CN117999330A - 用于回收成分烯烃生产商的低碳足迹集成方法 - Google Patents

Abstract

提供了用于从混合废塑料提供回收成分烃产物(r‑产物)的集成方法和设施。本文所描述的来自一种或多种工艺流中的二氧化碳捕获和能量回收提高了能量效率并有助于降低总体环境影响，同时从化学回收的废塑料生产有价值的最终产物。

Description

用于回收成分烯烃生产商的低碳足迹集成方法

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，废塑料热解设施产生回收成分热解油(r-热解油)和回收成分热解气(r-热解气)，其可进一步处理以提供多种回收成分化学产品和中间体，例如回收成分乙烯(r-乙烯)、回收成分乙烷(r-乙烷)、回收成分丙烯(r-丙烯)、回收成分丙烷(r-丙烷)及其它。不幸的是，在常规操作下，互连的热解和产物分离设施可能缺乏能量效率，从经济和环境的观点来看这可能是昂贵的。

然而，当热解设施被加入到现有的下游设施(例如裂化设施)时，所得组合设施的碳足迹通常不是最佳的，因为主要焦点在于特定回收成分产品的生产。因此，即使通过这些组合设施生产回收成分产品，组合设施的环境影响(包括能源消耗)也可能不能被彻底分析，以最大限度地减少释放到环境中的二氧化碳量和/或设施的能源强度等。因此，这些设施可能表现出一种或多种工艺缺陷，其不利地影响组合设施的所得全球变暖潜势。因此，需要一种用于废塑料热解和随后分离回收成分烃流的处理方案，该方案提供较低的碳足迹，同时仍然最大限度地提高回收成分。

例如，当集成裂化和热解时，在常规设施中存在许多能量低效，这增加了设施的总碳足迹。例如，在设施内可能存在能量损失的位置，而其它位置需要额外的能量输入，这通常意味着化石燃料的燃烧。因此，需要一种处理方案，其最大化地使用来自废塑料的回收成分，同时还提高能量效率，特别是在集成设施中。

发明内容

在一个方面，本技术涉及用于制备回收成分烃产物(r-产物)的化学回收方法，该方法包括：(a)在液化区中使塑料液化以提供液化废塑料；(b)在热解设施的热解炉中热解至少一部分液化废塑料，以产生回收成分热解蒸气(r-热解蒸气)；(c)将至少一部分r-热解蒸气引入裂化设施中裂化器炉下游的分离区中；以及(d)在分离区中分离至少一部分r-热解蒸气以提供回收成分烃产物，其中还进行了以下步骤(i)至(iii)的至少一个——(i)使来自热解炉和/或裂化器炉的至少一部分烟道气通过二氧化碳去除区，以捕获至少一部分二氧化碳；(ii)从来自热解炉和/或裂化器炉的烟道气中回收能量，并使用至少一部分回收的能量来进行步骤(a)的液化；以及(iii)从裂化设施中的分离区回收废气流，并且使用至少一部分废气流作为热解炉和/或裂化器炉中的燃料。

在一个方面，本技术涉及用于制备回收成分烃产物(r-产物)的方法，该方法包括：(a)在混合塑料废物(MPW)分离器中将混合废塑料分离成聚烯烃富集(PO富集)的级分和聚烯烃贫化(PO贫化)的级分；(b)在液化区中使至少一部分PO富集的级分液化以提供液化废塑料；(c)在热解设施的热解炉中热解至少一部分液化废塑料，以产生回收成分热解蒸气(r-热解蒸气)；(d)将至少一部分r-热解蒸气引入裂化设施中裂化器炉下游的分离区中；和(e)在分离区中分离至少一部分r-热解蒸气以提供回收成分烃产物，其中还进行以下步骤(i)至(iii)中的至少一个——(i)使来自热解炉和/或裂化器炉的至少一部分烟道气通过二氧化碳去除区，以回收至少一部分二氧化碳；(ii)从来自热解炉和/或裂化器炉的烟道气中回收热能，并将至少一部分所述热能传递至所述液化区；以及(iii)从裂化设施中的分离区回收废气流，并且燃烧至少一部分废气流作为热解炉和/或裂化器炉中的燃料。

在一个方面，本技术涉及用于制备回收成分烃产物(r-产物)的方法，该方法包括：(a)将混合废塑料分离成聚烯烃富集(PO富集)的级分和聚烯烃贫化(PO贫化)的级分；(b)在液化区中使至少一部分PO富集的级分液化以提供液化废塑料；(c)在热解设施的热解炉中热解至少一部分液化废塑料，以产生回收成分热解蒸气(r-热解蒸气)；(d)分离至少一部分r-热解蒸气以提供回收成分热解气(r-热解气)和回收成分热解油(r-热解油)；(e)将至少一部分r-热解气引入裂化设施中裂化器炉下游的分离区中和/或将至少一部分r-热解油引入裂化设施中裂化器炉的入口中；和(f)在分离区中分离来自裂化器炉的至少一部分流出物流以提供回收成分烃产物(r-烃产物)，其中还进行以下步骤(i)至(iii)中的至少一个——(i)使来自热解炉和/或裂化器炉的至少一部分烟道气通过二氧化碳去除区，以回收至少一部分二氧化碳；(ii)从来自热解炉和/或裂化器炉的烟道气中回收热能，并将至少一部分所述热能传递至所述液化区；以及(iii)从裂化设施中的分离区回收废气流，并且燃烧至少一部分废气流作为热解炉和/或裂化器炉中的燃料。

附图说明

图1是说明用于化学回收废塑料以提供一种或多种回收成分产物的方法和设施的主要步骤的流程框图；

图2A是说明图1所示的设施的一部分的主要步骤的流程框图，该部分配置为从工艺/设施的一个或多个工艺流出物流中捕获二氧化碳(CO2)以减少CO2排放；

图2B是说明图1所示的设施的一部分的主要步骤的流程框图，该部分配置为从一个或多个工艺流出物流中回收能量并在工艺/设施的其它区域中再利用该能量以提高能量效率；以及

图2C是说明图1所示的设施的一部分的主要步骤的流程框图，该部分配置为利用从设施的一个区域回收的工艺流作为另一个区域中的燃料气体，以便改进能量效率和/或减少CO2排放。

具体实施方式

我们已经发现了优化如本文所描述的集成化学回收设施的方法。特别地，我们已经发现从工艺流出物流中回收废热和/或捕获二氧化碳的方法，其既提高了设施的能量效率，又减少了其碳排放。因此，如本文所描述的集成设施能够以较少的能量输入和减少的排放生产有价值的回收成分产物(例如烯烃)。

首先转向图1，提供了用于废塑料的化学回收的集成方法和系统。图1所示的工艺/设施包括混合废塑料(MPW)分离步骤/设施10、液化区40、热解步骤/设施20、裂化步骤/设施30、可选的溶剂分解步骤/设施50、可选的流化催化裂化(FCC)步骤/设施60和可选的分子重整步骤/设施22。MPW分离步骤/设施10接收来自例如城市回收设施(MRF)12的混合废塑料，并将其分离成富含聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料的流114和富含聚烯烃(PO)塑料的流112。至少一部分PO富集的塑料112可以在液化区40中液化，然后在热解步骤/设施20中热解。来自热解步骤/设施20的一种或多种回收成分流可以在裂化步骤/设施30、分子重整步骤/设施22和/或FCC步骤/设施60中进一步处理，以形成一种或多种回收成分流。至少一部分PET富集的塑料114可以可选地经受进一步的化学处理(例如在溶剂分解步骤/设施50中的溶剂分解)以提供回收成分对苯二甲酸二甲酯(r-DMT)，来自该处理的一种或多种副产物进一步集成到回收设施中。关于该设施的部分的具体构造的附加细节在下面关于图2A-2C详细地讨论，并且提供另外的能量效率和/或减少的碳足迹。

再次参考图1，MPW步骤/设施10、热解步骤/设施20、裂化步骤/设施30、液化区/步骤40和可选的溶剂分解步骤/设施50、可选的分子重整设施22和可选的FCC步骤/设施60(当存在时)中的至少两个、至少三个、至少四个或全部可以同地协作。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地点，和/或彼此相距1英里内、0.75英里内、0.5英里内或0.25英里内的特征，是作为两个指定点之间的直线距离而测量的。当两个或更多设施是同地协作的时，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，MPW步骤/设施10、热解步骤/设施20、裂化步骤/设施30、液化区/步骤40和可选的溶剂分解步骤/设施50、可选的分子重整设施22和可选的FCC步骤/设施60(当存在时)中的至少两个、至少三个、至少四个或全部可以彼此远离定位。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。无论是同地协作还是远离定位，两个或更多个、三个或更多个、四个或更多个或全部设施都可以由相同的商业实体或由不同的商业实体拥有和操作。

在一些实施例中，热解步骤/设施20是商业规模的步骤/设施，其以在一年内平均至少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/小时的平均年度进料速率接收废塑料原料110。此外，热解步骤/设施20可以以在一年内平均至少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/小时的平均年度速率生产一种或多种回收成分产物流。当产生多于一个r-产物流时，这些速率可以适用于所有r-产物的组合速率。

类似地，裂化步骤/设施30可以是商业规模的步骤/设施，其以在一年内平均至少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/小时的平均年度进料速率接收烃进料。此外，裂化步骤/设施30可以以在一年内平均至少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/小时的平均年度速率生产至少一种回收成分产物流122。当产生多于一个r-产物流时，这些速率可以适用于所有r-产物的组合速率。

在一些实施例中，溶剂分解步骤/设施50、分子重整设施22和FCC步骤/设施60中的一个或多个也可以是商业规模的步骤/设施，并且可以以在一年内平均至少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/小时的平均年度进料速率接收进料。此外，溶剂分解步骤/设施50、分子重整步骤/设施22和/或FCC步骤/设施60可以以在一年内平均至少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/小时的平均年度速率生产至少一种回收成分产物流122。当产生多于一个r-产物流时，这些速率可以适用于所有r-产物的组合速率。

如图1所示，该方法从引入至MPW分离步骤/设施10的混合塑料废物(MPW)流110开始。在一些实施例中，MPW可以包括至少50wt％、至少75wt％、至少90wt％或至少95wt％的至少一种聚烯烃(PO)和/或至少50wt％、至少75wt％、至少90wt％或至少95wt％的至少一种聚酯，包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。聚烯烃的例子可以包括但不限于高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和聚丙烯。聚酯的例子可包括但不限于PET、PEN和包括至少一种改性二醇和/或酸的改性PET。

在一些实施例中，至少一部分MPW可以来自城市循环设施(MRF)12，并且其可以经受或不经受可选的尺寸减小步骤/区14，如图1所示。当存在时，尺寸减小步骤/区14可以利用任何合适的方法来减小MPW的尺寸，并且可以用任何混合、剪切或研磨装置进行。引入到尺寸减小步骤/区14中的MPW的粒径可以减小至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％或至少95％。

在一些实施例中，杂质例如纸板、纸、灰尘、沙子和玻璃，以及其它塑料例如尼龙和含卤素聚合物，可以在引入到MPW步骤/设施10之前被去除。在其它情况下，MPW步骤/设施10可以包括杂质分离步骤(图1中未示出)，用于从工艺/区去除杂质的流113。

在MPW分离步骤/设施10中，可以将混合废塑料进料分离，以形成PO富集的塑料流112和PET富集的塑料流114。可以使用任何合适的分离技术，包括例如手工分离、包括通过空气的重力分离的密度分离、湿浮沉分离或水力旋流器、静电分离和基于传感器的分离。所得PO富集流112可包含至少75wt％、至少90wt％或至少95wt％的PO，并且PET富集流可包含至少75wt％、至少90wt％或至少95wt％的PET。PO富集流112可包含小于10wt％、小于5wt％、小于2wt％或小于1wt％的聚酯(例如PET)。PO富集流112中的低含量PET有助于使下游设施中的腐蚀最小化。

如图1所示，可将至少一部分PO富集流112引入到液化步骤/区40中。液化步骤/区40可包括通过以下一种或多种方法使废塑料液化方法：(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，液化步骤/区40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，可将此类流变改性剂加入到熔融罐中的废塑料中和/或与熔融罐中的废塑料混合。液化区的加热器可以采用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，例如在以下关于图2B更详细描述的热集成方法中。

如图1所示，在一些实施例中，将废塑料或液化废塑料116进料至热解步骤/装置20，在其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其它参数限定，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。

在一些实施例中，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，并且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。热解反应器内的压力可以保持在大气压下或在0.1至60、或0.2至10、或0.3至1.5巴的范围内。热解反应可以是在没有催化剂的情况下进行的热解，或者可以在催化剂例如沸石或其它介观结构材料的存在下进行的催化热解。

如图1所示，可从热解反应器(未示出)中取出回收成分热解蒸气(r-热解蒸气)的流并将其分离成两个或更多个产物流，包括例如回收成分热解气(r-热解气)118和回收成分热解油(r-热解油)120。附加地，也可从热解步骤/设施20中去除回收成分热解残余物(r-热解残余物)119的流。如本文所用，术语“热解气(pyrolysis gas或pygas)”是指从废塑料热解获得的在25℃下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”是指从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，r-热解气流118包含1wt％至50wt％的甲烷和/或5wt％至99wt％的C2、C3和/或C4烃含量(包括每分子具有2、3或4个碳原子的所有烃)。r-热解气流118可以包含各自的量为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。

在一些实施例中，r-热解油流120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。r-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所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％的组合物沸腾时的沸点。

在一些实施例中，r-热解油可包含小于20wt％、小于10wt％、小于5wt％、小于2wt％、小于1wt％或小于0.5wt％的含杂原子的化合物。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110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。

在一些实施例中，可将r-热解残余物119引入到分子重整设施22中，其中可将至少一部分r-热解残余物119转化成回收成分合成气(r-合成气)125。如本文所用，术语“分子重整”是指含碳进料向合成气(CO、CO2和H2)的转化。分子重整包括蒸汽重整和部分氧化(POX)气化。如本文所用，术语“蒸汽重整”是指含碳进料经由与水反应转化为合成气。蒸汽重整可以是蒸汽甲烷重整，含碳进料可以是含甲烷的流，例如天然气。如本文所用，术语“部分氧化(POX)气化”或“POX气化”是指含碳进料高温转化为合成气(一氧化碳、氢和二氧化碳)，其中该转化在小于化学计量量的氧气存在下进行。POX气化的含碳进料可以包括固体、液体和/或气体。

如图1所示，可将至少一部分r-热解气流118和/或r-热解油流120引入到裂化步骤/设施30。裂化步骤/设施30包括用于通过裂化热分解烃进料的裂化器炉32和用于将来自炉32的裂化流出物分离成一种或多种回收成分产物的分离区34。引入裂化器炉32的烃进料流123可以包括主要为C2至C5烃或主要为C5至C22烃，并且可以包含或可以不包含回收成分。

附加地，如图1所示，还可将至少一部分r-热解油120单独或与烃进料流123组合引入炉32的入口中。在一些情况下，来自另一热解设施(未示出)的热解油121可引入裂化器炉32中。附加的热解油121可包含回收成分或可不包含回收成分。至少一部分r-热解油120也可用作液化区/步骤40中的溶剂，如图1所示。附加地，或替代性地，可从设施中移出至少一部分r-热解油120以供进一步储存、运输和/或销售。

在一些实施例中，至少一部分r-热解气118可在裂化器炉32下游的位置引入裂化步骤/设施30中。特别地，至少一部分r-热解气118可引入裂化步骤/设施30的分离设施34中，并可与从裂化器炉32中取出的炉流出物122流组合。裂化步骤/设施30还可包括在炉32之后的骤冷步骤/区和在分离区34之前的压缩步骤/区(未示出)。通常，r-热解气118可与引入分离区34中的压缩的裂化流组合，但其它位置也是可能的。

裂化步骤/设施30的分离区34将裂化流122分离成两种或更多种回收成分产物，例如至少一种回收成分链烷烃(r-链烷烃)126和至少一种回收成分烯烃(r-烯烃)124。合适的r-链烷烃的例子包括r-甲烷、r-乙烷、r-丙烷和r-丁烷，而合适的r-烯烃的例子包括r-乙烯、r-丙烯和r-丁烯。也可形成其它回收成分产物，例如回收成分二烯烃和回收成分C5和较重质流。每个产物流可具有至少50％、至少75％、至少90％或至少95％的回收成分。

还如图1所示，可将至少一部分r-热解油120引入流化催化裂化器(FCC)步骤/设施60中。在一些实施例中，可将r-热解油120与非回收成分FCC进料组合，该非回收成分FCC进料包括例如常压残余油、真空残余油或任何其它石油流。引入FCC步骤/设施60的进料可以在流化催化剂床中在约800至1150℃、850至1100℃或900至1050℃的温度下催化裂化。在裂化过程中，较大的链碳分子可以裂化形成较小的链分子和焦炭(碳)，其自身沉积在固体催化剂的表面上。合适的催化剂包括但不限于沸石Y、ZSM-5及其组合。

在离开FCC反应器时，催化剂可以从烃流中去除，其可以被冷却并根据FCC主分馏器中的沸点范围分离成各种产物流。然后，催化剂可以在FCC再生器中通过与空气和热接触以去除焦炭及其它化合物而再生，并且再生的催化剂可以返回到反应器。可以操作主分馏器以提供几种沸点不同的烃流或产物，例如汽油和柴油，其中最轻级分(C5和更轻)被送到单独的下游FCC气体装置。在气体装置中，各种流(例如包含主要为乙烷和较轻组分、主要为C2、C3和/或C4烯烃和/或主要为C3至C5链烷烃(LPG)的那些)可在一系列分馏塔中彼此分离。当至FCC单元的进料流包含r-热解油时，这些产物流还可包含回收成分，且因此可包含例如回收成分汽油(r-汽油)128和回收成分柴油(r-柴油)130。

在图1所示的一些实施例中，来自FCC步骤/设施的所有或部分C5和更轻的气体流132可以与来自裂化器炉32的裂化流出物流组合。所得组合流可以在裂化步骤/设施的分离区34中分离。在一些情况下，裂化器分离区34可以用于代替FCC气体装置，而在其它情况下，两者可以并联使用。

参考回从MPW分离步骤/设施10中取出的PET富集流114，当存在时，可以在可选的溶剂分解步骤/设施50中进一步处理至少一部分PET富集流114。在溶剂分解过程中，溶解在溶剂中的PET及其它聚酯材料可以化学分解形成乙二醇(EG)和对苯二甲酸二甲酯(DMT)，这两者都可以用作化学中间体以进一步形成回收成分产物。当在溶剂分解设施中处理的PET是废PET时，从该方法中取出的EG和DMT可以包含回收成分EG(r-EG)和回收成分DMT(r-DMT)134。

在一些情况下，溶剂分解可包括醇解(如甲醇分解)、糖酵解、水解或其组合。如图1所示，在溶剂分解过程中形成的副产物流也可以从溶剂分解步骤/设施50中取出，并且可以用作液化区/步骤40中废塑料的溶剂。同样如图1所示，可从设施中移出至少一部分PET富集流114以供进一步储存、运输和/或销售。

现在转向图2A至2C，提供了图1所示的化学回收设施内的集成步骤/设施的几个实施例。这些实施例中的每一个都提高了能量效率和/或减少了碳排放。首先参考图2A，显示了配置成使碳排放最小化的集成液化步骤/区40、热解步骤/设施20和裂化步骤/设施30。特别地，如图2A所示，来自热解步骤/设施中至少一个炉的烟道气的流152和/或来自裂化器炉32的烟道气的流154可引入到CO2去除步骤/区170，其中可在烟道气离开处理设施之前从烟道气中捕获至少一部分二氧化碳。烟道气流152、154中的一个或两个可以可选地在压缩机160、162中压缩，如图2A中所示。在一些实施例中，CO2去除步骤/区170可在烟道气流152、154中的一个或两个中捕获CO2总量的至少50mol％、至少60mol％、至少70mol％、至少75mol％、至少80mol％、至少85mol％、至少90mol％、至少95mol％或至少99mol％。

CO2去除步骤/区70可包括任何合适的二氧化碳捕获方法/设施。例如，在一些实施例中，CO2去除步骤/区170可包括吸收器/汽提器系统、固体CO2吸收剂、膜分离器、或甚至CO2冷冻方法/装置。从CO2去除步骤/区170去除的CO2贫化废气流158可包含小于50mol％、小于40mol％、小于30mol％、小于20mol％、小于15mol％、小于10mol％、小于5mol％、小于2mol％或小于1mol％的CO2，而CO2富集流156可包含至少75mol％、至少90mol％、至少95mol％或至少99mol％的CO2。废气158可从设施中去除，而CO2的流156可用于随后的化学处理步骤。在一些实施例中，CO2富集流156中的CO2可包含回收成分CO2(r-CO2)且可用作生产附加的回收成分化学品和中间体的原料。

当CO2去除步骤/区170包括吸收器/汽提器系统时，其可包括至少一个吸收器塔以及再生塔，吸收器用于使进入的气体与吸收剂溶剂接触以捕获二氧化碳，再生塔用于从溶剂去除捕获的二氧化碳并使溶剂再生。合适类型的吸收剂溶剂的例子包括但不限于胺，例如二乙醇胺(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、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、脱碳酸钾、甲醇、乙二醇醚及其组合。

当CO2去除步骤/区170包括固体CO2吸收剂时，其可包括至少一个容器，当烟道气接触固体吸收剂时，烟道气通过该容器。合适类型的固体吸收剂的例子可包括但不限于金属氧化物如氧化钙和氧化铝、金属氢氧化物、分子筛、沸石、活性炭及其组合。

尽管显示为单个区，CO2去除步骤/区170可包括两个或更多个单独的单元，来自热解步骤/设施20的烟道气152和来自裂化步骤/设施30的烟道气154可单独通过该单元。替代性地，各烟道气流152、154可在CO2去除步骤/区170之前或之内组合，并可在相同设施中处理。

现在转向图2B，显示了配置成提高能量效率的集成液化步骤/区40、热解步骤/设施20和裂化步骤/设施30的一个实施例。特别地，如图2B所示，来自热解步骤/设施的烟道气的流152和/或来自裂化步骤/设施的烟道气的流154可以穿过热交换区130，其中可以回收至少一部分来自烟道气流152、154的热。然后，至少一部分回收的热可以用于液化步骤/区40中以促进废塑料的液化，如图2B中的虚线所示。

来自烟道气流152、154的热传递可以在任何合适类型的交换器中发生，并且可以直接加热与液化步骤/区40相关联的工艺流，或者其可以加热热传递介质流，然后其可以用于加热与液化步骤/区40相关联的工艺流。例如，在一些情况下，回收的热可以用以熔融塑料，而在其它情况下，其可以加热用于溶解塑料的溶剂。在这样的实施例中，通过回收和利用来自烟道气流152、154的废热而增加的能量效率通过减少维持液化步骤/区40的温度所需的非回收碳燃料(例如，天然气)的量而有助于减少集成设施的碳足迹。

现在转向图2C，显示了配置成提高能量效率和减少碳排放集的成的液化步骤/区40、热解步骤/设施20和裂化步骤/设施30的一个实施例。特别地，如图2C所示，从裂化步骤/装置30的分离区34中取出的至少一个废气流162可以用作裂化器炉32或热解步骤/装置20中的至少一个炉中的一个或两个中的燃料气体(例如，在用作反应器的热解炉中和/或在用于加热用于向热解反应器提供热能的传热介质的炉中)。

从分离区34取出的废气流162可以是包含主要为甲烷和/或氢的气相流。在一些情况下，流162可以包括至少50％、至少75％、至少90％、至少95％或至少99％的甲烷和/或氢。甲烷可以是回收成分甲烷(r-甲烷)和/或氢可以是回收成分氢(r-H2)。替代性地，或附加地，废气流162可不具有回收成分。这种构造可消除对附加的非回收成分燃料气体的需要，并且还可提供能量集成，这可增加效率。

尽管在单独的图中示出，但是单个化学回收设施可以包括一个或多个图2A-2C中所示的集成步骤/区。例如，化学回收设施可包括如图2A所示的CO2去除区和如图2B所示的热交换区。在一些情况下，化学回收设施可包括如图2C所示的废气燃料源，以及CO2去除区(图2A)或热交换区(图2B)。在一些情况下，单个设施可包括CO2去除区(图2A)、热交换区(图2B)，并且还可利用废气燃料源(图2C)。

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℃、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3000g/mol、至少4000g/mol、至少5000g/mol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。在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、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％或小于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。

附加地，或替代性地，热解反应器可以包括膜式反应器、螺杆挤出机、管式反应器、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。反应器也可以利用进料气和/或提升气以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％或小于0.5wt％或约0.0wt％的蒸汽和/或含硫化合物。

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。至裂化器炉的进料的数均分子量(Mn)可以为小于3000g/mol、小于2000g/mol、小于1000g/mol或小于500g/mol。如果至裂化器的进料含有组分的混合物，则裂化器进料的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。

当指示数字序列时，应理解，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％wt％、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。

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”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”是指废塑料回收方法，其包括将废塑料聚合物化学转化成本身有用和/或可用作另一种化学生产方法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。

如本文所用，术语“同地协作”是指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的特征。

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“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“包括(including/includes/included)”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、大于5、大于10、大于50、大于100、大于500、大于1000或大于10,000英里。

如本文所用，术语“分子重整”是指含碳进料向合成气(CO、CO2和H2)的转化。分子重整包括蒸汽重整和部分氧化(POX)气化二者。

如本文所用，术语“部分氧化(POX)气化”或“POX气化”是指含碳进料高温转化为合成气(一氧化碳、氢和二氧化碳)，其中该转化在小于化学计量量的氧气存在下进行。

如本文所用，术语“主要”是指大于50wt％。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/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“热解蒸气”是指从热解设施中的分离器取出的塔顶流或蒸气相流，且包括r-热解气和r-热解油。

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“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。

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，提供了一种用于制备回收成分烃产物(r-产物)的方法，该方法包括：(a)在液化区中使塑料液化以提供液化废塑料；(b)在热解设施中热解至少一部分液化废塑料，以产生回收成分热解蒸气(r-热解蒸气)；(c)将至少一部分r-热解蒸气引入裂化设施中裂化器炉下游的分离区中；以及(d)在分离区中分离至少一部分r-热解蒸气以提供回收成分烃产物，其中还进行了以下步骤(i)至(iii)的至少一个——(i)使来自热解炉和/或裂化器炉的至少一部分烟道气通过二氧化碳去除区，以捕获至少一部分二氧化碳；(ii)从来自热解炉和/或裂化器炉的烟道气中回收能量，并使用至少一部分回收的能量来进行步骤(a)的液化；以及(iii)从裂化设施中的分离区回收废气流，并且使用至少一部分废气流作为热解炉和/或裂化器炉中的燃料。

在前一段中描述的第一实施例还可以包括在以下项目符号段中列出的附加方面/特征中的一个或多个。第一实施例的以下附加特征中的每一个可以是独立的特征，或者可以与一个或多个其它附加特征组合到一致的程度。附加地，以下项目符号段可以被视为从属权利要求特征，其从属程度由项目符号列表中的缩进程度表示(即，比上面列出的特征缩进得更远的特征被视为从属于上面列出的特征)。

·其中r-热解蒸气包含回收成分热解气(r-热解气)和回收成分热解油(r-热解油)。

ο还包括，在裂化器炉下游的位置处将至少一部分r-热解气引入裂化设施中，其中步骤(d)的引入包括分离引入裂化设施中的至少一部分r-热解气。

ο还包括在裂化器炉中裂化至少一部分r-热解油以提供回收成分裂化流(r-裂化流)，其中步骤(d)的分离包括分离至少一部分r-裂化流。

·其中该方法还包括步骤(i)使来自热解炉和/或裂化器炉的至少一部分烟道气通过二氧化碳去除区以捕获至少一部分二氧化碳。

ο其中二氧化碳包含回收成分二氧化碳。

ο其中二氧化碳去除区回收烟道气中至少75mol％、90mol％、95mol％或99mol％的CO2。

ο其中CO2贫化废气的流从二氧化碳去除区取出，并且CO2贫化废气包含不超过50mol％、40mol％、30mol％、20mol％、15mol％、10mol％、5mol％、2mol％或1mol％的CO2。

ο还包括压缩来自热解炉和/或裂化器炉的至少一部分烟道气并将压缩的烟道气引入二氧化碳去除区。

ο其中二氧化碳去除区包含吸收器/汽提器系统。

■其中吸收器/汽提器系统包括用于从烟道气中去除二氧化碳的液体吸收剂，并且其中该液体吸收剂选自以下的组：MDEA、MEA、DEA、DIPA、DGA、哌嗪、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠/碳酸氢钠、碳酸钾/碳酸氢钾、甲醇、乙二醇醚及其组合。

ο其中二氧化碳去除区包含固体CO2吸收剂。

■其中固体CO2吸收剂包括氧化物、氢氧化物、分子筛、氧化钙、活性炭及其组合。

ο其中二氧化碳去除区包含膜分离器。

ο其中该通过包括使来自热解炉的至少一部分烟道气通过吸收器/汽提器系统。

■其中该通过包括使来自裂化器炉的至少一部分烟道气通过不同的吸收器/汽提器系统。

■其中该通过包括使来自裂化器炉的至少一部分烟道气通过相同的吸收器/汽提器系统。

ο其中吸收器/汽提器系统包括至少一个用于使烟道气与吸收剂接触以去除二氧化碳的吸收器塔和用于从吸收剂去除二氧化碳的汽提器塔。

■其中吸收剂选自以下构成的组：MDEA、MEA、DEA、DIPA、DGA、哌嗪、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠/碳酸氢钠、碳酸钾/碳酸氢钾、甲醇、乙二醇醚及其组合。

·其中该方法还包括步骤(ii)从来自热解炉和/或裂化器炉的烟道气回收能量，并使用至少一部分回收的能量进行步骤(a)的液化。

ο其中步骤(a)的液化包括使塑料熔融以形成熔融塑料流。

ο其中步骤(a)的液化包括将塑料与溶剂组合以形成溶解的塑料。

ο其中步骤(ii)的回收包括经由与烟道气间接热交换来加热传热介质，并使用加热的传热介质以加热与步骤(a)的液化相关的至少一个工艺流。

■其中工艺流是加入到塑料中的溶剂。

■其中工艺流包含塑料。

·其中该方法还包括步骤(iii)从裂化设施中的分离区回收废气流，并使用至少一部分废气流作为热解炉和/或裂化器炉中的燃料。

ο其中废气流来源于裂化器设施的分离区。

■其中废气流包含至少50mol％、75mol％、90mol％、95mol％的氢。

■其中废气流包含至少50mol％、75mol％、90mol％、95mol％的甲烷。

■其中废气流包含回收成分废气(r-废气)。

■其中废气流用作热解炉和裂化器炉二者的燃料。

·在步骤(a)的液化之前，在MPW分离器中将混合塑料废物(MPW)的流分离成聚烯烃富集(PO富集)的塑料和聚对苯二甲酸乙二醇酯富集(PET富集)的塑料。

ο其中MPW分离器是密度分离器。

ο其中分离包括去除包括纸板、模具、岩石、沙子、玻璃及其组合的废品。

ο在分离之前，减小MPW的尺寸并分离尺寸减小的MPW。

ο其中MPW来源于城市回收设施(MRF)。

■其中MRF与MRF同地协作。

ο其中MPW分离器与热解设施同地协作。

ο还包括销售、运输和/或储存至少一部分PET富集塑料。

ο还包括在溶剂分解设施中使至少一部分PET富集塑料经受溶剂分解以产生回收成分对苯二甲酸二甲酯(r-DMT)。

■其中溶剂分解是甲醇分解。

■其中溶剂分解产生一种或多种副产物，并且还包括将至少一部分副产物引入液化区中。

■其中溶剂分解设施与热解设施和裂化设施中的至少一个同地协作。

ο其中在步骤(a)中的液化塑料包含来自MPW分离器的PO富集的塑料。

·其中步骤(a)的液化包括使塑料熔融。

ο还包括步骤(ii)从来自热解炉和/或裂化器炉的烟道气中回收能量，并使用至少一部分回收的能量进行步骤(a)的液化

■其中该回收用至少一个间接热交换器进行。

■其中该回收是在单独的热交换器中用来自热解炉和裂化器炉二者的烟道气进行的。

·其中步骤(a)的液化包括将塑料溶解在至少一种溶剂中。

ο其中溶剂包括甲醇。

ο其中溶剂包括来自化学回收设施内的另一区的副产物流。

ο其中溶剂包括从r-热解蒸气回收的回收成分热解油。

·还需要在液化之前或液化之后从塑料中去除至少一部分的一种或多种杂质。

ο其中杂质包括卤素。

·还包括将至少一部分r-热解蒸气分离成回收成分热解气(r-热解气)和回收成分热解油(r-热解油)，其中将至少一部分r-热解气引入裂化器炉下游的分离区中。

ο其中r-热解蒸气包含至少50体积％、60体积％、70体积％、80体积％、90体积％、95体积％的r-热解气。

ο其中r-热解蒸气包含至少10wt％、20wt％、30wt％、40wt％、50wt％、60wt％、70wt％、80wt％或90wt％的r-热解气。

ο其中r-热解蒸气包含小于50体积％、40体积％、30体积％、20体积％、10体积％、5体积％的r-热解油。

ο其中r-热解蒸气包含小于90wt％、80wt％、70wt％、60wt％、50wt％、40wt％、30wt％、20wt％或10wt％的r-热解油。

ο还包括在裂化器炉中裂化至少一部分r-热解油以提供裂化流出物。

ο还包括在流化催化裂化器(FCC)中裂化至少一部分r-热解油以提供回收成分裂化气(r-裂化气)。

■还包括在裂化器炉下游的分离区中分离至少一部分r-裂化气体以提供至少一种回收成分烃产物(r-产物)。

■还包括分离至少一部分裂化r-热解油以形成回收成分汽油(r-汽油)和回收成分柴油(r-柴油)。

ο还包括销售、运输和/或储存至少一部分r-热解油。

·其中热解设施和裂化器设施是同地协作的。

·其中热解设施和裂化器设施是远离定位的。

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，提供了一种用于制备回收成分烃产物(r-产物)的方法，该方法包括：(a)在混合塑料废物(MPW)分离器中将混合废塑料分离成聚烯烃富集(PO富集)的级分和聚烯烃贫化(PO贫化)的级分；(b)在液化区中使至少一部分PO富集的级分液化以提供液化废塑料；(c)在热解设施的热解炉中热解至少一部分液化废塑料，产生回收成分热解蒸气(r-热解蒸气)；(d)将至少一部分r-热解蒸气引入裂化设施中裂化器炉下游的分离区中；和(e)在分离区中分离至少一部分r-热解蒸气以提供回收成分烃产物，其中还进行以下步骤(i)至(iii)中的至少一个——(i)使来自热解炉和/或裂化器炉的至少一部分烟道气通过二氧化碳去除区，以回收至少一部分二氧化碳；(ii)从来自热解炉和/或裂化器炉的烟道气中回收热能，并将至少一部分热能传递至液化区；以及(iii)从裂化设施中的分离区回收废气流，并且燃烧至少一部分废气流作为热解炉和/或裂化器炉中的燃料。

在前一段中描述的第二实施例还可以包括在以下项目符号段中列出的附加方面/特征中的一个或多个。第二实施例的以下附加特征中的每一个可以是独立的特征，或者可以与一个或多个其它附加特征组合到一致的程度。附加地，以下项目符号段可以被视为从属权利要求特征，其从属程度由项目符号列表中的缩进程度表示(即，比上面列出的特征缩进得更远的特征被视为从属于上面列出的特征)。

·其中PO贫化的级分是聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)富集的级分。

·还包括使至少一部分PET富集的塑料在溶剂分解设施中经受溶剂分解以产生回收成分对苯二甲酸二甲酯(r-DMT)，并且其中溶剂分解产生一种或多种副产物，并且还包括将至少一部分副产物引入液化区中，并且其中溶剂分解设施与热解设施和裂化设施同地协作。

·其中MPW分离器、热解设施和裂化设施是同地协作的。

·其中r-热解蒸气包含回收成分热解气(r-热解气)和回收成分热解油(r-热解油)。

ο还包括在裂化器炉下游的位置处将至少一部分r-热解气引入裂化设施中，其中步骤(d)的引入包括分离引入裂化设施中的至少一部分r-热解气。

ο还包括在裂化器炉中裂化至少一部分r-热解油以提供回收成分裂化流(r-裂化流)，其中步骤(d)的分离包括分离至少一部分r-裂化流。

·其中该方法还包括步骤(i)使来自热解炉和/或裂化器炉的至少一部分烟道气通过二氧化碳去除区以捕获至少一部分二氧化碳。

ο其中二氧化碳包含回收成分二氧化碳。

ο其中二氧化碳去除区回收该烟道气中至少75mol％、90mol％、95mol％或99mol％的CO2。

ο其中CO2贫化废气的流从二氧化碳去除区取出，并且CO2贫化废气包含不超过50mol％、40mol％、30mol％、20mol％、15mol％、10mol％、5mol％、2mol％或1mol％的CO2。

ο还包括压缩来自热解炉和/或裂化器炉的至少一部分烟道气并将压缩的烟道气引入二氧化碳去除区。

ο其中二氧化碳去除区包括吸收器/汽提器系统。

■其中吸收器/汽提器系统包括用于从烟道气中去除二氧化碳的液体吸收剂，并且其中该液体吸收剂选自以下的组：MDEA、MEA、DEA、DIPA、DGA、哌嗪、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠/碳酸氢钠、碳酸钾/碳酸氢钾、甲醇、乙二醇醚及其组合。

ο其中二氧化碳去除区包含固体CO2吸收剂。

■其中固体CO2吸收剂包括氧化物、氢氧化物、分子筛、氧化钙、活性炭及其组合。

ο其中二氧化碳去除区包括膜分离器。

ο其中该通过包括使来自热解炉的至少一部分烟道气通过吸收器/汽提器系统。

■其中该通过包括使来自裂化器炉的至少一部分烟道气通过不同的吸收器/汽提器系统。

■其中该通过包括使来自裂化器炉的至少一部分烟道气通过相同的吸收器/汽提器系统。

ο其中吸收器/汽提器系统包括至少一个用于使烟道气与吸收剂接触以去除二氧化碳的吸收器塔和用于从吸收剂去除二氧化碳的汽提器塔。

■其中吸收剂选自以下构成的组：MDEA、MEA、DEA、DIPA、DGA、哌嗪、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠/碳酸氢钠、碳酸钾/碳酸氢钾、甲醇、乙二醇醚及其组合。/>

·其中该方法还包括步骤(ii)从来自热解炉和/或裂化器炉的烟道气回收能量，并使用至少一部分回收的能量进行步骤(a)。

ο其中步骤(a)的液化包括使塑料熔融以形成熔融塑料流。

ο其中步骤(a)的液化包括将塑料与溶剂混合以形成溶解的塑料。

ο其中步骤(ii)的回收包括经由与烟道气间接热交换来加热传热介质，并使用加热的传热介质以加热与步骤(a)的液化相关的至少一个工艺流。

■其中工艺流是加入到塑料中的溶剂。

■其中工艺流包含塑料。

·其中方法还包括步骤(iii)从裂化设施中的分离区回收废气流，并使用至少一部分废气流作为热解炉和/或裂化器炉中的燃料。

ο其中废气流来源于裂化器设施的分离区。

■其中废气流包含至少50mol％、75mol％、90mol％、95mol％的氢。

■其中废气流包含至少50mol％、75mol％、90mol％、95mol％的甲烷。

■其中废气流包含回收成分废气(r-废气)。

■其中废气流用作热解炉和裂化器炉二者的燃料。

·在步骤(a)的液化之前，在MPW分离器中将混合塑料废物(MPW)的流分离成聚烯烃富集(PO富集)的塑料和聚对苯二甲酸乙二醇酯富集(PET富集)的塑料。

ο其中MPW分离器是密度分离器。

ο其中分离包括去除包括纸板、模具、岩石、沙子、玻璃及其组合的废品。

ο在分离之前，减小MPW的尺寸并分离尺寸减小的MPW。

ο其中MPW来源于城市回收设施(MRF)。

■其中MRF与MRF同地协作。

ο其中MPW分离器与热解设施同地协作。

ο还包括销售、运输和/或储存至少一部分PET富集塑料。

ο还包括在溶剂分解设施中使至少一部分PET富集塑料经受溶剂分解以产生回收成分对苯二甲酸二甲酯(r-DMT)。

■其中溶剂分解是甲醇分解。

■其中溶剂分解产生一种或多种副产物，并且还包括将至少一部分副产物引入液化区中。

■其中溶剂分解设施与热解设施和裂化设施中的至少一个同地协作。

ο其中在步骤(a)中的液化塑料包含来自MPW分离器的PO富集的塑料。

·其中步骤(a)的液化包括使塑料熔融。

ο还包括步骤(ii)从来自热解炉和/或裂化器炉的烟道气中回收能量，并使用至少一部分回收的能量进行步骤(a)的液化

■其中该回收用至少一个间接热交换器进行。

■其中该回收是在单独的热交换器中用来自热解炉和裂化器炉二者的烟道气进行的。

·其中步骤(a)的液化包括将塑料溶解在至少一种溶剂中。

ο其中溶剂包括甲醇。

ο其中溶剂包括来自化学回收设施内的另一区的副产物流。

ο其中溶剂包括从r-热解蒸气回收的回收成分热解油。

·还需要在液化之前或液化之后从塑料中去除至少一部分的一种或多种杂质。

ο其中杂质包括卤素。

·还包括将至少一部分r-热解蒸气分离成回收成分热解气(r-热解气)和回收成分热解油(r-热解油)，其中将至少一部分r-热解气引入裂化器炉下游的分离区中。

ο其中r-热解蒸气包含至少50体积％、60体积％、70体积％、80体积％、90体积％、95体积％的r-热解气。

ο其中r-热解蒸气包含至少10wt％、20wt％、30wt％、40wt％、50wt％、60wt％、70wt％、80wt％或90wt％的r-热解气。

ο其中r-热解蒸气包含小于50体积％、40体积％、30体积％、20体积％、10体积％、5体积％的r-热解油。

ο其中r-热解蒸气包含小于90wt％、80wt％、70wt％、60wt％、50wt％、40wt％、30wt％、20wt％或10wt％的r-热解油。

ο还包括在裂化器炉中裂化至少一部分r-热解油以提供裂化流出物。

ο还包括在流化催化裂化器(FCC)中裂化至少一部分r-热解油以提供回收成分裂化气(r-裂化气)。

■还包括在裂化器炉下游的分离区中分离至少一部分r-裂化气体以提供至少一种回收成分烃产物(r-产物)。

■还包括分离至少一部分裂化r-热解油以形成回收成分汽油(r-汽油)和回收成分柴油(r-柴油)。

ο还包括销售、运输和/或储存至少一部分r-热解油。

·其中热解设施和裂化设施是同地协作的。

·其中热解设施和裂化设施是远离定位的。

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，提供了一种用于制备回收成分烃产物(r-产物)的方法，该方法包括：(a)将混合废塑料分离成聚烯烃富集(PO富集)的级分和聚烯烃贫化(PO贫化)的级分；(b)在液化区中使至少一部分PO富集的级分液化以提供液化废塑料；(c)在热解设施的热解炉中热解至少一部分液化废塑料，以产生回收成分热解蒸气(r-热解蒸气)；(d)分离至少一部分r-热解蒸气以提供回收成分热解气(r-热解气)和回收成分热解油(r-热解油)；(e)将至少一部分r-热解气引入裂化设施中裂化器炉下游的分离区中和/或将至少一部分r-热解油引入裂化设施中裂化器炉的入口中；和(f)在分离区中分离来自裂化器炉的至少一部分流出物流以提供回收成分烃产物(r-烃产物)，其中还进行以下步骤(i)至(iii)中的至少一个——(i)使来自热解炉和/或裂化器炉的至少一部分烟道气通过二氧化碳去除区，以回收至少一部分二氧化碳；(ii)从来自热解炉和/或裂化器炉的烟道气中回收热能，并将至少一部分热能传递至液化区；以及(iii)从裂化设施中的分离区回收废气流，并且燃烧至少一部分废气流作为热解炉和/或裂化器炉中的燃料。

在前一段中描述的第三实施例还可以包括在以下项目符号段中列出的附加方面/特征中的一个或多个。第三实施例的以下附加特征中的每一个可以是独立的特征，或者可以与一个或多个其它附加特征组合到一致的程度。附加地，以下项目符号段可以被视为从属权利要求特征，其从属程度由项目符号列表中的缩进程度表示(即，比上面列出的特征缩进得更远的特征被视为从属于上面列出的特征)。

·还包括将至少一部分r-热解油引入裂化器炉的入口。

·其中步骤(c)的所述热解产生回收成分热解残余物(r-热解残余物)，并且还包括将至少一部分r-热解残余物引入分子重整设施以产生回收成分合成气(r-合成气)。

·其中热解设施和裂化设施是同地协作的和商业规模的设施。

·其中r-热解蒸气包含回收成分热解气(r-热解气)和回收成分热解油(r-热解油)。

ο还包括在裂化器炉下游的位置处将至少一部分r-热解气引入裂化设施中，其中步骤(d)的引入包括分离引入裂化设施中的至少一部分r-热解气。

ο还包括在裂化器炉中裂化至少一部分r-热解油以提供回收成分裂化流(r-裂化流)，其中步骤(d)的分离包括分离至少一部分r-裂化流。

·其中该方法还包括步骤(i)使来自热解炉和/或裂化器炉的至少一部分烟道气通过二氧化碳去除区以捕获至少一部分二氧化碳。

ο其中二氧化碳包含回收成分二氧化碳。

ο其中二氧化碳去除区回收该烟道气中至少75mol％、90mol％、95mol％或99mol％的CO2。

ο其中CO2贫化废气的流从二氧化碳去除区取出，并且CO2贫化废气包含不超过50mol％、40mol％、30mol％、20mol％、15mol％、10mol％、5mol％、2mol％或1mol％的CO2。

ο还包括压缩来自热解炉和/或裂化器炉的至少一部分烟道气并将压缩的烟道气引入二氧化碳去除区。

ο其中二氧化碳去除区包括吸收器/汽提器系统。

■其中吸收器/汽提器系统包括用于从烟道气中去除二氧化碳的液体吸收剂，并且其中该液体吸收剂选自以下的组：MDEA、MEA、DEA、DIPA、DGA、哌嗪、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠/碳酸氢钠、碳酸钾/碳酸氢钾、甲醇、乙二醇醚及其组合。

ο其中二氧化碳去除区包含固体CO2吸收剂。

■其中固体CO2吸收剂包括氧化物、氢氧化物、分子筛、氧化钙、活性炭及其组合。

ο其中二氧化碳去除区包括膜分离器。

ο其中该通过包括使来自热解炉的至少一部分烟道气通过吸收器/汽提器系统。

■其中该通过包括使来自裂化器炉的至少一部分烟道气通过不同的吸收器/汽提器系统。

■其中该通过包括使来自裂化器炉的至少一部分烟道气通过相同的吸收器/汽提器系统。

ο其中吸收器/汽提器系统包括至少一个用于使烟道气与吸收剂接触以去除二氧化碳的吸收器塔和用于从吸收剂去除二氧化碳的汽提器塔。

■其中吸收剂选自以下构成的组：MDEA、MEA、DEA、DIPA、DGA、哌嗪、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠/碳酸氢钠、碳酸钾/碳酸氢钾、甲醇、乙二醇醚及其组合。

·其中该方法还包括步骤(ii)从来自热解炉和/或裂化器炉的烟道气回收能量，并使用至少一部分回收的能量进行步骤(a)。

ο其中步骤(a)的液化包括使塑料熔融以形成熔融塑料流。

ο其中步骤(a)的液化包括将塑料与溶剂混合以形成溶解的塑料。

ο其中步骤(ii)的回收包括经由与烟道气间接热交换来加热传热介质，并使用加热的传热介质以加热与步骤(a)的液化相关的至少一个工艺流。

■其中工艺流是加入到塑料中的溶剂。

■其中工艺流包含塑料。

·其中方法还包括步骤(iii)从裂化设施中的分离区回收废气流，并使用至少一部分废气流作为热解炉和/或裂化器炉中的燃料。

ο其中废气流来源于裂化器设施的分离区。

■其中废气流包含至少50mol％、75mol％、90mol％、95mol％的氢。

■其中废气流包含至少50mol％、75mol％、90mol％、95mol％的甲烷。

■其中废气流包含回收成分废气(r-废气)。

■其中废气流用作热解炉和裂化器炉二者的燃料。

·在步骤(a)的液化之前，在MPW分离器中将混合塑料废物(MPW)的流分离成聚烯烃富集(PO富集)的塑料和聚对苯二甲酸乙二醇酯富集(PET富集)的塑料。

ο其中MPW分离器是密度分离器。

ο其中分离包括去除包括纸板、模具、岩石、沙子、玻璃及其组合的废品。

ο在分离之前，减小MPW的尺寸并分离尺寸减小的MPW。

ο其中MPW来源于城市回收设施(MRF)。

■其中MRF与MRF同地协作。

ο其中MPW分离器与热解设施同地协作。

ο还包括销售、运输和/或储存至少一部分PET富集塑料。

ο还包括在溶剂分解设施中使至少一部分PET富集塑料经受溶剂分解以产生回收成分对苯二甲酸二甲酯(r-DMT)。

■其中溶剂分解是甲醇分解。

■其中溶剂分解产生一种或多种副产物，并且还包括将至少一部分副产物引入液化区中。

■其中溶剂分解设施与热解设施和裂化设施中的至少一个同地协作。

ο其中在步骤(a)中的液化塑料包含来自MPW分离器的PO富集的塑料。

·其中步骤(a)的液化包括使塑料熔融。

ο还包括步骤(ii)从来自热解炉和/或裂化器炉的烟道气中回收能量，并使用至少一部分回收的能量进行步骤(a)的液化

■其中该回收用至少一个间接热交换器进行。

■其中该回收是在单独的热交换器中用来自热解炉和裂化器炉二者的烟道气进行的。

·其中步骤(a)的液化包括将塑料溶解在至少一种溶剂中。

ο其中溶剂包括甲醇。

ο其中溶剂包括来自化学回收设施内的另一区的副产物流。

ο其中溶剂包括从r-热解蒸气回收的回收成分热解油。

·还需要在液化之前或液化之后从塑料中去除至少一部分的一种或多种杂质。

ο其中杂质包括卤素。

·还包括将至少一部分r-热解蒸气分离成回收成分热解气(r-热解气)和回收成分热解油(r-热解油)，其中将至少一部分r-热解气引入裂化器炉下游的分离区中。

ο其中r-热解蒸气包含至少50体积％、60体积％、70体积％、80体积％、90体积％、95体积％的r-热解气。

ο其中r-热解蒸气包含至少10wt％、20wt％、30wt％、40wt％、50wt％、60wt％、70wt％、80wt％或90wt％的r-热解气。

ο其中r-热解蒸气包含小于50体积％、40体积％、30体积％、20体积％、10体积％、5体积％的r-热解油。

ο其中r-热解蒸气包含小于90wt％、80wt％、70wt％、60wt％、50wt％、40wt％、30wt％、20wt％或10wt％的r-热解油。

ο还包括在裂化器炉中裂化至少一部分r-热解油以提供裂化流出物。

ο还包括在流化催化裂化器(FCC)中裂化至少一部分r-热解油以提供回收成分裂化气(r-裂化气)。

■还包括在裂化器炉下游的分离区中分离至少一部分r-裂化气体以提供至少一种回收成分烃产物(r-产物)。

■还包括分离至少一部分裂化r-热解油以形成回收成分汽油(r-汽油)和回收成分柴油(r-柴油)。

ο还包括销售、运输和/或储存至少一部分r-热解油。

·其中热解设施和裂化设施是同地协作的。

·其中热解设施和裂化设施是远离定位的。

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设施。

Claims (20)

1.一种用于制备回收成分烃产物(r-产物)的方法，所述方法包括：

(a)在液化区中使塑料液化以提供液化废塑料；

(b)在热解设施的热解炉中热解至少一部分所述液化废塑料，以产生回收成分热解蒸气(r-热解蒸气)；

(c)将至少一部分所述r-热解蒸气引入裂化设施中裂化器炉下游的分离区中；以及

(d)在所述分离区中分离至少一部分所述r-热解蒸气，以提供所述回收成分烃产物，

其中还进行了以下步骤(i)至(iii)的至少一个——

(i)使来自所述热解炉和/或所述裂化器炉的至少一部分烟道气通过二氧化碳去除区，以回收至少一部分二氧化碳；

(ii)从来自所述热解炉和/或所述裂化器炉的烟道气中回收热能，

并将至少一部分所述热能传递至所述液化区；以及

(iii)从所述裂化设施中的所述分离区回收废气流，并且燃烧至少一部分所述废气流作为所述热解炉和/或裂化器炉中的燃料。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括步骤(i)使来自所述热解炉和/或所述裂化器炉的至少一部分烟道气通过二氧化碳去除区，以捕获至少一部分所述二氧化碳。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述二氧化碳去除区回收所述烟道气中引入至所述二氧化碳去除区的至少75％的CO2，并且其中CO2贫化废气流从所述二氧化碳去除区取出，并包含不超过5mol％的CO2。

4.根据权利要求2所述的方法，还包括压缩来自所述热解炉和/或所述裂化器炉的至少一部分所述烟道气，并将压缩的烟道气引入所述二氧化碳去除区。

5.根据权利要求2所述的方法，其中所述二氧化碳去除区包括吸收器/汽提器系统，所述吸收器/汽提器系统包括用于从所述烟道气去除二氧化碳的液体吸收剂，其中所述液体吸收剂包括选自以下组的至少一种液体：二乙醇胺、单乙醇胺、甲基二乙醇胺、二异丙醇胺、二甘醇胺、哌嗪、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸氢钾、甲醇、二醇醚及其组合。

6.根据权利要求2所述的方法，其中所述二氧化碳去除区包含固体CO2吸收剂，其中所述固体CO2吸收剂包含选自以下构成的组的固体：金属氧化物、金属氢氧化物、分子筛、沸石、活性炭及其组合。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括步骤(ii)从来自所述热解炉的烟道气和/或从来自所述裂化器炉的烟道气回收能量，并使用至少一部分回收的能量以进行步骤(a)的所述液化。

8.根据权利要求7所述的方法，其中步骤(ii)的所述回收包括经由与所述烟道气间接热交换来加热传热介质，并使用加热的传热介质以加热与步骤(a)的所述液化相关联的至少一个工艺流。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括步骤(iii)从所述裂化设施回收废气流，并使用至少一部分所述废气流作为所述热解和/或所述裂化器炉中的燃料。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述废气流来源于所述裂化设施的所述分离区，其中所述废气流包含至少50mol％的氢和/或至少50mol％的甲烷。

11.根据权利要求1所述的方法，在步骤(a)的所述液化之前，在MPW分离器中将混合塑料废物(MPW)的流分离成聚烯烃富集(PO富集)的塑料和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)富集的塑料。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述MPW分离器与所述热解设施同地协作。

13.根据权利要求11所述的方法，还包括在溶剂分解设施中使至少一部分所述PET富集的塑料经受溶剂分解，以产生回收成分对苯二甲酸二甲酯(r-DMT)。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述溶剂分解产生一种或多种副产物，并且还包括将至少一部分所述副产物引入所述液化区中，并且其中所述溶剂分解设施与所述热解设施和所述裂化设施中的至少一个同地协作。

15.根据权利要求11所述的方法，其中在步骤(a)中的所述液化塑料包含来自所述MPW分离器的所述PO富集的塑料。

16.根据权利要求1所述的方法，还包括将至少一部分所述r-热解蒸气分离成回收成分热解气(r-热解气)和回收成分热解油(r-热解油)，其中将至少一部分所述r-热解气引入所述裂化器炉下游的所述分离区中。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述r-热解蒸气包括至少10wt％的r-热解气。

18.根据权利要求16所述的方法，还包括在流化催化裂化器(FCC)中裂化至少一部分所述r-热解油以提供回收成分裂化气(r-裂化气)，以及可选地，在所述裂化设施的所述分离区中分离至少一部分所述r-裂化气。

19.根据权利要求1-18中任一项所述的方法，其中所述热解设施和所述裂化设施是同地协作的。

20.根据权利要求1-18中任一项所述的方法，其中所述热解设施和所述裂化设施中的至少一个是商业规模的设施。