JP2019515060A - 接触分解によるワックスへのプラスチックの変換方法およびそれによって得られる炭化水素の混合物 - Google Patents
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Abstract
本発明は、接触分解によるワックスへのプラスチックの変換方法に関する。本方法は、プラスチックおよび触媒を反応器内に導入する工程と;プラスチックの少なくとも一部をワックスに変換させる工程であり、ワックスが反応器内で形成される熱分解ガスの一部である工程と;前記ワックスを含有する生成物流れを反応器から取り除く工程とを含む。本発明はまた、当該方法によって得られる炭化水素の混合物に関する。【選択図】図9
Description
本出願は、2016年3月31日出願の米国仮特許出願第62/315928号に対するおよび2016年12月7日出願の欧州特許出願第16306636.8号に対する優先権を主張するものであり、これらの出願のそれぞれの全内容は、あらゆる目的のために参照により本明細書に援用される。
本発明は、接触分解によるワックスへのプラスチックの変換方法に関する。本方法は、プラスチックおよび触媒を反応器内に導入する工程と;プラスチックの少なくとも一部をワックスに変換させる工程であり、ワックスが反応器内で形成される熱分解ガスの一部である工程と;前記ワックスを含有する生成物流れを反応器から取り除く工程とを含む。
本発明はまた、当該方法によって得られる炭化水素の混合物に関する。
ガラス、金属、紙、および木材などの、従来の建材の代替品としてのポリマーの重要性の増加と、石油などの安全な非再生資源の認識される必要性と、廃棄物の廃棄処分に利用可能な埋立容量の減少とを考慮して、廃プラスチックの回収、再生、再資源化またはなんらかの方法での再利用の問題に最近並々ならぬ関心が向けられている。
高分子量ポリマーを、はるかに低分子量を有する揮発性化合物へ変換するために、廃プラスチックを熱分解するまたは接触分解することが提案されている。これらの揮発性化合物は、用いられる方法次第で、燃料油もしくは燃料油補助剤として有用な比較的高沸点の液体炭化水素か、ガソリン型燃料としてもしくは他の化学物質として有用な低から中程度の沸点の炭素原子かのいずれかであり得る。さらに、揮発性化合物は、ワックスであり得るか、または少なくともワックスを含み得る。
混合廃プラスチックの接触分解は、当業者に周知のプロセスである。例えば、米国特許第5,216,149号明細書は、所与のポリマーの分解を可能にする触媒および温度条件を特定することによって、プラスチックの複雑な廃棄物流れの熱分解を制御してそのような流れを有用な高価値モノマーまたは他の化学物質に変換する方法を開示している。
所望の分解生成物の収率の増加に関してプロセスパラメータを最適化しようと努力して研究が行われてきた。例えば、米国特許出願公開第2015/0247096A1号明細書は、反応チャンバーに水素を添加し、廃プラスチックを熱解重合させて、パラフィンおよびオレフィン化合物を含む、ワックス生成物を形成するのに十分に廃プラスチックおよび水素を加熱することによって廃プラスチックをワックスに変換する方法を記載している。分解は、溶融プラスチック供給原料の実質的にすべての熱分解を引き起こすのに十分な、約1分〜約45分の継続時間、約300℃〜約500℃の温度で行われる。
米国特許第6,150,577号明細書および米国特許第6,143,940号明細書は、1−オレフィンおよびn−パラフィンを含む熱分解ゾーン流出物を形成する大気圧よりも低い圧力で熱分解ゾーンにおいて廃プラスチックから重質ワックス組成物を製造する方法を開示している。熱分解は、500〜700℃の温度で行われる。
M.Arabiourrutiaらは、ポリオレフィンプラスチックの熱分解によって得られるワックスの特性評価を、Journal of Analytical and Applied Pyrolysis 94(2012)230−237に記載している。著者らは、異なるポリオレフィンから得られるワックスおよび揮発性物質の収率への分解温度の影響を研究した。分解温度を450℃から600℃に上げると、例えばLDPE(低密度ポリエチレン)について80重量%から51重量%に得られるワックスの減少をもたらすことが見いだされた。同時に、得られる揮発性物質量は、20重量%から49重量%に増加する。これらの研究結果は、温度を上げると、より短鎖の生成物の形成に向けた分解速度に有利に働くという一般的な理解を支持する。
M.del Remedio Hernandezらは、500℃〜800℃で流動床反応器でのHDPEの接触フラッシュ熱分解を、Journal of Analytical and Applied Pyrolysis 78(2007)272−281に記載している。著者らによれば、少量のゼオライトの存在が、飽和および不飽和の凝縮可能な炭化水素のかなりの減少をもたらし、そして一方、それは芳香族化合物および分岐パラフィンの形成に有利に働いた。
しかしながら、特にワックスおよびそのような生成物の組成物などの、特有の生成物の収率に関して、プラスチックの分解をさらに改善することが依然として必要とされている。ある種の用途では、例えば、プラスチックから高収率のワックスを得ることが望ましい。さらに、増加した平均炭素鎖長、分岐炭素鎖、低い芳香族化合物および/または高い滴点を有するワックスを得ることが望ましいことであり得る。
本発明者らは、分解温度を上げるとともにワックスの収率が低下するという上記予想に反して、プラスチックの分解中に形成され、そして揮発性分解生成物を含有する熱分解ガスが370℃よりも上の温度で短い滞留時間を有するにすぎない場合には、高い分解温度でさえも、かつ、分解触媒の存在下でさえもワックスの収率が意外にも増加することを今見いだした。
さらに、本発明者らは、特有のプロセス条件下で、ワックスを主として含む炭化水素の新規混合物であって、炭化水素が高い数の炭素原子を有し、主として分岐炭化水素であり、そしてアルファ−オレフィンの独特の含有量を有する混合物が得られることを見いだした。
本発明はそれ故、接触分解によるワックスへのプラスチックの変換方法であって、本方法が、
プラスチックおよび触媒を反応器内に導入する工程と;
プラスチックの少なくとも一部をワックスに変換させる工程であり、ワックスが反応器内で形成された熱分解ガスの一部である工程と;
前記ワックスを含有する生成物流れを反応器から取り除く工程と
を含み;熱分解ガスが、60秒未満の370℃よりも上の温度での滞留時間を有し、反応器内に導入される触媒対プラスチックの重量比が少なくとも0.1:30であることを特徴とする方法に関する。
プラスチックおよび触媒を反応器内に導入する工程と;
プラスチックの少なくとも一部をワックスに変換させる工程であり、ワックスが反応器内で形成された熱分解ガスの一部である工程と;
前記ワックスを含有する生成物流れを反応器から取り除く工程と
を含み;熱分解ガスが、60秒未満の370℃よりも上の温度での滞留時間を有し、反応器内に導入される触媒対プラスチックの重量比が少なくとも0.1:30であることを特徴とする方法に関する。
本発明はさらに、炭化水素が20≦d20および50≧d50のようなそれらの炭素原子数の累積分布を示し;
炭化水素の50モル%以上が分岐炭化水素であり;
不飽和炭化水素の20モル%以下がアルファ−オレフィンである
ことを特徴とする、炭化水素の混合物に関する。
炭化水素の50モル%以上が分岐炭化水素であり;
不飽和炭化水素の20モル%以下がアルファ−オレフィンである
ことを特徴とする、炭化水素の混合物に関する。
さらに、本発明は、前記混合物の製造方法であって、プラスチックをワックスに変換する上記の方法において、前記混合物が、ワックスを含有する生成物流れを反応器から取り除くことによって得られる方法に関する。
プラスチックの接触分解において、化合物のいくつかの留分が得られる。通常、5個未満の炭素原子の軽量化合物を含有するガス留分が存在する。ガソリン留分は、例えば150℃よりも下の低沸点を有する化合物を含有する。この留分は、5〜9個の炭素原子を有する化合物を含む。灯油およびディーゼル留分は、例えば150℃〜359℃のより高い沸点を有する。この留分は一般に、10〜21個の炭素原子を有する化合物を含有する。さらにより高い沸騰留分は一般に、重質循環油(またはHCO)およびワックスと称される。すべてのこれらの留分において、化合物は、N、Oなどの、ヘテロ原子を任意選択的に含む炭化水素である。本発明の意味で「ワックス」はそれ故、ヘテロ原子を任意選択的に含有する炭化水素を意味する。ほとんどの場合に、それらは、室温(23℃)で固体であり、一般に26℃よりも上の軟化点を有する。得られた留分の定義は、下の実験の部において提供される。
プラスチックは、特定のポリマーから主に構成され、プラスチックは、この特定のポリマーによって一般に名付けられる。好ましくは、プラスチックは、その総重量の25重量%超、好ましくは40重量%超、より好ましくは50重量%超の特定のポリマーを含有する。プラスチック中の他の成分は、例えば、充填材、強化剤、加工助剤、可塑剤、顔料、光安定剤、潤滑剤、衝撃改質剤、帯電防止剤、インク、酸化防止剤などの、添加剤である。一般に、プラスチックは、2種以上の添加剤を含む。
本発明の方法に使用されるプラスチックには、高密度ポリエチレン(HDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、エチレン−プロピレン−ジエンモノマー(EPDM)、ポリプロピレン(PP)、およびポリスチレン(PS)などの、ポリオレフィンおよびポリスチレンが含まれる。ポリオレフィンおよびポリスチレンから主に構成される混合プラスチックが好ましい。
ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレンテレフタレート、ポリウレタン(PU)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)、ナイロンおよびフッ素化ポリマーなどの、他のプラスチックは、あまり望ましくない。プラスチック中に存在する場合、それらは好ましくは、乾燥重量プラスチックの総重量の50重量%未満、好ましくは30重量%未満、より好ましくは20重量%未満、さらにより好ましくは10重量%未満の少量で存在する。
好ましくは、プラスチックは、1種以上の熱可塑性ポリマーを含み、熱硬化性ポリマーを本質的に含まない。これに関連して本質的に含まないは、プラスチック出発材料の15重量%未満、好ましくは10重量%未満、さらにより好ましくは5重量%未満の熱硬化性ポリマーの含有量を意味することを意図される。
通常、廃プラスチックは、他の望ましくない成分、すなわち、紙、ガラス、石、金属などの異物を含有する。
本発明の方法に使用されるプラスチックは、単一廃プラスチック、規格適合または規格外の単一バージンプラスチック、混合廃プラスチック、ゴム廃棄物、有機廃棄物、バイオマスまたはそれらの混合物の中から選択することができる。単一プラスチック廃棄物、規格外の単一バージンプラスチック、混合廃プラスチック、ゴム廃棄物またはそれらの混合物が好ましい。規格外の単一バージンプラスチック、混合廃プラスチックまたはそれらの混合物が特に好ましい。混合プラスチック廃棄物が通常良好な結果を与える。
流入原材料の汚染物質としての水、ガラス、石、金属などの限定された量の非熱分解性成分は許容できる。「低い含有量」は好ましくは、乾燥プラスチックの総重量の50重量%未満、好ましくは20重量%未満、より好ましくは10重量%未満の少量を意味する。好ましくは、任意のあまり望ましくないプラスチックの個別の含有量は、乾燥プラスチックの総重量を基準として5重量%未満、より好ましくは2重量%未満である。
熱分解の前に、原材料は、サイズ減少、すり潰し、切り刻み、選別、チップ化、金属除去、異物除去、除塵、乾燥、ガス抜き、溶融、固化および凝集のような1つ以上の操作などの物理化学プロセスによって前処理することができる。
前処理は、350℃以下、好ましくは330℃以下の温度で行うことができる。前処理中に発生するガス状分解生成物は有利には除去される。ガス状分解生成物の例は、塩酸、臭化水素酸、フッ化水素酸、CO、CO2、メタン、エタン、エチレン、アセチレン、プロパン、ブタン、プロピレン、ブテン、メタノール、ギ酸、ホルムアルデヒド、酢酸、アセトアルデヒド、エタノール、アセトンなどの4C原子以下の小さい炭素含有分子である。
これらの分解生成物のいくつかは、プラスチック中に存在する他の物質と反応し、望ましくない反応生成物を生成する可能性がある。そのような物質の例は、充填材、例えば、PCC(沈殿炭酸カルシウムもしくはチョーク、石灰、ソーダ石灰、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、アルミナ、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化カルシウムなどの、充填材である。
前処理の出口で、原材料は、固体であるかまたは溶融している、好ましくは溶融していることができる。任意選択的に、酸捕捉成分を、前処理のために添加することができる。酸捕捉成分の例は、充填材、例えば、PCC(沈殿炭酸カルシウム)、アルミナ、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化カルシウムなどのアルカリ性充填材である。
本発明者らは意外にも、熱分解反応器および運転条件が370℃よりも上の高温で熱分解ガスの60秒未満の短い滞留時間を確実にする場合、高い解重合温度でさえもプラスチックの接触分解から高収率でワックスが得られ得ることを見いだした。この研究結果は、高い分解温度が特に触媒の存在下でより短鎖の生成物の形成に向けた分解速度に有利に働くはずであるから特に意外である。言い換えれば、ワックス混合物のより低い含有量がより高い温度で見いだされるはずである。
その上、本発明者らは、高温での熱分解ガスの短い滞留時間で、より多くのワックスが生成するのみならず、ワックスの平均炭素鎖長がまた増加することを見いだした。これは、原材料の高い転化率および例えば1kgのプラスチック原材料当たり50g未満の低い残渣を確実にするむしろ高い温度で分解プロセスを実施することを可能にし、しかしそれにもかかわらず、増加した平均炭素鎖長をさえも有する増加した量のワックスの生成を可能にする。
さらに、得られたワックスは、分岐炭化水素、低い芳香族含有量および任意選択的に高い滴点を含む高価値ワックスであることが判明した。本発明はそれ故また、本明細書に記載される方法によって得られるワックスに関する。
分解反応器中で、プラスチックは一般に、分解温度において融解状態で存在する。分解反応は、より低分子量生成物を生み出すプラスチックの解重合をもたらす。分解反応器での温度で、これらのより低い分子量生成物は、反応器内で蒸発して熱分解ガスを形成する。このガスは、軽量炭化水素、ディーゼル、灯油およびワックスなどの、揮発性熱分解留分を含む。本発明は、熱分解ガスが熱い分解反応ゾーンから迅速に取り除かれるべきであるという研究結果に基づいており、熱分解ガスが60秒未満、好ましくは50秒未満、より好ましくは40秒未満、さらにより好ましくは30秒未満、さらに好ましくは25秒未満、最も好ましくは、15秒未満または実に10秒未満などの、20秒未満の370℃よりも上の温度での滞留時間を有する場合に高収率のワックスが得られることが分かった。
一方では、分解反応は、温度が十分に高くさえあれば、熱分解ガスにおいて依然として起こる。それ故、370℃よりも上の温度での熱分解ガスの滞留時間が余りにも短い場合、得られた生成物はまた、例えば、炭素鎖長、分岐炭化水素の含有量、芳香族化合物の含有量などに関して、望ましくない特性を有し得る。それ故、ある種の実施形態において、370℃よりも上の温度での熱分解ガスの滞留時間は、2秒超、好ましくは5秒超、さらにより好ましくは、15秒超または実に20秒超などの、10秒超である場合に望ましいことであり得る。
熱分解ガスの速い除去は、プラスチックを分解するための高い熱分解温度を可能にする。これは、プラスチックの転化率が高いものであり得るし、かつ、望ましくない残渣が低いというさらなる利点を有する。例えば、プラスチックの少なくとも一部がワックスに変換される温度は、少なくとも370℃、好ましくは少なくとも400℃、より好ましくは少なくとも415℃、さらにより好ましくは少なくとも425℃である。プラスチックが変換される温度は、望まれるだけ高い、例えば850℃以下、好ましくは700℃以下、より好ましくは600℃以下、さらにより好ましくは、480℃以下または470℃以下などの、500℃以下であり得る。好ましい実施形態において、プラスチックが変換される温度は、400〜650℃、好ましくは425〜550℃、より好ましくは425〜520℃、さらにより好ましくは440〜470℃の範囲である。最も好ましくは、プラスチックが変換される温度は、400〜500℃未満の範囲である。
370℃よりも上の温度での熱分解ガスの必要とされる低い滞留時間は、反応器を真空下に運転することによって、反応器それ自体中での熱分解ガスの希釈によって、例えば気相の容積を制限することによる、もしくは液体および固体で満たされた反応器容積の百分率を上げることによる反応器の設計によって、またはこれらの手段の組み合わせによって反応器での熱分解ガスの滞留時間を減らすことなどの、任意の好適な手段によって得ることができる。一般に、所望の低い滞留時間を得るために、これらの手段のいくつかを組み合わせることが好ましい。
一実施形態において、反応器は、1200ミリバール以下、好ましくは1000ミリバール以下、より好ましくは950ミリバール以下、さらにより好ましくは900ミリバール以下の圧力で運転される。反応器中の圧力は、0.5ミリバール、好ましくは1ミリバール、好ましくは10ミリバール、好ましくは40ミリバール、好ましくは50ミリバール、より好ましくは60ミリバール、さらにより好ましくは80ミリバールほどに低いものであり得る。例えば、反応器は、0.5〜1200ミリバール、好ましくは10〜1100ミリバール、より好ましくは60〜950ミリバール、さらにより好ましくは80〜900ミリバールの範囲の圧力で運転することができる。
代わりのまたは追加の実施形態において、熱分解ガスは、希釈剤で希釈することができる。そのような希釈剤は、特に限定されないが、熱分解反応または所望の反応生成物に悪影響を及ぼすべきではない。特に、希釈剤は、下に記載されるように低い酸素(O2)含有量を有するべきである。好適な希釈剤の例は、窒素、水素、スチーム、二酸化炭素、燃焼ガス、炭化水素ガスおよびそれらの混合物である。炭化水素ガスは好ましくは、5個未満の炭素原子を有する1種以上の炭化水素を含む。窒素、二酸化炭素、燃焼ガスおよび5個未満の炭素原子の炭化水素ガスが好ましい。燃焼ガスおよび5個未満の炭素原子の炭化水素ガスが特に好ましい。
希釈剤は好ましくは、それぞれ乾燥ガスの容積を基準として、4容積%未満、好ましくは2容積%未満、より好ましくは1容積%未満などの、低い酸素(O2)含有量を有する。乾燥ガスを基準として0.1容積%の酸素の燃焼ガスが、特に良好な結果を与える。
希釈レベルは、特に限定されず、要件に従って選択することができる。例えば、希釈剤対熱分解ガス中の熱分解生成物のモル比は、0.5よりも上、好ましくは0.7よりも上、より好ましくは0.8よりも上、さらにより好ましくは1よりも上であり得る。50よりも上の希釈剤対熱分解ガス中の熱分解生成物のモル比は、あまり好ましくない。有利には、この比は40以下、より好ましくは20以下である。希釈剤対熱分解ガス中の熱分解生成物の好ましいモル比は、0.5〜50、好ましくは0.7〜40、より好ましくは、1〜10または実に1〜7などの、1〜20の範囲にある。
希釈剤は、任意の場所で反応器中へ導入されてもよい。例えば、希釈剤用の注入口は、希釈剤が基本的には熱分解ガスと接触するにすぎず、反応条件下のプラスチック溶融物と接触しないように反応器のトップに配置することができる。代わりの実施形態において、希釈剤注入口は、希釈剤が反応条件下のプラスチック溶融物と接触するように、例えば反応器のボトム部分に配置することができる。2つ以上の異なる注入口の組み合わせが用いられてもよい。好ましくは、少なくとも1つの異なる注入口は、反応器のボトム部分に配置される。この場合に熱分解ガスは熱いプラスチック溶融物から効果的に取り除かれ、それによって370℃よりも上の温度での熱分解ガスの滞留時間を効果的に減らすことが見いだされた。最も好ましくは、反応器のトップに配置された希釈剤注入口と、反応器のボトム部分に配置された希釈剤注入口との組み合わせが用いられる。
特に好ましい実施形態において、反応器は減圧で運転され、希釈剤が使用される。この場合に、希釈剤対熱分解ガス中の熱分解生成物のモル比D、および反応器が運転される絶対圧力Pは、D/Pが2〜50モル/モル/バールの範囲に、特に3〜30モル/モル/バールの範囲に、より特に5〜20モル/モル/バールの範囲にあるように調整することができる。
本発明の方法はまた、反応器内に導入される触媒対プラスチックの重量比が少なくとも0.1:30であることを特徴とする。好ましい実施形態において、反応器内に導入される触媒対プラスチックの重量比は、少なくとも1:30、好ましくは2:30、より好ましくは3:30、さらにより好ましくは、少なくとも5:30などの、少なくとも4:30である。
さらに、反応器に導入される触媒対プラスチックの比を上げると、プラスチックの全体転化率の増加をもたらすが、それよりも上ではワックス選択性が望ましくもなく低下するある最大比が存在することが意外にも見いだされた。したがって、触媒の2つの矛盾する効果が存在することが分かった。本発明は、高いワックス選択性が望まれる場合に反応器内に導入される触媒対プラスチックの重量比の上限をまた提供することによってこれらの2つの矛盾する効果の最適化を提供する。そのような場合に、反応器内に導入される触媒対プラスチックの重量比は、7:1以下、好ましくは6:1以下、より好ましくは5.5:1以下であることが好ましい。
高い全体転化率および高いワックス選択性が両方とも望まれる場合に、反応器内に導入される触媒対プラスチックの重量比は、例えば、2:30〜12:30の範囲に、より好ましくは5:30〜10:30の範囲にあってもよい。
本発明の方法に使用される触媒は、任意の好適な触媒であり得る。好ましい触媒は、フレッシュFCC触媒、使用済みFCC触媒、平衡FCC触媒、BCA(ボトム分解添加物)またはそれらの任意の混合物などの、FCC運転に使用されるものである。
例えば、触媒は、ゼオライト型触媒を含むことができる。そのような触媒は、当業者に公知であり、そして商業的に入手可能である結晶性の微小孔性ゼオライトから選択されてもよい。ゼオライト型触媒についての好ましい例は、その内容が参照により本明細書に援用される、国際公開第2010/135273号パンフレットに記載されている。好適なゼオライト型触媒の具体的な例としては、ZSM−5、ZSM−11、ZSM−22、ZSM−23、ZSM−35、ZSM−48、ZSM−50、TS−1、TS−2、SSZ−46、MCM−22、MCM−49、FU−9、PSH−3、ITQ−1、EU−1、NU−10、シリカライト−1、シリカライト−2、ボラライト−C、ボラライト−D、BCA、およびそれらの混合物が挙げられるが、それらに限定されない。あるいはまたはその上、触媒は、例えば、シリカ、アルミナ、カオリン、またはそれらの任意の混合物を含んでもよい非晶質型触媒を含んでもよい。特に砂の形態での、シリカは、FCC触媒用途向けに周知である。
本発明の方法の一実施形態において、ワックスへのプラスチックの少なくとも一部の変換は、熱媒体の存在下で行われる。好適な熱媒体の例は、砂(シリカなどの)、石、砂利、金属、金属酸化物、ガラス、セラミックなどである。プラスチックの分解が行われる温度よりも上の融点を有する任意の金属を用いることができる。好適な金属は例えば、鍛鋼および耐熱性鋼などの、鉄および鋼である。砂、鋼または鉄などの、金属、砂利、およびガラスが好ましい。砂および鋼が特に好ましい。
熱媒体は、プラスチックの分解用の触媒であってもよい。好ましい実施形態において、熱媒体は、しかしながら、炭化水素の気相分解用の触媒ではない。
好ましくは、熱媒体または触媒は、プラスチックに使用される充填材の粒径よりも大きい粒径を有する。
一実施形態において、熱媒体または触媒は、粒子、好ましくは自由流動性粒子、例えば顆粒状の丸い粒子、ほぼ球状の粒子、フルボール、中空ボールなどを含む。好ましくは、熱媒体粒子または触媒粒子は、標準USメッシュ632よりも大きい、好ましくは標準USメッシュ400よりも大きい粒径を有する。また好ましくは、熱媒体粒子または触媒粒子は、約5cm以下、好ましくは約2.5cm以下の粒径を有する。
熱媒体または触媒が砂である場合、粒子は有利には、ISO14688−1:2002に従って細砂または中砂である。好ましくは、熱媒体粒子または触媒粒子は細砂である。
熱媒体または触媒が、鉄または鋼などの、金属である場合、それらは好ましくは、フルボールの形態にある。粒径は、1〜50mm、好ましくは10〜30mmであり得る。熱媒体または触媒がガラスである場合、粒子は有利には、0.5〜20mm、好ましくは0.6〜6mmのサイズを有するガラスビーズまたはガラス玉である。
熱媒体または触媒が砂利である場合、それは好ましくは、ISO14688−1:2002に従って細砂利または中砂利、好ましくは細砂利である。
反応器での熱分解ガスの滞留時間は、反応器を出るガスの、そしてm3/分単位で表される流量で割られた反応器のガスホールドアップ(言い換えれば、ガス状物質によって占められ、そしてm3単位で表される反応器の容積)として表される。熱ガス膨張を考慮に入れるために、ガスは、熱分解反応器の同じ温度にあると考えられる。使用される場合、反応器を出るガスは希釈剤を含む。
反応器での凝縮物質の滞留時間は、m3/分単位で表される出口凝縮物質流量で割られた反応器の凝縮物質ホールドアップ(言い換えれば、凝縮物質によって占められ、そしてm3単位で表される反応器の容積)として表される。凝縮物質の温度膨張は無視される。滞留時間は、特に限定されないが、通常は1〜600分の範囲に、好ましくは2〜400分の範囲に、より好ましくは3〜250分の範囲にある。「凝縮物質」とは、液体または固体形態での未変換原材料、液体、触媒および反応から得られた固体生成物(例えば、コーク、灰などの)ならびに、使用される場合、熱媒体の総量が理解される。
本発明の方法は、回分式にまたは連続的に行うことができる。本方法を連続的に行うことが好ましい。
当業者は、本発明に従った方法を実施するための好適な装置および設備を知っており、彼の専門的な経験に基づき好適なシステムを選択するであろうし、その結果さらなる広範囲に及ぶ詳細がここで示される必要はまったくない。
好適な反応器タイプの例は、流動床、噴流床、噴流層、下降管、固定床、回転ドラム、回転コーン、スクリューコーン、スクリューオーガ、押出機、分子蒸留、薄膜エバポレーター、混練機、サイクロンなどである。流動床、噴流床、噴流層、スクリューオーガおよび回転ドラムが好ましい。スクリューオーガおよび回転ドラムが特に好ましい。回転ドラムが良好な結果を与える。
熱分解反応器を出るガスは、任意の除塵装置で塵からきれいにされてもよい。除塵装置の例は、サイクロン、マルチ−サイクロン、ヘリカルセパレータ、グリッドセパレータ、スワール管、静電気フィルタ、沈降室、スクロールコレクタ、シャッターコレクタ、湿式洗浄機などである。サイクロン、マルチ−サイクロン、ヘリカルセパレータおよびスワール管が好ましい。マルチ−サイクロンが特に好ましい。
凝縮できないガスの分離は、当業者によって知られる任意の方法によって実現される。凝縮できないガスは、25℃の温度で運転圧力において凝縮しない成分をここでは意味する。分離装置の例は、急冷、有機急冷、水性急冷、噴霧カラム、分留カラム、サイクロンなどである。有機急冷が好ましい。110〜250℃の温度で運転される有機急冷が好ましく、125〜220℃が特に好ましい。140〜180℃がさらにより好ましい。
真空は、当業者によって知られる任意の装置によって提供することができる。真空装置の例は、リキッドリングポンプ、乾式真空ポンプ、蒸気エジェクタ、ガスエジェクタ、水エジェクタおよび任意の組み合わせである。
燃焼は、当業者によって知られる任意の装置で行われる。
燃料からのワックスの分離は、当業者によって知られる任意の方法によって行われる。例は、蒸発、蒸留、結晶化、液体抽出または組み合わせである。蒸発と溶媒抽出との組み合わせが良好な結果を与える。溶媒の例は、ヘキサン、ベンゼン、トルエン、メチルエチルケトン(MEK)、メチルイソブチルケトン(MIBK)である。MEKおよびMIBKが好ましい。
反応器の出口で分離する凝縮物質は、当業者によって知られる任意の手段により抽出されてもよい。手段の例は、スクリュー、回転弁などである。スクリューが好ましい。
自然発火を避けるために、凝縮物質は、低い酸素含有量の雰囲気中で抽出されてもよい。凝縮物質を取り囲む気相中の2%未満のO2が好ましい。凝縮物質は、当業者に公知の任意の手段によって冷却されてもよい。例は、二重壁スクリューコンベヤ、水噴射付きスクリューコンベヤ、押出機、スクリューオーガなどである。水噴射付きスクリューコンベヤが好ましい。
任意選択的に、凝縮物質は可撚性の未変換原材料およびコークを燃やすためにバーナーに送られてもよい。特に熱媒体を有するという場合には。任意選択的に、灰および熱媒体は、500〜1000℃、好ましくは600〜800℃の温度での炉で加熱される。任意選択的に、熱い灰および熱媒体(触媒)の少なくとも一部は、熱分解反応器に送られる。好ましくは、灰の少なくとも一部は熱媒体から分離される。分離は、当業者によって知られる任意の方法で行われる。方法の例は、サイクロン処理、エラトリエーション、選別、篩い分け、遠心分離などである。熱媒体フロー対原材料フローの比は通常、重量で0.1〜10に含まれる。好ましくは、0.2〜8に。0.25よりも高い比が、特に良好な結果を与える。
本発明の方法は、例えば、ろうそく、接着剤、パッケージング、ゴム、化粧品、暖炉、瀝青混合物、表面摩耗コーティング、アスファルト、密封コーティングなどの用途に使用されるための、高価値のワックス、およびこれらのワックスを主として含む炭化水素の混合物を生み出す。本発明において得られるワックスおよび炭化水素の混合物は、むしろ高い鎖長、特に分岐炭素鎖を有するという利点を有する。
本発明はそれ故また、炭化水素が、20≦d20および50≧d50のようなそれらの炭素原子数の累積分布を示し;
炭化水素の50モル%以上が分岐炭化水素であり;
不飽和炭化水素の20モル%以下がアルファ−オレフィンである
ことを特徴とする、炭化水素の混合物に関する。
炭化水素の50モル%以上が分岐炭化水素であり;
不飽和炭化水素の20モル%以下がアルファ−オレフィンである
ことを特徴とする、炭化水素の混合物に関する。
本発明による炭化水素の混合物は、ワックス、すなわち、20個以上の炭素原子を有する炭化水素を主として含む。しかしながら、混合物はまた、少量の20個未満の炭素原子を有する炭化水素を含有してもよい。好ましくは、混合物は、5モル%未満、より好ましくは3モル%未満、さらにより好ましくは2モル%未満、最も好ましくは1モル%未満の20個未満の炭素原子を有する炭化水素を含む。本出願の全体にわたってここでおよびどこか別の場所で、「炭化水素のモル%」は、炭化水素の混合物中の炭化水素の総量に言及する。
好ましい実施形態において、炭化水素の混合物中の炭化水素は、22≦d20、好ましくは25≦d20のようなそれらの炭素原子数の累積分布を示す。
さらなる実施形態において、炭化水素の混合物中の炭化水素は、d20≦40、より好ましくはd20≦35、さらにより好ましくはd20≦30のようなそれらの炭素原子数の累積分布を示す。
さらなる実施形態において、炭化水素の混合物中の炭化水素は、20≦d20≦40、好ましくは22≦d20≦35、より好ましくは25≦d20≦30のようなそれらの炭素原子数の累積分布を示す。
さらなる実施形態において、炭化水素の混合物中の炭化水素は、45≧d50、好ましくは40≧d50のようなそれらの炭素原子数の累積分布を示す。
さらなる実施形態において、炭化水素の混合物中の炭化水素は、50≧d50≧20、好ましくは40≧d50≧22のようなそれらの炭素原子数の累積分布を示す。
好ましい実施形態において、炭化水素の混合物中の炭化水素は、20≦d20≦40および50≧d50≧20、より好ましくは22≦d20≦25および40≧d50≧22のようなそれらの炭素原子数の累積分布を示す。
高い炭素原子数に加えて、本発明による炭化水素の混合物中の炭化水素は、それらが高モル量の分岐炭化水素を含むという利点を有する。好ましくは、炭化水素の混合物中の炭化水素の総量の60モル%以上、より好ましくは70モル%以上が分岐炭化水素である。
本発明による炭化水素の混合物中の炭化水素のさらなる利点は、不飽和炭化水素が少量のアルファ−オレフィンを含むにすぎないことである。好ましくは、不飽和炭化水素の総量の15モル%以下、より好ましくは10モル%以下がアルファ−オレフィンである。
さらなる実施形態において、炭化水素の混合物は、10以上の、好ましくは25以上の、より好ましくは40以上のヨウ素価を有する。
さらなる実施形態において、炭化水素の混合物は、150以下の、好ましくは100以下の、より好ましくは70以下のヨウ素価を有する。
好ましい実施形態において、炭化水素の混合物は、1〜150の範囲の、より好ましくは25〜100の範囲の、さらにより好ましくは40〜70の範囲のヨウ素価を有する。
本発明による炭化水素の混合物のさらなる利点は、混合物が、例えば25℃超の、好ましくは40℃超の、より好ましくは50℃超の比較的高い滴点を有することができることである。
本発明による炭化水素の混合物は、いかなるヘテロ原子をも含有しない炭化水素からなることができる。しかしながら、それから炭化水素の混合物が生み出されるプラスチック次第で、炭化水素の少なくとも一部が、酸素、硫黄、窒素またはフッ素、塩素、臭素もしくはヨウ素などの、ハロゲンなどの、1種以上のヘテロ原子を含有することは十分可能である。他のヘテロ原子も同様に可能である。
本発明による炭化水素の混合物は、プラスチックの接触分解によって上記の方法により得ることができる。反応器から取り除かれた生成物流れが少なくとも20個の炭素原子の炭化水素のみを含有するように選ばれる場合に、ワックスが得られる。しかしながら、実際にはおよび特に技術的規模では、生成物流れは通常、20個未満の炭素原子を有する少量の炭化水素を含有するであろう。この場合に、炭化水素の上記の混合物が得られる。
本発明の方法は、図1および2に関連して例としてこれから例示される。
図1に図式的に示される、第1実施形態において、ワックスを製造するための原材料の熱分解は、酸素欠乏雰囲気中で真空下に実現される。原材料1は、物理化学的処理の組み合わせ2によって前処理され、それは、流出物流れ3と前処理済み原材料4とを分離する。前処理済み原材料4は、ライン6を通して熱分解反応器10に供給装置5の助けを借りて導入される。熱分解反応器は、間接加熱される。本発明の範囲を限定することなく、例として反応器は、好適な伝熱装置8に供給され、そして流れ9として出口で回収される熱い流れ7の循環によって加熱することができる。任意選択的に、熱媒体流れ11が熱分解反応器に導入される。熱分解ガス12は熱分解反応器から回収され、物理化学的処理20に送られる。残渣13は、装置14によって回収され、装置14でそれは、流れ15を生成するのに適切な方法で処理される。残渣は、未変換原材料と、副生成物と任意選択的に流れ11によって熱分解反応器に導入された熱媒体とを含有する。物理化学的処理において、熱分解ガスは、流れ21に回収される塵および他の有害な成分からきれいにされ、流れ22として分離され、流れ22は処理25に送られ、そこで、凝縮できない流れ24が凝縮物流れ23から分離される。流れ24は、真空装置26に送られる。真空装置からの流出物27は、十分な量の燃焼空気(29)と一緒に燃焼室28に送られて熱い流れ7を生成する。任意選択的に、補助燃料30が燃焼室28に添加される。凝縮物流れ23は分離装置31に送られ、そこで、ワックス流れ32が副生成物33から分離される。
第2実施形態において、希釈ガスの存在下に真空下で実現されるワックスを生成するための原材料の熱分解は、例として図に図式的に示される。ワックスを製造するための原材料の熱分解は、酸素欠乏雰囲気中で真空下に実現される。原材料51は、物理化学的処理の組み合わせ52によって前処理され、それは、流出物流れ53と前処理済み原材料54とを分離する。前処理済み原材料54は、ライン56を通して熱分解反応器60に供給装置55の助けを借りて導入される。熱分解反応器は、間接加熱される。本発明の範囲を限定することなく、例として反応器は、好適な伝熱装置58に供給され、そして流れ59として出口で回収される熱い流れ57の循環によって加熱することができる。任意選択的に、熱媒体流れ61が熱分解反応器に導入される。ガス希釈剤66が、制御された速度で反応器60に導入される。希釈剤との混合物での熱分解ガス62が、熱分解反応器から回収され、物理化学的処理70に送られる。任意選択的に熱媒体との混合物での残渣63は、装置64によって回収され、装置64でそれは、流れ65を生成するのに適切な方法で処理される。残渣は、未変換原材料と、副生成物と任意選択的に流れ61によって熱分解反応器に導入された熱媒体とを含有する。物理化学的処理において、熱分解ガスは、流れ71に回収される塵および他の有害な成分からきれいにされ、流れ72として分離され、流れ72は処理75に送られ、そこで、凝縮できない流れ74が凝縮物流れ73から分離される。流れ74は真空装置76に送られる。真空装置からの流出物77は、十分な量の燃焼空気(79)と一緒に燃焼室78に送られて熱い流れ57を生成する。任意選択的に、補助燃料80が燃焼室78に添加される。凝縮物流れ73は、分離装置81に送られ、そこで、ワックス流れ82が副生成物83から分離される。
参照により本明細書に援用される特許、特許出願、および刊行物のいずれかの開示が用語を不明瞭にさせ得る程度まで本出願の記載と矛盾する場合は、本記載が優先するものとする。
実験手順の概要
半回分式モードでの各触媒実験において、30gのプラスチック(20%ポリプロピレン、80%ポリエチレン)が反応器内にロードされ、規定量の触媒(おおよそ20g)が触媒貯蔵タンクに貯蔵される。反応器が閉じられ、反応容器のトップで導入された、150mL/分の窒素流量で同時にパージしながら、20分の間に室温から200℃まで加熱された。内部温度がプラスチックの融点に達したときに、攪拌が開始され、690rpmまでゆっくりと増やされた。温度は25〜30分間200℃に保持された。この加熱プロセス中、反応器から出てくる窒素は、集められなかった。その間に、触媒を含有する触媒貯蔵タンクが数回窒素でパージされた。
半回分式モードでの各触媒実験において、30gのプラスチック(20%ポリプロピレン、80%ポリエチレン)が反応器内にロードされ、規定量の触媒(おおよそ20g)が触媒貯蔵タンクに貯蔵される。反応器が閉じられ、反応容器のトップで導入された、150mL/分の窒素流量で同時にパージしながら、20分の間に室温から200℃まで加熱された。内部温度がプラスチックの融点に達したときに、攪拌が開始され、690rpmまでゆっくりと増やされた。温度は25〜30分間200℃に保持された。この加熱プロセス中、反応器から出てくる窒素は、集められなかった。その間に、触媒を含有する触媒貯蔵タンクが数回窒素でパージされた。
この第1前処理工程後に、温度は10℃/分の加熱速度で反応温度まで高められ、対応するガスサンプリングバッグ中でのガスおよび窒素の収集が開始された。内部温度が反応温度に達したとき、触媒が反応器内に導入された。実験に応じて、窒素ガス流量は150mL/分に設定されるか、または規定値に調整され、そしてガス状生成物の循環は、別のペアのガラストラップおよび対応するガスサンプリングバッグに通された。これがゼロ反応時間と考えられた。実験に応じて、窒素は、2つの方法で:容器のトップでかまたは溶融プラスチックを通してバブリングされて反応器に入ることができる。
選択された期間中、液体およびガス状生成物が、それぞれ、ペアのガラストラップおよびそれらの関連ガスサンプリングバッグに集められた。実験の終わりに、反応器は室温に冷却された。この冷却工程中に、液体およびガスがまた集められた。
反応生成物は、3群:i)ガス、ii)液体炭化水素およびiii)残渣(触媒上に蓄積したワックス状化合物、灰およびコーク)へ分類された。ガスの定量化は、窒素を内部標準として使用するガスクロマトグラフィー(GC)によって行われ、そして一方、液体および残渣の定量化は、重量により行われた。ガラストラップ(それらの対応するキャップと一緒に)は、液体の収集前後に秤量され、そして一方、反応容器は各実験の前後に秤量された。
模擬蒸留(SIM−DIS)GC法は、液体試料中の異なる留分(選択されたカットによる)の測定を可能にし、詳細炭化水素分析(DHA)GC法は、最終採取試料のガソリン留分(C5〜C11:沸点<216.1℃;ガス試料中にC5〜C6および液体試料中にC5〜C11を含むもの)中のPIONAU成分の測定を可能にし、そしてGCxGCは、最終採取液体試料のディーゼル留分(C12〜C21;216.1℃<BP<359℃)中の飽和化合物、単環式、二環式および三環式芳香族化合物の測定を可能にした。
全実験ケースで、熱分解ガスの滞留時間は、300mLの反応器容積、0.94g/mLの原料プラスチック密度、1.1g/mLのシリカの密度を用いて計算された。これは、250mLのガスホールドアップをもたらす。
実施例において、HCOは、少なくとも22個の炭素原子(+C22)の炭化水素分子と考えられる重質循環油を意味する。ワックスは、少なくとも20個の炭素原子(+C20)の炭化水素分子を意味する。一般に:
・ガソリン:bp(沸点)<150℃のガス+液体でのC5およびC6(約C5〜C9)を含有する
・灯油:沸点150<bp<250℃の液体(約C10〜C14)
・ディーゼル:沸点250<bp<359℃の液体(約C15〜C21)
・HCO:沸点>359℃の製品(C22および+)
・ワックス:沸点>330℃の製品(C20および+)
・ガソリン:bp(沸点)<150℃のガス+液体でのC5およびC6(約C5〜C9)を含有する
・灯油:沸点150<bp<250℃の液体(約C10〜C14)
・ディーゼル:沸点250<bp<359℃の液体(約C15〜C21)
・HCO:沸点>359℃の製品(C22および+)
・ワックス:沸点>330℃の製品(C20および+)
異なる留分の測定は、ガスクロマトグラフィーによって、模擬蒸留法によっておよびASTM−D−2887標準に従って行われる。
分析方法の概要
炭素原子数の測定
炭化水素の混合物における炭素原子数およびそれらの分布は、ASTM−D−2887方法を用いて測定される。この方法は、複雑な炭化水素混合物の模擬蒸留についてのGC法である。本方法は、それらの沸点に従って複雑な混合物中の炭化水素分子の分離を可能にする。沸点は次に、規定のカット点に従って炭素数と関連付けられる。本発明においては、下表1に定義されるような沸点と炭素数との関係が用いられる。
炭素原子数の測定
炭化水素の混合物における炭素原子数およびそれらの分布は、ASTM−D−2887方法を用いて測定される。この方法は、複雑な炭化水素混合物の模擬蒸留についてのGC法である。本方法は、それらの沸点に従って複雑な混合物中の炭化水素分子の分離を可能にする。沸点は次に、規定のカット点に従って炭素数と関連付けられる。本発明においては、下表1に定義されるような沸点と炭素数との関係が用いられる。
105.8℃よりも下の沸点を有するそれらの留分は、10個未満の炭素数を有する炭化水素と定義される。所与の試料中の分子の炭素鎖長を測定するために、GCで得られたピークは、曲線の下の得られた面積が、各沸点範囲について所与の炭素数を有する炭化水素の相対量に関連するように、表1に示される沸点カットに従って積分される。100%への全ピークの正規化は、当業者に公知の標準方法に従って試料内の炭素数の分布の計算を可能にする。得られる分布は、試料の総重量に関連する重量分布である。
分岐炭化水素の測定
本発明による炭化水素の混合物中の分岐炭化水素の量は、ASTM−D−6730方法に従って測定される。測定は、FID検出器および100mキャピラリーカラムを備えたVarian 3900クロマトグラフで実施される。GCはまた、試料のほんの一部のみがカラムに入るようにしたバック−フラッシュを備えている。混合物の組成の測定のために、Varian DHAソフトウェア(詳細炭化水素分析)が用いられる。得られたピークは積分され、次に、ピークを定性し、定量するためにその内部データベースを使ってDHAソフトウェアによって比較される。この技術によって、定量化される分子の系統(パラフィン、イソパラフィン、オレフィン、ナフテンおよび芳香族化合物)は、216.1℃よりも下の沸点のものである。本発明のためには、216.1℃よりも下の沸点を有するガソリンにおいて観察される分布は、より高い沸点を有する炭化水素における分布と同一であると仮定される。
本発明による炭化水素の混合物中の分岐炭化水素の量は、ASTM−D−6730方法に従って測定される。測定は、FID検出器および100mキャピラリーカラムを備えたVarian 3900クロマトグラフで実施される。GCはまた、試料のほんの一部のみがカラムに入るようにしたバック−フラッシュを備えている。混合物の組成の測定のために、Varian DHAソフトウェア(詳細炭化水素分析)が用いられる。得られたピークは積分され、次に、ピークを定性し、定量するためにその内部データベースを使ってDHAソフトウェアによって比較される。この技術によって、定量化される分子の系統(パラフィン、イソパラフィン、オレフィン、ナフテンおよび芳香族化合物)は、216.1℃よりも下の沸点のものである。本発明のためには、216.1℃よりも下の沸点を有するガソリンにおいて観察される分布は、より高い沸点を有する炭化水素における分布と同一であると仮定される。
不飽和炭化水素およびアルファ−オレフィンの測定
本発明による混合物中の不飽和炭化水素におけるアルファ−オレフィンの量は、通常の1Hおよび13C NMR技術を用いて測定された。例えば、溶媒としてのCDCl3中で、1−アルケンは5.82ppmにピークを示し、2−アルケンは5.42ppmにピークを示し、2−メチル−1−アルケンは4.69ppmにピークを示す。アルファ−二重結合および他の二重結合を両方とも含むそれらの不飽和炭化水素は、分岐炭化水素の測定について上に記載されたGC法によって区別することができる。アルファ−二重結合および他の二重結合を両方とも含むアルファ−オレフィンは、本発明との関連でアルファ−オレフィンとしての資格がある。
本発明による混合物中の不飽和炭化水素におけるアルファ−オレフィンの量は、通常の1Hおよび13C NMR技術を用いて測定された。例えば、溶媒としてのCDCl3中で、1−アルケンは5.82ppmにピークを示し、2−アルケンは5.42ppmにピークを示し、2−メチル−1−アルケンは4.69ppmにピークを示す。アルファ−二重結合および他の二重結合を両方とも含むそれらの不飽和炭化水素は、分岐炭化水素の測定について上に記載されたGC法によって区別することができる。アルファ−二重結合および他の二重結合を両方とも含むアルファ−オレフィンは、本発明との関連でアルファ−オレフィンとしての資格がある。
ヨウ素価の測定
本発明による炭化水素の混合物のヨウ素価は、10mlのクロロホルムに0.1〜0.2gの試料を溶解させることによって測定される。0.1M IClを含む5mlのWijs溶液がこの溶液に添加され、混合物は、暗いところで1時間反応させられる。未反応Wijs溶液が次に、未反応IClをI2に変換するために100g/lでのヨウ化カリウム溶液と反応させられる。形成されたI2の量が、チオ硫酸塩溶液を使用する滴定によって測定される。I2と反応するために必要されるチオ硫酸塩の量から、炭化水素中の不飽和結合の数を示す未反応Wijs溶液の量が計算される。
本発明による炭化水素の混合物のヨウ素価は、10mlのクロロホルムに0.1〜0.2gの試料を溶解させることによって測定される。0.1M IClを含む5mlのWijs溶液がこの溶液に添加され、混合物は、暗いところで1時間反応させられる。未反応Wijs溶液が次に、未反応IClをI2に変換するために100g/lでのヨウ化カリウム溶液と反応させられる。形成されたI2の量が、チオ硫酸塩溶液を使用する滴定によって測定される。I2と反応するために必要されるチオ硫酸塩の量から、炭化水素中の不飽和結合の数を示す未反応Wijs溶液の量が計算される。
滴点の測定
本発明による炭化水素の混合物の滴点は、2007年3月の欧州標準EN1427に従って測定される。
本発明による炭化水素の混合物の滴点は、2007年3月の欧州標準EN1427に従って測定される。
実施例1
実験は、上に記載された一般的な手順に従って実施した。実験は、原材料としての80重量%HDPEおよび20重量%PPと、Johnson Mattheyから購入された20gのボトム分解添加物BCA−105とを使用して実施した。反応温度は450℃に設定し、N2流量は0.15L/分から4L/分まで変わった。触媒対プラスチック重量比は、重量で20/30に等しかった。
実験は、上に記載された一般的な手順に従って実施した。実験は、原材料としての80重量%HDPEおよび20重量%PPと、Johnson Mattheyから購入された20gのボトム分解添加物BCA−105とを使用して実施した。反応温度は450℃に設定し、N2流量は0.15L/分から4L/分まで変わった。触媒対プラスチック重量比は、重量で20/30に等しかった。
実験結果を図3〜6に示す。図3は、希釈剤流量を増やすことによって熱分解ガス滞留時間を減らすと、全体転化率の増加およびワックスの収率の増加(図4)をもたらすという意外な効果を示す。気相滞留時間とワックスの収率との間の依存関係をまた図5に示す。図6に示される結果は、希釈剤流量を増やすことによって熱分解ガス滞留時間を減らすと、より長い鎖化合物の方へ炭素鎖分布を意外にもシフトさせることを実証している。150mL/分のガス流量について、炭化水素混合物は、d20=20およびd50=23の炭素原子数の累積分布を有した。1L/分のガス流量について、炭素原子数の累積分布は、d20=22およびd50=27であった。4L/分のガス流量について、炭素原子数の累積分布は、d20=22およびd50=29であった。
BCAを触媒として使用して得られた炭化水素混合物を分析した。この分析の結果を次表2にまとめる。
実施例2
実験は、上に記載された一般的な手順に従って実施した。実験は、原材料としての80重量%HDPEおよび20重量%PPと、20gのゼオライト型触媒(Equilibrium Catalyst Inc.によって提供される平衡流動接触分解触媒(ECAT−DCと表示される))とを使用して実施した。反応温度は425℃に設定し、N2流量は0.15L/分に設定した。触媒対プラスチック重量比は、20:30から1:30まで変えた。触媒添加なしの比較例をまた、反応速度論への触媒添加の強い効果を強調するために含めた。熱分解ガスの滞留時間は、40〜46秒範囲と推定される。
実験は、上に記載された一般的な手順に従って実施した。実験は、原材料としての80重量%HDPEおよび20重量%PPと、20gのゼオライト型触媒(Equilibrium Catalyst Inc.によって提供される平衡流動接触分解触媒(ECAT−DCと表示される))とを使用して実施した。反応温度は425℃に設定し、N2流量は0.15L/分に設定した。触媒対プラスチック重量比は、20:30から1:30まで変えた。触媒添加なしの比較例をまた、反応速度論への触媒添加の強い効果を強調するために含めた。熱分解ガスの滞留時間は、40〜46秒範囲と推定される。
実験結果を図7〜10に示す。図7は、使用される触媒の量によって反応速度論が強く影響を受け、特に5/30の最小比が変換速度のかなりの増加を有するために好ましいように思われることを示す。一方では、HCO収率は、比が10/30以下である場合に大きく増加する(図8)。図9は、様々な量の触媒を使って得られたワックスの品質が変化せず、大ざっぱに同じ炭素鎖分布がすべての場合に得られることを示す。触媒対プラスチック重量比に依存する得られた炭化水素の混合物中の炭素原子の累積分布を、次表3にまとめる。
図10は、反応速度論への触媒の使用の有益な効果を示す。実際に、同じプラスチック転化率をはるかにより短い時間で達成することができる。
実施例3:本発明による物質収支
本実施例および以下の実施例において、使用済みプラスチックは、それらの主なプラスチック成分から命名され;平均して、考えられる使用済みプラスチックは8重量%の添加剤を含有する。
本実施例および以下の実施例において、使用済みプラスチックは、それらの主なプラスチック成分から命名され;平均して、考えられる使用済みプラスチックは8重量%の添加剤を含有する。
370℃よりも上の温度での400mmの直径および2m長さのガス状生成物取込みラインを備えた1.4mの内径および5mの内部長さの二重壁回転ドラム炉を備えた設備一式に、1500kg/hの次の組成の使用済み混合プラスチック廃棄物を供給した:
g/kg
PE 415.2
PP 400.0
PS 20.0
PVC 20.0
水 100.0
食品残渣 20.0
異物固体 20.0
空気 4.8
g/kg
PE 415.2
PP 400.0
PS 20.0
PVC 20.0
水 100.0
食品残渣 20.0
異物固体 20.0
空気 4.8
混合プラスチック廃棄物を先ず250℃および大気圧で前処理してプラスチックを溶融させ、空気、水、食品残渣および異物固体の大部分を流出物として除去した。この流出物はまた、供給材料の任意の成分の分解から生じたガス状生成物をも含有する。前処理済み材料、ならびに両方とも700℃で供給される1500kg/hの細砂からなる熱媒体および750kgのFCC触媒Johnson MattheyのINTERCATJMボトム分解添加物BCA−105を、218ミリバール絶対圧下に465℃で動作する二重壁回転ドラム炉に導入した。炉におけるガスホールドアップは5.3m3と、凝縮相ホールドアップは2.4m3と推定された。370℃以上の温度での補足ガスホールドアップは0.3m3と推定される。炉の出口で生じる全ガスフロー生成流量は、1189kg/hに相当する10.2kモル/hと推定された。
370℃以上で気相でのガス状生成物の滞留時間は8秒と計算された。計算される流量は、図1の番号付けで次表4に示される。
反応の熱負荷は449kWと、熱媒体および触媒によって供給される熱は、コークの燃焼により利用可能な熱の47%に相当する139kWと、そして二重壁によって供給される熱は、ガスの燃焼により利用可能な熱の20%に相当する310kWと推定された。炉において利用可能な伝熱表面は20m2と推定され、全体伝熱係数は80W/m2Kと推定され、そして炉を加熱するために使用される熱ガスと反応媒体との間の対数温度差は196℃に達した。
炉での凝縮物質の滞留時間は79分と推定された。ワックス全体収率は、混合プラスチック破棄物のプラスチック含有量(添加剤を含めて)を基準として40.2%と計算された。ワックスは大部分分岐であった。
実施例4:本発明による物質収支
370℃よりも上の温度での400mmの直径および5m長さのガス状生成物取込みラインを備えた1.4mの内径および5mの内部長さの二重壁回転ドラム炉を備えた設備一式に、950kg/hの次の組成の使用済み混合プラスチック廃棄物を供給した:
g/kg
PE 415.2
PP 400.0
PS 20.0
PVC 20.0
水 100.0
食品残渣 20.0
異物固体 20.0
空気 4.8
370℃よりも上の温度での400mmの直径および5m長さのガス状生成物取込みラインを備えた1.4mの内径および5mの内部長さの二重壁回転ドラム炉を備えた設備一式に、950kg/hの次の組成の使用済み混合プラスチック廃棄物を供給した:
g/kg
PE 415.2
PP 400.0
PS 20.0
PVC 20.0
水 100.0
食品残渣 20.0
異物固体 20.0
空気 4.8
混合プラスチック廃棄物を先ず250℃および大気圧で前処理してプラスチックを溶融させ、空気、水、食品残渣および異物固体の大部分を流出物として除去した。この流出物はまた、供給材料の任意の成分の分解から生じたガス状生成物をも含有した。前処理済み材料、ならびに両方とも700℃で供給される950kg/hの20mm直径耐熱性鋼ボールからなる熱媒体および750kgのFCC触媒Johnson MattheyのINTERCATJMボトム分解添加物BCA−105および560kg/hの25℃での窒素を、350ミリバール絶対圧下に465℃で動作する二重壁回転ドラム炉に導入した。炉におけるガスホールドアップは6.6m3と、凝縮相ホールドアップは1.1m3と推定された。370℃以上の温度での補足ガスホールドアップは0.3m3と推定される。炉の出口で生じる全ガス流量は、1283kg/hに相当する26.2kモル/hと推定される。
370℃以上で気相でのガス状生成物の滞留時間は5.9秒と計算された。計算される流量は、図2の番号付けで次表5に示される。
窒素の余熱を含めて、反応の熱負荷は341kWと、熱媒体によって供給される熱は、コークの燃焼により利用可能な熱の49%に相当する98kWと、そして二重壁によって供給される熱は、ガスの燃焼により利用可能な熱の16%に相当する243kWと推定された。炉において利用可能な伝熱表面は20m2と推定され、全体伝熱係数は80W/m2Kと推定され、そして炉を加熱するために使用される熱ガスと反応媒体との間の対数温度差は153℃に達した。
炉での凝縮物質の滞留時間は93分と推定される。比希釈比D/Pは9.3モル/モル/バールと計算される。ワックス全体収率は、混合プラスチック破棄物のプラスチック含有量(添加剤を含めて)を基準として40.3%と計算される。ワックスは大部分分岐であった。
実施例5:本発明による物質収支
370℃よりも上の温度での400mmの直径および5m長さのガス状生成物取込みラインを備えた1.4mの内径および5mの内部長さの二重壁回転ドラム炉を備えた設備一式に、700kg/hの次の組成の使用済み混合プラスチック廃棄物を供給した:
g/kg
PE 415.2
PP 400.0
PS 20.0
PVC 20.0
水 100.0
食品残渣 20.0
異物固体 20.0
空気 4.8
370℃よりも上の温度での400mmの直径および5m長さのガス状生成物取込みラインを備えた1.4mの内径および5mの内部長さの二重壁回転ドラム炉を備えた設備一式に、700kg/hの次の組成の使用済み混合プラスチック廃棄物を供給した:
g/kg
PE 415.2
PP 400.0
PS 20.0
PVC 20.0
水 100.0
食品残渣 20.0
異物固体 20.0
空気 4.8
混合プラスチック廃棄物を先ず250℃および大気圧で前処理してプラスチックを溶融させ、空気、水、食品残渣および異物固体の大部分を流出物として除去した。この流出物はまた、供給材料の任意の成分の分解から生じたガス状生成物をも含有する。前処理済み材料、ならびに25℃で供給される350kg/hのFCC触媒Johnson MattheyのINTERCATJMボトム分解添加物BCA−105を、155ミリバール絶対圧下に465℃で動作する二重壁回転ドラム炉に導入した。炉におけるガスホールドアップは6.9m3と、凝縮相ホールドアップは0.7m3と推定された。370℃以上の温度での補足ガスホールドアップは0.3m3と推定された。炉の出口で生じる全ガス流量は、679kg/hに相当する5.8kモル/hと推定される。
370℃以上で気相でのガス状生成物の滞留時間は15.9秒と計算された。計算される流量は、図1の番号付けで次表6に示される。
窒素および触媒の余熱を含めて、反応の熱負荷は307kWと、そして二重壁によって供給される熱は、ガスの燃焼により利用可能な熱の34%に相当する307kWと推定された。炉において利用可能な伝熱表面は20m2と推定され、全体伝熱係数は80W/m2Kと推定され、そして炉を加熱するために使用される熱ガスと反応媒体との間の対数温度差は194℃に達した。
炉での凝縮物質の滞留時間は108分と推定される。ワックス全体収率は、混合プラスチック破棄物のプラスチック含有量(添加剤を含めて)を基準として39.8%と計算された。ワックスは大部分分岐であった。
参考例1:本発明外での条件についての物質収支
370℃よりも上の温度での400mmの直径および2m長さのガス状生成物取込みラインを備えた1.4mの内径および5mの内部長さの二重壁回転ドラム炉を備えた設備一式に、1100kg/hの次の組成の使用済み混合プラスチック廃棄物を供給した:
g/kg
PE 415.2
PP 400.0
PS 20.0
PVC 20.0
水 100.0
食品残渣 20.0
異物固体 20.0
空気 4.8
370℃よりも上の温度での400mmの直径および2m長さのガス状生成物取込みラインを備えた1.4mの内径および5mの内部長さの二重壁回転ドラム炉を備えた設備一式に、1100kg/hの次の組成の使用済み混合プラスチック廃棄物を供給した:
g/kg
PE 415.2
PP 400.0
PS 20.0
PVC 20.0
水 100.0
食品残渣 20.0
異物固体 20.0
空気 4.8
混合プラスチック廃棄物を先ず250℃および大気圧で前処理してプラスチックを溶融させ、空気、水、食品残渣および異物固体の大部分を流出物として除去した。この流出物はまた、供給材料の任意の成分の分解から生じたガス状生成物をも含有した。前処理済み材料、ならびに25℃で供給される550kg/hのFCC触媒Johnson MattheyのINTERCATJMボトム分解添加物BCA−105を、1340ミリバール絶対圧下に465℃で動作する二重壁回転ドラム炉に導入した。炉におけるガスホールドアップは6.7m3と、凝縮相ホールドアップは0.7m3と推定された。370℃以上の温度での補足ガスホールドアップは0.3m3と推定された。炉の出口で生じる全ガスフロー生成流量は、837kg/hに相当する7.8kモル/hと推定される。
370℃以上で気相でのガス状生成物の滞留時間は76秒と計算された。計算される流量は、図1の番号付けで次表7に示される。
触媒の余熱を含めて、反応の熱負荷は334kWと、そして二重壁によって供給される熱は、ガスの燃焼により利用可能な熱の40%に相当する334kWと推定された。炉において利用可能な伝熱表面は20m2と推定され、全体伝熱係数は80W/m2Kと推定され、そして炉を加熱するために使用される熱ガスと反応媒体との間の対数温度差は260℃に達した。
炉での凝縮物質の滞留時間は110分と推定された。ワックス全体収率は、混合プラスチック破棄物のプラスチック含有量(添加剤を含めて)を基準として24.7%と計算された。ワックスは大部分分岐であった。
参考例2:本発明外での条件についての物質収支
370℃よりも上の温度での400mmの直径および2m長さのガス状生成物取込みラインを備えた1.4mの内径および5mの内部長さの二重壁回転ドラム炉を備えた設備一式に、800kg/hの次の組成の使用済み混合プラスチック廃棄物を供給した:
g/kg
PE 415.2
PP 400.0
PS 20.0
PVC 20.0
水 100.0
食品残渣 20.0
異物固体 20.0
空気 4.8
370℃よりも上の温度での400mmの直径および2m長さのガス状生成物取込みラインを備えた1.4mの内径および5mの内部長さの二重壁回転ドラム炉を備えた設備一式に、800kg/hの次の組成の使用済み混合プラスチック廃棄物を供給した:
g/kg
PE 415.2
PP 400.0
PS 20.0
PVC 20.0
水 100.0
食品残渣 20.0
異物固体 20.0
空気 4.8
混合プラスチック廃棄物を先ず250℃および大気圧で前処理してプラスチックを溶融させ、空気、水、食品残渣および異物固体の大部分を流出物として除去した。この流出物はまた、供給材料の任意の成分の分解から生じたガス状生成物をも含有する。前処理済み材料、ならびに両方とも25℃で供給される56kg/hの窒素および400kg/hのFCC触媒Johnson MattheyのINTERCATJMボトム分解添加物BCA−105を、1420ミリバール絶対圧下に465℃で動作する二重壁回転ドラム炉に導入した。炉におけるガスホールドアップは6.9m3と、凝縮相ホールドアップは0.8m3と推定される。370℃以上の温度での補足ガスホールドアップは0.3m3と推定される。炉の出口で生じる全ガス流量は、665kg/hに相当する7.8kモル/hと推定される。
370℃以上で気相でのガス状生成物の滞留時間は83.6秒と計算された。計算される流量は、図2の番号付けで次表8に示される。
窒素および触媒の余熱を含めて、反応の熱負荷は311kWと、そして二重壁によって供給される熱は、ガスの燃焼により利用可能な熱の43%に相当する311kWと推定された。炉において利用可能な伝熱表面は19m2と推定され、全体伝熱係数は80W/m2Kと推定され、そして炉を加熱するために使用される熱ガスと反応媒体との間の対数温度差は196℃に達した。
炉での凝縮物質の滞留時間は102分と推定された。比希釈比D/Pは0.24モル/モル/バールと計算される。ワックス全体収率は、混合プラスチック破棄物のプラスチック含有量(添加剤を含めて)を基準として18.6%と計算される。ワックスは大部分分岐であった。
本発明の方法により得られるタイプのワックスは、とりわけ、瀝青質コーティング組成物での、ならびにより一般的には(i)鉱物骨材に基づいたおよび(ii)石油(瀝青または合成ポリマーと油との混合物)由来のおよび/または植物由来の有機バインダー(特に、樹脂および植物油に基づくバインダー)に基づいたコーティング組成物での添加物として使用され得る。本発明のワックスは、(特にポリマーの添加によって)純粋なまたは変性瀝青をベースとする、瀝青混合物およびアスファルトコンクリートに、ならびに、例えば合成ポリマーおよび/または植物樹脂のタイプの、他の有機バインダーをベースとするコーティングにとりわけ有用である。
第1態様において、本発明によるワックスは、鉱物骨材および有機バインダーに基づいたコーティングに使用される場合、バインダーおよび/もしくはバインダーと骨材との混合物の使用を容易にするために;ならびに/または骨材のコーティングを、特に熱時に最適化するために用いることができ;本発明によるワックスの存在は、組成物が使用されるのに十分に流動性である温度を、典型的には数十℃だけ下げる傾向があり、それは、とりわけ処理費用の減少の観点から明らかになる。
別の態様によれば、下に例示されるタイプのある種の用途向けに以前のものおよびそれを補完するものと相溶性の、本発明によるワックスは、その冷却中にコーティングの硬化速度を高めるために、鉱物骨材および有機バインダーをベースとするコーティングに使用され得る。本発明によるワックスは実際に、瀝青または上述のクリアバインダーなどの有機バインダーよりも高い「硬化」速度を有する傾向がある。
したがって、実例としてそして限定ではなく、本発明のワックスは、少なくとも以下の用途に有利に使用され得る:
− 骨材を加熱された瀝青(純粋なまたは変性)でコートすることによって得られる、いわゆる「暖かい」瀝青混合物において:この用途向けに、ワックスは有利には、骨材のコーティング前に瀝青と混合され、それによって瀝青は、ワックスの不在下でよりもはるかに低い温度で(典型的には、樹脂の不在下での200℃、より正確には、150〜200℃と比べて約110〜140℃の温度で)骨材と混合することができる。
− ワックスが、瀝青、とりわけ、欧州特許第1845134号明細書に例えば記載されているような、植物油型の流動添加物と典型的には混合されている表面摩耗コーティングにおいて。この流動化バインダーは、道路表面上へ吹き付けられることを意図され、骨材がその結果道路表面上に堆積される。ワックスの存在は、これに関連して、それが吹き付けられる温度を下げることのみならず、その堆積後の瀝青の凝集性増加(硬化)の速度および融剤の存在にもかかわらずこれを上げることをも可能にする。
− 現場打ちアスファルト、すなわち、上述の、しかしより高い瀝青含有量(従来の瀝青混合物における4.5〜5.5重量%に対して、典型的にはミックスの総重量を基準として少なくとも10重量%)を有するタイプの瀝青混合物の組成物において:ワックスは典型的には、瀝青質バインダーと混合され、それによって瀝青は、ワックスの不在では200℃よりも上の温度(典型的には約250℃)と比べて、約160〜190℃の温度で骨材と混合することができる。ワックスはまた、硬化特性を付与する。
− 「合成バインダー」とも呼ばれる「クリアバインダー」をベースとする、すなわち、瀝青混合物とは対照的にそれらが含有する骨材が区別されることを可能にする合成ポリマーならびに/または石油起源のおよび/もしくは透明タイプの植物起源の樹脂および油に基づいたバインダーをベースとする瀝青混合物において:これらのバインダー中のワックスの存在は、コーティングが製造され、堆積させられる温度を下げることを、再び、可能にする。
− ポリマーと混合された瀝青を含む、特に屋根用の、密封コーティングにおいて:ワックスの存在はまたここでも、コーティングが製造される温度を下げることを可能にする。それはまた、堆積組成物が十分に速く硬化しない場合に流れる傾向がある傾斜した屋根上の堆積物の場合に特に感知できる、堆積後のコーティングの硬化の加速を可能にする。
− 骨材を加熱された瀝青(純粋なまたは変性)でコートすることによって得られる、いわゆる「暖かい」瀝青混合物において:この用途向けに、ワックスは有利には、骨材のコーティング前に瀝青と混合され、それによって瀝青は、ワックスの不在下でよりもはるかに低い温度で(典型的には、樹脂の不在下での200℃、より正確には、150〜200℃と比べて約110〜140℃の温度で)骨材と混合することができる。
− ワックスが、瀝青、とりわけ、欧州特許第1845134号明細書に例えば記載されているような、植物油型の流動添加物と典型的には混合されている表面摩耗コーティングにおいて。この流動化バインダーは、道路表面上へ吹き付けられることを意図され、骨材がその結果道路表面上に堆積される。ワックスの存在は、これに関連して、それが吹き付けられる温度を下げることのみならず、その堆積後の瀝青の凝集性増加(硬化)の速度および融剤の存在にもかかわらずこれを上げることをも可能にする。
− 現場打ちアスファルト、すなわち、上述の、しかしより高い瀝青含有量(従来の瀝青混合物における4.5〜5.5重量%に対して、典型的にはミックスの総重量を基準として少なくとも10重量%)を有するタイプの瀝青混合物の組成物において:ワックスは典型的には、瀝青質バインダーと混合され、それによって瀝青は、ワックスの不在では200℃よりも上の温度(典型的には約250℃)と比べて、約160〜190℃の温度で骨材と混合することができる。ワックスはまた、硬化特性を付与する。
− 「合成バインダー」とも呼ばれる「クリアバインダー」をベースとする、すなわち、瀝青混合物とは対照的にそれらが含有する骨材が区別されることを可能にする合成ポリマーならびに/または石油起源のおよび/もしくは透明タイプの植物起源の樹脂および油に基づいたバインダーをベースとする瀝青混合物において:これらのバインダー中のワックスの存在は、コーティングが製造され、堆積させられる温度を下げることを、再び、可能にする。
− ポリマーと混合された瀝青を含む、特に屋根用の、密封コーティングにおいて:ワックスの存在はまたここでも、コーティングが製造される温度を下げることを可能にする。それはまた、堆積組成物が十分に速く硬化しない場合に流れる傾向がある傾斜した屋根上の堆積物の場合に特に感知できる、堆積後のコーティングの硬化の加速を可能にする。
さらに、本発明のワックスは、バインダーのレオロジー特性を改善するために、より具体的には剛性率を高めるために使用され得る。本発明のワックスは、これに関連して、潤滑特性をその上提供し得る。
一方では、少なくともいくつかの場合に、瀝青質コーティング中の本発明によるワックスの存在は、炭化水素による可溶化に直面したコーティングの脆化への耐性を改善する傾向がある。本発明によるワックスは、これに関連して、給油所で使用される瀝青質コーティングなどの、ガソリンまたは灯油と接触することを意図される瀝青質コーティングでの添加物として特に好適であることが分かる。
Claims (32)
- 接触分解によるワックスへのプラスチックの変換方法であって、前記方法が、
前記プラスチックおよび触媒を反応器内に導入する工程と;
前記プラスチックの少なくとも一部をワックスに変換させる工程であり、前記ワックスが前記反応器内で形成された熱分解ガスの一部である工程と;
前記ワックスを含有する生成物流れを前記反応器から取り除く工程と
を含み;前記熱分解ガスが、60秒未満の370℃よりも上の温度での滞留時間を有し、前記反応器内に導入される触媒対プラスチックの重量比が少なくとも0.1:30であることを特徴とする方法。 - 前記熱分解ガスが、50秒未満、好ましくは40秒未満、より好ましくは30秒未満、さらにより好ましくは、20秒未満などの、25秒未満の370℃よりも上の温度での滞留時間を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記プラスチックの少なくとも一部がワックスに変換される温度が、400〜650℃、好ましくは425〜550℃、より好ましくは425〜520℃の範囲のなどの、少なくとも370℃、好ましくは少なくとも400℃、より好ましくは少なくとも415℃、さらにより好ましくは少なくとも425℃である、請求項1または2に記載の方法。
- 前記反応器が、0.5〜1200ミリバール、好ましくは10〜1100ミリバール、より好ましくは60〜950ミリバール、さらにより好ましくは、80〜900ミリバールの範囲のなどの、1200ミリバール以下、好ましくは1000ミリバール以下、より好ましくは950ミリバール以下、さらにより好ましくは900ミリバール以下の圧力で運転される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記熱分解ガスが希釈剤で希釈される、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法であって、前記希釈剤が好ましくは、窒素、水素、スチーム、二酸化炭素、燃焼ガス、炭化水素ガスおよびそれらの混合物から選択される方法。
- 希釈剤対前記熱分解ガス中の熱分解生成物のモル比が、0.5〜50、好ましくは0.8〜40、より好ましくは1〜20の範囲などの、0.5よりも上、好ましくは0.7よりも上、より好ましくは0.8よりも上、さらにより好ましくは1よりも上である、請求項5に記載の方法。
- 前記反応器内に導入される触媒対プラスチックの前記重量比が、少なくとも0.1:30、好ましくは少なくとも1:30、より好ましくは少なくとも5:30である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記反応器内に導入される触媒対プラスチックの前記重量比が、7:1以下、好ましくは6:1以下、より好ましくは5.5:1以下である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記反応器内に導入される触媒対プラスチックの前記重量比が、0.1:30〜12:30、好ましくは5:30〜10:30の範囲にある、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記触媒が、ゼオライト型触媒および/または非晶質型触媒である、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記触媒がフレッシュ触媒、平衡触媒、またはそれらの混合物である、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記反応器での凝縮物質の滞留時間が、10〜600分、好ましくは20〜400分、より好ましくは30〜250分である、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。
- 連続的に行われる、請求項1〜12のいずれか一項に記載の方法。
- 前記プラスチックが、廃プラスチック、好ましくは混合廃プラスチックである、請求項1〜13のいずれか一項に記載の方法。
- 前記炭化水素が、20≦d20および50≧d50のようなそれらの炭素数の累積分布を示し;
前記炭化水素の50モル%以上が分岐炭化水素であり;
不飽和炭化水素の20モル%以下がアルファ−オレフィンである
ことを特徴とする、炭化水素の混合物。 - 前記炭化水素が、22≦d20、好ましくは25≦d20のようなそれらの炭素原子数の累積分布を示す、請求項15に記載の混合物。
- 前記炭化水素が、d20≦40、好ましくはd20≦35、より好ましくはd20≦30のようなそれらの炭素原子数の累積分布を示す、請求項15または16に記載の混合物。
- 前記炭化水素が、20≦d20≦40、好ましくは22≦d20≦35、より好ましくは25≦d20≦30のようなそれらの炭素原子数の累積分布を示す、請求項15〜17のいずれか一項に記載の混合物。
- 前記炭化水素が、45≧d50、好ましくは40≧d50のようなそれらの炭素原子数の累積分布を示す、請求項15〜18のいずれか一項に記載の混合物。
- 前記炭化水素が、50≧d50≧20、好ましくは40≧d50≧22のようなそれらの炭素原子数の累積分布を示す、請求項15〜19のいずれか一項に記載の混合物。
- 前記炭化水素の60モル%以上、好ましくは70モル%以上が分岐炭化水素である、請求項15〜20のいずれか一項に記載の混合物。
- 前記不飽和炭化水素の15モル%以下、好ましくは10モル%以下がアルファ−オレフィンである、請求項15〜21のいずれか一項に記載の混合物。
- 10以上の、好ましくは25以上の、より好ましくは40以上のヨウ素価を有する、請求項15〜22のいずれか一項に記載の混合物。
- 150以下の、好ましくは100以下の、より好ましくは70以下のヨウ素価を有する、請求項15〜23のいずれか一項に記載の混合物。
- 10〜150の範囲の、好ましくは25〜100の範囲の、より好ましくは40〜70の範囲のヨウ素価を有する、請求項15〜24のいずれか一項に記載の混合物。
- 25℃超の、好ましくは40℃超の、より好ましくは50℃超の滴点を有する、請求項15〜25のいずれか一項に記載の混合物。
- 前記炭化水素の少なくとも一部が1個以上のヘテロ原子を含有する、請求項15〜26のいずれか一項に記載の混合物。
- 請求項1〜14のいずれか一項に記載の方法によって得られるワックス。
- 請求項15〜27のいずれか一項に記載の混合物である、請求項28に記載のワックス。
- 請求項15〜27のいずれか一項に記載の混合物を含む瀝青混合物、表面摩耗コーティング、アスファルトまたは密封コーティング。
- プラスチックを接触分解にかけることによる請求項15〜27のいずれか一項に記載の混合物の製造方法であって、前記方法が、
前記プラスチックおよび触媒を反応器内に導入する工程と;
前記プラスチックの少なくとも一部をワックスに変換させる工程であり、前記ワックスの少なくとも一部が前記反応器内で形成された熱分解ガスの一部である工程と;
前記反応器内で形成された熱分解ガスの一部である前記ワックスを含有する生成物流れを、前記反応器から取り除いて前記混合物を得る工程と
を含み;前記熱分解ガスが、60秒未満の370℃よりも上の温度での滞留時間を有し、前記反応器内に導入される触媒対プラスチックの前記重量比が少なくとも0.1:30であることを特徴とする方法。 - 請求項1〜14のいずれか一項に従った方法である、請求項31に記載の方法。
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