CN115989303A - 由废塑料原料制备化学产物的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及由废塑料原料生产丁烯和丁二烯的方法，该方法包括按以下顺序的步骤：(a)提供通过对废塑料原料进行处理获得的烃流A；(b)提供烃流B；(c)将包含一定分率的烃流A和一定分率的烃流B的进料C供应至包含裂解盘管的热裂解炉；(d)在蒸汽的存在下进行热裂解操作以获得经裂解的烃流D；(e)将该经裂解的烃流D供应至一个或多个分离单元；(f)进行分离操作以获得包含乙烯、丙烯、异丁烯、1‑丁烯、2‑丁烯、1,2‑丁二烯、1,3‑丁二烯、苯、苯乙烯、甲苯、乙苯和二甲苯的不同化学产物流；其中在步骤(d)中：盘管出口温度为≥800且≤870℃，优选≥805且≤835℃；和蒸汽与进料C的重量比为>0.3且<0.8，优选>0.3且<0.5。此方法能够优化回到作为该方法的结果产出的产物的废塑料材料的量。这个量越大，即废塑料材料中存在的转化成产出的产物的化学构成单元的量越大，则该方法的可持续性足迹越好。该方法能够循环利用塑料。

Description

由废塑料原料制备化学产物的方法
本发明涉及一种由来源于废塑料原料的产物制备化学产物的方法。具体而言，本发明涉及以对于这类化学产物改进的碳效率由来源于废塑料原料的产物生产化学产物。
当前，塑料材料作为废物处置造成了越来越多的环境问题。随着全球人口增加和人均塑料材料使用的增加，无论是来自工业用途还是消费用途，产生为废物的塑料材料的量达到了使得处置方法的长远创新正迅速变得至关重要的程度。具体而言，非常期望这类创新也有助于减少有害的环境问题，诸如化石碳利用和碳排放入大气。
目前，在许多情况下，废塑料被焚化处理，从而导致大气碳排放，被丢弃在垃圾填埋场或甚至乱扔于陆地和海洋上。这种非期望的废物处置越来越多地面临社会的反对。因此，行业发展的一个目的是找到以克服上述反对的方式加工这类废塑料的手段。
实现此举的一种手段是经由化学转化过程将废塑料加工成可再次用于重新生产塑料的进料。这种路线不仅允许再使用具有如上文呈现的相关问题的废物，而且其可充当塑料生产中所用常规进料的替代。
一种生产塑料的具体路线(到目前为止最普遍的路线)是通过首先将化石油或气衍生物加工成塑料的构成单元(building blocks)，再经由聚合过程将这些构成单元转化成塑料。此举的典型实例涉及经由蒸汽裂解石脑油范围的石油衍生物来制备这类构成单元(也被称为单体)。这类单体具体而言包括低级的单烯属和二烯属化合物，诸如丁烯和丁二烯；之后是其他有价值的化学构成单元，诸如芳族化合物和含氧产物。这些化学构成单元以非常大的规模转化成聚合物材料。
因为由烃裂解获得的化学产物在很大程度上用于塑料的生产，这种路线将特别适合于利用基于废塑料的进料流转化成新的聚合材料。这种路线允许提供将塑料转化为塑料的手段，也被称为循环塑料加工。
为了能够作为蒸汽裂解操作的进料来加工废塑料，废塑料必须被提供为对蒸汽裂解器的进料，以使得裂化过程可以最高效率且在可持续条件下运行。
在这种上下文中，高裂解效率意指在作为蒸汽裂解器中产生的产品范围的一部分最大化生产丙烯和苯的条件下进行裂解。蒸汽裂解涉及使具有混合化学结构的烃的进料流在高流动速度下经受高温持续一定时间。作为这些条件的结果，进料流中化合物发生热降解，产生一定范围的所需化合物，其可直接或经由进一步化学转化过程而用于商业用途。
在本发明的上下文中，蒸汽裂解的可持续条件意指蒸汽裂解在这种工艺条件和进料流组成下发生，其使得在因杂质和/或操作条件所致在根据现有技术的蒸汽裂解器中通常采用的管道内部形成沉积的焦炭或积垢而迫使操作中止并且要清洁反应器管道之前，裂解过程(在商业操作中是连续过程)的运行持续时间尽可能长。这种运行持续时间很大程度地取决于进料的组成和裂解的条件，并且期望尽可能长以允许装置的经济操作。
现在，本发明的目的是提供一种能够最大效率地利用来源于废塑料流的碳来生产化学产物的方法。
根据本发明，这现在通过一种由废塑料原料生产丁烯和丁二烯的方法来实现，该方法包括按以下顺序的步骤：
(a)提供通过对废塑料原料进行处理获得的烃流A；
(b)提供烃流B；
(c)将包含一定分率的烃流A和一定分率的烃流B的进料C供应至包含裂解盘管的热裂解炉；
(d)在蒸汽的存在下进行热裂解操作以获得经裂解的烃流D；
(e)将经裂解的烃流D供应至一个或多个分离单元；
(f)进行分离操作以获得包含乙烯、丙烯、异丁烯、1-丁烯、2-丁烯、1,2-丁二烯、1,3-丁二烯、苯、苯乙烯、甲苯、乙苯和二甲苯的不同化学产物流；
其中在步骤(d)中：
·盘管出口温度为≥800且≤870℃，优选≥805且≤835℃；和
·蒸汽与进料C的重量比为>0.3且<0.8，优选>0.3且<0.5。
本发明的方法能够优化回到作为该方法的结果产出的产物的废塑料材料的量。这个量越大，即废塑料中存在的转化成产出的产物的化学构成单元的量越大，则该方法的可持续性足迹越好。该方法能够循环利用塑料。另外，该方法能够提高丁烯和丁二烯生产中的效率，因为经裂解的烃流D中它们的分率增加。
在本发明的上下文中，化学产物应理解为包含乙烯、丙烯、异丁烯、1-丁烯、2-丁烯、1,2-丁二烯、1,3-丁二烯、苯、苯乙烯、甲苯、乙苯和二甲苯。
蒸汽与进料C的重量比可例如为>0.3且<0.8，优选>0.3且<0.7，更优选>0.30且<0.50。
本发明的方法能够将废塑料材料转化成化学产物。
用于生产本发明方法的烃流A的废塑料原料可例如包含聚烯烃、聚酯、热塑性弹性体、聚氯乙烯、聚苯乙烯或聚碳酸酯。
可用于生产烃流A的废塑料原料可为包含聚烯烃、聚酯、热塑性弹性体、聚氯乙烯、聚苯乙烯或聚碳酸酯的混合物。具体而言，可用于生产烃流A的废塑料原料可为包含相对于废塑料原料的总重量计>25.0重量％的聚烯烃的混合物。优选地，废塑料原料可包含>40.0重量％、更优选>50.0重量％、甚至更优选>60.0重量％、或>70.0重量％的聚烯烃。废塑料原料可包含一定分率的非热塑性材料。这类非热塑性材料可为例如基于烃的材料，诸如橡胶材料，但还可为包括纸、砂和土的材料。本发明的一个优点是可在制备聚丙烯的方法中使用含有至多10重量％、优选至多5.0重量％、更优选至多2.0重量％的选自纸、砂和土以及它们的组合的材料的废塑料原料。这允许加工这类原料而不需要可能要求使用溶剂或清洁剂的清洁过程。
例如，废塑料原料可包含相对于废塑料原料的总重量计≤10.0重量％的成分，该成分为玻璃、纸、金属、纸板、可堆肥废物、木材、石材、织物、橡胶材料和强吸收性卫生用品的含量之和。
废塑料原料可例如包含相对于废塑料原料的总重量计≥90.0重量％的聚合材料。
废塑料原料可例如包含一定量的聚酯。例如，废塑料原料可包含<20.0重量％、优选<15.0重量％、更优选<10.0重量％、甚至更优选<5.0重量％、甚至进一步优选<2.0重量％的聚酯。在某些实施方案中，废塑料原料可不含聚酯。
诸如在制备如本发明方法中使用的烃流A中采用的废塑料原料中通常可存在的聚酯的具体类型是聚对苯二甲酸乙二醇酯，也可被称为PET。废塑料原料可例如包含一定量的PET。例如，废塑料原料可包含<20.0重量％、优选<15.0重量％、更优选<10.0重量％、甚至更优选<5.0重量％、甚至进一步优选<2.0重量％的PET。在某些实施方案中，废塑料原料可不含PET。
诸如PET的聚酯在其聚合链中含有氧原子。烃流A中包含氧原子的化合物的存在受到一定限制，因为供应至热裂解炉的化合物中过量的氧原子会在离开热裂解炉的经裂解的烃流D的下游加工中导致包括结垢和腐蚀的问题。因此，期望控制用来制备烃流A的废塑料原料中含氧聚合物的量或甚至使其最小化。
废塑料原料可例如包含一定量的聚酰胺。例如，废塑料原料可包含<20.0重量％、优选<15.0重量％、更优选<10.0重量％、甚至更优选<5.0重量％、甚至进一步优选<2.0重量％的聚酰胺。在某些实施方案中，废塑料原料可不含聚酰胺。
诸如在制备如本发明方法中使用的烃流A中采用的废塑料原料中通常可存在的聚酰胺的具体类型是聚酰胺6和聚酰胺6,6，也可被分别称为PA6和PA66。废塑料原料可例如包含一定量的PA6或PA66。例如，废塑料原料可包含<20.0重量％、优选<15.0重量％、更优选<10.0重量％、甚至更优选<5.0重量％、甚至进一步优选<2.0重量％的PA6和PA66总和。在某些实施方案中，废塑料原料可不含PA6和/或PA66。
废塑料原料可例如包含一定量的聚氯乙烯，也可被称为PVC。例如，废塑料原料可包含<5.0重量％、优选<2.0重量％、更优选<1.0重量％、甚至更优选<0.5重量％、甚至进一步优选<0.1重量％的PVC。在某些实施方案中，废塑料原料可不含PVC。
废塑料原料可例如包含：
·<20.0重量％、优选<10.0重量％的聚酯；和/或
·<20.0重量％、优选<10.0重量％的聚酰胺；和/或
·<2.0重量％、优选<1.0重量％的聚氯乙烯，
均相对于废塑料原料中聚合材料的总重量计。
废塑料原料中聚酯、聚酰胺和PVC的所示百分比应被理解为按废塑料原料中存在的聚合材料的总重量计的重量百分比。
废塑料原料还可包含一定量的水分，例如废塑料原料可含有至多20.0重量％、优选至多10.0重量％、更优选至多5.0重量％的水分。
本发明方法允许经裂解的烃流D含有特别高比例的丁烯和丁二烯。经裂解的产物中它们的比例越高，该方法对于这些产物的效率越好。
优选烃流A具有>25℃的初沸点和<350℃的终沸点，其中初沸点和终沸点根据ASTMD86(2012)测定。
烃流A可例如具有>25℃、优选>30℃、更优选>35℃、甚至更优选>40℃的初沸点。烃流A可例如具有<100℃、优选<90℃、更优选<80℃、甚至更优选<70℃、或<60℃、或<50℃的初沸点。
烃流A可例如具有<350℃、优选<325℃、更优选<300℃、甚至更优选<275℃、甚至更优选<250℃、或<225℃、或<200℃的终沸点。烃流A可例如具有>150℃、优选>175℃、更优选>200℃、甚至更优选>250℃、或>275℃、或>300℃的终沸点。
烃流A是通过处理废塑料原料获得的物料流。例如，烃流A可通过在热解单元中加工废塑料流来获得。
这种热解单元可为连续操作的单元，其中将废塑料流连续供应至该单元，并且从该单元至少连续获得包含热解产物的液流。替代地，热解单元可为间歇操作，其中将一定量的废塑料引入该单元，经受热解条件，随后从该单元至少获得包含热解产物的液流。
在热解单元中进行的热解过程可为低苛刻度热解过程或高苛刻度热解过程。在低苛刻度热解过程中，热解可在≥250℃且≤450℃、优选≥275℃且≤425℃、更优选≥300℃且≤400℃的温度进行。替代地，热解过程可为在≥450℃且≤750℃、优选≥500℃且≤700℃、更优选≥550℃且≤650℃的温度下进行的高苛刻度过程。
热解过程可为催化过程。在这种热解过程中，可使用例如一定量的沸石催化剂，诸如ZSM-5沸石催化剂。在这种热解过程中，可使用例如一定量的废FCC催化剂。具体而言，可使用包含一定量的ZSM-5催化剂和一定量的废FCC催化剂的组合物。例如，可使用包含一定量的ZSM-5和一定量的废FCC催化剂的组合物，其中废FCC催化剂与ZSM-5催化剂的重量比为0.5至5.0，诸如1.0至3.0。
由热解过程可获得液体烃流。液体烃流可例如包含一定量的正链烷烃，一定量的异链烷烃，一定量的烯烃，一定量的环烷烃，和/或一定量的芳烃。液体烃流可例如包含一定量的正链烷烃，一定量的异链烷烃，一定量的烯烃，一定量的环烷烃，和一定量的芳烃。
在本发明的上下文中，烃流A中可存在的正链烷烃可例如包括具有3至40个碳原子的正链烷烃。烃流A中可存在的异链烷烃可例如具有3至40个碳原子。烃流A中可存在的环烷烃可例如具有3至40个碳原子。烃流A中可存在的芳烃可例如具有6至40个碳原子。
烃流A可例如包含相对于烃流A的总重量计≥25.0且≤95.0重量％的正链烷烃。优选地，烃流A包含≥25.0且≤80.0重量％、更优选≥25.0且≤70.0重量％、甚至更优选≥25.0且≤50.0重量％的正链烷烃。
烃流A可例如包含相对于烃流A的总重量计≥5.0且≤40.0重量％的异链烷烃。优选地，烃流A包含≥5.0且≤30.0重量％、更优选≥7.5重量％且≤25.0重量％的异链烷烃。
烃流A可例如包含相对于烃流A的总重量计≤50.0重量％的烯烃。优选地，烃流A包含≤40.0重量％、更优选≤35.0重量％、甚至更优选≤30.0重量％的烯烃。
烃流A可例如包含相对于烃流A的总重量计≥5.0且≤50.0重量％的烯烃。优选地，烃流A包含≥10.0且≤40.0重量％、更优选≥15.0且≤35.0重量％的烯烃。
烃流A可例如包含相对于烃流A的总重量计≥5.0且≤20.0重量％的环烷烃。优选地，烃流A包含≥5.0且≤15.0重量％、更优选≥7.5重量％且≤15.0重量％的环烷烃。
烃流A可例如包含相对于烃流A的总重量计≥5.0且≤15.0重量％的芳烃。优选地，烃流A包含≥5.0且≤12.5重量％、更优选≥7.5重量％且≤12.5重量％的芳烃。
烃流A可例如包含：
·≥25.0且≤95.0重量％、优选≥25.0且≤70.0重量％、更优选≥25.0且≤50.0重量％的正链烷烃；和/或
·≥5.0且≤20.0重量％、优选≥5.0且≤15.0重量％、更优选≥7.5且≤15.0重量％的异链烷烃；和/或
·≥5.0且≤50.0重量％、优选≥10.0且≤40.0重量％、更优选≥15.0且≤35.0重量％的烯烃；和/或
·≥5.0且≤20.0重量％、优选≥5.0且≤15.0重量％、更优选≥7.5且≤15.0重量％的环烷烃；和/或
·≥5.0且≤15.0重量％、优选≥5.0且≤12.5重量％、更优选≥7.5且≤12.5重量％的芳烃，
均相对于烃流A的总重量计。
在本发明的上下文中，氯原子含量应被理解为烃流中的分子中存在的氯原子的总重量，作为烃流总重量的分数。氮原子含量应被理解为烃流中的分子中存在的氮原子的总重量，作为烃流总重量的分数。
烃流A可例如包含一定量的杂质。例如，烃流A可含有一定量的包含氯原子的化合物。包含氯原子的化合物的量可被表示为烃流A的氯原子含量。例如，烃流A可具有根据ASTMUOP 779-08测定的以重量计<800ppm、优选<700ppm、更优选<600ppm、甚至更优选<500ppm、甚至更优选<400ppm的氯原子含量。
烃流A可包含一定量的包含氮原子的化合物。包含氮原子的化合物的量可被表示为烃流A的氮原子含量。例如，烃流A可具有根据ASTM D5762(2012)测定的以重量计<1600ppm、优选<1500ppm、更优选<1400ppm、甚至更优选<1300ppm、甚至更优选<1200ppm、或<1100ppm、或<1000ppm的氮原子含量。例如，烃流A可具有根据ASTM D4629(2017)测定的以重量计<100ppm的氮原子含量。
烃流A可包含一定量的含有烯属不饱和度的化合物。烯属不饱和度的量的指示是烃流的溴值。溴值指示当在ASTM D1159-07(2012)的条件下测试时与100g烃试样反应的溴的量(单位为g)。例如，如本发明的方法中使用的烃流A可具有<100、优选<95、更优选<90、甚至更优选<85的溴值。
优选烃流B具有>25℃的初沸点和<350℃的终沸点，其中初沸点和终沸点根据ASTMD86(2012)测定。
烃流B可例如具有>25℃、优选>30℃、更优选>35℃、甚至更优选>40℃的初沸点。烃流B可例如具有<100℃、优选<90℃、更优选<80℃、甚至更优选<70℃、或<60℃、或<50℃的初沸点。
烃流B可例如具有<350℃、优选<325℃、更优选<300℃、甚至更优选<275℃、甚至更优选<250℃、或<225℃、或<200℃的终沸点。烃流B可例如具有>150℃、优选>175℃、更优选>200℃、甚至更优选>250℃、或>275℃、或>300℃的终沸点。
烃流B可例如包含相对于烃流B的总重量计≥25.0且≤95.0重量％的正链烷烃。优选地，烃流B包含≥25.0且≤80.0重量％、更优选≥25.0且≤50.0重量％的正链烷烃。
烃流B可例如包含相对于烃流B的总重量计≥5.0且≤40.0重量％的异链烷烃。优选地，烃流B包含≥5.0且≤30.0重量％、更优选≥7.5重量％且≤25.0重量％的异链烷烃。
烃流B可例如包含相对于烃流B的总重量计≤2.0重量％的烯烃。优选地，烃流B包含≤1.5重量％、更优选≤1.0重量％、甚至更优选≤0.5重量％的烯烃。
烃流B可例如包含相对于烃流B的总重量计≥0.01且≤2.0重量％的烯烃。优选地，烃流B包含≥0.01且≤1.5重量％、更优选≥0.01且≤1.0重量％的烯烃。
烃流B可例如包含相对于烃流B的总重量计≥0.5且≤50.0重量％的环烷烃。优选地，烃流B包含≥5.0且≤40.0重量％、更优选≥7.5重量％且≤30.0重量％的环烷烃。
烃流B可例如包含相对于烃流B的总重量计≥0.5且≤50.0重量％的芳烃。优选地，烃流B包含≥5.0且≤25.0重量％、更优选≥7.5重量％且≤20.0重量％的芳烃。
烃流B可例如包含：
·≥25.0且≤95.0重量％、优选≥25.0且≤80.0重量％、更优选≥25.0且≤50.0重量％的正链烷烃；和/或
·≥5.0且≤40.0重量％、优选≥5.0且≤30.0重量％、更优选≥7.5且≤25.0重量％的异链烷烃；和/或
·≤2.0重量％、优选≥0.01且≤1.5重量％、更优选≥0.01且≤1.0重量％的烯烃；和/或
·≥0.5且≤50.0重量％、优选≥5.0且≤40.0重量％、更优选≥7.5且≤30.0重量％的环烷烃；和/或
·≥0.5且≤50.0重量％、优选≥5.0且≤25.0重量％、更优选≥7.5且≤20.0重量％的芳烃，
均相对于烃流B的总重量计。
进料C中的烯烃分率FO,C可被计算为：
FO，C＝FO，A*FA，C+FO，B*FB，C
其中：
·FO,C是相对于进料C的总重量计进料C中烯烃的重量分率，单位为重量％；
·FO,A是相对于烃流A的总重量计烃流A中烯烃的重量分率，单位为重量％；
·FO,B是相对于烃流B的总重量计烃流B中烯烃的重量分率，单位为重量％；
·FA,C是相对于进料C的总重量计进料C中烃流A的重量分率；和
·FB,C是相对于进料C的总重量计进料C中烃流B的重量分率。
优选相对于进料C的总重量计，进料C中的烯烃分率FO,C为≤2.0，优选≤1.8，更优选≤1.6，甚至更优选≤1.5重量％。
被供应至热裂解炉的进料C包含一定分率的烃流A和一定分率的烃流B。
可经由一个或多个入口将进料C供应至热裂解炉，其中在进入热裂解炉前将该比率的烃流A和烃流B进行组合。替代地，可以使得该比率的烃流A和该比率的烃流B经由不同的入口进入热裂解炉的方式将进料C供应至该炉。
进料C可为例如包含一定比率的烃流A和一定比率的烃流B的预混组合物，其中将进料C作为混合料经由一个或多个入口供应至热裂解炉，或者替代地，进料C可为烃流A和烃流B的总量，其中将进料C作为分开的A和B流经由用于每种流的一个或多个入口供应至热裂解炉。
在本发明方法中，蒸汽裂解器炉的盘管出口温度(COT)为≥800且≤870℃，优选≥805且≤850℃，更优选≥805且≤835℃。在该COT温度范围内运行裂解器炉能够将原料裂解为具有最大量的所需化学产物的所需产物构成，同时确保裂解器炉可持续和持久的运行。
进料C可例如包含相对于进料C的总重量计≤90.0重量％、例如≤75.0重量％、例如≤60.0重量％、例如≤50.0重量％、例如≤40.0重量％、例如≤25.0重量％、例如≤20.0重量％、例如≤10.0重量％的量的烃流A。进料C可例如包含相对于进料C的总重量计≥1.0且≤90.0重量％、例如≥1.0且≤75.0重量％、例如≥1.0且≤60.0重量％、例如≥1.0且≤50.0重量％、例如≥1.0且≤40.0重量％、例如≥1.0且≤25.0重量％、例如≥1.0且≤20.0重量％、例如≥1.0且≤10.0重量％的烃流A。
进料C可例如包含相对于进料C的总重量计≤10.0重量％、优选≤5.0重量％、更优选≥0.1且≤5.0重量％的烃流A，优选其中烃流A作为液流获自热解单元。
在根据本发明的方法中，热裂解步骤(d)可通过利用包含小分率的烃流A的进料C来进行。例如，供应至热裂解炉的进料C可包含相对于进料C的总重量计≤5.0重量％的量的烃流A，例如，进料C可包含相对于进料C的总重量计>95.0重量％的烃流B。
本发明方法的这种操作呈现的益处是能够使用作为液流从热解单元中直接获得的烃流A，而不需要在将其供应至热裂解炉前对该液流进行进一步处理。这能够将废塑料作为热裂解炉的一定部分进料来转化而不需要使液体产物经受热解单元的处理步骤，因此有助于废塑料转化为新的化学产物的过程经济。
例如，进料C可包含≤5.0重量％、优选≤4.0重量％、更优选≤3.0重量％、甚至更优选≤2.0重量％的烃流A，优选其中烃流A作为液流获自热解单元。在这种实施方案中，烃流A可具有：
·根据ASTM UOP 779-08测定的以重量计<600ppm的氯原子含量；和/或
·根据ASTM D5762(2012)测定的以重量计<1600ppm的氮原子含量；和/或
·根据ASTM D1159-07(2012)测定的<100的溴值。
例如，进料C可包含≥0.1且≤5.0重量％、优选≥0.1且≤4.0重量％、更优选≥0.1且≤3.0重量％、甚至更优选≥0.1且≤2.0重量％的烃流A，优选其中烃流A作为液流获自热解单元。在这种实施方案中，烃流A可具有：
·根据ASTM UOP 779-08测定的以重量计<600ppm的氯原子含量；和/或
·根据ASTM D5762(2012)测定的以重量计<1600ppm的氮原子含量；和/或
·根据ASTM D1159-07(2012)测定的<100的溴值。
例如，进料C可由一定分率的烃流B和≥0.1且≤5.0重量％、优选≥0.1且≤4.0重量％、更优选≥0.1且≤3.0重量％、甚至更优选≥0.1且≤2.0重量％的烃流A组成，优选其中烃流A作为液流获自热解单元。
在进行了热裂解操作(d)后，从热裂解炉获得经裂解的烃流D。经裂解的烃流D的组成取决于进料流C的组成。通常，经裂解的烃流包含单烯烃，诸如乙烯、丙烯、丁烯，二烯烃，诸如丁二烯，以及芳族化合物。鉴于优化的过程利用，期望经裂解的烃流D中乙烯和丙烯的量是大的。经裂解的烃流D可例如包含相对于烃流D的总重量计≥40.0重量％的乙烯和丙烯总和。优选地，烃流D可包含≥45.0重量％的乙烯和丙烯总和，更优选≥50.0重量％的乙烯和丙烯总和。
本发明方法能够生产特别大量的化学产物作为经裂解的烃流D的一部分。例如，烃流D中丁烯和丁二烯的量可为≥8.0重量％。例如，烃流D中的乙烯的量可为≥24.0重量％，优选≥25.0重量％。例如，烃流D中的丙烯的量可为≥13.0重量％，更优选≥14.0重量％。例如，烃流D中的芳族化合物的量可为≥20.0重量％，优选≥21.0重量％。例如，烃流D中有价值的化学品的量可为≥65.0重量％。
在离开热裂解炉后，经裂解的烃流D被供应至分离单元。在分离单元中，进行分离操作以获得包含乙烯、丙烯、异丁烯、1-丁烯、2-丁烯、1,2-丁二烯、1,3-丁二烯、苯、苯乙烯、甲苯、乙苯和二甲苯的不同流。
现将通过以下非限制性实施例来说明本发明。针对实施例所呈现的值已通过使用模拟软件包Spyro 6.5(可从Technip/Pyrotec获得的商购模拟软件包)对各种原料的蒸汽裂解操作进行模拟来获得。
使用具有下表1中阐明的组成的原料进行模拟。
表1：经由Spyro 6.5模拟所使用的原料组成
FF PY
正链烷烃 30 43
异链烷烃 32 17
烯烃 0 19
环烷烃 19 10
芳烃 19 11
其中所表示的百分比代表相应部分相对于原料的总重量计的重量百分比。
FF是石脑油范围的常规化石原料，对应于如本发明中所定义的烃流B。PY是作为液流获自废塑料热解的进料，对应于如本发明中所定义的烃流A。
使用上述原料，根据下表2中阐明的条件，使用Spyro 6.5软件包进行了大量计算。
表2：Spyro 6.5模拟条件
实验 进料 COT S/O
1A 100％FF 810 0.35
1B 5.0％PY；95.0％FF 810 0.35
1C 10.0％PY；90.0％FF 810 0.35
2A 100％FF 820 0.35
2B 5.0％PY；95.0％FF 820 0.35
2C 10.0％PY；90.0％FF 820 0.35
3A 100％FF 840 0.35
3B 5.0％PY；95.0％FF 840 0.35
3C 10.0％PY；90.0％FF 840 0.35
4A 100％FF 860 0.35
4B 5.0％PY；95.0％FF 860 0.35
4C 10.0％PY；90.0％FF 860 0.35
其中：
·“进料”是进料C的组成，其中百分比是相对于进料C的总重量计原料的每一者的重量％。
·“COT”是蒸汽裂解器炉的盘管出口温度，单位为℃。
·“S/O”是蒸汽与进料C的重量比。
使用上述条件，模型计算提供了对于所列举实验的每一者进行的裂解操作的产物构成，其结果呈现于下文。
实验 总计 C2＝ C3＝ Ar C4
1A 65.69 23.13 14.14 19.56 8.87
1B 65.66 23.30 14.18 19.30 8.88
1C 65.63 23.48 14.22 19.03 8.90
2A 65.87 23.89 13.60 20.07 8.32
2B 65.84 24.06 13.64 19.81 8.33
2C 65.82 24.22 13.68 19.57 8.35
3A 65.48 25.24 12.17 20.93 7.13
3B 65.45 25.40 12.21 20.70 7.14
3C 65.43 25.56 12.24 20.48 7.15
4A 64.17 26.39 10.34 21.53 5.90
4B 64.15 26.54 10.37 21.32 5.91
4C 64.14 26.69 10.40 21.12 5.93
其中：
·“C2＝”是作为经裂解的烃流(对应于如本发明中所定义的经裂解的烃流D)的一部分的乙烯的重量％。
·“C3＝”是作为经裂解的烃流(对应于如本发明中所定义的经裂解的烃流D)的一部分的丙烯的重量％。
·Ar是作为经裂解的烃流(对应于如本发明中所定义的经裂解的烃流D)的一部分的苯、苯乙烯、甲苯、乙苯和二甲苯的总重量％。
·C4是作为经裂解的烃流(对应于如本发明中所定义的经裂解的烃流D)的一部分的异丁烯、1-丁烯、2-丁烯、1,2-丁二烯和1,3-丁二烯的总重量％。
·总计是作为经裂解的烃流(对应于如本发明中所定义的经裂解的烃流D)的一部分的C2＝、C3＝、Ar和C4的总重量％。
如上文裂解器模拟的结果所指示，根据本发明的方法能够优化有价值的化学产物的产率，同时鉴于原料是基于废塑料而能够循环使用废塑料。

Claims (11)

1.由废塑料原料生产丁烯和丁二烯的方法，该方法包括按以下顺序的步骤：
(a)提供通过对废塑料原料进行处理获得的烃流A；
(b)提供烃流B；
(c)将包含一定分率的烃流A和一定分率的烃流B的进料C供应至包含裂解盘管的热裂解炉；
(d)在蒸汽的存在下进行热裂解操作以获得经裂解的烃流D；
(e)将该经裂解的烃流D供应至一个或多个分离单元；
(f)进行分离操作以获得包含乙烯、丙烯、异丁烯、1-丁烯、2-丁烯、1,2-丁二烯、1,3-丁二烯、苯、苯乙烯、甲苯、乙苯和二甲苯的不同化学产物流；
其中在步骤(d)中：
·盘管出口温度为≥800且≤870℃，优选≥805且≤835℃；和
·蒸汽与进料C的重量比为>0.3且<0.8，优选>0.3且<0.5。
2.根据权利要求1所述的方法，其中烃流A具有>25℃的初沸点和<350℃的终沸点，其中该初沸点和该终沸点根据ASTM D86(2012)测定。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其中烃流A具有根据ASTM UOP 779-08测定的以重量计<800ppm的氯原子含量。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中烃流A具有根据ASTM D5762(2012)测定的以重量计<1600ppm的氮原子含量，优选具有根据ASTM D4629(2017)测定的以重量计<100ppm的氮原子含量。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中烃流A具有根据ASTM D1159-07(2012)测定的<100的溴值。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中
(i)烃流A包含：
·≥25.0且≤95.0重量％、优选≥25.0且≤70.0重量％、更优选≥25.0且≤50.0重量％的正链烷烃；和/或
·≥5.0且≤20.0重量％、优选≥5.0且≤15.0重量％、更优选≥7.5且≤15.0重量％的异链烷烃；和/或
·≥5.0且≤50.0重量％、优选≥10.0且≤40.0重量％、更优选≥15.0且≤35.0重量％的烯烃；和/或
·≥5.0且≤20.0重量％、优选≥5.0且≤15.0重量％、更优选≥7.5且≤15.0重量％的环烷烃；和/或
·≥5.0且≤15.0重量％、优选≥5.0且≤12.5重量％、更优选≥7.5且≤12.5重量％的芳烃，
均相对于烃流A的总重量计；和/或
(ii)烃流B包含：
·≥25.0且≤95.0重量％、优选≥25.0且≤80.0重量％、更优选≥25.0且≤50.0重量％的正链烷烃；和/或
·≥5.0且≤40.0重量％、优选≥5.0且≤30.0重量％、更优选≥7.5且≤25.0重量％的异链烷烃；和/或
·≤2.0重量％、优选≥0.01且≤1.5重量％、更优选≥0.01且≤1.0重量％的烯烃；和/或
·≥0.5且≤50.0重量％、优选≥5.0且≤40.0重量％、更优选≥7.5且≤30.0重量％的环烷烃；和/或
·≥0.5且≤50.0重量％、优选≥5.0且≤25.0重量％、更优选≥7.5且≤20.0重量％的芳烃，
均相对于烃流B的总重量计。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中在步骤(c)中，进料C包含相对于进料C的总重量计≤10.0重量％、优选≤5.0重量％、更优选≥0.1且≤5.0重量％的烃流A，优选其中烃流A作为液流获自热解单元。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中对该废塑料原料进行处理以获得烃流A包括热解处理。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其中该废塑料原料包含相对于该废塑料原料的总重量计≥90.0重量％的聚合材料。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其中该废塑料原料包含：
·<20.0重量％、优选<10.0重量％的聚酯；和/或
·<20.0重量％、优选<10.0重量％的聚酰胺；和/或
·<2.0重量％，优选<1.0重量％的聚氯乙烯，
均相对于该废塑料原料中聚合材料的总重量计。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的方法，其中该废塑料原料包含相对于该废塑料原料的总重量计≤10.0重量％的成分，该成分为玻璃、纸、金属、纸板、可堆肥废物、木材、石材、织物、橡胶材料和强吸收性卫生用品的含量之和。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP3491103B1 (en) * 2016-08-01 2023-08-02 SABIC Global Technologies B.V. A catalytic process of simultaneous pyrolysis of mixed plastics and dechlorination of the pyrolysis oil
EP3516012B1 (en) * 2016-09-22 2021-01-06 SABIC Global Technologies B.V. An integrated process configuration and apparatus involving the steps of pyrolysis, hydrocracking, hydrodealkylation and steam cracking
WO2020152329A1 (en) * 2019-01-24 2020-07-30 Sabic Global Technologies B.V. Process for the preparation of polymers from waste plastic feedstocks
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