全部的单一副产物流可以被引入一个下游设施中，而在其它实施例中，该流可以在两个或更多个下游设施之间分开，使得不超过60、不超过55、不超过50、不超过45、不超过40、不超过35或不超过30wt％的单一副产物流可以被引入一个下游工艺设施中。
再次参考图1，在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，至少一种溶剂分解副产物流110的至少一部分可以与从预处理设施20中取出的PO富集塑料流114的至少一部分组合，如图1中所示。在具有PO富集塑料的组合流中的单一副产物流110(或当组合两种或更多种时的所有副产物流)的量可以变化，并且基于组合流的总重量，可以是例如至少1、至少5、至少10、至少15、至少20、至少25、至少30、至少35、至少40、至少45、或至少50和/或不超过90、不超过85、不超过80、不超过75、不超过70、不超过65、不超过60、不超过55、不超过50、或不超过40wt％。如图1所示，然后可以将组合流引入化学回收设施的一个或多个位置，包括例如引入POX气化设施50、热解设施60、裂化器设施70和/或能量产生设施80。
液化/脱卤
如图1所示，可以在引入一个或多个下游处理设施之前，可选地将PO富集的废塑料流114(与溶剂分解副产物流110组合或不组合)引入液化区或步骤。如本文所用，术语“液化”区或步骤是指其中至少一部分引入的塑料被液化的化学处理区或步骤。液化塑料的步骤可以包括化学液化、物理液化或其组合。使引入液化区的聚合物液化的示例性方法可包括(i)加热/熔融；(ii)溶于溶剂中；(iii)解聚；(iv)增塑，及其组合。另外，选项(i)至(iv)中的一个或多个还可以伴随有共混剂或液化剂的添加，以帮助促进聚合物材料的液化(黏度的降低)。因此，可以使用各种流变改性剂(例如溶剂、解聚剂、增塑剂和共混剂)来增强液化废塑料的流动和/或分散性。
当加入液化区40时，至少50、至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85、至少90、至少95或至少99wt％的塑料(通常为废塑料)经历黏度降低。在一些情况下，黏度的降低可以通过加热(例如，添加直接或间接接触塑料的蒸汽)来促进，而在其他情况下，可以通过将塑料与能够溶解它的溶剂组合来促进。合适的溶剂的例子可以包括但不限于：醇例如甲醇或乙醇，二醇例如乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、新戊二醇、环己烷二甲醇、甘油、热解油、机油和水。如图1所示，溶剂流141可以直接加入液化区40，或者它可以与进料至液化区40的一种或多种流(图1中未示出)组合。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，溶剂可以包含从化学回收设施内的一个或多个其他设施取出的流。例如，溶剂可以包含从溶剂分解设施30、热解设施60和裂化设施70的至少一个中取出的流。溶剂可以是或包含至少一种本文描述的溶剂分解副产物，或者可以是或包含热解油。
在一些情况下，可以解聚塑料，使得例如通过与解聚剂接触而降低塑料的数均链长。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，至少一种先前列出的溶剂可用作解聚剂，而在一个或多个其它实施例中，解聚剂可包括有机酸(例如乙酸、柠檬酸、丁酸、甲酸、乳酸、油酸、草酸、硬脂酸、酒石酸和/或尿酸)或无机酸例如硫酸(对于聚烯烃)。解聚剂可以通过降低其数均链长来降低聚合物的熔点和/或黏度。
替代性地，或附加地，增塑剂可用于液化区中以降低塑料的黏度。聚乙烯的增塑剂包括：例如，邻苯二甲酸二辛酯、对苯二甲酸二辛酯、三苯甲酸甘油酯、分子量最高为8,000道尔顿的聚乙二醇、向日葵油、分子量为400-1,000道尔顿的石蜡、石蜡油、矿物油、甘油、EPDM和EVA。用于聚丙烯的增塑剂包括：例如，癸二酸二辛酯、石蜡油、树脂酸异辛酯、增塑油(Drakeol34)、环烷和芳族处理油，以及甘油。用于聚酯的增塑剂包括：例如，分子量在400-1500道尔顿范围内的聚亚烷基醚(例如聚乙二醇、聚(四氢呋喃)、聚丙二醇或其混合物)、单硬脂酸甘油酯、环氧大豆油脂肪酸辛酯、环氧化大豆油、环氧妥尔油酸酯、环氧化亚麻籽油、聚羟基脂肪酸、二醇(例如乙二醇、戊二醇、己二醇等)、邻苯二甲酸酯、对苯二甲酸酯、偏苯三酸酯和聚乙二醇二-(2-乙基己酸酯)。当使用时，基于流的总重量，增塑剂可以以至少0.1、至少0.5、至少1、至少2或至少5wt％和/或不超过10、不超过8、不超过5、不超过3、不超过2或不超过1wt％的量存在，或者基于流的总重量，它可以在0.1wt％-10wt％、0.5wt％-8wt％或1wt％-5wt％的范围内。
此外，液化废塑料流的一种或多种方法还可包括在液化过程之前、期间或之后将至少一种共混剂添加到塑料中。这种共混剂可以包括例如乳化剂和/或表面活性剂，并且可以用于将液化塑料更充分地共混成单相，特别是当混合塑料流的塑料组分之间的密度差异导致多个液相或半液相时。当使用时，基于流的总重量，共混剂可以以至少0.1、至少0.5、至少1、至少2或至少5wt％和/或不超过10、不超过8、不超过5、不超过3、不超过2或不超过1wt％的量存在，或者基于流的总重量，它可以在0.1wt％-10wt％、0.5wt％-8wt％或1wt％-5wt％的范围内。
如图1中一般性所示，当与PO富集的塑料流114组合时，可以在将PO富集的塑料流114引入液化区40之前(如管线113所示)和/或在从液化区40移出液化的塑料流之后(如管线115所示)，添加溶剂分解副产物流(其可以包括一种或多种本文描述的溶剂分解副产物)。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，一种或多种副产物流的至少一部分或全部也可以直接引入液化区中，如图1中所示。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，PO富集的塑料流114的至少一部分可以在管线117中完全绕过液化区40，并且可以可选地与至少一种溶剂分解副产物流110组合，也如图1中所示。
另外，如图1所示，从热解设施60中取出的热解油流143的一部分可以与PO富集的塑料流114组合以形成液化塑料。虽然显示为直接引入液化区40中，但是热解油流143的全部或部分可以在引入液化区40之前或在PO富集的塑料流114离开液化区40之后，与PO富集的塑料流114组合。当使用时，热解油可在本文描述的一个或多个位置单独地添加、或与一个或更多个其它溶剂流组合添加。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，基于引入一个或多个下游处理设施的进料流的总重量，从液化区40至一个或多个下游化学回收设施的进料流可以包含至少1、至少5、至少10、至少15、至少20、至少25、至少30、至少35、至少40、至少45、至少50、至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85、至少90或至少95wt％的一种或多种溶剂分解副产物流。例如，至化学回收设施10的POX设施50、热解设施60、裂化设施70、能量回收设施80和/或任何其它设施90中的每一个的进料流116、118、120和122可以包括PO富集的废塑料和一定量的本文描述的一种或多种溶剂分解副产物。
附加地，或替代性地，基于引入到一个或多个下游处理设施的进料流的总重量，至热解设施60、POX设施50、裂化设施70、能量回收设施80和/或任何其它设施90的进料流，可以包含不超过95、不超过90、不超过85、不超过80、不超过75、不超过70、不超过65、不超过60、不超过55、不超过50、不超过45、不超过40、不超过35、不超过30、不超过25、不超过20、不超过15、不超过10、不超过5、不超过2或不超过1wt％的一种或多种溶剂分解副产物流。
替代性地，或附加地，基于流的总重量，从液化区40取出的液化(或降低黏度)的塑料流可以包含至少1、至少5、至少10、至少15、至少20、至少25、至少30、至少35、至少40、至少45、至少50、至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85、至少90或至少95wt％和/或不超过95、不超过90、不超过85、不超过80、不超过75、不超过70、不超过65、不超过60、不超过55、不超过50、不超过45、不超过40，不超过35、不超过30、不超过25、不超过20、不超过15、不超过10、不超过5、不超过2或不超过1wt％的PO，或者基于流的总重量，PO的量可以在1wt％-95wt％、5wt％-90wt％、10wt％至85wt％的范围内。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，离开液化区40的液化的塑料流的黏度可以为小于3,000、小于2,500、小于2,000、小于1,500、小于1,000、小于800、小于750、小于700、小于650、小于600、小于550、小于500、小于450、小于400、小于350、小于300、小于250、小于150、小于100、小于75、小于50、小于25、小于10、小于5或小于1泊，是使用带有V80-40桨式转子的博勒飞R/S流变仪测量的，该流变仪是在10rad/s的剪切速率和350℃的温度下操作的。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，离开液化区的液化的塑料流的黏度(在350℃和10rad/S下测量并且以泊表示)为引入液化区的PO富集流的黏度的不超过95％、不超过90％、不超过75％、不超过50％、不超过25％、不超过10％、不超过5％、或不超过1％。
图6示出了液化系统中的基本部件，该液化系统可以用作图1中所示的化学回收设施中的液化区40。应当理解，图6描绘了液化系统的一个示例性实施例。图6中描绘的某些特征可以省略和/或本文别处描述的附加特征可以添加到图6中描绘的系统。
如图6所示，废塑料进料例如PO富集废塑料流114可衍生自废塑料来源，例如本文描述的预处理设施20。可将废塑料进料(例如PO富集废塑料流114)引入液化区40中，图6将其描绘为含有至少一个熔化罐310、至少一个循环回路泵312、至少一个外部热交换器340、至少一个汽提塔330和至少一个分离容器320。这些各种示例性部件和它们在液化区40中的功能将在下文更详细地讨论。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，并且如图6所示，液化区40包括熔化罐310和加热器。熔化罐310接收废塑料进料，例如PO富集废塑料流114，加热器加热废塑料。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，熔化罐310可包括一个或多个连续搅拌罐。当在液化区中使用一种或多种流变改性剂(例如，溶剂、解聚剂、增塑剂和共混剂)时，可在熔化罐310中或在熔化罐310之前将这种流变改性剂加入到PO富集塑料中和/或与PO富集塑料混合。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例(图6中未示出)组合，液化区40的加热器可以采用位于熔化罐310中的内部热交换盘管、熔化罐310的外部上的夹套、熔化罐310的外部上的伴热和/或熔化罐310的外部上的电加热元件的形式。替代性地，如图6所示，液化区40的加热器可以包括外部热交换器340，该外部热交换器接收来自熔化罐310液化的塑料流171，将其加热，并将加热的液化的塑料流173的至少一部分返回到熔化罐310。
如图6所示，当使用外部热交换器340来为液化区40提供热量时，可以使用循环回路来连续地向PO富集材料添加热量。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，循环回路包括熔化罐310、外部热交换器340、连接熔化罐和外部热交换器的导管(显示为管线171)、以及用于在循环回路中循环液化废塑料的泵151。当使用循环回路时，可以将所产生的液化PO富集材料可作为循环PO富集流的一部分经由图6中所示的导管161从液化区40中连续取出。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，液化区40可以可选地含有用于从PO富集材料中去除卤素的设备。当在液化区40中加热PO富集材料时，可以析出(evolve)卤素富集气体。通过使析出的卤素富集气体与液化PO富集材料分离，可以降低PO富集材料中卤素的浓度。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，可以通过将汽提气体(例如，蒸汽)喷入熔化罐310中或循环回路中另一位置处的液化PO富集材料中来促进脱卤。如图6所示，汽提塔330和分离容器320可以设置在循环回路中，在外部热交换器340下游和熔化罐310上游。如图6所示，汽提塔330可以接收来自外部热交换器340的加热的液化塑料流173，并将汽提气体153喷入液化塑料。将汽提气体153喷入液化塑料中可以在汽提塔330中产生两相介质。
然后，经由流175引入到分离容器320中的这种两相介质可以流(例如，通过重力)过分离容器320，其中卤素富集的气相从卤素贫化的液相中分离，并经由流162从分离容器320中除去。替代性地，来自外部热交换器340的一部分加热的液化塑料173可以绕过汽提塔330，并直接引入到分离容器320中。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，从分离容器的出口排出的卤素贫化的液相的第一部分可以在管线159中返回到熔化罐310，而卤素贫化的液相的第二部分可以作为脱卤的、液化的、PO富集的产物流161从液化区排出。来自分离容器162和来自管线164中的熔化罐310的分离的卤素富集的气态流可以从液化区40中移除，以进一步处理和/或处置。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，离开液化区40的脱卤液化的废塑料流161的卤素含量可为小于500、小于400、小于300、小于200、小于100、小于50、小于10、小于5、小于2、小于1、小于0.5或小于0.1ppmw。离开液化区40的液化的塑料流161的卤素含量为引入液化区的PO富集流的卤素含量的不超过95％、不超过90％、不超过75％、不超过50％、不超过25％、不超过10％或不超过5％(按重量计)。
如图6所示，可以将脱卤的液化废塑料流161的至少一部分引入POX气化设施50处的下游POX气化器中，以产生合成气组合物和/或引入热解设施60处的下游热解反应器中，以产生热解蒸气(即热解气和热解油)和热解残余物。替代性地，或附加地，可以将脱卤的液化废塑料流161的至少一部分引入能量回收设施80和/或一个或多个其它设施90，例如分离或固化设施。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，化学回收设施10可以不包括液化区40。替代性地，化学回收设施可以包括液化区40，但可以不包括任何类型的脱卤区或设备。
再次参考图1，可以将来自预处理设施20和/或来自液化区40的至少一部分PO富集塑料流114(单独或与一种或多种溶剂分解副产物流110组合)引入一个或多个下游处理设施中，包括例如热解设施60、裂化设施70、POX气化设施50、能量回收设施80和任何其它可选的设施90，如下文详细讨论的。
热解
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，图1中一般性描述的化学回收设施10可以包含热解设施。如本文所用，术语“热解”是指一种或多种有机材料在升高的温度下在惰性(即基本上无氧)气氛中的热分解。“热解设施”是包括对废塑料和由其衍生的原料进行热解所必需的所有设备、管线和控制装置的设施。
图7描述了用于将废塑料流116(例如来自液化区的液化废塑料)转化成热解气、热解油和热解残余物的示例性热解设施60。应当理解，图7描绘了本技术的一个示例性实施例。因此，图7中描绘的某些特征可以省略和/或本文别处描述的附加特征可以添加到图7中描绘的系统。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，至热解设施60的进料流116可以包含以下至少一种：(i)至少一种如前描述的溶剂分解副产物流，和(ii)废塑料的PO富集流。可以将这些流中的一种或多种连续引入热解设施60中，或者可以间歇地引入这些流中的一种或多种。当存在多种类型的进料流时，可以分别引入每一种进料流，或者，可以将进料流的全部或部分组合，以便将可以将组合的流引入热解设施60中。当进行组合时，可以以连续或间歇的方式进行。引入热解设施60的进料可以是液化塑料(例如液化、熔融、塑化、解聚或其组合)、塑料粒料或颗粒或其浆料的形式。
通常，如图7中描绘，热解设施60包括热解反应器510和用于从反应器中分离产物流的分离器520。尽管未在图7中描绘，热解设施60的分离器520可包括各种类型的设备，包括但不限于过滤系统、多级分离器、冷凝器和/或骤冷塔。
当在热解反应器510中时，进料的至少一部分可以经受热解反应，该热解反应产生包含热解油、热解气和热解残余物的热解流出物。如本文所用，术语“热解气”是指由热解获得的如下组合物，其在25℃和1atm下为气态。如本文所用，术语“热解油(pyrolysisoil或pyoil)”是指由热解获得的如下组合物，其在25℃和1atm下为液体。如本文所用，术语“热解残余物”是指由热解获得的如下组合物，该组合物不是热解气或热解油，且主要包含热解焦炭和热解重质蜡。如本文所用，术语“热解焦炭”是指由热解获得的如下含碳组合物，其在200℃和1atm下为固体。如本文所用，术语“热解重质蜡”是指由热解获得的C20+烃，其不是热解焦炭、热解气或热解油。热解气和热解油可以作为热解蒸气流170离开热解反应器500。
热解是涉及引入的进料的化学和热分解的过程。尽管所有热解过程通常可以以基本上不含氧的反应环境为特征，但是热解过程可以进一步由例如反应器内的热解反应温度、热解反应器中的停留时间、反应器类型、热解反应器内的压力和热解催化剂的存在与否来限定。
在一个实施例中或与任何提及的实施例组合，热解反应器510可以是例如膜反应器、螺杆挤出机、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、微波反应器或高压釜。热解反应器510包含膜反应器，例如降膜式反应器或上流式膜反应器。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，热解反应可包括在基本不含氧的气氛中或在相对于环境空气包含较少氧的气氛中加热和转化原料。例如，基于反应器的内部体积，热解反应器510内的气氛可包含不超过5、不超过4、不超过3、不超过2、不超过1或不超过0.5vol％(vol％，volumepercent，体积百分比)的氧气。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，提升气和/或进料气可用于将原料引入热解反应器510中和/或促进热解反应器510内的各种反应。例如，提升气和/或进料气可以包含氮气、二氧化碳和/或蒸汽，基本上由氮气、二氧化碳和/或蒸汽组成，或者由氮气、二氧化碳和/或蒸汽组成。提升气和/或进料气可以在引入到热解反应器510之前与废塑料流116一起添加和/或可以直接添加到热解反应器510中。提升气和/或进料气可以包括蒸汽和/或还原气体，例如氢气、一氧化碳及其组合。
此外，可以调节热解反应器510中的温度以促进某些最终产物的生产。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，热解反应器510中的热解温度可以是至少325℃、至少350℃、至少375℃、至少400℃、至少425℃、至少450℃、至少475℃、至少500℃、至少525℃、至少550℃、至少575℃、至少600℃、至少625℃、至少650℃、至少675℃、至少700℃、至少725℃、至少750℃、至少775℃或至少800℃。
附加地，或替代性地，热解反应器中的热解温度可以是不超过1,100℃、不超过1,050℃、不超过1,000℃、不超过950℃、不超过900℃、不超过850℃、不超过800℃、不超过750℃、不超过700℃、不超过650℃、不超过600℃、不超过550℃、不超过525℃、不超过500℃、不超过475℃、不超过450℃、不超过425℃或不超过400℃。更特别地，热解反应器中的热解温度可以在325至1,100℃、350至900℃、350至700℃、350至550℃、350至475℃、425至1,100℃、425至800℃、500至1,100℃、500至800℃、600至1,100℃、600至800℃、650至1,000℃或650至800℃的范围内。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，原料在热解反应器内的停留时间可以是至少0.1、至少0.2、至少0.3、至少0.5、至少1、至少1.2、至少1.3、至少2、至少3或至少4秒。替代性地，原料在热解反应器内的停留时间可以是至少1、至少2、至少3、至少4、至少5、至少6、至少7、至少8、至少9、至少10、至少20、至少30、至少45、至少60、至少75或至少90分钟。附加地，或替代性地，原料在热解反应器内的停留时间可以小于6、小于5、小于4、小于3、小于2、小于1或小于0.5小时。此外，原料在热解反应器内的停留时间可以小于100、小于90、小于80、小于70、小于60、小于50、小于40、小于30、小于20、小于10、小于9、小于8、小于7、小于6、小于5、小于4、小于3、小于2或小于1秒。更特别地，原料在热解反应器内的停留时间可以是在0.1-10秒、0.5-10秒、30分钟-4小时、或30分钟-3小时或1小时-2小时的范围内。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，热解反应器内的压力可以保持在以下压力：至少0.1、至少0.2、至少或0.3巴和/或不超过60、不超过50、不超过40、不超过30、不超过20、不超过10、不超过8、不超过5、不超过2、不超过1.5或不超过1.1巴。热解反应器内的压力可以保持在大气压力或在0.1至100巴、或0.1至60巴、或0.1至30巴、或0.1至10巴、或1.5巴、0.2至1.5巴、或0.3至1.1巴的范围内。热解反应器内的压力可以是至少10、至少20、至少30、至少40、至少50、至少60或至少70巴和/或不超过100、不超过95、不超过90、不超过85、不超过80、不超过75、不超过70、不超过65或不超过60巴。如本文所用，除非另有说明，否则术语“巴”是指表压。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，热解催化剂可在引入到热解反应器510中之前被引入到进料流116中和/或直接引入热解反应器510中。催化剂可以是均相的或非均相的，并且可以包括例如某些类型的沸石和其它介观结构催化剂。在一些实施例中，热解反应可以不被催化(例如，在不存在热解催化剂的情况下进行)，但可以在反应器510中包括非催化的、热保持惰性添加剂，例如砂，以促进热传递。这种无催化剂的热解方法可称为“热力热解(thermalpyrolysis)”。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，热解反应器510中的热解反应可以在基本上不存在热解催化剂的情况下，在350至600℃范围内的温度下，在0.1至100巴范围内的压力下，并且在0.2秒至4小时或0.5小时至3小时的停留时间下发生。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，热解流出物或热解蒸气可以包含至少1、至少5、至少10、至少15、至少20、至少25、至少30、至少35、至少40、至少45、至少50、至少55、至少60、至少65、至少70或至少75wt％的热解油，该热解油在离开加热的反应器时在热解流出物中可以为蒸气的形式；然而，这些蒸气随后可以冷凝为所得热解油。附加地，或替代性地，热解流出物或热解蒸气可以包含不超过99、不超过95、不超过90、不超过85、不超过80、不超过75、不超过70、不超过65、不超过60、不超过55、不超过50、不超过45、不超过40、不超过35、不超过30或不超过25wt％的热解油，该热解油在离开加热的反应器时在热解流出物中可以为蒸气的形式。基于热解流出物或热解蒸气的总重量，热解流出物或热解蒸气可以包含20wt％-99wt％、25wt％-80wt％、30wt％-85wt％、30wt％-80wt％、30wt％-75wt％、30wt％-70wt％或30wt％-65wt％的热解油。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，热解流出物或热解蒸气可以包含至少1、至少5、至少10、至少15、至少20、至少25、至少30、至少35、至少40、至少45、至少50、至少55、至少60、至少65、至少70、至少75或至少80wt％的热解气。附加地，或替代性地，热解流出物或热解蒸气可以包含不超过99、不超过95、不超过90、不超过85、不超过80、不超过75、不超过70、不超过65、不超过60、不超过55、不超过50或不超过45wt％的热解气。基于流的总重量，热解流出物可以包含1wt％-90wt％，10wt％-85wt％，15wt％-85wt％，20wt％-80wt％，25wt％-80wt％，30wt％-75wt％，或35wt％-75wt％的热解气。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，热解流出物或热解蒸气可以包含至少0.5、至少1、至少2、至少3、至少4、至少5、至少6、至少7、至少8、至少9或至少10wt％的热解残余物。附加地，或替代性地，热解流出物可以包含不超过60、不超过50、不超过40、不超过30、不超过25、不超过20不超过、不超过15、不超过10、不超过9、不超过8、不超过7、不超过6、或不超过5wt％的热解残余物。基于流的总重量，热解流出物可以包含在0.1wt％-25wt％、1wt％-15wt％、1wt％-8wt％或1wt％-5wt％的范围内的热解残余物。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，热解流出物或热解蒸气可包含不超过15、不超过14、不超过13、不超过12、不超过11、不超过10、不超过9、不超过8、不超过7、不超过6、不超过5、不超过4、不超过3、不超过2、不超过1或不超过0.5wt％的游离水。如本文所用，“游离水”是指预先加入(作为液体或蒸汽)到热解单元中的水和在热解单元中产生的水。
本文描述的热解系统可以产生热解流出物，该热解流出物可以分离成热解油流174、热解气流172和热解残余物流176，它们各自可以基于它们的制剂直接用于各种下游应用中。热解油、热解气和热解残余物的各种特征和特性在下文描述。应当注意，虽然可以单独列出所有下列特征和特性，但是可以设想，热解气、热解油和/或热解残余物的下列特征和/或特性中的每一个不是相互排斥，且可以组合并以任何组合存在。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，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-C30烃)。如本文所用，术语“Cx”或“Cx烃”是指每分子包括总共“x”个碳的烃化合物，并且涵盖具有该碳原子数的所有烯烃、链烷烃、芳香烃、杂环和异构体。例如，正丁烷、异丁烷和叔丁烷以及丁烯和丁二烯分子中的每一种都将落入一般性描述“C4”中。基于热解油流174的总重量，热解油的C4-C30烃含量可以为至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85、至少90或至少95wt％。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，热解油可以主要包含C5-C25烃、C5-C22烃或C5-C20烃。例如，基于热解油的总重量，热解油可以包含至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85、至少90或至少95wt％的C5-C25烃、C5-C22烃或C5-C20烃。基于热解油的总重量，热解油的C5-C12烃含量可以为至少5、至少10、至少15、至少20、至少25、至少30、至少35、至少40、至少45、至少50或至少55wt％。附加地，或替代性地，热解油的C5-C12烃含量可以为不超过95、不超过90、不超过85、不超过80、不超过75、不超过70、不超过65、不超过60、不超过55或不超过50wt％。基于流的总重量，热解油的C5-C12烃含量可以在10wt％-95wt％、20wt％-80wt％或35wt％-80wt％的范围内。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，取决于反应器条件和是否使用催化剂，热解油还可以包括各种量的烯烃和芳香烃。基于热解油的总重量，热解油包含至少1、至少5、至少10、至少15、至少20、至少25、至少30、至少35或至少40wt％的烯烃和/或芳香烃。附加地，或替代性地，热解油可以包括不超过90、不超过80、不超过70、不超过60、不超过50、不超过45、不超过40、不超过35、不超过30、不超过25、不超过20、不超过15、不超过10、不超过5或不超过1wt％的烯烃和/或芳香烃。本文所用的术语“芳香烃”是指含有芳香族部分的任何化合物的总量(以重量计)，该化合物例如苯、甲苯、二甲苯和苯乙烯。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，基于热解油的总重量，热解油的链烷烃(例如直链或支化烷烃)含量可以为至少5、至少10、至少15、至少20、至少25、至少30、至少35、至少40、至少45、至少50、至少55、至少60或至少65wt％。附加地，或替代性地，热解油的链烷烃含量可以为不超过99、不超过97、不超过95、不超过93、不超过90、不超过85、不超过80、不超过75、不超过70、不超过65、不超过60、不超过55、不超过50、不超过45、不超过40、不超过35或不超过30wt％。热解油的链烷烃含量可以在25wt％-90wt％、35wt％-90wt％或50wt％-80wt％的范围内。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，热解油的中沸点可以为至少75℃、至少80℃、至少85℃、至少90℃、至少95℃、至少100℃、至少105℃、至少110℃、或至少115℃和/或不超过250℃、不超过245℃、不超过240℃、不超过235℃、不超过230℃、不超过225℃、不超过220℃、不超过215℃、不超过210℃、不超过205℃、不超过200℃、不超过195℃、不超过190℃、不超过185℃、不超过180℃、不超过175℃、不超过170℃、不超过165℃、不超过160℃、不超过155℃、不超过150℃、不超过145℃、不超过140℃、不超过135℃、不超过130℃、不超过125℃或不超过120℃，是根据ASTMD5399测量的。热解油的中沸点可以在75至250℃、90至225℃或115至190℃的范围内。如本文所用，“中沸点”是指热解油的中值沸点温度，其中按体积计50％的热解油在中沸点以上沸腾，且按体积计50％的热解油在中沸点以下沸腾。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，热解油的沸点范围可以使得至少90％的热解油在250℃、280℃、290℃、300℃或310℃的温度下汽化，是根据ASTMD-5399测量的。
转向热解气，基于热解气的总重量，热解气的甲烷含量可以为至少1、至少2、至少3、至少4、至少5、至少6、至少7、至少8、至少9、至少10、至少11、至少12、至少13、至少14、或至少15和/或不超过50、不超过45、不超过40、不超过35、不超过30、不超过25、或不超过20wt％。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，热解气的甲烷含量可以在1wt％-50wt％、5wt％-50wt％或15wt％-45wt％的范围内。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，基于热解气的总重量，热解气的C3和/或C4烃含量(包括每分子具有3或4个碳原子的所有烃)可以为至少5、至少10、至少15、至少20、至少25、至少30、至少35、至少40、至少45、至少50、至少55、或至少60和/或不超过99、不超过95、不超过90、不超过85、不超过80、不超过75、不超过70、或不超过65wt％。热解气的C3烃含量、C4烃含量或合计C3和C4烃含量可以在10wt％-90wt％、25wt％-90wt％或25wt％-80wt％的范围内。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，热解气可以占来自热解反应器的总流出物的至少10、至少20、至少30、至少40或至少50wt％，并且热解气的合计乙烯和丙烯含量可以为至少25、至少40、至少50、至少60、至少70或至少75wt％。
转向热解残余物，在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，基于热解残余物的总重量，热解残余物包含至少20、至少25、至少30、至少35、至少40、至少45、至少50、至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80或至少85wt％的C20+烃。如本文所用，“C20+烃”是指每分子含有总共至少20个碳的烃化合物，并涵盖具有该碳原子数的所有烯烃、链烷烃和异构体。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，基于热解残余物的总重量，热解残余物包含至少1、至少2、至少5、至少10、至少15、至少20、至少25、至少30、至少35、至少40、至少45、至少50、至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85、至少90、至少95或至少99wt％的含碳固体。附加地，或替代性地，热解残余物包含不超过99、不超过90、不超过80、不超过70、不超过60、不超过50、不超过40、不超过30、不超过20、不超过10、不超过9、不超过8、不超过7、不超过6、不超过5或不超过4wt％的含碳固体。如本文所用，“含碳固体”是指衍生自热解的含碳组合物，其在25℃和1atm下为固体。基于含碳固体的总重量，含碳固体包含至少20、至少30、至少40、至少50、至少60、至少70、至少80或至少90wt％的碳。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，可将热解气、热解油和热解残余物的至少一部分送至一个或多个其它化学处理设施，包括例如能量回收设施80、部分氧化设施50、一个或多个先前讨论的其它设施90和裂化设施70。在一些实施例中，可将至少一部分热解气流172和/或至少一部分热解油(pyrolysisoil，也作pyoil)流174引入能量回收设施80、裂化设施70、POX气化设施50及其组合中，而可将热解残余物流176引入POX气化设施50和/或能量回收设施80。在一些实施例中，可将热解气流172、热解油流174和/或热解残余物流176的至少一部分送至一个或多个分离设施(图1中未示出)，从而形成热解气、热解油和/或热解残余物的更纯的流，该更纯的流可随后送至能量回收设施80、裂化设施70、POX气化设施50及其组合。附加地，或替代性地，可将热解油流176的全部或部分与PO富集废塑料流114组合，以提供进料至本文描述的一个或多个下游设施的液化塑料流。
裂化
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，可将来自热解设施60或来自图1所示的一个或多个其它设施的一个或多个流的至少一部分引入裂化设施70。如本文所用，术语“裂化”是指通过碳-碳键的断裂将复杂的有机分子分解为更简单的分子。“裂化设施”是包括对衍生自废塑料的原料进行裂化所必需的所有设备、管线和控制装置的设施。裂化设施可以包括一个或多个裂化器炉，以及下游分离区，该下游分离区包括用于处理裂化器炉的流出物的设备。如本文所用，术语“裂化器”和“裂化”可互换使用。
现在转向图8a，示出了根据本技术的一个或多个实施例配置的裂化设施70。通常，裂化设施70包括裂化器炉720和在裂化器炉720下游的分离区740，用于将炉流出物分离成各种最终产物，例如回收成分烯烃(r-烯烃)流130。如图8a所示，来自热解设施60的至少一部分热解气流172和/或热解油流174可以被送至裂化设施70。热解油流174可以被引入到裂化器炉720的入口，而热解气流172可以被引入到炉720的上游或下游的位置。同样如图8a所示，链烷烃132(例如乙烷和/或丙烷)的流可以从分离区取出并且可以包括回收成分链烷烃(r-链烷烃)。全部或部分链烷烃可以经由流134回收到裂化器炉720的入口，也如图8a所示。当使用时，热解油流、热解气流172和回收链烷烃流174可以可选地与裂化器进料流136组合以形成至裂化设施720的进料流119。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，至裂化设施70的进料流119可以包含以下至少一种：(i)如前描述的一种或多种溶剂分解副产物流110，(ii)废塑料的PO富集流114，和(iii)热解流(例如，热解气172和/或热解油174)。这些流中的一个或多个可以连续地引入到裂化设施70中，或者这些流中的一个或多个可以间歇地引入。当存在多种类型的进料流时，可以分别引入每一种进料流，或者，可以将进料流的全部或部分组合，以便将可以将组合的流引入裂化设施70中。当进行组合时，可以以连续或间歇的方式进行。引入到裂化装置70中的一个或多个进料流可以是主要为气体的流、主要为液体的流或其组合的形式。
如图8a所示，热解气172和/或热解油174的流可以与裂化器进料流136一起或作为裂化器进料流136引入裂化器设施70中。在一些实施例中，基于流119的总重量，裂化器进料流119可以包含至少1、至少5、至少10、至少15、至少20、至少25、至少30、至少35、至少40、至少45、至少50、至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85、至少90或至少95wt％的热解气、热解油或热解气和热解油的组合。替代性地，或附加地，基于流119的总重量，裂化器进料流119可以包含不超过95、不超过90、不超过85、不超过80、不超过75、不超过70、不超过65、不超过60、不超过55、不超过50、不超过45、不超过40、不超过35、不超过30、不超过25或不超过20wt％的热解气、热解油或热解气和热解油的组合，或者基于流119的总重量，它可以包括1wt％-95wt％、5wt％-90wt％或10wt％-85wt％的量的这些组分。
在一些实施例中，基于裂化器进料流119的总重量，裂化器进料流119可以包含至少5、至少10、至少15、至少20、至少25、至少30、至少35、至少40、至少45、至少50、至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85、至少90或至少95wt％和/或不超过95、不超过90、不超过85、不超过80、不超过75、不超过70、不超过65、不超过60、不超过55、不超过50、不超过45、不超过40、不超过35、不超过30、不超过25或不超过20wt％的除热解气和热解油以外的烃进料，或者基于裂化器进料流119的总重量，它可以包括5wt％-95wt％、10wt％-90wt％、15wt％-85wt％的量的除热解气和热解油以外的烃进料。
在一个实施例中或与本文所述的任何实施例组合，裂化器进料流119可以包含主要含C2-C4烃的组合物。如本文所用，术语“主要为C2至C4烃”是指含有至少50wt％的C2至C4烃组分的流或组合物。C2至C4烃流或组合物的具体类型的例子包括丙烷、乙烷、丁烷和LPG。裂化器进料流119可以包含至少50、或至少55、或至少60、或至少65、或至少70、或至少75、或至少80、或至少85、或至少90、或至少95，在每种情况下为wt％——基于进料总重量，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，在每种情况下为C2至C4烃或直链烷烃的重量百分比，基于进料的总重量。裂化器进料流119可以包含主要为丙烷、主要为乙烷、主要为丁烷或这些组分中的两种或更多种的组合。
在一个实施例中或与本文所述的任何实施例组合，裂化器进料流119可以包含：含主要为C5-C22烃的组合物。如本文所用，“主要为C5至C22烃”是指包含至少50wt％的C5至C22烃组分的流或组合物。例子包括汽油、石脑油、中间馏分、柴油、煤油。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，基于流总重量，裂化器进料流119可以包含至少20、或至少25、或至少30、或至少35、或至少40、或至少45、或至少50、或至少55、或至少60、或至少65、或至少70、或至少75、或至少80、或至少85、或至少90、或至少95，在每种情况下为wt％，和/或不超过100、或不超过99、或不超过95、或不超过92、或不超过90、或不超过85、或不超过80、或不超过75、或不超过70、或不超过65、或不超过60，在每种情况下为C5至C22或C5至C20烃的重量百分比，或者，基于流的总重量，它可以以20wt％-100wt％、25wt％-95wt％、或35wt％-85wt％的范围内的量包括C5至C22烃。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，基于进料的总重量，裂化器进料流119的C15和更重质(C15+)含量可以为至少0.5、或至少1、或至少2、或至少5，在每种情况下为重量百分比和/或不超过40、或不超过35、或不超过30、或不超过25、或不超过20、或不超过18、或不超过15、或不超过12、或不超过10、或不超过5、或不超过3，在每种情况下为重量百分比，或者，基于流的总重量，它可以在0.5wt％-40wt％、1wt％-35wt％或2wt％-30wt％的范围内。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，至裂化器炉的进料可以包含真空瓦斯油(VGO，vacuumgasoil)、氢化真空瓦斯油(HVGO，hydrogenatedvacuumgasoil)或常压瓦斯油(AGO，atmosphericgasoil)。基于流119的总重量，裂化器进料流119可以包含至少5、至少10、至少15、至少20、至少25、至少30、至少35、至少40、至少45、至少50、至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85或至少90和/或不超过99、不超过95、不超过90、不超过85、不超过80、不超过75、不超过70、不超过65、不超过60、不超过55或不超过50wt％的至少一种瓦斯油，或者，基于流119的总重量，它可以以5wt％-99wt％、10wt％-90wt％、15wt％-85wt％或5wt％-50wt％的范围内的量存在。
如图8a所示，裂化器进料流119被引入裂化器炉720。现在转向图8b，显示了适用于本文描述的化学回收设施和/或裂化器设施的裂化器炉720的示意图。如图8b所示，裂化炉720可以包括对流段746、辐射段748和位于对流段746和辐射段748之间的交叉段750。对流段746是炉的部分，该部分从热烟气中接收热量，并包括一组管或盘管752，其中裂化器流经由该管或盘管通过。在对流段746中，裂化器流通过对流加热，对流来自通过其中的热烟气。尽管在图8b中显示为包括水平定向的对流段管752a和垂直定向的辐射段管752b，但应当理解，管可构造成任何合适的构造。例如，对流段管752a可以是垂直的。辐射段管752b可以是水平的。另外，虽然显示为单个管，但是裂化器炉720可以包括一个或多个管或盘管，其可以包括至少一个分叉(split)、弯曲、U形、弯头或其组合。当存在多个管或盘管时，它们可以并联和/或串联布置。
辐射段748是炉720的段，热量主要通过来自高温气体的辐射传递到加热管进入该段中。辐射段748还包括多个燃烧器756，用于将热量引入炉720的下部。炉720包括火箱754，该火箱754围绕并容纳辐射段748内的管752b，并且燃烧器756定向到该火箱内。交叉段750包括用于连接对流段746和辐射段748的管道，并且可以将加热的裂化器流从一个段转移至另一个段，该另一个段在炉720内部中或在炉720内部之外。
当热的燃烧气体向上上升通过炉体时，气体可以穿过对流段746，其中至少一部分废热可以被提取并用于加热穿过对流段746的裂化器流。裂化炉720可以具有单个对流(预热)段和单个辐射段，而在其它实施例中，炉可以包括共享一个共同的对流段的两个或更多个辐射段。炉体附近的至少一个引风(I.D.，induceddraft)机760可控制热烟道气的流动和通过炉720的加热分布，并且一个或多个热交换器761可用于冷却炉流出物。除了图8b中所示的炉出口上的交换器761(例如transferlineheat exchanger——输送管线热交换器或TLE)，或替代性地与图8b中所示的炉出口上的交换器761一起，可以使用液体骤冷(未示出)，以冷却裂化的含烯烃的流出物125。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，裂化器设施70可以包括单个裂化炉，或它可以具有并联操作的至少2个、或至少3个、或至少4个、或至少5个、或至少6个、或至少7个、或至少8个或更多个裂化炉。任何一个炉或每个炉可以是气体裂化器或液体裂化器或裂式炉。炉可以是气体裂化器，其接收通过炉、或通过炉中的至少一个盘管、或通过炉中的至少一个管的裂化器进料流，基于至炉的所有裂化器进料的重量，该裂化器进料流含有至少50wt％、或至少75wt％、或至少85wt％、或至少90wt％的乙烷、丙烷、LPG或其组合。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，裂化炉720可以是接收裂化器进料流的液体或石脑油裂化器，该裂化器进料流含有至少50wt％、或至少75wt％、或至少85wt％的液体(当在25℃和1atm测量时)烃，该烃的碳数为C5-C22。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，裂化器进料流119可以在气体炉中裂化。气体炉是具有至少一个盘管的炉，该盘管在对流区的入口处的盘管入口处接收(或操作以接收或配置为接收)主要为气相的进料(超过50wt％的进料为蒸气)(“气体盘管”)。气体盘管可以接收主要为C2-C4的原料或主要为C2-C3的原料至对流段中的盘管的入口，或替代性地，具有至少一个盘管，该至少一个盘管接收超过50wt％的乙烷和/或超过50％的丙烷和/或超过50％的LPG，或在这些情况的任何一种中，接收至少60wt％、或至少70wt％、或至少80wt％，基于至盘管的裂化器进料的重量，或替代性地，基于至对流区的裂化器进料的重量。
气体炉可具有多于一个的气体盘管。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，对流区中或炉的对流箱中的至少25％的盘管、或至少50％的盘管、或至少60％的盘管或所有盘管为气体盘管。气体盘管在对流区的入口处的盘管入口处接收气相进料，在该气相进料中至少60wt％、或至少70wt％、或至少80wt％、或至少90wt％、或至少95wt％、或至少97wt％、或至少98wt％、或至少99wt％、或至少99.5wt％、或至少99.9wt％的进料是蒸气。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，进料流可以在裂式炉中裂化。裂式炉是一种气体炉。裂式炉在同一炉内，或在同一对流区内，或在同一对流箱内包含至少一个气体盘管和至少一个液体盘管。液体盘管是在对流区入口处的盘管入口处接收主要为液相的进料(超过50wt％的进料为液体)的盘管(“液体盘管”)。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，裂化器进料流119可以在热力气体裂化器中裂化。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，裂化器进料流119可以在蒸汽存在下，在热力蒸汽气体裂化器中裂化。蒸汽裂化是指在蒸汽存在下烃的高温裂化(分解)。当存在时，蒸汽可以经由图8b中所示的管线121引入。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，当来自图1中所示的化学回收设施10的两个或更多个流与来自设施10的另一个流组合以形成裂化器进料流119时，这种组合可以在裂化炉720的上游或内部发生。替代性地，不同的进料流可以单独地引入到炉720中，并且可以同时通过炉720的一部分或全部，同时通过进料至同一炉720(例如，裂式炉)内的单独的管中而彼此隔离。替代性地，可以将来自化学回收设施的一个或多个流的至少一部分在裂化器炉下游但在分离设施中的一个或多个设备的上游的位置引入裂化器设施。
然后，加热的裂化器流119通过裂化炉720，其中的烃组分热裂化以形成更轻的烃，包括烯烃，例如乙烯、丙烯和/或丁二烯。裂化器流在裂化器炉720的停留时间可以为至少0.15、或至少0.2、或至少0.25、或至少0.3、或至少0.35、或至少0.4、或至少0.45、在每种情况下为秒，和/或不超过2、或不超过1.75、或不超过1.5、或不超过1.25、或不超过1、或不超过0.9、或不超过0.8、或不超过0.75、或不超过0.7、或不超过0.65、或不超过0.6、或不超过0.5，在每种情况下为秒，或在0.15至2秒、0.20至1.75秒、或0.25至1.5秒的范围内。
从炉出口取出的裂化的含烯烃流出物125的温度可以为至少640、或至少650、或至少660、或至少670、或至少680、或至少690、或至少700、或至少720、或至少730、或至少740、或至少750、或至少760、或至少770、或至少780、或至少790、或至少800、或至少810、或至少820，在每种情况下为℃，和/或不超过1000、或不超过990、或不超过980、或不超过970、或不超过960、或不超过950、或不超过940、或不超过930、或不超过920、或不超过910、或不超过900、或不超过890、或不超过880、或不超过875、或不超过870、或不超过860、或不超过850、或不超过840、或不超过830，在每种情况下为℃，在730至900℃、750至875℃或750至850℃的范围内。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，烯烃——乙烯、丙烯、丁二烯或其组合——的产率可为至少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，在每种情况下为百分比。如本文所用，术语“产率”是指由原料质量产生的产物质量/原料质量×100％。基于流出物流的总重量，含烯烃的流出物流包含至少30、或至少40、或至少50、或至少60、或至少70、或至少75、或至少80、或至少85、或至少90、或至少95、或至少97、或至少99(在每种情况下为重量百分比)的乙烯、丙烯、或乙烯和丙烯。
在一种实施例中或与本文提及的任何实施例组合，含烯烃的流出物流125可以包含至少10、至少15、至少20、至少25、至少30、至少35、至少40、至少45、至少50、至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85或至少90wt％的C2-C4烯烃。基于含烯烃的流出物流125的总重量，流125可以主要包含乙烯，主要包含丙烯，或主要包含乙烯和丙烯。含烯烃的流出物流125中的乙烯与丙烯的重量比可以为至少0.2:1、至少0.3:1、至少0.4:1、至少0.5:1、至少0.6:1、至少0.7:1、至少0.8:1、至少0.9:1、至少1:1、至少1.1:1、至少1.2:1、至少1.3:1、至少1.4:1、至少1.5:1、至少1.6:1、至少1.7:1、至少1.8:1、至少1.9:1或至少2:1和/或不超过3:1、不超过2.9:1、不超过2.8:1、不超过2.7:1、不超过2.5:1、不超过2.3:1、不超过2.2:1、不超过2.1:1、不超过2:1、不超过1.7:1、不超过1.5:1、或不超过1.25:1。
再次转向图8a，在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，当引入到裂化器设施70中时，热解气172可以引入到裂化器炉720的入口中，或全部或部分热解气可以引入到炉出口的下游，在裂化器设施70的分离区740的上游或内部的位置处。当引入分离区740中或其上游时，热解气可以在压缩的最后一级的上游引入，或在分离区740的分馏段中的至少一个分馏塔的入口之前引入。
在进入裂化器设施70之前，在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，来自热解设施的粗热解气流可以经历一个或多个分离步骤以从该流中除去一种或多种组分。这些组分的例子可以包括但不限于：卤素、醛、含氧化合物、含氮化合物、含硫化合物、二氧化碳、水、气化金属及其组合。基于热解气流172的总重量，引入裂化器设施70的热解气流172包含至少0.1、至少0.5、至少1、至少1.5、至少2、至少2.5、至少3、至少3.5、至少4、至少4.5或至少5和/或不超过30、不超过25、不超过20、不超过15、不超过10、不超过5、不超过3、不超过2或不超过1wt％的一种或多种醛组分。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，基于流172的总重量，热解气流172的总乙烯含量可以是至少1、至少2、至少5、至少7、至少10、至少15、至少20、至少25或至少30wt％和/或不超过60、不超过55、不超过50、不超过45、不超过40或不超过35wt％。替代性地，或附加地，基于流172的总重量，热解气流172的总丙烯含量可以是至少1、至少2、至少5、至少7、至少10、至少15、至少20、至少25或至少30wt％和/或不超过60、不超过55、不超过50、不超过45、不超过40或不超过35wt％。基于流的总重量，热解气流172中乙烯和丙烯的合计量可以是至少2、至少5、至少10、至少15、至少20、至少25、至少30、至少35、至少40或至少45wt％和/或不超过85、不超过80、不超过75、不超过70、不超过65、不超过60、不超过55、不超过50或不超过45wt％。
在离开裂化器炉出口时，含烯烃的流出物流125可以被快速冷却(例如骤冷)，以便防止产生大量不期望的副产物并且使下游设备中的结垢最小化。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，在骤冷或冷却步骤期间，来自炉的含烯烃流出物的温度可以降低35至485℃、35至375℃、或90至550℃，以达到500至760℃的温度。
然后可以在气-液分离器中分离所得冷却的流出物流，并且可以在具有例如1-5个压缩级的气体压缩机中压缩蒸气，其中具有可选的级间冷却和液体去除。在第一组压缩级出口处的气流压力在7至20巴表压(barg)、8.5至18barg或9.5至14barg的范围内。然后通过与酸性气体去除剂接触，处理所得压缩流以除去酸性气体，包括卤素、CO2和H2S。酸性气体去除剂的例子可包括但不限于苛性碱和各种类型的胺。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，可以使用单个接触器，而在其它实施例中，可以采用双塔吸收塔-汽提塔配置。
然后，处理过的压缩含烯烃流可以在另一个压缩机中进一步压缩，可选地进行级间冷却和液体分离。所得的压缩流，具有20-50barg、25-45barg或30-40barg范围内的压力。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。然后，可以将所得流传送至分馏段，其中可以将烯烃和其它组分分离为各种高纯度产物或中间流。在一些实施例中，可以在第二压缩机的一个或多个级之前和/或之后引入热解气的全部或部分。类似地，热解气的压力在与其组合的流的压力的20psi内、50psi内、100psi内或150psi内。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，可以将来自骤冷区的进料流引入分离区的分馏区内的至少一个塔中。如本文所用，术语“分馏”是指分离两种或更多种具有不同沸点的材料的一般过程。利用分馏的设备和方法的例子包括但不限于蒸馏、精馏、汽提和气-液分离(单级)。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，裂化器设施的分馏段可以包括以下中的一种或多种：脱甲烷塔、脱乙烷塔、脱丙烷塔、乙烯分离器、丙烯分离器、脱丁烷塔及其组合。如本文所用，术语“脱甲烷塔”是指其轻关键(lightkey)组分为甲烷的塔。类似地，“脱乙烷塔”和“脱丙烷塔”分别是指具有乙烷和丙烷作为轻关键组分的塔。
可使用任何合适的塔布置，使得分馏段提供至少一种烯烃产物流和至少一种烷烃流。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，分馏段可提供：至少两种烯烃流，例如乙烯和丙烯；和至少两种链烷烃流，例如乙烷和丙烷；以及另外的流，包括例如甲烷和更轻质组分以及丁烷和更重质组分。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，基于烯烃流的总重量，从分馏段取出的烯烃流可以包含至少50、至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85、至少90或至少95wt％和/或不超过100、不超过99、不超过97、不超过95、不超过90、不超过85或不超过80wt％的烯烃。烯烃可以主要是乙烯或主要是丙烯。基于烯烃流中烯烃的总重量，烯烃流可包含至少50、至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85、至少90或至少95wt％和/或不超过99、不超过97、不超过95、不超过90、不超过85、不超过80、不超过75、不超过70或不超过65wt％的乙烯。基于烯烃流的总重量，烯烃流可以包含至少20、至少25、至少30、至少35、至少40、至少45、至少50、至少55或至少60wt％和/或不超过80、不超过75、不超过70、不超过65、不超过60、不超过55、不超过50或不超过45wt％的乙烯，或者基于烯烃流的总重量，它可以以20wt％-80wt％、25wt％-75wt％或30wt％-70wt％的量存在。
替代性地，或附加地，基于烯烃流中烯烃的总重量，烯烃流可包含至少50、至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85、至少90或至少95wt％和/或不超过99、不超过97、不超过95、不超过90、不超过85、不超过80、不超过75、不超过70或不超过65wt％的丙烯。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，基于烯烃流的总重量，烯烃流可以包含至少20、至少25、至少30、至少35、至少40、至少45、至少50、至少55或至少60wt％和/或不超过80、不超过75、不超过70、不超过65、不超过60、不超过55、不超过50或不超过45wt％的丙烯，或者基于烯烃流的总重量，它可以以20wt％-80wt％、25wt％-75wt％或30wt％-70wt％的量存在。
当压缩流通过分馏段时，它通过脱甲烷塔，其中将甲烷和更轻质(CO，CO2，H2)组分与乙烷和更重质组分分离。脱甲烷塔可以在下述温度下操作：至少-145、或至少-142、或至少-140、或至少-135，在每种情况下为℃，和/或，不超过-120、不超过-125、不超过-130、不超过-135℃。来自脱甲烷塔的底部流包括至少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(在每种情况下为总量的百分比)的乙烷和更重质组分。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，引入分馏段的流的全部或一部分可以引入脱乙烷塔，其中通过分馏将C2和更轻质组分与C3和更重质组分分离。脱乙烷塔可以在下述塔顶温度和塔顶压力下操作；塔顶温度为：至少-35、或至少-30、或至少-25、或至少-20，在每种情况下为℃，和/或，不超过-5、不超过-10、不超过-15、不超过-20℃；塔顶压力为：至少3、或至少5、或至少7、或至少8、或至少10，在每种情况下为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，在每种情况下为barg。脱乙烷塔提取在塔顶流中引入到塔中的C2和更轻质组分的至少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，在每种情况下为总量的百分比。基于塔顶流的总重量，从脱乙烷塔除去的塔顶流包含至少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的乙烷和乙烯，在每种情况下为重量百分比。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，来自脱乙烷塔的C2和更轻质的塔顶流可以在乙烷-乙烯分馏器塔(乙烯分馏器或乙烯分离器)中进一步分离。在乙烷-乙烯分馏塔中，乙烯和更轻质组分流可以从塔顶取出或作为侧流从塔的上半部分取出，而乙烷和任何残余的更重质组分在底部流中除去。乙烯分馏塔可以在下述的塔顶温度和塔顶压力下操作：塔顶温度为至少-45、或至少-40、或至少-35、或至少-30、或至少-25、或至少-20，在每种情况下为℃，和/或，不超过-15、或不超过-20、或不超过-25，在每种情况下为℃；塔顶压力为至少10、或至少12、或至少15，在每种情况下为barg，和/或，不超过25、不超过22、不超过20barg。基于流的总重量，可能富含乙烯的塔顶流可以包含至少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(在每种情况下为重量百分比)的乙烯，并且可以被送至下游处理单元用于进一步处理、储存或销售。
基于底部流的总重量，乙烷-乙烯分馏器的底部流可以包括至少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(在每种情况下为重量百分比)的乙烷。如先前描述，提取的乙烷的全部或部分可作为附加的原料，单独地或与热解油和/或热解气体组合回收至裂化器炉的入口。
在一些实施例中，至少一部分压缩流可以在脱丙烷塔中分离，其中C3和更轻质的组分作为塔顶蒸汽流除去，而C4和更重质的组分在液体底部中离开塔。脱丙烷塔可以在至少20，或至少35，或至少40，在每种情况下℃和/或不大于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/或不大于20，或不大于17，或不大于15，在每种情况下barg的塔顶压力下操作。脱丙烷塔提取在塔顶流中引入到塔中的C3和更轻组分的至少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，在每种情况下为总量的百分比。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，从脱丙烷塔移出的塔顶料流包含至少或至少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98wt％的丙烷和丙烯，在每种情况下基于塔顶料流的总重量。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，可以将来自脱丙烷塔的塔顶料流引入丙烷-丙烯分馏器(丙烯分馏器或丙烯分流器)，其中在塔顶料流中除去丙烯和任何较轻组分，并且丙烷和任何较重组分在塔底料流中离开塔。丙烯分馏塔可以在下述的塔顶温度和塔顶压力下操作：塔顶温度为至少20、或至少25、或至少30、或至少35，在每种情况下为℃，和/或，不超过55、不超过50、不超过45、不超过40℃；塔顶压力为至少12、或至少15、或至少17、或至少20，在每种情况下为barg，和/或，不超过20、或不超过17、或不超过15、或不超过12，在每种情况下为barg。基于流的总重量，可能富含丙烯的塔顶流可以包含至少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(在每种情况下为重量百分比)的丙烯，并且可以被送至下游处理单元用于进一步处理、储存或销售。
基于底部流的总重量，来自丙烷-丙烯分馏器的底部流可以包括至少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(在每种情况下为重量百分比)的丙烷。如前文所讨论的，提取的丙烷的全部或部分可作为附加的原料，单独或与热解油和/或热解气组合回收至裂化器炉。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，可将压缩流的至少一部分送至脱丁烷塔，以将C4和更轻质的组分(包括丁烯、丁烷和丁二烯)与C5和更重质(C5+)组分分离。脱丁烷塔可以在下述的塔顶温度和塔顶压力下操作；塔顶温度为：至少20、或至少25、或至少30、或至少35、或至少40，在每种情况下为℃，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，在每种情况下为℃；塔顶压力为：至少2、或至少3、或至少4、或至少5，在每种情况下为barg，和/或，不超过8、或不超过6、或不超过4、或不超过2，在每种情况下为barg。脱丁烷塔提取在塔顶流中引入塔中的C4和更轻质组分的总量的至少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，在每种情况下为百分比。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，基于塔顶流的总重量，从脱丁烷塔除去的塔顶流包含至少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的丁二烯，在每种情况下为重量百分比。来自脱丁烷塔的底部流主要包括C5和更重质的组分，基于流的总重量，该组分的量为至少50、或至少60、或至少70、或至少80、或至少90、或至少95wt％。脱丁烷塔底部流可送至进一步分离、处理、储存、销售或使用。在一个实施例中或与本文所述的任何实施例组合，可使来自脱丁烷塔的塔顶流或C4经受任何常规分离方法，例如萃取或蒸馏过程，以提取更浓缩的丁二烯流。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，可以将一种或多种以上流的至少一部分引入图1所示的一个或多个设施中，而在其它实施例中，可以将从裂化设施的分离区取出的全部或部分流送至进一步分离和/或储存、运输、销售和/或使用。
部分氧化(POX)气化
在一个实施例中或与本文所述的任何实施例组合，化学回收设施还可以包括部分氧化(POX)气化设施。如本文所用，术语“部分氧化”是指含碳进料高温转化为合成气(一氧化碳、氢气和二氧化碳)，其中该转化在亚化学计量的量的氧气存在下进行。转化可以是含烃进料的转化，并且可以使用比完全氧化进料(即，所有的碳被氧化为二氧化碳，所有的氢被氧化为水)所需的氧气的化学计量的量少的氧气量进行。在部分氧化(POX)气化器内发生的反应包括含碳进料转化为合成气，具体的例子包括但不限于：部分氧化、水煤气变换、水煤气——初级反应、布多阿尔反应(Boudouard)、氧化、甲烷化、氢重整、蒸汽重整和二氧化碳重整。POX气化的进料可以包括固体、液体和/或气体。“部分氧化设施”或“POX气化设施”是包括进行废塑料和由其衍生的原料的POX气化所需的所有设备、管线和控制装置的设施。
在POX气化设施中，在亚化学计量的量的氧气存在下，可以将进料流转化成合成气。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，至POX气化设施的进料流可以包含一种或多种PO富集的废塑料、至少一种溶剂分解副产物流、热解流(包括热解气、热解油和/或热解残余物)和至少一种来自裂化设施的流。可以将这些流中的一种或多种连续引入POX气化设施中，或者可以间歇地引入这些流中的一种或多种。当存在多种类型的进料流时，可以分别引入每一种，或者可以将全部或部分流组合，以便将组合的流引入POX气化设施中。当存在时，可以以连续或间歇的方式进行组合。进料流可以是气体、液体或液化塑料、固体(通常是粉碎的)或浆液的形式。
POX气化设施包括至少一个POX气化反应器。示例性的POX气化反应器52示于图9中。POX气化单元可以包括气体进料、液体进料或固体进料反应器(或气化器)。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，POX气化设施可以进行液体进料POX气化。如本文所用，“液体进料POX气化”是指这样一种POX气化过程，其中至该过程的进料主要包含(按重量计)在25℃和1atm下为液体的组分。附加地，或替代性地，POX气化单元可以进行气体进料POX气化。如本文所用，“气体进料POX气化”是指这样一种POX气化过程，其中至该过程的进料主要包含(按重量计)在25℃和1atm下为气态的组分。
附加地，或替代性地，POX气化单元可以进行固体进料POX气化。如本文所用，“固体进料POX气化”是指这样一种POX气化过程，其中至该过程的进料主要包含(按重量计)在25℃和1atm下为固体的组分。
气体进料、液体进料和固体进料的POX气化过程可以与较少量的在25℃和1atm下具有不同相的其它组分共同进料。因此，气体进料POX气化器可以与液体和/或固体共同进料，但是该液体和/或固体仅以少于进料至气相POX气化器的气体量(以重量计)的量；液体进料POX气化器可以与气体和/或固体共同进料，但是该气体和/或固体仅以少于进料至液体进料POX气化器的液体量的量(按重量计)；固体进料POX气化器可以与气体和/或液体共同进料，但是气体和/或液体仅以少于进料至固体进料POX气化器的固体量的量(按重量计)。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，气体进料POX气化器的总进料可以包含至少60、至少70、至少80、至少90或至少95wt％的在25℃和1atm下为气态的组分；液体进料POX气化器的总进料可以包含至少60、至少70、至少80、至少90或至少95wt％的在25℃和1atm下为液体的组分；固体进料POX气化器的总进料可以包含至少60、至少70、至少80、至少90或至少95wt％的在25℃和1atm下为固体的组分。
如图9中一般性所示，气化进料流116可与氧化剂流180一起引入到气化反应器中。原料流116和氧化剂流180可通过喷射器组件喷射到加压气化区中，该加压气化区具有例如通常至少500、至少600、至少800或至少1,000psig(或至少35、至少40、至少55或至少70barg)的压力。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，流180中的氧化剂包含氧化气体，该氧化气体可包括空气、富氧空气或分子氧(O2)。基于注入到气化反应器52的反应(燃烧)区中的氧化剂流180中的所有组分的摩尔计，氧化剂包含至少25、至少35、至少40、至少50、至少60、至少70、至少80、至少90、至少95、至少97、至少99或至少99.5mol％(mol％，molepercent，摩尔百分比)的分子氧。考虑到相对于原料流的量、和装入进料的量、处理条件和反应器设计，相对于进料流116中的组分，供应到反应区的氧气的特定量可足以获得最大产率或接近最大产率的一氧化碳和氢气，该一氧化碳和氢气获自气化反应。
氧化剂可以包括除了空气、富氧空气和分子氧以外的或代替空气、富氧空气和分子氧的其它氧化气体或液体。适合用作氧化剂的这种氧化液体的例子包括水(其可以作为液体或作为蒸汽添加)和氨。适合用作氧化剂的这种氧化气体的例子包括一氧化碳、二氧化碳和二氧化硫。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，将雾化增强流体连同原料和氧化剂一起进料至气化区。如本文所用，术语“雾化增强流体”是指这样的液体或气体，其可操作以降低黏度以降低分散能量，或增加可用于帮助分散的能量。雾化增强流体可以在原料被进料至气化区之前与含塑料原料混合，或者单独地添加到气化区，例如添加到与气化反应器连接的喷射组件。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，雾化增强流体为水和/或蒸汽。然而，在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，不将蒸汽和/或水供应至气化区。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，将富含二氧化碳或氮气(例如，大于空气中存在的摩尔量，或至少2、至少5、至少10或至少40mol％)的气流装入气化器中。这些气体可以用作载气以将原料推进至气化区。由于气化区内的压力，这些载气可被压缩以提供用于引入到气化区中的动力。该气流可以在组成上与雾化增强流体相同或不同。在一个或多个实施例中，该气流还起到雾化增强流体的作用。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，将富含氢气的气流(H2)(例如至少1、至少2、至少5、至少10、至少20、至少30、至少40、至少50、至少60、至少70、至少80或至少90mol％)装入气化器中。可以加入氢气以影响部分氧化反应，从而控制所得合成气组成。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，不将含有大于0.01mol％或大于0.02mol％二氧化碳的气流装入气化器或气化区。或者，不将含有超过77、超过70、超过50、超过30、超过10、超过5或超过3mol％氮气的气流装入气化器或气化区。此外，不将具有超过0.1、超过0.5、超过1或超过5mol％的氢气的气态氢气流装入气化器或气化区。此外，不将含有超过0.1、超过0.5、超过1或超过5mol％甲烷的甲烷气流装入气化器或气化区。在某些实施例中，引入气化区的唯一气态流是氧化剂。
如先前描述，气化过程可以是部分氧化(POX)气化反应。通常，为了提高氢气和一氧化碳的产量，氧化过程涉及气化原料的部分而不是完全氧化，因此，相对于完全氧化100％的碳和氢键所需的量，可以在贫氧环境中操作。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，气化器的总氧气需求量可以超过将气化原料的碳含量转化成一氧化碳理论上所需的量至少5％、至少10％、至少15％或至少20％。通常，当总氧气供应超过理论需求的10％至80％时，可以获得令人满意的操作。例如，每磅碳的合适氧气量的例子可以是在以下范围内：每磅碳0.4至3.0、0.6至2.5、0.9至2.5或1.2至2.5磅游离氧。
通过引入单独的原料流和氧化剂流，使得它们在反应区内彼此撞击，原料流和氧化剂流的混合可以完全在反应区内完成。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，氧化剂流以高速引入气化器的反应区中，以既超过火焰传播速率又改进与原料流的混合。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，可以以25至500、50至400或100至400英尺/秒的范围内的速度，将氧化剂注入气化区中。这些值将是气态氧化剂流在喷射器-气化区界面处的速度，或喷射器尖端速度。原料流和氧化剂的混合也可以在反应区之外完成。例如，在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，原料、氧化剂和/或雾化增强流体可在气化区上游的导管中或在与气化反应器连接的喷射组件中组合。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，气化原料流、氧化剂和/或雾化增强液可以可选地预热至至少200℃、至少300℃或至少400℃的温度。然而，所采用的气化过程不需要将原料流预热到有效地气化原料，并且预热处理步骤可导致过程的能效降低。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，所采用的气化技术的类型可以是产生合成气的部分氧化气流床气化器。该技术不同于固定床(或者称为移动床)气化器和流化床气化器。一种可以使用的示例性气化器在美国专利No.3,544,291中描述，其全部公开内容在不与本公开内容冲突的范围内通过引用并入本文。然而，在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，在本技术的范围内也可使用其它类型的气化反应器。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，气化器/气化反应器可以是非催化的，这意味着气化器/气化反应器不包含催化剂床，并且气化过程是非催化的，这意味着催化剂不作为离散的未结合的催化剂被引入气化区。此外，在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，气化过程可以不是排渣气化过程；也就是说，不会在排渣条件(远高于灰分的熔化温度)下操作，使得熔渣在气化区中形成并沿着耐火壁向下流动。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，气化区和可选地气化器/气化反应器中的所有反应区可以在至少1000℃、至少1100℃、至少1200℃、至少1250℃或至少1300℃和/或不超过2500℃、不超过2000℃、不超过1800℃或不超过1600℃的温度下操作。反应温度可以是自生的。有利地，以稳态模式操作的气化器可处于自生温度，并且不需要应用外部能源来加热气化区。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，气化器主要是气体进料的气化器。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，气化器非排渣气化器或在不形成炉渣的条件下操作。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，气化器在操作期间可不处于负压下，而是可在操作期间处于正压下。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，气化器可在气化区(或燃烧室)内至少200psig(1.38MPa)、300psig(2.06MPa)、350psig(2.41MPa)、400psig(2.76MPa)、420psig(2.89MPa)、450psig(3.10MPa)、475psig(3.27MPa)、500psig(3.44MPa)、550psig(3.79MPa)、600psig(4.13MPa)、650psig(4.48MPa)、700psig(4.82MPa)、750psig(5.17MPa)、800psig(5.51MPa)、900psig(6.2MPa)、1000psig(6.89MPa)、1100psig(7.58MPa)或1200psig(8.2MPa)的压力下操作。附加地，或替代性地，气化器可以在气化区(或燃烧室)内不超过1300psig(8.96MPa)、1250psig(8.61MPa)、1200psig(8.27MPa)、1150psig(7.92MPa)、1100psig(7.58MPa)、1050psig(7.23MPa)、1000psig(6.89MPa)、900psig(6.2MPa)、800psig(5.51MPa)或750psig(5.17MPa)的压力下操作。
合适的压力范围的例子包括300-1000psig(2.06-6.89MPa)，300-750psig(2.06-5.17MPa)，350-1000psig(2.41-6.89MPa)，350-750psig(2.06-5.17MPa)，400-1000psig(2.67-6.89MPa)，420-900psig(2.89-6.2MPa)，450-900psig(3.10-6.2MPa)，475-900psig(3.27-6.2MPa)，500-900psig(3.44-6.2MPa)，550-900psig(3.79-6.2MPa)，600-900psig(4.13-6.2MPa)，650-900psig(4.48-6.2MPa)，400-800psig(2.67-5.51MPa)，420-800psig(2.89-5.51MPa)，450-800psig(3.10-5.51MPa)，500-800psig(3.44-5.51MPa)，550-800psig(3.79-5.51MPa)，600-800psig(4.13-5.51MPa)，650-800psig(4.48-5.51MPa)，400-750psig(2.67-5.17MPa)，420-750psig(2.89-5.17MPa)，450-750psig(3.10-5.17MPa)，475-750psig(3.27-5.17MPa)，500-750psig(3.44-5.17MPa)或550-750psig(3.79-5.17MPa)。
通常，气体在气化器反应器中的平均停留时间可以非常短，以增加吞吐量。由于气化器可在高温和高压下操作，因此原料至气体的基本完全转化可以在非常短的时间范围内发生。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，气体在气化器中的平均停留时间可以不超过30秒、不超过25秒、不超过20秒、不超过15秒、不超过10秒、或不超过7秒。
为了避免来自气化器的下游设备和中间的管道结垢，所得合成气流127可具有低焦油含量或没有焦油含量。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，基于合成气流中所有可冷凝固体的重量，从气化器排出的合成气流可以包含不超过4、不超过3、不超过2、不超过1、不超过0.5、不超过0.2、不超过0.1或不超过0.01wt％的焦油。为了测量的目的，可冷凝的固体是指在15℃的温度和1atm下冷凝的那些化合物和元素。焦油产物的例子包括：萘、甲酚、二甲苯酚、蒽、菲、酚、苯、甲苯、吡啶、儿茶酚、联苯、苯并呋喃、苯甲醛、苊、芴、萘并呋喃、苯并蒽、芘、醋菲烯、苯并芘和其它高分子量芳香族多核化合物。焦油含量可以通过GC-MSD测定。
通常，从气化容器排出的粗合成气流127包括例如氢气、一氧化碳和二氧化碳的气体，并且根据燃料源和反应条件可包括其它气体，例如甲烷、硫化氢和氮气。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，粗合成气流127(从气化器排出并且在通过洗涤、变换或酸性气体去除的任何进一步处理之前的流)可以具有以下组成，以干基摩尔百分比计，且基于粗合成气流127中的所有气体(在25℃和1atm下为气态的元素或化合物)的摩尔数：
·氢含量在32％-50％范围内，或至少33％、至少34％，或至少35％和/或不超过50％、不超过45％、不超过41％、不超过40％或不超过39％，或它可以在33％-50％、34％-45％或35％-41％的范围内，以干体积基准计；
·基于流的总重量，一氧化碳含量为至少40、至少41、至少42或至少43和/或不超过55、不超过54、不超过53或不超过52wt％，或以干基计基于流的总重量，在40wt％-55wt％、41wt％-54wt％或42wt％-53wt％的范围内；
·二氧化碳含量为按体积计至少1％、至少1.5％、至少2％、至少3％、至少4％、至少5％、至少6％或至少7％和/或按体积计不超过25％、不超过20％、不超过15％、不超过12％、不超过11％、不超过10％、不超过9％、不超过8％或不超过7％，以干基计；
·甲烷含量为不超过5000、不超过2500、不超过2000或不超过1000ppm(按体积计)的甲烷，以干基计；
·硫含量为按重量计不超过1000、不超过100、不超过10或不超过1ppm(ppmw)；
·煤烟含量为至少1000、或至少5000ppm和/或不超过50,000、不超过20,000或不超过15,000ppmw；
·卤化物含量为不超过1000、不超过500、不超过200、不超过100或不超过50ppmw；
·汞含量为不超过0.01、不超过0.005或不超过0.001ppmw；
·胂含量为不超过0.1ppm、不超过0.05ppmw、或不超过0.01ppmw；
·氮含量为不超过10,000、不超过3000、不超过1000或不超过100ppmw氮；
·锑含量为至少10ppmw、至少20ppmw、至少30ppmw、至少40ppmw或至少50ppmw，和/或不超过200ppmw、不超过180ppmw、不超过160ppmw、不超过150ppmw或不超过130ppmw；和/或
·钛含量为至少10ppmw、至少25ppmw、至少50ppmw、至少100ppmw、至少250ppmw、至少500ppmw或至少1000ppmw，和/或不超过40,000ppmw、不超过30,000ppmw、不超过20,000ppmw、不超过15,000ppmw、不超过10,000ppmw、不超过7,500ppmw或不超过5,000ppmw。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，合成气包含0.7-2、0.7-1.5、0.8-1.2、0.85-1.1或0.9-1.05的氢气/一氧化碳摩尔比。
气体组分可以通过火焰离子化检测器气相色谱(FlameIonizationDetectorGasChromatography，FID-GC)和热导检测器气相色谱(Thermal ConductivityDetectorGasChromatography，TCD-GC)或任何其它公认的用于分析气流组分的方法来测定。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，基于合成气流的总重量，回收成分合成气可具有如下量的回收成分：至少1、至少5、至少10、至少15、至少20、至少25、至少30、至少35、至少40、至少45、至少50、至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85、至少90、至少95或至少99wt％。
能量回收
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，化学回收设施还可以包括能量回收设施。如本文所用，“能量回收设施”是经由原料的化学转化(例如，燃烧)从原料生成能量(即，热能)的设施。可以提取由燃烧产生的总能量的至少5％、至少10％、至少15％、至少20％、至少25％、至少30％或至少35％并将之用于一种或多种其它过程和/或设施。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，引入能量回收设施80(图1)的进料流可以包含以下的一种或多种：至少一部分PO富集废塑料，至少一种溶剂分解副产物流，热解气、热解油和热解残余物中的一种或多种的至少一部分，和/或来自化学回收设施内的一种或多种其它流中的一种或多种。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，可以将这些流中的一个或多个连续引入能量回收设施中，或者可以间歇地引入这些流中的一个或多个。当存在多种类型的进料流时，可以分别引入每一种，或者可以将全部或部分流组合，以便将组合的流引入能量回收设施中。当存在时，可以以连续或间歇的方式进行组合。进料流可以包括固体、熔体、主要为液体的流、浆料、主要为气体的流或其组合。
可以使用任何类型的能量回收设施。在一些实施例中，能量回收设施可以包括至少一个炉或焚化炉。焚化炉可以是气体进料、液体进料或固体进料的，或可以配置为接受气体、液体或固体。焚化炉或炉可配置为使进料流中的至少一部分烃组分与氧化剂流进行热力燃烧。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，基于氧化剂的总摩尔数，氧化剂包含至少5、至少10、至少15、至少20或至少25和/或不超过95、不超过90、不超过80、不超过70、不超过65、不超过60、不超过55、不超过50、不超过45、不超过40、不超过35、不超过30或不超过25mol％的氧。氧化剂的其它组分可以包括例如氮气或二氧化碳。在其它实施例中，氧化剂包括空气。
在能量回收设施中，引入其中的进料的至少50、至少60、至少70、至少80、至少90或至少95wt％可以燃烧以形成能量和燃烧气体，例如水、一氧化碳、二氧化碳及其组合。在一些实施例中，可以处理至少一部分进料以除去化合物例如硫和/或含氮化合物，以使燃烧气体中的氮和硫氧化物的量最小化。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，所产生的能量的至少一部分可以用于直接或间接加热工艺流。例如，至少一部分能量可用于加热水以形成蒸汽，或用于加热蒸汽并形成过热蒸汽。生成的能量的至少一部分可用于加热传热介质(例如
Figure BDA0003888038540001041
)的流，当加热时，其本身可用于将热传递至一个或多个工艺流。至少一部分能量可用于直接加热工艺流。
在一些实施例中，用来自能量回收设施的能量的至少一部分加热的工艺流可以是来自本文讨论的设施中的一个或多个的工艺流，该设施包括例如溶剂分解设施、热解设施、裂化器设施、POX气化设施、固化设施中的至少一个。能量回收设施80可以在单独的地理区域中或在其自己的单独设施中，而在一个或多个其它实施例中，能量回收设施80的至少一部分可以位于其它设施之一内或在其它设施之一附近。例如，如图1所示的化学回收设施10中的能量回收设施80可以包括溶剂分解设施中的能量回收炉和POX气化设施中的另一个能量回收炉。
其它处理设施
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例结合，图1中一般性示出的化学处理设施10可以包括至少一种其它类型的下游化学回收设施和/或一个或多个其它系统或设施，用于处理一种或多种化学回收产物或副产物流。合适类型的其它设施的例子可包括但不限于固化设施和产物分离设施。另外，一个或多个流的至少一部分可被运输或出售给最终用户或客户，和/或一个或多个流的至少一部分可被送至垃圾填埋场或其它工业处理地点。
固化设施
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，化学回收设施10还可以包括固化设施。如本文所用，术语“固化”是指通过物理手段(例如冷却)和/或化学手段(例如沉淀)使非固体材料变为固体材料。“固化设施”是包括对衍生自废塑料的原料进行固化所需的所有设备、管线和控制装置的设施。
引入固化设施的进料流可源自化学回收设施10内的一个或多个位置。例如，至固化设施的进料流可以包含以下中的至少一种：一种或多种溶剂分解副产物流，来自热解设施的流(包括热解油(pyrolysisoil，也作pyoil)和/或热解残余物)、来自一个或多个设施的主要为液体的流及其组合。本文提供了热解油和热解残余物的定义。可以将这些流中的一种或多种连续引入固化设施中，或者可以间歇地引入这些流中的一种或多种。当存在多种类型的进料流时，可以分别引入每一种进料流，或者，可以将进料流的全部或部分组合，以便将可以将组合的流引入固化设施中。当进行组合时，可以以连续或间歇的方式进行。
固化设施可以包括用于使进料流冷却和至少部分固化的冷却区，随后是可选的尺寸减小区。在离开冷却区时，流的所有或部分可以是固化材料。在一些情况下，固化材料可以是片材、块或厚块的形式，或者它可以是薄片、片剂、锭剂、颗粒、粒料、微粒料或粉末的形式。当进料流仅部分固化时，从冷却区取出的流可以包含固相和液相两者。可以除去至少一部分固相，并且可以从固化设施取出全部或部分液相，并将其引入到另一个设施中，可选地在化学品回收设施(例如，溶剂分解设施)内。
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，固化设施还可以包括用于减小固体材料的尺寸并形成多个颗粒的尺寸减小区域。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，尺寸减小可以包括将固化材料的较大碎片或厚块粉碎、击碎、破碎或研磨/造粒以形成颗粒。在其它实施例中，在通过常规制粒装置制粒之前，可以至少部分地冷却至固化设施的进料流的至少一部分。无论颗粒如何形成，所得固体的D90粒度可以为至少50、至少75、至少100、至少150、至少250、至少350、至少450、至少500、至少750微米，或至少0.5、至少1、至少2、至少5或至少10mm和/或不超过50、不超过45、不超过40、不超过30、不超过35、不超过30、不超过25、不超过20、不超过15、不超过10、不超过5、不超过2、不超过1mm或不超过750、不超过500、不超过250或不超过200微米。固体可以包括粉末。固体可以包括任何形状的粒料。基于固体的总重量，固体可以具有如下量的回收成分：至少1、至少5、至少10、至少15、至少20、至少25、至少30、至少35、至少40、至少45、至少50、至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85、至少90或至少95wt％。
从固化设施中取出的固体可以被送至以下中的一个或多个(或两个或更多个)：热解设施、能量回收设施和/或POX气化设施。固体可以是固体形式，或者可以是熔融的，或者在运输之前或运输期间至少部分液化。在一些实施例中，固体可以与液体组合以形成浆料，并且可以将浆料引入如本文描述的一个或多个化学回收设施中。合适的液体的例子可包括但不限于水、醇及其组合。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，可以加热至少一部分固体，以至少部分地熔化或液化该固体，并且可以将所得熔体引入到上文描述的设施中的一个或多个。可选地，固体的至少一部分可以被送至工业垃圾填埋场(未示出)。
产物分离设施
在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，图1中所示的化学回收设施10内的流之一的至少一部分可以在产物分离设施(在图1中由数字90表示)中分离，以形成适合于进一步销售和/或使用的产物流。例如，可以在分离区中进一步处理一种或多种溶剂分解副产物流的至少一部分，以形成一种或多种纯化或精制的产物流。分离区中使用的合适方法的例子可包括但不限于蒸馏、萃取、倾析、汽提、精馏及其组合。基于精制的产物流的总重量，来自产物分离区的精制的流可以包括至少50、至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85、至少90或至少95wt％的一种或多种所需组分。所需组分的例子可包括：某些醇或二醇(例如乙二醇、甲醇)、烷烃(例如乙烷、丙烷和丁烷以及更重质的)和烯烃(例如丙烯、乙烯和组合)。
针对MPW表示的重量百分比是在加入任何稀释剂/溶液(例如盐或苛性碱溶液)之前，进料至第一阶段分离的MPW的重量。
在方面1中，提供了一种回收塑料废物的方法，该方法包含：(a)将一定量的从塑料废物中分离出的含PET和金属的再生装置副产物进料至化学回收设施；和(b)在化学回收设施中解聚含金属的再生装置副产物的至少一部分。
在方面2中，提供了一种回收塑料废物的方法，该方法包含：(a)将一定量的从塑料废物中分离出的含PET和金属的再生装置副产物进料至化学回收设施，一定量的含金属副产物包含塑料薄片和至少0.1wt％的金属；和(b)在化学回收设施中解聚塑料薄片的至少一部分。
在方面3中，提供了一种回收塑料废物的方法，该方法包含：(a)将一定量的从塑料废物中分离出的含PET和金属的再生装置副产物进料至化学回收设施，一定量的含金属副产物包含塑料制品和至少0.1wt％的金属；和(b)在化学回收设施中解聚塑料制品的至少一部分。
在方面4中，提供了一种回收塑料废物的方法，该方法包含：(a)将一定量的从塑料废物中分离出的含PET和金属的再生装置副产物进料至化学回收设施，一定量的含金属副产物包含塑料细料和至少0.1wt％的金属；和(b)在化学回收设施中解聚塑料细料的至少一部分。
在方面5中，提供了含PET和金属的再生装置副产物作为进至化学回收设施的原料的用途。
在本公开的方面6中，其可包括但不限于方面1-5，一定量的含PET和金属的再生装置副产物包含至少0.1wt％的金属。
在本公开的方面7中，其可包括但不限于方面1-6，金属包含一种或多种非铁金属。
在本公开的方面8中，其可包括但不限于方面1-7，非铁金属包含铝、铜、铅、镍、锡、钛、锌和/或其合金。
在本公开的方面9中，其可包括但不限于方面1-8，金属包含一种或多种铁类金属。
在本公开的方面10中，其可包括但不限于方面1-9，铁类金属包含铁、钢、不锈钢、碳钢、奥氏体、马氏体、双相不锈钢、铁素体不锈钢和/或其合金。
在本公开的方面11中，其可包括但不限于方面1-10，以干基计，一定量的含PET和金属的再生装置副产物包含至少0.1wt％的PET。
在本公开的方面12中，其可包括但不限于方面1-11，副产物在所述进料至所述化学回收设施(a)之前不经历分离。
在本公开的方面13中，其可包括但不限于方面1-12，该方法还包含：在解聚(b)之前，将副产物中的至少一部分塑料材料与金属分离。
在本公开的方面14中，其可包括但不限于方面1-13，分离包含：将一定量的含PET和金属的再生装置副产物的至少一部分进料至至少一个密度分离阶段中，以将塑料材料的至少一部分与金属分离。
在本公开的方面15中，其可包括但不限于方面1-14，该方法还包含：在解聚(b)之前，将塑料薄片的至少一部分与金属分离。
在本公开的方面16中，其可包括但不限于方面1-15，分离包含：将一定量的含PET和金属的再生装置副产物的至少一部分进料至至少一个密度分离阶段中，以将塑料薄片的至少一部分与金属分离。
在本公开的方面17中，其可包括但不限于方面1-16，该方法还包含：将塑料薄片的一部分进料至化学回收设施内的溶剂分解设施中。
在本公开的方面18中，其可包括但不限于方面1-17，该方法还包含：将从塑料薄片分离的金属的至少一部分进料至部分氧化(POX)气化器。
在本公开的方面19中，其可包括但不限于方面1-18，副产物在所述进料至所述化学回收设施(a)之前不经历分离。
在本公开的方面20中，其可包括但不限于方面1-19，该方法还包含：将副产物中的至少一部分金属和至少一部分塑料薄片进料至所述化学回收设施内的溶剂分解设施。
在本公开的方面21中，其可包括但不限于方面1-20，至少一部分金属通过固体/液体分离器和/或在溶剂分解设施中净化而从副产物中去除。
在本公开的方面22中，其可包括但不限于方面1-21，塑料制品可以是压缩捆包的形式。
在本公开的方面23中，其可包括但不限于方面1-22，该方法还包含：处理压缩捆包的至少一部分，从而产生拆包的量的塑料制品和金属。
在本公开的方面24中，其可包括但不限于方面1-23，所述处理包含：减小捆包的尺寸，以形成一定量的塑料颗粒固体，该塑料颗粒固体的D90粒度小于2.54cm(1英寸)。
在本公开的方面25中，其可包括但不限于方面1-24，该方法还包含：在解聚(b)之前，将塑料制品和/或塑料颗粒固体的至少一部分与金属分离。
在本公开的方面26中，其可包括但不限于方面1-25，所述分离包含：将塑料制品和/或塑料颗粒固体的至少一部分和金属进料至至少一个密度分离阶段，以将塑料制品和/或塑料颗粒固体的至少一部分与金属分离。
在本公开的方面27中，其可包括但不限于方面1-26，该方法还包含：将塑料制品和/或塑料颗粒固体的一部分进料至化学回收设施内的溶剂分解设施中。
在本公开的方面28中，其可包括但不限于方面1-27，该方法还包含：将分离金属的至少一部分进料至部分氧化(POX)气化器。
在本公开的方面29中，其可包括但不限于方面1-28，在进料至化学回收设施之前，含PET和金属的再生装置副产物不经历分离。
在本公开的方面30中，其可包括但不限于方面1-29，该方法还包含：将金属的至少一部分和塑料制品和/或塑料颗粒固体的至少一部分进料至化学回收设施内的溶剂分解设施中。
在本公开的方面31中，其可包括但不限于方面1-30，至少一部分金属通过分离器和/或在溶剂分解设施中净化而从副产物中去除。
在本公开的方面32中，其可包括但不限于方面1-31，该方法还包含：在解聚(b)之前，使塑料细料的至少一部分致密化，以产生一定量的致密化的含PET颗粒。
在本公开的方面33中，其可包括但不限于方面1-32，致密化的含PET颗粒的D90粒度可为1至10mm。
在本公开的方面34中，其可包括但不限于方面1-33，致密化的含PET颗粒包含至少一部分金属。
在本公开的方面35中，其可包括但不限于方面1-34，该方法还包含：将致密化的含PET颗粒的至少一部分进料至化学回收设施内的溶剂分解设施中，无需经历预处理或分离过程。
在本公开的方面36中，其可包括但不限于方面1-35，该方法还包含：以含金属流的方式分离和/或提取副产物中的金属的至少一部分，并将含金属流进料至化学回收设施内的热解设施。
在本公开的方面37中，其可包括但不限于方面1-35，含金属流还包含一定量的塑料材料。
定义
应当理解，以下内容并非旨在成为所定义术语的排他性列表。在前面的描述中可以提供其它定义，例如，当在上下文中伴随所定义术语的使用时。
如本文所用，术语“一个/种(a/an)”和“该/所述”表示一个/种或多个/种。
如本文所用，术语“和/或”在两个或多个项目的列表中使用时，是指所列项目中的任何一个可以单独使用，或可以使用所列项目中的两个或多个的任何组合。例如，如果组合物被描述为含有组分A、B和/或C，则该组合物可以含有：单独的A；单独的B；单独的C；A和B的组合；A和C的组合；B和C的组合；或A、B和C的组合。
如本文所用，短语“至少一部分”包括至少一部分，并且至多是(并且包括)全部的量或时间段。
如本文所用，术语“苛性碱”是指可在技术中用作清洁剂以用于杀灭病原体和/或减少气味的任何碱性溶液(例如，强碱、浓的弱碱等)。
如本文所用，术语“离心密度分离”是指其中材料的分离主要由离心力引起的密度分离过程。
如本文所用，术语“化学回收”是指这样的废塑料回收过程，该过程包括将废塑料聚合物化学转化成较低分子量聚合物、低聚物、单体和/或非聚合物分子(例如氢、一氧化碳、甲烷、乙烷、丙烷、乙烯和丙烯)的步骤，这些分子本身有用和/或用作另一个或多个化学生产过程的原料。
如本文所用，术语“化学回收设施”是指通过化学回收废塑料产生回收成分产品的设施。化学回收设施可以采用以下步骤中的一个或多个：(i)预处理，(ii)溶剂分解，(iii)热解，(iv)裂化，和/或(v)POX气化。
如本文所用，术语“同地协作”是指这样的特征：至少两个物体位于共同的物理地点，和/或彼此相距一英里以内。
如本文所用，术语“含着色塑料的混合物”是指：(a)被再生装置或MRF识别为着色塑料或被再生装置或MRF识别为不透明rPET的含塑料材料；或(b)除干细料、湿细料、再生装置透明rPET产物、岩石、生物质、金属或纤维以外，由再生装置或MRF分离的任何含塑料材料。
如本文所用，术语“包含(comprising/comprises/comprise)”是开放式的过渡术语，用于从该术语之前所述的对象过渡到该术语之后所述的一个或多个要素，其中在过渡术语之后列出的一个或多个要素不一定是构成该对象仅有的要素。
如本文所用，术语“传导”是指以间歇和/或连续方式运送材料。
如本文所用，术语“裂化”是指通过碳-碳键的断裂将复杂的有机分子分解为更简单的分子。
如本文所用，术语“D90”是指一特定直径，其中90％的颗粒分布直径小于该特定直径，10％的颗粒分布直径大于该特定直径。为了确保获得代表性的D90值，颗粒的样本大小应为至少一磅。为了确定连续过程中颗粒的D90，应至少对5个样品进行测试，这些样品在至少24小时内以相等的时间间隔取出。使用高速摄影和计算机算法进行D90的测试，以产生粒度分布。一种用于测定D90值的合适的粒度分析仪是来自Ohio Mentor的W.STyler的CPA4-1型计算机化颗粒分析仪。
如本文所用，术语“直径”是指颗粒的最大弦长(即其最大尺寸)。
如本文所用，“致密化”是指凝结和造粒、聚结或部分熔融一定量的塑料颗粒，该塑料颗粒的D90粒度小于0.32cm(1/8英寸)，以形成D90粒度为0.32cm(1/8英寸)至2.54cm(1英寸)的固体颗粒(例如粒料)的方法。
如本文所用，术语“密度分离过程”是指至少部分地基于材料的各自密度来分离材料的过程。此外，术语“低密度分离阶段”和“高密度分离阶段”是指相对密度分离过程，其中低密度分离的目标分离密度小于高密度分离阶段的目标分离密度。
如本文所用，术语“贫化/贫含”(depleted)是指特定组分的浓度(以干基计)小于参比材料或流中该组分的浓度。
如本文所用，术语“直接衍生”是指具有至少一种源自废塑料的物理组分。
本文所用术语“干细料”是指下述这样的来自PET再生设施和/或PET制品制造商的废塑料颗粒，其平均粒度小于0.32cm(1/8英寸)，水分含量小于2wt％。
如本文所用，术语“富集/富含”(enriched)是指具有特定组分的下述浓度(以干基计)，该浓度大于参比材料或流中该组分的浓度。
如本文所用，术语“过滤/过滤器(filtration/filtering/filter(ed))”是指用于进行固体/液体分离的方法和/或设备，包括但不限于使用介质、离心分离和/或沉降。
如本文所用，术语“卤化物”是指包含带有负电荷的卤素原子(即卤素离子)的组合物。
如本文所用，术语“卤”或“卤素”是指包含至少一个卤素原子的有机或无机化合物、离子或元素物质。
如本文所用，术语“具有(having/has/have)”具有与上文提供的“包含”相同的开放式含义。
如本文所用，术语“重质有机甲醇分解副产物”是指沸点高于DMT的甲醇分解副产物。
如本文所用，术语“重质有机溶剂分解副产物”是指沸点高于溶剂分解设施的主要对苯二甲酰基产物的溶剂分解副产物。
如本文所用，术语“包括(including/includes/include)”具有与上文提供的“包含”相同的开放式含义。
如本文所用，术语“间接衍生”是指具有下述这样的指定的回收成分，该指定的回收成分i)可归因于废塑料，但ii)不是基于具有源自废塑料的物理组分。
如本文所用，术语“隔离的”是指这样的特征：一个或多个物体本身单独地，并与其它材料分离，无论是运动的还是静止的。
如本文所用，术语“轻质有机甲醇分解副产物”是指沸点低于DMT的甲醇分解副产物。
如本文所用，术语“轻质有机溶剂分解副产物”是指沸点低于溶剂分解设施的主要对苯二甲酰基产物的溶剂分解副产物。
如本文所用，术语“甲醇分解副产物”是指从甲醇分解设施中取出的不是对苯二甲酸二甲酯(DMT)、乙二醇(EG)或甲醇的任何化合物。
如本文所用，术语“混合塑料废物”和“MPW”是指至少两种类型的废塑料的混合物，所述废塑料包括但不限于以下塑料类型：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、一种或多种聚烯烃(PO)和聚氯乙烯(PVC)。
如本文所用，术语“部分氧化(POX)”或“POX”是指含碳进料高温转化为合成气(一氧化碳、氢气和二氧化碳)，其中该转化是在低于化学计量的氧气存在下进行的。POX气化的进料可以包括固体、液体和/或气体。
如本文所用，术语“部分氧化(POX)反应”是指在部分氧化(POX)气化器中在含碳进料转化为合成气时发生的所有反应，包括但不限于：部分氧化、水煤气变换、水煤气——初级反应、布多阿尔反应、氧化、甲烷化、氢重整、蒸汽重整和二氧化碳重整。
如本文所用，“PET”是指：聚对苯二甲酸乙二醇酯的均聚物；或用改性剂改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯；或含有除乙二醇和对苯二甲酸以外的残基或部分的聚对苯二甲酸乙二醇酯，例如间苯二甲酸、1,4-环己烷二羧酸、二乙二醇、TMCD(2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇)、CHDM(环己烷二甲醇)、丙二醇、异山梨醇、1,4-丁二醇、1,3-丙二醇和/或NPG(新戊二醇)；或具有重复对苯二甲酸酯单元(并且无论它们是否含有重复的乙二醇基单元)和以下残基或部分中的一个或多个的聚酯：TMCD(2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇)、CHDM(环己烷二甲醇)、丙二醇、或NPG(新戊二醇)、异山梨醇、间苯二甲酸、1,4-环己烷二羧酸、1,4-丁二醇、1,3-丙二醇和/或二乙二醇或其组合。
如本文所用，术语“塔顶”是指在封闭结构内的颗粒塑料固体的量的最大高度以上的结构的物理位置。
如本文所用，术语“含PET和金属的再生装置副产物”是指来自PET再生设施中的磁力分离器、涡流分离器或其它金属分离器的未作为rPET产物提取的材料。
如本文所用，术语“部分氧化(POX)气化设施”或“POX设施”是指包括进行废塑料和由其衍生的原料的POX气化所需的所有设备、管线和控制装置的设施。
如本文所用，术语“部分处理的废塑料”是指已经经受至少一个自动化或机械化分拣、洗涤或粉碎步骤或过程的废塑料。部分处理的废塑料可源自例如市政回收设施(MRF)或再生装置。当将部分处理的废塑料提供给化学回收设施时，可以跳过一个或多个预处理步骤。
如本文所用，术语“PET溶剂分解”是指在溶剂存在下，通过其使含聚对苯二甲酸酯的塑料进料化学分解，以形成主要对苯二甲酰基产物和主要二醇产物的反应。
如本文所用，术语“物理回收”(也称为“机械回收”)是指废塑料回收过程，该过程包括熔化废塑料并将熔化的塑料形成为新的中间产品(例如，粒料或片材)和/或新的最终产品(例如，瓶子)的步骤。通常，物理回收基本上不改变塑料的化学结构，尽管可能发生一些降解。
如本文所用，术语“塑料制品”是指D90粒度大于2.54cm(1英寸)的打包或未打包的塑料材料。
如本文所用，术语“塑料细料”是指D90粒度小于0.32cm(1/8英寸)的塑料颗粒。
如本文所用，术语“塑料薄片”是指D90粒度为0.32cm(1/8英寸)至2.54cm(1英寸)的塑料颗粒。
如本文所用，术语“主要”是指超过50wt％。例如，主要为丙烷的流、组合物、原料或产物是含有超过50wt％丙烷的流、组合物、原料或产物。
如本文所用，术语“预处理”是指使用以下步骤中的一个或多个制备用于化学回收的废塑料：(i)粉碎，(ii)制粒，(iii)洗涤，(iv)干燥，和/或(v)分离。
如本文所用，术语“热解”是指一种或多种有机材料在升高的温度下在惰性(即基本上无氧)气氛中的热分解。
如本文所用，术语“热解焦炭”是指由热解获得的、在200℃和1atm下为固体的含碳组合物。
如本文所用，术语“热解气”是指由热解获得的、在25℃下为气态的组合物。
如本文所用，术语“热解重质蜡”是指由热解获得的C20+烃，其不是热解焦炭、热解气或热解油。
如本文所用，术语“热解油(pyrolysisoil或pyoil)”是指由热解获得的、在25℃和1atm下为液体的组合物。
如本文所用，术语“热解残余物”是指由热解获得的下述组合物，该组合物不是热解气或热解油，且主要包含热解焦炭和热解重质蜡。
如本文所用，术语“再生装置副产物”是指由再生设施分离或提取的、未作为透明rPET产物提取的任何材料，包括着色rPET。
如本文所用，“再生装置薄片废品”是指来自再生设施的塑料废物混合物，其包含至少PET和以干基计至少0.1wt％的PVC，且D90粒度为0.32cm(1/8英寸)至2.54cm(1英寸)。
如本文所用，“再生装置湿细料”是指从再生设施内的废塑料中分离出来的含PET的塑料颗粒流或批次，并且当在再生设施内首次与废塑料分离时，其水含量为基于再生装置湿细料总重量的至少2wt％，并且塑料颗粒的D90小于0.32cm(1/8英寸)。
如本文所用，术语“回收成分”和“r-成分”是指或包含直接和/或间接衍生自废塑料的组合物。
如本文所用，术语“树脂ID代码”是指在塑料产品上出现的一组符号和相关数字(1至7)，其标识制造该产品的塑料树脂，最初于1988年在美国开发，但自从2008年以来已由ASTM国际组织管理。
如本文所用，术语“树脂ID码1”是指由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成的塑料产品。这种塑料产品可以包括软饮料瓶、矿泉水瓶、果汁容器和食用油容器。
如本文所用，术语“树脂ID码2”是指由高密度聚乙烯(HDPE)制成的塑料产品。这种塑料产品可以包括牛奶壶、清洁剂和洗衣剂容器、洗发水瓶和肥皂容器。
如本文所用，术语“树脂ID码3”是指由聚氯乙烯(PVC)制成的塑料产品。这种塑料产品可以包括水果和糖果托盘、塑料包装(泡沫铝箔)和食品包装。
如本文所用，术语“树脂ID码4”是指由低密度聚乙烯(LDPE)制成的塑料产品。这种塑料产品可以包括购物袋、轻质瓶和麻袋。
如在此所使用的，术语“树脂ID码5”指的是由聚丙烯(PP)制成的塑料产品。这样的塑料产品可以包括家具、汽车部件、工业纤维、行李箱和玩具。
如在此所使用的，术语“树脂ID码6”是指由聚苯乙烯(PS)制成的塑料产品。这种塑料产品可以包括玩具、硬质包装、冰箱托盘、化妆包、服饰珠宝、CD盒、自动售货杯和蛤壳式容器。
如本文所用，术语“树脂ID码7”是指由除定义为树脂ID码1-6的塑料以外的塑料制成的塑料产品，包括但不限于丙烯酸、聚碳酸酯、聚乳酸纤维、尼龙和玻璃纤维。这种塑料产品可以包括瓶子、前灯透镜和安全眼镜。
如本文所用，术语“分离效率”是指如图10中所定义的两个或多个相或组分之间的分离程度。
如本文所用，术语“浮沉密度分离”是指其中材料的分离主要由在选定液体介质中的漂浮或下沉引起的密度分离过程。
如本文所用，术语“固化的净化材料”是指从任何熔融聚合物材料设备或其部分中除去的塑料废物，而该设备不产生预期产品(例如粒料、瓶子和其它塑料制品)，包括但不限于挤出机、过滤器、造粒机、反应器、导管等，该塑料废物在熔融聚合物材料设备内熔融但允许在所述装置外固化。
如本文所用，术语“溶剂分解”或“酯溶剂分解”是指含酯的进料在溶剂存在下化学分解以形成主要羧基产物和/或主要二醇产物的反应。溶剂分解的例子包括水解、醇解和氨解。
如本文所用，术语“溶剂分解副产物”是指从溶剂分解设施中取出的任何化合物，该化合物不是溶剂分解设施的主要羧基(主要对苯二甲酰基)产物、溶剂分解设施的主要二醇产物或进料至溶剂分解设施的主要溶剂。
如本文所用，术语“分拣的含塑料混合物”是指由消费者分拣并留在路边或中央便利站处以供收集的一定量的混合塑料废物，并且可包括透明和/或着色塑料制品，或由垃圾收集器或市政当局分拣。
如本文所用，术语“对苯二甲酰基”是指包括以下基团的分子：
Figure BDA0003888038540001171
如本文所用，术语“主要对苯二甲酰基”是指从溶剂分解设施提取的主要或关键对苯二甲酰基产物。
如本文所用，术语“二醇”是指每分子包含两个或更多个-OH官能团的组分。
如本文所用，术语“主要二醇”是指从溶剂分解设施提取的主要二醇产物。
如本文所用，术语“目标分离密度”是指在高于该密度时，经受密度分离过程的材料优先分离成较高密度输出，在低于该密度时，材料在较低密度输出中分离。
如本文所用，术语“废塑料”和“塑料废物”是指用过的、废弃的和/或丢弃的塑料材料。进料至化学回收设施的废塑料可以是未处理的或部分处理的。
如本文所用，术语“未处理的废塑料”是指未经受任何自动化或机械化分拣、洗涤或粉碎的废塑料。未处理的废塑料的例子包括从家庭路边塑料回收箱或共享社区塑料回收容器收集的废塑料。
如本文所用，短语“至少一部分”包括至少一部分，并且至多是(并且包括)全部的量或时间段。
如本文所用，术语“废塑料颗粒”是指D90小于1英寸的废塑料。
如本文所用，术语“主要”是指基于其总重量至少50wt％的某物。例如，基于组合物的总重量，“主要”包含组分A的组合物包括至少50wt％的组分A。
如本文所用，“下游”是指下述这样的目标单元操作、容器或设备：
a.与来自裂化器炉辐射段的出口流是流体(液体或气体)连通或管道连通的，可选地通过一个或多个中间单元操作、容器或设备，或
b.与来自裂化器炉辐射段的出口流是流体(液体或气体)连通或管道连通的，可选地通过一个或多个中间单元操作、容器或设备，前提是目标单元操作、容器或设备保持在裂化器设施(包括炉和所有相关的下游分离设备)的界区内。
权利要求书不限于所公开的实施例
以上描述的技术的形式仅用作说明，而不应以限制意义使用来解释本技术的范围。在不脱离本发明的精神的情况下，本领域技术人员可以容易地对上文提出的示例性实施例进行修改。
发明人在此声明，他们打算依靠等同原则来确定和评估本发明的合理公平范围，因为它涉及本质上不偏离但在跟随的权利要求中阐述的发明的字面范围之外的任何装置。

Claims (20)

1.一种回收塑料废物的方法，所述方法包含：
(a)将一定量的从所述塑料废物中分离出的含PET和金属的再生装置副产物进料至化学回收设施；和
(b)在所述化学回收设施中解聚所述量的含PET和金属的再生装置副产物的至少一部分。
2.一种回收塑料废物的方法，所述方法包含：
(a)将一定量的从所述塑料废物中分离出的含PET和金属的再生装置副产物进料至化学回收设施，所述量的含金属的副产物包含塑料薄片和至少0.1wt％的金属；和
(b)在所述化学回收设施中解聚所述塑料薄片的至少一部分。
3.一种回收塑料废物的方法，所述方法包含：
(a)将一定量的从所述塑料废物中分离出的含PET和金属的再生装置副产物进料至化学回收设施，所述量的含金属的副产物包含塑料制品和至少0.1wt％的金属；和
(b)在所述化学回收设施中解聚所述塑料制品的至少一部分。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述塑料制品为压缩捆包的形式。
5.根据权利要求4所述的方法，其还包含：处理所述压缩捆包的至少一部分，从而产生拆包的量的塑料制品和所述金属。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述处理包括减小所述捆包的尺寸，以形成一定量的塑料颗粒固体，所述塑料颗粒固体的D90粒度小于2.54cm(1英寸)。
7.根据权利要求1、2、3或6中任一项所述的方法，其中，所述副产物在所述进料至所述化学回收设施(a)之前不经历分离。
8.根据权利要求7所述的方法，其还包含：
(i)将所述副产物中所述金属的至少一部分和所述塑料材料的至少一部分进料至所述化学回收设施内的溶剂分解设施；
(ii)将所述副产物中所述金属的至少一部分和所述塑料薄片的至少一部分进料至所述化学回收设施内的溶剂分解设施；或
(iii)将所述副产物中所述金属的至少一部分和所述塑料制品的至少一部分和/或所述塑料颗粒固体进料至所述化学回收设施内的溶剂分解设施。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述金属的至少一部分通过固体/液体分离器和/或在所述溶剂分解设施中净化，而从所述副产物和/或所述塑料颗粒固体中去除。
10.根据权利要求1、2、3或6中任一项所述的方法，其还包含：
(i)在所述解聚(b)之前，将所述副产物中的至少一部分塑料材料与所述金属分离；
(ii)在所述解聚(b)之前，将所述塑料薄片的至少一部分与所述金属分离；或
(iii)在所述解聚(b)之前，将所述塑料制品和/或所述塑料颗粒固体的至少一部分与所述金属分离。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述分离包含：
(i)将所述量的含PET和金属的再生装置副产物的至少一部分进料至至少一个密度分离阶段中，以将塑料材料的所述部分与所述金属分离；
(ii)将所述量的含PET和金属的再生装置副产物的至少一部分进料至至少一个密度分离阶段中，以将所述塑料薄片的部分与所述金属分离；或
(iii)将所述塑料制品和/或所述塑料颗粒固体的至少一部分和所述金属进料至至少一个密度分离阶段，以将所述塑料制品和/或所述塑料颗粒固体的所述部分与所述金属分离。
12.根据权利要求10所述的方法，其还包含：将从所述塑料材料、所述塑料薄片、所述塑料制品和/或所述塑料颗粒固体分离出的所述金属的至少一部分进料至部分氧化(POX)气化器中。
13.一种回收塑料废物的方法，所述方法包含：
(a)将一定量的从所述塑料废物中分离出的含PET和金属的再生装置副产物进料至化学回收设施，所述量的含金属的再生装置副产物包含塑料细料和至少0.1wt％的金属；和
(b)在所述化学回收设施中解聚所述塑料细料的至少一部分。
14.根据权利要求13所述的方法，其还包含：在所述解聚(b)之前，使所述塑料细料的至少一部分致密化，以产生一定量的致密化的含PET颗粒。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述致密化的含PET颗粒的D90粒度可为1至10mm。
16.根据权利要求14所述的方法，其中，所述致密化的含PET颗粒包含所述金属的至少一部分。
17.根据权利要求14所述的方法，其还包含：将所述致密化的含PET颗粒的至少一部分进料至所述化学回收设施内的溶剂分解设施中，无需经历预处理或分离过程。
18.根据权利要求13-17中任一项所述的方法，其还包含：以含金属流的方式分离和/或提取所述副产物中的所述金属的至少一部分，并将所述含金属流进料至所述化学回收设施内的热解设施。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述含金属流还包含一定量的塑料材料。
20.含PET和金属的再生装置副产物作为进至化学回收设施的原料的用途。
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