CN116056853A - 高气体速度下塑料到单体的高温热解 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高温塑料热解方法，其可以从废塑料产生高收率的乙烯、丙烯和其它低碳烯烃。塑料进料在600℃至900℃的高温下直接热解成单体，诸如乙烯和丙烯。热解反应可以按流化方式进行，该流化方式需要将热载体微粒与热解气体分离。

Description

高气体速度下塑料到单体的高温热解
优先权声明
本申请要求2020年7月11日提交的美国临时申请第63/050789号的优先权，该美国临时申请全文并入本文。
技术领域
本领域是再循环利用塑性材料以产生单体。
背景技术
废塑料的回收和再循环利用受到广大公众的高度关注，几十年来，人们一直置身于这一过程的前沿。过去的塑料再循环范式可以被描述为机械再循环。机械再循环需要将可再循环塑料制品分类、洗涤和熔融成熔融塑性材料，以再模制成新的清洁制品。然而，这种机械再循环方法未被证明是经济有效的。熔融和再模制范式已经遇到了若干限制，包括经济和质量限制。在材料回收设施处收集可再循环塑料制品不可避免地包括必须与可再循环塑料制品分离的非塑料制品。类似地，所收集的不同塑料制品必须在经历熔融之前彼此分离，因为由不同塑料模制的制品通常将不具有由相同塑料模制的制品的质量。将所收集的塑料制品与非塑料制品分离，然后分离成相同的塑料种类，这增加了该方法的费用，使其经济性降低。另外，可再循环塑料制品必须在熔融和再模制之前进行适当地清洁以去除非塑料残留物，这也增加了该方法的费用。回收的塑料也不具有原始级树脂的质量。塑料再循环方法的经济负担和回收塑料的较低质量阻碍了这种可再生资源的广泛再生。
范式转变使得化学行业能够通过用于再利用废塑料的新化学再循环方法进行快速响应。新范式是在350℃至600℃下操作的热解方法中将可再循环塑料化学转化成液体。该液体可在精炼厂中精炼成燃料、石油化学产品以及甚至可再聚合以制造原生塑料树脂的单体。热解方法仍需要将所收集的非塑性材料与用于该过程的塑性材料分离，但塑性材料的清洁以及可能的分类在化学再循环过程中可能并不是关键的。
正在研究高温热解，并且其被视为将塑料直接转化成单体而无需进一步精炼的途径。将塑料转化回单体呈现了再利用迄今尚未完全经济有效地开发的可再生资源的循环方式。所需要的是将塑料制品直接转化回单体的可行方法。
发明内容
本公开描述了一种高温塑料热解方法，其可以从废塑料产生高收率的乙烯、丙烯和其它低碳烯烃。塑料进料在600℃至1100℃的高温下直接热解成单体，诸如乙烯和丙烯。热解反应可以按流化方式进行，该流化方式需要将热载体微粒与热解气体分离。
附图说明
图1是本公开的方法和设备的示意图。
定义
术语“连通”是指在列举的部件之间可操作地允许流体流动，其可被表征为“流体连通”。
术语“下游连通”意指在下游连通中流向主体的至少一部分流体可以从与其流体连通的对象可操作地流动。
术语“上游连通”意指在上游连通中从主体流出的至少一部分流体可以可操作地流向与其流体连通的对象。
术语“直接连通”意指来自上游部件的流体流进入下游部件而不穿过任何其他居间容器。
术语“间接连通”意指来自上游部件的流体流在穿过居间容器之后进入下游部件。
术语“绕过”意指对象至少在绕过的范围内与绕过主体失去下游连通。
术语“主要的”、“大部分”或“占优势”意指大于50％，合适地大于75％，并且优选地大于90％。
术语“碳气摩尔比(carbon-to-gas mole ratio)”意指塑料进料流中碳原子的摩尔率与稀释气体流中气体的摩尔率的比率。对于间歇方法，碳气摩尔比是反应器中的塑料中的碳原子的摩尔数与添加到反应器中的气体的摩尔数的比率。
具体实施方式
已经发现了一种方法，即高温塑料热解方法，该高温塑料热解方法在600℃至1100℃下操作，可将塑料直接转化成C2-C4烯烃单体。测试数据示出了产物单体具有高收率。该处理途径绕过将低温塑料热解油转化成单体产物所需的许多精炼单元。该处理途径也优于机械再循环， 因为单体可以再聚合成等同于原始级材料的塑料，这是机械再循环无法实现的。
塑料进料可以包括聚烯烃，诸如聚乙烯和聚丙烯。任何类型的聚烯烃塑料都是可接受的，即使与其它单体随机混合或作为嵌段共聚物。因此，更广泛范围的塑料可以根据该方法进行再循环。还发现塑料进料可以是混合聚烯烃。聚乙烯、聚丙烯和聚丁烯可以混合在一起。另外，其它聚合物可与聚烯烃塑料混合或作为进料单独提供。可单独使用或与其它聚合物一起使用的其它聚合物包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚氨酯和聚砜。许多不同的塑料可以用于进料中， 因为该方法将塑料进料热解成包括低碳烯烃的小分子。塑料进料流可以含有非塑料杂质，诸如纸材、木材、铝箔、一些金属导电填料或卤化或非卤化阻燃剂。
图1中示出了示例性塑料热解方法10。该方法的进料是可能来自材料回收设施的废塑料，该废塑料通过进料入口15经进料管线14进料到高温热解反应器(HTPR)12。塑料进料可以是来自压实的塑料制品的分离环的压缩塑料制品。塑料制品可以被切成塑料碎片或微粒，这些塑料碎片或微粒可以进料到HTPR 12。可以使用螺旋推料机(augur)或高架料斗将塑料进料作为整个制品或作为碎片传送到反应器中。塑料制品或碎片可以被加热到塑料熔融点以上成为熔融物，并且被注入或旋入HTPR 12中。螺旋推料机可以按以下方式操作：将整个塑料制品移动到HTPR12中，并且同时通过摩擦或通过间接热交换将螺旋推料机中的塑料制品熔融成以熔融状态进入反应器的熔融物。
注入HTPR 12中的塑料进料可以与稀释气体流接触。稀释气体流优选地是惰性的，但其可以是烃气体。流是优选的稀释气体流。该稀释气体流将反应性烯烃产物彼此分离，以保持对低碳烯烃的选择性，因此避免低碳烯烃低聚成高碳烯烃或过度裂化成轻质气体。稀释气体流可以通过分配器从稀释管线18提供，并且可以通过稀释入口19分配。稀释气体流可以通过稀释入口19吹入HTPR 12中。稀释入口19可以在HTPR 12的底部。稀释气体流可以用于将塑料进料从HTPR 12的进料入口15推动到反应器的出口20。在一个方面中，进料入口15可以在HTPR 12的下端，并且出口20可以在反应器的上端。HTPR 12的壁16的内部可以涂覆有耐火衬以隔离反应器并保存其热量。
塑料进料应加热到600℃至1100℃、合适地至少800℃、并且优选地850℃至950℃的热解温度。高温热解温度将比塑料的熔融温度高得多，塑料可在该熔融温度下进料到HTPR 12。塑料进料可以在进料到HTPR 12之前被预热到高温热解温度，但优选地在进入HTPR 12之后被加热到高温热解温度。在一个实施方案中，通过使塑料进料与热的热载体微粒流接触来将该塑料进料加热到高温热解温度。热的热载体微粒流可以通过微粒入口23经载体管线22进料到反应器。在一个方面中，微粒入口23可位于稀释入口19与塑料进料入口15之间。然后，稀释气体流将接触热的热载体微粒流，并且使该热的热载体微粒流移动成与通过进料入口15来自进料管线14的塑料进料接触。
设想热载体微粒流和塑料进料流在进入HTPR 12之前彼此接触，在这种情况下，塑料进料流和热载体微粒流可通过同一入口进入HTPR12。还设想稀释气体流中的一些或全部可以将热载体微粒推动到反应器中，在这种情况下，稀释气体流和热载体微粒流可以通过同一入口进入HTPR 12。另外，稀释气体流可以将塑料进料推动到反应器中，在这种情况下，稀释气体流和塑料进料流可以通过同一入口进入HTPR 12。还设想塑料进料流和热载体微粒流可以由稀释气体流中的一些或全部推动到HTPR 12中，在这种情况下，稀释流中的至少一些、塑料进料流和热载体微粒流可以全部通过同一入口进入HTPR 12。
在另一个实施方案中，进料入口15和微粒入口23可以位于反应器的上端，它们可以一起从该上端落入下行式反应器布置(未示出)中。在该实施方案中，稀释气体流将不会起到向上流化进料和热载体微粒的作用。
在将塑料进料加热到热解温度时，塑料进料蒸发并热解成包括低碳烯烃的较小分子。蒸发和转化成更大摩尔数均增加体积，从而导致进料和热解产物朝向反应器出口20快速移动。由于塑料进料的体积膨胀，不需要稀释气体流来将进料和产物快速移动到出口。然而，稀释气体还用于将产物烯烃彼此分离以及与热载体微粒分离，以防止低聚和过度裂化，这两者均会降低低碳烯烃选择性。因此，稀释气体流可以用于使塑料进料流在与热的热载体微粒流接触而经历热解时朝向反应器出口20移动。在一个方面中，已经发现可以按0.6至20的高碳气摩尔比引入稀释气体流。碳气摩尔比可以是至少0.7，合适地至少0.8，更合适地至少0.9以及最合适地至少1.0。在一个方面中，碳气摩尔比可以不超过15，合适地可以不超过12，更合适地可以不超过9，最合适地可以不超过7以及优选地不超过5。重要的是，高碳气摩尔比减少了必须与包括产物气体的其它气体分离的稀释气体的量。
热的热载体微粒流可以是惰性固体微粒，诸如砂。另外，球形微粒可以最容易地被稀释气体流提升或流化。球形α氧化铝可以是用于热载体微粒的优选材料。球形α氧化铝可以通过以下方法形成：喷雾干燥氧化铝溶液，之后在将氧化铝转化成α氧化铝结晶相的温度下煅烧。在一个实施方案中，热载体微粒应具有与进料到反应器中的塑料制品、碎片或熔融物相比更小的平均直径。热载体微粒的平均直径是指微粒的最大平均直径。塑料熔融物可以按通常具有比热载体微粒大的平均直径的熔融团块形式进入反应器。
塑料进料可以使用各种热解方法来进行热解，包括快速热解和其它热解方法，诸如真空热解、慢速热解和其它热解。快速热解包括在非常短的停留时间(通常0.5秒至0.5分钟)内快速赋予原料相对高的温度，然后在可能发生化学平衡之前快速降低热解产物的温度。通过这种方法，聚合物的结构被分解成最初通过解聚和挥发反应形成的反应性化学片段，但不会持续很长时间。快速热解是可以在多种热解反应器诸如固定床热解反应器、流化床热解反应器、循环流化床反应器或能够进行快速热解的其它热解反应器中进行的强烈、短持续时间的过程。
热解过程产生称为炭的含碳固体、聚积在热载体微粒上的焦炭和包括烃的热解气体，包括烯烃和氢气。
热载体微粒和塑料进料流可以在反应器中被稀释气体流流化。塑料进料流和热载体微粒流可以被通过稀释入口19不断进入HTPR 12的稀释气体流流化。热载体微粒和塑料进料流可以在致密鼓泡床中被流化。熔融的塑料和热载体微粒可以一起凝结成团块，直到团块中的塑料完全热解成气体。在鼓泡床中，稀释气体流和蒸发的塑料形成气泡，这些气泡通过致密微粒床的可辨别的顶表面上升。仅夹带在气体中的热载体微粒与蒸气一起离开反应器。对于被制成流体并进料到HTPR 12的塑料进料，鼓泡床中气体的表观速度通常小于3.4m/s(11.2ft/s)，并且致密床的密度通常大于475kg/m3(49.6lb/ft3)。对于作为固体微粒进料或作为熔融物进料到HTPR12使得塑料进料和热载体微粒凝结成团块的固体塑料进料，固体塑料进料的表观速度将小于2.7m/s(9ft/s)，并且床的密度将大于274kg/m3(17.1lb/ft3)。热载体微粒和气体的混合物是异质的，其中催化剂的蒸气绕过是普遍存在的。在致密鼓泡床中，气体将离开反应器出口20；而固体热载体微粒和炭可从HTPR 12的底部出口(未示出)离开。
在一个方面中，HTPR 12可以按快速流化的流动方案或按具有热载体微粒的稀相的传送或气力输送流动方案进行操作。HTPR12将作为提升管反应器操作。在快速流化的流动方案和传送流动方案中，经历热解的热载体微粒和熔融的塑料的团块流以及气态热解塑料和稀释气体流将一起向上流动。在这两种情况下，塑料和热载体微粒团块的准致密床将在HTPR 12的底部经历热解。塑料和热载体微粒的团块将在由于热解而充分减小尺寸时向上传送。稀释气体流可以提升塑料进料流和热载体微粒流。如果分离器30位于HTPR 12的外部，则气体和热载体微粒的混合物可以一起从反应器出口20排出。如果分离器30位于HTPR12中，则气体将从反应器出口20排出，并且热载体微粒和炭将从附加的热载体微粒出口排出。通常，排出热载体微粒的反应器出口20将在热载体微粒入口23上方。此外，热载体微粒与气态产物的分离将在热载体微粒入口23和/或进料入口15上方按传送和快速流化的流动方案进行。
流体进料的密度在快速流化的流动方案中将在至少274kg/m3(17.1lb/ft3)至475kg/m3(49.6lb/ft3)之间，并且在传送流动方案中将不超过274kg/m3(17.1lb/ft3)。凝结成团块的塑料进料的密度在快速流化的流动方案中将在至少120kg/m3(7.5lb/ft3)与274kg/m3(17.1lb/ft3)之间，并且在传送流动方案中将不超过120kg/m3(7.5lb/ft3)。在快速流化的流动方案中，对于与塑料凝结的热载体微粒的团块，表观气体速度将通常是至少2.7m/s(9ft/s)至8.8m/s(28.9ft/s)。在传送流动方案中，对于与塑料凝结的热载体微粒的团块，表观气体速度将是至少8.8m/s(28.9ft/s)。在快速流化的流动方案中，对于流体塑料进料，表观气体速度将通常是至少3.4m/s(11.2ft/s)至7.3m/s(15.8ft/s)。在传送流动方案中，对于流体塑料进料，表观气体速度将是至少7.3m/s(15.8ft/s)。在快速流化的流动方案中稀释气体流和产物气体上升，但热固体可以相对于气体滑动，并且气体可以采取间接向上的轨线。在传送流动方案中，较少的固体将滑动。塑料和产物气体在反应器中的停留时间将是1秒至20秒，并且通常不超过10秒。
包括热载体微粒、稀释气体流和热解产物气体的反应器流出物可以通过反应器出口20经反应器流出物管线28离开HTPR 12，并且被传送到分离器30。在一个方面中，分离器30可以位于HTPR 12中。如果分离器30位于HTPR 12中，则热载体微粒、稀释气体流和热解产物气体将进入分离器30中。管线28中的反应器流出物将在600℃至1100℃的温度和1.5巴至2.0巴(表压)的压力下。
分离器30可以是利用向心加速度来将热载体微粒与热解气态产物分离的回旋分离器。反应器流出物管线28可以按通常水平的角轨线将反应器流出物切向地浇铸到回旋分离器30中，从而使得反应器流出物向心地加速。向心加速度使得密度较大的热载体微粒向外沉降。微粒失去角动量并在回旋分离器30中下降到下部催化剂床中，并且通过热载体浸渍管线32离开。密度较小的气态产物在回旋分离器30中上升，并且通过转移管线34排出。在一个方面中，可以通过将汽提气体添加到浸渍管线32的下端来从管线32中的热载体微粒汽提热解气体产物。在该实施方案中，汽提气体和汽提的热解气体将经转移管线34离开分离器30。
在一个实施方案中，转移管线34中的高温热解产物流可立即进行骤冷，以防止并终止氢转移反应和过度裂化，该氢转移反应和过度裂化可能发生以降低高温热解产物流中的低碳烯烃选择性。可按以下方式进行骤冷，但也可考虑其它骤冷方法。高温热解产物流可以通过可能与水的间接热交换来冷却，以在转移管线交换器36中产生用于稀释气体流的蒸气。管线38中交换的高温热解产物流可以在300℃至400℃的温度下。在一个方面中，交换的高温热解产物流可以通过与水的间接热交换来进行完全骤冷，以在转移管线交换器36中产生蒸气。如果交换的高温热解产物流通过间接热交换来进行完全骤冷，则完全冷却的高温热解产物流可以在30℃至60℃和约1巴至1.3巴(表压)的大气压下离开转移管线交换器36，因此气态高温热解产物流的较轻质组分可以冷凝。
另选地，管线38中交换的高温热解产物流可以立即用来自管线40的油流诸如燃料油在油骤冷室42中进行骤冷，以进一步对交换的高温热解产物流进行骤冷。油流可以横向地喷入流动的交换的高温热解产物流中。交换的高温热解产物流保持在气相中，而油流离开油骤冷室42的底部。离开油骤冷室42之后的油流可以被冷却并且再循环回到油骤冷室。油骤冷的气态产物流经管线44离开油骤冷室，并且可被递送到水骤冷室46以用于进一步骤冷。管线44中油骤冷的气态产物流可以立即用来自管线48的水流在水骤冷室46中进行骤冷，以进一步对油骤冷的气态产物流进行骤冷。水流可以横向地喷入流动的油骤冷的气态产物流中。将水骤冷的气态产物流冷却到30℃至60℃和约1巴至1.3巴(表压)的大气压，因此气态产物流的较轻质组分冷凝。
在转移管线交换器36可以包括间接冷却转移管线34中的气态热解产物流而不用油或水进行直接骤冷的一个或一系列换热器的实施方案中，转移管线38将直接使转移管线交换器36连接到高温热解分离器55。
管线54中的高温热解产物流，无论是仅在转移管线换热器36中进行间接骤冷还是另选地在骤冷室42和46中进行直接骤冷，都由于快速冷却而部分冷凝。高温热解产物流在高温热解分离器55中分离，以将从分离器的顶部延伸的塔顶管线52中的气态高温热解产物流与从分离器的底部延伸的底部管线57中的液态高温热解产物流分离。分离器55可以与HTPR 12下游连通。在一个实施方案中，如果存在例如由水骤冷室46产生的含水流，则管线50中的含水流可以从高温热解分离器55中的罩去除。包括C5+烃的液体高温热解产物流可以经管线57从罩上方的水骤冷室去除。
水管线50中的含水流可能通过在转移管线交换器36中和/或在水管线交换器56中的热交换来蒸发，并且用作稀释气体流。鼓风机58将蒸气通过稀释管线19经由稀释入口19吹入HTPR 12中。
塔顶管线52中的气态热解产物流可以在压缩机80中压缩到2MPa至3MPa(表压)。然后，100℃至150℃的压缩气态热解产物流可以经苛性碱管线82进料到苛性碱洗涤容器90中。在苛性碱洗涤容器90中，压缩的气态产物流与通过管线92进料到苛性碱洗涤容器90中的氢氧化钠水溶液接触，以将酸性气体诸如二氧化碳吸收到氢氧化钠中。二氧化碳和氢氧化钠产生碳酸钠，该碳酸钠进入水相并且通过苛性碱底部管线96以富酸性气流离开，以进行再生和再循环。经洗涤的气态高温热解产物流经裂化气体管线94排出并且进料到干燥器100以去除残余水分。
在干燥器100中，通过使洗涤的气态高温热解产物流与吸附剂(诸如硅胶)接触以吸附水来将水从该洗涤的气态高温热解产物流去除，或者加热水以使水蒸发，从而将水从气态高温热解产物流去除。经水管线104从干燥器100去除水流。经干燥的裂化气体管线102回收干燥的气态高温热解产物流。
干燥的气态高温热解产物流包括C2、C3和C4烯烃，这些烯烃可以被回收并且用于通过聚合产生塑料。已经发现，从气态产物回收的产物的至少50wt％、通常至少60wt％以及合适地至少70wt％是有价值的乙烯、丙烯和丁烯产物。已经发现，在更低、更经济的碳与稀释气体摩尔比下，回收的产物的至少40wt％是有价值的低碳烯烃。这些低碳烯烃的回收代表了再循环塑料的循环经济。聚合装置可以在现场，或者回收的烯烃可以被传送到聚合装置。
转回到分离器30，热载体浸渍管线32中的热载体微粒可能已经聚积了来自热解过程的焦炭。此外，来自热解过程的炭残余物也可以与固体一起终止于热载体浸渍管线32中。热载体微粒也已经在HTPR 12中释放出它们的大部分热量并且需要被再加热。因此，热载体浸渍管线32将热载体微粒和炭递送到再热器60。
在该方面中，进入再热器60的主要热载体微粒传递通过分离器30。在一个实施方案中，进入再热器60的所有热载体微粒传递通过分离器30。
热载体微粒和炭进料到再热器60，并且与管线62中的氧气供应气体诸如空气接触，以燃烧炭和冷的热载体微粒上的焦炭。再热器60是与HTPR12分离的容器。通过在燃烧条件下与氧气供应气体接触，从废催化剂烧尽焦炭。燃烧热用于再加热热载体微粒。热载体微粒烧尽的每千克焦炭需要10kg至15kg空气。如果需要，管线64中的燃料气体流也可以添加到再热器60中，以产生足够的热量来驱动HTPR 12中的热解反应。燃料气体可以从管线102中的气态高温热解产物流中回收的石蜡中获得。示例性再加热条件包括再热器60中700℃至1000℃的温度和1巴至5巴(绝对值)的压力。
再加热的热载体微粒流在再热器60的温度下经管线22通过热载体微粒入口23再循环到高温热解反应器12。烟气和夹带的炭经管线66离开再热器并且被递送到回旋分离器70，该回旋分离器将塔顶管线72中的废气与管线74中的固体灰产物分离。
实施例
在高温下进行HDPE塑料进料的热解反应。塑料粒料通过水冷套管滴入流化α氧化铝微粒的加热床中，以模拟高温热解过程。使用氮气来将塑料粒料通过冷管递送到流化床中，并且使热载体微粒床流化。使用氮气吹扫气体来吹扫在水冷套周围的床上方排放的热解塑料气体以对热解反应进行骤冷。氮气吹扫气体不计入碳气摩尔比计算中，因为它在塑料粒料的热解期间不与塑料一起存在于流化床中。使用气相色谱法来确定热解的产物。表中示出了不同的热解条件和产物组分。
表
Figure BDA0004113429030000101
Figure BDA0004113429030000111
40wt％的产物包括高价值的C2-C4烯烃。有价值的芳烃产量也相当可观。
具体的实施方案
虽然结合具体的实施方案描述了以下内容，但应当理解，该描述旨在说明而不是限制前述描述和所附权利要求书的范围。
本公开的第一实施方案是一种用于将塑料转化成单体的方法，包括：使塑料进料流与热的热载体微粒流在反应器中接触；将塑料进料流加热到600℃至1100℃的升高的温度；将塑料进料流与热的热载体微粒流一起提升；将塑料进料流中的塑料热解成包括单体的气态产物；将气态产物与热载体微粒分离；以及从气态产物回收单体。本公开的一个实施方案是本段中的前述实施方案至本段中的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，还包括通过使用稀释气体流来提升塑料进料流和热的热载体微粒流。本公开的一个实施方案是本段中的前述实施方案至本段中的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，还包括用稀释气体流将热的热载体微粒流提升到塑料进料流中。本公开的一个实施方案是本段中的前述实施方案至本段中的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，还包括通过热载体微粒入口将热的热载体微粒流进料到反应器中，并且在热载体微粒入口上方将气态产物与热载体微粒分离。本公开的一个实施方案是本段中的前述实施方案至本段中的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中热载体微粒是球形的。本公开的一个实施方案是本段中的前述实施方案至本段中的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，还包括在再热器中对分离的热载体微粒进行再加热，并且将热的热载体微粒流从再热器再循环到反应器。本公开的一个实施方案是本段中的前述实施方案至本段中的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，还包括在再热器中燃烧燃料气体以对热的热载体微粒进行再加热。本公开的一个实施方案是本段中的前述实施方案至本段中的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，还包括用冷却液体对气态产物进行骤冷以终止热解反应。本公开的一个实施方案是本段中的前述实施方案至本段中的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，还包括在将气态产物与热载体微粒分离之前将气态产物和热载体微粒从反应器排出。本公开的一个实施方案是本段中的前述实施方案至本段中的第一实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，还包括在回旋分离器中将气态产物与热载体微粒分离。
本公开的第二实施方案是一种用于将塑料转化成单体的方法，包括：将热的热载体微粒流进料到反应器；将塑料进料流进料到反应器；用稀释气体提升热的热载体微粒以与塑料进料流接触；将塑料进料流加热到600℃至1100℃的升高的温度；将塑料进料流中的塑料热解成包括单体的气态产物；将气态产物与热载体微粒分离；以及从气态产物回收单体。本公开的一个实施方案是本段中的前述实施方案至本段中的第二实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，还包括通过使用稀释气体流来一起提升塑料进料流和热的热载体微粒流。本公开的一个实施方案是本段中的前述实施方案至本段中的第二实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，还包括通过热载体微粒入口将热的热载体微粒流进料到反应器中，并且在热载体微粒入口上方将气态产物与热载体微粒分离。本公开的一个实施方案是本段中的前述实施方案至本段中的第二实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，还包括在再热器中对分离的热载体微粒进行再加热，并且将热的热载体微粒流从再热器再循环到反应器。本公开的一个实施方案是本段中的前述实施方案至本段中的第二实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，还包括对气态产物进行骤冷以终止热解反应。本公开的一个实施方案是本段中的前述实施方案至本段中的第二实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，还包括在将气态产物与热载体微粒分离之前将气态产物和热载体微粒从反应器排出。本公开的一个实施方案是本段中的前述实施方案至本段中的第二实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，还包括在回旋分离器中将气态产物与热载体微粒分离。
本公开的第三实施方案是一种用于将塑料转化成单体的方法，包括：通过微粒入口将热的热载体微粒流进料到反应器中；使塑料进料流与热的热载体微粒流在反应器中接触；将塑料进料流加热到600℃至1100℃的升高的温度；将塑料进料流中的塑料热解成包括单体的气态产物；将塑料进料流和热的热载体微粒流一起朝向反应器出口移动；将气态产物与热载体微粒分离；以及从气态产物回收单体。本公开的一个实施方案是本段中的前述实施方案至本段中的第三实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，其中反应器出口在微粒入口上方。本公开的一个实施方案是本段中的前述实施方案至本段中的第三实施方案中的一个、任一个或所有实施方案，还包括将热载体微粒和气态产物从反应器出口排出；以及将热载体微粒与气态产物分离。
尽管没有进一步的详细说明，但据信，本领域的技术人员可通过使用前面的描述最大程度利用本公开并且可以容易地确定本公开的基本特征而不脱离本发明的实质和范围，并且可做出本公开的各种变化和修改，并使其适合各种使用和状况。因此，前述优选的具体的实施方案应理解为仅例示性的，而不以无论任何方式限制本公开的其余部分，并且旨在涵盖包括在所附权利要求书的范围内的各种修改和等效布置。
在前述内容中，所有温度均以摄氏度示出，并且所有份数和百分比均按重量计，除非另外指明。

Claims (10)

1.一种用于将塑料转化成单体的方法，包括：
使塑料进料流与热的热载体微粒流在反应器中接触；
将所述塑料进料流加热到600℃至1100℃的升高的温度；
将所述塑料进料流与所述热的热载体微粒流一起提升；
将所述塑料进料流中的所述塑料热解成包括单体的气态产物；
将所述气态产物与所述热载体微粒分离；以及
从所述气态产物回收所述单体。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括通过使用稀释气体流来提升所述塑料进料流和所述热的热载体微粒流。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括用所述稀释气体流将所述热的热载体微粒流提升到所述塑料进料流中。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括通过热载体微粒入口将所述热的热载体微粒流进料到所述反应器中，并且在所述热载体微粒入口上方将所述气态产物与所述热载体微粒分离。
5.根据权利要求2所述的方法，其中所述热载体微粒是球形的。
6.根据权利要求5所述的方法，还包括在再热器中对所分离的热载体微粒进行再加热，并且将所述热的热载体微粒流从所述再热器再循环到所述反应器。
7.根据权利要求5所述的方法，还包括在所述再热器中燃烧燃料气体以对所述热的热载体微粒进行再加热。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括用冷却液体对所述气态产物进行骤冷以终止热解反应。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括在将所述气态产物与所述热载体微粒分离之前将所述气态产物和所述热载体微粒从所述反应器排出。
10.根据权利要求1所述的方法，还包括在回旋分离器中将所述气态产物与所述热载体微粒分离。
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