CN117999329A - 包括苛性碱洗涤器的热解气处理 - Google Patents

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Abstract

提供了用于回收和净化通过热解废塑料形成的热解气的方法和设施。该净化方法可以包括一个或多个处理工艺，包括苛性碱洗涤器工艺，其可以包括在裂化器设施中或与裂化器设施分离。从苛性碱洗涤器得到的气体流出物流特别适用于回收从下游低温分离工艺中回收的化学产物和副产物。

Description

包括苛性碱洗涤器的热解气处理
背景技术
废塑料热解在多种化学回收技术中起着作用。通常，废塑料热解设施关注于产生可用于制备回收成分产物的回收成分热解油(r-热解油)。废塑料热解还产生重质组分(例如蜡、焦油和焦炭)和回收成分热解气(r-热解气)。尽管通过废塑料热解产生的r-热解气通常具有100％的回收成分，但是通常的实践是将r-热解气作为燃料燃烧以提供用于热解反应的热量。虽然燃烧r-热解气作为燃料可能是经济有效的，但是这种实践与将尽可能多的废塑料转化为新产品的化学回收的主要目标之一背道而驰。然而，粗r-热解气流通常包含一定量的二氧化碳、二硫化氢和/或下游分离和/或其它化学回收工艺不期望的其它组分。
发明内容
在一个方面，本技术涉及一种用于净化热解气(pyrolysis gas/pygas)的方法，该方法包括：(a)提供热解气，热解气包含以下中的一种或多种：(i)大于1ppm的盐酸(HCl)；(ii)大于1ppm的二氧化碳(CO2)；和/或(iii)大于1ppm的硫化氢(H2S)；以及(b)将包含至少一部分热解气的原料流引入裂化器设施内的苛性碱洗涤器工艺。
在一个方面，本技术涉及一种用于净化热解气(pyrolysis gas/pygas)的方法，该方法包括：(a)处理热解气(pyrolysis gas/pygas)流以提供贫含卤素、二氧化碳(CO2)和/或硫的经处理的热解气流；以及(b)将至少一部分经处理的热解气流引入苛性碱洗涤器工艺。
在一个方面，本技术涉及一种用于净化热解气(pyrolysis gas/pygas)的方法，该方法包括：(a)将至少一部分裂化器炉流出物流与热解气(pyrolysis gas/pygas)流组合以形成组合的流；以及(b)将至少一部分组合的流进料至苛性碱洗涤器工艺。
在一个方面，本技术涉及一种用于净化热解气(pyrolysis gas/pygas)的方法，该方法包括：(a)在吸收塔-汽提塔系统中处理热解气(pyrolysis gas/pygas)流以提供经处理的热解气流；以及(b)将至少一部分经处理的热解气流引入裂化器设施内的苛性碱洗涤器工艺。
附图说明
图1是说明用于处理回收成分热解气的方法和设施的主要步骤的流程框图，该回收成分热解气用于下游处理以产生回收的化学产物和副产物；以及
图2是说明在苛性碱洗涤器系统中处理热解气的方法的主要步骤的流程框图。
具体实施方式
我们已经发现了用于利用先前作为燃料燃烧的回收成分流的新方法和系统。更具体地说，我们已经发现，通过热解废塑料产生的热解气可以被处理以用于产生回收成分产物。特别地，热解气可以可选地与至少一部分裂化器炉流出物流组合并引入苛性碱洗涤器工艺，其可以从热解气或组合的流出物流中有效地去除一定量的二氧化碳、二硫化氢和/或其它组分。
如本文所用，术语“回收成分”是指直接和/或间接衍生自回收材料(例如回收废塑料)的组合物或包含该组合物。在整个本说明书中，各种回收成分组分可以由“r-[组分]”表示。然而，应当理解，直接和/或间接地衍生自回收材料的任何组分可以被认为是回收成分组分，而不管是否使用该表示。
图1示出了用于废塑料的化学回收的方法和系统的一个实施例。图1所示的方法包括热解设施和裂化设施。热解设施和裂化设施可以同地协作或者彼此远离定位。如本文所用，术语“同地协作”是指至少两个物体位于共同的物理站点上和/或彼此在0.5或1英里内的特性。如本文所用，术语“远离定位”是指两个设施、站点或反应器之间的距离大于1英里、大于5英里、大于10英里、大于50英里、大于100英里、大于500英里、大于1000英里或大于10,000英里。
当两个或更多设施同地协作时，可以以一种或多种方式集成这些设施。集成的例子包括但不限于热集成，公用设施集成，废水集成，经由管道、办公室空间、自助餐厅的质量流集成，工厂管理、IT部门、维护部门集成，以及共用公共设施和部件(例如密封件、垫圈等)。
在一些实施例中，热解设施/方法是商业规模的设施/方法，其以在一年内平均的至少100磅/小时、或至少500磅/小时、或至少1,000磅/小时、至少2,000磅/小时、至少5,000磅/小时、至少10,000磅/小时、至少50,000磅/小时、或至少100,000磅/小时的平均年进料速率接收废塑料原料。此外，热解设施可以以在一年内平均的至少100磅/小时、或至少1,000磅/小时、或至少5,000磅/小时、至少10,000磅/小时、至少50,000磅/小时、或至少75,000磅/小时的平均年速率组合生产r-热解油和r-热解气。
类似地，裂化设施/方法可以是商业规模的设施/方法，其以在一年内平均的至少100磅/小时，或至少500磅/小时，或至少1,000磅/小时，至少2,000磅/小时，至少5,000磅/小时，至少10,000磅/小时，至少50,000磅/小时，或至少75,000磅/小时的平均年进料速率接收烃进料。此外，裂化设施可以以在一年内平均的至少100磅/小时、或至少1,000磅/小时、或至少5,000磅/小时、至少10,000磅/小时、至少50,000磅/小时、或至少75,000磅/小时的平均年速率生产至少一种回收成分产物流(r-产物)。当生产多于一个r-产物流时，这些速率可以适用于全部r-产物和r-副产物的组合速率。
如图1所示，该方法通过将废塑料进料至热解设施开始。在一些实施例中，废塑料包含至少80wt％、至少90wt％、至少95wt％、至少99wt％或至少99.9wt％聚烯烃。在一些实施例中，废塑料包含不超过10wt％、不超过5wt％、不超过1wt％、不超过0.5wt％、不超过0.3wt％、不超过0.2wt％或不超过0.1wt％的聚酯(例如PET)。如此低含量的聚酯如PET可能是期望的，以便避免形成甲酸、乙酸、其它可在下游工艺中引起腐蚀性化合物累积的物质。在一些实施例中，废塑料包含按重量计不超过0.1％的聚氯乙烯(PVC)。然而，在一些实施例中，如本文所述，例如，如果在下游处理中利用一种或多种卤素去除方法，则在废塑料中可存在更大含量的氯化物和/或其它卤素。
在一些实施例中，热解设施包括用于使至少一部分废塑料进料液化的液化区。液化区可以包括通过以下一种或多种用于使废塑料液化的工艺：(i)加热/熔融；(ii)溶于溶剂中；(iii)解聚；(iv)增塑，及其组合。附加地，选项(i)至(iv)中的一个或多个还可以伴随有共混剂的添加，以帮助促进聚合物材料的液化(黏度的降低)。
在一些实施例中，液化区包括至少一个熔融罐和加热器。熔融罐接收废塑料进料，加热器加热废塑料流。熔融罐可以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，可将这种流变改性剂加入到熔融罐中的废塑料中和/或与其混合。液化区的加热器可以采取位于熔融罐中的内部热交换盘管和/或外部热交换器的形式。加热器可以经由与工艺流或传热介质间接热交换将热量传递至废塑料，例如在以下更详细描述的热集成方法中。
在热解设施内，将废塑料或液化废塑料进料至热解步骤，在热解步骤中废塑料在热解反应器中热解。热解反应包括引入反应器的经分选的废塑料的化学分解和热分解。尽管所有热解方法通常可以以基本上不含氧的反应环境为特征，但是热解方法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或不存在来限定。热解反应器可以是例如膜式反应器、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。
热解反应可以包括在基本不含氧的气氛中或在相对于环境空气含有较少氧的气氛中加热和转化废塑料原料。例如，热解反应器内的气氛可包含不超过5wt％、不超过4wt％、不超过3wt％、不超过2wt％、不超过1wt％或不超过0.5wt％的氧。
在一个实施例中或与本文公开的一个或多个实施例组合，在热解反应器中进行的热解反应可以在低于700℃、低于650℃、或低于600℃且至少300℃、至少350℃、或至少400℃的温度下进行。至热解反应器的进料可以包含废塑料、基本上由废塑料组成、或由废塑料组成。进料流和/或进料流的废塑料组分的数均分子量(Mn)可以为至少3000、至少4000、至少5000或至少6000g/mol。如果至热解反应器的进料含有组分的混合物，则热解进料的Mn是所有进料组分的加权平均Mn，基于单个进料组分的质量。至热解反应器的进料中的废塑料可包括消费后废塑料、工业后废塑料或其组合。在某些实施例中，基于热解进料中固体的重量或基于整个热解进料的重量，至热解反应器的进料包含小于5wt％、小于2wt％、小于1wt％、小于0.5wt％或约0.0wt％的煤和/或生物质(例如木质纤维素废物、柳枝稷(switchgrass)、衍生自动物的脂肪和油、衍生自植物的脂肪和油等)。至热解反应的进料还可以包含小于5wt％、小于2wt％、小于1wt％、小于0.5wt％或约0.0wt％的共进料流，包括蒸汽、含硫共进料流和/或非塑料烃(例如具有小于50、小于30或小于20个碳原子的非塑料烃)，基于除水之外的整个热解进料的重量或基于整个热解进料的重量。反应器也可以利用进料气和/或提升气用于促进将进料引入热解反应器。进料气和/或提升气可以包含氮气，并且可以包含小于5wt％、小于2wt％、小于1wt％、小于0.5wt％或约0.0wt％的蒸汽和/或含硫化合物。
可以调节热解反应器中的温度以促进某些最终产物的生产。在一些实施例中，热解反应器中的峰值热解温度可以是至少325℃、或至少350℃、或至少375℃、或至少400℃。附加地，或替代性地，热解反应器中的峰值热解温度可以是不超过800℃、不超过700℃、或不超过650℃、或不超过600℃、或不超过550℃、或不超过525℃、或不超过500℃、或不超过475℃、或不超过450℃、或不超过425℃、或不超过400℃。更特别地，热解反应器中的峰值热解温度可以在325至800℃、或350至600℃、或375至500℃、或390至450℃、或400至500℃的范围内。
原料在热解反应器内的停留时间可以是至少1秒、或至少5秒、或至少10秒、或至少20秒、或至少30秒、或至少60秒、或至少180秒。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2小时、或小于1小时、或小于0.5小时、或小于0.25小时、或小于0.1小时。更特别地，原料在热解反应器内的停留时间可以在1秒至1小时、或10秒至30分钟、或30秒至10分钟的范围内。
热解反应器可以保持在至少0.1巴、或至少0.2巴、或至少0.3巴和/或不超过60巴、或不超过50巴、或不超过40巴、或不超过30巴、或不超过20巴、或不超过10巴、或不超过8巴、或不超过5巴、或不超过2巴、或不超过1.5巴、或不超过1.1巴的压力下。热解反应器内的压力可以保持在大气压下或在0.1至60巴、或0.2至10巴、或0.3至1.5巴的范围内。
反应器中的热解反应可以是在没有催化剂存在下进行的热解，或者是在催化剂存在下进行的催化热解。当使用催化剂时，催化剂可以是均相的或多相的，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。
如图1所示，产生热解流出物并将其从反应器中去除，且热解流出物通常包含热解油(pyrolysis oil/pyoil)、热解气(pyrolysis gas/pygas)和热解残余物。如本文所用，术语“热解气(pyrolysis gas或pygas)”是指由废塑料热解获得的在25℃下在1atm下为气态的组合物。如本文所用，术语“热解油(pyrolysis oil或pyoil)”是指由废塑料热解获得的在25℃和1atm下为液体的组合物。如本文所用，术语“热解残余物”是指由废塑料热解获得的组合物，其不是热解气或热解油，并且主要包含热解炭和热解重质蜡。如本文所用，术语“热解炭”是指由热解获得的含碳组合物，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，其不是热解炭、热解气或热解油。
在一些实施例中，热解流出物可以包含20wt％-99wt％、25wt％-80wt％、30wt％-85wt％、30wt％-80wt％、30wt％-75wt％、30wt％-70wt％、或30wt％-65wt％的热解油。在一些实施例中，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。在一些实施例中，热解流出物可以包含0.1wt％-25wt％、1wt％-15wt％、1wt％-8wt％或1wt％-5wt％的热解残余物。
在一些实施例中，热解流出物可以包含不超过15wt％、不超过10wt％、不超过5wt％、不超过2wt％、不超过1wt％或者不超过0.5wt％的游离水。如本文所用，术语“游离水”是指预先加入到热解单元中的水和在热解单元中产生的水。
热解流出物通常在非常高的温度(例如500℃至800℃)下离开热解反应器，并因此在被分离成相应的热解气、热解油和热解残余物流之前必须被冷却和至少部分地冷凝。因此，来自热解流出物的热量可以被回收并且用于整个化学回收工艺中的各种工艺。
在一些实施例中，在进料至分离器之前，将热解流出物流冷却到不超过60℃或不超过50℃的温度。在一些实施例中，在进料至分离器之前，将热解流出物流冷却到15℃至60℃、25℃至45℃或30℃至40℃的温度。
在冷却之后，可将热解流出物流进料至分离器中，从而产生热解气(pyrolysisgas/pygas)流、热解油(pyrolysis oil/pyoil)流和热解残余物流。在一些实施例中，热解气流包含1wt％至50wt％的甲烷和/或5wt％至99wt％的C2、C3和/或C4烃成分(包括所有每分子具有2、3或4个碳原子的烃)。热解气流可包含各自的量为5wt％至60wt％、10wt％至50wt％或15wt％至45wt％的C2和/或C3组分，量为1wt％至60wt％、5wt％至50wt％或10wt％至45wt％的C4组分，和量为1wt％至25wt％、3wt％至20wt％或5wt％至15wt％的C5组分。在处理之前，热解气可具有15℃至60℃、25℃至45℃或30℃至40℃的温度(如下所描述)。
在一些实施例中，热解油流包含至少50wt％、至少75wt％、至少90wt％或至少95wt％的C4至C30、C5至C25、C5至C22或C5至C20烃组分。热解油的90％沸点可在150℃至350℃、200℃至295℃、225℃至290℃或230℃至275℃的范围内。如本文所用，“沸点”是指如通过ASTM D2887-13测定的组合物的沸点。附加地，如本文所用，“90％沸点”是指根据ASTMD2887-13的90wt％的组合物沸腾的沸点。
在一些实施例中，热解油可包含少于20wt％、少于10wt％、少于5wt％、少于2wt％、少于1wt％或少于0.5wt％的含杂原子化合物。如本文所用，术语“含杂原子的”化合物包括任何含氮、硫或磷的化合物或聚合物。任何其它原子不被认为是“杂原子”，目的是确定热解油中存在的杂原子、杂原子化合物或杂原子聚合物的量。含杂原子的化合物包括氧化的化合物。通常，当热解废塑料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和/或聚氯乙烯(PVC)时，这类化合物存在于r-热解油中。因此，废塑料中很少至没有PET和/或PVC导致热解油中很少至没有含杂原子的化合物。
如图1所示，来自热解流出物分离器的热解气流可在引入一个或多个热解气处理工艺之前被进料至可选的压缩区。该可选的压缩区可以包括一个或多个压缩机，随后是一个或多个冷却器，和/或液体分液段(liquid knockout section)。在一些实施例中，一个或多个热解气处理工艺包括二氧化碳去除工艺、卤素去除工艺和/或硫去除工艺。
在一些实施例中，二氧化碳去除工艺包括吸收塔-汽提塔系统，其可以包括一个或多个吸收塔和一个或多个再生塔。该工艺通常包括将热解气流引入一个或多个吸收塔中，其中热解气与吸收塔溶剂(即贫吸收塔溶剂)接触，该吸收塔溶剂同时被引入一个或多个吸收塔中。一经接触，在富吸收塔溶剂流中吸收和去除热解气流中的至少一部分二氧化碳和/或其它杂质。在一些实施例中，吸收塔溶剂包含选自以下构成的组的组分：胺、甲醇、氢氧化钠、碳酸钠/碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸钾/碳酸氢钾、乙二醇醚及其组合。在一些实施例中，吸收塔溶剂可包含选自以下构成的组的吸收组分：胺、甲醇、/>乙二醇醚及其组合。吸收组分可包含选自以下构成的组的胺：二乙醇胺(DEA)、单乙醇胺(MEA)、甲基二乙醇胺(MDEA)、二异丙醇胺(DIPA)、二甘醇胺(DGA)、哌嗪、其改性物、衍生物及其组合。
所得的经处理的热解气离开吸收塔塔顶馏出物，并且相对于进料至吸收塔中的热解气流通常贫含二氧化碳。在一些实施例中，经处理的热解气流包含不超过1000ppm、不超过500ppm、不超过400ppm、不超过300ppm、不超过200ppm、或不超过100ppm的二氧化碳。在一些实施例中，相对于进料到吸收塔中的热解气流，经处理的热解气流还贫含硫和/或含硫化合物(例如H2S)。
在一些实施例中，经处理的热解气流在吸收塔系统中处理之后具有不超过60℃的温度。在吸收塔系统中处理之后，经处理的热解气流的温度可为45℃至60℃、或50℃至55℃。经处理的热解气流的温度可比进料至吸收塔中之前的热解气流高1℃至40℃、5℃至30℃或10℃至20℃。
吸收的二氧化碳可以在再生塔中从吸收塔溶剂中去除。在再生塔内，可通过使溶剂与水/蒸汽接触而从富溶剂中汽提二氧化碳。然后将包含蒸汽和二氧化碳的塔顶流冷却并至少部分地冷凝以去除二氧化碳气体，并将水组分回收回到再生塔中。
一个或多个再生塔通常包括至少一个再沸器，其在高到足以从吸收塔溶剂中释放二氧化碳但低于吸收塔溶剂的降解温度的温度下操作。在一些实施例中，再沸器在105℃至130℃、110℃至125℃或115℃至120℃的温度下操作。
吸收塔-汽提塔系统可进一步包括本领域所理解的一种或多种附加组件或方法，以用于系统的适当操作。例如，在一些实施例中，可以使用交叉热交换器来对吸收塔溶剂提供适当的加热和冷却。在一些实施例中，可以包括一个或多个净化出口以从系统中去除过量的溶剂、水或其它组分。然而，也可以使用回收机或暂时关闭系统来清除这些组分。
在一些实施例中，热解气流可在卤素去除工艺中处理。热解气流(二氧化碳贫化的或未经处理的)可包含一定量的卤素(包括含卤素化合物)，例如氯(例如氯化物)、溴和氟。在一些实施例中，热解气流包含一定量的有机卤素(例如有机氯化物)和/或无机卤素(例如无机氯化物)。有机卤素包括具有卤素与碳连接的化合物。示例性的有机卤素包括氯代甲烷(CH3Cl)。示例性的无机卤素包括氯化氢(HCl)、氟化氢(HF)和溴化氢(HBr)。尽管热解气流可包含其它有机和/或无机氯化物，但至少一部分任何较重氯化物将含在热解油流中，且因此热解气流可几乎不包含或不包含较重的含氯化物的化合物。附加地，当使用上游吸收塔-汽提塔系统时，二氧化碳去除工艺也可去除至少一部分无机氯化物(例如HCl)。因此，在一些实施例中，进料至卤素去除工艺的CO2贫化的热解气流也贫含无机卤素(例如HCl)。
在一些实施例中，热解气流(CO2贫化的或未经处理的)具有至少1ppm、至少2ppm、至少5ppm、至少50ppm、至少100ppm、至少200ppm、至少500ppm或至少1000ppm的无机卤素(例如无机氯化物)含量。在一些实施例中，热解气流(CO2贫化的或未经处理的)包含0.1wt％-1wt％无机氯化物(例如HCl)。
卤素去除工艺可以包括一个或多个吸收、吸附和/或反应步骤，其可以在一个或多个吸收、吸附和/或反应单元中进行。在一些实施例中，卤素去除工艺可包括将至少一部分呈蒸气相的热解气流进料穿过卤素去除材料以去除至少一部分卤素含量，并由此提供卤素贫化的(经处理的)热解气流。卤素去除材料可以包含在一个或多个保护床单元中。卤素去除材料可包括用于去除卤素，特别是氯化物的许多材料中的任何一种，例如分子筛、金属氧化物(例如氧化铝(Al2O3)、氧化钙、二氧化硅、氧化锌(ZnO)、二氧化钛(TiO2)、二氧化锆(ZrO2)和/或氧化铁(FeO))、碳酸盐(例如碳酸钠、碳酸钙)及其组合。多种材料可以组合使用，例如，在以上列出的材料和/或其它材料的两层或多层中。在一些实施例中，金属氧化物的表面积为至少1、至少5、至少10、至少50或至少100m2/g。
在一些实施例中，可以使用单个保护床。特别地，当热解气流中的卤素浓度相对低时，保护床单元的运行时间显著大于再生时间，因此单个保护床单元的再生的停工期是微不足道的。然而，当热解气流中存在较大卤素浓度时，可使用两个或更多个保护床单元。在这样的实施例中，例如，当一个保护床中的卤素去除材料需要替换或再生时，可停止该保护床单元的操作，并且可将热解气流转移至一个或多个其它保护床单元。一旦卤素去除材料被替换或再生，保护床单元可继续操作，然后热解气流可再次流动通过保护床单元。
卤素去除处理工艺通常产生贫含卤素的经处理的热解气流。在一些实施例中，在卤素去除处理工艺之后，经处理的热解气流可贫含有机氯化物和/或无机氯化物两者。在一些实施例中，卤素贫化的热解气流包含不超过100ppm、不超过50ppm、不超过10ppm、不超过1ppm、不超过0.1ppm、或不超过0.01ppm的氯化物和/或其它卤素。
在一些实施例中，热解气流可在硫去除工艺中处理以从热解气流中去除硫和/或含硫化合物。热解气流(二氧化碳贫化的和/或卤素贫化的，或未经处理的)可以包含一定量的硫和/或含硫化合物，例如硫化氢(H2S)、胂、膦和/或硫化羰(COS)。这种含硫物质的量取决于塑料废物材料的具体塑料含量。然而，在一些实施例中，热解气流(二氧化碳贫化的和/或卤素贫化的，或未经处理的)包含至少25ppb、至少100ppb、至少500ppb、或至少1ppm的硫化氢(H2S)、胂(AsH3)，膦(PH3)，和/或硫化羰(COS)。热解气流(二氧化碳贫化的和/或卤素贫化的，或未经处理的)可以包含25ppb至1000ppm的硫化氢(H2S)、胂(AsH3)、膦(PH3)和/或硫化羰(COS)。在一些实施例中，热解气流(二氧化碳贫化的和/或卤素贫化的，或未经处理的)包含：(i)至少1ppm的硫化氢(H2S)；(ii)至少25ppb胂(AsH3)；(iii)至少25ppb的膦(PH3)；和/或(iv)至少1ppm的羰基硫(COS)。
特定处理途径可取决于热解气流中存在的含硫物质的特定量。然而，硫去除处理工艺通常利用反应物材料和可选的催化剂材料用于将流体相含硫物质转化成含硫金属物质。反应物材料和/或催化剂材料可包含在热解气流可从中通过的一个或多个固定床单元中。
如图8所示，当热解气流包含显著量的硫化羰(COS)时，COS可首先被转化为硫化氢(H2S)，以便减少在如下所描述的硫去除反应中产生的过量二氧化碳(CO2)。该可选步骤包括在催化剂材料存在下使热解气流与第一反应物材料接触。在一些实施例中，第一反应物材料包括水(例如呈蒸汽形式)和/或氢(H2)。在一些实施例中，催化剂材料包括镍-钼(NiMo)和/或钯(Pd)。因此，来自该第一步骤的热解气流包含H2S，其至少一部分从进入反应器的热解气流中的COS转化。
然后可将热解气流(来自可选的第一反应器或没有第一反应器)引入第二反应器。在第二反应器内，该步骤包括使热解气流与第二反应物材料接触。在一些实施例中，第二反应物材料可以包括一种或多种金属氧化物化合物。第二反应物材料可以包括含有氧化锌(ZnO)、氧化铁(II)FeO和/或氧化铜(II)(CuO)的第二反应物材料。
热解气流与第二反应物材料的接触通常可以进行以下反应中的一个或多个：(i)将至少一部分硫化氢(H2S)转化为水和金属硫化物；(ii)将至少一部分胂转化为水和金属-砷化物；(iii)将至少一部分膦转化为水和金属磷化物；和/或(iv)将至少一部分COS转化为二氧化碳(CO2)和金属硫化物。在一些实施例中，金属硫化物包括硫化锌(ZnS)、硫化铁(II)(FeS)和/或硫化铜(II)(CuS)。在一些实施例中，金属-砷化物包括砷化锌(Zn3As2)、砷化铁(II)(Fe3As2)和/或砷化铜(II)(Cu3As2)。在一些实施例中，金属磷化物包括磷化锌(Zn3P2)、磷化铁(II)(Fe3P2)和/或磷化铜(II)(Cu3P2)。
在一些实施例中，反应可以表征如下：
ZnO+H2S→H2O+ZnS FeO+H2S→H2O+FeS
ZnO+AsH3→H2O+Zn3As2 FeO+AsH3→H2O+Fe3As2
ZnO+PH3→H2O+Zn3P2 FeO+PH3→H2O+Fe3P2
在一些实施例中，反应可以表征如下：
CuO+H2S→H2O+CuS
CuO+AsH3→H2O+Cu3As2
CuO+PH3→H2O+Cu3P2
CuO+COS→CuS+CO2
如上所描述，硫化羰(COS)可以转化为CuS，而无需首先将COS转化为H2S的可选第一反应。然而，由于产生了二氧化碳(CO2)，因此随后的CO2去除工艺可能是必要的，以从热解气流中去除过量的CO2。这种下游CO2去除工艺可包括分子筛、苛性碱洗涤器系统和/或其它CO2去除系统和工艺，例如上述那些。
一旦热解气流中的含硫物质被转化成金属含硫物质，这些金属物质就从热解气流中被去除(例如，当热解气流体流动通过并离开反应器时，固体金属材料可保留在固定床中)，从而形成经处理的硫贫化的热解气流。在一些实施例中，经处理的硫贫化的热解气流包含不超过1,000ppm、不超过500ppm、不超过200ppm、或不超过100ppm的硫化氢(H2S)。在一些实施例中，经处理的硫贫化的热解气流包含不超过1,000ppm、不超过500ppm、不超过200ppm、或不超过100ppm的二氧化碳(CO2)。
附加地，在硫去除处理中的金属氧化物反应物材料也可以充当卤素去除材料。因此，在一些实施例中，在硫去除处理中，一定量的卤素也可以被吸附并从热解气流中去除。因此，在一些实施例中，卤素去除步骤和硫去除步骤可以在相同的单元中进行。然而，在一些实施例中，卤素去除步骤和硫去除步骤可以在单独的单元中进行，如附图的实施例中所描绘的。特定的布置可取决于热解气流的卤素和硫浓度以及是否应当利用单独的单元来实现所期望的热解气净化。金属氧化物反应物材料也可去除其它杂质，例如汞、铅等。
无论热解气流是否使用任何一种或多种上述处理方法或系统处理，至少一部分热解气流可引入苛性碱洗涤器工艺，其可位于处理方法(如上所描述)的下游和/或裂化器设施中。进入苛性碱洗涤器的原料气体可包含热解气流，或者热解气流可与来自裂化器炉(如下所描述)的至少一部分流出物流组合，该流出物流可以呈裂化气流的形式，并且组合的气流可进料至苛性碱洗涤器。
进料至苛性碱洗涤器的气体蒸汽的组成将取决于多种因素，例如废塑料组成、热解气流的上游处理和热解气流组成，以及热解气是否与裂化气组合。在一些实施例中，引入苛性碱洗涤器的热解气流(经处理或未经处理的、组合或未组合的)包含1-1000ppm、5-500ppm、10-300ppm或50-200ppm卤素；1-1000pppw，5-500ppm，10-200ppm，50-100ppm盐酸(HCl)；1至1000ppm、5至500ppm、10至200ppm或50至100ppm二氧化碳(CO2)；和/或1至1000ppm、5至500ppm、10至200ppm或50至100ppm硫化氢(H2S)。热解气流(经处理或未经处理的、组合或未组合的)可以在100psia-300psia的压力下引入苛性碱洗涤器工艺。
在一些实施例中，当热解气流首先在吸收塔-汽提塔系统(如上所描述)中处理时，该处理从热解气流中去除足够的CO2，使得当与裂化器炉流出物流的至少一部分例如裂化气流组合时，组合的流不含大于苛性碱洗涤器工艺的操作CO2容量的平均CO2含量(在一个月的时间段内测量)。例如，在吸收塔-汽提塔系统中处理热解气流可去除足够的CO2，使得进料至苛性碱洗涤器的组合的气流包含不超过1000ppm、不超过500ppm、不超过400ppm、不超过300ppm、不超过200ppm、或不超过100ppm的CO2。在一些实施例中，在吸收塔-汽提塔系统中处理热解气流使至少70％、至少80％、至少90％、至少95％或至少99％的CO2从热解气流中去除。附加地，或替代性地，在吸收塔-汽提塔系统中处理热解气流使至少90％、至少95％、至少99％或至少99.9％的CO2和硫(包括含硫化合物)从热解气流中去除。在一些实施例中，在进料至苛性碱洗涤器工艺之前，组合的气流可包含不超过100ppm的CO2。
取决于例如气体流速和组成的因素，苛性碱洗涤器系统可以具有各种设计和几何形状。图2示出了示例性的苛性碱洗涤器工艺。所示的苛性碱洗涤器是三级洗涤器，尽管苛性碱洗涤器可以包括两级、三级、四级、五级或更多级。一级或多级可包括填充材料以增加气相和液相之间的接触。在一些实施例中，至少一级是水洗。在一些实施例中，最后(顶部)级是水洗。在一些实施例中，苛性碱洗涤器工艺在25℃至65℃的温度下操作。
在洗涤器底部积聚的任何液体上方，将气流进料至苛性碱洗涤器塔的底级。新鲜的苛性碱溶液可以直接进料到任何苛性碱级。当气体在各级内和各级之间向上流动时，气体接触向下流动的苛性碱溶液，从而将某些气体组分(例如二氧化碳)转移到液体苛性碱溶液。在一些实施例中，苛性碱溶液包含溶解的苛性碱组分，该苛性碱组分选自以下构成的组：氢氧化钠、氢氧化钾、氧化钙、碳酸钾及其组合。如上所述，顶级可以是可选的水段，其可以去除气流中的残留苛性碱或盐。附加地，顶部水进料可以转移并根据需要用于稀释新鲜的苛性碱进料。
苛性碱洗涤器工艺通常从热解气(或组合的)流中去除二氧化碳(CO2)、硫(包括含硫化合物，例如H2S)和/或其它不期望的组分，并由此产生净化气流和废苛性碱溶液塔底流。在一些实施例中，相对于至苛性碱洗涤器工艺的热解气流和/或组合的原料流，净化气流是CO2贫化的和/或硫贫化的。在一些实施例中，苛性碱洗涤器工艺产生了包含不超过1ppm CO2的净化气流。废苛性碱流可包含一种或多种已从气流中去除的组分，例如溶解的二氧化碳(CO2)和/或硫化氢(H2S)。然后可将废苛性碱流(或其至少一部分)引入废水处理设施和/或用于盐酸(HCl)中和工艺(例如，以中和由塑料液化工艺产生的气体中的HCl)。
如上所述，在一些实施例中，苛性碱洗涤器工艺可以位于裂化器设施内。如图1所示，至少一部分热解气(其可以可选地通过上述处理方法中的任何一种或多种来处理)可以被引入裂化器设施中。在一些实施例中，可以将来自热解设施的热解气的至少50％、至少75％、至少90％或至少95％引入裂化器设施中。附加地，或替代性地，所有或部分热解气可被引入裂化器炉下游的至少一个位置。
当引入裂化器炉下游的位置时，热解气可以引入一个或多个下列位置：(i)在初始压缩区的上游，其在两个或更多个压缩级中压缩炉流出物的蒸气部分；(ii)在初始压缩区内；和/或(iii)在初始压缩区的下游但在苛性碱洗涤器工艺的上游。在一些情况下，热解气流可仅被引入这些位置中的一个，而在其它情况下，热解气流可被分成另外的级分，并且每个级分被引入不同的位置。在这种情况下，热解气的级分可以被引入到图1所示的至少两个或所有位置。
热解气流可被引入裂化器设施的位置可取决于热解气流的压力，其将取决于在任何热解气处理的上游是否使用压缩区和热解气处理工艺的条件。例如，如果在热解气处理的上游没有压缩区，则可能需要将经处理的热解气流引入裂化器设施的初始压缩段的上游。然而，如果在热解气处理的上游存在压缩区，则经处理的热解气流可被引入裂化器设施的初始压缩段下游的位置。
当被引入初始压缩段时，热解气可在第一压缩级的上游、最后压缩级的上游或下游、或一个或多个中间压缩级的上游被引入。
裂化器设施工艺通常包括将烃进料进料至裂化器炉的入口。烃进料可以主要包含C3至C5烃组分、C5至C22烃组分、或C3至C22烃组分、或甚至主要包含C2组分。烃进料可以包括来自一个或多个来源的回收成分，或者它可以包括非回收成分。附加地，在一些情况下，烃进料可以不包括任何回收成分。在一些实施例中，烃进料可包含至少一部分由热解设施(如上所描述)产生的热解油流。
在一个实施例中或与本文公开的一个或多个实施例组合，裂化器炉可以在至少700℃、至少750℃、至少800℃或至少850℃的产物出口温度(例如，盘管出口温度)下操作。至裂化炉的进料可以具有小于3000、小于2000、小于1000或小于500g/mol的数均分子量(Mn)。如果至裂化器炉的进料含有组分的混合物，则裂化器炉进料的Mn是所有进料组分的加权平均Mn，基于单个进料组分的质量。至裂化器炉的进料可以包含小于5wt％、小于2wt％、小于1wt％、小于0.5wt％或0.0wt％的煤、生物质和/或固体。在某些实施例中，可以将共进料流，例如蒸汽或含硫流(用于金属钝化)引入裂化器炉中。裂化器炉可以包括对流段和辐射段两者并且可以具有管状反应区(例如，在对流段和辐射段中的一个或两者中的盘管)。通常，通过反应区的流(从对流段入口到辐射段出口)的停留时间可以小于20秒、小于10秒、小于5秒或小于2秒。
烃进料可以在炉内热力裂化以形成较轻的烃流出物。然后可以在骤冷区中冷却流出物流并在压缩区中压缩。然后可以将来自压缩区的压缩流作为裂化气流进料至苛性碱洗涤器工艺，然后在分离区中进一步分离以产生至少一种回收成分化学产物(r-产物)和/或副产物。回收成分产物和副产物的例子包括但不限于回收成分乙烷(r-乙烷)、回收成分乙烯(r-乙烯)、回收成分丙烷(r-丙烷)、回收成分丙烯(r-丙烯)、回收成分丁烷(r-丁烷)、回收成分丁烯(r-丁烯)、回收成分丁二烯(r-丁二烯)和回收成分戊烷和更重质(r-C5+)。在一些实施例中，至少一部分回收成分流(例如，r-乙烷或r-丙烷)可以作为反应回收流返回到裂化器炉的入口。
当一个或多个经处理的热解气流被引入裂化设施中时，经处理的热解气可以与至少一部分裂化器流出物(如上所描述)例如裂化气流组合，并且组合的气流可以进料至苛性碱洗涤器工艺和/或以与上述裂化气相同或相似的方式进行其它处理。例如，在苛性碱洗涤器中处理后，气流可以可选地脱水和/或压缩，并引入到低温分离工艺中以生产各种回收成分化学产物和副产物，其可以与上述那些相同或不同。在一些实施例中，回收成分化学产物和副产物包括烯烃(例如C2至C5烯烃)、烷烃(例如C2至C5烷烃)、芳族化合物(例如，苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯)、氢(H2)、链烷烃、汽油和/或C5+烃。在一些实施例中，回收成分产物和副产物包括r-乙烯、r-丙烯、r-丁烯、r-苯、r-甲苯、r-二甲苯和/或r-苯乙烯。
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。
除非另有明确说明，所有“ppm”和“ppb”值都是关于液体和固体按重量计，并且关于气体按体积计。对于多相流，表示主要在气相中的组分的“ppm”和“ppb”值是按体积计的，表示主要在液相和/或固相中的组分的“ppm”和“ppb”值是按重量计的。
如本文所用，术语“一个/种(a/an)”和“该/所述”是指一种或多种。
如本文所用，术语“和/或”当用于两个或更多个项目的列表中时，是指所列项目中的任一个可单独使用，或可使用所列项目中的两个或更多个的任何组合。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组合，B和C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，并至多并包括整个量或时间段。
如本文所用，术语“化学回收”是指废塑料回收工艺，该工艺包括将废塑料聚合物化学转化成本身有用和/或用作另一个或多个化学生产工艺的原料的较低分子量聚合物、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。
如本文所使用的，术语“同地协作(co-locate)”是指至少两个物体位于共同的物理站点上和/或彼此在一英里内的特性。
如本文所用，术语“商业规模设施”是指具有在一年内平均的至少500磅/小时的平均年进料速率的设施。
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叙述的主题过渡到该术语之后所叙述的一个或多个要素，其中在过渡术语之后列出的要素或多个要素不一定是构成该主题的唯一要素。
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成更简单的分子。
如本文所用，术语“贫化”是指具有特定组分的浓度，该浓度小于参比材料或流中该组分的浓度。
如本文所用，术语“富集”是指具有特定组分的浓度，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“游离水”是指先前加入(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。
本文所用的术语“卤素(halogen/halogens)”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“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“远离定位”是指两个设施、站点或反应器之间的距离大于1、5、10、50、100、500、1000或10,000英里。如本文所用，术语“主要”是指按重量计大于50％。例如，主要为丙烷的流、组合物、原料或产物是含有大于50wt％丙烷的流、组合物、原料或产物。
如本文所用，术语“热解”是指在惰性(即基本无氧)气氛中在升高的温度下一种或多种有机材料的热分解。
如本文所用，术语“热解气(pyrolysis gas和pygas)”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“热解油(pyrolysis oil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”是指由热解获得的组合物，其不是热解气或热解油，并且主要包含热解炭和热解重质蜡。
如本文所用，术语“回收成分”是指直接和/或间接衍生自回收材料的组合物或包含该组合物。
如本文所用，术语“精炼油”是指已经经受过蒸馏和/或净化步骤的天然(即，非合成)油。
如本文所用，术语“废苛性碱流”是指包含苛性碱组分并已从苛性碱处理单元例如苛性碱洗涤器单元中排出的流。
如本文所用，术语“废料”是指用过的、废弃的和/或丢弃的材料。
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。
当指示数字序列时，应当理解，每个数字被修改成与数字序列或句子中的第一个数字或最后一个数字相同，例如，每个数字视情况而定是“至少”或“至多”或“不超过”；并且每个数字处于“或”的关系中。例如，“至少10wt％、20wt％、30wt％、40wt％、50wt％、75wt％……”是指与“至少10wt％、或至少20wt％、或至少30wt％、或至少40wt％、或至少50wt％、或至少75wt％”等相同；并且“不超过90wt％、85wt％、70wt％、60wt％……”是指与“不超过90wt％、或不超过85wt％、或不超过70wt％......”等相同；以及“按重量计至少1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％……”是指与“至少1wt％、或至少2wt％、或至少3wt％……”等相同；以及“至少5wt％、10wt％、15wt％、20wt％和/或不超过99wt％、95wt％、90wt％”是指与“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90wt％……”等相同。
附加的权利要求支持说明——第一实施例
在本技术的第一实施例中，提供了一种用于净化热解气(pyrolysis gas/pygas)的方法，该方法包括：(a)提供热解气，该热解气包含以下中的一种或多种：(i)大于1ppm的盐酸(HCl)；(ii)大于1ppm的二氧化碳(CO2)；和/或(iii)大于1ppm的硫化氢(H2S)；以及(b)将包含至少一部分热解气的进料流引入裂化器设施内的苛性碱洗涤器工艺。
在前一段中描述的第一实施例还可以包括以下要点段落中列出的一个或多个附加方面/特征中。第一实施例的以下附加特征中的每一个可以是独立特征，或者可以在一致的程度上与其它附加特征中的一个或多个组合。另外，以下指定项目符号的段落可被视为具有由项目符号列表中的缩进程度指示的依赖性级别的从属权利要求特征(即，比上面列出的特征缩进得更远的特征被认为依赖于上面列出的特征)。
●其中热解气通过以下提供：
(i)热解废塑料以提供热解流出物流；
(ii)冷却和至少部分地冷凝至少一部分热解流出物流；以及
(iii)分离冷却的且至少部分地冷凝的热解流出物流，从而提供至少一个热解气流和一个热解油(pyrolysis oil/pyoil)流。
○其中热解流出物流在热解之后的温度为500℃至800℃。
○其中将热解流出物流冷却至15℃至60℃、25℃至45℃或30℃至40℃的温度。
○其中废塑料包含按重量计不超过10％、不超过5％、不超过1％、不超过0.5％、不超过0.3％、不超过0.2％或不超过0.1％的聚酯(例如PET)。
○其中废塑料包含按重量计至少80％、至少90％、至少95％、至少99％或至少99.9％聚烯烃。
○其中热解流出物包含：
■20wt％至99wt％的热解油；
■1wt％至90wt％的热解气；
■至25wt％的热解残余物；和/或
■不超过15wt％、10wt％、5wt％、2wt％、1wt％、0.5wt％的游离水。
○其中热解气包含：
■1wt％至50wt％的甲烷。
■5wt％至99wt％的C2、C3和/或C4烃含量。
○其中原料还包含至少一部分裂化器炉流出物流和/或至少一部分热解油流。
●其中热解气流包含以下中的一种或多种：
1ppm-1000ppm、5ppm-500ppm、10ppm-200ppm、50ppm-100ppm盐酸(HCl)；
1ppm-1000ppm、5ppm-500ppm、10ppm-300ppm、50ppm-200ppm卤素；
1ppm-1000ppm、5ppm-500ppm、10ppm-200ppm、50ppm-100ppm二氧化碳(CO2)；和/或
1ppm-1000ppm、5ppm-500ppm、10ppm-200ppm、50ppm-100ppm硫化氢(H2S)。
●其中热解气流在100psia-300psia的压力下引入苛性碱洗涤器工艺。
●其中苛性碱洗涤器工艺从热解气流中去除二氧化碳(CO2)和/或硫(包括含硫化合物)，并从而产生经处理的气流和废苛性碱流。
○还包括将至少一部分废苛性碱流引入废水处理设施。
○还包括在盐酸(HCl)中和工艺中使用至少一部分废苛性碱流。
○还包括：
■可选地，使至少一部分经处理的气流脱水和/或压缩；以及
■将经处理的气流引入低温分离工艺以产生包含一种或多种烯烃、烷烃、芳族化合物、氢(H2)、链烷烃、汽油和/或C5+
烃的回收成分化学产物和副产物。
●其中苛性碱洗涤器工艺在25℃至65℃的温度下操作。
●其中苛性碱洗涤器工艺包括使热解气与包含溶解的苛性碱组分的苛性碱溶液接触，该苛性碱溶液选自以下构成的组：氢氧化钠、氢氧化钾、氧化钙、碳酸钾及其组合。
附加的权利要求支持说明——第二实施例
在本技术的第二实施例中，提供了一种用于净化热解气(pyrolysis gas/pygas)的方法，该方法包括：(a)处理热解气(pyrolysis gas/pygas)流以提供贫含卤素、二氧化碳(CO2)和/或硫的经处理的热解气流；以及(b)将至少一部分经处理的热解气流引入苛性碱洗涤器工艺。
在前一段中描述的第二实施例还可以包括以下要点段落中列出的一个或多个附加方面/特征中。第二实施例的以下附加特征中的每一个可以是独立特征，或者可以在一致的程度上与其它附加特征中的一个或多个组合。另外，以下指定项目符号的段落可被视为具有由项目符号列表中的缩进程度指示的依赖性级别的从属权利要求特征(即，比上面列出的特征缩进得更远的特征被认为依赖于上面列出的特征)。
●其中热解气流通过以下产生：
(i)热解废塑料以提供热解流出物流；
(ii)冷却和至少部分地冷凝至少一部分热解流出物流；以及
(iii)分离冷却的且至少部分地冷凝的热解流出物流，从而提供至少一个热解气流和一个热解油(pyrolysis oil/pyoil)流。
○其中热解流出物流在热解之后的温度为500℃至800℃。
○其中将热解流出物流冷却至15℃至60℃、25℃至45℃或30℃至40℃的温度。
○其中废塑料包含按重量计不超过10％、不超过5％、不超过1％、不超过0.5％、不超过0.3％、不超过0.2％或不超过0.1％的聚酯(例如PET)。
○其中废塑料包含按重量计至少80％、至少90％、至少95％、至少99％或至少99.9％聚烯烃。
○其中热解流出物包含：
20wt％至99wt％的热解油；
1wt％至90wt％的热解气；
0.1wt％至25wt％的热解残余物；和/或
不超过15wt％、10wt％、5wt％、2wt％、1wt％、0.5wt％的游离水。
○其中热解气流包含：
1wt％至50wt％的甲烷；和/或
5wt％至99wt％的C2、C3和/或C4烃含量。
○还包括将至少一部分热解油流作为原料引入裂化器设施内的裂化器炉。
■其中至苛性碱洗涤器的原料包含至少一部分来自裂化器炉的裂化器炉流出物流。
●其中热解气流包含以下中的一种或多种：
1ppm-1000ppm、5ppm-500ppm、10ppm-200ppm、50ppm-100ppm盐酸(HCl)；
1ppm-1000ppm、5ppm-500ppm、10ppm-300ppm、50ppm-200ppm卤素；
1ppm-1000ppm、5ppm-500ppm、10ppm-200ppm、50ppm-100ppm二氧化碳(CO2)；和/或
1ppm-1000ppm、5ppm-500ppm、10ppm-200ppm、50ppm-100ppm硫化氢(H2S)。
●其中热解气流在100psia-300psia的压力下引入苛性碱洗涤器工艺。
●其中苛性碱洗涤器工艺从热解气流中去除二氧化碳(CO2)和/或硫(包括含硫化合物)，并从而产生经处理的气流和废苛性碱流。
○还包括将至少一部分废苛性碱流引入废水处理设施。
○还包括在盐酸(HCl)中和工艺中使用至少一部分废苛性碱流。
○还包括：
■可选地，使至少一部分经处理的气流脱水和/或压缩；以及
■将经处理的气流引入低温分离工艺以产生包含一种或多种烯烃、烷烃、芳族化合物、氢(H2)、链烷烃、汽油和/或C5+
烃的回收成分化学产物和副产物。
●其中苛性碱洗涤器工艺在25℃至65℃的温度下操作。
●其中苛性碱洗涤器工艺包括使热解气与包含溶解的苛性碱组分的苛性碱溶液接触，该苛性碱溶液选自以下构成的组：氢氧化钠、氢氧化钾、氧化钙、碳酸钾及其组合。
附加的权利要求支持说明——第三实施例
在本技术的第三实施例中，提供了一种用于净化热解气(pyrolysis gas/pygas)的方法，该方法包括：(a)将至少一部分裂化器炉流出物流与热解气(pyrolysis gas/pygas)流组合以形成组合的流；以及(b)将至少一部分组合的流进料至苛性碱洗涤器工艺中。
在前一段中描述的第三实施例还可以包括以下要点段落中列出的一个或多个附加方面/特征中。第三实施例的以下附加特征中的每一个可以是独立特征，或者可以在一致的程度上与其它附加特征中的一个或多个组合。另外，以下指定项目符号的段落可被视为具有由项目符号列表中的缩进程度指示的依赖性级别的从属权利要求特征(即，比上面列出的特征缩进得更远的特征被认为依赖于上面列出的特征)。
●其中热解气流通过以下产生：
(i)热解废塑料以提供热解流出物流；
(ii)冷却和至少部分地冷凝至少一部分热解流出物流；以及
(iii)分离冷却的且至少部分地冷凝的热解流出物流，从而提供至少一个热解气流和一个热解油(pyrolysis oil/pyoil)流。
○其中至少一部分裂化器流出物流通过使包含至少一部分热解油流的原料蒸汽裂化而产生。
○其中热解流出物流在热解之后的温度为500℃至800℃。
○其中将热解流出物流冷却至15℃至60℃、25℃至45℃或30℃至40℃的温度。
○其中废塑料包含按重量计不超过10％、不超过5％、不超过1％、不超过0.5％、不超过0.3％、不超过0.2％或不超过0.1％的聚酯(例如PET)。
○其中废塑料包含按重量计至少80％、至少90％、至少95％、至少99％或至少99.9％聚烯烃。
○其中热解流出物包含：
20wt％至99wt％的热解油；
1wt％至90wt％的热解气；
0.1wt％至25wt％的热解残余物；和/或
不超过15wt％、10wt％、5wt％、2wt％、1wt％、0.5wt％的游离水。
○其中热解气流包含：
1wt％至50wt％的甲烷；和/或
5wt％至99wt％的C2、C3和/或C4烃含量。
○还包括将至少一部分热解油流作为原料引入裂化器设施内的裂化器炉。
■其中至苛性碱洗涤器的原料包括来自裂化器炉的至少一部分裂化器炉流出物流。
●其中苛性碱洗涤器包括两个或更多个(三个或更多个、四个或更多个、或五个或更多个)级。
●其中苛性碱洗涤器工艺产生包含不超过1ppm的CO2的经处理的流出物流。
●其中在组合(a)之前，在吸收塔-汽提塔系统中处理至少一部分热解气流，从而产生CO2贫化的热解气流。
○其中吸收塔-汽提塔系统包括一个或多个吸收塔和一个或多个再生塔。
■其中处理(a)包括将热解气流引入一个或多个吸收塔并使热解气与吸收塔溶剂接触。
●其中吸收塔溶剂包含选自以下构成的组的组分：胺、甲醇、氢氧化钠、碳酸钠/碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸钾/碳酸氢钾、乙二醇醚及其组合。
●其中吸收塔溶剂包含选自以下构成的组的组分：胺、甲醇、乙二醇醚及其组合。
○其中在吸收塔-汽提塔系统中处理热解气流使足够的CO2从热解气流中去除，使得组合的流不含大于苛性碱洗涤器工艺的CO2容量的平均CO2含量(例如，在一个月的时间段内测量)。
○其中在进料(b)至苛性碱洗涤器工艺之前，组合的流包含不超过100ppm的CO2。
○其中在吸收塔-汽提塔系统中处理热解气流使至少70％、至少80％、至少90％、至少95％或至少99％的CO2从热解气流中去除。
○其中在吸收塔-汽提塔系统中处理热解气流使至少90％、至少95％、至少99％或至少99.9％的CO2和硫(包括含硫化合物)从热解气流中去除。
○其中在吸收塔-汽提塔系统中处理热解气流使足够的CO2去除，使得组合的流包含不超过1000ppm、不超过500ppm、不超过400ppm、不超过300ppm、不超过200ppm或不超过100ppm的CO2。
●其中进料至苛性碱洗涤器工艺的组合的流包含不超过100ppm的CO2。
●其中热解气流包含以下中的一种或多种：
1ppm-1000ppm、5ppm-500ppm、10ppm-200ppm、50ppm-100ppm盐酸(HCl)；
1ppm-1000ppm、5ppm-500ppm、10ppm-300ppm、50ppm-200ppm卤素；
1ppm-1000ppm、5ppm-500ppm、10ppm-200ppm、50ppm-100ppm二氧化碳(CO2)；和/或
1ppm-1000ppm、5ppm-500ppm、10ppm-200ppm、50ppm-100ppm硫化氢(H2S)。
●其中热解气流在100psia-300psia的压力下引入苛性碱洗涤器工艺。
●其中苛性碱洗涤器工艺从热解气流中去除二氧化碳(CO2)和/或硫(包括含硫化合物)，并从而产生经处理的气流和废苛性碱流。
○还包括将至少一部分废苛性碱流引入废水处理设施。
○还包括在盐酸(HCl)中和工艺中使用至少一部分废苛性碱流。
○还包括：
■可选地，使至少一部分经处理的气流脱水和/或压缩；以及
■将经处理的气流引入低温分离工艺以产生包含一种或多种烯烃、烷烃、芳族化合物、氢(H2)、链烷烃、汽油和/或C5+烃的回收成分化学产物和副产物。
●其中苛性碱洗涤器工艺在25℃至65℃的温度下操作。
●其中苛性碱洗涤器工艺包括使热解气与包含溶解的苛性碱组分的苛性碱溶液接触，该苛性碱溶液选自以下构成的组：氢氧化钠、氢氧化钾、氧化钙、碳酸钾及其组合。
附加的权利要求支持说明——第四实施例
在本技术的第四实施例中，提供了一种用于净化热解气(pyrolysis gas/pygas)的方法，该方法包括：(a)在吸收塔-汽提塔系统中处理热解气(pyrolysis gas/pygas)流以提供经处理的热解气流；以及(b)将至少一部分经处理的热解气流引入裂化器设施内的苛性碱洗涤器工艺。
在前一段中描述的第四实施例还可以包括以下要点段落中列出的一个或多个附加方面/特征中。第四实施例的以下附加特征中的每一个可以是独立特征，或者可以在一致的程度上与其它附加特征中的一个或多个组合。另外，以下指定项目符号的段落可被视为具有由项目符号列表中的缩进程度指示的依赖性级别的从属权利要求特征(即，比上面列出的特征缩进得更远的特征被认为依赖于上面列出的特征)。
●其中热解气流通过以下产生：
(i)热解废塑料以提供热解流出物流；
(ii)冷却和至少部分地冷凝至少一部分热解流出物流；以及
(iii)分离冷却的且至少部分地冷凝的热解流出物流，从而提供至少一个热解气流和一个热解油(pyrolysis oil/pyoil)流。
○其中至少一部分裂化器流出物流通过使包含至少一部分热解油流的原料蒸汽裂化而产生。
○其中热解流出物流在热解之后的温度为500℃至800℃。
○其中将热解流出物流冷却至15℃至60℃、25℃至45℃或30℃至40℃的温度。
○其中废塑料包含按重量计不超过10％、不超过5％、不超过1％、不超过0.5％、不超过0.3％、不超过0.2％或不超过0.1％的聚酯(例如PET)。
○其中废塑料包含按重量计至少80％、至少90％、至少95％、至少99％或至少99.9％聚烯烃。
○其中热解流出物包含：
20wt％至99wt％的热解油；
1wt％至90wt％的热解气；
0.1wt％至25wt％的热解残余物；和/或
不超过15wt％、10wt％、5wt％、2wt％、1wt％、0.5wt％的游离水。
○其中热解气流包含：
1wt％至50wt％的甲烷；和/或
5wt％至99wt％的C2、C3和/或C4烃含量。
○还包括将至少一部分热解油流作为原料引入裂化器设施内的裂化器炉。
■其中至苛性碱洗涤器的原料包括来自裂化器炉的至少一部分裂化器炉流出物流。
●其中苛性碱洗涤器包括两个或更多个(三个或更多个、四个或更多个、或五个或更多个)级。
●其中苛性碱洗涤器工艺产生包含不超过1ppm的CO2的经处理的流出物流。
●其中在组合(a)之前，在吸收塔-汽提塔系统中处理至少一部分热解气流，从而产生CO2贫化的热解气流。
○其中吸收塔-汽提塔系统包括一个或多个吸收塔和一个或多个再生塔。
■其中处理(a)包括将热解气流引入一个或多个吸收塔并使热解气与吸收塔溶剂接触。
●其中吸收塔溶剂包含选自以下构成的组的组分：胺、甲醇、氢氧化钠、碳酸钠/碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸钾/碳酸氢钾、乙二醇醚及其组合。
●其中吸收塔溶剂包含选自以下构成的组的组分：胺、甲醇、乙二醇醚及其组合。
○其中在吸收塔-汽提塔系统中处理热解气流使足够的CO2从热解气流中去除，使得组合的流不含大于苛性碱洗涤器工艺的CO2容量的平均CO2含量(例如，在一个月的时间段内测量)。
○其中在进料(b)至苛性碱洗涤器工艺之前，组合的流包含不超过100ppm的CO2。
○其中在吸收塔-汽提塔系统中处理热解气流使至少70％、至少80％、至少90％、至少95％或至少99％的CO2从热解气流中去除。
○其中在吸收塔-汽提塔系统中处理热解气流使至少90％、至少95％、至少99％或至少99.9％的CO2和硫(包括含硫化合物)从热解气流中去除。
○其中在吸收塔-汽提塔系统中处理热解气流使足够的CO2去除，使得组合的流包含不超过1000ppm、不超过500ppm、不超过400ppm、不超过300ppm、不超过200ppm或不超过100ppm的CO2。
●其中进料至苛性碱洗涤器工艺的组合的流包含不超过100ppm的CO2。
●其中热解气流包含以下中的一种或多种：
1ppm-1000ppm、5ppm-500ppm、10ppm-200ppm、50ppm-100ppm盐酸(HCl)；
1ppm-1000ppm、5ppm-500ppm、10ppm-300ppm、50ppm-200ppm卤素；
1ppm-1000ppm、5ppm-500ppm、10ppm-200ppm、50ppm-100ppm二氧化碳(CO2)；和/或
1ppm-1000ppm、5ppm-500ppm、10ppm-200ppm、50ppm-100ppm硫化氢(H2S)。
●其中热解气流在100psia-300psia的压力下引入苛性碱洗涤器工艺。
●其中苛性碱洗涤器工艺从热解气流中去除二氧化碳(CO2)和/或硫(包括含硫化合物)，并从而产生经处理的气流和废苛性碱流。
○还包括将至少一部分废苛性碱流引入废水处理设施。
○还包括在盐酸(HCl)中和工艺中使用至少一部分废苛性碱流。
○还包括：
■可选地，使至少一部分经处理的气流脱水和/或压缩；以及
■将经处理的气流引入低温分离工艺以产生包含一种或多种烯烃、烷烃、芳族化合物、氢(H2)、链烷烃、汽油和/或C5+烃的回收成分化学产物和副产物。
●其中苛性碱洗涤器工艺在25℃至65℃的温度下操作。
●其中苛性碱洗涤器工艺包括使热解气与包含溶解的苛性碱组分的苛性碱溶液接触，该苛性碱溶液选自以下构成的组：氢氧化钠、氢氧化钾、氧化钙、碳酸钾及其组合。
权利要求书不限于所公开的实施例
上述本发明的优选形式仅用作说明，而不应以限制意义用于解释本发明的范围。本领域技术人员可以容易地对上述示例性实施例进行修改，而不脱离本发明的精神。
发明人在此声明他们的意图是依靠等同原则来确定和评估本发明的合理公平的范围，因为它涉及本质上不偏离但在如所附权利要求中阐述的本发明的字面范围之外的任何装置。

Claims (20)

1.一种用于净化热解气(pyrolysis gas/pygas)的方法，所述方法包括：
(a)提供热解气，所述热解气包含以下中的一种或多种：
(i)大于1ppm的盐酸(HCl)；
(ii)大于1ppm的二氧化碳(CO2)；和/或
(iii)大于1ppm的硫化氢(H2S)；以及
(b)将包含至少一部分所述热解气的气流引入裂化器设施内的苛性碱洗涤器工艺。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述热解气通过以下提供：
(i)热解废塑料以提供热解流出物流；
(ii)冷却和至少部分地冷凝至少一部分所述热解流出物流；以及
(iii)分离所述冷却的且至少部分地冷凝的热解流出物流，从而提供至少一个热解气流和一个热解油(pyrolysis oil/pyoil)流。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括将至少一部分所述热解油流作为原料引入所述裂化器设施内的裂化器炉。
4.一种用于净化热解气(pyrolysis gas/pygas)的方法，所述方法包括：
(a)处理热解气(pyrolysis gas/pygas)流以提供贫含卤素、二氧化碳(CO2)和/或硫的经处理的热解气流；以及
(b)将至少一部分所述经处理的热解气流引入苛性碱洗涤器工艺。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述处理(a)包括：
(i)在吸收塔-汽提塔系统中从所述热解气流中去除二氧化碳(CO2)；
(ii)通过使所述热解气流与至少一种反应物材料接触而从所述热解气流中去除硫和/或含硫化合物；和/或
(iii)通过使所述热解气流与卤素去除材料接触而从所述热解气流中去除卤素。
6.根据权利要求4所述的方法，其中所述苛性碱洗涤器工艺从所述经处理的热解气流中去除二氧化碳(CO2)和/或硫，并由此产生经处理的气流和废苛性碱流。
7.根据权利要求6所述的方法，还包括在盐酸(HCl)中和工艺中使用至少一部分所述废苛性碱流。
8.根据权利要求4-7中任一项所述的方法，还包括：
(i)可选地，使至少一部分所述经处理的气流脱水和/或压缩；以及
(ii)将所述经处理的气流引入低温分离工艺以产生包含一种或多种烯烃、烷烃、芳族化合物、氢(H2)、链烷烃、汽油和/或C5+烃的回收成分化学产物和副产物。
9.一种用于净化热解气(pyrolysis gas/pygas)的方法，所述方法包括：
(a)将至少一部分裂化器炉流出物流与热解气(pyrolysis gas/pygas)流组合以形成组合的流；以及
(b)将至少一部分所述组合的流进料至苛性碱洗涤器工艺中。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述热解气流通过以下产生：
(i)热解废塑料以提供热解流出物流；
(ii)冷却和至少部分地冷凝至少一部分所述热解流出物流；以及
(iii)分离所述冷却的且至少部分地冷凝的热解流出物流，从而提供所述热解气流和热解油(pyrolysis oil/pyoil)流。
11.根据权利要求10所述的方法，其中至少一部分所述裂化器流出物流通过蒸汽裂化包含至少一部分所述热解油流的原料而产生。
12.根据权利要求9所述的方法，其中所述苛性碱洗涤器工艺产生包含不超过1ppm的CO2的经处理的流出物流。
13.根据权利要求9-12中任一项所述的方法，其中在所述组合(a)之前，在吸收塔-汽提塔系统中处理至少一部分所述热解气流，从而产生CO2贫化的热解气流。
14.根据权利要求13所述的方法，其中在所述吸收塔-汽提塔系统中处理所述热解气流使足够的CO2从所述热解气流中去除，使得所述组合的流不含大于所述苛性碱洗涤器工艺的CO2容量的平均CO2含量。
15.根据权利要求13所述的方法，其中在进料(b)至所述苛性碱洗涤器工艺之前，所述组合的流包含不超过100ppm的CO2。
16.根据权利要求13所述的方法，其中在所述吸收塔-汽提塔系统中处理所述热解气流使至少70％、至少80％、至少90％、至少95％或至少99％的CO2从所述热解气流中去除。
17.一种用于净化热解气(pyrolysis gas/pygas)的方法，所述方法包括：
(a)在吸收塔-汽提塔系统中处理热解气(pyrolysis gas/pygas)流以提供经处理的热解气流；以及
(b)将至少一部分所述经处理的热解气流引入裂化器设施内的苛性碱洗涤器工艺。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述吸收塔-汽提塔系统包括一个或多个吸收塔和一个或多个再生塔。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述处理(a)包括将所述热解气流引入所述一个或多个吸收塔并使所述热解气与吸收塔溶剂接触。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述吸收塔溶剂包含选自以下构成的组的组分：胺、甲醇、氢氧化钠、碳酸钠/碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸钾/碳酸氢钾、乙二醇醚及其组合。
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