JP2024501716A - ポリマー廃棄物ベースの材料を水素化処理するための共処理ルート - Google Patents
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Abstract
ポリマー廃棄物ベースの材料をアップグレードするための方法が提供される。方法は、ポリマー廃棄物ベースのフィードストックを提供する工程、粗油由来のフィードストックを提供する工程、フィード混合物を提供するために、ポリマー廃棄物ベースのフィードストック、粗油由来のフィードストック、および任意には、さらなるフィード材料を混合する工程、炭化水素質材料を提供するために、フィード混合物をＦＣＣフィード水素化処理装置中で水素化処理する工程、ならびに炭化水素質材料から少なくとも蒸留物プロダクトおよび蒸留塔底物プロダクトを回収する工程（工程Ｅ）を含む。
Description
本発明は一般的に、ポリマー廃棄物ベースの材料を化石材料と共処理するためのルートに関し、および特には、ＦＣＣフィード水素化処理装置条件下で水素処理プロセスを行うルート、およびこの手順で得られる生成物に関する。
より価値のある（純粋な）物質を得るための例えば液化廃プラスチック（ＬＷＰ）などの高分子廃棄物の精製、および、高分子廃棄物のより価値のある材料への変換は、数年前から研究されている。ポリマー廃棄物とは、例えばプラスチック廃棄物、使用済みタイヤ、液状ポリマー材料などのポリマーを含む廃棄物材料を指す。実際には、ポリマー廃棄物は通常、例えば液化廃プラスチック（ＬＷＰ）や液化使用済みタイヤなどのポリマー廃棄物ベースの油（液化ポリマー廃棄物とも称される）の形で処理される。
ポリマー廃棄物ベースのオイルは、例えばポリマー廃棄物の水熱液化（ＨＴＬ）や熱分解などの熱分解法によって製造することができる。ポリマー廃棄物の供給源に依存して、ポリマー廃棄物には様々なレベルの不純物が含まれている。代表的な不純物成分は、塩素、窒素、硫黄、および酸素であり、中でも腐食性の塩素は、精製／石油化学プロセスで特に問題となる。これらの不純物はまた、使用済みタイヤ以外のポリマー廃棄物の大規模な発生源となる可能性が指摘されているポストコンシューマー廃プラスチック（リサイクルされた使用済みプラスチック）にも多く含まれている。同様に、臭素含有不純物は、主に産業由来のポリマー廃棄物（難燃剤由来など）に含まれている可能性がある。さらに、熱分解プロセスや水熱液化によって製造されるポリマー廃棄物ベースのオイルには、実際の製造プロセスにもよるが、通常、顕著な量のオレフィンおよび芳香族が含まれており、これらのうちのそれぞれが、高温での重合（またはコーキング）など、いくつかの下流プロセスで問題を引き起こす可能性がある。
ポリマー廃棄物ベースの材料が、単に一般的な精製処理（例えば分留）に付されるにせよ、または、典型的な石油化学転換プロセス（例えば水蒸気分解）へと供給されるにせよ、ポリマー廃棄物ベースの材料は、例えばリアクターの腐食や触媒の被毒などの設備の劣化を避けることができるように、これらのプロセスに関する不純物レベルを満たす必要がある。
精製に加えて、ポリマー廃棄物をポリマー（またはモノマー）に戻すケミカルリサイクルも興味深い選択肢である。この選択肢はここ数年、石油化学業界で大きな関心を集めている。廃プラスチック（ポリマー廃棄物）のリサイクルに関する野心的な目標を定めた新しい廃棄物指令およびＥＵプラスチック戦略によって、この関心はさらに高まっている。
したがって、ケミカルリサイクルは今後、ポリマー廃棄物をポリマー（プラスチック）および化学薬品に戻すための重要な手法になるであろうことが予想され得る。
クラッカー（例えば触媒クラッカー、ハイドロクラッカー、またはスチームクラッカーなど）のためのフィードとしてポリマー廃棄物ベースの材料を使用することは、既存のインフラストラクチャーがあるため、ポリマーをリサイクルする有望な方法でもある。しかしながら、クラッカーフィードとしてのポリマー廃棄物ベースの材料の可能性はその品質に依存するため、ポリマー廃棄物の不純物含有量のばらつきに対応するために、ポリマー廃棄物ベースの材料を精製するための方法および／またはクラッキング手順を変更するための方法が提案されている。
特許文献１は、例えばハイドロワックス、水素化処理された真空ガスオイル、廃プラスチック由来の熱分解オイル、ガスオイルまたはスラックワックスなどの主にパラフィン系炭化水素フィードの前処理を含む水蒸気分解プロセスを開示している。前処理は、例えば多環芳香族や樹脂などのファウリング成分を減少させるため、溶媒抽出を用いて実施される。
特許文献２は、廃プラスチックをアップグレードするためのプロセスであって、熱分解工程、水素処理工程、ポリッシング工程、ストリームクラッキング工程をこの順に含むプロセスを開示している。
非特許文献１は、廃プラスチック由来の石油留分と軽質熱分解油との混合物を水素分解して、水素化分解器に先行する熱交換器のファウリングを回避することを開示している。
Kawanishi, T., Shiratori, N., Wakao, H., Sugiyama, E., Ibe, H., Shioya, M., & Abe, T.,"Upgrading of Light Thermal Cracking Oil Derived from Waste Plastics in Oil Refinery. Feedstock recycling of plastics."Universitaetsverlag Karlsruhe, Karlsruhe (2005), p. 43-50
上記の先行技術のアプローチは、複雑な精製手順を採用しており、そのうちの抽出技術は、かなりの量の汚染された抽出材料をもたらすか、または、その後の処理にまだ完全に適しておらず、および、処理装置の汚損および耐用年数の低下につながる材料を提供する可能性がある。少量の廃棄物を発生させながら、様々な量のポリマー廃棄物ベースの材料をリサイクルすることができる、より持続可能なプロセスに対するニーズが依然として存在する。
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、ポリマー廃棄物ベースの材料をアップグレードするための改良された方法、特には、様々な量および／または種類のポリマー廃棄物ベースの材料を高い効率でリサイクルすることを可能にする、より柔軟な方法を提供することである。
ポリマー廃棄物ベースの材料をアップグレードするための改良された方法を提供するというこの課題は、請求項１の方法によって解決される。
簡潔には、本発明は、以下の項目の１または複数に関する：
１．ポリマー廃棄物ベースの材料をアップグレードするための方法であって、以下の：
ポリマー廃棄物ベースのフィードストックを提供する工程（工程Ａ）、
粗油由来のフィードストックを提供する工程（工程Ｂ）、
フィード混合物を提供するために、前記ポリマー廃棄物ベースのフィードストック、前記粗油由来のフィードストック、および任意には、さらなるフィード材料を混合する工程（工程Ｃ）、
炭化水素質材料を提供するために、前記フィード混合物をＦＣＣフィード水素化処理装置中で水素化処理する工程（工程Ｄ）、ならびに
前記炭化水素質材料から少なくとも蒸留物プロダクトおよび蒸留塔底物プロダクトを回収する工程（工程Ｅ）
を含む方法。
１．ポリマー廃棄物ベースの材料をアップグレードするための方法であって、以下の：
ポリマー廃棄物ベースのフィードストックを提供する工程（工程Ａ）、
粗油由来のフィードストックを提供する工程（工程Ｂ）、
フィード混合物を提供するために、前記ポリマー廃棄物ベースのフィードストック、前記粗油由来のフィードストック、および任意には、さらなるフィード材料を混合する工程（工程Ｃ）、
炭化水素質材料を提供するために、前記フィード混合物をＦＣＣフィード水素化処理装置中で水素化処理する工程（工程Ｄ）、ならびに
前記炭化水素質材料から少なくとも蒸留物プロダクトおよび蒸留塔底物プロダクトを回収する工程（工程Ｅ）
を含む方法。
２．前記粗油由来のフィードストックがＦＣＣフィードストックを含む項目１に記載の方法。
３．前記粗油由来のフィードストックが、真空ガス油（ＶＧＯ）留分、ガス油（ＧＯ）留分、重質ガス油（ＨＧＯ）留分、灯油留分、軽質ガス油留分、大気残渣（ＡＲ）留分、真空残渣（ＶＲ）留分、および脱アスファルト油（ＤＡＯ）留分から選択される少なくとも１つの粗油留分、好ましくは、真空ガス油（ＶＧＯ）留分、重質ガス油（ＨＧＯ）留分、大気残渣（ＡＲ）留分、真空残渣（ＶＲ）留分、および脱アスファルト油（ＤＡＯ）留分から選択される少なくとも１つの粗油留分を含む項目１または２記載の方法。
４．前記粗油由来のフィードストックの少なくとも４０ｗｔ．－％が、３７０℃以上の温度（ＡＳＴＭ－Ｄ２８８７による４０％蒸留温度）で沸騰する先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
５．前記粗油由来のフィードストックの少なくとも４５ｗｔ．－％、好ましくは少なくとも５０ｗｔ．－％、少なくとも５５ｗｔ．－％、少なくとも６０ｗｔ．－％、少なくとも６５ｗｔ．－％が、３７０℃以上の温度で沸騰する先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
６．前記粗油由来のフィードストックが、少なくとも１６０℃、好ましくは少なくとも１７０℃、少なくとも１８０℃、少なくとも１９０℃、または少なくとも２００℃の５％沸点（ＡＳＴＭ－Ｄ２８８７による）を有する先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
７．前記粗油由来のフィードストックが、６３０℃以下、好ましくは６１０℃以下、５９０℃以下、５７０℃以下、または５６０℃以下の９５％沸点（ＡＳＴＭ－Ｄ２８８７による）を有する先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
８．前記粗油由来のフィードストックが、６５０℃以下、好ましくは６３０℃以下、６２０℃以下、６１０℃以下、または６００℃以下の最終沸点（ＡＳＴＭ－Ｄ２８８７による）を有する先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
９．工程Ｅにおいて、少なくとも重質ガスオイル（ＨＧＯ）留分が回収され、および、前記重質バスオイル留分が、少なくとも３００℃、好ましくは少なくとも３１０℃、少なくとも３２０℃、少なくとも３３０℃、少なくとも３４０℃、少なくとも３４５℃、少なくとも３５０℃、または少なくとも３５５℃の１０％沸点（ＡＳＴＭ－Ｄ２８８７による）を有する先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
１０．工程Ｄで得られる３５０℃以上で沸騰する重質留分の収率が、得られた重質留分の質量（ｍH）と液体炭化水素質生成物の総質量（ｍliq）との比（ｍH／ｍliq）で計算した場合に、少なくとも５０ｗｔ．－％、好ましくは少なくとも５５ｗｔ．－％、少なくとも６０ｗｔ．－％、または少なくとも６５ｗｔ．－％である先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
１１．工程Ｄで得られる１５０℃以下で沸騰する軽質炭化水素質留分の収率が、得られた軽質炭化水素質留分の質量（ｍL）と炭化水素質生成物の総質量（ｍht）との比（ｍL／ｍht）として計算した場合に、多くとも１０．０ｗｔ．－％、好ましくは多くとも８．０ｗｔ．－％、多くとも６．０ｗｔ．－％、多くとも５．０ｗｔ．－％、多くとも４．０ｗｔ．－％、多くとも３．０ｗｔ．－％、または多くとも２．０ｗｔ．－％である先行する項目のいずれか１項に記載の方法。
１２．前記ＦＣＣフィード水素化処理装置が、３００～４６０℃の範囲の温度で作動される先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
１３．前記ＦＣＣフィード水素化処理装置が、３２０℃以上、好ましくは３４０℃以上、または３６０℃以上の温度で作動される先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
１４．前記ＦＣＣフィード水素化処理装置が、４５５℃以下、好ましくは４５０℃以下、４４５℃以下、４４０℃以下、４３５℃以下、４３０℃以下、４２５℃以下、４２０℃以下、４１５℃以下、または４１０℃以下の温度で作動される先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
１５．前記ＦＣＣフィード水素化処理装置が、少なくとも１０バール、好ましくは少なくとも２０バール、少なくとも２５バール、少なくとも３０バール、少なくとも３３バール、少なくとも３５バール、少なくとも３８バール、または少なくとも４０バールの水素分圧で作動される先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
１６．前記ＦＣＣフィード水素化処理装置が、多くとも１００バール、好ましくは多くとも９０バール、多くとも８０バール、多くとも７０バール、多くとも６０バール、多くとも５５バール、または多くとも５０バールの水素分圧で作動される先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
１７．前記ＦＣＣフィード水素化処理装置が、多くとも８．０ｈ-1、好ましくは多くとも６．０ｈ-1、多くとも４．０ｈ-1、多くとも３．０ｈ-1、多くとも２．０ｈ-1、多くとも１．５ｈ-1、または多くとも１．３ｈ-1の液体時間空間速度（ＬＨＳＶ、ｍ3触媒当たりおよび時間当たりのｍ3液体フィード）で作動される先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
１８．前記ＦＣＣフィード水素化処理装置が、少なくとも０．２ｈ-1、好ましくは少なくとも０．４ｈ-1、少なくとも０．６ｈ-1、少なくとも０．７ｈ-1、少なくとも０．８ｈ-1、少なくとも０．９ｈ-1、または少なくとも１．０ｈ-1の液体時空間速度（ＬＨＳＶ）で作動される先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
１９．前記ＦＣＣフィード水素化処理装置が、多くとも８００ｌ／ｌ、好ましくは多くとも６００ｌ／ｌ、多くとも５００ｌ／ｌ、多くとも３５０ｌ／ｌ、または多くとも３００ｌ／ｌである水素（Ｈ2）とフィード混合物（ＨＣ）との比（Ｈ2／ＨＣ）で作動される先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
２０．前記ＦＣＣフィード水素化処理装置が、少なくとも５０ｌ／ｌ、好ましくは少なくとも１００ｌ／ｌ、少なくとも１２０ｌ／ｌ、少なくとも１５０ｌ／ｌ、少なくとも１８０ｌ／ｌ、少なくとも２００ｌ／ｌ、または少なくとも２２０ｌ／ｌである水素（Ｈ2）とフィード混合物（ＨＣ）との比（Ｈ2／ＨＣ）で作動される先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
２１．前記ＦＣＣフィード水素化処理装置が、触媒、好ましくは担持触媒を用いる先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
２２．前記ＦＣＣフィード水素化処理装置が、触媒を使用し、前記触媒が、元素周期表のＩＵＰＡＣ第６族、第８族または第１０族から選択される少なくとも１つの成分を含む先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
２３．前記ＦＣＣフィード水素化処理装置が、触媒を使用し、前記触媒が、担体上にＭｏおよび少なくとも１つのさらなる遷移金属を含む担持触媒である先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
２４．前記ＦＣＣフィード水素化処理装置が、触媒を使用し、前記触媒が担持ＮｉＭｏ触媒または担持ＣｏＭｏ触媒である先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
２５．前記ＦＣＣフィード水素化処理装置が、触媒を使用し、前記触媒が担持触媒であり、および、前記担持触媒が、アルミナおよび／またはシリカを含む先行する項目のいずれか１つに記載の方法
２６．前記ＦＣＣフィード水素化処理装置が、触媒を使用し、前記触媒が担持ＮｉＭｏ触媒であり、および、前記担体が、アルミナを含む（ＮｉＭｏ／Ａｌ2Ｏ3）先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
２７．前記ＦＣＣフィード水素化処理装置が、触媒を使用し、前記触媒が担持ＣｏＭｏ触媒であり、および、前記担体が、アルミナを含む（ＣｏＭｏ／Ａｌ2Ｏ3）先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
２８．前記ＦＣＣフィード水素化処理装置が、オレフィン飽和条件下で作動する先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
２９．炭化水素質材料の臭素価（ＢＲｈ）とフィード混合物の臭素価（ＢＲｆ）との比（ＢＲｈ／ＢＲｆ）が、０．５０以下、好ましくは０．４０以下、０．３０以下、０．２０以下、０．１０以下、０．０７以下、０．０６以下０．０５以下、または０．０４以下となるように、前記ＦＣＣフィード水素化処理装置が調整される先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
３０．先行する項目のいずれか１つに記載の方法であって、前記方法が、蒸留塔底物プロダクトの少なくとも一部を、任意にはコフィード（ＦＣＣコフィード）とともに、流動接触分解（ＦＣＣ）に付すことをさらに含む方法。
３１．工程Ａで提供されるポリマー廃棄物ベースのフィードストックが、ポリマー廃棄物ベースのオイルまたはその留分であるか、またはそれらを含む先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
３２．工程Ｃにおける混合が、前記フィード混合物がポリマー廃棄物ベースのフィードストックを多くとも５０ｗｔ．－％、好ましくは多くとも４０ｗｔ．－％、多くとも３０ｗｔ．－％、または多くとも２５ｗｔ．－％含むように行われる先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
３３．工程Ｃにおける混合が、前記フィード混合物がポリマー廃棄物ベースのフィードストックを少なくとも０．５ｗｔ．－％、好ましくは少なくとも１．０ｗｔ．－％、少なくとも１．５ｗｔ．－％、または少なくとも２．０ｗｔ．－％含むように行われる先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
３４．工程Ｃにおける混合が、前記フィード混合物が粗油由来のフィードストックを少なくとも２５ｗｔ．－％、好ましくは少なくとも３０ｗｔ．－％、少なくとも４０ｗｔ．－％、少なくとも５０ｗｔ．－％、少なくとも６０ｗｔ．－％、少なくとも７０ｗｔ．－％、または少なくとも７５ｗｔ．－％含むように行われる先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
３５．工程Ｃにおける混合が、前記フィード混合物が粗油由来のフィードストックを最大で９９ｗｔ．－％含むように行われる先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
３６．前記ポリマー廃棄物ベースのフィードストックが、例えば液化廃プラスチック（ＬＷＰ）もしくはその留分、特には廃プラスチック熱分解油（ＷＰＰＯ）もしくはその留分、または、液化使用済みタイヤもしくはその留分、例えば使用済みタイヤ熱分解油（ＥＬＴＰＯ）もしくはその留分などの液化ポリマー廃棄物もしくはその留分である、またはそれらを含む先行する項目のいずれか１項に記載の方法。
３７．前記ポリマー廃棄物ベースのフィードストックが、ポリマー廃棄物の熱分解由来の熱分解オイルフィードストックまたはその留分である、またはそれらを含む、および／または、前記ポリマー廃棄物ベースのフィードストックが、ポリマー廃棄物の水熱液化由来のフィードストックまたはその留分である、またはそれらを含む先行する項目のいずれか１項に記載の方法。
３８．前記ポリマー廃棄物ベースのフィードストックが、熱分解オイルフィードストックまたはその留分である先行する項目のいずれか１項に記載の方法。
３９．前記ポリマー廃棄物ベースのフィードストックが液化され、および、液化後に前処理に付された前処理された材料である先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
４０．記ポリマー廃棄物ベースのフィードストックが、５ｗｔ．－ｐｐｍ以上の塩素含有量を有する先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
４１．前記ポリマー廃棄物ベースのフィードストックが、１０ｗｔ．－ｐｐｍ以上、１５ｗｔ．－ｐｐｍ以上、２０ｗｔ．－ｐｐｍ以上、５０ｗｔ．－ｐｐｍ以上、または１００ｗｔ．－ｐｐｍ以上の塩素含有量を有する先行する項目のいずれか１項に記載の方法。
４２．前記ポリマー廃棄物ベースのフィードストックが、４０００ｗｔ．－ｐｐｍ以下、３０００ｗｔ．－ｐｐｍ以下、２０００ｗｔ．－ｐｐｍ以下、１０００ｗｔ．－ｐｐｍ以下、５００ｗｔ．－ｐｐｍ以下、４００ｗｔ．－ｐｐｍ以下、または２００ｗｔ．－ｐｐｍ以下の塩素含有量を有する先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
４３．前記ポリマー廃棄物ベースのフィードストックが、１０ｗｔ．－％以上、１５ｗｔ．－％以上、２０ｗｔ．－％以上、３０ｗｔ．－％以上、４０ｗｔ．－％以上、または５０ｗｔ．－％以上のオレフィン含有量を有する先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
４４．前記ポリマー廃棄物ベースのフィードストックが、８５ｗｔ．－％以下、８０ｗｔ．－％以下、７０ｗｔ．－％以下、または６５ｗｔ．－％以下のオレフィン含有量を有す先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
４５．工程Ｅにおいて、少なくとも重質ガスオイル（ＨＧＯ）留分が回収される先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
４６．前記ＨＧＯ留分が、１０ｗｔ．－％以上、１５ｗｔ．－％以上、２０ｗｔ．－％以上、２５ｗｔ．－％以上、３０ｗｔ．－％以上、または４０ｗｔ．－％以上の芳香族含有量を有する項目４５記載の方法。
４７．前記ＨＧＯ留分が、８５ｗｔ．－％以下、８０ｗｔ．－％以下、７０ｗｔ．－％以下、または６０ｗｔ．－％以下の芳香族含量を有する項目４５または４６記載の方法。
４８．前記ＨＧＯ留分が、１００ｗｔ．－ｐｐｍ以上、２００ｗｔ．－ｐｐｍ以上、３００ｗｔ．－ｐｐｍ以上、４００ｗｔ．－ｐｐｍ以上、５００ｗｔ．－ｐｐｍ以上、または６００ｗｔ．－ｐｐｍ以上の窒素含有量を有する項目４５から４７のいずれか１つに記載の方法。
４９．前記ＨＧＯ留分が、５０００ｗｔ．－ｐｐｍ以下、４０００ｗｔ．－ｐｐｍ以下、３０００ｗｔ．－ｐｐｍ以下、または２０００ｗｔ．－ｐｐｍ以下の窒素含有量を有する項目４５から４８のいずれか１つに記載の方法。
５０．前記ＨＧＯ留分が、１０ｗｔ．－ｐｐｍ以上、２０ｗｔ．－ｐｐｍ以上、３０ｗｔ．－ｐｐｍ以上、５０ｗｔ．－ｐｐｍ以上、１００ｗｔ．－ｐｐｍ以上、２００ｗｔ．－ｐｐｍ以上、２５０ｗｔ．－ｐｐｍ以上、３００ｗｔ．－ｐｐｍ以上、３５０ｗｔ．－ｐｐｍ以上、または４００ｗｔ．－ｐｐｍ以上の硫黄含有量を有する項目４５から４９のいずれか１つに記載の方法。
５１．前記ＨＧＯ留分が、１００００ｗｔ．－ｐｐｍ以下、６０００ｗｔ．－ｐｐｍ以下、５０００ｗｔ．－ｐｐｍ以下、４０００ｗｔ．－ｐｐｍ以下、または３０００ｗｔ．－ｐｐｍ以下の硫黄含有量を有する項目４５から５０のいずれか１つに記載の方法。
５２．前記ポリマー廃棄物ベースのフィードストックを提供する工程Ａが、ポリマー廃棄物の熱分解（熱分解または水熱液化など）の工程を含む先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
５３．前記ＦＣＣフィード水素化処理装置が、混合触媒を使用し、および、前記混合触媒が、少なくとも担持ＣｏＭｏ触媒を含み、および、前記担体が、アルミナを含み（ＣｏＭｏ／Ａｌ2Ｏ3）、および、ＣｏＭｏ／Ａｌ2Ｏ3が、総計の触媒の少なくとも６０ｖｏｌ．－％、より好ましくは少なくとも７０ｖｏｌ．－％、または少なくとも８０ｖｏｌ．－％を占める先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
５４．前記混合触媒が、少なくとも担持ＮｉＭｏ触媒をさらに含み、および、前記担体がアルミナを含む（ＮｉＭｏ／Ａｌ2Ｏ3）項目５３記載の方法。
５５．前記ＦＣＣフィード水素化処理装置が、触媒を使用し、および前記触媒が、例えば硫化ＮｉＭｏ触媒または硫化ＣｏＭｏ触媒などの、活性形態で硫化されている先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
５６．前記ＦＣＣフィード水素化処理装置が、触媒を使用し、および前記触媒が硫化ＮｉＭｏ触媒および／または硫化ＣｏＭｏ触媒を含む先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
５７．工程Ａで提供される前記ポリマー廃棄物ベースのフィードストックが、非分留ポリマー廃棄物ベースオイルであるか、またはそれを含む先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
５８．前記蒸留塔底物プロダクトが、１０ｗｔ．－％以上、１５ｗｔ．－％以上、２０ｗｔ．－％以上、２５ｗｔ．－％以上、３０ｗｔ．－％以上、または４０ｗｔ．－％以上の芳香族含有量を有する先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
５９．前記蒸留塔底物プロダクトが、８５ｗｔ．－％以下、８０ｗｔ．－％以下、７０ｗｔ．－％以下、または６０ｗｔ．－％以下の芳香族含量を有する先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
６０．前記蒸留塔底物プロダクトが、１００ｗｔ．－ｐｐｍ以上、２００ｗｔ．－ｐｐｍ以上、３００ｗｔ．－ｐｐｍ以上、４００ｗｔ．－ｐｐｍ以上、５００ｗｔ．－ｐｐｍ以上、または６００ｗｔ．－ｐｐｍ以上の窒素含有量を有する先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
６１．前記蒸留塔底物プロダクトが、５０００ｗｔ．－ｐｐｍ以下、４０００ｗｔ．－ｐｐｍ以下、３０００ｗｔ．－ｐｐｍ以下、または２０００ｗｔ．－ｐｐｍ以下の窒素含有量を有する先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
６２．前記蒸留塔底物プロダクトが、１０ｗｔ．－ｐｐｍ以上、２０ｗｔ．－ｐｐｍ以上、３０ｗｔ．－ｐｐｍ以上、５０ｗｔ．－ｐｐｍ以上、１００ｗｔ．－ｐｐｍ以上、２００ｗｔ．－ｐｐｍ以上、２５０ｗｔ．－ｐｐｍ以上、３００ｗｔ．－ｐｐｍ以上、３５０ｗｔ．－ｐｐｍ以上、または４００ｗｔ．－ｐｐｍ以上の硫黄含有量を有する先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
６３．前記蒸留塔底物プロダクトが、１００００ｗｔ．－ｐｐｍ以下、６０００ｗｔ．－ｐｐｍ以下、５０００ｗｔ．－ｐｐｍ以下、４０００ｗｔ．－ｐｐｍ以下、または３０００ｗｔ．－ｐｐｍ以下の硫黄含有量を有する先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
６４．工程Ｅにおいて、少なくとも重質ガスオイル（ＨＧＯ）留分が回収され、および、前記重質ガスオイル留分が、６２０℃以下、好ましくは６００℃以下、５８０℃以下、５６０℃以下、または５５０℃以下の９０％沸点（ＡＳＴＭ－Ｄ２８８７による）を有する先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
６５．先行する項目のいずれか１つに記載の方法により得られる炭化水素の混合物。
６６．工程Ｅで得られるＨＧＯ留分である項目６５記載の炭化水素混合物。
６７．項目１～６４のいずれか１つに記載の方法の工程Ｄで得られる炭化水素質材料。
６８．前記炭化水素質材料が、１５０～３００℃の範囲で沸騰する留分を１６ｗｔ．－％以上、および、３７０℃より高い温度で沸騰する留分を少なくとも６０ｗｔ．－％含有する項目６７記載の炭化水素質材料。
６９．例えばディーゼル成分、ガソリン成分、海洋燃料成分、またはジェット燃料成分などの燃料の製造における原料、例えば溶媒などの化学製品の製造における原料、および／または、例えばポリプロピレンおよび／またはポリエチレンなどのポリマーの製造における原料としての、項目６５もしくは６６記載の炭化水素混合物または項目６７もしくは６８記載の炭化水素質材料の使用。
７０．項目６５もしくは６６記載の炭化水素混合物もしくはその留分、または、項目６７もしくは６８記載の炭化水素質材料もしくはその留分の、ＦＣＣフィードストックまたは水蒸気分解フィードストックとしての使用。
本発明は、ポリマー廃棄物ベースの材料をアップグレードするための方法に関し、およびより特には、ポリマー廃棄物ベースの材料を水素化処理するための共処理ルートに関する。
ポリマー廃棄物ベースの原料、例えば回収されたコンシューマープラスチックの、または耐用年数を経過したタイヤ（エンドライフタイヤ）の生成物などは、例えば水蒸気分解において、または、流動接触分解（ＦＣＣ）などの他の下流プロセスにおいて、有害となるであろう多量かつ様々な量の汚染物質を含んでいる。このような汚染物質には、特に、ハロゲン化プラスチック（例えばＰＶＣおよびＰＴＦＥなど）に由来するハロゲン（主に塩素）、ゴム状ポリマー（例えば、使用済みタイヤ中などの）の架橋剤に由来する硫黄、複合材料および添加剤（例えば、金属もしくは金属化合物でコーティングされたフィルム、使用済みタイヤ、またはプラスチック加工助剤など）に由来する金属またはメタロイド（例えば、Ｓｉ、Ａｌ）汚染物質が含まれる。これらの汚染物質は、元素形状で、イオン形状で、または有機または無機化合物の一部として、存在し得る。
これらの不純物／汚染物質は、従来の石油精製または石油化学プロセス（例えば水蒸気分解またはＦＣＣなど）において、コーキングおよび／または他の（望ましくない）副反応を引き起こす可能性があり、それゆえ、製品分布を価値の低い製品に変え、または廃棄されなければならない製品（すなわち廃棄物）にすら変える。同様に、これらの不純物は、腐食性またはその他の劣化作用を有し得、それゆえ、精製装置の耐用年数を低下させる。
ポリマー廃棄物ベースの材料（すなわち、ポリマー廃棄物ベースのフィードストック）の製造プロセスは、通常、ポリマー廃棄物フィードとしてポリマー廃棄物ベースのオイルを提供するための、例えば熱分解または水熱液化または類似のプロセス工程などの少なくとも一種類の熱分解を含む。これらの熱分解プロセスでは、得られるポリマー廃棄物ベースのオイルが高いオレフィン含有量を有することが本質的である。本発明の水素化処理工程は、ポリマー廃棄物フィードストック中の（および場合によっては共フィード中の）のオレフィン含有量を低下させ、および、その結果、オレフィン含有量が（著しく）低下された水素化処理材料（炭化水素質材料とも称される）を製造する。
本発明は、ポリマー廃棄物ベースの材料をアップグレードするための方法に関する。本発明の方法は、以下の：
（工程Ａ）ポリマー廃棄物ベースのフィードストックを提供する工程
（工程Ｂ）粗油由来のフィードストックを提供する工程
（工程Ｃ）フィード混合物を提供するために、前記ポリマー廃棄物ベースのフィードストック、前記粗油由来のフィードストック、および任意には、さらなるフィード材料を混合（ブレンド）する工程
（工程Ｄ）炭化水素質材料を提供するために、前記フィード混合物をＦＣＣフィード水素化処理装置中で水素化処理する工程
（工程Ｅ）前記炭化水素質材料から少なくとも蒸留物プロダクトおよび蒸留塔底物プロダクトを回収する工程
を含む。
（工程Ａ）ポリマー廃棄物ベースのフィードストックを提供する工程
（工程Ｂ）粗油由来のフィードストックを提供する工程
（工程Ｃ）フィード混合物を提供するために、前記ポリマー廃棄物ベースのフィードストック、前記粗油由来のフィードストック、および任意には、さらなるフィード材料を混合（ブレンド）する工程
（工程Ｄ）炭化水素質材料を提供するために、前記フィード混合物をＦＣＣフィード水素化処理装置中で水素化処理する工程
（工程Ｅ）前記炭化水素質材料から少なくとも蒸留物プロダクトおよび蒸留塔底物プロダクトを回収する工程
を含む。
本発明において、「ポリマー廃棄物（polymer waste）」という用語は、もはやその使用に適さないか、または他の何らかの理由で廃棄された有機ポリマー材料を指す。ポリマー廃棄物は、具体的には、固体および／または液体のポリマー材料であってよく、および、通常は固体ポリマー材料である（または含む）。ポリマー廃棄物とは、より具体的には、使用済みタイヤ、回収されたコンシューマープラスチック（コンシューマープラスチックとは、たとえ「プラスチック」としての特性をそれ自体有していなくても、消費財に含まれる任意の有機ポリマー材料を指す）、回収された産業用ポリマー廃棄物を指す。本発明の意味において、「ポリマー廃棄物」または「ポリマー（polymer）」という用語は、一般に、純粋な無機材料（あるいは無機ポリマーと称される場合がある）を包含しない。ポリマー廃棄物中のポリマーは、天然および／または合成起源であってもよく、および、再生可能および／または化石原料に基づくものであってもよい。
「ポリマー廃棄物ベースのフィードストック（polymer waste-based feedstock）」または「ポリマー廃棄物ベースの材料（polymer waste-based material）」という用語は、ポリマー廃棄物に由来するフィードストック（またはプロセスの原料）を指す。好ましくは、「ポリマー廃棄物ベースのフィードストック」（または「ポリマー廃棄物ベースの材料」）とは、特に、液化、すなわち（固体）ポリマー廃棄物の非酸化性の熱的または熱触媒的解重合（次いで、任意には、その後の分留および／または精製）から得られ得るオイルまたはオイル様生成物を指す。換言すると、「ポリマー廃棄物ベースのフィードストック」または「ポリマー廃棄物ベースの材料」はまた、「解重合されたポリマー廃棄物」または「液化ポリマー廃棄物」とも称される。
液化の方法は特に限定されず、および、ポリマー廃棄物の熱分解（例えば高速熱分解など）、またはポリマー廃棄物の水熱液化を挙げることができる。
用語「水熱液化（hydrothermal liquefaction）」（ＨＴＬ）とは、亜臨界水または超臨界水を使用して、中温および高圧下で、炭素含有フィードストックを粗油に変換するための熱的解重合プロセスを指す。用語「熱分解（pyrolysis）」とは、非酸化性雰囲気中、高温での材料の熱的分解をいう。用語「高速熱分解（fast pyrolysis）」とは、酸素の非存在下での急速な加熱による炭素含有フィードストックの熱化学的分解を指す。
用語「粗油由来フィードストック（crude oil-derived feedstock）」は、粗油に由来する材料（またはストリーム）を意味する。通常、粗油由来のフィードストックは、粗油留分であり、これはさらに精製／ポリッシングされ得てもよく、されなくてもよい。好ましくは、それ以上精製されない、あるいは処理されない粗油留分が、粗油由来のフィードストックとして使用される。
「フィード混合物（feed mixture）」という用語は、少なくともポリマー廃棄物ベースのフィードストックおよび粗油由来のフィードストックの混合物を指す。フィード混合物は、ポリマー廃棄物ベースのフィードストックおよび粗油由来のフィードストック以外に、１または複数のさらなるフィード材料をさらに含んでいてもよい。換言すると、「さらなるフィード材料（further feed material）」は、ポリマー廃棄物ベースのフィードストックでも粗油由来のフィードストックでもない。フィード混合物中に２以上のポリマー廃棄物ベースの材料（フィードストック）が使用される場合、これらはまとめてポリマー廃棄物フィードストックとみなされる。同様に、フィード混合物中に２以上の粗油由来材料（フィードストック）が使用される場合、これらはまとめて粗油由来フィードストックとみなされる。
「水素化処理（hydrotreating）」（以下、「水素処理（hydroprocessing）」と称されることもある）という用語は、炭化水素質材料を製造するための、水素の存在下、ＦＣＣフィード水素化処理装置中でのポリマー廃棄物ベースのフィードストックの化学的変換を意味する。ＦＣＣフィード水素化処理装置の流出物は、通常、未反応の水素、水、様々なガス、およびヘテロ原子または金属に由来する他の化合物（例えばＨ2Ｓ、ＨＣｌ、ＨＢｒ、ＮＨ3など）、および場合によっては例えばキャリアガスなどの非反応性成分を含む。これらのうち、少なくともガス状成分（および水）は、好ましくは水素化処理プロセスの一部として分離される。水素化処理（水素化処理プロセス）において、オレフィンおよび芳香族が少なくとも部分的に飽和され、および、ヘテロ原子が除去される。換言すると、水素化処理とは、ヘテロ原子を除去するため、および／または、有機化合物の飽和度を変化させるための、（高圧の）水素の存在下での有機化合物の反応である。得られた材料（ガス状化合物、水、ヘテロ原子由来物質、および金属由来物質の分離後）は、主に炭化水素（水素原子と炭素原子とから構成される分子）から構成され、残渣（非炭化水素）不純物を含む場合がある。このようにして得られる材料は、本発明では「炭化水素質材料（hydrocarbonaceous material）」と称される。
本発明における水素化処理は、ＦＣＣフィード水素化処理器において行われ、水素化処理が主として飽和およびヘテロ原子除去をもたらすのに対して、（ヒドロ）異性化および／または（ヒドロ）分解は、起こるとしても副反応としてわずかに起こるだけであることが、この種のＦＣＣフィード水素化処理反応器（およびＦＣＣフィード水素化処理プロセス）の本質である。
「ＦＣＣフィード水素化処理反応器（FCC feed hydrotreater）」という用語は、従来の製油所セッティングにおいてＦＣＣフィードの前処理のために設計され、および配置された水素化処理リアクターを指す。したがって、「ＦＣＣフィードフィード水素化処理反応器」という用語は、リアクター自体および反応条件の両方を意味する。
「炭化水素質材料」という用語は、主に炭化水素（すなわち、炭素原子および水素原子から構成される分子）から構成される材料を指す。具体的には、「炭化水素質材料」は、好ましくは、材料全体に対して、元素分析によって決定されて、炭素（Ｃ）原子および水素（Ｈ）原子を少なくとも９５．０重量％含有する。例えば酸素（Ｏ）、硫黄（Ｓ）、窒素（Ｎ）などの他の成分も、通常は有機分子の形で、存在していてもよい。ＨおよびＣの含有量は、好ましくは少なくとも９７．０ｗｔ．－％、少なくとも９８．０ｗｔ．－％、または少なくとも９９．０ｗｔ．－％である。
「蒸留（distilling）」という用語は、蒸発および凝縮による分離方法を指し、および、分留を包含する。蒸留は、高圧下、常圧下、および／または減圧下で行われ得る。蒸留（蒸留プロセス）の結果は、少なくとも１つの蒸留物（留分）および蒸留残渣（または蒸留塔底物プロダクト、すなわち最も重質な留分）である。したがって、工程Ｅの回収は、蒸留として行われてもよく、または、蒸留を含んでいてもよい。通常、蒸留は分留として行われ、種々の沸点範囲を有する複数の蒸留物留分をもたらす。これらの蒸留物留分は、通常、複数の化合物の混合物であり、および、それらの沸騰開始点によって、および沸騰終了点によって、例えばｘｘ℃－ｙｙ℃などと規定され、これは、留分がｘｘ℃以上で沸騰を開始し、ｙｙ℃以下で完全に蒸発することを意味している。蒸留塔底物留分（蒸留塔底物プロダクト）は、通常、初期沸点（または沸騰開始点）のみで規定され、蒸留されることなく（すなわち、蒸留の塔底から）回収される。
本発明の方法の工程Ｅで回収され得る「重質ガスオイル留分（heavy gas oil fraction）」または「ＨＧＯ留分（HGO fraction）」という用語は、水素化処理工程Ｄの生成物の留分を指す。さらに、ＨＧＯ留分は高沸点留分であり、炭化水素質材料の蒸留で得られる最高沸点留分であってもよく、あるいは、中間留分（すなわち蒸留物留分）であってもよい。一般に、ＨＧＯ留分は通常、高い沸騰開始点（または初期沸点）を有する。沸騰開始点の決定は時に困難であるため、本発明のＨＧＯ留分は、好ましくは少なくとも３００℃である１０％沸点（ＡＳＴＭ－Ｄ２８８７にしたがって；ｗｔ．－％）を有する。ＨＧＯ留分が、最高沸点留分である場合、ＨＧＯ留分の最終沸点は、炭化水素質材料の最終沸点に相当する。換言すると、ＨＧＯ留分は蒸留塔底物留分であってもよい。本発明のＨＧＯ留分は、好ましくは、６２０℃までの９０％沸点（ＡＳＴＭ－Ｄ２８８７にしたがって；ｗｔ．－％）を有する。
本発明は、ＦＣＣフィード水素化処理装置中で（ＦＣＣフィード水素化処理条件下で）のポリマー廃棄物ベースのフィードストックおよび粗油由来のフィードストックの共処理が可能であり、そうでなければ取り扱いが困難であるポリマー廃棄物ベースのフィードストックから、より価値の高い（アップグレードされた）材料を調製することを可能にするという発見に基づいている。具体的には、この特定のＦＣＣフィード水素化処理装置における共処理が、非常に多様で、したがって困難なポリマー廃棄物ベースのフィードストックの、少ない労力とコストでの従来の石油化学プロセスへの統合を可能にする。
具体的には、共処理は、様々な量のリサイクル材料（ポリマー廃棄物またはポリマー廃棄物ベースの材料）の容易な統合を可能にする。蒸留は水素化処理の後に行われるため、ポリマー廃棄物ベースのフィードストックの様々な留分（すなわち沸点範囲）が使用され得、よって、本発明における水素化処理の前の、例えばポリマー廃棄物ベースのオイルなどのポリマー廃棄物ベースのフィードストックの分留は、通常不要である。設計上、従来のＦＣＣフィード水素化処理装置であっても、例えば粗油ＨＧＯ留分などの困難なフィードを処理するのに適しており、したがって（高濃度に汚染された）ポリマー廃棄物ベースのフィードストックも同様に処理することができる。
さらに、液化ポリマー廃棄物を使用する場合、ＨＧＯ留分が高い収率で得られるだけでなく、例えばディーゼル留分、ジェット燃料留分、またはガソリン留分などの価値のあるより低い沸点の留分がより高い割合で得られ得る（ならびに、分留および回収され得る）。
好ましくは、粗油由来のフィードストックはＦＣＣフィードストックである。そのようなフィードストックは、ＦＣＣフィード水素化処理装置（通常、従来のＦＣＣ装置の第１ステージである）がその種のフィードストック用に設計されているため、プロセスにおいて最も好適である。特には、好ましくは、粗油由来のフィードストックは、真空ガスオイル（ＶＧＯ）留分、ガスオイル（ＧＯ）留分、重質ガスオイル（ＨＧＯ）留分、灯油留分、軽質ガスオイル留分、大気残渣（ＡＲ）留分、真空残渣（ＶＲ）留分および脱アスファルトオイル（ＤＡＯ）留分から選択される少なくとも１つの粗油留分を含む。これらのうち、より高沸点の留分、すなわち、真空ガスオイル（ＶＧＯ）留分、重質ガスオイル（ＨＧＯ）留分、大気残渣（ＡＲ）留分、真空残渣（ＶＲ）留分、および脱アスファルトオイル（ＤＡＯ）留分を主に（少なくとも５０ｗｔ．－％）使用することが好ましく、一方、より軽質な留分（すなわち、ガスオイル（ＧＯ）留分、灯油留分、および軽質ガスオイル留分）は、より重質な留分に加えてのみ使用される。例えば、粗油由来のフィードストックの少なくとも４０ｗｔ．－％が、３７０℃以上の温度（ＡＳＴＭ－Ｄ２８８７による４０％蒸留温度）で沸騰し、または、粗油由来のフィードストックの少なくとも４５ｗｔ．－％、好ましくは少なくとも５０ｗｔ．－％、少なくとも５５ｗｔ．－％、少なくとも６０ｗｔ．－％、または少なくとも６５ｗｔ．－％が、３７０℃以上の温度で沸騰する。
さらに、粗油由来のフィードストックは、少なくとも１６０℃、好ましくは少なくとも１７０℃、少なくとも１８０℃、少なくとも１９０℃、または少なくとも２００℃の５％沸点（ＡＳＴＭ－Ｄ２８８７による；ｗｔ．－％）および／または、６３０℃以下、好ましくは６１０℃以下、５９０℃以下、５７０℃以下、または５６０℃以下の９５％沸点（ＡＳＴＭ－Ｄ２８８７による；ｗｔ．－％）を有し得る。粗油由来のフィードストックの最終沸点（ＡＳＴＭ－Ｄ２８８７による）は、例えば、６５０℃以下、好ましくは６３０℃以下、６２０℃以下、６１０℃以下、または６００℃以下であり得る。
本発明において、「最終沸点（final boiling point）」（ＦＢＰ）とは９９．５％沸点を指し、「沸騰開始点（initial boiling point）」（ＩＢＰ）とは０．５％沸点（ＡＳＴＭ－Ｄ２８８７による；ｗｔ．－％）を指す。
工程Ｅで回収される重質ガスオイル（ＨＧＯ）留分（または蒸留塔底物留分）は、少なくとも３００℃、好ましくは少なくとも３１０℃、少なくとも３２０℃、少なくとも３３０℃、少なくとも３４０℃、少なくとも３４５℃、少なくとも３５０℃、または少なくとも３５５℃の１０％沸点（ＡＳＴＭ－Ｄ２８８７による；ｗｔ．－％）を有し得る。本発明の方法のこのような生成物留分は、例えば水蒸気分解プロセスまたは特にはＦＣＣプロセスなどの従来の下流の分解プロセスにおける処理に特に適している。本発明の方法の付加的な（さらなる）生成物として得られ得る炭化水素質材料のより軽い留分は、他の目的のために直接使用され得、または、ＨＧＯ留分（または蒸留塔底物プロダクト）に関して上述したものを含む他の（従来の）石油化学プロセスに送られ得る。
本発明において、３５０℃以上で沸騰する重質留分（特に断らない場合、本発明における沸点および沸点および沸騰範囲は、常圧である１０１．３２４ｋＰａにおける沸点または沸騰範囲を意味する）の収率は、得られた重質留分の質量（ｍH）と工程Ｄで得られた液体炭化水素質生成物の総質量（ｍliq）との比（ｍH／ｍliq）で計算した場合、少なくとも５０ｗｔ．－％であり得る。「重質留分（heavy fraction）」は、必ずしも本発明の方法において回収される留分でなくてもよく、例えば模擬蒸留などによって得られ得る仮想的な留分であってもよい。高沸点生成物のこのような高い割合は、ＦＣＣフィード水素化処理装置が、水素化処理は達成するが（水素）分解は全くまたはほとんど起こらない条件下で機能することを意味する。重質留分の収率は、好ましくは少なくとも５５ｗｔ．－％、少なくとも６０ｗｔ．－％、または少なくとも６５ｗｔ．－％である。この文脈において、液体炭化水素質生成物は、１０１３．２５ｈＰａ（絶対圧）の圧力で２５℃以上で沸騰する炭化水素質材料中の炭化水素質生成物（の総和）を指す。結果として、ＦＣＣフィード水素化処理装置は、従来の石油精製所におけるＦＣＣ水素化処理ユニットの通常の後継である、後続のＦＣＣに適した沸点範囲の生成物を多く生成する。
同様に、工程Ｄで得られる１５０℃以下で沸騰する軽質炭化水素質留分（ガス状生成物を含む）の収率は、得られた軽質炭化水素質留分の質量（ｍL）と炭化水素質生成物の総質量（ｍht）との比（ｍL／ｍht）として計算した場合、好ましくは多くとも１０．０ｗｔ．－％である。収率は、多くとも８．０ｗｔ．－％、多くとも６．０ｗｔ．－％、多くとも５．０ｗｔ．－％、多くとも４．０ｗｔ．－％、多くとも３．０ｗｔ．－％、または多くとも２．０ｗｔ．－％であり得る。工程Ｄで得られる炭化水素質材料中のこのような（非常に）軽質沸点炭化水素質成分の高い収率は、ＦＣＣフィード水素化処理装置中で起こる分解の程度が高いこと、および／または、フィード混合物中の軽質沸点成分の高い割合を意味する。しかしながら、当業者であれば、ＦＣＣフィード水素化処理装置は、所与の時点におけるプロセスの所望の結果が何であるかに応じて、種々の方法で作動され得ることを理解するであろう。ＦＣＣフィード水素化処理装置は、例えば、ＦＣＣフィードの硫黄含有量が一定になるように、ＦＣＣフィードの芳香族化合物の飽和度が最大に達するように、または、より重質のフィード分子の変換を介してディーゼル沸点範囲の生成物の生成を最大にするようにさえ、作動され得る。
ＦＣＣフィード水素化処理装置は、例えば、３００～４６０℃の範囲の温度で作動され得る。好適な運転温度は、特には、３２０℃以上、好ましくは３４０℃以上、または３６０℃以上、および／または、４５５℃以下、好ましくは４５０℃以下、４４５℃以下、４４０℃以下、４３５℃以下、４３０℃以下、４２５℃以下、４２０℃以下、４１５℃以下または４１０℃以下である。この範囲の処理温度は、良好な水素化処理効率、低いクラッキング傾向および低い異性化傾向を確保するのに役立つ。特に、良好な水素化処理効率は、オレフィンおよびヘテロ原子含有不純物（特には硫黄不純物）の低い量、炭化水素質材料中の芳香族炭化水素の量がより低い量をもたらし、これは、下流プロセスで起こる問題（例えばコーキングなど）をより少なくする。
ＦＣＣフィード水素化処理装置は、例えば、少なくとも１０バール、好ましくは少なくとも２０バール、少なくとも２５バール、少なくとも３０バール、少なくとも３３バール、少なくとも３５バール、少なくとも３８バール、または少なくとも４０バール、および／または多くとも１００バール、好ましくは多くとも９０バール、多くとも８０バール、多くとも７０バール、多くとも６０バール、多くとも５５バール、または多くとも５０バールの水素分圧で作動され得る。これらの範囲は、従来のＦＣＣフィード水素化処理装置でしばしば採用され、効率的な水素化処理の確保に役立つ。特に断りのない限り、本発明で与えられる圧力値は絶対圧を意味する。
ＦＣＣフィード水素化処理装置は、例えば、多くとも８．０ｈ-1、好ましくは多くとも６．０ｈ-1、多くとも４．０ｈ-1、多くとも３．０ｈ-1、多くとも２．０ｈ-1、多くとも１．５ｈ-1、または多くとも１．３ｈ-1、および／または、少なくとも０．２ｈ-1、好ましくは少なくとも０．４ｈ-1、少なくとも０．６ｈ-1、少なくとも０．７ｈ-1、少なくとも０．８ｈ-1、少なくとも０．９ｈ-1、または少なくとも１．０ｈ-1の液体時間空間速度（ＬＨＳＶ、ｍ3触媒当たりおよび時間当たりのｍ3液体フィード）で作動され得る。ＦＣＣフィード水素化処理装置は、例えば、多くとも８００ｌ／ｌ、好ましくは多くとも６００ｌ／ｌ、多くとも５００ｌ／ｌ、多くとも３５０ｌ／ｌ、または多くとも３００ｌ／ｌ、および／または、少なくとも５０ｌ／ｌ、好ましくは少なくとも１００ｌ／ｌ、少なくとも１２０ｌ／ｌ、少なくとも１５０ｌ／ｌ、少なくとも１８０ｌ／ｌ、少なくとも２００ｌ／ｌ、または少なくとも２２０ｌ／ｌである水素（Ｈ2）とフィード混合物（ＨＣ）との比（Ｈ2／ＨＣ）で作動され得る。これらの条件は、同様に効率的な水素化処理を促進する。
ＦＣＣフィード水素化処理装置は、好ましくは触媒を使用する。触媒は担持された触媒であってもよい。触媒は、例えば、元素周期表のＩＵＰＡＣ第６族、第８族または第１０族から選択される少なくとも１つの成分を含み得る。担持触媒を採用する場合、触媒は、好ましくは、Ｍｏおよび少なくとも１つのさらなる遷移金属を担体上に含む。このような担持触媒の例としては、担持ＮｉＭｏ触媒または担持ＣｏＭｏ触媒、あるいは両者の混合物が挙げられる。担持触媒においては、担体は、好ましくはアルミナおよび／またはシリカを含む。これらの触媒は通常、触媒がそれらの活性（硫化）形態であることを確実とするために硫化触媒として使用される。触媒をそれらの活性（硫化）形態にすることは、触媒を予め（即ち、水素化処理反応を開始する前に）硫化することによって、および／または、硫黄含有フィード（例えば、例えば有機または無機硫化物などとして硫黄を含有する）を添加することによって、達成され得る。フィードは最初から硫黄を含んでいてもよいし、または、硫黄添加剤がフィードに混和されてもよい。
好ましい実施形態において、ＦＣＣフィード水素化処理装置は触媒を使用し、および、触媒は担持ＮｉＭｏ触媒であり、および、担体はアルミナを含む（ＮｉＭｏ／Ａｌ2Ｏ3）、および／または、触媒は担持ＣｏＭｏ触媒であり、および、担体はアルミナを含む（ＣｏＭｏ／Ａｌ2Ｏ3）。
触媒を使用することにより、効率的な水素化処理の確保が容易になり、異性化傾向および／またはクラッキング傾向の低減に役立つ。特には、好ましい触媒は、異性化傾向および／またはクラッキング傾向の低減を促進する。
従って、工程Ｄは、上記で特定された触媒、特には担持Ｍｏ含有触媒、例えばＮｉＭｏ／Ａｌ2Ｏ3および／またはＣｏＭｏ／Ａｌ2Ｏ3の存在下、上記で特定された温度範囲、水素圧力、ＬＨＳＶおよび／またはＨ2／ＨＣ比で行われることが好ましい。
ＦＣＣフィード水素化処理装置は、典型的には、ＦＣＣフィードの特定の硫黄含有率に到達できるような方法で、および場合によっては、ＦＣＣフィードの芳香族飽和度を最大にするため、またはより重質のフィード分子の変換を介してより軽質なディーゼル沸点範囲の生成物の生成を最大にするため、作動される。同時に、このようなプロセス条件の利用はまた、芳香族と比較してより反応性であるオレフィンの飽和をもたらす。オレフィン飽和条件の効率の尺度として、臭素価減少率（ＢＲｈ／ＢＲｆ）が与えられ得る。すなわち、本発明においては、ＦＣＣフィード水素化処理装置が、炭化水素質材料の臭素価（ＢＲｈ）とフィード混合物の臭素価（ＢＲｆ）との比（ＢＲｈ／ＢＲｆ）が０．５０以下、好ましくは０．４０以下、０．３０以下、０．２０以下、０．１０以下、０．０７以下、０．０６以下、０．０５以下、０．０４以下となるように調整されることが好ましい。
本発明の方法は、工程Ｅで回収された蒸留塔底物プロダクトの少なくとも一部を、流動接触分解（ＦＣＣ）に付す工程をさらに含んでもよい。コフィード（ＦＣＣコフィード）は、例えば従来の石油精製所セッティング内の別のユニットに由来するものであってもよく、蒸留塔底物プロダクト（の留分）とともにＦＣＣプロセスに付されてもよい。当業者であれば、石油精製所の正確な構成に応じて、前述のＦＣＣコフィード材料の供給源が複数存在していてもよいことを理解し得る。所定のＦＣＣコフィード材料の適合性は、例えばその沸点範囲、硫黄含有量および芳香族含有量などに依存するであろう。適切なＦＣＣコフィード原料は、例えば水素化分解ユニットなどから得られ得る。
好ましくは、フィード混合物は、ポリマー廃棄物ベースのフィードストックを多くとも５０ｗｔ．－％、好ましくは多くとも４０ｗｔ．－％、多くとも３０ｗｔ．－％、または多くとも２５ｗｔ．－％含む。換言すると、工程Ｃにおける混合は、好ましくは、フィード混合物が、ポリマー廃棄物ベースのフィードストックを多くとも５０ｗｔ．－％、好ましくは多くとも４０ｗｔ．－％、多くとも３０ｗｔ．－％、または多くとも２５ｗｔ．－％含むように調整される。この調整は、単に所望の量を混合することによって好適に達成され得る。
一般に、混合（またはブレンド）（工程Ｃ）は、ＦＣＣフィード水素化処理装置の前に別の容器またはフィードラインで行われてもよく、または、混合はＦＣＣフィード水素化処理装置内で行われてもよい。好ましくは、ポリマー廃棄物ベースのフィードストックおよび粗油由来のフィードストックは、ＦＣＣフィード水素化処理装置に入る前に、例えば供給タンク内などで混合される。
上記のようなポリマー廃棄物ベースのフィードストックの含有量範囲は、最終製品に良好な結果を与えることを示されている。従って、本発明は、高含有量のポリマー廃棄物ベースのフィードストックとなるまでの、顕著な混合範囲をカバーする。換言すると、本発明の特徴の組み合わせにより、本発明の方法は、ＦＣＣ水素化処理に付されるフィード混合物中のポリマー廃棄物ベースのフィードストックの広い含有量範囲に適している。ポリマー廃棄物ベースのフィードストックの含有量は、既存のプロセスへの容易な統合を確実なものとするために、好ましくは５０ｗｔ．－％より高くない。
リサイクル材料（ポリマー廃棄物ベースのフィードストック）の少なくともいくらかの使用、したがって持続可能性を確実なものとするために、フィード混合物は好ましくは、ポリマー廃棄物ベースのフィードストックを少なくとも０．５ｗｔ．－％、好ましくは少なくとも１．０ｗｔ．－％、少なくとも１．５ｗｔ．－％、または少なくとも２．０ｗｔ．－％含む。換言すると、工程Ｃにおける混合は、好ましくは、フィード混合物が少なくとも０．５ｗｔ．－％、好ましくは少なくとも１．０ｗｔ．－％、少なくとも１．５ｗｔ．－％、または少なくとも２．０ｗｔ．－％のポリマー廃棄物ベースのフィードストックを含むように調整される。
好ましくは、フィード混合物は、粗油由来のフィードストックを少なくとも２５ｗｔ．－％、好ましくは少なくとも３０ｗｔ．－％、少なくとも４０ｗｔ．－％、少なくとも５０ｗｔ．－％、少なくとも６０ｗｔ．－％、少なくとも７０ｗｔ．－％、または少なくとも７５ｗｔ．－％含む。換言すると、工程Ｃにおける混合は、好ましくは、フィード混合物が粗油由来のフィードストックを少なくとも２５ｗｔ．－％、好ましくは少なくとも３０ｗｔ．－％、少なくとも４０ｗｔ．－％、少なくとも５０ｗｔ．－％、少なくとも６０ｗｔ．－％、少なくとも７０ｗｔ．－％、または少なくとも７５ｗｔ．－％含むように調整される。
ＦＣＣ水素化処理装置における従来のフィードストックである粗油由来のフィードストックの含有量を最小限とすることは、本発明の方法が既存の石油化学プロセスに容易に組み込まれ得ることを確実にする。それにもかかわらず、所望により高度な持続可能性を達成することができる。
工程Ａで提供されるポリマー廃棄物ベースのフィードストックは、ポリマー廃棄物ベースオイルであってもよい。工程Ａで提供されるポリマー廃棄物ベースのフィードストックは、好ましくはポリマー廃棄物ベースオイルであってよく、より好ましくは液化ポリマー廃棄物、例えば熱分解または水熱液化などの熱分解によって液化されたポリマー廃棄物である。
工程Ａで提供されるポリマー廃棄物ベースのフィードストックは、ポリマー廃棄物ベースの留分、特に液化ポリマー廃棄物の留分であってもよい。工程Ａで提供されるポリマー廃棄物ベースフィードストックは、ＦＣＣフィード水素化処理装置は、むしろ柔軟であり、およびこのような非分留（さらには非加工、すなわち未加工または粗製の）ポリマー廃棄物ベースオイルでさえも扱うことができるため、非分留ポリマー廃棄物ベースオイルであってもよい。
本発明において、ポリマー廃棄物ベースのフィードストックは、例えば液化廃プラスチック（ＬＷＰ）もしくはその留分、特には廃プラスチック熱分解油（ＷＰＰＯ）もしくはその留分、または、液化使用済みタイヤもしくはその留分、例えば使用済みタイヤ熱分解油（ＥＬＴＰＯ）もしくはその留分などの液化ポリマー廃棄物もしくはその留分から構成されることが好ましい。より一般的には、ポリマー廃棄物ベースのフィードストックは、例えば熱分解オイルフィードストックまたはその留分および／またはＨＴＬポリマー廃棄物フィードストックまたはその留分などの熱液化ポリマー廃棄物から構成されるか、またはそれらを含み得る。この文脈において、熱分解オイルフィードストックは、ポリマー廃棄物の熱分解によって得られるフィードストックを指し、および、ＨＴＬ（水熱液化）ポリマー廃棄物フィードストックは、ポリマー廃棄物の水熱液化によって得られるポリマー廃棄物フィードストックを指す。
例えば熱分解および／または水熱液化（それぞれ必要に応じて例えば分離などの精製が続く）のような熱液化は、液化ポリマー廃棄物を調製するための通常の方法である。このような原料の取り扱いは容易ではないが、本発明の方法は、このような困難な原料でも処理できるように特別に設計されている。特には、熱分解およびＨＴＬは一般的に適用される技術であり、そしてしたがって、この種のフィードストックは合理的な労力で容易に入手可能である。
液化ポリマー廃棄物は、ポリマー廃棄物ベースフィードストックを提供するために、液化後に前処理され得る。通常の前処理は、分離（気液分離など）、蒸留または分留、固形物除去（ろ過または沈降など）、および例えば液－液抽出（例えば、有機溶媒または水を使用して、任意にはそれぞれ抽出助剤などの添加剤を含む）などの抽出技術である。例えば、前処理は、ポリマー廃棄物ベースのフィードストックを製造するために、液化ポリマー廃棄物（例えば、粗ＬＷＰまたはその留分）を、２００℃以上の温度で少なくとも７のｐＨを有する水性溶媒と接触させ、次いで液液分離し、および任意にはさらなる分離および／または精製によって、前処理することを含み得る。
前処理は、特に、不純物含有量を低下させ、その結果、ポリマー廃棄物ベースのフィードストックを水素化処理工程により適するようにするため好ましいかもしれない。好ましくは、前処理は、水素化処理工程における水素化によって除去されるであろう不純物の一部を（水素化処理以外の手段によって）既に除去している可能性があり、その結果、貴重な水素の総計の消費を低減し、および／または、水素化処理装置の耐用年数を延ばすことができる。
例えば、ポリマー廃棄物ベースのフィードストックは、５ｗｔ．－ｐｐｍ以上、例えば１０ｗｔ．－ｐｐｍ以上、１５ｗｔ．－ｐｐｍ以上、２０ｗｔ．－ｐｐｍ以上、５０ｗｔ．－ｐｐｍ以上、または１００ｗｔ．－ｐｐｍ以上の塩素含有量を有し得る。好適には、ポリマー廃棄物ベースのフィードストックは、４０００ｗｔ．－ｐｐｍ以下、３０００ｗｔ．－ｐｐｍ以下、２０００ｗｔ．－ｐｐｍ以下、１０００ｗｔ．－ｐｐｍ以下、５００ｗｔ．－ｐｐｍ以下、４００ｗｔ．－ｐｐｍ以下、または２００ｗｔ．－ｐｐｍ以下の塩素含有量を有する。換言すると、本発明の方法は、広い不純物範囲に適用可能であり、ポリマー廃液ベースのフィードストックをＦＣＣフィード水素化処理工程に供する前に、塩素（または他の）不純物を完全に除去することは必要とされておらず、むしろそれは望ましくない。
ポリマー廃棄物ベースのオイル、特にポリマー廃棄物の熱分解によって得られるポリマー廃棄物ベースのフィードストックは、しばしば、オレフィンおよび／または芳香族の高含有量を示す。これらの化合物は、下流プロセスにおいてコーキングを引き起こす可能性がある。しかしながら、本発明のＦＣＣフィード水素化処理装置は、そのような困難なフィードを処理し、問題のある化合物の大部分を変換して、多種多様な下流プロセスで使用され得るアップグレードされた材料ストリームを提供することができる。
例えば、ポリマー廃棄物ベースのフィードストックは、１０ｗｔ．－％以上、１５ｗｔ．－％以上、２０ｗｔ．－％以上、３０ｗｔ．－％以上、４０ｗｔ．－％以上、または５０ｗｔ．－％以上、および／または、８５ｗｔ．－％以下、８０ｗｔ．－％以下、７０ｗｔ．－％以下、または６５ｗｔ．－％以下のオレフィン含有量を有し得る。
本発明において、蒸留塔底物プロダクト（またはＨＧＯ留分）は、例えば、１０ｗｔ．－％以上、１５ｗｔ．－％以上、２０ｗｔ．－％以上、２５ｗｔ．－％以上、３０ｗｔ．－％以上、または４０ｗｔ．－％以上、および／または、８５ｗｔ．－％以下、８０ｗｔ．－％以下、７０ｗｔ．－％以下、または６０ｗｔ．－％以下の芳香族含有量を有し得る。得られる蒸留塔底物プロダクト（またはＨＧＯ留分）中のこのような芳香族含有量は、フィードストックおよび水素化処理条件の適切な組み合わせによって達成され得る。特に、本発明の好ましいフィード混合物は、かなり高沸点の粗油由来留分および熱液化ポリマー廃棄物から導かれ、前者は典型的にはかなり高い芳香族含有量を有する一方、後者はかなり高いオレフィン含有量を有する。さらに、通常のＦＣＣ水素化処理装置における水素化処理条件は、芳香族含有量はあまり低下せず、むしろオレフィンの水素化が起こるようなものである。
本発明において、蒸留塔底物プロダクト（またはＨＧＯ留分）は、例えば、１００ｗｔ．－ｐｐｍ以上、２００ｗｔ．－ｐｐｍ以上、３００ｗｔ．－ｐｐｍ以上、４００ｗｔ．－ｐｐｍ以上、５００ｗｔ．－ｐｐｍ以上、または６００ｗｔ．－ｐｐｍ以上の窒素含有量を有し得る。さらに、蒸留塔底物プロダクト（またはＨＧＯ留分）は、５０００ｗｔ．－ｐｐｍ以下、４０００ｗｔ．－ｐｐｍ以下、３０００ｗｔ．－ｐｐｍ以下、または２０００ｗｔ．－ｐｐｍ以下の窒素含有量を有し得る。蒸留塔底物プロダクト（またはＨＧＯ留分）は、１０ｗｔ．－ｐｐｍ以上、２０ｗｔ．－ｐｐｍ以上、３０ｗｔ．－ｐｐｍ以上、５０ｗｔ．－ｐｐｍ以上、１００ｗｔ．－ｐｐｍ以上、２００ｗｔ．－ｐｐｍ以上、２５０ｗｔ．－ｐｐｍ以上、３００ｗｔ．－ｐｐｍ以上、３５０ｗｔ．－ｐｐｍ以上、または４００ｗｔ．－ｐｐｍ以上、および／または、１００００ｗｔ．－ｐｐｍ以下、６０００ｗｔ．－ｐｐｍ以下、５０００ｗｔ．－ｐｐｍ以下、４０００ｗｔ．－ｐｐｍ以下、または３０００ｗｔ．－ｐｐｍ以下の硫黄含有量を有し得る。
一実施形態において、ポリマー廃棄物ベースのフィードストックを提供する工程Ａは、廃プラスチックの熱分解（例えば熱分解または水熱液化など）の工程を含む。これゆえ、（固体）ポリマー廃棄物からアップグレード材料までの完全な方法を提供することができる。熱分解工程は、例えば分離工程などのワークアップ工程をさらに含んでいてもよい。
本発明はさらに、本発明による方法によって得られ得る炭化水素の混合物を提供する。炭化水素の混合物は、具体的には、蒸留塔底物プロダクト、ＨＧＯ留分および／または回収工程Ｄで得られる別の留分であり得る。
本発明はさらに、本発明による方法の工程Ｄで得られる炭化水素質材料を提供する。炭化水素質材料は、好ましくは、１５０～３００℃の範囲で沸騰する留分を１６ｗｔ．－％より多く含み、および、３７０℃より高い温度で沸騰する留分を少なくとも６０ｗｔ．－％含む。
本発明において、蒸留塔底物プロダクト（またはＨＧＯ留分）のオレフィン含有量は、例えば４ｗｔ．－％以下、好ましくは３ｗｔ．－％以下であり得る。蒸留塔底物プロダクト（またはＨＧＯ留分）のオレフィン含有量は、臭素価から推定され得、本発明で使用され得る。蒸留塔底物プロダクト（またはＨＧＯ留分）は、例えば、１０ｇ Ｂｒ／１００ｇ以下、８ｇ Ｂｒ／１００ｇ以下、６ｇ Ｂｒ／１００ｇ以下、５ｇ Ｂｒ／１００ｇ以下、４ｇ Ｂｒ／１００ｇ以下、３ｇ Ｂｒ／１００ｇ以下、２ｇ Ｂｒ／１００ｇ以下、または１ｇ Ｂｒ／１００ｇ以下の臭素価を有し得る。
本発明はさらに、燃料、化学製品および／またはポリマー、例えばポリプロピレンおよび／またはポリエチレンなどの製造における原料として、上記で特定されたような炭化水素の混合物（または工程Ｄで得られる炭化水素質材料）の使用を提供する。
例えば、本発明の方法の工程Ｄで得られる低沸点～中沸点の留分（例えば、ガソリン留分、ディーゼル留分またはジェット燃料留分）は、直接または例えばポリッシングなどのさらなるワークアップの後に、燃料成分として使用され得る。蒸留塔底物プロダクト（またはＨＧＯ留分）は、ポリマーまたは他の化学製品の製造における原料として使用され得る不飽和炭化水素を提供するために、例えばＦＣＣなどの高沸点留分のための通常の石油化学プロセスに、または、水蒸気分解に送ることができる。
本発明は特に、本発明の方法で得られる炭化水素の混合物の、ＦＣＣフィードストック、水蒸気分解フィードストック、溶媒成分、または例えばディーゼル成分、ガソリン成分、ジェット燃料成分などの燃料成分としての使用を提供する。
本発明を特定の実施形態を参照して説明してきた。反対の特定がない限り、これらの好ましい実施形態の各々および数値の範囲（任意の優先度）の各々は、任意の他の実施形態および／または任意の他の数値の範囲（任意の優先度）と組み合わせることができ、これらの組み合わせの各々は、本発明の開示内に包含されるべきである。
本発明において使用される測定方法
本発明では、特に特定されない限り、以下の測定方法が適用され得る。
本発明では、特に特定されない限り、以下の測定方法が適用され得る。
本発明において、Ｆ、ＣｌおよびＢｒの含有量は、ＡＳＴＭ－Ｄ７３５９に従って測定することができる。ヨウ素（Ｉ）の含有量は、ＸＲＦ（蛍光Ｘ線）分光法によって測定することができる。硫黄（Ｓ）含有量は、ＡＳＴＭ－Ｄ７０３９に従って測定することができる。窒素（Ｎ）含有量は、窒素（Ｎ）を０．３～１００ｍｇ／ｋｇ含有し、および沸点範囲が約５０～４００℃であり、および室温での粘度が０．２～１０ｍｍ2／ｓの試料について、ＡＳＴＭ－Ｄ４６２９に従って測定することができる。Ｎ含有量が１００ｍｇ／ｋｇ以上のその他の石油試料には、ＡＳＴＭ－Ｄ５７６２が使用され得る。試料の特性に依存して、芳香族含有量は、ＥＮ１２９１６に従って測定されるか、ＡＳＴＭ－Ｄ２５４９に従って測定され得る。
上記以外の方法については、実施例で用いた方法を採用することができる。本発明の文脈において、規格（例えばＡＳＴＭまたはＥＮ－ＩＳＯなど）は、特に別に特定されていない限り、２０２０年１１月３０日に入手可能な最新版を指す。
以下では、実施例を参照して本発明を説明する。実施例は説明のためのものであり、特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲を限定するものではないことを理解されたい。それにもかかわらず、実施例に開示された数値および範囲（例えば、化合物または不純物の含有量などの）は、上記の一般的な説明に開示された数値および／または範囲と組み合わせて、新たな数値範囲を与えてもよい。
実施例１
ＷＰＰＯ（廃プラスチック熱分解油）が、回収された廃プラスチックの熱分解によって調製され、そしてそれ以上の精製または分留なしにポリマー廃棄物ベースのフィードストックとして適用された。フィードストックは、２つの熱分解プロセスの生成物を１：１の重量比で混合したものであり、そのうち第１の生成物は、約９５～４７７℃の５～９５％の沸点範囲を有し、第２の生成物は、約６６～４７５℃の５～９５％の沸点範囲を有していた。高沸点粗油留分である従来の化石フィードストック（従来の化石ＦＣＣフィード水素化処理装置フィードストック；ＩＢＰ：９４．３℃；ＦＢＰ：５８０．２℃；１５℃で測定された密度：９１４ｋｇ／ｍ3、５０℃で測定された密度：８８９ｋｇ／ｍ3）が粗油由来フィードストックとして使用された。フィード混合物中のＷＰＰＯの総計の含有量が１０ｗｔ．－％であり、フィード混合物中の化石飼料の総計の含有量が９０ｗｔ．－％となるように、ＷＰＰＯと化石フィードとが混合されてフィード混合物が調製された。
ＷＰＰＯ（廃プラスチック熱分解油）が、回収された廃プラスチックの熱分解によって調製され、そしてそれ以上の精製または分留なしにポリマー廃棄物ベースのフィードストックとして適用された。フィードストックは、２つの熱分解プロセスの生成物を１：１の重量比で混合したものであり、そのうち第１の生成物は、約９５～４７７℃の５～９５％の沸点範囲を有し、第２の生成物は、約６６～４７５℃の５～９５％の沸点範囲を有していた。高沸点粗油留分である従来の化石フィードストック（従来の化石ＦＣＣフィード水素化処理装置フィードストック；ＩＢＰ：９４．３℃；ＦＢＰ：５８０．２℃；１５℃で測定された密度：９１４ｋｇ／ｍ3、５０℃で測定された密度：８８９ｋｇ／ｍ3）が粗油由来フィードストックとして使用された。フィード混合物中のＷＰＰＯの総計の含有量が１０ｗｔ．－％であり、フィード混合物中の化石飼料の総計の含有量が９０ｗｔ．－％となるように、ＷＰＰＯと化石フィードとが混合されてフィード混合物が調製された。
フィード混合物は、ＦＣＣフィード水素化処理装置条件で作動される実験室規模の連続フロー水素化処理リアクター中での水素化処理に付された。水素化処理条件は、３９８℃、および水素分圧４８ｂａｒ（不活性ガス無添加）に設定された。
水素化処理後、液体生成物が気液分離によって回収され、総計の液体生成物が、４つの異なる留分、すなわち軽質ナフサ（ＩＢＰ－１５０℃）、軽質ガスオイル（１５０～３００℃）、ガスオイル（３００～３７０℃）、および重質ガスオイル（３７０℃－ＦＢＰ）に蒸留された。蒸留収率および種々の生成物の分析結果が表１～４に示されている。ＦＣＣ水素化処理装置の触媒（ＣｏＭｏ／Ａｌ2Ｏ3）は寿命末期であり、および実験開始時には硫化していたこと留意するべきである。結果として、生成物の硫黄含有量は、より不活性化されていない触媒を用いて得られるであろう場合に比べ、高くなる可能性がある。
比較例１
参考試料として、化石フィードストックを１００％使用する以外は、実施例１の水素化処理および蒸留が繰り返された。結果を表１～表４に示す。
参考試料として、化石フィードストックを１００％使用する以外は、実施例１の水素化処理および蒸留が繰り返された。結果を表１～表４に示す。
ＷＰＰＯを用いて得られた結果（比較例１）と比較すると、ＦＣＣフィード水素化処理装置フィードＬＷＰ（実施例１）へのＷＰＰＯの添加は、ＷＰＰＯに起因し得た製品品質における驚くべき負の変化を誘導しなかった。当業者であれば、実験を実施した方法に応じて、例えば触媒の失活、プロセス条件、実験時間、およびフィードが試験された順序などの他の要因が、生成物の品質に影響を及ぼす可能性があることも理解するであろう。例えば密度、粘度、および曇点などの物理的特性は、ＷＰＰＯ添加に起因する影響は限定的であった。これは、従来のＦＣＣ水素化処理装置フィードおよびそれから得られる生成物と比較した場合、水素処理されたＷＰＰＯのよりパラフィン的な性質に起因すると考えられ得る。このことは、すべての分析された生成物留分の芳香族含有量にも反映されており、実施例１で製造された留分は芳香族含有量が低く、したがって低芳香族含有量が望まれる用途には比較例１の生成物よりも魅力的であろう。このような用途には、流動接触分解、水蒸気分解、およびディーゼル燃料としての利用が含まれる。
実施例２
塔底留分としてＨＧＯを含むより重質の留分に加えて、ジェット燃料留分（ＩＢＰ～２４０℃）を回収する以外は、実施例１の手順が繰り返された。結果を以下の表５に示す。
塔底留分としてＨＧＯを含むより重質の留分に加えて、ジェット燃料留分（ＩＢＰ～２４０℃）を回収する以外は、実施例１の手順が繰り返された。結果を以下の表５に示す。
上記の表５からわかるように、ジェット燃料留分はジェット燃料成分として良好に適している。特に、ＢＯＣＬＥ潤滑度は、従来持続可能な方法では得ることが困難であった値に達している。
Claims (19)
- ポリマー廃棄物ベースの材料をアップグレードするための方法であって、以下の：
ポリマー廃棄物ベースのフィードストックを提供する工程（工程Ａ）、
粗油由来のフィードストックを提供する工程（工程Ｂ）、
フィード混合物を提供するために、前記ポリマー廃棄物ベースのフィードストック、前記粗油由来のフィードストック、および任意には、さらなるフィード材料を混合する工程（工程Ｃ）、
炭化水素質材料を提供するために、前記フィード混合物をＦＣＣフィード水素化処理装置中で水素化処理する工程（工程Ｄ）、ならびに
前記炭化水素質材料から少なくとも蒸留物プロダクトおよび蒸留塔底物プロダクトを回収する工程（工程Ｅ）
を含む方法。 - 前記粗油由来のフィードストックが、真空ガス油（ＶＧＯ）留分、ガス油（ＧＯ）留分、重質ガス油（ＨＧＯ）留分、灯油留分、軽質ガス油留分、大気残渣（ＡＲ）留分、真空残渣（ＶＲ）留分、および脱アスファルト油（ＤＡＯ）留分から選択される少なくとも１つの粗油留分を含む請求項１記載の方法。
- 前記工程Ｅで回収された前記蒸留塔底物プロダクトが、少なくとも３００℃、好ましくは少なくとも３１０℃、少なくとも３２０℃、少なくとも３３０℃、少なくとも３４０℃、少なくとも３４５℃、少なくとも３５０℃、または少なくとも３５５℃の１０％沸点（ＡＳＴＭ－Ｄ２８８７による）を有する請求項１または２記載の方法。
- 前記工程Ｄで得られる３５０℃以上で沸騰する重質留分の収率が、得られた重質留分の質量（ｍH）と液体炭化水素質生成物の総質量（ｍliq）との比（ｍH／ｍliq）で計算した場合に、少なくとも５０ｗｔ．－％、好ましくは少なくとも５５ｗｔ．－％、少なくとも６０ｗｔ．－％、または少なくとも６５ｗｔ．－％である請求項１～３のいずれか１項に記載の方法。
- 前記工程Ｄで得られる１５０℃以下で沸騰する軽質炭化水素質留分の収率が、得られた軽質炭化水素質留分の質量（ｍL）と炭化水素質生成物の総質量（ｍht）との比（ｍL／ｍht）として計算した場合に、多くとも１０．０ｗｔ．－％、好ましくは多くとも８．０ｗｔ．－％、多くとも６．０ｗｔ．－％、多くとも５．０ｗｔ．－％、多くとも４．０ｗｔ．－％、多くとも３．０ｗｔ．－％、または多くとも２．０ｗｔ．－％である請求項１～４のいずれか１項に記載の方法。
- 前記ＦＣＣフィード水素化処理装置が、３００～４６０℃の範囲の温度で作動される請求項１～５のいずれか１項に記載の方法。
- 前記ＦＣＣフィード水素化処理装置が、少なくとも１０バール、好ましくは少なくとも２０バール、少なくとも２５バール、少なくとも３０バール、少なくとも３３バール、少なくとも３５バール、少なくとも３８バール、または少なくとも４０バールの水素分圧で作動され、および／または
前記ＦＣＣフィード水素化処理装置が、多くとも１００バール、好ましくは多くとも９０バール、多くとも８０バール、多くとも７０バール、多くとも６０バール、多くとも５５バール、または多くとも５０バールの水素分圧で作動される請求項１～６のいずれか１項に記載の方法。 - 前記ＦＣＣフィード水素化処理装置が、触媒を使用し、および、前記触媒が担持触媒であり、および、前記触媒が、好ましくは、元素周期表のＩＵＰＡＣ第６族、第８族または第１０族から選択される少なくとも１つの成分を含む請求項１～７のいずれか１項に記載の方法。
- 前記ＦＣＣフィード水素化処理装置が、触媒を使用し、前記触媒が、担体上にＭｏおよび少なくとも１つのさらなる遷移金属を含む例えば担持ＮｉＭｏ触媒または担持ＣｏＭｏ触媒などの担持触媒であり、および、前記担体が好ましくはアルミナおよび／またはシリカを含む請求項１～８のいずれか１項に記載の方法。
- 前記ＦＣＣフィード水素化処理装置が、触媒を使用し、前記触媒が担持ＣｏＭｏ触媒であり、および、前記担体が、アルミナを含む（ＣｏＭｏ／Ａｌ2Ｏ3）、および／または、前記触媒が担持ＮｉＭｏ触媒であり、および、前記担体が、アルミナを含む（ＮｉＭｏ／Ａｌ2Ｏ3）請求項１～９のいずれか１項に記載の方法。
- 前記ＦＣＣフィード水素化処理装置が、オレフィン飽和条件下で作動する請求項１～１０のいずれか１項に記載の方法。
- 工程Ａで提供されるポリマー廃棄物ベースのフィードストックが、液化プラスチック廃棄物の留分である請求項１～１１のいずれか１項に記載の方法。
- 前記フィード混合物がポリマー廃棄物ベースのフィードストックを多くとも５０ｗｔ．－％、好ましくは多くとも４０ｗｔ．－％、多くとも３０ｗｔ．－％、または多くとも２５ｗｔ．－％含み、および／または、前記フィード混合物がポリマー廃棄物ベースのフィードストックを少なくとも０．５ｗｔ．－％、好ましくは少なくとも１．０ｗｔ．－％、少なくとも１．５ｗｔ．－％、または少なくとも２．０ｗｔ．－％含む請求項１～１２のいずれか１項に記載の方法。
- 前記フィード混合物が粗油由来のフィードストックを少なくとも２５ｗｔ．－％、好ましくは少なくとも３０ｗｔ．－％、少なくとも４０ｗｔ．－％、少なくとも５０ｗｔ．－％、少なくとも６０ｗｔ．－％、少なくとも７０ｗｔ．－％、または少なくとも７５ｗｔ．－％含む請求項１～１３のいずれか１項に記載の方法。
- 前記ポリマー廃棄物ベースのフィードストックが、廃プラスチック（廃プラスチック熱分解油；ＷＰＰＯ）および／または使用済みタイヤ（使用済みタイヤ熱分解油；ＥＬＴＰＯ）由来の熱分解油フィードストックまたはその留分、および／または、廃プラスチックおよび／または使用済みタイヤの水熱液化由来のフィードストックまたはその留分である請求項１～１４のいずれか１項に記載の方法。
- 前記ポリマー廃棄物ベースのフィードストックを提供する前記工程Ａが、ポリマー廃棄物の熱分解（例えば熱分解または水熱液化など）の工程を含む請求項１～１５のいずれか１項に記載の方法。
- 請求項１～１６のいずれか１項に記載の方法により得られる炭化水素混合物。
- 請求項１～１６のいずれか１項に記載の方法の工程Ｄで得られる炭化水素質材料であって、前記炭化水素質材料が、好ましくは、１５０～３００℃の範囲で沸騰する留分を１６ｗｔ．－％以上、および、３７０℃より高い温度で沸騰する留分を少なくとも６０ｗｔ．－％含有する炭化水素質材料。
- 燃料、化学製品、および／または、例えばポリプロピレンおよび／またはポリエチレンなどのポリマーの製造における原料としての、請求項１７記載の炭化水素混合物または請求項１８記載の炭化水素質材料の使用。
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