KR20220141319A - 가용매분해 테레프탈릴 칼럼 탑저 부산물 스트림의 화학적 재활용 - Google Patents

가용매분해 테레프탈릴 칼럼 탑저 부산물 스트림의 화학적 재활용 Download PDF

Info

Publication number
KR20220141319A
KR20220141319A KR1020227031043A KR20227031043A KR20220141319A KR 20220141319 A KR20220141319 A KR 20220141319A KR 1020227031043 A KR1020227031043 A KR 1020227031043A KR 20227031043 A KR20227031043 A KR 20227031043A KR 20220141319 A KR20220141319 A KR 20220141319A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
less
weight
stream
plant
solvolysis
Prior art date
Application number
KR1020227031043A
Other languages
English (en)
Inventor
브루스 로저 데브루인
대럴 비팅
데이비드 유진 슬리벤스키
시안춘 우
트래비스 윈 키버
마이클 폴 에카르트
재클린 에린 슈만
티모시 글렌 셰퍼
저스틴 윌리엄 머피
데이비드 밀턴 랭
아론 나다니엘 에덴스
Original Assignee
이스트만 케미칼 컴파니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이스트만 케미칼 컴파니 filed Critical 이스트만 케미칼 컴파니
Publication of KR20220141319A publication Critical patent/KR20220141319A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/58—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels combined with pre-distillation of the fuel
    • C10J3/60—Processes
    • C10J3/62—Processes with separate withdrawal of the distillation products
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • B09B3/40—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless involving thermal treatment, e.g. evaporation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B5/00—Operations not covered by a single other subclass or by a single other group in this subclass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J11/00—Recovery or working-up of waste materials
    • C08J11/04—Recovery or working-up of waste materials of polymers
    • C08J11/10—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation
    • C08J11/12—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation by dry-heat treatment only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J11/00—Recovery or working-up of waste materials
    • C08J11/04—Recovery or working-up of waste materials of polymers
    • C08J11/10—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation
    • C08J11/18—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation by treatment with organic material
    • C08J11/22—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation by treatment with organic material by treatment with organic oxygen-containing compounds
    • C08J11/24—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation by treatment with organic material by treatment with organic oxygen-containing compounds containing hydroxyl groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/07—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of solid raw materials consisting of synthetic polymeric materials, e.g. tyres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/002—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal in combination with oil conversion- or refining processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/06—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal by destructive hydrogenation
    • C10G1/065—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal by destructive hydrogenation in the presence of a solvent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/10—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal from rubber or rubber waste
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G3/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oxygen-containing organic materials, e.g. fatty oils, fatty acids
    • C10G3/40—Thermal non-catalytic treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G9/00—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G9/34—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils by direct contact with inert preheated fluids, e.g. with molten metals or salts
    • C10G9/36—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils by direct contact with inert preheated fluids, e.g. with molten metals or salts with heated gases or vapours
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/58—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels combined with pre-distillation of the fuel
    • C10J3/60—Processes
    • C10J3/64—Processes with decomposition of the distillation products
    • C10J3/66—Processes with decomposition of the distillation products by introducing them into the gasification zone
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B17/00—Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics
    • B29B17/04—Disintegrating plastics, e.g. by milling
    • B29B2017/0424—Specific disintegrating techniques; devices therefor
    • B29B2017/0496—Pyrolysing the materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2367/00—Characterised by the use of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2367/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10—Feedstock materials
    • C10G2300/1003—Waste materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2400/00—Products obtained by processes covered by groups C10G9/00 - C10G69/14
    • C10G2400/20—C2-C4 olefins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2400/00—Products obtained by processes covered by groups C10G9/00 - C10G69/14
    • C10G2400/28—Propane and butane
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0903—Feed preparation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0903—Feed preparation
    • C10J2300/0906—Physical processes, e.g. shredding, comminuting, chopping, sorting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0903—Feed preparation
    • C10J2300/0909—Drying
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0926—Slurries comprising bio-oil or bio-coke, i.e. charcoal, obtained, e.g. by fast pyrolysis of biomass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0946—Waste, e.g. MSW, tires, glass, tar sand, peat, paper, lignite, oil shale
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953—Gasifying agents
    • C10J2300/0969—Carbon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953—Gasifying agents
    • C10J2300/0973—Water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953—Gasifying agents
    • C10J2300/0973—Water
    • C10J2300/0976—Water as steam
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0983—Additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0983—Additives
    • C10J2300/0989—Hydrocarbons as additives to gasifying agents to improve caloric properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/18—Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1846—Partial oxidation, i.e. injection of air or oxygen only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K3/00—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide
    • C10K3/001—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide by thermal treatment
    • C10K3/003—Reducing the tar content
    • C10K3/008—Reducing the tar content by cracking
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141—Feedstock
    • Y02P20/143—Feedstock the feedstock being recycled material, e.g. plastics
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

본원에는, 혼합 플라스틱 폐기물을 처리하기 위한 화학적 재활용 설비가 제공된다. 상기 설비는 혼합 플라스틱 폐기물 스트림을 처리할 수 있는 능력을 가지며, 다양한 재활용 설비(예컨대, 가용매분해(solvolysis) 설비, 열분해(pyrolysis) 설비, 분해기(cracker) 설비, 부분 산화 가스화 설비, 에너지 생성/에너지 생산 설비, 및 고화 설비)를 이용한다. 이들 개별 설비들 중 하나 이상으로부터의 스트림은 하나 이상의 다른 설비에 공급물로서 사용되어, 가치 있는 화학 성분의 회수를 최대화하며, 사용불가능한 폐기물 스트림을 최소화할 수 있다.

Description

가용매분해 테레프탈릴 칼럼 탑저 부산물 스트림의 화학적 재활용
본 발명은, 처리된 혼합 플라스틱 폐기물 스트림의 화학적 재활용에 관한 것이다.
폐기물, 특히, 생분해되지 않는 폐기물은 1회 사용 후 매립지에 폐기시 환경에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 환경적 관점에서, 가능한 한 많은 폐기물을 재활용하는 것이 바람직하다. 그러나, 통상적인 재활용 기술로는 재활용이 불가능하거나 경제적으로 실현가능하지 않은 저 가치 폐기물의 스트림이 여전히 존재한다. 또한, 몇몇 통상적인 재활용 공정은, 그 자체로는 경제적으로 회수 또는 재활용될 수 없는 폐기물 스트림을 생성하여, 폐기하거나 달리 취급해야 하는 추가의 폐기물 스트림을 생성한다.
따라서, 경제적으로 가능한 방식으로, 다양한 폐기물(다양한 유형의 플라스틱 포함)을 화학적으로 재활용할 수 있는 대규모 설비에 대한 필요성이 존재한다. 이상적으로는, 이러한 설비가 추가의 폐기물 발생을 최소화하여 생산 효율성도 높이고 환경에 미치는 영향도 최소화하면서, 상업적으로 가치 있는 최종 제품을 제공할 것이다.
하나의 양태에서, 본 발명은 폐-플라스틱의 처리 방법에 관한 것이며, 상기 방법은, 가용매분해 설비로부터의 폴리올레핀-함유 부산물 스트림을, (i) 부분 산화(POX) 가스화 설비; (ii) 열분해 설비; (iii) 고화 설비; (iv) 분해기 설비; (v) 에너지 생성/에너지 생산 설비 중 적어도 하나에 도입하는 단계를 포함한다.
하나의 양태에서, 본 발명은, 조성물의 총 중량을 기준으로, 90 중량% 이상의 폴리올레핀 및 1 중량% 이하의 PET를 포함하는 가용매분해 부산물 조성물에 관한 것이며, 이때 상기 조성물은 10 rad/s 및 250℃에서 100 포아즈 이상의 점도를 가진다.
하나의 양태에서, 본 발명은 폐-플라스틱의 처리 방법에 관한 것이며, 상기 방법은, 혼합 폐-플라스틱(MWP) 스트림을 폴리에틸렌 테레프탈레이트-풍부(PET-풍부) 스트림과 폴리올레핀-풍부(PO-풍부) 스트림으로 분리하는 단계; 상기 PET-풍부 스트림의 적어도 일부를 가용매분해 설비에서 가용매분해시켜, 주요 글리콜 생성물, 주요 테레프탈릴 생성물, 및 하나 이상의 부산물 스트림을 형성하는 단계(이때, 상기 부산물 스트림은 폴리올레핀-함유 부산물 스트림을 포함함); 및 상기 가용매분해 설비로부터의 부산물 스트림의 적어도 일부를, (i) 부분 산화(POX) 가스화 설비; (ii) 열분해 설비; (iii) 고화 설비; (iv) 분해기 설비; 및 (v) 에너지 생성/에너지 생산 설비 중 적어도 하나에 도입하는 단계를 포함한다.
하나의 양태에서, 본 발명은 폐-플라스틱의 처리 방법에 관한 것이며, 상기 방법은, (a) 혼합 플라스틱 폐기물(MPW)을 폴리에틸렌 테레프탈레이트-풍부(PET-풍부) 스트림과 폴리올레핀-풍부(PO-풍부) 스트림으로 분리하는 단계; (b) 상기 PET-풍부 스트림의 적어도 일부를 가용매분해 설비에서 가용매분해 처리하는 단계; 및 (c) 상기 PO-풍부 스트림의 적어도 일부를, (i) 부분 산화(POX) 가스화 설비, (ii) 열분해 설비에서의 열분해, 또는 (iii) 에너지 생성/에너지 생산 설비에서의 화학적 전환으로 처리하는 단계를 포함한다.
하나의 양태에서, 본 발명은 폐-플라스틱의 처리 방법에 관한 것이며, 상기 방법은, (a) 혼합 플라스틱 폐기물(MPW)을 폴리에틸렌 테레프탈레이트-풍부(PET-풍부) 스트림과 폴리올레핀-풍부(PO-풍부) 스트림으로 분리하는 단계; 및 (b) 상기 PO-풍부 스트림의 적어도 일부를, (i) 부분 산화(POX) 가스화 설비, (ii) 열분해 설비에서의 열분해, 및 (iii) 에너지 생성/에너지 생산 설비에서의 화학적 전환 중 적어도 하나로 처리하는 단계를 포함하며, 이때 상기 PO-풍부 스트림은 50 중량% 이상의 PO를 포함하고, 하기 특성 (1) 내지 (7) 중 하나 이상을 가진다: (1) 5 중량% 이하의 회분 함량; (2) 250 중량ppm 이하(건조 기준)의 할로겐 함량 (3) 5 중량% 이하의 질소-함유 화합물; (4) 10 중량% 이하의 폴리에틸렌 테레프탈레이트; (5) 1 ppm 이하의 수은 함량; (6) 100 ppm 이하의 비소 함량; 및 (7) 10 rad/s의 전단 속도 및 250℃의 온도에서 작동하는 V80-40 베인 스핀들(vane spindle)을 갖는 브룩필드(Brookfield) R/S 유동계를 사용하여 측정시 25,000 포아즈 미만의 용융 점도.
하나의 양태에서, 본 발명은 폐-플라스틱의 처리 방법에 관한 것이며, 상기 방법은, 50 중량% 이상의 폴리올레핀(PO)을 포함하는 공급물 스트림을, (i) 부분 산화(POX) 가스화 설비, (ii) 열분해 설비, 및 (iii) 에너지 생성/에너지 생산 설비 중 적어도 하나에 도입하는 단계를 포함하며, 이때 상기 공급물 스트림의 적어도 일부는, 3번 내지 7번 플라스틱으로 분류되지 않는 플라스틱을 포함한다.
하나의 양태에서, 본 발명은 폐-플라스틱의 처리 방법에 관한 것이며, 상기 방법은, 폴리올레핀(PO)-함유 폐-플라스틱 스트림 및 가용매분해 부산물 스트림을, (i) 부분 산화(POX) 가스화 설비; (ii) 열분해 설비; 및 (iii) 에너지 생성/에너지 생산 설비 중 적어도 하나에 도입하는 단계를 포함한다.
하나의 양태에서, 본 발명은 폐-플라스틱의 처리 방법에 관한 것이며, 상기 방법은, (a) 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)-함유 폐-플라스틱 스트림을 가용매분해 설비에 도입하여 적어도 주요 테레프탈릴 스트림, 주요 글리콜 스트림, 및 하나 이상의 가용매분해 부산물 스트림을 생성하는 단계; 및 (b) 폴리올레핀-함유 폐-플라스틱 스트림, 및 상기 가용매분해 부산물 스트림의 적어도 일부를, (i) 부분 산화(POX) 가스화 설비; (ii) 열분해 설비; (iii) 에너지 생성/에너지 생산 설비 중 적어도 하나에 도입하는 단계를 포함한다.
하나의 양태에서, 본 발명은 폐-플라스틱의 처리 방법에 관한 것이며, 상기 방법은, (a) 혼합 플라스틱 폐기물(MPW) 스트림을 폴리에틸렌 테레프탈레이트-풍부(PET-풍부) 스트림과 폴리올레핀-풍부(PO-풍부) 스트림으로 분리하는 단계; (b) 상기 PET-풍부 스트림의 적어도 일부를 가용매분해 설비에 도입하여 적어도 주요 테레프탈릴 스트림, 주요 글리콜 스트림 및 하나 이상의 가용매분해 부산물 스트림을 생성하는 단계; 및 (c) 상기 PO-풍부 스트림의 적어도 일부 및 상기 가용매분해 부산물 스트림의 적어도 일부를, (i) 부분 산화(POX) 가스화 설비; (ii) 열분해 설비; (iii) 에너지 생성/에너지 생산 설비 중 적어도 하나에 도입하는 단계를 포함한다.
하나의 양태에서, 본 발명은 폐-플라스틱의 처리 방법에 관한 것이며, 상기 방법은, 가용매분해 설비로부터의 글리콜 칼럼 탑저(bottom) 부산물 스트림을, (i) 부분 산화(POX) 가스화 설비; (ii) 열분해 설비; (iii) 고화 설비; (iv) 분해기 설비; (v) 에너지 생성/에너지 생산 설비 중 적어도 하나에 도입하는 단계를 포함한다.
하나의 양태에서, 본 발명은 폐-플라스틱의 처리 방법에 관한 것이며, 상기 방법은, (a) PET-함유 폐-플라스틱을 처리하는데 사용되는 가용매분해 설비로부터 글리콜 칼럼 탑저 부산물 스트림을 인출하는 단계; 및 (b) 상기 부산물 스트림의 적어도 일부를, (i) 부분 산화(POX) 가스화 설비; (ii) 열분해 설비; 및 (iii) 고화 설비; (iv) 분해기 설비; (v) 에너지 생성/에너지 생산 설비 중 적어도 하나에 도입하는 단계를 포함한다.
하나의 양태에서, 본 발명은 폐-플라스틱의 처리 방법에 관한 것이며, 상기 방법은, (a) 혼합 플라스틱 폐기물(MPW) 스트림을 폴리에틸렌 테레프탈레이트-풍부(PET-풍부) 스트림과 폴리올레핀-풍부(PO-풍부) 스트림으로 분리하는 단계; (b) 상기 PET-풍부 스트림의 적어도 일부를 가용매분해 설비에서 가용매분해시켜, 주요 글리콜 생성물, 주요 테레프탈릴 생성물, 및 하나 이상의 부산물 스트림을 형성하는 단계(이때, 상기 부산물 스트림은 글리콜 칼럼 탑저 부산물 스트림을 포함함); 및 (c) 상기 가용매분해 설비로부터의 부산물 스트림의 적어도 일부를, (i) 부분 산화(POX) 가스화 설비; (ii) 열분해 설비; (iii) 고화 설비; (iv) 분해기 설비; (v) 에너지 생성/에너지 생산 설비 중 적어도 하나에 도입하는 단계를 포함한다.
하나의 양태에서, 본 발명은, 폴리에스터 테레프탈레이트-함유 폐-플라스틱을 처리하여 주요 글리콜, 주요 테레프탈릴 및 주요 용매를 형성하기 위한 가용매분해 설비 내에서 형성된 가용매분해 부산물 조성물에 관한 것이며, 상기 조성물은 상기 조성물의 총 중량을 기준으로, 상기 폴리에스터의 잔기를 포함하는 올리고머 60 중량% 이상; 주요 글리콜; 및 상기 주요 글리콜 이외의 하나 이상의 글리콜을 포함하며, 상기 주요 글리콜 이외의 하나 이상의 글리콜 대 상기 주요 글리콜의 중량비는 적어도 0.5:1이다.
하나의 양태에서, 본 발명은 폐-플라스틱의 처리 방법에 관한 것이며, 상기 방법은, 가용매분해 설비로부터의 반응기 퍼지 부산물 스트림을, (i) 부분 산화(POX) 가스화 설비; (ii) 열분해 설비; (iii) 분해기 설비; 및 (iv) 에너지 생성/에너지 생산 설비 중 적어도 하나에 도입하는 단계를 포함한다.
하나의 양태에서, 본 발명은 폐-플라스틱의 처리 방법에 관한 것이며, 상기 방법은, (a) PET-함유 폐-플라스틱을 처리하는데 사용되는 가용매분해 설비로부터의 반응기 퍼지 부산물 스트림을 인출하는 단계; 및 (b) 상기 부산물 스트림의 적어도 일부를, (i) 부분 산화(POX) 가스화 설비; (ii) 열분해 설비; (iii) 분해기 설비; 및 (iv) 에너지 생성/에너지 생산 설비 중 적어도 하나에 도입하는 단계를 포함한다.
하나의 양태에서, 본 발명은 폐-플라스틱의 처리 방법에 관한 것이며, 상기 방법은, (a) 혼합 플라스틱 폐기물(MPW) 스트림을 폴리에틸렌 테레프탈레이트-풍부(PET-풍부) 스트림과 폴리올레핀-풍부(PO-풍부) 스트림으로 분리하는 단계; (b) 상기 PET-풍부 스트림의 적어도 일부를 가용매분해 설비에서 가용매분해시켜, 주요 글리콜 생성물, 주요 테레프탈릴 생성물, 및 하나 이상의 부산물 스트림을 형성하는 단계(이때, 상기 부산물 스트림은 반응기 퍼지 부산물 스트림을 포함함); 및 (c) 상기 가용매분해 설비로부터의 부산물 스트림의 적어도 일부를, (i) 부분 산화(POX) 가스화 설비; (ii) 열분해 설비; (iii) 고화 설비; (iv) 분해기 설비; 및 (v) 에너지 생성/에너지 생산 설비 중 적어도 하나에 도입하는 단계를 포함한다.
하나의 양태에서, 본 발명은, 폴리에스터-함유 폐-플라스틱을 처리하여 주요 글리콜, 주요 테레프탈릴 및 주요 용매를 형성하기 위한 가용매분해 설비 내에서 형성된 가용매분해 부산물 조성물에 관한 것이며, 상기 조성물은 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 25 중량% 이상의 테레프탈릴; 및 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 100 중량ppm 내지 25 중량%의 양의 하나 이상의 비-테레프탈릴 고체를 포함한다.
하나의 양태에서, 본 발명은 폐-플라스틱의 처리 방법에 관한 것이며, 상기 방법은, 가용매분해 설비로부터의 테레프탈릴 칼럼 탑저 부산물 스트림을, (i) 부분 산화(POX) 가스화 설비; (ii) 열분해 설비; (iii) 고화 설비; (iv) 분해기 설비; 및 (v) 에너지 생성/생산 설비(80) 중 적어도 하나에 도입하는 단계를 포함한다.
특정 실시양태에서, 본 발명은 폐-플라스틱의 처리 방법에 관한 것이며, 상기 방법은, (a) PET-함유 폐-플라스틱을 처리하는데 사용되는 가용매분해 설비(30)로부터 테레프탈릴 칼럼 탑저 부산물 스트림을 인출하는 단계; 및 (b) 상기 부산물 스트림의 적어도 일부를, (i) 부분 산화(POX) 가스화 설비(50); (ii) 열분해 설비(60); (iii) 고화 설비(40); (iv) 분해기 설비; 및 (v) 에너지 생성/생산 설비(80) 중 적어도 하나에 도입하는 단계를 포함한다.
특정 실시양태에서, 본 발명은 폐-플라스틱의 처리 방법에 관한 것이며, 상기 방법은, (a) 혼합 플라스틱 폐기물(MPW) 스트림을 폴리에틸렌 테레프탈레이트-풍부(PET-풍부) 스트림과 폴리올레핀-풍부(PO-풍부) 스트림으로 분리하는 단계; (b) 상기 PET-풍부 스트림(102)의 적어도 일부를 가용매분해 설비(30)에서 가용매분해시켜, 주요 글리콜 생성물, 주요 테레프탈릴 생성물, 및 하나 이상의 부산물 스트림을 형성하는 단계(이때, 상기 부산물 스트림은 테레프탈릴 칼럼 탑저 부산물 스트림을 포함함); 및 (c) 가용매분해 설비(30)로부터의 부산물 스트림의 적어도 일부를, (i) 부분 산화(POX) 가스화 설비(50); (ii) 열분해 설비(60); (iii) 고화 설비(40); (iv) 분해기 설비; (v) 에너지 생성/에너지 생산 설비 중 적어도 하나에 도입하는 단계를 포함한다.
하나의 양태에서, 본 발명은, 폴리에스터 테레프탈레이트-함유 폐-플라스틱을 처리하여 주요 글리콜, 주요 테레프탈릴, 및 주요 용매를 형성하기 위한 가용매분해 설비 내에서 형성된 가용매분해 부산물 조성물에 관한 것이며, 상기 조성물은, 스트림의 총 중량을 기준으로, 폴리에스터 잔기를 포함하는 올리고머 70 중량% 이상; 및 치환된 테레프탈릴 성분 0 중량ppm 이상 및/또는 25 중량% 이하를 포함하며, 상기 조성물은 상기 주요 테레프탈릴의 비점보다 높은 중간-범위(mid-range) 비점을 가진다.
하나의 양태에서, 본 발명은 폐-플라스틱의 처리 방법에 관한 것이며, 상기 방법은, 가용매분해 설비로부터의 가용매분해 부산물 스트림을, (i) 부분 산화(POX) 설비; (ii) 열분해 설비; (iii) 분해기 설비; 및 (iv) 에너지 생성/에너지 생산 설비 중 적어도 하나에 도입하는 단계를 포함한다.
하나의 양태에서, 본 발명은 폐-플라스틱의 처리 방법에 관한 것이며, 상기 방법은, (a) PET-함유 폐-플라스틱을 처리하기 위한 가용매분해 설비로부터 가용매분해 부산물 스트림을 인출하는 단계; 및 (b) 상기 가용매분해 부산물 스트림의 적어도 일부를, (i) 부분 산화(POX) 설비; (ii) 열분해 설비; (iii) 분해기 설비; 및 (iv) 에너지 생성/에너지 생산 설비 중 적어도 하나에 도입하는 단계를 포함한다.
하나의 양태에서, 본 발명은 폐-플라스틱의 처리 방법에 관한 것이며, 상기 방법은, (a) 혼합 플라스틱 폐기물(MPW) 스트림을 폴리에틸렌 테레프탈레이트-풍부(PET-풍부) 스트림과 폴리올레핀-풍부(PO-풍부) 스트림으로 분리하는 단계; (b) 상기 PET-풍부 스트림의 적어도 일부를 가용매분해 설비에서 가용매분해시켜, 주요 글리콜 생성물, 주요 테레프탈릴 생성물, 및 하나 이상의 부산물 스트림을 형성하는 단계; 및 (c) 상기 가용매분해 설비로부터의 가용매분해 부산물 스트림의 적어도 일부를, (i) 부분 산화(POX) 설비; (ii) 열분해 설비; (iii) 고화 설비; (iv) 분해기 설비; 및 (v) 에너지 생성/에너지 생산 설비 중 적어도 하나에 도입하는 단계를 포함한다.
도 1은, 본 발명의 실시양태에 따른 화학적 재활용 설비의 주요 단계를 예시하는 개략적인 블록 흐름도이다.
도 2는, 본 발명의 실시양태에 따른 가용매분해 설비의 주요 단계를 예시하는 개략적인 블록 흐름도이다.
도 3은, 본 발명의 실시양태에 따른 가메탄올분해 설비의 주요 단계를 예시하는 개략적인 블록 흐름도이다.
도 4는, 본 발명의 실시양태에 따른 고화 설비의 주요 단계를 예시하는 개략적인 블록 흐름도이다.
도 5는, 본 발명의 실시양태에 따른 열분해 설비의 주요 단계를 예시하는 개략적인 블록 흐름도이다.
도 6은, 본 발명의 실시양태에 따른 분해 설비의 주요 단계를 예시하는 개략적인 블록 흐름도이다.
도 7은, 본 발명의 실시양태에 따라 구성된 분해기 퍼니스(cracker furnace)의 개략도이다.
도 8은, 본 발명의 실시양태에 따른 부분 산화(POX) 가스화 설비의 주요 단계를 예시하는 개략적인 블록 흐름도이다.
도 9는, 본 발명의 실시양태에 따른 에너지 생성/생산 설비의 주요 단계를 예시하는 개략적인 블록 흐름도이다.
수치 순서가 제시되는 경우, 각각의 수치는, 첫번째 수치 또는 마지막 수치와 같이 변형되고 "또는" 관계에 있음을 이해해야 한다(즉, 각각의 수치는, 경우에 따라, "적어도~" 또는 "~까지" 또는 "~이하"임). 예를 들어, "적어도 10 중량%, 20 중량%, 30 중량%, 40 중량%, 50 중량%, 75 중량%, …"는, 적어도 10 중량%, 또는 적어도 20 중량%, 또는 적어도 30 중량%, 또는 적어도 40 중량%, 또는 적어도 50 중량%, 또는 적어도 75 중량%와 같음을 의미한다.
모든 농도 또는 양은, 달리 언급되지 않는 한, 중량 기준이다. 본원에서 용어 "함유하는" 및 "비롯한"은, 개방-종지형이며, "포함하는"과 동의어이다.
혼합 플라스틱 폐기물(MPW)에 대해 표시되는 중량%는, 임의의 희석제/용액(예컨대, 염 또는 부식성 용액)의 첨가 전에 제1 단(stage) 분리에 공급되는 MPW의 중량이다.
본원 전체에 걸쳐 MPW에 대한 언급은 또한, 분리 공정으로의 미립자 플라스틱, MPW 미립자, 크기-감소된 플라스틱, 또는 플라스틱 공급원료에 대한 지지를 제공한다. 예를 들어, MPW에서 성분들의 중량%에 대한 언급은 또한, 상기 성분들을 부식성 또는 염 용액과 합치기 전에 제1 단 분리에 공급되는 미립자 플라스틱, 크기-감소된 플라스틱, 또는 플라스틱에 대한 동일한 중량%를 설명하는 것이며 이에 대한 지지를 제공하는 것이다.
이제, 도 1을 참조하면, 혼합 플라스틱 폐기물을 포함하는 스트림(100)을 처리하기 위한 화학적 재활용 설비(10)의 개략도가 도시된다. 일반적으로 도 1에 도시된 화학적 재활용 설비(10)는 전처리 설비(20)를, 가용매분해 설비(30), 고화 설비(40), 부분 산화(POX) 가스화 설비(50), 열분해 설비(60), 분해기 설비(70), 에너지 생성/생산 설비(80), 및 재사용(재활용) 설비(90) 중 하나 이상과 조합으로 포함한다. 이들 각각의 설비를 포함하는 것으로 도시되었지만, 본 발명의 실시양태에 따른 화학적 재활용 설비가 상기 설비들을 모두 포함할 필요는 없을 것을 것이며, 이들 설비 중 2개 이상, 3개 이상 또는 4개 이상을 포함할 수 있음을 이해해야 한다. 본원에 기재된 화학적 재활용 설비는, 혼합 플라스틱 폐기물을 재활용 함량 생성물, 또는 다양한 최종 용도 재료를 형성하는데 사용되는 화학적 중간체로 전환시키는데 사용될 수 있다.
본원에서 용어 "화학적 재활용"은, 폐-플라스틱 중합체를, 그 자체로 유용하고/하거나 다른 화학적 생산 공정(들)의 공급원료로서 유용한 저분자량 중합체, 올리고머, 단량체 및/또는 비-중합체성 분자(예컨대, 수소 및 일산화탄소)로 화학적으로 전환시키는 단계를 포함하는 폐-플라스틱 재활용 공정을 지칭한다. "화학적 재활용 설비"는, 폐-플라스틱의 화학적 재활용을 통해 재활용 함량 생성물을 생산하기 위한 설비이다. 본원에서 용어 "재활용 함량"은, (i) 재활용된 폐기물로부터 이의 적어도 일부가 직접적 또는 간접적으로 유래된 물리적 구성요소(예컨대, 화합물, 분자 또는 원자)를 지칭하는 명사로서, 또는 (ii) 재활용된 폐기물로부터 이의 적어도 일부가 직접적 또는 간접적으로 유래된 특정 조성물(예컨대, 화합물, 중합체, 공급원료, 생성물 또는 스트림)을 수식하는 형용사로서 사용된다.
본원에서 용어 "직접적으로 유래된"은, 폐-플라스틱으로부터 유래되는 하나 이상의 물리적 구성요소를 가짐을 의미하고, "간접적으로 유래된"은, (i) 폐-플라스틱에 기인하지만, (ii) 폐-플라스틱으로부터 유래되는 물리적 구성요소를 가짐에 기초하지 않는 지정된 재활용 함량을 가짐을 의미한다.
화학적 재활용 설비는 물리적 재활용 설비가 아니다. 본원에서 용어 "물리적 재활용"("기계적 재활용"으로도 공지됨)은, 폐-플라스틱을 용융시키는 단계, 및 용융된 플라스틱을 새로운 중간 제품(예컨대, 펠릿 또는 시트) 및/또는 새로운 최종 제품(예컨대, 병)으로 형성하는 단계를 포함하는 재활용 공정을 지칭한다. 일반적으로, 물리적 재활용은 재활용될 플라스틱의 화학적 구조를 변경하지 않는다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 본원에 기재된 화학적 재활용 설비는, 폐기물 스트림을 수용하고 처리하도록 구성될 수 있고/있거나, 상기 스트림은 전형적으로는 물리적 재활용 설비에 의해 처리될 수 없다.
전처리 설비
다시, 도 1을 참조하면, 혼합 플라스틱 폐기물 스트림(100)은 먼저 전처리 설비(20)에 도입될 수 있다. 본원에서 용어 "폐-플라스틱"은, 사용된 스크랩 및/또는 폐기된 플라스틱 재료, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리올레핀(PO) 및/또는 폴리비닐클로라이드(PVC)를 지칭한다. 본원에서 "혼합 플라스틱 폐기물" 또는 "MPW"는, 산업적-사용후(또는 소비자-사용전) 플라스틱, 소비자-사용후 플라스틱, 또는 이들의 혼합물을 지칭한다. 플라스틱 재료의 예는, 비제한적으로, 폴리에스터, 하나 이상의 폴리올레핀(PO) 및 폴리비닐클로라이드(PVC)를 포함한다. 또한, 본원에서 "폐-플라스틱"은, 임의의 산업적-사용후(또는 소비자-사용전) 및 소비자-사용후 플라스틱, 예컨대, 비제한적으로, 폴리에스터, 폴리올레핀(PO) 및/또는 폴리비닐클로라이드(PVC)를 지칭한다. 하나의 이상의 실시양태에서, 상기 폐-플라스틱은 또한 소량(총 50 중량% 미만, 40 중량% 미만, 30 중량% 미만, 20 중량% 미만, 15 중량% 미만, 또는 10 중량% 미만)의 다른 플라스틱 성분(PET 및 폴리올레핀 이외)을 포함할 수 있으며, 임의적으로는, 스트림(100) 중 폐-플라스틱의 총량의 30 중량% 미만, 20 중량% 미만, 15 중량% 미만, 10 중량% 미만 또는 1 중량%을 개별적으로 나타낼 수 있다.
재활용 설비(10)에서 처리하기에 적합한 플라스틱은, 25℃ 및 1 atm에서 고체인 임의의 유기 합성 중합체를 포함할 수 있다. 상기 중합체는 열가소성 또는 열경화성 중합체일 수 있다. 상기 중합체의 수평균 분자량(Mn)은 적어도 300, 또는 적어도 500, 또는 적어도 1000, 또는 적어도 5,000, 또는 적어도 10,000, 또는 적어도 20,000, 또는 적어도 30,000, 또는 적어도 50,000, 또는 적어도 70,000, 또는 적어도 90,000, 또는 적어도 100,000, 또는 적어도 130,000일 수 있다. 상기 중합체의 중량 평균 분자량(Mw)은 적어도 300, 또는 적어도 500, 또는 적어도 1000, 또는 적어도 5,000, 또는 적어도 10,000, 또는 적어도 20,000, 또는 적어도 30,000, 또는 적어도 50,000, 또는 적어도 70,000, 또는 적어도 90,000, 또는 적어도 100,000, 또는 적어도 130,000, 또는 적어도 150,000, 또는 적어도 300,000일 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 재활용 설비(10)에서 처리된 MPW는, 비제한적으로, 플라스틱 성분, 예를 들어 폴리에스터, 예를 들면, 반복되는 방향족 또는 환형 단위를 갖는 폴리에스터, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 및/또는 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN)를 포함할 수 있다. 본원에서 "PET"는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 단독중합체; 개질제로 개질되거나 에틸렌 글리콜 및 테레프탈산 이외의 잔부 또는 잔기(예컨대, 이소프탈산, 다이에틸렌 글리콜, TMCD(2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄다이올), CHDM(사이클로헥산다이메탄올), 프로필렌 글리콜, 이소소르바이드, 1,4-부탄다이올, 1,3-프로판 다이올 및/또는 NPG(네오펜틸글리콜))를 함유하는 폴리에틸렌 테레프탈레이트; 또는 반복되는 테레프탈레이트 단위(반복되는 에틸렌 글리콜-기반 단위를 포함하든지 포함하지 않든지), 및 TMCD(2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄다이올), CHDM(사이클로헥산다이메탄올), 프로필렌 글리콜 또는 NPG(네오펜틸 글리콜) 중 하나 이상의 잔부 또는 잔기, 이소소르바이드, 이소프탈산, 1,4-부탄다이올, 1,3-프로판 다이올, 및/또는 다이에틸렌 글리콜, 또는 이들의 조합을 갖는 폴리에스터를 의미한다.
대안적으로 또는 추가적으로, 폴리에스터는 퓨라네이트 반복 단위를 포함할 수 있다. 본원에 제공된 PET의 정의 내에서, 화학적 재활용 설비(10)에서 처리하기에 적합한 폴리에스터가 또한, 반복되는 테레프탈레이트 단위, 및 TMCD(2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄다이올), CHDM(사이클로헥산다이메탄올), 프로필렌 글리콜, 또는 NPG(네오펜틸글리콜) 중 하나 이상의 잔부 또는 잔기, 이소소르바이드, 이소프탈산, 1,4-부탄다이올, 1,3-프로판 다이올, 및/또는 다이에틸렌 글리콜, 또는 이들의 조합, 및 지방족 폴리에스터, 예를 들면 PLA, 폴리글리콜산, 폴리카프로락톤 및 폴리에틸렌 아디페이트; 폴리올레핀(예컨대, 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리프로필렌, 고밀도 폴리프로필렌, 가교된 폴리에틸렌, 비정질 폴리올레핀, 및 전술된 폴리올레핀 중 어느 하나의 공중합체), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리스타이렌, 폴리테트라플루오로에틸렌, 아크릴로부타다이엔스타이렌 (ABS), 셀룰로스 화합물, 예를 들면 셀룰로스 아세테이트, 셀룰로스 다이아세테이트, 셀룰로스 트라이아세테이트, 셀룰로스 아세테이트 프로피오네이트, 셀룰로스 아세테이트 부티레이트, 및 재생 셀룰로스, 예를 들면 비스코스; 에폭사이드, 폴리아마이드, 페놀 수지, 폴리아세탈, 폴리카보네이트, 폴리페닐렌-기반 합금, 폴리(메틸 메타크릴레이트), 스타이렌-함유 중합체, 폴리우레탄, 비닐-기반 중합체, 스타이렌 아크릴로나이트릴, 타이어 이외의 열가소성 엘라스토머, 및 요소-함유 중합체 및 멜라민을 가질 수 있음을 언급할 필요가 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 화학적 재활용 설비(10)에 도입되는 MPW는 열경화성 중합체를 함유할 수 있다. 상기 MPW에 존재하는 열경화성 중합체의 양의 예는 상기 MPW의 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 또는 적어도 2 중량%, 또는 적어도 5 중량%, 또는 적어도 10 중량%, 또는 적어도 15 중량%, 또는 적어도 20 중량%, 또는 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 40 중량%일 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 화학적 재활용 설비(10)에 도입되는 MPW는, 셀룰로스 화합물(예컨대, 3 미만 또는 또는 1.8 내지 2.8의 아실 치환도를 갖는 셀룰로스 유도체)로부터 이의 적어도 일부가 수득되는 플라스틱을 함유한다. 이의 예는 셀룰로스 아세테이트, 셀룰로스 다이아세테이트, 셀룰로스 트라이아세테이트, 셀룰로스 아세테이트 프로피오네이트 및 셀룰로스 아세테이트 부티레이트를 포함한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 화학적 재활용 설비(10)에 도입되는 MPW 스트림은, 반복되는 테레프탈레이트 단위를 갖는 중합체(예컨대, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리프로필렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 및 이들의 코폴리에스터)로부터 이의 적어도 일부가 수득되는 플라스틱을 함유한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 화학적 재활용 설비(10)에 도입되는 MPW 스트림은, 복수의 다이사이클로헥산 다이메탄올 잔기, 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄다이올 잔기, 또는 이들의 조합을 갖는 코폴리에스터로부터 이의 적어도 일부가 수득되는 플라스틱을 함유한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 화학적 재활용 설비(10)에 도입되는 MPW 스트림은, 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐, 폴리부텐-1, 및 이들의 공중합체로부터 이의 적어도 일부가 수득되는 플라스틱을 함유한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 화학적 재활용 설비(10)에 도입되는 MPW 스트림은, 안경테 또는 가교된 폴리에틸렌으로부터 이의 적어도 일부가 수득되는 플라스틱을 함유한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 화학적 재활용 설비(10)에 도입되는 MPW 스트림은, 플라스틱 병으로부터 이의 적어도 일부가 수득되는 플라스틱을 함유한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 화학적 재활용 설비(10)에 도입되는 MPW 스트림은, 기저귀로부터 이의 적어도 일부가 수득되는 플라스틱을 함유한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 화학적 재활용 설비(10)에 도입되는 MPW 스트림은, 스티로폼(Styrofoam) 또는 발포(expanded) 폴리스타이렌으로부터 이의 적어도 일부가 수득되는 플라스틱을 함유한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 화학적 재활용 설비(10)에 도입되는 MPW 스트림은, 플래시스펀(flashspun) 고밀도 폴리에틸렌으로부터 이의 적어도 일부가 수득되는 플라스틱을 함유한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 화학적 재활용 설비(10)에 도입되는 MPW 스트림은, SPI에 의해 확립된 추적 화살표 삼각형 내에서 1번 내지 7번으로 번호가 매겨진 수지 ID 코드를 갖는 플라스틱을 갖거나 이로부터 수득된 플라스틱을 함유한다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 MPW의 적어도 일부는, 일반적으로 기계적으로 재활용되지 않는 하나 이상의 플라스틱을 함유한다. 이는, 3번(폴리비닐클로라이드), 5번(폴리프로필렌), 6번(폴리스타이렌), 7번(기타)을 갖는 플라스틱을 포함한다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 MPW는, 3번, 5번, 6번, 7번 또는 이들의 조합물을 갖거나 이에 해당하는 플라스틱을, 상기 MPW 중 플라스틱의 중량을 기준으로 적어도 0.1 중량%, 또는 적어도 0.5 중량%, 또는 적어도 1 중량%, 또는 적어도 2 중량%, 또는 적어도 3 중량%, 또는 적어도 5 중량%, 또는 적어도 7 중량%, 또는 적어도 10 중량%, 또는 적어도 12 중량%, 또는 적어도 15 중량%, 또는 적어도 20 중량%, 또는 적어도 25 중량%, 또는 적어도 30 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량% 포함한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 MPW는, 1개 이상, 2개 이상, 3개 이상 또는 4개 이상의 상이한 종류의 수지 ID 코드를 갖는 플라스틱 또는 이로부터 수득된 플라스틱을, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 적어도 95 중량%, 또는 적어도 99 중량% 포함한다.
화학적 재활용 설비(10)에 도입되는 MPW는 재활용 텍스타일(textile)을 포함할 수 있다. 상기 텍스타일은 천연 및/또는 합성 섬유, 조방사(roving), 원사(yarn), 부직 웨브, 천, 직물, 및 임의의 전술된 항목 중 하나로 제조되거나 이를 포함하는 제품을 포함할 수 있다. 상기 텍스타일은 직조, 편직, 매듭, 스티칭, 터프팅될 수 있거나, 예를 들어 펠팅, 자수, 레이스, 코바늘 뜨개질, 또는 편조에서의 압축 섬유를 포함할 수 있거나, 부직 웨브 및 재료를 포함할 수 있다. 상기 텍스타일은 직물; 및 텍스타일로부터 분리된 섬유, 또는 섬유, 스크랩, 규격외 섬유, 원사 또는 직물을 포함하는 다른 제품으로부터 분리된 섬유; 또는 느슨한 섬유 및 원사의 임의의 다른 공급원을 포함할 수 있다. 상기 텍스타일은 또한 스테이플 섬유, 연속 섬유, 실, 토우 밴드(tow band), 연사(twisted yarn) 및/또는 방적사, 원사로 제조된 회색 직물, 회색 직물을 습식 가공함으로써 생산된 최종 직물, 최종 직물 또는 임의의 다른 직물로 제조된 의복을 포함할 수 있다. 상기 텍스타일은 의류, 인테리어 가구 및 산업적 유형의 섬유를 포함한다. 상기 텍스타일은 산업적-사용후(소비자-사용전) 텍스타일, 소비자-사용후 텍스타일 또는 이들 둘 다를 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 텍스타일은, 일반적으로 인간이 착용하거나 신체를 위해 제조된 것으로 정의될 수 있는 의류를 포함할 수 있다. 이러한 텍스타일은 스포츠 코트, 양복, 정장 바지 및 캐주얼 또는 작업용 바지, 셔츠, 양말, 운동복, 드레스, 실내복, 겉옷, 예컨대 우비, 저온 재킷 및 코트, 스웨터, 보호복, 유니폼, 및 악세서리, 예컨대 스카프, 모자, 및 장갑을 포함할 수 있다. 인테리어 가구 카테고리에서의 직물의 예는 가구 덮개 및 슬립커버, 카페트 및 러그, 커튼, 침구, 예컨대 시트, 베개 커버, 이불(duvet), 차렵 이불(comforter), 매트리스 커버; 린넨, 식탁보, 수건, 때수건, 및 담요를 포함한다. 산업용 텍스타일의 예는 운송 수단(자동차, 비행기, 기차, 버스) 시트, 바닥 매트, 트렁크 라이너 및 헤드라이너; 아웃도어 가구 및 쿠션, 텐트, 배낭, 수하물, 로프, 컨베이어 벨트, 캘린더 롤 펠트, 광택 천, 헝겊, 토양 침식 직물 및 지오텍스타일(geotextile), 농업용 매트 및 스크린, 개인 보호 장비, 방탄 조끼, 의료용 붕대, 봉합사, 테이프 등을 포함한다.
텍스타일로서 분류되는 부직 웨브는, 습식 부직 웨브 및 이로부터 제조된 제품의 범주를 포함하지 않는다. 동일한 기능을 갖는 다양한 물품이 건식 또는 습식 공정으로 제조될 수 있지만, 건식 부직 웨브로부터 제조된 물품이 텍스타일로서 분류된다. 본원에 기재된 바와 같은 건식 부직 웨브로부터 형성될 수 있는 적합한 물품의 예는 개인, 소비자, 산업, 급식, 의료 및 기타 최종 용도를 위한 물품을 포함할 수 있다. 이의 특정 예는, 비제한적으로, 아기 물티슈, 수세식(flushable wipes) 물티슈, 일회용 기저귀, 배변훈련 바지, 여성용 위생 제품, 예컨대 생리대 및 탐폰, 성인용 요실금 패드, 속옷 또는 팬티, 및 애완동물 훈련용 패드를 포함할 수 있다. 다른 예는 각종 다양한 건식 또는 습식 와이프스(wipes), 예컨대 소비자용(예컨대, 퍼스널 케어 또는 생활 용품) 및 산업용(예컨대, 급식, 헬스 케어 또는 전문가용) 와이프스를 포함한다. 부직 웨브는 또한, 베개, 매트리스 및 덮개용 충전재(padding); 및 누비 이불 및 차렵 이불용 탄 솜(batting)으로도 사용될 수 있다. 의료 및 산업 분야에서, 본 발명의 부직 웨브는 소비자, 의료 및 산업용 안면 마스크, 보호복, 모자 및 신발 커버, 일회용 시트, 수술 가운, 드레이프, 붕대 및 의료용 드레싱에 사용될 수 있다.
추가적으로, 본원에 기재된 바와 같은 부직 웨브는 환경 직물, 예컨대 지오텍스타일 및 방수포, 오일 및 화학물질 흡수 패드 뿐만 아니라, 건축 자재, 예컨대 방음재 또는 단열재, 텐트, 럼버(lumber) 및 토양 덮개 및 시트에 사용될 수 있다. 부직 웨브는 또한 소비자 최종 사용 용도, 예컨대 카페트 백킹(backing); 소비재, 공산품 및 농산물용 포장재; 단열재 또는 방음재, 및 다양한 유형의 의류에 사용될 수 있다.
본원에 기재된 바와 같은 건식 부직 웨브는 또한, 운송 수단(예를 들어, 자동차 또는 항공기), 상업, 주거, 산업 또는 기타 특수 목적을 비롯한 다양한 여과 용도에 사용될 수 있다. 이의 예는 소비자용 필터 부재, 또는 산업용(예를 들면, 가솔린, 오일, 물) 공기 또는 액체 필터(예컨대, 미세여과에 사용되는 나노섬유 웨브) 뿐만 아니라 최종 용도(예컨대, 티백, 커피 필터 및 건조기 시트)를 위한 필터 부재를 포함할 수 있다. 또한, 본원에 기재된 바와 같은 부직 웨브는 자동차에 사용하기 위한 다양한 구성요소(예컨대, 비제한적으로, 브레이크 패드, 트렁크 라이너, 카페트 터프팅 및 언더 패딩)을 형성하는데 사용될 수 있다.
상기 텍스타일은 단일 유형 또는 복수의 유형의 천연 섬유 및/또는 단일 유형 또는 복수의 유형의 합성 섬유를 포함할 수 있다. 텍스타일 섬유 조합물의 예는 모든 천연 섬유, 모든 합성 섬유, 둘 이상의 유형의 천연 섬유, 둘 이상의 유형의 합성 섬유, 하나의 유형의 천연 섬유와 하나의 유형의 합성 섬유, 하나의 유형의 천연 섬유와 둘 이상의 유형의 합성 섬유, 둘 이상의 천연 섬유와 하나의 유형의 합성 섬유, 및 둘 이상의 천연 섬유와 둘 이상의 합성 섬유를 포함한다.
천연 섬유는, 식물-유래 또는 동물-유래 천연 섬유를 포함한다. 천연 섬유는 셀룰로스 화합물, 헤미셀룰로스 화합물 및 리그닌일 수 있다. 식물-유래 천연 섬유의 예는 활엽수 펄프, 침엽수 펄프 및 목분; 및 기타 식물 섬유, 예컨대 밀짚, 볏짚, 아바카(abaca), 코이어(coir), 목화, 아마, 대마, 황마, 버개스(bagasse), 카폭(kapo), 파피루스, 모시, 등나무, 덩굴식물, 케나프(kenaf), 아바카, 헤네켄(henequen), 사이잘(sisal), 콩, 곡물 짚, 대나무, 갈대, 에스파토 풀(esparto grass), 버개스, 사바이 풀(Sabai grass), 밀크위드 플로스(milkweed floss) 섬유, 파인애플 잎 섬유, 지팽이풀(switch grass), 리그닌-함유 식물 등을 포함한다. 동물-유래 섬유의 예는 양모, 실크, 모헤어(mohair), 캐시미어, 염소 털, 말 털, 조류 섬유, 낙타 털, 앙고라 울 및 알파카 울을 포함한다.
합성 섬유는, 적어도 부분적으로 화학 반응을 통해 합성 또는 유도체화되거나 또는 재생된 섬유이며, 비제한적으로, 레이온, 비스코스, 머서리화-가공된(mercerized) 섬유 또는 기타 유형의 재생 셀룰로스(천연 셀룰로스에서 가용성 셀룰로스 유도체로의 전환 및 후속적 재생), 예를 들어 리오셀(텐셀(TENCEL)(상표명)로도 공지됨), 쿠프로(Cupro), 모달(Modal), 아세테이트, 예컨대 폴리비닐 아세테이트, 폴리아마이드, 예컨대 나일론, 폴리에스터, 예컨대 PET, 올레핀계 중합체, 예컨대 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌, 폴리카보네이트, 폴리설페이트, 폴리설폰, 폴리에터, 예컨대 스판덱스(Spandex) 또는 엘라스테인(elastane)으로 공지된 폴리에터-우레아, 폴리아크릴레이트, 아크릴로나이트릴 공중합체, 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리락트산, 폴리글리콜산, 설포폴리에스터 섬유, 및 이들의 조합물을 포함한다.
상기 텍스타일은 전술된 임의의 형태일 수 있고, 도 1에 도시된 바와 같이, 화학적 처리 설비(10)의 나머지 대역에서 처리되기 전에 전처리 설비(20)에서 하나 이상의 전처리 단계에 노출될 수 있다. 상기 전처리 단계의 예는, 비제한적으로, 크기-감소된 텍스타일을 제조하기 위한 텍스타일 공급원료의 초핑(chopping), 파쇄(shredding), 써레질(harrowing), 빻기(confrication), 분쇄(pulverizing) 또는 절단을 통한 크기 감소를 포함한다. 상기 텍스타일은 또한 조밀화될 수 있다. 조밀화 공정의 예는, 마찰력에 의해 생성된 열, 압출에 의해 제조된 입자, 또는 텍스타일에 적용된 기타 외부 열을 통해 텍스타일을 응집시켜, 텍스타일의 일부 또는 전부를 연화시키거나 용융시키는 공정을 포함한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 라인(100)에서 상기 MPW 스트림 중 텍스타일(텍스타일 섬유 포함)의 양은 상기 MPW의 중량을 기준으로 적어도 0.1 중량%, 또는 적어도 0.5 중량%, 또는 적어도 1 중량%, 또는 적어도 2 중량%, 또는 적어도 5 중량%, 또는 적어도 8 중량%, 또는 적어도 10 중량%, 또는 적어도 15 중량%, 또는 적어도 20 중량%의, 텍스타일 또는 텍스타일 섬유로부터 수득된 재료이다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 스트림(100)에서 MPW 중 텍스타일(텍스타일 섬유 포함)의 양은 MPW 스트림(100)의 중량을 기준으로 50 중량% 이하, 40 중량% 이하, 30 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 8 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 중량% 이하, 1 중량% 이하, 0.5 중량% 이하, 0.1 중량% 이하, 0.05 중량% 이하, 0.01 중량% 이하, 또는 0.001 중량% 이하이다. MPW 스트림(100) 중 텍스타일의 양은 MPW 스트림(100)의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 50 중량%, 5 내지 40 중량%, 또는 10 내지 30 중량% 범위일 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 화학적 재활용 설비(10)(또는 화학적 재활용 설비(10) 내의 임의의 후속 처리 설비)에 도입되는 혼합 플라스틱 폐기물은, 전형적으로 혼합 폐기물 플라스틱의 적어도 일부에 첨가제로서 존재하는 하나 이상의 비활성 성분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 비활성 성분은, 본원에 기재된 바와 같은 텍스타일을 포함하는 경우에 특히 상기 플라스틱에 존재할 수 있다. 상기 비활성 성분의 예는, 비제한적으로, 탄산칼슘, 모래, 이산화티타늄, 및 물 또는 기타 수성 용매에 비-용해성인 기타 경질 결정질 고체를 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 화학적 재활용 설비(10)(또는 화학적 재활용 설비(10) 내의 임의의 하나의 설비)로의 공급물 스트림에 존재하는 비활성 성분의 양은 상기 공급물 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 0.001 중량%, 적어도 0.0025 중량%, 적어도 0.005 중량%, 적어도 0.0075 중량%, 적어도 0.010 중량%, 적어도 0.025 중량%, 적어도 0.05 중량%, 적어도 0.075 중량%, 적어도 0.100 중량%, 또는 적어도 0.150 중량% 및/또는 0.50 중량% 이하, 0.45 중량% 이하, 0.40 중량% 이하, 0.35 중량% 이하, 0.30 중량% 이하, 0.25 중량% 이하, 또는 0.20 중량% 이하일 수 있다. 화학적 재활용 설비(10)로의 공급물 스트림(100)에 존재하는 비활성 성분의 양은 스트림(100)의 총 중량을 기준으로 0.002 내지 0.5 중량%, 0.005 내지 0.40 중량%, 또는 0.100 내지 0.25 중량% 범위일 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 화학적 재활용 설비(10)(또는 화학적 재활용 설비(10) 내의 임의의 하나의 설비)로의 공급물 스트림에 존재하는 비활성 성분의 양은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 0.35 중량%, 적어도 0.40 중량%, 적어도 0.45 중량%, 적어도 0.50 중량%, 적어도 0.55 중량%, 적어도 0.60 중량%, 적어도 0.65 중량%, 적어도 0.70 중량%, 또는 적어도 0.75 중량% 및/또는 3 중량% 이하, 2.5 중량% 이하, 2 중량% 이하, 1.5 중량% 이하, 1.5 중량% 이하, 1 중량% 이하, 0.75 중량% 이하, 0.60 중량% 이하, 0.55 중량% 이하, 또는 0.50 중량% 이하일 수 있다. 공급물 스트림(100) 중 비활성 성분의 양은 공급물 스트림(100)의 총 중량을 기준으로 0.35 내지 3 중량%, 0.40 내지 2.5 중량%, 또는 0.50 내지 2 중량% 범위일 수 있다. 화학적 재활용 설비(10)에 도입되는 혼합 플라스틱 폐기물의 공급물 스트림(100)은 소비자-사용후 및/또는 산업적-사용후(소비자-사용전) 플라스틱 재료를 포함할 수 있다. 이전에 논의된 바와 같이, 이러한 플라스틱은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리올레핀(PO) 및/또는 폴리비닐클로라이드(PVC)를 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, PET 및 PO는 조합으로 상기 혼합 플라스틱 폐기물의 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 적어도 95 중량% 또는 적어도 99 중량%를 구성하고, PVC는 상기 MPW의 총 중량을 기준으로 적어도 0.001 중량%, 적어도 0.01 중량%, 적어도 0.05 중량%, 적어도 0.1 중량%, 적어도 0.25 중량% 또는 적어도 0.5 중량% 및/또는 5 중량% 이하, 4 중량% 이하, 3 중량% 이하, 2 중량% 이하, 1 중량% 이하, 0.75 중량% 이하 또는 0.5 중량% 이하를 구성할 수 있다. 상기 혼합 플라스틱 폐기물 중 PVC의 양은 MPW 스트림(100)의 총 중량을 기준으로 0.001 내지 5 중량%, 0.01 내지 3 중량%, 또는 0.1 내지 2 중량% 범위일 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 혼합 플라스틱 폐기물은 상기 MPW 스트림 또는 조성물의 총 중량을 기준으로 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%의 PET를 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 혼합 플라스틱 폐기물은 상기 MPW의 총 중량을 기준으로 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량% 및/또는 75 중량% 이하, 70 중량% 이하, 65 중량% 이하, 60 중량% 이하, 55 중량% 이하, 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 또는 35 중량% 이하의 폴리올레핀(PO)을 포함할 수 있다. MPW 스트림(100) 중 PO의 양은 스트림(100)의 총 중량을 기준으로 5 내지 75 중량%, 10 내지 60 중량%, 또는 20 내지 35 중량% 범위일 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 MPW는 다성분 중합체를 포함한다. 본원에서 용어 "다성분 중합체"는, 하나 이상의 다른 중합체 및/또는 비-중합체성 고체와 조합되거나 또는 이에 부착되거나 또는 달리 물리적으로 및/또는 화학적으로 회합된 하나 이상의 합성 또는 천연 중합체를 포함하는 물품 및/또는 미립자를 지칭한다. 상기 중합체는 합성 중합체 또는 플라스틱, 예컨대 PET, 올레핀 및/또는 나일론일 수 있다. 상기 비-중합체성 고체는 금속, 예컨대 알루미늄일 수 있다. 상기 다성분 중합체는 금속화된 플라스틱을 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 MPW는 다층 중합체 형태의 다성분 플라스틱을 포함한다. 본원에서 용어 "다층 중합체"는, 둘 이상의 물리적으로 별개의 층으로 물리적으로 및/또는 화학적으로 함께 회합된 PET 및 하나 이상의 다른 중합체 및/또는 비-중합체성 고체를 포함하는 다성분 중합체를 지칭한다. 상기 중합체 또는 플라스틱은, 두 층 사이에 전이 대역이 존재할 수 있고 접착적으로 부착된 층 또는 공압출된 층으로 존재할 수 있더라도, 다층 중합체로 간주된다. 두 층 사이의 접착제는 층으로 간주되지 않는다. 다층 중합체는, PET를 포함하는 하나의 층, 및 하나 이상의 추가 층(이들 중 적어도 하나는, PET가 아닌 합성 또는 천연 중합체, 에틸렌 테레프탈레이트 반복 단위가 없는 중합체, 알킬렌 테레프탈레이트 반복 단위가 없는 중합체("비-PET 중합체 층"), 또는 기타 비-중합체성 고체임)을 포함할 수 있다.
비-PET 중합체 층의 예는 나일론, 폴리락트산, 폴리올레핀, 폴리카보네이트, 에틸렌 비닐 알코올, 폴리비닐 알코올; 및/또는 PET-함유 물품 및/또는 미립자와 관련된 기타 플라스틱 또는 플라스틱 필름; 및 천연 중합체, 예컨대 유청 단백질을 포함한다. 상기 다층 중합체는 금속 층, 예컨대 알루미늄을 포함할 수 있되, 단, PET 층 이외의 하나 이상의 추가의 중합체 층이 존재한다. 이들 층은 접착제 결합 또는 기타 수단으로 부착되거나, 물리적으로 인접하거나(즉, 필름에 대해 압착된 물품), 점착화되거나(즉, 가열되고 함께 고착된 플라스틱), 공압출된 플라스틱 필름이거나, 또는 PET-함유 물품에 달리 부착될 수 있다. 상기 다층 중합체는, 동일하거나 유사한 방식으로 다른 플라스틱들을 함유하는 물품과 관련된 PET 필름을 포함할 수 있다. 상기 MPW는, 단일 물리적 상으로 조합된, PET 및 하나 이상의 다른 플라스틱(예를 들면, 폴리올레핀, 예컨대 폴리프로필렌) 및/또는 다른 합성 또는 천연 중합체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 MPW는, 단일 물리적 상으로 조합된, 상용화제, PET 및 하나 이상의 다른 합성 또는 천연 중합체 플라스틱(예컨대, 비-PET 플라스틱)을 포함하는 비균질 혼합물을 포함한다. 본원에서 용어 "상용화제"는, 그렇지 않은 경우 비혼화성인 2개 이상의 중합체를 함께 물리적 혼합물(즉, 블렌드)로 조합할 수 있는 제제를 지칭한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 MPW는 건조 플라스틱 기준으로 20 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 중량% 이하, 1 중량% 이하 또는 0.1 중량% 이하의 나일론을 포함한다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 MPW는 건조 플라스틱 기준으로 0.01 내지 20 중량%, 0.05 내지 10 중량%, 0.1 내지 5 중량%, 또는 1 내지 2 중량%의 나일론을 포함한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 MPW는 건조 플라스틱 기준으로 40 중량% 이하, 20 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 중량% 이하, 또는 1 중량% 이하의 다성분 플라스틱을 포함한다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 MPW는 건조 플라스틱 기준으로 0.1 내지 40 중량%, 1 내지 20 중량%, 또는 2 내지 10 중량%의 다성분 플라스틱을 포함한다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 MPW는 건조 플라스틱 기준으로 40 중량% 이하, 20 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 중량% 이하, 또는 1 중량% 이하의 다층 플라스틱을 포함한다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 MPW는 건조 플라스틱 기준으로 0.1 내지 40 중량% , 1 내지 20 중량% , 또는 2 내지 10 중량%의 다층 플라스틱을 포함한다.
상기 혼합 플라스틱 폐기물은 또한 비-플라스틱 고체, 예를 들면 흙(dirt), 충전제, 암석, 모래, 음식, 셀룰로스 화합물, 예컨대 종이 및 판지, 및 유리를 포함할 수 있으며, 이들은 상기 MPW의 총 중량을 기준으로 상기 혼합 플라스틱 폐기물의 적어도 0.1 중량%, 적어도 1 중량%, 적어도 2 중량%, 적어도 4 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 6 중량% 및/또는 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 8 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2.5 중량% 이하, 또는 2 중량% 이하를 구성할 수 있다. MPW 공급물 스트림(100) 중 비-플라스틱 고체의 양은 MPW 스트림(100)의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 25 중량%, 1 내지 20 중량%, 또는 2 내지 8 중량% 범위일 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 MPW는 상기 MPW 스트림 또는 조성물의 총 중량을 기준으로 적어도 0.01 중량%, 적어도 0.1 중량%, 적어도 0.5 중량%, 또는 적어도 1 중량% 및/또는 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 25 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 또는 2.5 중량% 이하의 액체를 포함할 수 있다. 상기 MPW 중 액체의 양은 MPW 스트림(100)의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 25 중량%, 0.5 내지 10 중량%, 또는 1 내지 5 중량% 범위일 수 있다.
상기 혼합 플라스틱 폐기물은, 3번 내지 7번 플라스틱으로 분류되지 않는 플라스틱을 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 MPW 중 3번 내지 7번 플라스틱으로 분류되지 않는 플라스틱의 총량은 MPW 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 또는 적어도 75 중량% 및/또는 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 80 중량% 이하, 75 중량% 이하, 70 중량% 이하, 65 중량% 이하, 60 중량% 이하, 55 중량% 이하, 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하 또는 35 중량% 이하일 수 있다. 상기 MPW 중 3번 내지 7번 플라스틱으로 분류되지 않는 플라스틱의 총량은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 5 내지 95 중량%, 20 내지 80 중량% 또는 25 내지 75 중량% 범위일 수 있다.
전처리 설비(20)에 도입되는 혼합 플라스틱 폐기물(또는 전처리 설비(20)로부터 인출된 전처리된 플라스틱)은 몇몇 형태, 예컨대, 비제한적으로, 온전한 물품 또는 세분화((comminuted) 또는 펠릿화되었거나 섬유로 형성된 미립자일 수 있다. 본원에서 용어 "혼합 플라스틱 폐기물 미립자" 또는 "MPW 미립자"는, 1 인치 미만의 평균 입자 직경을 갖는 혼합 플라스틱 폐기물을 지칭한다. MPW 미립자는, 예를 들어, 분쇄 또는 초핑된 세분화된 플라스틱 입자, 또는 플라스틱 펠릿을 포함할 수 있다. 온전한 또는 거의 온전한 물품이 전처리 설비(20)에 도입되는 경우, MPW를 혼합 플라스틱 폐기물 미립자로 전환시키기 위해 하나 이상의 세분화 또는 펠릿화 단계가 여기에 사용될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 전처리 설비(20)에 도입되는 혼합 플라스틱 폐기물의 적어도 일부는 이미 미립자 형태일 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 MPW 공급원료는, MPW 공급원료의 총 중량을 건조 기준으로 100 중량%로 간주하는 경우, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 12 중량% 이하, 10 중량% 이하, 8 중량% 이하, 6 중량% 이하, 5 중량% 이하, 4 중량% 이하, 3 중량% 이하, 2 중량% 이하 또는 1 중량% 이하의 생물성 폐기물 재료를 포함한다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 MPW 공급원료는, MPW 공급원료의 총 중량을 건조 기준으로 100 중량%로 간주하는 경우, 0.01 내지 20 중량%, 0.1 내지 10 중량%, 0.2 내지 5 중량%, 또는 0.5 내지 1 중량%의 생물성 폐기물 물질을 포함한다. 본원에서 용어 "생물성 폐기물"은, 살아있는 유기체로부터 유래된 재료 또는 유기 기원의 재료를 지칭한다. 예시적인 생물성 폐기물 재료는, 비제한적으로, 면, 목재, 톱밥, 음식물 찌꺼기, 동물 및 동물의 일부, 식물 및 식물의 일부, 분뇨를 포함한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 MPW 공급원료는, MPW 공급원료의 총 중량을 건조 기준으로 100 중량%로 간주하는 경우, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 12 중량% 이하, 10 중량% 이하, 8 중량% 이하, 6 중량% 이하, 5 중량% 이하, 4 중량% 이하, 3 중량% 이하, 2 중량% 이하 또는 1 중량% 이하의 제조된 셀룰로스 제품을 포함한다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 MPW 공급원료는, MPW 공급원료의 총 중량을 건조 기준으로 100 중량%로 간주하는 경우, 0.01 내지 20 중량%, 0.1 내지 10 중량%, 0.2 내지 5 중량%, 또는 0.5 내지 1 중량%의 제조된 셀룰로스 제품을 포함한다. 본원에서 용어 "제조된 셀룰로스 제품"은, 셀룰로스 섬유를 포함하는 비-천연(즉, 인공 또는 기계 제작) 물품 및 이의 스크랩을 지칭한다. 제조된 셀룰로스 제품의 예는, 비제한적으로, 종이 및 판지를 포함한다.
전술된 바와 같이, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 MPW는 비-플라스틱 고체를 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 MPW로부터 비-플라스틱 고체를 제거하기 위해 별도의 분리 공정이 필요하지 않거나 포함되지 않는다. 그러나, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 MPW 공급원료가 상기 분리 공정(들)(특히, 제1 밀도 분리 단)에 공급되기 전에 상기 MPW 중 비-플라스틱 고체의 적어도 일부가 분리될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 MPW 공급원료는, MPW 공급원료의 총 중량을 건조 기준으로 100 중량%로 간주하는 경우, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 12 중량% 이하, 10 중량% 이하, 8 중량% 이하, 6 중량% 이하, 5 중량% 이하, 4 중량% 이하, 3 중량% 이하, 2 중량% 이하 또는 1 중량% 이하의 비-플라스틱 고체를 포함한다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 MPW 공급원료는, MPW 공급원료의 총 중량을 건조 기준으로 100 중량%로 간주하는 경우, 0.01 내지 20 중량%, 0.1 내지 10 중량%, 0.2 내지 5 중량%, 또는 0.5 내지 1 중량%의 비-플라스틱 고체를 포함한다.
전처리 설비(20)에 도입되는 경우, 상기 혼합 플라스틱 폐기물은 화학적 재활용을 위해 이를 준비하기 위한 하나 이상의 단계를 거칠 수 있다. 본원에서 용어 "전처리"는, 다음 단계 중 하나 이상을 사용하여 화학적 재활용을 위해 폐-플라스틱을 준비하는 것을 지칭한다: (i) 세분화; (ii) 미립자화; (iii) 세척; (iv) 건조; 및/또는 (v) 분리. 본원에서 용어 "전처리 설비"는, 폐-플라스틱의 전처리를 수행하는데 필요한 모든 장비, 라인 및 제어 장치를 포함하는 설비를 지칭한다. 본원에 기재된 전처리 설비는, 화학적 재활용을 위해 혼합 플라스틱 폐기물의 준비를 수행하기 위한 임의의 적합한 방법을 사용할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 도 1에 도시된 전처리 설비(20)는, 혼합 플라스틱 폐기물을 특정 유형의 플라스틱이 풍부한 2개 이상의 스트림으로 분리하기 위한 분리 대역(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 분리 대역은, 도 1에 일반적으로 도시된 바와 같이, 혼합 플라스틱 폐기물을 PET-풍부 스트림(102) 및 PO-풍부 스트림(104)으로 분리할 수 있다. 추가적으로, 비-플라스틱 비-가용성 성분(105a) 및 비-플라스틱 가용성 성분(105b)의 스트림이 또한 전처리 설비(20)로부터 제거될 수 있고, 화학적 재활용 설비(10) 내부 또는 외부의 다양한 위치로 보내질 수 있다.
화학적 재활용 설비(10)의 분리 설비(20)에 사용가능한 적합한 유형의 분리 기술의 예는 기계적 분리 및 밀도 분리를 포함하며, 이는 싱크-플로트(sink-float) 분리 및/또는 원심 밀도 분리를 포함할 수 있다. 본원에서 용어 "싱크-플로트 분리"는, 선택된 액체 매질에서의 부유 또는 침강에 의해 재료의 분리가 주로 야기되는 밀도 분리 공정을 지칭하며, 용어 "원심 밀도 분리"는, 재료의 분리가 주로 원심력에 의해 야기되는 밀도 분리 공정을 지칭한다. 일반적으로, 용어 "밀도 분리 공정"은, 적어도 부분적으로 재료 각각의 밀도에 기초하여, 재료들을 적어도 고밀도 산출물 및 저밀도 산출물로 분리하는 공정을 의미한다.
상기 싱크-플로트 분리가 전처리 설비(20)에서 사용되는 경우, 액체 매질은 물을 포함할 수 있다. 염, 당류 및/또는 기타 첨가제가, 예를 들어 액체 매질의 밀도를 증가시키고 상기 싱크-플로트 분리 단계의 표적 분리 밀도를 조정하기 위해 상기 액체 매질에 첨가될 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 액체 매질은 농축된 염 용액을 포함한다. 하나 이상의 상기 실시양태에서, 상기 염은 염화나트륨이다. 그러나, 하나 이상의 다른 실시양태에서, 상기 염은 비-할로겐화된 염, 예컨대 아세트산염, 탄산염, 시트르산염, 질산염, 아질산염, 인산염 및/또는 황산염이다.
본원에 언급된 표적 분리 밀도는, 분리 공정에 사용되는 농축 염 용액 밀도와 달리, 표적 플라스틱 밀도를 지칭하며, 이는 플라스틱 재료에 대한 표적 분리 밀도와 동일할 수 있거나 동일하지 않을 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 전형적인 싱크/플로트 분리 단에서, 플라스틱 밀도와 농축 염 용액 밀도는 동일하거나 실질적으로 동일하다. 그러나, 전형적인 하이드로사이클론(hydrocyclone) 분리 단에서, 농축 염 용액 밀도는 일반적으로 표적 플라스틱 밀도 이하이지만, 상기 농축 염 용액의 밀도는 표적 플라스틱 밀도 미만일 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 1.25 내지 1.35 g/cc의 밀도를 갖는 농축 염 용액 및 1.25 내지 1.35 g/cc의 표적 플라스틱 분리 밀도와 함께 하이드로사이클론 분리기가 사용된다. 상기 실시양태는 일반적으로 더 높은 PET 순도를 허용하지만, 큰 수율 손실을 제공한다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 하이드로사이클론 분리기는, 1.00 내지 1.20 g/cc 또는 1.10 내지 g/cc의 밀도를 갖는 농축 염 용액 및 1.25 내지 1.35 g/cc의 표적 플라스틱 분리 밀도와 함께 사용된다. 상기 실시양태는 일반적으로 더 낮은 PET 순도를 제공할 것이지만, PET 수율은 더 높다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 액체 매질은 브롬화나트륨, 인산이수소나트륨, 수산화나트륨, 요오드화나트륨, 질산나트륨, 티오황산나트륨, 아세트산칼륨, 브롬화칼륨, 탄산칼륨, 수산화칼륨, 요오드화칼륨, 염화칼슘, 염화세슘, 염화철, 염화스트론튬, 염화아연, 황산망간, 황산아연 및/또는 질산은을 포함한다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 액체 매질은 당류, 예컨대 수크로스를 포함한다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 액체 매질은 사염화탄소, 클로로폼, 다이클로로벤젠, 다이메틸 설페이트, 및/또는 트라이클로로에틸렌을 포함한다. 상기 액체 매질의 특정 성분 및 농도는 상기 분리 단계의 목적하는 표적 분리 밀도에 따라 선택될 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 전처리 설비(20)에서 분리된 후, 분리된 폐-플라스틱 스트림(또는, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 혼합 플라스틱 폐기물 스트림)은 임의적으로, 무기 비-플라스틱 고체(예컨대 흙, 유리, 충전제 및 기타 비-플라스틱 고체)를 제거하고/하거나 생물학적 성분(예컨대, 세균 및/또는 음식)을 제거하기 위해 세척될 수 있다. 생성된 폐-플라스틱(분리 여부에 관계없이)은 또한, 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 5 중량% 이하, 3 중량% 이하, 2 중량% 이하, 1 중량% 이하, 0.5 중량% 이하, 또는 0.25 중량% 이하의 물(또는 액체)의 수분 함량까지 건조될 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 비-플라스틱 성분 스트림(105)이 전처리 설비(20)로부터 인출될 수 있다. 비-플라스틱 성분 스트림(105)은 가용성 성분 및 불용성 성분을 포함할 수 있고, 상기 전처리 설비 내의 하나 이상의 위치로부터 유래될 수 있다. 상기 가용성 성분은, 물에 실질적으로 가용성인(예를 들어, 25℃ 및 1기압에서 측정시 적어도 50 g/100 g 물, 적어도 55 g/100 g 물, 적어도 60 g/100 g 물, 적어도 65 g/100 g 물, 적어도 70 g/100 g 물, 적어도 75 g/100 g 물, 적어도 80 g/100 g 물, 적어도 85 g/100 g 물, 적어도 90 g/100 g 물, 적어도 95 g/100 g 물, 또는 적어도 99 g/100 g 물의 용해도를 갖는) 성분일 수 있다. 상기 가용성 성분의 예는, 비제한적으로, 염, 당, 및 이들의 조합물을 포함한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 전처리 설비(20) 내에서 분리된 후, 비-플라스틱 가용성 성분 스트림(105b)이 설비(20)로부터 인출되어, 폐수 처리 설비(도시되지 않음)로 보내질 수 있다. 비-플라스틱 가용성 성분의 수성 스트림(105b)은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 2 중량%, 적어도 3 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 및/또는 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 또는 5 중량% 이하의 비-플라스틱 가용성 성분을 포함할 수 있다. 비-플라스틱 가용성 성분의 수성 스트림(105b)은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 1 내지 50 중량%, 2 내지 45 중량%, 또는 5 내지 25 중량% 범위의 양으로 비-플라스틱 가용성 성분을 포함할 수 있다. 상기 스트림의 잔량은 물일 수 있거나 물을 포함할 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같은 하나 이상의 실시양태에서, 비-플라스틱 불용성 성분의 스트림이 또한 라인(105a)을 통해 전처리 설비(20)로부터 인출될 수 있다. 전처리 설비(20)로부터 인출된 비-플라스틱 불용성 성분은 유기물(예를 들면, 음식 또는 셀룰로스 화합물, 예컨대 종이 또는 판지) 뿐만 아니라, 흙, 유리, 금속, 암석, 테플론(TEFLON)(등록상표), 상호-충전된(intert-filled) 폴리올레핀, 예컨대 폴리프로필렌과 폴리에틸렌, 실리콘, 및 이들의 조합물을 포함한다. 상기 비-플라스틱 불용성 성분의 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 또는 적어도 25 중량% 및/또는 75 중량% 이하, 70 중량% 이하, 60 중량% 이하, 55 중량% 이하, 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하는 바이오매스 또는 기타 유기 물질을 포함할 수 있거나, 상기 비-플라스틱 불용성 성분의 양은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 5 내지 75 중량%, 10 내지 60 중량%, 또는 20 내지 50 중량% 범위일 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 스트림(105b) 중 비-플라스틱 불용성 성분은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 또는 적어도 80 중량% 및/또는 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 80 중량% 이하, 75 중량% 이하, 70 중량% 이하, 또는 65 중량%의 금속을 포함할 수 있거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 45 내지 95 중량%, 50 내지 85 중량%, 또는 60 내지 80 중량% 범위의 양으로 금속을 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 비-플라스틱 불용성 성분 스트림(105b)은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 적어도 95 중량%, 또는 적어도 99 중량%의 유기 화합물을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 비-플라스틱 불용성 성분 스트림(105b)은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 99 중량% 이하, 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 80 중량% 이하, 75 중량% 이하, 70 중량% 이하, 65 중량% 이하, 60 중량% 이하, 55 중량% 이하, 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하 또는 5 중량% 이하의 유기 화합물을 포함할 수 있거나, 또는 상기 스트림은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 5 내지 95 중량%, 15 내지 85 중량%, 25 내지 75 중량%, 또는 30 내지 50 중량%의 양으로 유기 화합물을 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 비-플라스틱 불용성 성분 스트림(105b)은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 적어도 95 중량%, 또는 적어도 99 중량%의 무기 화합물을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 비-플라스틱 불용성 성분 스트림(105b)은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 99 중량% 이하, 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 80 중량% 이하, 75 중량% 이하, 70 중량% 이하, 65 중량% 이하, 60 중량% 이하, 55 중량% 이하, 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 또는 5 중량% 이하의 무기 화합물을 포함할 수 있거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 5 내지 80 중량%, 10 내지 60 중량%, 또는 15 내지 40 중량%의 양으로 무기 화합물을 포함할 수 있다. 상기 무기 화합물의 예는 금속, 준금속(metalloid)(예컨대, 실리콘), 암석, 흙, 유리 및 이들의 조합물을 포함한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 전처리 설비(20)로부터 제거된 비-플라스틱 불용성 스트림(105a)은 후속 처리 설비로 보내질 수 있으며, 이때 상기 스트림으로부터 하나 이상의 유형의 성분이 제거될 수 있고, 추가로 활용될 수 있다. 예를 들어, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 비-플라스틱 불용성 스트림(105a) 중 상기 성분의 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 적어도 95 중량%, 또는 적어도 99 중량%가 추가로 처리되고/되거나, 재활용되고/되거나, 판매될 수 있다. 예를 들어, 금속 성분이 제거되고, 금속 재생(reclaiming) 설비(도시되지 않음)에 판매될 수 있다. 대안적으로, 20 중량% 미만, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 3 중량% 이하 또는 1 중량% 이하의 비-플라스틱 불용성 성분이 추가로 처리되고/되거나, 재활용되고/되거나, 판매될 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 전처리 설비(20)로부터의 비-플라스틱 불용성 성분의 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%가, 도 1에 도시된 바와 같이, 부분 산화(POX) 가스화기(50)에 도입될 수 있다. 대안적으로, 상기 비-플라스틱 불용성 성분의 20 중량% 미만, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 3 중량% 이하 또는 1 중량% 이하가 POX 가스화기(50)에 도입될 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 성분들 중 적어도 일부는 산업적 매립지 또는 다른 처리 설비(도시되지 않음)로 이송될 수 있다.
일반적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 전처리 설비(20)로부터 인출된 PO-풍부 플라스틱 스트림(104)(또는 외부 공급원으로부터의 PO-풍부 폐-플라스틱 스트림)은 화학적 재활용 설비(10) 내의 여러 설비들 중 하나 이상으로 보내질 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 폴리올레핀-풍부(PO-풍부) 플라스틱 스트림(104)의 적어도 일부 또는 전부가, (i) 부분 산화(POX) 가스화 설비(50); (ii) 열분해 설비(60); (iii) 분해기 설비(70); (iv) 에너지 생성/생산 설비(80); 및 (v) 재사용 설비(90) 중 적어도 하나로 직접적으로 또는 간접적으로 보내질 수 있다. 각각의 이들 유형의 설비의 다양한 실시양태는, 전술된 설비들 중 둘 이상이 화학적 재활용 설비(10) 내에서 서로 어떻게 통합될 수 있는지에 대한 구체적인 예와 함께, 도면을 참조하여 하기에서 논의된다.
전술된 하나 이상의 실시양태에서, 혼합 플라스틱 폐기물 스트림(100)은 전처리 설비(20)에서 PET-풍부 스트림(102) 및 PO-풍부 스트림(104)으로 분리될 수 있다. 본원에서 용어 "풍부"는, 특정 성분의 농도(건조 중량 기준)가 기준 물질 또는 스트림 중 해당 성분의 농도보다 더 높음을 의미한다. 본원에서 모든 중량%는, 달리 언급되지 않는 한, 건조 기준으로 제시된다. 따라서, 전처리 설비(20)에서 형성되고/되거나 이로부터 인출된 PET-풍부 폐-플라스틱 스트림(102)은, 전처리 설비(20)에 도입되는 혼합 폐기물 공급물 스트림(100) 중 PET의 농도보다 더 높은 PET 농도를 가질 수 있다. 유사하게, 전처리 설비(20)에서 형성되고/되거나 이로부터 인출된 PO-풍부 폐-플라스틱 스트림(104)은, 전처리 설비(20)에 도입되는 혼합 플라스틱 폐기물 스트림(100) 중 PO 농도보다 더 높은 PO 농도를 가질 수 있다.
하나의 실시양태에서, PET-풍부 스트림(102)은, 비-희석된 건조 고체 기준으로, MPW 스트림, PET-고갈(PET-depleted) 스트림, 또는 이들 둘 다에서의 PET 농도에 비해 PET 농도가 풍부하다. 예를 들어, PET-풍부 스트림(102)이 분리 후 액체 또는 다른 고체로 희석되는 경우, 상기 풍부는 비-희석된 PET-풍부 스트림의 농도에 기초할 것이며, 건조 기준일 것이다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, PET-풍부 스트림(102)은, 하기 식으로 결정되어지는 바와 같이, 상기 MPW 스트림, 상기 PET-고갈 스트림, 또는 이들 둘 다에 비해 적어도 10%, 적어도 20%, 적어도 40%, 적어도 50%, 적어도 60%, 적어도 80%, 적어도 100%, 적어도 125%, 적어도 150%, 적어도 175%, 적어도 200%, 적어도 225%, 적어도 250%, 적어도 300%, 적어도 350%, 적어도 400%, 적어도 500%, 적어도 600%, 적어도 700%, 적어도 800%, 적어도 900%, 또는 적어도 1000%인 %PET풍부를 가진다:
Figure pct00001
, 및
Figure pct00002
상기 식에서,
PETe는, 비-희석된 건조 중량 기준으로 PET-풍부 스트림(102) 중 PET 농도이고;
PETm은, 건조 중량 기준으로 MPW 스트림 중 PET 농도이고;
PETd는 건조 중량 기준으로 PET-고갈 스트림 중 PET 농도이다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, PET-풍부 스트림(102)은 또한 MPW 스트림, PET-고갈 스트림, 또는 이들 둘 다에서의 할로겐 농도에 비해 할로겐(예컨대, 불소(F), 염소(Cl), 브롬(Br), 요오드(I) 및 아스타틴(At)), 및/또는 할로겐-함유 화합물(예컨대, PVC)이 풍부하다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, PET-풍부 스트림(102)은, 하기 식으로 결정되어지는 바와 같이, 상기 MPW 스트림에 비해 적어도 1%, 적어도 3%, 적어도 5%, 적어도 7%, 적어도 10%, 적어도 15%, 적어도 20%, 적어도 40%, 적어도 50%, 적어도 60%, 적어도 80%, 적어도 100%, 적어도 125%, 적어도 150%, 적어도 175%, 적어도 200%, 적어도 225%, 적어도 250%, 적어도 300%, 적어도 350%, 적어도 400%, 또는 적어도 500%인 %PVC풍부를 가진다:
Figure pct00003
, 및
Figure pct00004
상기 식에서,
PVCe는, 비-희석된 건조 중량 기준으로 PET-풍부 스트림(102) 중 PVC 농도이고;
PVCm은, 비-희석된 건조 중량 기준으로 MPW 스트림 중 PVC 농도이고;
PVCd는, 비-희석된 건조 중량 기준으로 PET-고갈 스트림 중 PVC 농도이다.
PET로부터 폴리올레핀의 분리로 인해, 상기 PET-고갈 스트림은, MPW 공급물, PET-풍부 스트림 또는 이들 둘 다에서의 폴리올레핀 농도에 비해, 비-희석된 건조 고체 기준으로 폴리올레핀이 풍부하다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 PET-고갈 스트림은, 하기 식으로 결정되어지는 바와 같이, 상기 MPW 스트림, PET-풍부 스트림(102) 또는 이들 둘 다에 비해 적어도 10%, 적어도 20%, 적어도 40%, 적어도 50%, 적어도 60%, 적어도 80%, 적어도 100%, 적어도 125%, 적어도 150%, 적어도 175%, 적어도 200%, 적어도 225%, 적어도 250%, 적어도 300%, 적어도 350%, 적어도 400%, 적어도 500%, 적어도 600%, 적어도 700%, 적어도 800%, 적어도 900%, 또는 적어도 1000%인 %PO풍부를 가진다:
Figure pct00005
, 및
Figure pct00006
상기 식에서,
POd는 비-희석된 건조 중량 기준으로 PET-고갈 스트림 중 폴리올레핀 농도이고;
POm은 건조 중량 기준으로 MPW 스트림 중 PO 농도이며,
POe는 PET-풍부 스트림 중 PO 농도이다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 PET-고갈 스트림은 또한, MPW 스트림, PET-풍부 스트림, 또는 이들 둘 다에서의 할로겐의 농도에 비해 할로겐(예컨대, 불소(F), 염소(Cl), 브롬(Br), 요오드(I) 및 아스타틴(At)), 및/또는 할로겐-함유 화합물(예컨대, PVC)이 고갈된 상태이다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 PET-고갈 스트림은, 하기 식으로 결정되어지는 바와 같이, 상기 MPW 스트림, PET-풍부 스트림(102) 또는 이들 둘 다에 비해 적어도 1%, 적어도 3%, 적어도 5%, 적어도 7%, 적어도 10%, 적어도 15%, 적어도 20%, 적어도 25%, 적어도 30%, 적어도 35%, 적어도 40%, 적어도 50%, 적어도 60%, 적어도 65%, 적어도 70%, 적어도 75%, 적어도 80%, 적어도 85%, 또는 적어도 90%인 %PVC고갈을 가진다:
Figure pct00007
, 및
Figure pct00008
상기 식에서
PVCm은, 비-희석된 건조 중량 기준으로 MPW 스트림 중 PVC 농도이고;
PVCd는, 비-희석된 건조 중량 기준으로 PET-고갈 스트림 중 PVC 농도이고;
PVCe는, 비-희석된 건조 중량 기준으로 PET-풍부 스트림(102) 중 PVC 농도이다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 PET-고갈 스트림은 또한, MPW 스트림, PET-풍부 스트림, 또는 이들 둘 다에서 PET의 농도에 비해 PET가 고갈된 상태이다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 PET-고갈 스트림은, 하기 식으로 결정되어지는 바와 같이, 상기 MPW 스트림, PET-풍부 스트림(102) 또는 이들 둘 다에 비해 적어도 1%, 적어도 3%, 적어도 5%, 적어도 7%, 적어도 10%, 적어도 15%, 적어도 20%, 적어도 25%, 적어도 30%, 적어도 35%, 적어도 40%, 적어도 50%, 적어도 60%, 적어도 65%, 적어도 70%, 적어도 75%, 적어도 80%, 적어도 85%, 또는 적어도 90%인 %PET고갈을 가진다:
Figure pct00009
, 및
Figure pct00010
상기 식에서,
PETm은, 비-희석된 건조 중량 기준으로 MPW 스트림 중 PET 농도이고;
PETd는, 비-희석된 건조 중량 기준으로 PET-고갈 스트림 중 PET 농도이고;
PETe는, 비-희석된 건조 중량 기준으로 PET-풍부 스트림(102) 중 PET 농도이다.
임의의 상기 실시양태에서 풍부 또는 고갈의 %는 1주, 3일, 또는 1일에 걸친 평균으로서 측정될 수 있고, 상기 측정은, 입구에서 출구로 유동하는 MPW의 체류 시간을 설명하기 위해, 상기 공정의 출구에서 취한 샘플을 MPW 샘플이 취해지는 MPW 벌크에 합리적으로 연관시키도록 수행될 수 있다. 예를 들어, 전처리 설비(20)(또는 전처리 설비(20) 내의 분리 대역)에서 MPW의 평균 체류 시간이 2분이면, 샘플을 투입하고 2분 후에 출구 샘플을 취하여, 샘플들을 상호 연관시킨다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 분리 대역 또는 전처리 설비(20)에서 나가는 PET-풍부 스트림(102)은 PET-풍부 스트림(102)의 총 중량을 기준으로 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 적어도 95 중량%, 적어도 97 중량%, 적어도 99 중량%, 또는 적어도 99.5 중량%의 PET를 포함할 수 있다. PET-풍부 스트림(102)은 전처리 설비(20)에 도입되는 PET 총량의 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%의 PET를 포함할 수 있다.
PET-풍부 스트림(102)은 또한 PVC가 풍부할 수 있고, 예를 들어, PET-풍부 스트림(102)의 총 중량을 기준으로 적어도 0.1 중량%, 적어도 0.5 중량%, 적어도 1 중량%, 적어도 2 중량%, 적어도 3 중량%, 적어도 5 중량% 및/또는 10 중량% 이하, 8 중량% 이하, 6 중량% 이하, 5 중량% 이하, 3 중량% 이하의 할로겐(예컨대, PVC)을 포함할 수 있거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 10 중량%, 0.5 내지 6 중량%, 또는 0.5 내지 3 중량%의 양으로 할로겐(예컨대, PVC)을 포함할 수 있다.
전처리 설비(20)(또는 분리 대역)로부터 인출된 PET-풍부 스트림(102)은 또한 PO가 고갈된 상태일 수 있다. 본원에서 용어 "고갈"은, 특정 성분의 농도(건조 중량 기준)가 기준 물질 또는 스트림 중 해당 성분의 농도 미만임을 의미한다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, PET-풍부 스트림(102)은 PET-풍부 스트림(102)의 총 중량을 기준으로 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 중량% 이하, 1 중량% 이하, 또는 0.5 중량% 이하의 PO를 포함할 수 있다..
그러나, PET-풍부 스트림(및 PET-고갈 스트림) 중 할로겐 농도는 적어도 부분적으로 MPW 공급원료 중 할로겐 함량에 기초하므로, 훨씬 더 적은 양의 할로겐이 상기 PET-풍부 스트림에 존재할 수 있음이 이해된다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, PET-풍부 스트림(20)은 건조 기준으로 1000 ppm 이하, 500 ppm 이하, 100 ppm 이하, 50 ppm 이하, 15 ppm 이하, 10 ppm 이하, 5 ppm 이하, 또는 1 ppm 이하의 할로겐 및/또는 할로겐-함유 화합물을 포함한다.
PET-풍부 스트림(102)은, 전처리 설비(20)에 도입되는 PO의 총량의 10 중량% 이하, 8 중량% 이하, 5 중량% 이하, 3 중량% 이하, 2 중량% 이하 또는 1 중량% 이하를 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, PET-풍부 스트림(102)은 또한, PET-풍부 스트림(102)의 총 중량을 기준으로 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 중량% 이하, 또는 1 중량% 이하의 PET 이외 성분을 포함할 수 있다.
유사하게, PO-풍부 스트림(104)은 PO-풍부 스트림(104)의 총 중량을 기준으로 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 적어도 95 중량%, 적어도 97 중량%, 적어도 99 중량%, 또는 적어도 99.5 중량%의 PO를 포함할 수 있다. PO-풍부 스트림(104)은 또한 PVC가 고갈된 상태일 수 있고, 예를 들어, PO-풍부 스트림(104)의 총 중량을 기준으로 5 중량% 이하, 4 중량% 이하, 3 중량% 이하, 2 중량% 이하, 1 중량% 이하, 0.5 중량% 이하, 또는 0.1 중량% 이하의 할로겐 또는 PVC를 포함할 수 있다. PO-풍부 스트림(104)은 전처리 설비(20)에 도입되는 PO 총량의 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%를 포함할 수 있다.
전처리 설비(20)로부터 인출된 PO-풍부 스트림(104)은 또한 PET가 고갈된 상태일 수 있다. 예를 들어, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, PO-풍부 스트림(104)은 PO-풍부 스트림(104)의 총 중량을 기준으로 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 중량% 이하, 1 중량% 이하, 또는 0.5 중량% 이하의 PET를 포함할 수 있다.
PO-풍부 스트림(104)은 전처리 설비(20)에 도입되는 PET의 총량의 10 중량% 이하, 8 중량% 이하, 5 중량% 이하, 3 중량% 이하, 2 중량% 이하 또는 1 중량% 이하를 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, PO-풍부 스트림(104)은 또한, PO-풍부 스트림(104)의 총 중량을 기준으로 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 중량% 이하 또는 1 중량% 이하의 PO 이외 성분을 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, PO-풍부 스트림(104)은 또한, 하기 특성들 중 하나 이상을 가질 수 있다(이때, 모든 중량은 PO-풍부 스트림(104)의 총 중량을 기준으로 함):
5 중량% 이하, 4.5 중량% 이하, 4 중량% 이하, 3.5 중량% 이하, 3 중량% 이하, 2.5 중량% 이하, 2 중량% 이하, 1.5 중량% 이하, 1 중량% 이하, 또는 0.5 중량% 이하의 회분 함량;
250 중량ppm 이하, 225 중량ppm 이하, 200 중량ppm 이하, 175 중량ppm 이하, 150 중량ppm 이하, 125 중량ppm 이하, 100 중량ppm 이하, 75 중량ppm 이하, 50 중량ppm 이하, 25 중량ppm 이하, 10 중량ppm 이하, 또는 5 중량ppm 이하(건조 기준)의 할로겐 함량;
5 중량% 이하, 4.5 중량% 이하, 4 중량% 이하, 3.5 중량% 이하, 3 중량% 이하, 2.5 중량% 이하, 2 중량% 이하, 1.5 중량% 이하, 1 중량% 이하, 0.75 중량% 이하, 0.5 중량% 이하, 또는 0.25 중량% 이하의 질소-함유 화합물;
5 중량% 이하, 4.5 중량% 이하, 4 중량% 이하, 3.5 중량% 이하, 3 중량% 이하, 2.5 중량% 이하, 2 중량% 이하, 1.5 중량% 이하, 1 중량% 이하, 0.75 중량% 이하, 0.5 중량% 이하, 또는 0.25 중량% 이하의 산소화된 화합물;
10 중량% 이하, 8 중량% 이하, 6 중량% 이하, 4 중량% 이하, 2 중량% 이하, 1 중량% 이하, 또는 0.5 중량% 이하의 폴리에틸렌 테레프탈레이트;
1 ppm 이하, 0.75 ppm 이하, 0.50 ppm 이하, 0.25 ppm 이하, 0.10 ppm 이하 또는 0.05 ppm 이하의 수은 함량;
100 ppm 이하, 75 ppm 이하, 50 ppm 이하, 25 ppm 이하, 10 ppm 이하, 또는 5 ppm 이하의 비소 함량; 및
10 rad/s의 전단 속도 및 250℃의 온도에서 작동하는 V80-40 베인 스핀들을 갖는 브룩필드 R/S 유동계를 사용하여 측정시 25,000 포아즈 미만, 15,000 포아즈 미만, 10,000 포아즈 미만, 또는 5000 포아즈 미만, 또는 1 내지 5000 포아즈, 또는 500 내지 3000 포아즈의 용융 점도.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, PO-풍부 스트림(104)은 상기 특성들 중 1개, 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 7개 또는 모두를 포함할 수 있다.
비-회분 성분을 열적으로 증발시키고 D5630-13에 따라 중량 측정에 의해 회분을 칭량함으로써 회분 함량을 결정할 수 있다. 할로겐 함량은 유니퀀트(Uniquant) X선 형광 또는 연소 이온 크로마토그래피를 통해 결정할 수 있다. 질소-함유 화합물은 질소 분석기 또는 CHN 분석기를 사용하여 측정할 수 있다. 수은 및 비소 함량은 ICP-OES를 사용하여 결정할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, PO-풍부 스트림(104)은 적어도 1 포아즈, 적어도 5 포아즈, 적어도 50 포아즈, 적어도 100 포아즈, 적어도 200 포아즈, 적어도 300 포아즈, 적어도 400 포아즈, 적어도 500 포아즈, 적어도 600 포아즈, 적어도 700 포아즈, 적어도 800 포아즈, 적어도 900 포아즈, 적어도 1000 포아즈, 적어도 1500 포아즈, 적어도 2000 포아즈, 적어도 2500 포아즈, 적어도 3000 포아즈, 적어도 3500 포아즈, 적어도 4000 포아즈, 적어도 4500 포아즈, 적어도 5000 포아즈, 적어도 5500 포아즈, 적어도 6000 포아즈, 적어도 6500 포아즈, 적어도 7000 포아즈, 적어도 7500 포아즈, 적어도 8000 포아즈, 적어도 8500 포아즈, 적어도 9000 포아즈, 적어도 9500 포아즈, 또는 적어도 10,000 포아즈의 용융 점도를 가질 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, PO-풍부 스트림(104)은, 10 rad/s의 전단 속도 및 250℃의 온도에서 작동하는 V80-40 베인 스핀들을 갖는 브룩필드 R/S 유동계를 사용하여 측정시, 25,000 포아즈 이하, 24,000 포아즈 이하, 23,000 포아즈 이하, 22,000 포아즈 이하, 21,000 포아즈 이하, 20,000 포아즈 이하, 19,000 포아즈 이하, 18,000 포아즈 이하 또는 17,000 포아즈 포아즈 이하의 용융 점도를 가질 수 있다. 상기 PO-풍부 스트림의 용융 점도는 1 내지 25,000 포아즈, 100 내지 20,000 포아즈, 또는 2000 내지 17,000 포아즈 범위일 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, PO-풍부 스트림(104)은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 4 중량% 이하, 2 중량% 이하, 1 중량% 이하, 0.5 중량% 이하, 또는 0.1 중량% 이하의 접착제를 포함한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 하류 화학적 재활용 공정에서 PET-풍부 스트림(20)의 PET 중합체를 처리하는 경우, PET-풍부 스트림(20) 중 PVC의 적어도 50 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 90 중량%, 적어도 95 중량%, 적어도 99 중량%, 또는 적어도 100 중량%가 PET-풍부 스트림(20)에 남게 된다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 하류 화학적 재활용 공정에서 PET-풍부 스트림(20)의 PET 중합체를 처리하는 경우, PET-풍부 스트림(20) 중 PVC의 50 내지 100 중량%, 또는 75 내지 99 중량%, 또는 90 내지 95 중량%가 PET-풍부 스트림(20)에 남게 된다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, PET-풍부 스트림(20)은 MPW(10), PET-고갈 스트림(30), 또는 이들 둘 다에 비해 다층 플라스틱이 고갈된 상태이다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, PET-풍부 스트림(20)은 건조 기준으로 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 중량% 이하, 1 중량% 이하 또는 0.1 중량% 이하의 다층 플라스틱을 포함한다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, PET-풍부 스트림(20)은 건조 기준으로 0.01 내지 10 중량%, 또는 0.05 내지 5 중량%, 또는 0.1 내지 2 중량%, 또는 0.5 내지 1 중량%의 다층 플라스틱을 포함한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, PET-풍부 스트림(20)은 MPW(10), PET-고갈 스트림(30), 또는 이들 둘 다에 비해 다성분 플라스틱이 고갈된 상태이다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, PET-풍부 스트림(20)은 건조 기준으로 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 중량% 이하, 1 중량% 이하 또는 0.1 중량% 이하의 다성분 플라스틱을 포함한다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, PET-풍부 스트림(20)은 건조 기준으로 0.01 내지 10 중량%, 또는 0.05 내지 5 중량%, 또는 0.1 내지 2 중량%, 또는 0.5 내지 1 중량%의 다성분 플라스틱을 포함한다.
도 1에 도시된 바와 같이, PET-풍부 스트림(102) 및 PO-풍부 스트림(104) 둘 다는 상기 화학적 재활용 설비 내의 하나 이상의 하류 처리 설비에 도입될 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, PET-풍부 스트림(102)의 적어도 일부는 가용매분해 설비(30)에 도입될 수 있고, PO-풍부 스트림(104)의 적어도 일부는 열분해 설비(60), 분해(분해기) 설비(70), 부분 산화(POX) 가스화 설비(50), 고화 설비(40) 및 에너지 생성/생산 설비(80) 중 하나 이상에 직접적으로 또는 간접적으로 도입될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 상기 스트림의 전부 또는 일부는 산업적 매립지로 보내지고/지거나, 추가 처리 및/또는 판매될 수 있다. 각각의 설비의 유형 뿐만 아니라, 각각의 상기 설비들과 본 발명의 하나 이상의 실시양태에 따른 기타 유형 중 하나 이상의 통합에 대한 추가의 세부사항은 하기에서 더 상세히 논의된다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 본원에 기재된 전처리 단계(들) 및/또는 분리 공정(들)은, 다층 플라스틱 또는 다른 다성분 플라스틱 형태의 PET와 회합된 나일론 및 다른 플라스틱을 분리하는데 특히 효과적이다. 회합 방식에 관계 없이, 전처리 및/또는 분리 공정(들)은 나일론 및/또는 다른 플라스틱을 PET로부터 효과적으로 해리 및 분리할 수 있으며, 이에 따라 이들 성분의 분리 효율을 증가시킬 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, PET-풍부 스트림(20)은 건조 기준으로 5 중량% 이하, 4 중량% 이하, 3 중량% 이하, 2 중량% 이하, 1 중량% 이하, 0.5 중량% 이하, 또는 0.1 중량% 이하의 회합된 PET-나일론을 포함한다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, PET-풍부 스트림(20)은 건조 기준으로 0.001 내지 5 중량%, 0.01 내지 2 중량%, 또는 0.1 내지 1 중량%의 회합된 PET-나일론을 포함한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, PET-풍부 스트림(20)은, 상기 제1 분리 단에 공급되는 MPW 및/또는 MPW 공급원료 스트림에 존재하는 회합된 PET-나일론을 건조 기준으로 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 중량% 이하, 또는 1 중량% 이하로 포함한다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, PET-풍부 스트림(20)은, 상기 제1 분리 단에 공급되는 MPW 및/또는 MPW 공급원료 스트림에 존재하는 회합된 PET-나일론을 건조 기준으로 0.01 내지 20 중량%, 또는 0.1 내지 10 중량%, 또는 1 내지 5 중량% 포함한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, PET-고갈 스트림(30)은 MPW(10), PET-풍부 스트림(20), 또는 이들 둘 다에 비해 다층 플라스틱이 풍부하다. 그러나, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, PET-고갈 스트림(30)은 MPW(10)에 비해 다층 플라스틱이 고갈된 상태이다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, PET-고갈 스트림(30)은 건조 플라스틱 기준으로 적어도 0.001 중량%, 적어도 0.01 중량%, 적어도 0.1 중량%, 적어도 1 중량% 및/또는 10 중량% 이하, 8 중량% 이하, 6 중량% 이하 또는 4 중량% 이하의 다층 플라스틱을 포함한다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, PET-고갈 스트림(30)은 건조 플라스틱 기준으로 0.001 내지 10 중량%, 0.01 내지 8 중량%, 0.1 내지 6 중량%, 또는 1 내지 4 중량%의 다층 플라스틱을 포함한다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 PET-고갈 스트림 중 다층 플라스틱 대 상기 PET-풍부 스트림 중 다층 플라스틱의 중량비는 적어도 1:1, 적어도 2:1, 적어도 5:1, 적어도 10:1, 적어도 50:1, 또는 적어도 100:1이다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, PET-고갈 스트림(30)은 MPW(10), PET-풍부 스트림(20), 또는 이들 둘 다에 비해 다성분 플라스틱이 풍부하다. 그러나, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, PET-고갈 스트림(30)은 MPW(10)에 비해 다성분 플라스틱이 고갈된 상태이다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, PET-고갈 스트림(30)은 건조 플라스틱 기준으로 적어도 0.001 중량%, 적어도 0.01 중량%, 적어도 0.1 중량%, 또는 적어도 1 중량% 및/또는 10 중량% 이하, 8 중량% 이하, 6 중량% 이하 또는 4 중량% 이하의 다성분 플라스틱을 포함한다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, PET-고갈 스트림(30)은 건조 플라스틱 기준으로 0.001 내지 10 중량%, 0.01 내지 8 중량%, 0.1 내지 6 중량%, 또는 1 내지 4 중량%의 다성분 플라스틱을 포함한다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 PET-고갈 스트림 중 다성분 플라스틱 대 상기 PET-풍부 스트림 중 다성분 플라스틱의 중량비는 적어도 1:1, 적어도 2:1, 적어도 5:1, 적어도 10:1, 적어도 50:1, 또는 적어도 100:1이다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, PO-풍부 스트림(104)은 하나 이상의 하류 설비로 보내지기 전에 전처리 설비(20) 내에서 추가로 처리될 수 있다. 예를 들어, PO-풍부 스트림(104)의 적어도 일부 또는 전부는 임의적으로 분쇄 및 펠릿화(또는 미세-펠릿화)될 수 있거나, 상기 스트림의 전부 또는 일부는 상기 열거된 하류 설비들 중 하나 이상으로 직접 보내질 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 분리 대역으로부터 직접 유래되는 또는 분쇄 및/또는 펠릿화 후의 고체의 전부 또는 일부는 직접 보내질 수 있거나, 다른 고체와 합쳐질 수 있거나, 또는 액체와 합쳐져 슬러리를 형성할 수 있다.
전처리 설비(20)로부터의 PO-풍부 박편은, 분쇄되는 경우, 분쇄기로 전달될 수 있으며, 여기서 상기 박편(또는 다른 고체)는 유입되는 재료의 입자 크기를 감소시키기 위한 복수의 절단 블레이드 또는 디스크와 접촉된다. 블레이드의 개수와 크기는 목적하는 최종 입자 크기를 달성하도록 선택될 수 있다. 크기-감소 후, 생성된 물질은 명시된 입자 크기 분포를 갖는 최종 고체 스트림을 제공하도록 스크리닝될 수 있다.
펠릿화되는 경우, 상기 공급물 스트림은 용융 압출기에 도입될 수 있으며, 여기에서 이는 적어도 240℃, 적어도 245℃, 적어도 250℃, 적어도 255℃, 적어도 260℃, 및/또는 310℃ 이하, 305℃ 이하, 300℃ 이하, 290℃ 이하, 280℃ 이하, 275℃ 이하, 270℃ 이하, 265℃ 이하, 또는 260℃ 이하의 온도에서 가열 및 용융되어 용융 중합체를 형성한다. 이어서, 상기 용융 중합체는 복수의 구멍을 갖는 다이 플레이트를 통과하고, 생성된 중합체 스트랜드는, 임의적으로 수중에서, 절단되어 펠릿을 형성한다. 생성된 펠릿은, 최장 치수를 따라 측정시, 적어도 0.5 mm, 적어도 0.75 mm, 적어도 0.90 mm, 적어도 1 mm, 적어도 1.1 mm, 또는 적어도 1.25 mm, 및/또는 2.25 mm 이하, 2.1 mm 이하, 2 mm 이하, 1.75 mm 이하, 또는 1.6 mm 이하의 평균 입자 크기를 가질 수 있다.
본원에서 단일 화학적 재활용 설비(10)의 일부로서 기술되지만, 전처리 설비(20), 가용매분해 설비(30), 열분해 설비(60), 분해 설비(70), 부분 산화(POX) 가스화 설비(50), 고화 설비(40), 에너지 생성/생산 설비(80), 및 재사용 설비(90) 중 하나 이상은 다른 지리적 위치에 위치할 수 있고/있거나 다른 상업적 주체에 의해 조작될 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 각각의 전처리 설비(20), 가용매분해 설비(30), 열분해 설비(60), 분해 설비(70), 부분 산화(POX) 가스화 설비(50), 고화 설비(40), 에너지 생성/생산 설비(80) 및 재사용 설비(90)는 동일한 주체에 의해 조작될 수 있지만, 다른 경우, 전처리 설비(20), 가용매 분해 설비(30), 열분해 설비(60), 분해 설비(70), 부분 산화(POX) 가스화 설비(50), 고화 설비(40), 에너지 생성/생산 설비(80) 및 재사용 설비(90) 중 하나 이상은 다른 주체에 의해 조작될 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 화학적 재활용 설비(10)는 상당한 부피의 혼합 플라스틱 폐기물을 처리할 수 있는 상업적 규모의 설비일 수 있다. 본원에서 용어 "상업적 규모의 설비"는, 1년에 걸친 평균으로 적어도 500 파운드/시간의 평균 연간 공급 속도를 갖는 설비를 지칭한다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 화학적 재활용 설비(또는 임의의 전처리 설비(20), 가용매분해 설비(30), 열분해 설비(60), 분해 설비(70), 부분 산화(POX) 가스화 설비(50), 고화 설비(40), 에너지 생성/생산 설비(80) 및 재사용 설비(90))에 대한 평균 공급 속도는 적어도 1000 파운드/시간(lb/hr), 적어도 1500 lb/hr, 적어도 2000 lb/hr, 적어도 2500 lb/hr, 적어도 3000 lb/hr, 적어도 3500 lb/hr, 적어도 4000 lb/hr, 적어도 4500 lb/hr, 적어도 5000 lb/hr, 적어도 5500 lb/hr, 적어도 6000 lb/hr, 적어도 6500 lb/hr, 적어도 7500 lb/hr, 적어도 10,000 lb/hr, 적어도 12,500 lb/hr, 적어도 15,000 lb/hr, 적어도 17,500 lb/hr, 적어도 20,000 lb/hr, 적어도 22,500 lb/hr, 적어도 25,000 lb/hr, 적어도 27,500 lb/hr, 적어도 30,000 lb/hr,또는 적어도 32,500 lb/hr, 및/또는 500,000 lb/hr 이하, 450,000 lb/hr 이하, 400,000 lb/hr 이하, 350,000 lb/hr 이하 300,000 lb/hr 이하, 250,000 lb/hr 이하, 200,000 lb/hr 이하, 150,000 lb/hr 이하, 100,000 lb/hr 이하, 75,000 lb/hr 이하, 50,000 lb/hr 이하, 또는 40,000 lb/hr 이하일 수 있거나, 이는 1000 내지 500,000 lb/hr, 3500 내지 250,000 lb/hr, 또는 10,000 내지 100,000 lb/hr 범위일 수 있다. 해당 설비가 2개 이상의 공급물 스트림을 포함하는 경우, 평균 연간 공급 속도는 더 많은 부피의 공급물 스트림을 기초로 결정된다.
추가적으로, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 화학적 재활용 설비(10)(또는 임의의 전처리 설비(20), 가용매분해 설비(30), 열분해 설비(60), 분해 설비(70), 부분 산화 (POX) 가스화 설비(50), 고화 설비(40), 에너지 생성/생산 설비(80) 및 재사용 설비(90))는 연속식으로 조작될 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 화학적 재활용 설비(또는 임의의 전처리 설비(20), 가용매분해 설비(30), 열분해 설비(60), 분해 설비(70), 부분 산화(POX) 가스화 설비, 고화 설비(40) 및 에너지 생성/생산 설비(80))의 적어도 일부는 회분식 또는 반-회분식으로 조작될 수 있다. 몇몇 경우, 상기 설비는, 인벤토리를 관리하고 각각의 설비로의 일관된 유속을 보장하기 위해, 설비의 부분들 사이 또는 설비들 사이에 복수의 탱크를 포함할 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 설비 중 2개 이상은 또한 서로 공존할 수 있다(co-located). 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 설비들 중 적어도 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 또는 전부가 공존할 수 있다. 본원에서 용어 "공존"은, 공정의 적어도 일부 또는 지원 장비 또는 서비스가 두 설비 간에 공유되는 설비들을 지칭한다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 도 1에 도시된 설비들 중 2개 이상이 공존하는 경우, 이들 설비는 다음 기준 (i) 내지 (v) 중 하나 이상을 충족할 수 있다: (i) 설비들이 하나 이상의 유틸리티를 공유함; (ii) 설비들이 하나 이상의 서비스 그룹을 공유함; (iii) 하나 이상의 경계를 공유하는 부분에 의해 설비가 소유 및/또는 조작됨; (iv) 설비들이 하나 이상의 도관으로 연결됨; 및 (v) 해당 설비의 지리적 중심으로부터 측정시 서로 40 마일 이내, 35 마일 이내, 30 마일 이내, 20 마일 이내, 15 마일 이내, 12 마일 이내, 10 마일 이내, 8 마일 이내, 5 마일 이내, 2 마일 이내 또는 1 마일 이내에 존재함. 전술된 것들 중 적어도 1개, 2개, 3개, 4개, 또는 전부가 사실일 수 있다.
상기 기준 (i)과 관련하여, 적합한 유틸리티의 예는, 비제한적으로, 스팀 시스템(공동-생성 및 분배 시스템), 냉각수 시스템, 열 전달 유체 시스템, 플랜트 또는 장비 공기 시스템, 질소 시스템, 수소 시스템, 발전 및 배전(예컨대, 8000V 초과의 배전), 폐수/하수 시스템, 저장 설비, 이송 라인, 화염 시스템 및 이들의 조합을 포함한다.
상기 기준 (ii)와 관련하여, 서비스 그룹 및 설비의 예는, 비제한적으로, 응급 서비스 요원(소방 및/또는 의료), 제3자 공급업체, 정부 감독 그룹 및 이들의 조합을 포한한다. 정부 감독 그룹은, 예를 들어 규제 또는 환경 기관 뿐만 아니라, 시, 자치주 및 주 수준에서의 지방 자치 단체 및 세무 기관을 포함할 수 있다.
상기 기준 (iii)과 관련하여, 경계는, 예를 들어 울타리 선, 대지 경계선, 게이트, 또는 제3자가 소유한 토지 또는 설비의 적어도 하나의 경계를 갖는 공통 경계일 수 있다.
상기 기준 (iv)와 관련하여, 도관은 유체 도관, 예컨대 기체-충전식 또는 액체-충전식 도관, 또는 전기 도관일 수 있다. 몇몇 경우, 2개의 장치가, 상기 목록에서 선택된 하나 이상의 도관을 공유할 수 있다. 유체 도관은, 두 장치 사이에서 공정 스트림을 이송하거나 유틸리티를 전송하는데 사용할 수 있다. 예를 들어, 하나의 설비(예컨대, 가용매분해 설비(30))의 입구는 도관을 통해 다른 설비(예컨대, POX 가스화 설비(50))의 입구와 유체-연결될 수 있다. 몇몇 경우, 하나의 설비의 출구와 또다른 설비의 입구 사이의 중간(interim) 저장은 90일 이하, 75일 이하, 60일 이하, 40일 이하, 30일 이하, 25일 이하, 20일 이하, 15일 이하, 10일 이하, 5일 이하, 2일 이하 또는 1일 이하일 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 전처리 설비(20)로부터 인출된 상기 스트림들 중 하나 이상(예컨대, 비-플라스틱 불용성 스트림(105a), PO-풍부 스트림(104) 및 PET-풍부 스트림(102))은 고체일 수 있거나 고체를 포함할 수 있다. 이들 스트림의 예는, 고체 이송 장치 및 시스템에 의해 이송가능한 고체 입자 뿐만 아니라, 용융물 및 슬러리를 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같은 화학적 재활용 설비 내의 특정 설비의 추가의 실시양태는 하기에서 더 자세히 기술된다.
가용매분해 설비
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, PET-풍부 스트림(102)의 적어도 일부가 가용매분해 설비(30)에 도입될 수 있다. 본원에서 용어 "가용매분해" 또는 "에스터 가용매분해"는, 에스터-함유 공급물이 용매의 존재 하에 화학적으로 분해되어 주요 카복실 생성물 및 주요 글리콜 생성물을 형성하는 반응을 지칭한다. "가용매분해 설비"는, 폐-플라스틱 및 이로부터 유래된 공급원료의 가용매분해를 수행하는데 필요한 모든 장비, 라인 및 제어 장치를 포함하는 설비이다. 본원에서 용어 "주요 카복실"은, 가용매분해 설비로부터 회수되는 주요 또는 중요 카복실 생성물을 지칭한다. 본원에서 용어 "주요 글리콜"은, 가용매분해 설비로부터 회수되는 주요 글리콜 생성물을 지칭한다.
가용매분해될 에스터가 PET를 포함하는 경우, 가용매분해 설비에서 수행되는 가용매분해는 PET 가용매분해일 수 있다. 본원에서 용어 "PET 가용매분해"는, 폴리에스터 테레프탈레이트-함유 공급물이 용매의 존재 하에 화학적으로 분해되어 주요 테레프탈릴 생성물 및 주요 글리콜 생성물을 형성하는 반응을 지칭한다. 본원에서 용어 "주요 테레프탈릴"은, 가용매분해 설비로부터 회수되는 주요 또는 중요 테레프탈릴 생성물을 지칭한다. 본원에서 용어 "글리콜"은, 분자 당 2개 이상의 -OH 작용기를 포함하는 성분을 지칭한다. 본원에서 용어 "테레프탈릴"은 하기 기를 포함하는 분자를 지칭한다:
Figure pct00011
.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 가용매분해 동안 형성된 주요 테레프탈릴은 테레프탈릴, 예컨대 테레프탈산 또는 다이메틸 테레프탈레이트(또는 이의 올리고머)를 포함하고, 가용매분해 동안 형성된 주요 글리콜은 글리콜, 예컨대 에틸렌 글리콜 및 다이에틸렌 글리콜을 포함한다. 본 발명의 하나 이상의 실시양태에 따른 PET 가용매분해 설비의 주요 단계는 일반적으로 도 2에 도시되어 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 후술된다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 가용매분해에 사용되는 주요 용매는 하나 이상의 -OH 기를 갖는 화합물을 포함한다. 적합한 용매의 예는, 비제한적으로, 물(이 경우, 가용매분해는 "가수분해"로 지칭될 수 있음), 알코올(이 경우, 가용매분해는 "가알코올분해"로 지칭될 수 있음), 예컨대 메탄올(이 경우, 가용매분해는 "가메탄올분해"로 지칭될 수 있음) 또는 에탄올(이 경우, 가용매분해는 "가에탄올분해"로 지칭될 수 있음), 글리콜, 예컨대 에틸렌 글리콜 또는 다이에틸렌 글리콜(이 경우, 가용매분해는 "당분해(glycolysis)"로 지칭될 수 있음) 또는 암모니아(이 경우, 가용매 분해는 "가암모니아분해"로 지칭될 수 있음)를 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 용매는 용매 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 적어도 95 중량%, 또는 적어도 99 중량%의 주요 용매를 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 용매는 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 중량% 이하, 또는 1 중량% 이하의 다른 용매 또는 성분을 포함할 수 있다.
가용매분해 설비(30)가 주요 용매로서 메탄올을 이용하는 경우, 상기 설비는 가메탄올분해 설비로 지칭될 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 도 1의 화학적 재활용 설비(10)는 가메탄올분해 설비를 포함할 수 있다.
이제, 도 2 및 3을 참조하면, PET 가용매분해 설비(230)(도 2) 및 PET 가메탄올분해 설비(330)(도 3)의 주요 단계의 개략도를 제공하는 블록 흐름도가 제시된다. 가용매분해 동안, PET는 화학적으로 분해되어 주요 글리콜 및 주요 테레프탈릴을 형성할 수 있다. 가용매분해 설비(230)로의 공급원료가 혼합 플라스틱 폐기물을 포함하는 경우, 주요 글리콜 및 주요 테레프탈릴은, 도 2에 도시된 바와 같이, 재활용 함량을 포함하고, 재활용 함량 글리콜(r-글리콜)(206) 및 재활용 함량 테레프탈릴(r-테레프탈릴)(208)을 포함한다. 추가적으로, 몇몇 가용매분해 부산물 스트림도 생성되며, 이는 하기에서 자세히 논의될 것이다.
유사하게, 가메탄올분해 동안, PET는 화학적으로 분해되어, 주요 글리콜로서의 에틸렌 글리콜(EG) 및 주요 테레프탈릴로서의 다이메틸 테레프탈레이트(DMT)를 형성할 수 있다. PET가 폐-플라스틱을 포함하는 경우, EG 및 DMT 둘 다는, 도 3에 도시된 바와 같이, 주요 글리콜 스트림이 r-EG 스트림(306)을 포함하고 주요 테레프탈릴 스트림이 r-DMT 스트림(308)을 포함하도록 하는 재활용 함량을 포함할 수 있다. 추가적으로, 여러 부산물 스트림도 생성된다. 이에 대해서는 하기에서 자세히 논의될 것이다.
다시, 도 2를 참조하면, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 가용매분해 설비(230)로부터 인출된 r-글리콜 스트림(206)은, 가용매분해 설비(30)에서 형성된 주요 글리콜의 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%를 포함한다. 이는 또한 상기 주요 글리콜의 99 중량% 이하, 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 80 중량% 이하, 또는 75 중량% 이하를 포함할 수 있거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 45 내지 99 중량%, 50 내지 95 중량%, 또는 55 내지 90 중량% 범위의 양으로 주요 글리콜을 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, r-글리콜 스트림(206)은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 0.5 중량%, 적어도 1 중량%, 적어도 2 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 7 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 12 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 또는 적어도 25 중량%, 및/또는 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 또는 15 중량% 이하의 주요 글리콜 이외 성분을 포함할 수 있거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 0.5 내지 45 중량%, 1 내지 40 중량%, 또는 2 내지 20 중량%의 양으로 주요 글리콜 이외 성분을 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 주요 글리콜 이외 성분은, PET 형성에 사용되는 다른 개질 글리콜을 포함할 수 있다. 이러한 글리콜의 예는, 비제한적으로, 사이클로헥산다이메탄올, 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄다이올, 네오펜틸 글리콜, 및 이들의 조합물을 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 가용매분해 설비(230)로부터 인출된 재활용 함량 주요 테레프탈릴(r-테레프탈릴) 스트림(208)은, 가용매분해 설비(30)에서 형성된 주요 테레프탈릴의 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%를 포함할 수 있다. 이는 또한 99 중량% 이하, 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 80 중량% 이하, 또는 75 중량% 이하의 주요 테레프탈릴을 포함할 수 있거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 45 내지 99 중량%, 50 내지 95 중량%, 또는 55 내지 90 중량% 범위의 양으로 주요 테레프탈릴을 포함할 수 있다.
r-테레프탈릴 스트림(208)은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 0.5 중량%, 적어도 1 중량%, 적어도 2 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 7 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 12 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 또는 적어도 25 중량%, 및/또는 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 또는 15 중량% 이하의 주요 테레프탈릴 이외 성분을 포함할 수 있거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 0.5 내지 45 중량%, 1 내지 40 중량%, 또는 2 내지 20 중량%의 양으로 주요 테레프탈릴 이외 성분을 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 하나 이상의 용매 스트림(202, 204)이 가용매분해 설비(230)로부터 인출될 수 있다. 상기 용매는, 가용매분해 설비(30)에서 사용되는 주요 용매의 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%를 포함할 수 있다. 이는 또한, 용매 스트림들 중 하나의 중량을 기준으로 99 중량% 이하, 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 80 중량% 이하, 또는 75 중량% 이하의 주요 용매를 포함할 수 있거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 45 내지 99 중량%, 50 내지 95 중량%, 또는 55 내지 90 중량% 범위의 양으로 용매를 포함할 수 있다.
가용매분해 설비(230)로부터 인출된 용매 스트림(202, 204) 중 하나는 또한, 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 0.5 중량%, 적어도 1 중량%, 적어도 2 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 7 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 12 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 또는 적어도 25 중량%, 및/또는 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 중량% 이하 또는 1 중량% 이하의 주요 용매 이외 성분을 포함할 수 있거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 0.5 내지 45 중량%, 1 내지 40 중량%, 또는 2 내지 20 중량%의 양으로 주요 용매 이외 성분을 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 용매 스트림(202, 204)(또는 302, 304) 중 적어도 하나는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 2 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 또는 적어도 40 중량%, 및/또는 75 중량% 이하, 70 중량% 이하, 65 중량% 이하, 60 중량% 이하, 55 중량% 이하, 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하 또는 5 중량% 이하의 양으로 주요 글리콜(또는 에틸렌 글리콜)을 포함할 수 있거나, 상기 주요 글리콜(또는 EG)은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 1 내지 75 중량%, 5 내지 65 중량%, 또는 15 내지 50 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다.
가용매분해 설비가, 도 3에 도시된 바와 같은 가메탄올분해 설비(330)인 경우, 가용매분해 설비(30)로부터 인출된 재활용 함량 글리콜 스트림(306)은 재활용 함량 에틸렌 글리콜(r-EG)을 포함하고, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%의 EG를 포함할 수 있다. 이는 또한, 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 99 중량% 이하, 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 80 중량% 이하, 또는 75 중량% 이하의 EG, 또는 45 중량% 내지 99 중량%, 50 내지 95 중량%, 또는 55 내지 90 중량% 범위의 양의 EG를 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, r-EG 스트림은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 0.5 중량%, 적어도 1 중량%, 적어도 2 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 7 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 12 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 또는 적어도 25 중량%, 및/또는 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 또는 15 중량% 이하의 EG 이외 성분을 포함할 수 있거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 0.5 내지 45 중량%, 1 내지 25 중량%, 또는 2 내지 15 중량% 범위의 양으로 상기 성분을 포함할 수 있다. EG 이외 성분은, PET 형성에 사용되는 다른 개질 글리콜을 포함할 수 있다. 이러한 글리콜의 예는 전술된 것들 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
추가적으로, 가용매분해 설비가 가메탄올분해 설비인 경우, r-테레프탈릴은 DMT를 포함할 수 있고, 가메탄올분해 설비(330)로부터 인출된 재활용 함량 DMT(r-DMT) 스트림(308)은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%의 다이메틸 테레프탈레이트(DMT)를 포함할 수 있다. 이는 또한, 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 99 중량% 이하, 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 80 중량% 이하, 또는 75 중량% 이하의 DMT, 또는 45 중량% 내지 99 중량%, 50 내지 95 중량%, 또는 55 내지 90 중량% 범위의 양의 DMT를 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, r-DMT 스트림은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 0.5 중량%, 적어도 1 중량%, 적어도 2 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 7 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 12 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 또는 적어도 25 중량%, 및/또는 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 또는 15 중량% 이하의 DMT 이외 성분을 포함할 수 있거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 0.5 내지 45 중량%, 1 내지 25 중량%, 또는 2 내지 15 중량% 범위의 양의 상기 성분을 포함할 수 있다.
도 3의 가메탄올분해 설비(330)의 도해에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 메탄올 스트림(306, 308)이 가메탄올분해 설비(330) 내에서 형성되거나 이로부터 인출될 수 있다. 상기 용매는 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%의 메탄올을 포함할 수 있다. 이는 또한, 상기 스트림의 총 중량을 기준으로, 99 중량% 이하, 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 80 중량% 이하, 또는 75 중량% 이하의 메탄올을 포함할 수 있거나, 이는 45 내지 99 중량%, 50 내지 95 중량%, 또는 55 내지 95 중량% 범위의 양의 메탄올을 포함할 수 있다.
메탄올 스트림(306, 308)은 또한 적어도 0.5 중량%, 적어도 1 중량%, 적어도 2 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 7 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 12 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 또는 적어도 25 중량%, 및/또는 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 중량% 이하, 또는 1 중량% 이하의 메탄올 이외 성분을 포함할 수 있거나, 상기 성분은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 0.5 내지 45 중량%, 1 내지 25 중량%, 또는 2 내지 15 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다. 본원에 기재된 용매 스트림의 조성은, 상기 공정 내의 및/또는 상기 공정으로부터 인출된 및/또는 가메탄올분해 설비(330) 내의 공정에 첨가된 용매 스트림을 지칭할 수 있다.
재활용 함량 주요 글리콜, 재활용 함량 주요 테레프탈릴 및 주요 용매 스트림을 포함하는 스트림을 제공하는 것에 더하여, 하나 이상의 가용매분해(또는 가메탄올분해) 부산물 스트림이 또한 가용매분해 설비(230)(또는 가메탄올분해 설비(330)) 내의 하나 이상의 위치로부터 인출될 수 있다. 본원에서 용어 "부산물" 또는 "가용매분해 부산물"은, 가용매분해 설비의 주요 카복실(또는 주요 테레프탈릴) 생성물, 가용매분해 설비의 주요 글리콜 생성물, 또는 가용매분해 설비에 공급되는 주요 용매가 아닌, 가용매분해 설비로부터 인출된 임의의 화합물을 지칭한다. 가용매분해 설비가 가메탄올분해 설비인 경우, 상기 부산물은 가메탄올분해 부산물로 지칭될 수 있다. 본원에서 용어 "가메탄올분해 부산물"은, DMT, EG 또는 메탄올이 아닌, 가메탄올분해 설비로부터 인출된 임의의 화합물을 지칭한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 가용매분해(또는 가메탄올분해) 설비로부터 인출된 하나 이상의 부산물 스트림은 중질 유기 부산물 및/또는 경질 유기 부산물을 포함할 수 있다. 본원에서 용어 "중질 유기 가용매분해 부산물"은, 가용매분해 설비의 주요 테레프탈릴 생성물의 비점보다 높은 비점을 갖는 가용매분해 부산물을 지칭하며, 용어 "경질 유기 가용매분해 부산물"은, 가용매분해 설비의 주요 테레프탈릴 생성물의 비점보다 낮은 비점을 갖는 가용매분해 부산물을 지칭한다. 본원에서 용어 "중질 유기 가메탄올분해 부산물"은, DMT보다 높은 비점을 갖는 가메탄올분해 부산물을 지칭하고, 용어 "경질 가메탄올분해 부산물"은, DMT보다 낮은 비점을 갖는 가메탄올분해 부산물을 지칭한다. 상기 가메탄올분해 설비 및 가용매분해 설비 둘 다로부터의 특정 부산물의 예는 하기에서 더 자세히 기술된다.
도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 여러 부산물 스트림이 가용매분해 설비(230) 및 가메탄올분해 설비(330)로부터 인출될 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 적어도 하나의 부산물 스트림은, 상기 가용매분해(또는 가메탄올분해) 설비로부터 생성된 주요 글리콜(또는 EG)의 비점보다 높은 비점을 갖는 유기 화합물을, 상기 스트림 중 유기물의 총 중량을 기준으로 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량% 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 상기 부산물은, 주요 글리콜(또는 EG)의 비점보다 낮은 비점을 갖는 성분을, 상기 스트림 중 유기물의 총 중량을 기준으로 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 중량% 이하, 또는 1 중량% 이하로 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 가용매분해(또는 가메탄올분해) 설비로부터 인출된 하나 이상의 부산물 스트림은, 상기 가용매분해(또는 가메탄올분해) 설비로부터 생성되는 주요 글리콜(또는 EG)의 비점보다 높고 주요 테레프탈릴(또는 DMT)의 비점보다 낮은 비점을 갖는 유기 화합물을, 상기 스트림 중 유기물의 총 중량을 기준으로 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량% 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 상기 부산물은, 주요 글리콜(또는 EG)의 비점보다 낮고 주요 테레프탈릴(또는 DMT)의 비점보다 높은 비점을 갖는 유기 화합물을, 상기 스트림 중 유기물의 총 중량을 기준으로 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 중량% 이하, 또는 1 중량% 이하로 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 스트림 중 유기물의 총 중량을 기준으로, 상기 가용매분해(또는 가메탄올분해) 설비로부터의 하나 이상의 부산물 스트림 중 유기 화합물의 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%는, 상기 가용매분해(또는 가메탄올분해) 설비로부터 생성된 주요 테레프탈릴(또는 DMT)의 비점보다 높은 비점을 가질 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 상기 부산물은, 상기 스트림 중 유기물의 총 중량을 기준으로, 주요 테레프탈릴(또는 DMT)의 비점보다 낮은 비점을 갖는 성분을 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 중량% 이하, 또는 1 중량% 이하로 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 스트림 중 유기물의 총 중량을 기준으로, 상기 가용매분해(또는 가메탄올분해) 설비로부터의 하나 이상의 부산물 스트림 중 유기 화합물의 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 또는 적어도 25 중량%, 및/또는 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하는, 상기 가용매분해(또는 가메탄올분해) 설비로부터 생성된 주요 글리콜(또는 EG)의 비점보다 낮은 비점을 가진다. 추가적으로 또는 대안적으로, 상기 부산물은, 상기 스트림 중 유기물의 총 중량을 기준으로, 주요 글리콜(또는 EG)의 비점보다 높은 비점을 갖는 성분을 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 중량% 이하, 또는 1 중량% 이하로 포함할 수 있다.
다시, 도 2 및 도 3을 참조하면, 가용매분해 설비(230) 및 가메탄올분해 설비(330)의 조작이 상세히 기술될 것이다. 간단함을 위해, 하기 설명은, 달리 언급되지 않는 한, 일반적으로 가용매분해 및 가메탄올분해 설비 둘 다에 적용가능하다. 도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 혼합 플라스틱 폐기물 스트림(210) 및 용매(212)(또는 메탄올(312))가 가용매분해 설비(230)(또는 가메탄올분해 설비(330))에 (개별적으로 또는 함께) 도입될 수 있다. 상기 스트림은 먼저, 임의적 비-PET 분리 대역(220)을 통과할 수 있으며, 여기서 PET 이외 성분의 총량의 적어도 50%가 상기 스트림에서 분리된다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 비-PET 성분은 PET보다 낮은 비점(또는 밀도)을 가질 수 있고, 상기 대역으로부터 증기로서 제거될 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 비-PET 성분은 액체로서 설비(230 또는 330)에 도입될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 상기 비-PET 성분의 적어도 일부는 PET보다 약간 높거나 낮은 밀도를 가질 수 있고, 액체로서 분리될 수 있다. 최종적으로, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 비-PET 성분은 PET-함유 액상으로부터 고체로서 분리될 수 있다.
비-PET 분리 대역(220)에서 분리되어지는 비-PET 성분의 하나의 예는 폴리올레핀이다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 PET-함유 스트림으로부터 분리된 비-PET 성분의 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95%는 폴리올레핀, 예컨대 폴리에틸렌 및/또는 폴리프로필렌을 포함한다. 일반적으로 도 2에서 점선으로 표시된 바와 같이, 가용매분해 설비(230)에서 비-PET 분리 대역(220)의 전부 또는 일부는 가용매분해 반응 대역(240) 상류에 존재할 수 있고, 비-PET 분리 대역(220)의 전부 또는 일부는 반응 대역(240) 하류에 존재할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 가메탄올분해 설비(330)의 비-PET 분리 대역(220)은 가메탄올분해 반응 대역(340)의 상류에 위치할 수 있다.
비-PET 분리 대역(220)에서 사용되는 분리 기술은, 비제한적으로, 추출, 여과, 경사분리, 사이클론 또는 원심 분리, 수동 제거, 자기(magnetic) 제거, 화학적 분해, 증발 및 탈기, 증류, 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 이들 기술 중 하나 이상을 비-PET 분리 대역(220)에서 사용하여, 가용매분해 반응 대역(240) 이전 및/또는 이후, 또는 가메탄올분해 반응 대역(340) 이전에 상기 PET-함유 스트림으로부터 비-PET 성분을 분리할 수 있다.
비-PET 분리 대역(220)에서 나가는 현재 PET-풍부 스트림(214)은 PET-함유 스트림(214)의 총 중량을 기준으로 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 중량% 이하, 1 중량% 이하, 또는 0.5 중량% 이하의, PET(또는 이의 올리고머 및 단량체 분해 생성물) 이외 성분 및 용매를 포함할 수 있다. 가용매분해 반응 대역(240) 또는 가메탄올분해 반응 대역(340) 상류의 비-PET 분리 대역(220)에서 나가는 PET-함유 스트림(214)은 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 중량% 이하, 또는 1 중량% 이하의 다른 유형의 플라스틱(예컨대, 폴리올레핀)을 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 비-PET 분리 대역(220)에서 나가는 PET-함유 스트림(214)은, 혼합 플라스틱 폐기물 스트림(210)을 통해 비-PET 분리 대역(220)에 도입되는 비-PET 성분의 총량의 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 또는 2 중량% 이하를 포함한다.
도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 상기 비-PET 성분은 폴리올레핀-함유 부산물 스트림(216a, 216b)(또는 316)을 통해 가용매분해 설비(230)(또는 가메탄올분해 설비(330))로부터 퍼지될 수 있다. 생성된 폴리올레핀-함유 부산물 스트림(216a, 216b)(또는 316)은 상기 폴리올레핀-함유 부산물 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 적어도 92 중량%, 적어도 95 중량%, 적어도 97 중량%, 적어도 99 중량%, 또는 적어도 99.5 중량%의 폴리올레핀을 포함할 수 있다.
폴리올레핀-함유 부산물 스트림(216a, 216b)(또는 316)에 존재하는 폴리올레핀은 주로 폴리에틸렌, 주로 폴리프로필렌, 또는 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 조합물을 포함할 수 있다. 본원에서 용어 "주로"는, 해당 스트림 또는 조성물의 총 중량을 기준으로 제시된 성분의 적어도 50 중량%을 의미한다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 폴리올레핀-함유 부산물 스트림 중 폴리올레핀은 상기 폴리올레핀-함유 부산물 스트림 중 폴리올레핀의 총 중량을 기준으로 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 적어도 92 중량%, 적어도 94 중량%, 적어도 95 중량%, 적어도 97 중량%, 적어도 98 중량%, 또는 적어도 99 중량%의 폴리에틸렌을 포함한다.
대안적으로, 상기 폴리올레핀-함유 부산물 스트림(216a, 216b)(또는 316) 중 폴리올레핀은 상기 폴리프로필렌-함유 부산물 스트림 중 폴리올레핀의 총 중량을 기준으로 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 적어도 92 중량%, 적어도 94 중량%, 적어도 95 중량%, 적어도 97 중량%, 적어도 98 중량%, 또는 적어도 99 중량%의 폴리프로필렌을 포함한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 폴리올레핀-함유 부산물 스트림(216a, 216b)은 폴리올레핀-함유 부산물 스트림(216a, 216b)의 총 중량을 기준으로 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 중량% 이하, 1 중량% 이하, 0.75 중량% 이하, 0.50 중량% 이하, 0.25 중량% 이하, 0.10 중량% 이하, 또는 0.05 중량% 이하의 PET를 포함한다. 추가적으로, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 폴리올레핀-함유 부산물 스트림(216a, 216b)은 상기 폴리올레핀-함유 부산물 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 0.01 중량%, 적어도 0.05 중량%, 적어도 0.10 중량%, 적어도 0.50 중량%, 적어도 1 중량%, 또는 적어도 1.5 중량% 및/또는 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 또는 2 중량% 이하의 폴리올레핀 이외 성분을 포함할 수 있거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 40 중량%, 0.10 내지 15 중량%, 또는 0.5 내지 5 중량% 범위의 양의 폴리올레핀 이외 성분을 함유할 수 있다.
전반적으로, 폴리올레핀-함유 부산물 스트림(216a, 216b)(또는 316)은 폴리올레핀-함유 부산물 스트림(216a, 216b)의 총 중량을 기준으로 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 적어도 95 중량%, 또는 적어도 99 중량%의 유기 화합물을 포함한다. 폴리올레핀-함유 부산물 스트림(216a, 216b)(또는 316)은 상기 폴리올레핀-함유 부산물 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 0.5 중량%, 적어도 1 중량%, 적어도 2 중량%, 적어도 3 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 또는 적어도 15 중량% 및/또는 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 중량% 이하, 또는 1 중량% 이하의 비-유기 성분을 포함할 수 있거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 0.5 내지 40 중량%, 1 내지 15 중량%, 또는 2 내지 5 중량% 범위의 양의 비-유기 성분을 함유할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 폴리올레핀-함유 부산물 스트림(216a, 216b)(또는 316)은 상기 폴리올레핀-함유 부산물 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 0.1 중량%, 적어도 0.5 중량%, 적어도 1 중량%, 적어도 1.5 중량%, 적어도 2 중량%, 적어도 2.5 중량%, 적어도 3 중량%, 적어도 3.5 중량%, 적어도 4 중량%, 적어도 4.5 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 8 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 12 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 18 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 22 중량%, 또는 적어도 25 중량% 및/또는 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하 또는 2 중량% 이하의 하나 이상의 비-반응성 고체를 포함할 수 있거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 50 중량%, 2 내지 25 중량%, 또는 3 내지 15 중량% 범위의 양의 비-반응성 고체를 포함할 수 있다.
상기 비-반응성 고체는, PET와 화학적으로 반응하지 않는 고체 성분을 지칭한다. 비-반응성 고체의 예는, 비제한적으로, 모래, 흙, 유리, 플라스틱 충전제 및 이들의 조합물을 포함한다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 폴리올레핀-함유 부산물 스트림(216a, 216b)(또는 316)을 비롯한 하나 이상의 부산물 스트림은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 100 중량ppm 내지 50 중량%, 500 중량ppm 내지 10 중량%, 또는 1000 중량ppm 내지 5 중량%의 양의 비-반응성 고체를 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 폴리올레핀-함유 부산물 스트림은 상기 폴리올레핀-부산물 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 100 중량ppm, 적어도 250 중량ppm, 적어도 500 중량ppm, 적어도 750 중량ppm, 적어도 1000 중량ppm, 적어도 1500 중량ppm, 적어도 2000 중량ppm, 적어도 2500 중량ppm, 적어도 5000 중량ppm, 적어도 7500 중량ppm, 또는 적어도 1 중량%, 적어도 1.5 중량%, 적어도 2 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 또는 적어도 25 중량% 및/또는 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 중량% 이하, 또는 1 중량% 이하의 하나 이상의 충전제를 포함하거나, 상기 스트림은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 100 중량ppm 내지 50 중량%, 500 중량ppm 내지 20 중량%, 또는 2500 중량ppm 내지 2 중량% 범위의 양으로 충전제를 포함할 수 있다.
충전제의 예는, 비제한적으로, 요변성제, 예컨대 훈증 실리카 및 점토(카올린), 안료, 착색제, 난연제, 예컨대 알루미나 삼수화물, 브롬, 염소, 붕산염 및 인, 억제제, 예컨대 왁스-기반 물질, UV 억제제 또는 안정화제, 전도성 첨가제, 예컨대 금속 입자, 탄소 입자 또는 전도성 섬유, 이형제, 예컨대 아연 스테아레이트, 왁스 및 실리콘, 탄산칼슘 및 황산칼슘을 포함할 수 있다.
상기 폴리올레핀-함유 부산물 스트림은 주로 액체일 수 있지만, 적어도 일부 증기 및/또는 고체를 추가로 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 폴리올레핀-함유 부산물 스트림(216a, 216b)(또는 316)은, 10 rad/s의 전단 속도 및 250℃의 온도에서 작동하는 V80-40 베인 스핀들을 갖는 브룩필드 R/S 유동계를 사용하여 측정시, 적어도 1 포아즈, 적어도 10 포아즈, 적어도 25 포아즈, 적어도 50 포아즈, 적어도 75 포아즈, 적어도 90 포아즈, 적어도 100 포아즈, 적어도 125 포아즈, 적어도 150 포아즈, 적어도 200 포아즈, 적어도 250 포아즈, 적어도 300 포아즈, 적어도 350 포아즈, 적어도 400 포아즈, 적어도 450 포아즈, 적어도 500 포아즈, 적어도 550 포아즈, 적어도 600 포아즈, 적어도 650 포아즈, 적어도 700 포아즈, 적어도 750 포아즈, 적어도 800 포아즈, 적어도 850 포아즈, 적어도 900 포아즈, 또는 적어도 950 포아즈 및/또는 25,000 포아즈 이하, 24,000 포아즈 이하, 23,000 포아즈 이하, 22,000 포아즈 이하, 21,000 포아즈 이하, 20,000 포아즈 이하, 19,000 포아즈 이하, 18,000 포아즈 이하, 17,000 포아즈 이하, 16,000 포아즈 이하, 15,000 포아즈 이하, 15,000 포아즈 이하, 30,000 포아즈 이하, 14,00 포아즈 이하, 12,000 포아즈 이하, 11,000 포아즈 이하, 10,000 포아즈 이하, 9000 포아즈 이하, 8000 포아즈 이하, 7000 포아즈 이하, 6000 포아즈 이하, 5000 포아즈 이하, 4500 포아즈 이하, 4000 포아즈 이하, 3500 포아즈 이하, 3000 포아즈 이하, 2500 포아즈 이하, 2000 포아즈 이하, 1750 포아즈 이하, 1500 포아즈 이하, 1250 포아즈 이하, 1200 포아즈 이하, 1150 포아즈 이하, 1100 포아즈 이하, 1050 포아즈 이하, 1000 포아즈 이하, 950 포아즈 이하, 900 포아즈 이하, 800 포아즈 이하, 또는 750 포아즈 이하의 점도를 가질 수 있다.
폴리올레핀-함유 부산물 스트림(216a, 216b)(또는 316)의 점도는, 10 rad/s의 전단 속도 및 250℃의 온도에서 작동하는 V80-40 베인 스핀들을 갖는 브룩필드 R/S 유동계로 측정시, 적어도 500 포아즈, 적어도 750 포아즈, 적어도 900 포아즈, 또는 적어도 950 포아즈, 및/또는 25,000 포아즈 이하, 20,000 포아즈 이하, 17,000 포아즈 이하, 15,000 포아즈 이하, 12,000 포아즈 이하, 11,000 포아즈 이하, 10,000 포아즈 이하, 5000 포아즈 이하, 2500 포아즈 이하, 1250 포아즈 이하, 또는 1000 포아즈 이하의 점도를 가질 수 있거나, 폴리올레핀-함유 부산물 스트림(216a, 216b)(또는 316)의 점도는 500 내지 25,000 포아즈, 1000 내지 15,000 포아즈 또는 5000 내지 12,500 포아즈 범위일 수 있다.
폴리올레핀-함유 부산물 스트림(216a, 216b)(또는 316)은 비-뉴턴 유체(non-Newtonian fluid)일 수 있고/있거나 전단 박화(shear-thinning) 유체일 수 있다. 본원에서 용어 "비-뉴턴"은, 점도가 전단 속도, 시간 또는 변형 이력에 의존하는 유체를 기술하는 것이다. 본원에서 용어 "전단 박화"는, 점도가 전단 속도에 따라 감소하는 비-뉴턴 유체를 지칭한다. 예를 들어, 전단 박화 유체는 적어도 260℃, 적어도 270℃ 또는 적어도 280℃의 온도의 경우 1 rad/s보다 1000 rad/s에서 더 낮은 점도를 가질 것이다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 폴리올레핀-함유 부산물 스트림(216a, 216b)(또는 316)의 적어도 일부 또는 전부는, 하기 논의되는 바와 같이, 하나 이상의 하류 설비로 보내지기 이전에 펠릿화 또는 미세-펠릿화될 수 있다.
펠릿화되는 경우, 상기 공급물 스트림은 용융 압출기에 도입되고, 여기서 이는 적어도 240℃, 적어도 245℃, 적어도 250℃, 적어도 255℃, 적어도 260℃ 및/또는 310℃ 이하, 305℃ 이하, 300℃ 이하, 290℃ 이하, 280℃ 이하, 275℃ 이하, 270℃ 이하, 265℃ 이하, 또는 260℃ 이하의 온도에서, 또는 240 내지 280℃, 245 내지 275℃, 또는 255 내지 265℃ 범위의 온도에서 가열되고 용융되어 용융 중합체를 형성한다. 이어서, 상기 용융 중합체는 복수의 구멍을 갖는 다이 플레이트를 통과하고, 생성된 중합체 스트랜드는, 임의적으로 수중에서, 절단되어 펠릿을 형성한다. 생성된 펠릿은, 최장 치수를 따라 측정시, 적어도 0.5 mm, 적어도 0.75 mm, 적어도 0.90 mm, 적어도 1 mm, 적어도 1.1 mm, 적어도 1.25 mm 및/또는 2.25 mm 이하, 2.1 mm 이하, 2 mm 이하, 1.75 mm 이하, 또는 1.6 mm 이하, 또는 0.5 내지 2.25 mm, 0.9 내지 2.1 mm, 또는 1 내지 2 mm 범위의 평균 입자 크기를 가질 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 폴리올레핀-함유 부산물 스트림(216a, 216b)(또는 316)은 25℃의 온도에서 측정시 적어도 0.75 g/cm3, 적어도 0.80 g/cm3, 적어도 0.85 g/cm3, 적어도 0.90 g/cm3, 적어도 0.95 g/cm3, 적어도 0.99 g/cm3 및/또는 1.5 g/cm3 이하, 1.4 g/cm3 이하, 1.3 g/cm3 이하, 1.2 g/cm3 이하, 1.1 g/cm3 이하, 1.05 g/cm3 이하, 또는 1.01 g/cm3 이하의 밀도를 가질 수 있다. 상기 밀도는 0.80 내지 1.4 g/cm3, 0.90 내지 1.2 g/cm3, 또는 0.95 내지 1.1 g/cm3일 수 있다.
비-PET 분리 대역(220)으로부터 제거되는 경우, 폴리올레핀-함유 부산물 스트림(216a, 216b)(또는 316)은 적어도 200℃, 적어도 205℃, 적어도 210℃, 적어도 215℃, 적어도 220℃, 적어도 225℃, 적어도 230℃, 또는 적어도 235℃ 및/또는 350℃ 이하, 340℃ 이하, 335℃ 이하, 330℃ 이하, 325℃ 이하, 320℃ 이하, 315℃ 이하, 310℃ 이하, 305℃ 이하, 또는 300℃ 이하의 온도를 가질 수 있거나, 이는 200℃ 내지 350℃, 215℃ 내지 330℃, 220℃ 내지 340℃, 또는 235℃ 내지 300℃ 범위일 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 폴리올레핀-함유 부산물 스트림(216a, 216b)(또는 316)은, 주요 테레프탈릴의 비점 또는 DMT의 비점(상기 설비가 가메탄올분해 설비인 경우)보다 높은 비점을 갖는 성분을 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량% 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 가용매분해 설비(230)로부터의 폴리올레핀-함유 부산물 스트림(216a, 216b)(또는 가메탄올분해 설비(330)로부터의 스트림(316))은 상기 폴리올레핀-함유 부산물 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 90 중량%, 적어도 92 중량%, 적어도 95 중량%, 적어도 97 중량%, 적어도 99 중량%, 또는 적어도 99.5 중량%의 폴리올레핀 및/또는 1 중량% 이하, 0.75 중량% 이하, 0.50 중량% 이하, 0.25 중량% 이하, 또는 0.10 중량% 이하의 PET를 포함할 수 있다. 상기 스트림은 또한, 10 rad/s의 전단 속도 및 250℃의 온도에서 작동하는 V80-40 베인 스핀들을 갖는 브룩필드 R/S 유동계를 사용하여 측정시 적어도 100 포아즈, 적어도 150 포아즈, 적어도 200 포아즈, 적어도 250 포아즈, 적어도 300 포아즈, 적어도 350 포아즈, 적어도 400 포아즈, 적어도 450, 또는 적어도 500 포아즈의 점도를 가질 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 가용매분해 설비(230)(또는 가메탄올분해 설비(330))로부터의 폴리올레핀-함유 부산물 스트림의 전부 또는 일부는 상기 화학적 재활용 설비 내의 하나 이상의 다른 설비에 도입될 수 있다. 다시, 도 1을 참조하면, 이는 일반적으로 부산물 스트림(110)으로 나타내어진다. 도 1에 도시된 부산물 스트림은, 본원에 논의된 임의의 부산물 스트림 중 하나 이상을 별도로 또는 다른 부산물 스트림 중 하나 이상과의 조합으로 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 가용매분해 설비(30)로부터의 부산물 스트림(110)의 전부 또는 일부는 화학적 재활용 설비(10)의 하나 이상의 다른 처리 설비로 통과될 수 있다. 이러한 설비는, 예를 들어 (i) 고화 설비(40); (ii) 부분 산화(POX) 가스화 설비(50); (iii) 열분해 설비(60); (iv) 분해기 설비(70); 및 (v) 에너지 생성/생산 설비(80)를 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 폴리올레핀-함유 부산물 스트림의 적어도 10 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 90 중량%, 적어도 95 중량%, 또는 적어도 99 중량%는, 공급물 스트림으로서 또는 공급물 스트림과 함께, 상기 설비 (i) 내지 (v) 중 적어도 1개, 적어도 2개, 적어도 3개, 또는 전부에 도입될 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 가용매분해 설비(30)로부터의 적어도 하나의 다른 부산물 스트림은 또한, 상기 폴리올레핀-함유 부산물 스트림과 동시에, (i) 고화 설비(40); (ii) 부분 산화(POX) 가스화 설비(50); (iii) 열분해 설비(60); (iv) 분해기 설비(70); 및 (v) 에너지 생성/생산 설비(80)에 도입될 수 있다. 본원에서 용어 "하류 설비"는 일반적으로, 상기 설비들 중 하나 이상을 지칭한다.
동시에 도입되는 경우, 상기 폴리올레핀-함유 부산물 스트림은 다른 부산물 스트림과 별도로 도입될 수 있거나, 또는 이들 둘은 사전에 합쳐질 수 있고 합친 스트림이 하류 설비에 도입될 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 폴리올레핀-함유 부산물 스트림은 다른 부산물 스트림과 같은 하류 설비에 도입될 수 있고, 하나 이상의 다른 실시양태에서, 상기 폴리올레핀-함유 부산물 스트림은 다른 부산물 스트림과 다른 하류 설비에 도입될 수 있다. 가용매분해 설비(30)로부터의 3개 이상의 부산물 스트림이 하류 처리 설비(예를 들어, 열분해 설비(60), 분해기 설비(70), 고화 설비(40), 에너지 생성/생산 설비(80) 및/또는 POX 가스화 설비(50))에 도입되는 경우, 다른 부산물 스트림들 중 적어도 하나는 상기 폴리올레핀-함유 부산물 스트림과 같은 설비에 도입될 수 있고/있거나, 다른 부산물 스트림들 중 적어도 하나는 상기 폴리올레핀-함유 부산물 스트림과 다른 하류 설비에 도입될 수 있다.
다시, 도 2 및 3을 참조하면, 스트림(214)으로 비-PET 분리 대역(220)에서 나가는 PET-함유 스트림(이는, 용해된 PET 뿐만 아니라 이의 분해 생성물 및 용매를 포함함)은 이어서 가용매분해 반응 대역(240)(또는 가메탄올분해 반응 대역(340))으로 전달될 수 있으며, 여기서 도입된 PET의 적어도 50% 분해가 일어날 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 반응 대역(240)(또는 340) 내의 반응 매질이 교반될 수 있고, 표적 반응 온도를 유지하기 위해 하나 이상의 온도 제어 장치(예컨대, 열교환기)가 사용될 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 가용매분해 반응기의 평균 반응 온도는 적어도 50℃, 적어도 55℃, 적어도 60℃, 적어도 65℃, 적어도 70℃, 적어도 75℃, 적어도 80℃ 또는 적어도 85℃, 및/또는 350℃ 이하, 345℃ 이하, 340℃ 이하, 335℃ 이하, 330℃ 이하, 325℃ 이하, 320℃ 이하, 315℃ 이하, 310℃ 이하, 300℃ 이하, 또는 295℃ 이하일 수 있거나, 이는 50 내지 350℃, 60 내지 325℃, 또는 85 내지 295℃ 범위일 수 있다.
상기 가용매분해 반응기의 압력은 5 psig(제곱 인치 게이지당 파운드) 이내, 적어도 10 psig 이내, 적어도 15 psig 이내, 적어도 20 psig 이내, 적어도 25 psig 이내, 적어도 30 psig 이내, 적어도 35 psig 이내, 적어도 40 psig 이내, 적어도 45 psig 이내, 적어도 50 psig 이내, 적어도 55 psig 이내, 적어도 75 psig 이내, 적어도 90 psig 이내, 적어도 100 psig 이내, 적어도 125 psig 이내, 적어도 125 psig 이내, 적어도 150 psig 이내의 기압일 수 있다. 상기 가용매분해 반응기 내의 압력은 적어도 0.35 barg(바 게이지), 적어도 0.70 barg, 적어도 1 barg, 적어도 1.4 barg 이내, 적어도 1.75 barg, 적어도 2 barg, 적어도 2.5 barg, 적어도 2.75 barg, 적어도 3 barg, 적어도 3.5 barg, 적어도 3.75 barg, 적어도 5 barg, 또는 적어도 6.25 barg, 및/또는 10.35 barg 이하, 8.6 barg 이하, 또는 6.9 barg 이하의 기압일 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 반응 대역(240)(또는 340)에서 반응 매질의 평균 체류 시간은 적어도 1분, 적어도 2분, 적어도 5분, 적어도 10분, 또는 적어도 15분 및/또는 12시간 이하, 11시간 이하, 10시간 이하, 9시간 이하, 8시간 이하, 7시간 이하, 6시간 이하, 5시간 이하, 4시간 이하, 3시간 이하, 2시간 이하, 또는 1시간 이하일 수 있거나, 이는 1분 내지 12시간, 5분 내지 7시간, 또는 15분 내지 1시간 범위일 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 가용매분해 설비(230)(또는 가메탄올분해 설비(330))에 도입되는 PET의 총 중량의 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 적어도 95 중량%, 또는 적어도 99 중량%는 상기 반응기 유출물 스트림에서 반응 대역(240)(또는 340)을 떠날 때 분해된다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 반응기 유출물 퍼지 스트림은 반응 대역(240)(또는 340)으로부터 제거될 수 있고, 이의 적어도 일부는, 도 2의 가용매분해 설비의 라인(218) 및 도 3의 가메탄올분해 설비의 라인(318)으로 도시된 반응기 퍼지 부산물 스트림으로서, 도 1에 도시된 화학적 재활용 설비(10) 내의 하나 이상의 하류 설비로 통과될 수 있다. 반응기 퍼지 부산물 스트림(218)(또는 318)은, 가용매분해 설비(230)(또는 가메탄올분해 설비(330))로부터 생성된 주요 테레프탈릴(또는 가메탄올분해의 경우, DMT)의 비점보다 높은 중간-범위 비점을 가질 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 도 2(또는 도 3)에 도시된 반응기 퍼지 부산물 스트림(218)(또는 318)은 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%의, 주요 테레프탈릴(또는 DMT)의 비점보다 높은 비점을 갖는 성분을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 상기 부산물 스트림은 적어도 0.10 중량%, 적어도 0.25 중량%, 적어도 0.50 중량%, 적어도 0.75 중량%, 적어도 1 중량%, 적어도 2 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 8 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 12 중량%, 적어도 15 중량%, 또는 적어도 17 중량%, 및/또는 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 12 중량% 이하, 10 중량% 이하, 8 중량% 이하, 6 중량% 이하, 5 중량% 이하, 3 중량% 이하, 또는 2 중량% 이하의, 주요 테레프탈릴(또는 DMT)보다 높은 비점을 갖는 화합물을 포함하거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 0.10 내지 30 중량%, 0.50 내지 20 중량%, 또는 1 내지 15 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 반응기 퍼지 부산물 스트림(218)(또는 318)은 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 중량% 이하, 1 중량% 이하의, 주요 테레프탈릴(또는 DMT)의 비점보다 낮은 비점을 갖는 성분을 포함할 수 있다. 추가적으로, 또는 또다른 실시양태에서, 반응기 퍼지 부산물 스트림(218)(또는 318)은, 상기 반응기의 온도보다 적어도 5℃, 적어도 10℃, 적어도 15℃, 적어도 20℃, 또는 적어도 25℃, 및/또는 50℃ 이하, 45℃ 이하, 40℃ 이하, 35℃ 이하, 30℃ 이하, 25℃ 이하, 20℃ 이하 또는 15℃ 이하로 더 높은 용융 온도를 가질 수 있거나, 이는 5 내지 50℃ 더 높거나, 10 내지 40℃ 더 높거나, 15 내지 30℃ 더 높은 범위일 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 반응기 퍼지 부산물 스트림(218)은 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 적어도 95 중량%, 또는 적어도 99 중량%의 주요 테레프탈릴을 포함한다. 상기 가용매분해 설비가, 도 3에 도시된 바와 같은 가메탄올분해 설비인 경우, 반응기 퍼지 부산물 스트림(318)은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 적어도 95 중량%, 또는 적어도 99 중량%의 DMT를 포함할 수 있다.
또한, 반응기 퍼지 부산물 스트림(218)은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 100 ppm 이상 25 중량% 이하의 하나 이상의 비-테레프탈릴 고체를 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 반응기 퍼지 부산물 스트림(218)(또는 318) 중 비-테레프탈릴 고체의 총량은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 150 ppm, 적어도 200 ppm, 적어도 250 ppm, 적어도 300 ppm, 적어도 350 ppm, 적어도 400 ppm, 적어도 500 ppm, 적어도 600 ppm, 적어도 700 ppm, 적어도 800 ppm, 적어도 900 ppm, 적어도 1000 ppm, 적어도 1500 ppm, 적어도 2000 ppm, 적어도 2500 ppm, 적어도 3000 ppm, 적어도 3500 ppm, 적어도 4000 ppm, 적어도 4500 ppm, 적어도 5000 ppm, 적어도 5500 ppm, 적어도 6000 ppm, 적어도 7000 ppm, 적어도 8000 ppm, 적어도 9000 ppm, 적어도 10,000 ppm, 또는 적어도 12,500 ppm 및/또는 25 중량% 이하, 22 중량% 이하, 20 중량% 이하, 18 중량% 이하, 15 중량% 이하, 12 중량% 이하, 10 중량% 이하, 8 중량% 이하, 5 중량% 이하, 3 중량% 이하, 2 중량% 이하, 또는 1 중량% 이하일 수 있거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 150 ppm 내지 22 중량%, 500 ppm 내지 15 중량%, 또는 1500 ppm 내지 5 중량% 범위일 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 반응기 퍼지 부산물 스트림(218)(또는 318)은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 100 중량ppm, 적어도 250 중량ppm, 적어도 500 중량ppm, 적어도 750 중량ppm, 적어도 1000 중량ppm, 적어도 1500 중량ppm, 적어도 2000 중량ppm, 적어도 2500 중량ppm, 적어도 3000 중량ppm, 적어도 3500 중량ppm, 적어도 4000 중량ppm, 적어도 4500 중량ppm, 적어도 5000 중량ppm, 적어도 5500 중량ppm, 적어도 6000 중량ppm, 적어도 6500 중량ppm, 적어도 7000 중량ppm, 적어도 8000 중량ppm, 적어도 8500 중량ppm, 적어도 9000 중량ppm, 적어도 9500 중량ppm, 또는 적어도 1 중량%, 적어도 2 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 8 중량%, 적어도 10 중량%, 또는 적어도 12 중량% 및/또는 25 중량% 이하, 22 중량% 이하, 20 중량% 이하, 17 중량% 이하, 15 중량% 이하, 12 중량% 이하, 10 중량% 이하, 8 중량% 이하, 6 중량% 이하, 5 중량% 이하, 3 중량% 이하, 2 중량% 이하, 또는 7500 중량ppm 이하, 5000 중량ppm 이하, 또는 2500 중량ppm 이하의 총 고체 함량을 갖거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 100 ppm 내지 25 중량%, 500 ppm 내지 15 중량%, 또는 1000 ppm 내지 10 중량% 범위일 수 있다. 상기 고체의 예는 비-휘발성 촉매 화합물을 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 반응기 퍼지 부산물 스트림(218)(또는 318)은 적어도 100 ppm, 적어도 250 ppm, 적어도 500 ppm, 적어도 750 ppm, 적어도 1000 ppm, 적어도 1500 ppm, 적어도 2000 ppm, 적어도 2500 ppm, 적어도 3000 ppm, 적어도 3500 ppm, 적어도 4000 ppm, 적어도 4500 ppm, 적어도 5000 ppm, 적어도 7500 ppm, 적어도 10,000, 또는 적어도 12,500 ppm 및/또는 60,000 ppm 이하, 50,000 ppm 이하, 40,000 ppm 이하, 35,000 ppm 이하, 30,000 ppm 이하, 25,000 ppm 이하, 20,000 ppm 이하, 15,000 ppm 이하, 또는 10,000 ppm 이하의 비-휘발성 촉매 화합물을 포함할 수 있거나, 상기 화합물은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 100 내지 60,000 ppm, 500 내지 30,000 ppm, 또는 1000 내지 10,000 ppm 범위의 양으로 존재한다. 적합한 비-휘발성 촉매 화합물의 예는, 비제한적으로, 티타늄, 아연, 메톡사이드, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 주석, 잔류 에스터화 촉매, 잔류 중축합 촉매, 알루미늄 및 이들의 조합물을 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 반응기 퍼지 부산물 스트림(218)(또는 318)은, 10 rad/s의 전단 속도 및 250℃의 온도에서 작동하는 V80-40 베인 스핀들을 갖는 브룩필드 R/S 유동계를 사용하여 측정시, 적어도 1 포아즈(P), 적어도 2 포아즈, 적어도 5 포아즈, 적어도 10 포아즈, 적어도 20 포아즈, 적어도 30 포아즈, 적어도 40 포아즈, 적어도 50 포아즈, 적어도 60 포아즈, 적어도 70 포아즈, 적어도 80 포아즈, 적어도 90 포아즈, 적어도 100 포아즈, 적어도 200 포아즈, 적어도 300 포아즈, 적어도 400 포아즈, 적어도 500 포아즈, 적어도 600 포아즈, 적어도 700 포아즈, 적어도 800 포아즈, 적어도 900 포아즈, 적어도 1000 포아즈, 적어도 1500 포아즈, 적어도 2000 포아즈, 적어도 2500 포아즈, 적어도 3000 포아즈, 적어도 3500 포아즈, 적어도 4000 포아즈, 적어도 4500 포아즈, 적어도 5000 포아즈, 적어도 55 포아즈, 적어도 6000 포아즈, 적어도 6500 포아즈, 적어도 7000 포아즈, 적어도 7500 포아즈, 적어도 8000 포아즈, 적어도 8500 포아즈, 적어도 9000 포아즈, 적어도 10,000 포아즈, 적어도 11,000 포아즈, 적어도 12,000 포아즈, 적어도 13,000 포아즈, 적어도 14,000 포아즈, 적어도 15,000 포아즈 및/또는 25,000 포아즈 이하, 20,000 포아즈 이하, 15,000 포아즈 이하, 12,000 포아즈 이하, 10,000 포아즈 이하, 8000 포아즈 이하, 6000 포아즈 이하, 3000 포아즈 이하, 2000 포아즈 이하, 1500 포아즈 이하, 1000 포아즈 이하, 750 포아즈 이하, 500 포아즈 이하, 100 포아즈 이하, 75 포아즈 이하, 50 포아즈 이하, 또는 25 포아즈 이하의 점도를 가진다.
반응기 퍼지 부산물 스트림(218)(또는 318)은, 10 rad/s의 전단 속도 및 250℃의 온도에서 작동하는 V80-40 베인 스핀들을 갖는 브룩필드 R/S 유동계를 사용하여 측정시, 적어도 100 포아즈(P), 적어도 500 포아즈, 적어도 1000 포아즈, 적어도 2500 포아즈, 적어도 5000 포아즈, 적어도 10,000 포아즈, 또는 15,000 포아즈, 및/또는 25,000 포아즈 이하, 20,000 포아즈 이하, 15,000 포아즈 이하, 12,000 포아즈 이하, 10,000 포아즈 이하, 8000 포아즈 이하의 점도를 가질 수 있거나, 이는 100 내지 25,000 P, 500 내지 15,000 P, 또는 1000 내지 10,000 P 범위일 수 있다.
반응 대역(240)(또는 340)으로부터 인출되는 및/또는 하나 이상의 하류 설비에 도입되는 경우의 반응기 퍼지 부산물 스트림(218)(또는 318)의 온도는 적어도 130℃, 적어도 135℃, 적어도 140℃, 적어도 145℃, 적어도 150℃, 적어도 155℃, 적어도 160℃, 적어도 165℃, 적어도 170℃, 적어도 175℃, 적어도 180℃, 적어도 185℃, 적어도 190℃, 적어도 195℃, 적어도 200℃, 적어도 205℃, 적어도 210℃, 적어도 215℃, 적어도 220℃, 적어도 225℃, 적어도 230℃, 적어도 245℃, 적어도 250℃, 적어도 255℃, 적어도 260℃, 적어도 265℃, 적어도 270℃, 적어도 275℃, 적어도 280℃, 적어도 285℃, 적어도 290℃, 적어도 295℃, 또는 적어도 300℃일 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 반응 대역(240)(또는 340)으로부터 인출되고/되거나 하류 설비들 중 하나 이상에 도입되는 경우의 반응기 퍼지 부산물 스트림((218)(또는 318))의 온도는 350℃ 이하, 345℃ 이하, 340℃ 이하, 335℃ 이하, 330℃ 이하, 325℃ 이하, 320℃ 이하, 315℃ 이하, 310℃ 이하, 305℃ 이하, 300℃ 이하, 295℃ 이하, 290℃ 이하, 285℃ 이하, 280℃ 이하, 275℃ 이하, 270℃ 이하, 265℃ 이하, 260℃ 이하, 255℃ 이하, 또는 250℃ 이하일 수 있다.
반응 대역(240)(또는 340)으로부터 인출된 반응기 퍼지 스트림의 온도는 적어도 150℃, 적어도 175℃, 적어도 200℃, 적어도 225℃, 또는 적어도 250℃, 및/또는 350℃ 이하, 330℃ 이하, 325℃ 이하, 310℃ 이하, 또는 300℃ 이하일 수 있거나, 이는 150 내지 350℃, 200 내지 330℃, 또는 250 내지 330℃ 범위일 수 있다.
상기 반응기가 퍼지되는 경우, 이는 연속적으로 또는 간헐적으로 수행될 수 있고, 생성된 반응기 퍼지 부산물 스트림은 연속적 또는 간헐적 방식으로 하류 설비 중 하나에 도입될 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 반응기 퍼지 스트림은, 상기 가용매분해 또는 가메탄올분해 설비(또는 반응기)로의 공급물 스트림이 고함량의 비활성 성분(예컨대, 텍스타일을 포함하는 혼합 폐-플라스틱의 재활용으로부터 유래된 것)을 갖는 경우, 가용매분해(또는 가메탄올분해) 반응기로부터 연속식으로 인출될 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 반응기로의 공급물 스트림 중 비활성 성분의 양이 상기 반응기 공급물 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 0.25 중량%, 적어도 0.35 중량%, 적어도 0.40 중량%, 적어도 0.45 중량%, 적어도 0.50 중량%, 적어도 0.55 중량%인 경우, 상기 반응기 퍼지는 연속적으로 수행될 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 반응기 퍼지 스트림은, 가용매분해 또는 가메탄올분해 설비(또는 반응기)로의 공급물 스트림이 더 낮은 함량의 비활성 성분을 갖는 경우, 가용매분해(또는 가메탄올분해) 반응기로부터 간헐적 방식으로 인출될 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 반응기로의 공급물 스트림 중 비활성 성분의 양이 상기 반응기 공급물 스트림의 총 중량을 기준으로 0.40 중량% 미만, 0.35 중량% 이하, 0.35 중량% 이하, 0.30 중량% 이하, 0.25 중량% 이하, 0.20 중량% 이하, 0.15 중량% 이하 또는 0.10 중량% 이하인 경우, 상기 반응기 퍼지는 간헐적으로(또는 회분식으로) 수행될 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 반응기 퍼지 스트림의 적어도 일부는 펠릿화되거나, 파스틸화되거나(pastillized) 또는 박편화되어(flaked) 고체를 형성할 수 있고, 상기 고체의 적어도 일부는 본원에 기재된 바와 같은 하나 이상의 하류 설비로 이송될 수 있다. 펠릿화는 더 높은 가교도(degree of cross-linking)(예를 들어, 적어도 6개, 적어도 7개, 적어도 8개, 또는 적어도 10개의 쇄 길이)를 갖는 반응기 퍼지 스트림으로 수행될 수 있고, 파스틸화 및 박편화는 더 낮은 가교도(예를 들어, 6개 미만, 5개 이하, 4개 이하, 또는 3개 이하의 쇄 길이)를 갖는 반응기 퍼지 스트림으로 수행될 수 있다.
펠릿화되는 경우, 용융된 공급물 스트림은 임의적으로 필터를 통과할 수 있고, 생성된 여액은 펠릿화기에 공급될 수 있다. 펠릿화기에서, 용융된 공급물은 복수의 구멍을 갖는 다이 플레이트를 통과하고, 생성된 중합체 스트랜드는, 임의적으로 수중에서, 절단되어 펠릿을 형성한다. 생성된 펠릿은, 최장 치수를 따라 측정시, 적어도 0.5 mm, 적어도 0.75 mm, 적어도 0.90 mm, 적어도 1 mm, 적어도 1.1 mm, 적어도 1.25 mm 및/또는 2.25 mm 이하, 2.1 mm 이하, 2 mm 이하, 1.75 mm 이하, 또는 1.6 mm 이하, 또는 0.5 내지 2.25 mm, 0.9 내지 2.1 mm, 또는 1 내지 2 mm 범위의 평균 입자 크기를 가질 수 있다.
파스틸화되는 경우, 용융된 공급물 스트림은 임의적으로 필터를 통과할 수 있고, 생성된 여액은 파스틸레이터(pastillator)에 공급될 수 있다. 파스틸레이터에서, 용융된 공급물은 회전하는 원통형 로토폼(rotoform)에 도입되어, 용융된 스트림의 방울을 움직이는 벨트 상에 떨어뜨린다. 상기 로토폼으로의 공급물의 온도는 적어도 230℃, 적어도 235℃, 적어도 240℃, 적어도 245℃, 적어도 250℃, 또는 적어도 255℃ 및/또는 270℃ 이하, 265℃ 이하, 260℃ 이하, 255℃ 이하, 또는 250℃ 이하, 또는 230 내지 270℃, 240 내지 265℃, 또는 250 내지 260℃ 범위일 수 있다.
적어도 27℃, 적어도 30℃, 적어도 32℃, 적어도 35℃ 및/또는 50℃ 이하, 45℃ 이하, 40℃ 이하, 35℃ 이하, 또는 32℃ 이하, 또는 27 내지 50℃, 30 내지 45℃, 또는 30 내지 40℃ 범위의 온도를 갖는 물 또는 다른 적합한 유체 매질이 상기 벨트에 적용될 수 있고, 이로써 용융된 방울을 냉각 및 고화시킬 수 있다. 이어서, 고체 파스틸(pastille)은, 본원에 논의된 바와 같은 화학적 재활용 설비(10) 내의 하나 이상의 위치로, 필요에 따라, 수집되고 이송될 수 있다. 생성된 파스틸은, 최장 입자 치수를 따라 측정시, 적어도 0.5 mm, 적어도 1 mm, 적어도 1.5 mm, 적어도 2 mm, 적어도 2.5 mm, 적어도 3 mm, 적어도 3.5 mm 또는 적어도 4 mm, 및/또는 8 mm 이하, 7.5 mm 이하, 7 mm 이하, 6.5 mm 이하, 6 mm 이하, 또는 1 내지 8 mm, 1.5 내지 7.5 mm, 2 내지 7 mm, 또는 4 내지 6 mm 범위의 평균 입자 크기를 가질 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 벨트 플레이커(flaker) 또는 드럼 플레이커를 사용하여 중합체 재료의 박편을 형성할 수 있다. 벨트 플레이커를 사용한 박편화 경우, 용융된 공급물 스트림이 필터를 통과할 수 있고, 생성된 여액은, 파스틸화에 대해 기재된 것과 유사한 방식으로, 원통형 로토폼에 공급될 수 있다. 그러나, 박편화에서는, 용융된 공급물 스트림이 벨트 상에 직접 떨어지도록, 로토폼의 회전 속도가 느려지거나 정지될 수 있다. 로토폼과 벨트의 속도 및 로토폼과 용융물의 온도는, 벨트 상에 목적하는 두께의 재료를 달성하도록 제어될 수 있다. 일반적으로, 로토폼으로의 공급물의 온도는 적어도 230℃, 적어도 235℃, 적어도 240℃, 적어도 245℃, 적어도 250℃, 또는 적어도 255℃ 및/또는 270℃ 이하, 265℃ 이하, 260℃ 이하, 255℃ 이하, 또는 250℃ 이하, 또는 230 내지 270℃, 240 내지 265℃, 또는 250 내지 260℃ 범위일 수 있다.
상기 벨트 상의 용융 중합체의 시트 또는 층에, 적어도 27℃, 적어도 30℃, 적어도 32℃, 적어도 35℃ 및/또는 50℃ 이하, 45℃ 이하, 40℃ 이하, 35℃ 이하, 또는 32℃ 이하, 또는 27 내지 50℃, 30 내지 45℃, 또는 30 내지 40℃ 범위의 온도를 갖는 물 또는 다른 적합한 유체 매질이 상기 벨트에 적용될 수 있으며, 이로써 용융된 재료를 냉각 및 고화시킬 수 있다. 고체 조각 또는 박편이 형성되고, 수집되고, 본원에 논의된 바와 같은 화학적 재활용 설비(10) 내의 하나 이상의 위치로, 필요에 따라, 이송된다. 생성된 박편의 평균 두께는, 박편의 가장 두꺼운 부분을 따라 측정시, 적어도 0.5 mm, 적어도 1 mm, 적어도 1.5 mm, 적어도 2 mm, 적어도 2.5 mm, 및/또는 4 mm 이하, 3.5 mm 이하, 3 mm 이하, 2.5 mm 이하, 2 mm 이하, 1.5 mm 이하, 1 mm 이하, 또는 0.75 mm 이하, 또는 0.5 내지 4 mm, 또는 1 내지 3 mm, 또는 1 내지 2 mm 범위일 수 있다.
드럼 플레이커를 사용한 박편화의 경우, 상기 공급물 스트림은 필터를 통과할 수 있으며, 생성된 용융된 여액은, 회전하고 내부적으로 냉각된 드럼의 표면 상에 침착될 수 있다. 상기 재료가 상기 냉각된 드럼 표면과 접촉하면, 이는 고화되고, 스크레이퍼 또는 고정 나이프를 사용하여 상기 재료를 박편으로 제거할 수 있다. 생성된 박편의 평균 두께는, 박편의 가장 두꺼운 부분을 따라 측정시, 적어도 0.5 mm, 적어도 1 mm, 적어도 1.5 mm, 적어도 2 mm, 적어도 2.5 mm 및/또는 4 mm 이하, 3.5 mm 이하, 3 mm 이하, 2.5 mm 이하, 2 mm 이하, 1.5 mm 이하, 1 mm 이하, 또는 0.75 mm 이하, 또는 0.5 내지 4 mm, 또는 1 내지 3 mm, 또는 1 내지 2 mm 범위일 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 도 2에서 가용매분해 설비(230)와 관련하여 일반적으로 도시된 바와 같이, 가용매분해 설비(30)의 반응 대역으로부터의 유출물 스트림은 임의적으로, 이전에 상세히 논의된 바와 같이, 상기 반응기의 하류에 위치한 비-PET 분리 대역(220)을 통해 보내질 수 있다. 이러한 반응기-후 비-PET 분리 대역(220)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 반응기 상류의 비-PET 분리 대역(220)에 추가적으로 또는 대안적으로 사용될 수 있다.
일반적으로 도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 반응 대역(240)(또는 가메탄올분해 설비(330) 내의 340) 또는 존재하는 경우 비-PET 분리 대역(220)으로부터 생성된 유출물 스트림(222)은 생성물 분리 대역(250)(또는 350)을 통과할 수 있고, 여기서 생성물 분리 대역(250)(또는 350)에 도입되는 공급물 스트림 중 주요 용매(또는 메탄올)의 적어도 50 중량%가 분리된다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 주요 용매(또는 가용매분해 설비가 가메탄올분해 설비인 경우, 메탄올)의 총 중량의 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 또는 적어도 90 중량%가 생성물 분리 대역(250)(또는 350)에서 공급물 스트림으로부터 분리될 수 있다.
도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 주요 용매(222)를 주로 포함하는 스트림(222)(또는 가메탄올분해 설비인 경우, 주로 메탄올을 포함하는 스트림(322))이 생성물 분리 대역(250)(또는 350)으로부터 제거될 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 이러한 주요 용매 스트림(222)(또는 메탄올 스트림(322))은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 적어도 95 중량%, 또는 적어도 99 중량%의 주요 용매(또는 메탄올)을 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 이러한 주요 용매 스트림(222)(또는 메탄올 스트림(322))의 적어도 일부 또는 전부는 가용매분해 설비(230)(또는 가메탄올분해 설비(330))의 입구로 재순환될 수 있으며, PET-함유 또는 PET-풍부 폐-플라스틱의 새로운 스트림과 함께 재순환될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 용매 스트림(222)(또는 메탄올 스트림(322))의 적어도 일부 또는 전부는 화학적 재활용 설비(10) 내부 또는 외부의 하나 이상의 다른 설비들로 보내질 수 있다.
추가적으로, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 생성물 분리 대역(250)(또는 350)은, 주요 글리콜-풍부 스트림(224) 및 주요 테레프탈릴-풍부 스트림(226)을 제공하도록 구성될 수 있거나, 또는 상기 설비가, 도 3에 도시된 바와 같은 가메탄올분해 설비인 경우, EG-풍부 스트림(324) 및 DMT-풍부 스트림(326)을 제공하도록 구성될 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 주요 글리콜 스트림(224)(또는 EG 스트림(324))은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 또는 적어도 85 중량%의 주요 글리콜(또는 EG)을 포함할 수 있다. 이는, 생성물 분리 대역(250)(또는 350)에 도입되는 주요 글리콜(또는 EG)의 총 중량의 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%에 해당할 수 있다.
유사하게, 주요 테레프탈릴 스트림(226)(또는 DMT 스트림(326))은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 또는 적어도 85 중량%의 주요 테레프탈릴(또는 DMT)을 포함할 수 있다. 이는, 생성물 분리 대역(250)(또는 350)에 도입되는 주요 테레프탈릴(또는 DMT)의 총 중량의 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95%에 해당할 수 있다.
주요 용매(또는 메탄올), 주요 글리콜(또는 EG), 및 주요 테레프탈릴(또는 DMT)이 풍부한 스트림을 제공하기 위해, 임의의 적합한 분리 장치 또는 방법이 생성물 분리 대역(250)(또는 350) 내에서 사용될 수 있다. 적합한 분리 방법의 예는, 비제한적으로, 증류, 추출, 경사분리 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 방법과 관련된 장비는 칼럼, 용기, 경사분리기, 멤브레인 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 주요 글리콜로부터 용매(또는 가메탄올분해의 경우, EG로부터 메탄올)를 분리하기 위해 하나 이상의 분리 단계를 수행할 수 있고, 주요 테레프탈릴로부터 주요 글리콜(또는 DMT로부터 EG)을 분리하기 위해 하나 이상의 다른 분리 단계를 수행할 수 있다.
도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 생성물 분리 대역(250)(350)으로부터 인출된 주요 글리콜 스트림(224(324))은 글리콜 분리 대역(260)으로 통과될 수 있고, 여기에 도입되는 스트림(224) 중 주요 글리콜의 적어도 50 중량%가 분리 제거될 수 있다. 가용매분해 설비가, 도 3에 도시된 바와 같은 가메탄올분해 설비인 경우, 글리콜 분리 대역은, 여기에 도입되는 스트림(324)으로부터 적어도 50 중량%의 EG를 분리하는데 사용되는 EG 분리 대역(360)이다. 글리콜 분리 대역(260)(또는 EG 분리 대역(360))은 임의의 적합한 장치를 포함할 수 있거나, 분리를 수행하는데 필요한 임의의 적합한 방법, 예컨대, 비제한적으로, 증류(공비 증류 포함), 추출, 여과 및 이들의 조합을 사용할 수 있다.
도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 글리콜 분리 대역(260)(또는 EG 분리 대역(360))은, 생성물 분리 대역(250)(또는 350)으로부터 인출된 글리콜 스트림(224)(또는 EG 스트림(324))으로부터 잔류 용매(또는 메탄올)의 적어도 일부를 분리하도록 구성될 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 글리콜(또는 EG) 분리 대역(204)(또는 304)으로부터 인출된 이러한 용매(또는 메탄올) 스트림은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%의 용매(또는 메탄올)를 포함할 수 있다.
추가적으로, 도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 재활용 함량 글리콜 스트림(206)(또는 재활용 함량 EG 스트림(306)) 및 글리콜 슬러지 스트림(228)(또는 EG 슬러지 스트림(328))이 또한 글리콜 분리 대역(260)(또는 360)으로부터 제거될 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, r-글리콜 스트림(206) 및 글리콜 슬러지 스트림(228)(또는 r-EG 스트림(306) 및 EG 슬러지 스트림(328))은 각각의 스트림의 총 중량을 기준으로 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 중량% 이하 또는 1 중량% 이하의 용매(또는 메탄올)를 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 글리콜 분리 대역(260)(또는 EG 분리 대역(360))은 주요 글리콜-풍부 스트림(206)을 제공하도록 구성될 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 글리콜-풍부 스트림(206)은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 적어도 95 중량%, 또는 적어도 97 중량%의 주요 글리콜을 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 글리콜 분리 대역(260)으로부터 인출된 글리콜 스트림(206)은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 적어도 95 중량%, 또는 적어도 99 중량%의 재활용 함량 글리콜을 포함할 수 있다. 이는, 가용매분해 설비(230)에서 생성된 r-글리콜의 총량의 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 적어도 95 중량%, 적어도 97 중량%, 또는 적어도 99 중량%에 해당할 수 있다.
가용매분해 설비가, 도 3에 도시된 바와 같은 가메탄올분해 설비(330)인 경우, EG 분리 대역(360)은 EG-풍부 스트림(306)을 제공하도록 구성된다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, EG 분리 대역(360)으로부터 인출된 EG 스트림(306)은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 적어도 95 중량%, 또는 적어도 97 중량%의 EG를 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, EG 분리 대역(360)으로부터 인출된 EG 스트림(306)은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 적어도 95 중량%, 또는 적어도 99 중량%의 재활용 함량 EG를 포함할 수 있다. 이는, 상기 가메탄올분해 설비에서 생성된 EG의 총량의 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 적어도 95 중량%, 적어도 97 중량%, 또는 적어도 99 중량%에 해당할 수 있으며, 이는 추가 처리, 저장 및/또는 사용으로 보내질 수 있다.
도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 글리콜 분리 대역(260)(또는 가메탄올분해의 경우, EG 분리 대역(360))은 또한 글리콜 칼럼 탑저 부산물 스트림(228)(또는 EG 탑저 부산물 스트림)을 제공하도록 구성될 수 있다. 용어 "글리콜 탑저" 또는 "글리콜 칼럼 탑저" 또는 "글리콜 슬러지"는, 주요 글리콜의 비점보다 높지만 주요 테레프탈릴의 비점보다 낮은 비점(또는 공비혼합물)을 갖는, 주요 글리콜 이외 성분을 지칭한다. 유사하게, 용어 "EG 탑저" 또는 "EG 칼럼 탑저" 또는 "EG 슬러지"는, 주요 글리콜의 비점보다 높지만 주요 테레프탈릴의 비점보다 낮은 비점(또는 공비혼합물)을 갖는, 주요 글리콜 이외 성분을 지칭한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 글리콜 칼럼 탑저(또는 글리콜 슬러지) 부산물 스트림(228)(또는 가메탄올분해의 경우, EG 탑저 또는 EG 슬러지 스트림(328))은 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%의, 주요 글리콜(또는 에틸렌 글리콜)의 비점보다 높은 비점을 갖는 성분을 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 글리콜 칼럼 탑저(또는 글리콜 슬러지) 부산물 스트림(228)(또는 가메탄올분해의 경우, EG 탑저 또는 EG 슬러지 스트림(328))은 60 중량% 이하, 55 중량% 이하, 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 중량% 이하, 또는 1 중량% 이하의, 주요 글리콜(또는 에틸렌 글리콜)의 비점보다 낮은 비점을 갖는 성분을 포함할 수 있다. 글리콜 칼럼 탑저(또는 글리콜 슬러지) 부산물 스트림(228)(또는 가메탄올분해의 경우, EG 탑저 또는 EG 슬러지 스트림(328))은 주요 글리콜(또는 에틸렌 글리콜)의 비점보다 높은 중간-범위 비점을 가질 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 탑저(또는 글리콜 슬러지) 부산물 스트림(228)(또는 가메탄올분해의 경우, EG 탑저 또는 EG 슬러지 스트림(328))은, 10 rad/s의 전단 속도 및 250℃의 온도에서 작동하는 V80-40 베인 스핀들을 갖는 브룩필드 R/S 유동계를 사용하여 측정시, 적어도 0.01 포아즈(P), 적어도 0.05 포아즈, 적어도 0.10 포아즈, 적어도 0.25 포아즈, 적어도 0.50 포아즈, 적어도 1 포아즈, 적어도 2 포아즈, 적어도 3 포아즈, 적어도 5 포아즈, 적어도 8 포아즈 및/또는 15 포아즈 이하, 12 포아즈 이하, 10 포아즈 이하, 8 포아즈 이하, 6 포아즈 이하, 5 포아즈 이하, 3 포아즈 이하, 2 포아즈 이하, 1 포아즈 이하 또는 0.5 포아즈 이하, 또는 0.01 내지 15 P, 0.05 내지 10 P 또는 0.10 내지 5 P 범위의 점도를 가질 수 있다.
글리콜 칼럼 탑저(또는 글리콜 슬러지) 부산물 스트림(228)(또는 가메탄올분해의 경우, EG 탑저 또는 EG 슬러지 스트림(328))의 총 고체 함량은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 10 중량% 이하, 8 중량% 이하, 6 중량% 이하, 5 중량% 이하, 3 중량% 이하, 2 중량% 이하, 1 중량% 이하, 또는 0.5 중량% 이하일 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 글리콜은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 적어도 92 중량%, 적어도 95 중량%, 적어도 97 중량%, 적어도 98 중량%, 적어도 99 중량%, 또는 적어도 99.5 중량%의 폴리에스터 잔기-함유 올리고머를 포함할 수 있다. 본원에서 용어 "폴리에스터 잔기"는, 폴리에스터의 부분 또는 잔부, 또는 폴리에스터의 부분 또는 잔부의 반응 생성물을 지칭한다.
상기 올리고머는 적어도 2개, 적어도 3개, 적어도 4개, 적어도 5개, 적어도 6개, 적어도 7개, 또는 적어도 8개의 단량체 단위 및/또는 30개 이하, 27개 이하, 25개 이하, 22개 이하, 20개 이하, 17개 이하, 15개 이하, 12개 이하, 또는 10개 이하의 단량체 단위의 쇄 길이, 또는 2 내지 30개의 단량체 단위, 3 내지 25개의 단량체 단위, 또는 5 내지 20개의 단량체 단위 범위의 쇄 길이를 가질 수 있다. 상기 올리고머는, 처리될 폴리에스터(예컨대, PET)의 잔기를 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 탑저(또는 글리콜 슬러지) 부산물 스트림(228)(또는 가메탄올분해의 경우, EG 탑저 또는 EG 슬러지 스트림(328))은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 0.01 중량%, 적어도 0.05 중량%, 적어도 0.10 중량%, 적어도 0.50 중량%, 적어도 1 중량%, 적어도 1.5 중량%, 및/또는 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 또는 2 중량% 이하의 올리고머 이외 성분을 포함하거나, 또는 상기 성분은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 40 중량%, 0.10 내지 30 중량%, 또는 1 내지 20 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 올리고머는 다이메틸 테레프탈레이트 이외의 하나 이상의 에스터, 테레프탈산 이외의 하나 이상의 카복실산, 및/또는 에틸렌 글리콜 이외의 하나 이상의 글리콜의 잔기를 추가로 포함한다. 예를 들어, 상기 올리고머는, 다이에틸렌 글리콜, 트라이에틸렌 글리콜, 1,4-사이클로헥산-다이메탄올, 프로판-1,3-다이올, 부탄-1,4-다이올, 펜탄-1,5-다이올, 헥산-1,6-다이올, 네오펜틸 글리콜, 3-메틸펜탄다이올-(2,4), 2-메틸펜탄다이올-(1,4), 2,2,4-트라이메틸펜탄-다이올-(1,3), 2-에틸헥산다이올-(1,3), 2,2-다이에틸프로판-다이올-(1,3), 헥산다이올-(1,3), 1,4-다이-(하이드록시에톡시)-벤젠, 2,2-비스-(4-하이드록시사이클로헥실)-프로판, 2,4-다이하이드록시-1,1,3,3-테트라메틸-사이클로부탄, 2,2,4,4- 테트라메틸사이클로부탄다이올, 2,2-비스-(3-하이드록시에톡시페닐)-프로판, 2,2-비스-(4-하이드록시프로폭시페닐)-프로판, 이소소르바이드, 하이드로퀴논, BDS-(2,2-(설포닐비스)-4,1-페닐렌옥시))비스(에탄올), 프탈산, 이소프탈산, 나프탈렌-2,6-다이카복실산, 사이클로헥산다이카복실산, 사이클로헥산 다이아세트산, 다이페닐-4,4'-다이카복실산, 다이페닐-3,4'-다이카복실산, 2,2-다이메틸-1,3-프로판다이올, 다이카복실산, 석신산, 글루타르산, 아디프산, 아젤라산, 세바스산, 및 이들의 조합물 중 하나 이상의 잔기를 추가로 포함할 수 있다.
탑저(또는 글리콜 슬러지) 부산물 스트림(228)(또는 가메탄올분해의 경우, EG 탑저 또는 EG 슬러지 스트림(328))은 또한, 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 0.5 중량%, 적어도 1 중량%, 적어도 2 중량%, 적어도 3 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 8 중량% 및/또는 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 12 중량% 이하, 10 중량% 이하의 양의 주요 글리콜(또는 가메탄올분해의 경우, 에틸렌 글리콜)을 포함할 수 있거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 0.5 내지 30 중량%, 1 내지 25 중량%, 또는 5 내지 20 중량% 범위의 양의 주요 글리콜(또는 에틸렌 글리콜)을 포함할 수 있다. 주요 글리콜(또는 에틸렌 글리콜)은 그 자체로서(자유 상태로서) 또는 다른 화합물의 잔기로서 존재할 수 있다. (처리될 PET 또는 기타 중합체의 특정 유형에 따라) 다른 가능한 주요 글리콜의 다른 예는, 비제한적으로, 다이에틸렌 글리콜, 네오펜틸 글리콜, 1,4-사이클로헥산다이메탄올 및 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄다이올을 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 글리콜 칼럼 탑저(또는 글리콜 슬러지) 부산물 스트림(228)은 주요 글리콜 이외의 하나 이상의 글리콜을 추가로 포함할 수 있다. 가메탄올분해의 경우, EG 탑저 또는 EG 슬러지 스트림(328)은 EG 이외의 하나 이상의 글리콜을 포함할 수 있다. 다른 글리콜의 일부 예는, 비제한적으로, 다이에틸렌 글리콜, 트라이에틸렌 글리콜, 1,4-사이클로헥산-다이메탄올, 프로판-1,3-다이올, 부탄-1,4-다이올, 펜탄-1,5-다이올, 헥산-1,6-다이올, 네오펜틸 글리콜, 3-메틸펜탄다이올-(2,4), 2-메틸펜탄다이올-(1,4), 2,2,4-트라이메틸펜탄-다이올-(1,3), 2-에틸헥산다이올-(1,3), 2,2-다이에틸프로판-다이올-(1,3), 헥산다이올-(1,3), 1,4-다이-(하이드록시에톡시)-벤젠, 2,2-비스-(4-하이드록시사이클로헥실)-프로판, 2,4-다이하이드록시-1,1,3,3-테트라메틸-사이클로부탄, 2,2,4,4-테트라메틸사이클로부탄다이올, 2,2-비스-(3-하이드록시에톡시페닐)-프로판, 2,2-비스-(4-하이드록시프로폭시페닐)-프로판, 이소소르바이드, 하이드로퀴논, BDS-(2,2-(설포닐비스)-4,1-페닐렌옥시))비스(에탄올), 및 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 다른 글리콜은 에틸렌 글리콜이 아니거나, 이를 포함하지 않을 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 주요 글리콜(또는 가메탄올분해의 경우, 에틸렌 글리콜) 이외의 글리콜은, 상기 스트림 중 글리콜의 총 중량을 기준으로 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량% 및/또는 99 중량% 이하, 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 80 중량% 이하, 75 중량% 이하, 70 중량% 이하, 65 중량% 이하, 60 중량% 이하, 55 중량% 이하, 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 또는 35 중량% 이하의 양으로, 또는 5 내지 75 중량%, 10 내지 60 중량%, 또는 15 내지 45 중량% 범위의 양으로 글리콜 칼럼 탑저(또는 글리콜 슬러지) 부산물 스트림(228)(또는 가메탄올분해의 경우, EG 탑저 또는 EG 슬러지 스트림(328)에 존재할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 주요 글리콜(또는 에틸렌 글리콜) 이외의 하나 이상의 글리콜 대 주요 글리콜(또는 에틸렌 글리콜)의 중량비는 적어도 0.5:1, 적어도 0.55:1, 적어도 0.65:1, 적어도 0.70:1, 적어도 0.75:1, 적어도 0.80:1, 적어도 0.85:1, 적어도 0.90:1, 적어도 0.95:1, 적어도 0.97: 1, 적어도 0.99:1, 적어도 1:1, 적어도 1.05:1, 적어도 1.1:1, 적어도 1.15:1, 적어도 1.2:1, 또는 적어도 1.25:1이다. 추가적으로 또는 대안적으로, 주요 글리콜(또는 에틸렌 글리콜) 이외의 하나 이상의 글리콜 대 주요 글리콜(또는 에틸렌 글리콜)의 중량비는 5 이하:1, 4.5 이하:1, 4 이하:1, 3.5 이하:1, 3 이하:1, 2.5 이하:1, 2 이하:1, 1.5 이하:1, 1.25 이하:1, 또는 1 이하:1이거나, 이는 0.5:1 내지 5:1, 또는 0.75:1 내지 3.5:1, 또는 0.95:1 내지 1.25:1 범위일 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 가용매분해 설비(230)(또는 가메탄올분해 설비(330))로부터 인출되고/되거나 도 1에 도시된 하류 설비들 중 하나 이상에 도입되는 탑저(또는 글리콜 슬러지) 부산물 스트림(228)(또는 가메탄올분해의 경우, EG 탑저 또는 EG 슬러지 스트림(328))은, 가용매분해 설비(230)(또는 가메탄올분해 설비(330))로부터 인출되는 경우, 적어도 150℃, 적어도 155℃, 적어도 160℃, 적어도 165℃, 적어도 170℃, 적어도 175℃, 적어도 180℃, 적어도 185℃, 적어도 190℃, 또는 적어도 195℃, 및/또는 260℃ 이하, 255℃ 이하, 250℃ 이하, 245℃ 이하, 240℃ 이하, 235℃ 이하, 230℃ 이하, 또는 225℃ 이하의 온도를 가질 수 있거나, 이는 150 내지 260℃, 175 내지 250℃, 또는 190 내지 240℃ 범위일 수 있다. 스트림(228)(또는 328)은 액체, 용융물, 슬러리, 또는 복수의 고체 입자의 형태일 수 있다.
다시, 도 2를 참조하면, 주요 테레프탈릴(226)을 주로 포함하는 스트림은, 생성물 분리 대역(250)으로부터 테레프탈릴 분리 대역(270)으로 통과될 수 있으며, 이때 상기 테레프탈릴 분리 대역에 도입되는 스트림 중 주요 테레프탈릴의 적어도 50 중량%가 분리 제거된다. 상기 설비가, 도 3에 도시된 바와 같은 가메탄올분해 설비인 경우, 주로 DMT(326)를 포함하는 스트림은 생성물 분리 대역(350)으로부터 DMT 분리 대역(370)으로 통과될 수 있다. 가용매분리 설비(230)의 테레프탈릴 분리 대역(270)(또는 가메탄올분해 설비(330)의 DMT 분리 대역(370))은 임의의 적합한 장치를 포함할 수 있거나, 분리를 수행하는데 필요한 임의의 적합한 방법, 예컨대, 비제한적으로, 증류(공비 증류 포함), 추출, 여과, 결정화, 세척, 건조 및 이들의 조합을 사용할 수 있다.
도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 테레프탈릴 분리 대역(270)(또는 DMT 분리 대역(370))은 주요 테레프탈릴-풍부 스트림(208)(또는 DMT-풍부 스트림(308))을 제공하도록 구성될 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 테레프탈릴 스트림(208)(또는 DMT 스트림(308))은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 적어도 95 중량%, 또는 적어도 97 중량%의 테레프탈릴(또는 DMT)을 포함할 수 있다. 이는, 가용매분해 설비(230)(또는 가메탄올분해 설비(330))에서 생성된 테레프탈릴(또는 DMT)의 총량의 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 적어도 95 중량%, 또는 적어도 99 중량%에 해당된다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 테레프탈릴 분리 대역으로부터 인출된 테레프탈릴 스트림(208)(또는 DMT 스트림(308))은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 적어도 95 중량%, 또는 적어도 99 중량%의 재활용 함량 테레프탈릴을 포함할 수 있다. 테레프탈릴 스트림(208)(또는 DMT 스트림(308))은 추가 처리, 저장 및/또는 사용으로 보내질 수 있다.
상기 가용매분해 설비가, 도 3에 도시된 바와 같이 가메탄올분해 설비(330)인 경우, DMT 분리 대역(370)은 재활용 함량 DMT(r-DMT)-풍부 스트림(308)을 제공하도록 구성된다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, r-DMT 스트림(308)은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 적어도 95 중량%, 또는 적어도 97 중량%의 r-DMT를 포함할 수 있다. 이는, 가메탄올분해 설비(330)에서 생성된 r-DMT의 총량의 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 적어도 95 중량%, 적어도 97 중량%, 또는 적어도 99 중량%에 해당할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, DMT 분리 대역(370)으로부터 인출된 DMT 스트림(308)은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 적어도 95 중량%, 또는 적어도 99 중량%의 재활용 함량 DMT를 포함할 수 있다. r-DMT 스트림(308)은 추가 처리, 저장 및/또는 사용으로 보내질 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 테레프탈릴 분리 대역(270)은 또한 테레프탈릴 탑저(또는 테레프탈릴 슬러지) 부산물 스트림(232)을 제공하도록 구성될 수 있다. 용어 "테레프탈릴 탑저" 또는 "테레프탈릴 칼럼 탑저" 또는 "테레프탈릴 슬러지"는, 주요 테레프탈릴의 비점보다 높은 비점(또는 공비혼합물)을 갖는 주요 테레프탈릴 이외 성분을 지칭한다. 유사하게, 도 3의 가메탄올분해 설비(330)에 도시된 DMT 분리 대역(370)은 또한, DMT 탑저(또는 DMT 슬러지) 부산물 스트림(332)을 제공하도록 구성될 수 있다. 용어 "테레프탈릴 탑저" 또는 "테레프탈릴 칼럼 탑저" 또는 "테레프탈릴 슬러지"는, 주요 테레프탈릴의 비점보다 높은 비점(또는 공비혼합물)을 갖는 주요 테레프탈릴 이외 성분을 지칭한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 테레프탈릴 탑저 또는 슬러지 부산물 스트림(232)(또는 DMT 탑저 또는 슬러지 부산물 스트림(332))은, 주요 테레프탈릴(또는 DMT)의 비점보다 높은 비점을 갖는 성분을 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량% 포함한다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 테레프탈릴 탑저 또는 슬러지 부산물 스트림(232)(또는 DMT 탑저 또는 슬러지 부산물 스트림(332))은, DMT의 비점보다 낮은 비점을 갖는 성분을 60 중량% 이하, 55 중량% 이하, 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 3 중량% 이하, 2 중량% 이하, 또는 1 중량% 이하로 포함한다. 테레프탈릴 탑저 또는 슬러지 부산물 스트림(232)(또는 DMT 탑저 또는 슬러지 부산물 스트림(332))은, 주요 테레프탈릴(또는 DMT)의 비점보다 높은 중간-범위 비점을 가질 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 테레프탈릴 탑저 또는 슬러지 부산물 스트림(232)(또는 DMT 탑저 또는 슬러지 부산물 스트림(332))은, 10 rad/s의 전단 속도 및 250℃의 온도에서 작동하는 V80-40 베인 스핀들을 갖는 브룩필드 R/S 유동계로 측정시, 적어도 0.01 포아즈(P), 적어도 0.05 포아즈, 적어도 0.10 포아즈, 적어도 0.10 포아즈, 적어도 0.25 포아즈, 적어도 0.50 포아즈, 적어도 1 포아즈, 적어도 2 포아즈, 적어도 3 포아즈, 적어도 5 포아즈, 적어도 6 포아즈, 또는 적어도 8 포아즈 및/또는 10 포아즈 이하, 8 포아즈 이하, 6 포아즈 이하, 5 포아즈 이하, 3 포아즈 이하, 2 포아즈 이하, 1 포아즈 이하, 0.5 포아즈 이하, 0.1 포아즈 이하, 0.05 포아즈 이하, 또는 0.025 포아즈 이하의 점도를 갖거나, 이는 0.01 내지 10 P, 0.05 내지 6 P 또는 1 내지 5 P 범위의 점도를 가질 수 있다.
테레프탈릴 탑저 또는 슬러지 부산물 스트림(232)(또는 DMT 탑저 또는 슬러지 부산물 스트림(332))의 총 고체 함량은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 10 중량% 이하, 8 중량% 이하, 6 중량% 이하, 5 중량% 이하, 3 중량% 이하, 2 중량% 이하, 1 중량% 이하, 0.5 중량% 이하일 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 테레프탈릴 슬러지 부산물 스트림(232)(또는 DMT 슬러지 부산물 스트림(332))은, 파스틸화, 펠릿화 또는 박편화에 의해 형성된 DMT 입자를 포함할 수 있다. 상기 입자는, 존재하는 경우, 입자로서 이송되거나, 액체와 합쳐져 슬러리를 형성할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 테레프탈릴 탑저 또는 슬러지 부산물 스트림(232)(또는 DMT 탑저 또는 슬러지 부산물 스트림(332))은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 적어도 92 중량%, 적어도 95 중량%, 적어도 97 중량%, 적어도 98 중량%, 적어도 99 중량%, 또는 적어도 99.5 중량%의, 폴리에스터의 잔기를 포함하는 올리고머를 포함할 수 있다. 상기 올리고머는 적어도 2개, 적어도 3개, 적어도 4개, 적어도 5개, 적어도 6개, 적어도 7개, 또는 적어도 8개의 단량체 단위 및/또는 30개 이하, 27개 이하, 25개 이하, 22개 이하, 20개 이하, 17개 이하, 15개 이하, 12개 이하, 또는 10개 이하의 단량체 단위의 쇄 길이를 가질 수 있거나, 이는 2 내지 30개의 단량체 단위, 4 내지 25개의 단량체 단위, 또는 5 및 20개의 단량체 단위 범위일 수 있다.
상기 올리고머는 처리될 폴리에스터(예컨대, PET)의 잔기를 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 테레프탈릴 탑저 부산물 스트림은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 0.01 중량%, 적어도 0.05 중량%, 적어도 0.10 중량%, 적어도 0.50 중량%, 적어도 1 중량%, 또는 적어도 1.5 중량% 및/또는 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하 또는 2 중량% 이하의 올리고머 이외 성분을 포함하거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 40 중량%, 0.10 내지 30 중량%, 또는 1 내지 10 중량% 범위일 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 올리고머는, 다이메틸 테레프탈레이트 이외의 하나 이상의 에스터, 테레프탈산 또는 DMT 이외의 하나 이상의 카복실산, 및/또는 에틸렌 글리콜 이외의 하나 이상의 글리콜의 잔기를 추가로 포함한다. 예를 들어, 상기 올리고머는 다이에틸렌 글리콜, 트라이에틸렌 글리콜, 1,4-사이클로헥산-다이메탄올, 프로판-1,3-다이올, 부탄-1,4-다이올, 펜탄-1,5-다이올, 헥산-1,6-다이올, 네오펜틸 글리콜, 3-메틸펜탄다이올-(2,4), 2-메틸펜탄다이올-(1,4), 2,2,4-트라이메틸펜탄-다이올-(1,3), 2-에틸헥산다이올-(1,3), 2,2-다이에틸프로판-다이올-(1,3), 헥산다이올-(1,3), 1,4-다이-(하이드록시에톡시)-벤젠, 2,2-비스-(4-하이드록시사이클로헥실)-프로판, 2,4-다이하이드록시-1,1,3,3-테트라메틸-사이클로부탄, 2,2,4,4-테트라메틸사이클로부탄다이올, 2,2-비스-(3-하이드록시에톡시페닐)-프로판, 2,2-비스-(4-하이드록시프로폭시페닐)-프로판, 이소소르바이드, 하이드로퀴논, BDS-(2,2-(설포닐비스)-4,1-페닐렌옥시))비스(에탄올), 프탈산, 이소프탈산, 나프탈렌-2,6-다이카복실산, 사이클로헥산다이카복실산, 사이클로헥산다이아세트산, 다이페닐-4,4'-다이카복실산, 다이페닐-3,4'-다이카복실산, 2,2-다이메틸-1,3-프로판다이올, 다이카복실산, 석신산, 글루타르산, 아디프산, 아젤라산, 세바스산, 및 이들의 조합물 중 하나 이상의 잔기를 추가로 포함할 수 있다.
테레프탈릴 탑저 또는 슬러지 부산물 스트림(232)(또는 DMT 탑저 또는 슬러지 부산물 스트림(332))은 또한 상기 부산물 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량% 및/또는 99 중량% 이하, 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 80 중량% 이하, 75 중량% 이하, 70 중량% 이하, 65 중량% 이하, 60 중량% 이하, 55 중량% 이하, 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 또는 40 중량% 이하의 양의 주요 테레프탈릴 또는 가메탄올분해의 경우 DMT를 포함할 수 있거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 40 내지 99 중량%, 50 내지 90 중량%, 또는 55 내지 90 중량%의 양으로 존재할 수 있다.
추가적으로, 테레프탈릴 탑저 또는 슬러지 부산물 스트림(232)(또는 DMT 탑저 또는 슬러지 부산물 스트림(332))은 소량의 주요 글리콜(또는 가메탄올분해의 경우, 에틸렌 글리콜)을 포함할 수 있다. (처리될 PET 또는 다른 중합체에 따라) 가능한 주요 글리콜의 예는, 비제한적으로, 다이에틸렌 글리콜, 네오펜틸 글리콜, 1,4-사이클로헥산다이메탄올, 및 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄다이올을 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 테레프탈릴 탑저 또는 슬러지 부산물 스트림(232)(또는 DMT 탑저 또는 슬러지 부산물 스트림(332))은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 10 중량% 이하, 8 중량% 이하, 6 중량% 이하, 5 중량% 이하, 4 중량% 이하, 2 중량% 이하, 1 중량% 이하, 또는 0.5 중량% 이하의 주요 글리콜(또는 에틸렌 글리콜)을 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 테레프탈릴 탑저 또는 슬러지 부산물 스트림(232)(또는 DMT 탑저 또는 슬러지 부산물 스트림(332))은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 10 중량% 이하, 8 중량% 이하, 6 중량% 이하, 5 중량% 이하, 4 중량% 이하, 2 중량% 이하, 1 중량% 이하, 0.5 중량% 이하의, 주요 테레프탈릴(또는 DMT) 이외의 테레프탈릴(또는 카복실)을 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 테레프탈릴 탑저 또는 슬러지 부산물 스트림(232)(또는 DMT 탑저 또는 슬러지 부산물 스트림(332))은 치환된 테레프탈릴 성분을 하나 이상 추가로 포함할 수 있다. 본원에서 용어 "치환된 테레프탈릴"은, 치환된 원자 또는 기를 하나 이상 갖는 테레프탈릴 성분을 지칭한다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 테레프탈릴 탑저 또는 슬러지 부산물 스트림(232)(또는 DMT 탑저 또는 슬러지 부산물 스트림(332))은, 테레프탈릴 탑저 또는 슬러지 부산물 스트림(232)(또는 DMT 탑저 또는 슬러지 부산물 스트림(332))의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량ppb, 적어도 100 중량ppb, 적어도 500 중량ppb, 또는 적어도 1 중량ppm, 적어도 50 중량ppm, 적어도 1000 중량ppm, 적어도 2500 중량ppm, 적어도 5000 중량ppm, 적어도 7500 중량ppm, 또는 적어도 10,000 중량ppm, 또는 적어도 1 중량%, 적어도 2 중량%, 또는 적어도 5 중량% 및/또는 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 중량% 이하, 1 중량% 이하, 0.5 중량% 이하, 0.1 중량% 이하, 0.05 중량% 이하, 또는 0.01 중량% 이하의 치환된 테레프탈릴 성분을 포함할 수 있거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 100 중량ppb 내지 20 중량%, 100 중량ppm 내지 10 중량%, 또는 2500 중량ppm 내지 5 중량% 범위로 존재한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 주요 테레프탈릴(또는 가메탄올분해의 경우, DMT) 이외의 테레프탈릴은 상기 스트림 중 테레프탈릴의 총 중량을 기준으로 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량% 및/또는 99 중량% 이하, 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 80 중량% 이하, 75 중량% 이하, 70 중량% 이하, 65 중량% 이하, 60 중량% 이하, 55 중량% 이하, 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하 또는 35 중량% 이하의 양으로 테레프탈릴 탑저 또는 슬러지 부산물 스트림(232)(또는 DMT 탑저 또는 슬러지 부산물 스트림)에 존재할 수 있거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 15 내지 75 중량%, 20 내지 65 중량%, 또는 25 내지 50 중량%의 양으로 존재할 수 있다.
주요 테레프탈릴 이외의 하나 이상의 테레프탈릴 대 주요 테레프탈릴의 중량비는 적어도 0.5:1, 적어도 0.55:1, 적어도 0.65:1, 적어도 0.70:1, 적어도 0.75:1, 적어도 0.80:1, 적어도 0.85:1, 적어도 0.90:1, 적어도 0.95:1, 적어도 0.97:1, 적어도 0.99:1, 적어도 1:1, 적어도 1.05:1, 적어도 1.1:1, 적어도 1.15:1, 적어도 1.2:1, 또는 적어도 1.25:1이다. 추가적으로 또는 대안적으로, 주요 테레프탈릴 이외의 하나 이상의 테레프탈릴 대 주요 테레프탈릴의 중량비는 5 이하:1, 4.5 이하:1, 4 이하:1, 3.5:1, 3 이하:1, 2.5 이하:1, 2 이하:1, 1.5 이하:1, 1.25 이하:1, 1 이하:1이거나, 이는 0.5:1 내지 5:1, 0:75:1 내지 3.5:1, 또는 1:1 내지 2.5:1의 범위일 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 가용매분해 설비(230)(또는 가메탄올분해 설비(330))로부터 인출된 테레프탈릴 탑저 또는 슬러지 부산물 스트림(232)(또는 DMT 탑저 또는 슬러지 부산물 스트림(332)), 및/또는 도 1에 도시된 하류 설비들 중 하나 이상에 도입되는 테레프탈릴 탑저 또는 슬러지 부산물 스트림(232)(또는 DMT 탑저 또는 슬러지 부산물 스트림(332))은, 가용매분해 설비(230)(또는 가메탄올분해 설비(330))로부터 인출되는 경우, 적어도 150℃, 적어도 155℃, 적어도 160℃, 적어도 165℃, 적어도 170℃, 적어도 175℃, 적어도 180℃, 적어도 185℃, 적어도 190℃, 또는 적어도 195℃ 및/또는 260℃ 이하, 255℃ 이하, 250℃ 이하, 245℃ 이하, 240℃ 이하, 235℃ 이하, 230℃ 이하 또는 225℃ 이하의 온도를 가질 수 있거나, 이는 150 내지 260℃, 175 내지 250℃, 또는 195 내지 225℃ 범위일 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 테레프탈릴 탑저 또는 슬러지 부산물 스트림(232)(또는 DMT 탑저 또는 슬러지 부산물 스트림(332))은, DMT의 비점보다 높은 비점을 갖는 성분을 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량% 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 테레프탈릴 탑저 또는 슬러지 부산물 스트림(232)(또는 DMT 탑저 또는 슬러지 부산물 스트림(332))은, DMT의 비점보다 낮은 비점을 갖는 성분을 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 중량% 이하, 또는 1 중량% 이하로 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 가용매분해 설비(230)(또는 가메탄올분해 설비(330))로부터 인출된 상기 부산물 스트림 중 하나 이상, 예컨대 폴리올레핀-함유 부산물 스트림(216a, 216b)(또는 316), 테레프탈릴(또는 DMT) 슬러지 스트림(232)(또는 332), 및 반응기 퍼지 부산물 스트림((218)(또는 318))은 고체일 수 있거나, 고체를 포함할 수 있다. 이러한 스트림의 예는, 고체 이송 장치 및 시스템에 의해 이송될 수 있는 고체 입자 뿐만 아니라 용융물 및 슬러리를 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 폴리올레핀-함유 부산물 스트림(216a, 216b)(또는 316)은 펠릿화되거나 미세-펠릿화되어 가스화기로 보내지거나, 생성물 스트림으로서 판매될 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 테레프탈릴 슬러지(232)(또는 DMT 슬러지(332))는 임의의 적합한 방법에 의해(예를 들어, 드럼 플레이커에 의해) 파스틸 또는 박편으로 형성될 수 있고, 상기 파스틸 또는 박편은 POX 가스화 설비(50) 및/또는 추가의 이송, 저장, 사용 및/또는 폐기로 이송될 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 테레프탈릴 슬러지(232)(또는 DMT 슬러지(332))는 액상 스트림으로서(예를 들어, 용융물 또는 슬러리로서) POX 가스화 설비(50) 및/또는 에너지 생성/생산 설비(80)로 이송될 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 반응기 퍼지 부산물 스트림(218)(또는 318)은 임의의 적절한 방법에 의해(예를 들어, 드럼 플레이커에 의해) 파스틸 또는 박편으로 형성될 수 있고, 상기 파스틸 또는 박편은 POX 가스화 설비(50) 및/또는 추가의 이송, 저장, 사용 및/또는 폐기로 이송된다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 반응기 퍼지 부산물 스트림(218)(또는 318)은 액상 스트림으로서(예를 들어, 용융물 또는 슬러리로서) POX 가스화 설비(50) 및/또는 에너지 생성/생산 설비(80)로 이송될 수 있다. 이들 중 하나 이상은, 상기 반응기로부터의 퍼지가 연속적인 경우 수행될 수 있다. 이는, 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같은 가용매분해(또는 가메탄올분해) 설비(30) 또는 화학적 재활용 설비(10)로의 공급물 중 비활성 성분의 총 함량이 상기 공급물 스트림의 총 함량을 기준으로 0.40 중량% 미만, 0.35 중량% 이하, 0.30 중량% 이하, 0.25 중량% 이하, 0.20 중량% 이하, 0.15 중량% 이하 또는 0.10 중량% 이하인 경우에 수행될 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 반응기 퍼지 부산물 스트림(218)(또는 318)은 임의의 적합한 방법에 의해 펠릿 또는 마이크로-펠릿으로 형성될 수 있고, 상기 펠릿은 POX 가스화 설비(50) 및/또는 추가의 이송, 보관, 사용 및/또는 폐기로 이송될 수 있다. 이들 중 하나 이상은, 상기 반응기로부터의 퍼지가 배취인 경우 수행될 수 있다. 이는, 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같은 가용매분해(또는 가메탄올분해) 설비(30) 또는 화학적 재활용 설비(10)로의 공급물 중 비활성 성분의 총 함량이 상기 공급물 스트림의 총 함량을 기준으로 적어도 0.40 중량%, 적어도 0.45 중량%, 적어도 0.50 중량%, 적어도 0.55 중량%, 또는 적어도 0.60 중량%인 경우에 수행될 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 글리콜 슬러지(228)(또는 EG 슬러지(328))는 액상 스트림으로서 POX 가스화 설비(50) 및/또는 에너지 생성/생산 설비(80)로 이송될 수 있다. 이들 중 하나 이상은, 상기 반응기로부터의 퍼지가 연속적인 경우 수행될 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 가용매분해 부산물 스트림의 전부 또는 일부는 가용매분해 설비(30)로부터 인출될 수 있고, 추가 처리, 저장, 판매 및/또는 폐기로 보내질 수 있다. 이는, 상기 논의된 바와 같은, 상기 폴리올레핀-함유 부산물 스트림, 상기 반응기 퍼지 부산물 스트림, 상기 글리콜 칼럼 탑저 부산물 스트림, 및 상기 테레프탈릴 칼럼 탑저 스트림 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
고화 설비
다시, 도 1을 참조하면, 화학적 재활용 설비(10)는 또한 고화 설비(40)를 포함할 수 있다. 본원에서 용어 "고화"는, 물리적 수단(예를 들어, 냉각) 및/또는 화학적 수단(예컨대, 침전)을 통해 비고체 물질이 고형 물질이 되게 하는 것을 지칭한다. "고화 설비"는, 폐-플라스틱으로부터 유래된 공급원료의 고화를 수행하는데 필요한 모든 장비, 라인 및 제어 장치를 포함하는 설비이다.
이제, 도 4를 참조하면, 일반적으로 도 1에 도시된 바와 같은 화학적 재활용 설비(10)에 사용하기에 적합한 고화 설비(40)의 개략도가 제공된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 고화 설비(40)에 도입되는 공급물 스트림(112)은 상기 화학적 재활용 설비 내의 하나 이상의 위치로부터 유래될 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 고화 설비(40)로의 공급물 스트림은, (i) 전술된 바와 같은 하나 이상의 가용매분해(또는 가메탄올분해) 부산물 스트림(110), (ii) 열분해 오일(파이오일(pyoil)) 스트림(120), 및 (iii) 열분해 잔사 스트림(122) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 이들 스트림(110, 120, 122) 중 하나 이상은 고화 설비(40)에 연속적에 도입될 수 있고/있거나, 이들 스트림(110, 120, 122) 중 하나 이상은 간헐적으로 도입될 수 있다. 여러 유형의 공급물 스트림이 존재하는 경우, 이들 각각은 개별적에 도입될 수 있거나, 이들 스트림의 전부 또는 일부가 합쳐져, 합친 스트림이 고화 설비(40)에 도입되도록 할 수 있다. 상기 합침은, 수행되는 경우, 연속식 또는 회분식(간헐적 방식)으로 수행될 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 고화 설비(40)로의 공급물 스트림(112)은, 고화 설비(40)에 도입되는 공급물 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%의 하나 이상의 가용매분해 부산물 스트림(110)을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 고화 설비(40)로의 공급물 스트림은, 고화 설비(40)에 도입되는 공급물 스트림의 총 중량을 기준으로 99 중량% 이하, 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 80 중량% 이하, 75 중량% 이하, 70 중량% 이하, 65 중량% 이하, 60 중량% 이하, 55 중량% 이하, 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 중량% 이하 또는 1 중량% 이하의 하나 이상의 가용매분해 부산물 스트림(110)을 포함할 수 있거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 1 내지 99 중량%, 10 내지 90 중량%, 또는 20 내지 80 중량% 범위의 양의 하나 이상의 가용매분해 스트림을 포함할 수 있다.
고화 설비(40)에 도입되는 가용매분해 부산물 스트림(110)은, 고화 설비(40)에 도입되는 가용매분해 부산물 스트림(들)의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%의 총 재활용 함량을 가질 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 고화 설비(40)로의 공급물 스트림(112)은, 고화 설비(40)에 도입되는 공급물 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%의 열분해 오일을 포함할 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 고화 설비(40)로의 공급물 스트림(112)은, 고화 설비(40)에 도입되는 공급물 스트림(112)의 총 중량을 기준으로 99 중량% 이하, 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 80 중량% 이하, 75 중량% 이하, 70 중량% 이하, 65 중량% 이하, 60 중량% 이하, 55 중량% 이하, 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 중량% 이하, 또는 1 중량% 이하의 열분해 오일을 포함할 수 있다. 고화 설비(40)에 도입되는 열분해 오일(120)은, 고화 설비(40)에 도입되는 열분해 오일(120)의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%의 총 재활용 함량을 가질 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 고화 설비(40)로의 공급물 스트림(112)은, 고화 설비(40)에 도입되는 공급물 스트림(112)의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%의 열분해 잔사(122)를 포함할 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 고화 설비(40)로의 공급물 스트림(112)은, 고화 설비(40)에 도입되는 공급물 스트림의 총 중량을 기준으로 99 중량% 이하, 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 80 중량% 이하, 75 중량% 이하, 70 중량% 이하, 65 중량% 이하, 60 중량% 이하, 55 중량% 이하, 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 중량% 이하, 또는 1 중량% 이하의 열분해 잔사(122)를 포함할 수 있다. 고화 설비(40)에 도입되는 열분해 잔사(122)는, 고화 설비(40)에 도입되는 열분해 잔사(122)의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%의 총 재활용 함량을 가질 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 합친 공급물 스트림(112)에서 스트림들 중 임의의 하나의 스트림 대 또다른 스트림의 중량비는 적어도 1:10, 적어도 1:9, 적어도 1:8, 적어도 1:7, 적어도 1:6, 적어도 1:5, 적어도 1:4, 적어도 1:3, 적어도 1:2, 적어도 1:1.5, 또는 적어도 1:1 및/또는 또는 10 이하:1, 9 이하:1, 8 이하:1, 7 이하:1, 6 이하:1, 5 이하:1, 4 이하:1, 3 이하:1, 2 이하:1, 1.5 이하:1, 또는 1 이하:1일 수 있거나, 이는 1:10 내지 10:1, 1:5 내지 5:1 또는 1:3 내지 3:1 범위일 수 있다.
일반적으로 도 4에 도시된 고화 설비(40)는, 공급물 스트림(112)을 냉각시키고 적어도 부분적으로 고화시키기 위한 냉각 대역(442) 및 이어서 임의적인 크기-감소 대역(444)을 포함한다. 상기 스트림의 전부 또는 일부는, 냉각 대역(442)을 떠날 때, 고화된 물질일 수 있다. 몇몇 경우, 상기 고화된 물질은 시트, 블록 또는 덩어리(chunk) 형태일 수 있거나, 입자, 펠릿, 미세-펠릿 또는 분말 형태일 수 있다. 상기 공급물 스트림이 부분적으로만 고화되는 하나 이상의 실시양태에서, 상기 냉각 대역으로부터 인출된 스트림은 고상 및 액상 둘 다를 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 고상의 적어도 일부가 제거될 수 있고, 상기 액상의 전부 또는 일부가 고화 설비(40)로부터 인출될 수 있고, 임의적으로 화학적 재활용 설비(예컨대, 가용매분해 설비(30)) 내의 다른 설비에 도입될 수 있다. 몇몇 실시양태(도시되지 않음)에서, 고화 설비(40)는 또한, 추가적으로 또는 대안적으로, 냉각 대역(442)으로의 액체 스트림으로부터 특정 성분을 화학적으로 침전(고화)시키기 위한 침전 대역을 포함할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 고화 설비(40)는 또한, 냉각 대역(442)(및/또는 침전 대역, 도시되지 않음)으로부터 인출된 고체 물질의 크기를 감소시키고 복수의 입자를 형성하기 위한 크기-감소 대역(444)을 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 크기-감소 대역(444)에서 수행되는 크기-감소된 단계는, 입자를 형성하기 위한, 고화된 재료의 더 큰 조각 또는 덩어리의 세분화, 스매싱, 파쇄 또는 분쇄를 포함할 수 있다. 다른 실시양태에서, 고화 설비(40)로의 공급물 스트림의 적어도 일부는, 크기-감소 대역(444)에서 사용되는 통상적인 펠릿화 장치를 통해 펠릿화되기 이전에 적어도 부분적으로 냉각될 수 있다.
입자가 어떻게 형성되는지에 관계없이, 고화 설비(40)로부터 인출된 생성 고체는 적어도 50 μm, 적어도 75 μm, 적어도 100 μm, 적어도 150 μm, 적어도 250 μm, 적어도 350 μm, 적어도 450 μm, 적어도 500 μm, 적어도 750 μm, 또는 적어도 0.5 mm, 적어도 1 mm, 적어도 2 mm, 적어도 5 mm, 또는 적어도 10 mm 및/또는 50 mm 이하, 45 mm 이하, 40 mm 이하, 30 mm 이하, 35 mm 이하, 30 mm 이하, 25 mm 이하, 20 mm 이하, 15 mm 이하, 10 mm 이하, 5 mm 이하, 2 mm 이하, 1 mm 이하, 또는 750 μm 이하, 500 μm 이하, 250 μm 이하, 또는 200 μm 이하의 평균 입자 크기를 가질 수 있거나, 이는 50 내지 750 μm, 100 내지 500 μm, 또는 150 내지 250 μm, 또는 0.5 내지 50 mm, 또는 1 내지 35 mm, 또는 5 내지 25 mm 범위일 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 고체는 분말을 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 고체는 임의의 형태의 펠릿을 포함할 수 있다. 상기 고체는 상기 고체의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%의 재활용 함량을 가질 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 고화 설비(40)로부터 인출된 고체는, (i) 열분해 설비(60), (ii) 에너지 생성/생산 설비(80), (iii) POX 가스화 설비(50) 및 (iv) 재사용 또는 재활용 설비(90) 중 적어도 하나로 보내질 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 고체는 상기 설비 (i) 내지 (iv) 중 하나로만 보내질 수 있고, 다른 실시양태에서, 상기 고체는 상기 설비 (i) 내지 (iv) 중 2개 이상 또는 3개 이상으로 보내질 수 있다.
라인(114)에서의 고체는, 하나 이상의 하류 설비로 보내질 때, 고체(예컨대, 분말 또는 펠릿)로서 상기 설비로 이송 또는 도입될 수 있거나, 슬러리를 형성하기 위해 액체 스트림(도시되지 않음)과 합쳐질 수 있다. 적합한 액체의 예는, 비제한적으로, 물, 알코올 및 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 고체의 적어도 일부는 가열되어 상기 고체가 적어도 부분적으로 용융되고, 생성된 용융물은 전술된 설비들 중 하나 이상에 도입될 수 있다. 임의적으로, 상기 고체의 적어도 일부는 산업적 매립지(도시되지 않음)로 보내질 수 있다.
열분해 설비
도 1에 도시된 바와 같이, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 화학적 재활용 설비(10)는 열분해 설비(60)를 포함할 수 있다. 본원에서 용어 "열분해"는, 비활성(즉, 실질적으로 무산소) 분위기에서 승온에서 하나 이상의 유기 물질의 열적 분해를 지칭한다. "열분해 설비"는, 폐-플라스틱 및 이로부터 유래된 공급원료의 열분해를 수행하는데 필요한 모든 장비, 라인 및 제어 장치를 포함하는 설비이다.
이제, 도 5를 참조하면, 본 발명의 하나 이상의 실시양태에 따른 화학적 재활용 설비에 사용하기에 적합한 열분해 설비(60)의 개략도가 제공된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 공급물 스트림(116)은 열분해 설비(60)의 입구에 도입될 수 있고, 이는 비활성 환경에서 승온에서 열분해될 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 설비(60)로의 공급물 스트림(116)은, (i) 전술된 바와 같은 하나 이상의 가용매분해 부산물 스트림(110), (ii) PO-풍부 폐-플라스틱 스트림(104), 및 (iii) 고화 설비(40)로부터의 입자 및/또는 용융물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이들 스트림 중 하나 이상이 열분해 설비(60)에 연속적에 도입될 수 있거나, 이들 스트림 중 하나 이상이 간헐적으로 도입될 수 있다. 복수의 유형의 공급물 스트림이 존재하는 경우, 이들 각각은 별도로 도입될 수 있거나, 이들 스트림의 전부 또는 일부가 합쳐져, 합친 스트림이 열분해 설비(60)에 도입되게 할 수 있다. 상기 합침은, 수행되는 경우, 연속식 또는 회분식으로 수행될 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 설비(60)로의 공급물 스트림은 열분해 설비(60)에 도입되는 공급물 스트림(116)의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%의 하나 이상의 가용매분해 부산물 스트림(110)을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 열분해 설비(60)로의 공급물 스트림(116)은 열분해 설비(60)에 도입되는 공급물 스트림(116)의 총 중량을 기준으로 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 80 중량% 이하, 75 중량% 이하, 70 중량% 이하, 65 중량% 이하, 60 중량% 이하, 55 중량% 이하, 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 중량% 이하 또는 1 중량% 이하의 하나 이상의 가용매분해 부산물 스트림(110)을 포함할 수 있거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 1 내지 99 중량%, 10 내지 90 중량%, 20 내지 80 중량%, 또는 25 내지 75 중량% 범위일 수 있다.
열분해 설비(60)에 도입되는 하나 이상의 가용매분해 부산물 스트림(110)은 열분해 설비(60)에 도입되는 가용매분해 부산물 스트림(들)의 총 중량을 기준으로 및/또는 공급물 스트림(116)의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%의 총 재활용 함량을 가질 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 설비(60)로의 공급물 스트림(116)은 열분해 설비(60)에 도입되는 공급물 스트림(116)의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%의 PO-풍부 폐-플라스틱을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 열분해 설비(60)로의 공급물 스트림(116)은 열분해 설비(60)에 도입되는 공급물 스트림(116)의 총 중량을 기준으로 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 80 중량% 이하, 75 중량% 이하, 70 중량% 이하, 65 중량% 이하, 60 중량% 이하, 55 중량% 이하, 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 중량% 이하, 또는 1 중량% 이하의 PO-풍부 폐-플라스틱을 포함할 수 있거나, 이는 상기 공급물 스트림의 총 중량을 기준으로 1 내지 95 중량%, 5 내지 85 중량%, 또는 10 내지 75 중량% 범위의 양을 포함할 수 있다.
열분해 설비(60)에 도입되는 PO-풍부 폐-플라스틱은, 열분해 설비(60)에 도입되는 PO-풍부 폐-플라스틱(104)의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%의 총 재활용 함량을 가질 수 있다. PO-풍부 폐-플라스틱(104)은, 도 1에 도시된 전처리 설비(20) 및/또는 PO-풍부 폐-플라스틱의 또다른 공급원(도시되지 않음)으로부터 유래될 수 있다. 상기 스트림은 플라스틱 용융물 형태 또는 미립자 형태일 수 있거나, 슬러리를 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 설비(60)로의 공급물 스트림(116)은, 열분해 설비(60)에 도입되는 공급물 스트림(116)의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%의, 고화 설비(40)로부터의 고체-함유 스트림(114)(예를 들어, 입자, 슬러리, 및/또는 용융물)을 포함할 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 열분해 설비(60)로의 공급물 스트림(116)은, 열분해 설비(60)에 도입되는 공급물 스트림(116)의 총 중량을 기준으로 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 80 중량% 이하, 75 중량% 이하, 70 중량% 이하, 65 중량% 이하, 60 중량% 이하, 55 중량% 이하, 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 중량% 이하, 또는 1 중량% 이하의, 고화 설비(40)로부터의 고체-함유 스트림(114)을 포함할 수 있다.
PO-풍부 폐-플라스틱 스트림(104)은, 열분해 설비(60)에 도입되는 고화 설비(40)로부터의 고체-함유 스트림(114)(예를 들어, 입자, 슬러리, 및/또는 용융물)의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%의 총 재활용 함량을 가질 수 있다. 상기 고체-함유 스트림은 입자, 슬러리 또는 용융물의 형태일 수 있고, 도 1에 도시된 바와 같은 고화 설비(40) 및/또는 다른 공급원(도시되지 않음)으로부터 유래될 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 입자는 액체로 존재하여, 상기 공급물이 슬러리 형태로 존재하게 할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, PO-풍부 폐-플라스틱 스트림(104)은 하나 이상의 다른 스트림(예를 들어, 가용매분해 설비(30)로부터의 부산물 스트림(110), 및 고화 설비(40)로부터의 고체-함유 스트림(114))과 합쳐져, 합친 열분해 공급물 스트림(116)을 형성할 수 있다. 합친 스트림(116)은 합친 스트림(116)의 총 중량을 기준으로 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량% 및/또는 99 중량% 이하, 90 중량% 이하, 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 80 중량% 이하, 75 중량% 이하, 70 중량% 이하, 65 중량% 이하, 60 중량% 이하, 55 중량% 이하, 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 또는 40 중량% 이하의 PO 또는 PO-풍부 스트림(104)을 포함할 수 있거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 5 내지 95 중량%, 10 내지 90 중량%, 20 내지 80 중량%, 또는 25 내지 75 중량% 범위의 양을 포함할 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, PO-풍부 폐-플라스틱과 화학적 재활용 설비(10)의 일부로부터의 하나 이상의 다른 공정 스트림과의 합친 스트림은 공급물 스트림(116)의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 2 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량% 및/또는 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 중량% 이하, 또는 1 중량% 이하의 폴리올레핀 이외 성분을 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 합친 스트림에서 스트림(104, 110, 114) 중 어느 하나의 스트림 대 또다른 스트림의 중량비는 적어도 1:10, 적어도 1:9, 적어도 1:8, 적어도 1:7, 적어도 1:6, 적어도 1:5, 적어도 1:4, 적어도 1:3, 적어도 1:2, 적어도 1:1.5, 또는 적어도 1:1 및/또는 10 이하:1, 9 이하:1, 8 이하:1, 7 이하:1, 6 이하:1, 5 이하:1, 4 이하 :1, 3 이하:1, 2 이하:1, 1.5 이하:1, 또는 1 이하:1, 또는 1:10 내지 10:1, 1:5 내지 5:1 또는 1:3 내지 3:1 범위의 양일 수 있다.
일반적으로 도 5에 도시된 바와 같이, 열분해 설비(60)는, 반응기 유출물 스트림(117)으로부터 생성물 스트림을 분리하기 위한 분리 대역(544) 및 열분해 반응기(542)를 포함한다. 상기 열분해 반응기에서, 상기 공급물의 적어도 일부는, 열분해 오일, 열분해 기체 및 열분해 잔사를 포함하는 열분해 유출물 스트림(117)을 생성하는 열분해 반응으로 처리될 수 있다. 본원에서 용어 "열분해 기체"는, 25℃에서 기체 상태인, 열분해로부터 수득된 조성물을 지칭한다. 본원에서 용어 "열분해 오일" 또는 "파이오일"은, 25℃ 및 1 atm에서 액체인, 열분해로부터 수득된 조성물을 지칭한다. 본원에서 용어 "열분해 잔사"는, 열분해 기체 또는 열분해 오일이 아니라 주로 열분해 숯(char) 및 열분해 중질 왁스를 포함하는, 열분해로부터 수득된 조성물을 지칭한다. 본원에서 용어 "열분해 숯"은, 200℃ 및 1기압에서 고체인, 열분해로부터 수득된 탄소-함유 조성물을 지칭한다. 본원에서 용어 "열분해 중질 왁스"는, 열분해 숯, 열분해 기체 또는 열분해 오일이 아닌, 열분해로부터 수득된 C20+ 탄화수소를 지칭한다.
일반적으로, 상기 열분해는, 도입된 공급물의 화학적 및 열적 분해를 포함하는 공정이다. 모든 열분해 공정은 일반적으로, 산소가 실질적으로 없는 반응 환경을 특징으로 할 수 있지만, 열분해 공정은, 예를 들어, 반응기 내의 열분해 반응 온도, 열분해 반응기에서의 체류 시간, 반응기 유형, 열분해 반응기 내의 압력, 및 열분해 촉매의 존재 또는 부재에 의해 추가로 한정될 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 반응기(542)는, 예를 들어, 스크류 압출기, 관형 반응기, 탱크, 교반 탱크 반응기, 라이저(riser) 반응기, 고정층 반응기, 유동층 반응기, 회전식 가마(kiln), 진공 반응기, 마이크로파 반응기 또는 오토클레이브일 수 있다. 열분해 반응기(542)는 단일 반응 용기, 또는 직렬 또는 병렬로 배열된 동일하거나 상이한 유형의 2개 이상의 반응 용기를 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 열분해 반응은, 실질적으로 산소가 없는 분위기 또는 주위 공기에 비해 더 적은 산소를 함유하는 분위기에서 공급원료를 가열 및 전환시키는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 열분해 반응기(542) 내의 분위기는 상기 반응기의 내부 부피를 기준으로 5 부피% 이하, 4 부피% 이하, 3 부피% 이하, 2 부피% 이하, 1 부피% 이하 또는 0.5 부피% 이하의 산소 기체를 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 반응기(542)에 도입되는 공급물 스트림(116)은 리프트 가스(lift gas) 스트림 및/또는 공급물 기체 스트림(115)을 포함할 수 있으며, 이는, 공급원료 또는 공급물 스트림(116)을 열분해 반응기(542)에 도입하고/하거나 열분해 반응기(542) 내의 다양한 반응을 촉진시키는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 리프트 가스 및/또는 공급물 기체(115)는 질소, 이산화탄소, 및/또는 스팀을 포함하거나, 이들로 본질적으로 이루어지거나, 이들로 이루어질 수 있다. 상기 리프트 가스 및/또는 공급물 기체는 열분해 반응기(542)에 도입되기 전에 폐-플라스틱 또는 합친 공급물 스트림(116)과 함께 첨가될 수 있고/있거나, 열분해 반응기(542)에 직접 첨가될 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 열분해는, 스팀을 포함하거나 이로 본질적으로 이루어지거나 이로 이루어진 리프트 가스 및/또는 공급물 기체의 존재 하에 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 열분해는 상기 리프트 가스의 총 중량을 기준으로 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 적어도 95 중량%, 또는 적어도 99 중량%의 스팀을 포함하는 공급물 기체 및/또는 리프트 가스의 존재 하에 수행될 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 열분해는, 상기 리프트 가스의 총 중량을 기준으로 99 중량% 이하, 90 중량% 이하, 80 중량% 이하, 70 중량% 이하, 60 중량% 이하, 50 중량% 이하, 40 중량% 이하, 30 중량% 이하 또는 20 중량% 이하의 스팀을 포함하는 공급물 기체 및/또는 리프트 가스의 존재 하에 수행된다. 이론에 얽매이고자 하지 않으면서, 열분해 반응기(542) 내의 스팀의 존재는 물-기체 전환 반응을 촉진할 수 있으며, 이는, 열분해 반응 동안 생성될 수 있는 임의의 할로겐 화합물의 제거를 촉진할 수 있는 것으로 여겨진다. 상기 스팀은 열분해 반응기(542)에 도입되기 전에 폐-플라스틱 또는 폐-플라스틱 유래 공급물 스트림(116)과 함께 첨가될 수 있고/있거나, 열분해 반응기(542)에 직접 첨가될 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 열분해는 환원 기체(예컨대, 수소, 일산화탄소, 또는 이들의 조합물)를 포함하거나 이들로 본질적으로 이루어지거나 이들로 이루어진 리프트 가스 및/또는 공급물 기체의 존재 하에 수행될 수 있다. 상기 환원 기체는 공급물 기체 및/또는 리프트 가스로서 기능할 수 있고, 상기 열분해 반응기 내로 공급물의 도입을 촉진할 수 있다. 상기 환원 기체는 열분해 반응기(542)에 도입되기 전에, 폐-플라스틱 또는 폐-플라스틱으로부터 유래된 공급물 스트림(116)과 함께 첨가될 수 있고/있거나, 열분해 반응기(542)에 직접 첨가될 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 열분해는, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 적어도 95 중량%, 또는 적어도 99 중량%의 하나 이상의 환원 기체를 포함하는 공급물 기체 및/또는 리프트 가스의 존재 하에 수행될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 열분해는, 99 중량% 이하, 90 중량% 이하, 80 중량% 이하, 70 중량% 이하, 60 중량% 이하, 50 중량% 이하, 40 중량% 이하, 30 중량% 이하, 또는 20 중량% 이하의 하나 이상의 환원 기체를 포함하는 공급물 기체 및/또는 리프트 가스의 존재 하에 수행되거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 5 내지 99 중량%, 15 내지 90 중량%, 또는 20 내지 75 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 열분해는 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 적어도 95 중량%, 또는 적어도 99 중량%의 수소를 포함하는 공급물 기체 및/또는 리프트 가스(115)의 존재 하에 수행될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 열분해는, 99 중량% 이하, 90 중량% 이하, 80 중량% 이하, 70 중량% 이하, 60 중량% 이하, 50 중량% 이하, 40 중량% 이하, 30 중량% 이하, 또는 20 중량% 이하의 수소를 포함하는 공급물 기체 및/또는 리프트 가스의 존재 하에 수행되거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 5 내지 70 중량%, 10 내지 60 중량%, 또는 15 내지 50 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 열분해는, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 적어도 95 중량%, 또는 적어도 99 중량%의 일산화탄소를 포함하는 공급물 기체 및/또는 리프트 가스의 존재 하에 수행될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 열분해는, 99 중량% 이하, 90 중량% 이하, 80 중량% 이하, 70 중량% 이하, 60 중량% 이하, 50 중량% 이하, 40 중량% 이하, 30 중량% 이하, 또는 20 중량% 이하의 일산화탄소를 포함하는 공급물 기체 및/또는 리프트 가스의 존재 하에 수행되거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 5 내지 70 중량%, 10 내지 60 중량%, 또는 15 내지 50 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다.
특정 최종 생성물의 생성을 촉진하기 위해 상기 열분해 반응기의 온도를 조정할 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 열분해 반응기 내의 열분해 온도는 적어도 325℃, 적어도 350℃, 적어도 375℃, 적어도 400℃, 적어도 425℃, 적어도 450℃, 적어도 475℃, 적어도 500℃, 적어도 525℃, 적어도 550℃, 적어도 575℃, 적어도 600℃, 적어도 625℃, 적어도 650℃, 적어도 675℃, 적어도 700℃, 적어도 725℃, 적어도 750℃, 적어도 775℃, 또는 적어도 800℃일 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 열분해 반응기 내의 열분해 온도는 1,100℃ 이하, 1,050℃ 이하, 1,000℃ 이하, 950℃ 이하, 900℃ 이하, 850℃ 이하, 800℃ 이하, 750℃ 이하, 700℃ 이하, 650℃ 이하, 600℃ 이하, 550℃ 이하, 525℃ 이하, 500℃ 이하, 475℃ 이하, 450℃ 이하, 425℃ 이하 또는 400℃ 이하일 수 있다.
더욱 구체적으로, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 열분해 반응기 내의 열분해 온도는 325 내지 1,100℃, 350 내지 900℃, 350 내지 700℃, 350 내지 550℃, 350 내지 475℃, 425 내지 1,100℃, 425 내지 800℃, 500 내지 1,100℃, 500 내지 800℃, 600 내지 1,100℃, 600 내지 800℃, 650 내지 1,000℃, 또는 650 내지 800℃ 범위일 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 열분해 반응기에서의 공급원료의 체류 시간은 적어도 0.1초, 적어도 0.2초, 적어도 0.3초, 적어도 0.5초, 적어도 1초, 적어도 1.2초, 적어도 1.3초, 적어도 2초, 적어도 3초, 또는 적어도 4초일 수 있다. 대안적으로, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 열분해 반응기에서의 공급원료의 체류 시간은 적어도 1분, 적어도 2분, 적어도 3분, 적어도 4분, 적어도 5분, 적어도 6분, 적어도 7분, 적어도 8분, 적어도 9분, 적어도 10분, 적어도 20분, 적어도 30분, 적어도 45분, 적어도 60분, 적어도 75분, 또는 적어도 90분일 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 열분해 반응기에서의 공급원료의 체류 시간은 6시간 이하, 5시간 이하, 4시간 이하, 3시간 이하, 2시간 이하, 90분 이하, 60분 이하, 45분 이하, 30분 이하, 15분 이하, 또는 45초 이하, 30초 이하, 25초 이하, 또는 20초 이하일 수 있거나, 이는 약 0.1 내지 45초, 0.5 내지 30초, 또는 1 내지 20초, 또는 1 내지 90분, 5 내지 45분, 또는 7 내지 15분 범위일 수 있다.
또한, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 열분해 반응기에서의 공급원료의 체류 시간은 100초 이하, 90초 이하, 80초 이하, 70초 이하, 60초 치하, 50초 이하, 40초 이하, 30초 이하, 20초 이하, 10초 이하, 9초 이하, 8초 이하, 7초 이하, 6초 이하, 5초 이하, 4초 이하, 3초 이하, 2초 이하, 또는 1초 이하일 수 있다. 더욱 구체적으로, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 열분해 반응기에서의 공급원료의 체류 시간은 0.1 내지 10초, 0.5 내지 10초, 30분 내지 4시간, 또는 30분 내지 3시간, 또는 1시간 내지 3시간, 또는 1시간 내지 2시간 범위일 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 열분해 반응기 내의 압력은 적어도 0.1 bar, 적어도 0.2 bar, 또는 적어도 0.3 bar 및/또는 60 bar 이하, 50 bar 이하, 40 bar 이하, 30 bar 이하, 20 bar 이하, 10 bar 이하, 8 bar 이하, 5 bar 이하, 2 bar 이하, 1.5 bar 이하, 또는 1.1 bar 이하의 압력으로 유지될 수 있다. 본원에서 용어 "bar"는, 달리 언급되지 않는 한, 게이지 압력을 의미한다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 열분해 반응기 내의 압력은 적어도 약 10 bar, 적어도 20 bar, 적어도 30 bar, 적어도 40 bar, 적어도 50 bar, 적어도 60 bar, 또는 적어도 70 bar 및/또는 100 bar 이하, 95 bar 이하, 90 bar 이하, 85 bar 이하, 80 bar 이하, 75 bar 이하, 70 bar 이하, 65 bar 이하 또는 60 bar 이하일 수 있거나, 이는 10 내지 100 bar, 20 내지 80 bar, 또는 30 내지 75 bar의 범위일 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 열분해 반응기 내의 압력은 대기압에서 또는 0.1 내지 100 bar, 또는 0.1 내지 60 bar, 또는 0.1 내지 30 bar, 또는 0.1 내지 10 bar, 또는 1.5 bar, 0.2 내지 1.5 bar, 또는 0.3 내지 1.1 bar 범위 내에서 유지될 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 반응기(542)에 도입되기 전에 열분해 촉매가 공급원료에 도입될 수 있고/있거나, 열분해 반응기(542)에 직접 도입될 수 있다. 또한, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 촉매는, (i) 고체 산, 예컨대 제올라이트(예를 들어, ZSM-5, 모데나이트, 베타, 페리어라이트 및/또는 제올라이트-Y); (ii) 초강산(super acid), 예컨대 설폰화되거나 또는 인산화되거나 또는 불화된 형태의, 지르코니아, 티타니아, 알루미나, 실리카-알루미나 및/또는 점토; (iii) 고체 염기, 예컨대 금속 산화물, 혼합 금속 산화물, 금속 수산화물 및/또는 금속 탄산염, 특히 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 전이 금속 및/또는 희토류 금속의 산화물, 수산화물 및/또는 탄산염; (iv) 하이드로탈사이트 및 기타 점토; (v) 금속 수소화물, 특히 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 전이 금속 및/또는 희토류 금속의 수소화물; (vi) 알루미나 및/또는 실리카-알루미나; (vii) 균질 촉매, 예컨대 루이스산, 금속 테트라클로로알루미네이트 또는 유기 이온성 액체; (viii) 활성탄; 또는 (ix) 이들의 조합물을 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 열분해 촉매는 균일 촉매 또는 비균질 촉매를 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 열분해 촉매는 메조-구조화된(mesostructured) 촉매, 예컨대 MCM-41, FSM-16, Al-SBA-15 또는 이들의 조합물을 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 열분해 촉매는 실리카-알루미나, 알루미나, 모데나이트, 제올라이트, 미세다공성 촉매, 거대다공성 촉매, 또는 이들의 조합물을 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 열분해 반응기에서의 열분해 반응은 촉매의 실질적인 부재 하에 발생한다. 이러한 실시양태에서, 상기 반응기 내에서 열 전달을 촉진하기 위해, 비-촉매적 열-보유 비활성 첨가제(예컨대, 모래)가 상기 열분해 반응기에 여전히 도입될 수 있다. 이러한 무촉매 열분해 공정은 "열적 열분해"로 지칭될 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 반응기(542)에서의 열분해 반응은 열분해 촉매의 실질적인 부재 하에, 350 내지 550℃ 범위의 온도, 0.1 내지 100 bar 범위의 압력, 및 0.2초 내지 4시간, 또는 0.5시간 내지 3시간의 체류 시간에서 수행될 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 반응기(542)로부터 인출된 열분해 유출물(117)은 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 또는 적어도 75 중량%의 열분해 오일을 포함하며, 이는 가열된 반응기(542)에서 나갈 때 열분해 유출물(117) 중 증기 형태일 수 있다. 후속적으로, 상기 증기는 생성된 열분해 오일로 응축될 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 유출물(117)은 99 중량% 이하, 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 80 중량% 이하, 75 중량% 이하, 70 중량% 이하, 65 중량% 이하, 60 중량% 이하, 55 중량% 이하, 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 또는 25 중량% 이하의 열분해 오일을 포함할 수 있으며, 이는, 가열된 반응기에서 나갈 때 열분해 유출물 중 증기 형태일 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 열분해 유출물은 20 내지 99 중량%, 25 내지 80 중량%, 30 내지 85 중량%, 30 내지 80 중량%, 30 내지 75 중량%, 30 내지 70 중량%, 또는 30 내지 65 중량% 범위의 열분해 오일을 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 유출물(117)은 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 또는 적어도 80 중량%의 열분해 기체를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 유출물(117)은 99 중량% 이하, 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 80 중량% 이하, 75 중량% 이하, 70 중량% 이하, 65 중량% 이하, 60 중량% 이하, 55 중량% 이하, 50 중량% 이하, 또는 45 중량% 이하의 열분해 기체를 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 유출물(117)은 1 내지 90 중량%, 10 내지 85 중량%, 15 내지 85 중량%, 20 내지 80 중량%, 25 내지 80 중량%, 30 내지 75 중량%, 또는 35 내지 75 중량%의 열분해 기체를 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 유출물(117)은 적어도 0.5 중량%, 적어도 1 중량%, 적어도 2 중량%, 적어도 3 중량%, 적어도 4 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 6 중량%, 적어도 7 중량%, 적어도 8 중량%, 적어도 9 중량%, 또는 적어도 10 중량%의 열분해 잔사를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 유출물(117)은 60 중량% 이하, 50 중량% 이하, 40 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 9 중량% 이하, 8 중량% 이하, 7 중량% 이하, 6 중량% 이하 또는 5 중량% 이하의 열분해 잔사를 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 유출물(117)은 0.1 내지 25 중량%, 1 내지 15 중량%, 1 내지 8 중량%, 또는 1 내지 5 중량% 범위의 열분해 잔사를 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 유출물(117)은 15 중량% 이하, 14 중량% 이하, 13 중량% 이하, 12 중량% 이하, 11 중량% 이하, 10 중량% 이하, 9 중량% 이하, 8 중량% 이하, 7 중량% 이하, 6 중량% 이하, 5 중량% 이하, 4 중량% 이하, 3 중량% 이하, 2 중량% 이하, 1 중량% 이하, 또는 0.5 중량% 이하의 자유수(free water)를 포함할 수 있다. 본원에서 "자유수"는, 열분해 유닛(60)에 미리 첨가된 물 및 열분해 유닛(60)에서 생성된 물을 지칭한다.
본원에 기재된 열분해 설비(60)는, 다양한 하류 설비 및/또는 이들의 제형에 기초한 용도에 직접 사용될 수 있는, 열분해 오일 스트림(120), 열분해 기체 스트림(118), 및 열분해 잔사 스트림(122)을 생성할 수 있다. 상기 열분해 오일, 열분해 기체 및 열분해 잔사의 다양한 특징 및 특성은 후술된다. 모든 하기 특징 및 특성이 별도로 열거될 수 있지만, 열분해 기체, 열분해 오일 및/또는 열분해 잔사의 각각의 하기 특징 및/또는 특성은 상호 배타적이지 않으며, 조합되어 임의의 조합으로 존재할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 오일 스트림(120)은 분자당 4 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 탄화수소(예를 들어, C4 내지 C30 탄화수소)를 주로 포함할 수 있다. 본원에서 용어 "Cx " 또는 "Cx 탄화수소"는, 분자당 "x"개의 총 탄소를 포함하는 탄화수소 화합물을 지칭하며, 해당 개수의 탄소 원자를 갖는 모든 올레핀, 파라핀, 방향족, 헤테로고리 및 이성질체를 포함한다. 예를 들어, 각각의 노말 부탄 및 이소부탄 뿐만 아니라, 부텐 및 부타다이엔 분자도 일반적인 설명 "C4"에 해당될 것이다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 오일 스트림(120)은 열분해 오일 스트림(120)의 총 중량을 기준으로 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%의 C4-C30 탄화수소 함량을 가질 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 오일 스트림(120)은 주로 C5 내지 C25 탄화수소, C5 내지 C22 탄화수소, 또는 C5 내지 C20 탄화수소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 오일 스트림(120)은 열분해 오일 스트림(120)의 총 중량을 기준으로 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량% 또는 적어도 95 중량%의, C5 내지 C25 탄화수소, C5 내지 C22 탄화수소, 또는 C5 내지 C20 탄화수소를 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 오일 스트림(120)은 열분해 오일 스트림(120)의 총 중량을 기준으로 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 또는 적어도 55 중량%의 C5-C12 탄화수소 함량을 가질 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 오일 스트림(120)은 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 80 중량% 이하, 75 중량% 이하, 70 중량% 이하, 65 중량% 이하, 60 중량% 이하, 55 중량% 이하 또는 50 중량% 이하의 C5-C12 탄화수소 함량을 가질 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 오일 스트림(120)은 10 내지 95 중량%, 20 내지 80 중량%, 또는 35 내지 80 중량% 범위의 C5-C12 탄화수소 함량을 가질 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 오일 스트림(120)은 열분해 오일 스트림(120)의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량% 또는 적어도 30 중량%의 C13-C23 탄화수소 함량을 가질 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 오일 스트림(120)은 80 중량% 이하, 75 중량% 이하, 70 중량% 이하, 65 중량% 이하, 60 중량% 이하, 55 중량% 이하, 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 또는 40 중량% 이하의 C13-C23 탄화수소 함량을 가질 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 오일 스트림(120)은 1 내지 80 중량%, 5 내지 65 중량%, 또는 10 내지 60 중량% 범위의 C13-C23 탄화수소 함량을 가질 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 오일 스트림(120)은 상기 열분해 오일의 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 2 중량%, 적어도 3 중량%, 적어도 4 중량%, 또는 적어도 5 중량% 및/또는 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 9 중량% 이하, 8 중량% 이하, 7 중량% 이하 또는 6 중량% 이하의 C24+ 탄화수소 함량을 가질 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 오일 스트림(120)은 1 내지 15 중량%, 3 내지 15 중량%, 또는 5 내지 10 중량% 범위의 C24+ 탄화수소 함량을 가질 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 오일 스트림(120)에서 가장 높은 농도를 갖는 2개의 지방족 탄화수소(분지형 또는 비분지형 알칸 및 알켄, 및 지환족)는 C5-C18, C5-C16, C5-C14, C5-C10 또는 C5-C8 범위이다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 오일 스트림(120)은 또한 다양한 양의 올레핀 및 방향족을 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 오일 스트림(120)은 상기 열분해 오일의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량% 또는 적어도 40 중량%의 올레핀 및/또는 방향족을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 오일 스트림(120)은 90 중량% 이하, 80 중량% 이하, 70 중량% 이하, 60 중량% 이하, 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 1 중량% 이하의 올레핀 및/또는 방향족을 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 오일 스트림(120)은 또한 다양한 양의 올레핀을 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 오일 스트림(120)은 열분해 오일 스트림(120)의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 또는 적어도 65 중량%의 올레핀을 포함한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 오일 스트림(120)은 90 중량% 이하, 80 중량% 이하, 70 중량% 이하, 60 중량% 이하, 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하 또는 1 중량% 이하의 올레핀을 포함할 수 있거나, 상기 올레핀은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 1 내지 90 중량%, 5 내지 80 중량%, 또는 15 내지 70 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 오일 스트림(120)은 열분해 오일 스트림(120)의 총 중량을 기준으로 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 9 중량% 이하, 8 중량% 이하, 7 중량% 이하, 6 중량% 이하, 5 중량% 이하, 4 중량% 이하, 3 중량% 이하, 2 중량% 이하 또는 1 중량% 이하의 방향족 함량을 가질 수 있다. 본원에서 용어 "방향족"은, 방향족 잔기(예컨대, 벤젠, 톨루엔, 자일렌 및 스타이렌)를 함유하는 임의의 화합물의 총량(중량 기준)을 지칭한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 오일 스트림(120)은 열분해 오일 스트림(120)의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 2 중량%, 적어도 3 중량%, 적어도 4 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 6 중량%, 적어도 7 중량%, 적어도 8 중량%, 적어도 9 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 11 중량%, 적어도 12 중량%, 적어도 13 중량%, 적어도 14 중량%, 또는 적어도 15 중량% 및/또는 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 또는 20 중량% 이하, 또는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 1 내지 50 중량%, 2 내지 40 중량%, 또는 5 내지 25 중량% 범위의 양의 나프텐(예를 들어, 환형 지방족 탄화수소) 함량을 가질 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 오일 스트림(120)은 열분해 오일 스트림(120)의 총 중량을 기준으로 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 또는 적어도 65 중량%의 파라핀(예컨대, 선형 또는 분지형 알칸) 함량을 가질 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 오일 스트림(120)은 99 중량% 이하, 97 중량% 이하, 95 중량% 이하, 93 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 80 중량% 이하, 75 중량% 이하, 70 중량% 이하, 65 중량% 이하, 60 중량% 이하, 55 중량% 이하, 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하 또는 30 중량% 이하의 파라핀 함량을 가질 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 오일 스트림(120)은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 25 내지 90 중량%, 35 내지 90 중량%, 또는 50 내지 80 중량% 범위의 파라핀 함량을 가질 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 파라핀 대 나프텐의 중량비는 상기 열분해 오일의 총 중량을 기준으로 적어도 1:1, 적어도 1.5:1, 적어도 2:1, 적어도 2.2:1, 적어도 2.5:1, 적어도 2.7:1, 적어도 3:1, 적어도 3.3:1, 적어도 3.5:1, 적어도 3.75:1, 적어도 4:1, 적어도 4.25:1, 적어도 4.5:1, 적어도 4.75:1, 적어도 5:1, 적어도 6:1, 적어도 7:1, 적어도 8:1, 적어도 9:1, 적어도 10:1, 적어도 13:1, 적어도 15:1 또는 적어도 17:1일 수 있다
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 합친 파라핀 및 나프텐 대 방향족의 중량비는 열분해 오일 스트림(120) 총 중량을 기준으로 적어도 1:1, 적어도 1.5:1, 적어도 2:1, 적어도 2.5:1, 적어도 2.7:1, 적어도 3:1, 적어도 3.3:1, 적어도 3.5:1, 적어도 3.75:1, 적어도 4:1, 적어도 4.5:1, 적어도 5:1, 적어도 7:1, 적어도 10:1, 적어도 15:1, 적어도 20:1, 적어도 25:1, 적어도 30:1, 적어도 35:1, 또는 적어도 40:1일 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 오일 스트림(120)은 열분해 오일 스트림(120)의 총 중량을 기준으로 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 또는 적어도 45 중량% 및/또는 99 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 80 중량% 이하, 75 중량% 이하, 또는 70 중량% 이하의 합친 파라핀 및 올레핀 함량을 가질 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 오일 스트림(120)은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 25 내지 90 중량%, 35 내지 90 중량%, 또는 50 내지 80 중량% 범위의 합친 파라핀 및 올레핀 함량을 가질 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 오일 스트림(120)은 열분해 오일 스트림(120)의 총 중량을 기준으로 적어도 0.01 중량%, 적어도 0.1 중량%, 적어도 1 중량%, 적어도 2 중량%, 또는 적어도 5 중량% 및/또는 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 14 중량% 이하, 13 중량% 이하, 12 중량% 이하, 11 중량% 이하, 10 중량% 이하, 9 중량% 이하, 8 중량% 이하, 7 중량% 이하, 또는 6 중량% 이하의 양의 수소화된 화합물 또는 중합체를 포함할 수 있거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 20 중량%, 0.1 내지 15 중량%, 또는 1 내지 10 중량% 범위일 수 있다. 상기 산소화된 화합물 및 중합체는 산소 원자를 포함하는 것이다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 오일 스트림(120)은 열분해 오일 스트림(120)의 총 중량을 기준으로 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 9 중량% 이하, 8 중량% 이하, 7 중량% 이하, 6 중량% 이하, 5 중량% 이하, 4 중량% 이하, 3 중량% 이하, 2 중량% 이하, 1 중량% 이하, 0.5 중량% 이하, 또는 0.1 중량% 이하의 양의 헤테로원자 화합물 또는 중합체를 포함할 수 있다. 상기 헤테로원자 화합물 또는 중합체는, 질소, 황 또는 인을 함유하는 임의의 화합물 또는 중합체를 포함한다. 임의의 다른 원자는, 열분해 오일 스트림(120)에 존재하는 헤테로원자, 헤테로화합물, 또는 헤테로중합체의 양을 결정하기 위한 목적에 대해 헤테로원자로서 간주되지 않는다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 오일 스트림(120)은 열분해 오일 스트림(120)의 총 중량을 기준으로 5 중량% 이하, 4 중량% 이하, 3 중량% 이하, 2 중량% 이하, 1 중량% 이하, 또는 0.5 중량% 이하의 물을 포함한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 오일 스트림(120)은 열분해 오일 스트림(120)의 총 중량을 기준으로 5 중량% 이하, 4 중량% 이하, 3 중량% 이하, 2 중량% 이하, 1 중량% 이하, 0.5 중량% 이하, 0.4 중량% 이하, 0.3 중량% 이하, 0.2 중량% 이하, 또는 0.1 중량% 이하의 고체를 포함한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 열분해 오일은 열분해 오일 스트림(120)의 총 중량을 기준으로 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 또는 적어도 85 중량% 및/또는 99 중량% 이하, 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 80 중량% 이하, 75 중량% 이하, 70 중량% 이하, 65 중량% 이하, 또는 60 중량% 이하 탄소 원자를 포함한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 오일 스트림(120)은 열분해 오일 스트림(120)의 총 중량을 기준으로 적어도 5 중량%, 적어도 6 중량%, 적어도 7 중량%, 적어도 8 중량%, 적어도 9 중량%, 또는 적어도 10 중량% 및/또는 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 14 중량% 이하, 13 중량% 이하, 12 중량% 이하 또는 11 중량% 이하의 수소 원자를 포함하거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 5 내지 30 중량%, 7 내지 20 중량%, 또는 10 내지 15 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 오일 스트림(120)은 열분해 오일 스트림(120)의 총 중량을 기준으로 10 중량% 이하, 9 중량% 이하, 8 중량% 이하, 7 중량% 이하, 6 중량% 이하, 5 중량% 이하, 4 중량% 이하, 3 중량% 이하, 2 중량% 이하, 1 중량% 이하, 또는 0.5 중량% 이하의 산소 원자를 포함한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 오일 스트림(120)은 열분해 오일 스트림(120)의 총 중량을 기준으로 1,000 ppm 미만, 500 ppm 이하, 400 ppm 이하, 300 ppm 이하, 200 ppm 이하, 100 ppm 이하, 또는 50 ppm 이하의 황 원자를 포함한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 오일 스트림(120)은 열분해 오일 스트림(120)의 총 중량을 기준으로 1,000 ppm 미만, 500 ppm 이하, 400 ppm 이하, 300 ppm 이하, 200 ppm 이하, 100 ppm 이하, 50 ppm 이하의 금속을 포함한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 오일 스트림(120)은 열분해 오일 스트림(120)의 총 중량을 기준으로 1,000 ppm 미만, 500 ppm 이하, 400 ppm 이하, 300 ppm 이하, 200 ppm 이하, 100 ppm 이하 또는 50 ppm 이하의 금속을 포함한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 오일 스트림(120)은 열분해 오일 스트림(120)의 총 중량을 기준으로 1,000 ppm 미만, 500 ppm 이하, 400 ppm 이하, 300 ppm 이하, 200 ppm 이하, 100 ppm 이하 또는 50 ppm 이하의 알칼리 금속 및/또는 알칼리 토금속을 포함한다.
모든 개시된 탄화수소의 중량%는 기체 크로마토그래피-질량 분석법(GC-MS)을 사용하여 결정될 수 있음에 주목해야 한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 오일 스트림(120)은 15℃에서 적어도 0.6 g/cm3, 적어도 0.65 g/cm3, 또는 적어도 0.7 g/cm3 및/또는 1 g/cm3 이하, 0.95 g/cm3 이하, 0.9 g/cm3 이하, 또는 0.9 g/cm3 이하의 밀도를 가질 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 오일 스트림(120)은 15℃에서 0.6 내지 1 g/cm3, 0.65 내지 0.95 g/cm3 또는 0.7 내지 0.9 g/cm3 범위의 밀도를 가진다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 오일 스트림(120)은 15℃에서 적어도 28, 적어도 29, 적어도 30, 적어도 31, 적어도 32, 또는 적어도 33 및/또는 50 이하, 49 이하, 48 이하, 47 이하, 46 이하, 또는 45 이하의 API 비중(API gravity)을 가질 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 오일 스트림(120)은 15℃에서 28 내지 50, 29 내지 58, 또는 30 내지 44의 범위의 API 비중을 가진다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 오일 스트림(120)은 ASTM D-5399에 따라 측정시 적어도 75℃, 적어도 80℃, 적어도 85℃, 적어도 90℃, 적어도 95℃, 적어도 100℃, 적어도 105℃, 적어도 110℃, 또는 적어도 115℃ 및/또는 250℃ 이하, 245℃ 이하, 240℃ 이하, 235℃ 이하, 230℃ 이하, 225℃ 이하, 220℃ 이하, 215℃ 이하, 210℃ 이하, 205℃ 이하, 200℃ 이하, 195℃ 이하, 190℃ 이하, 185℃ 이하, 180℃ 이하, 175℃ 이하, 170℃ 이하, 165℃ 이하, 160℃ 이하, 155℃ 이하, 150℃ 이하, 145℃ 이하, 140℃ 이하, 135℃ 이하, 130℃ 이하, 125℃ 이하, 또는 120℃ 이하의 중간-비점을 가진다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 오일 스트림(120)은 75 내지 250℃, 90 내지 225℃, 또는 115 내지 190℃ 범위의 중간-비점을 가질 수 있다. 본원에서 "중간-비점"은, 열분해 오일의 50 부피%가 중간 비점 초과에서 비등하고 이의 50 부피%가 중간 비점 미만에서 비등하는, 열분해 오일의 중간 비등 온도를 지칭한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 오일 스트림(120)의 비점 범위는, 열분해 오일의 10% 이하가 ASTM D-5399에 따라 측정시 적어도 250℃, 적어도 280℃, 적어도 290℃, 적어도 300℃, 또는 적어도 310℃의 최종 비점(FBP)을 갖도록 하는 것일 수 있다.
열분해 기체 스트림(118)으로 돌아가서, 열분해 기체 스트림(118)은 상기 열분해 기체의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 2 중량%, 적어도 3 중량%, 적어도 4 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 6 중량%, 적어도 7 중량%, 적어도 8 중량%, 적어도 9 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 11 중량%, 적어도 12 중량%, 적어도 13 중량%, 적어도 14 중량%, 또는 적어도 15 중량% 및/또는 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하 또는 20 중량% 이하의 메탄 함량을 가질 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 기체 스트림(118)은 1 내지 50 중량%, 5 내지 50 중량%, 또는 15 내지 45 중량% 범위의 메탄 함량을 가질 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 기체 스트림(118)은 열분해 기체의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 2 중량%, 적어도 3 중량%, 적어도 4 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 6 중량%, 적어도 7 중량%, 적어도 8 중량%, 적어도 9 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 또는 적어도 25 중량% 및/또는 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 또는 30 중량% 이하의 C3 탄화수소를 가질 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 기체 스트림(118)은 1 내지 50 중량%, 5 내지 50 중량%, 또는 20 내지 50 중량% 범위의 C3 탄화수소 함량을 가질 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 기체 스트림(118)은 열분해 기체 스트림(118)의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 2 중량%, 적어도 3 중량%, 적어도 4 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 6 중량%, 적어도 7 중량%, 적어도 8 중량%, 적어도 9 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 11 중량%, 적어도 12 중량%, 적어도 13 중량%, 적어도 14 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 16 중량%, 적어도 17 중량%, 적어도 18 중량%, 적어도 19 중량%, 적어도 20 중량%, 또는 적어도 25 중량% 및/또는 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 또는 30 중량% 이하의 C4 탄화수소 함량을 가질 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 기체 스트림(118)은 1 내지 50 중량%, 5 내지 50 중량%, 또는 20 내지 50 중량% 범위의 C4 탄화수소 함량을 가질 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 기체 스트림(118)은 상기 열분해 기체의 총 중량을 기준으로 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 또는 적어도 60 중량% 및/또는 99 중량% 이하, 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 80 중량% 이하, 75 중량% 이하, 70 중량% 이하 또는 65 중량% 이하의 합친 C3/C4 탄화수소 함량(C3 또는 C4의 탄소 쇄 길이를 갖는 모든 탄화수소 포함)을 가질 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 기체 스트림(118)은 10 내지 90 중량%, 25 내지 90 중량%, 또는 25 내지 80 중량% 범위의 합친 C3/C4 탄화수소 함량을 가질 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 기체 스트림(118)은 적어도 1 ppm, 적어도 2 ppm, 적어도 3 ppm, 적어도 4 ppm, 적어도 5 ppm, 적어도 6 ppm, 적어도 7 ppm, 적어도 8 ppm, 적어도 9 ppm, 적어도 10 ppm, 적어도 11 ppm, 적어도 12 ppm, 적어도 13 ppm, 적어도 14 ppm, 또는 적어도 15 ppm 및/또는 1,000 ppm 이하, 500 ppm 이하, 400 ppm 이하, 300 ppm 이하, 200 ppm 이하, 또는 100 ppm 이하의 황 함량을 포함하거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 1 내지 1000 ppm, 2 내지 500 ppm, 또는 3 내지 100 ppm 범위일 수 있다.
이론에 얽매이고자 하지 않으면서, C3 및 C4 탄화수소의 생산은 더 높은 열분해 온도(예컨대, 550℃ 초과), 특정 촉매 유형의 선택 또는 특정 촉매(예를 들어, ZSM-5)의 부재에 의해 촉진될 수 있다고 생각된다.
열분해 잔사 스트림(122)으로 돌아가서, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 잔사 스트림(122)은 열분해 잔사 스트림(122)의 총 중량을 기준으로 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 또는 적어도 85 중량%의 C20+ 탄화수소를 포함한다. 본원에서 "C20+ 탄화수소"는, 분자당 20개 이상의 총 탄소를 함유하는 탄화수소 화합물을 지칭하며, 해당 개수의 탄소 원자를 갖는 모든 올레핀, 파라핀 및 이성질체를 포함한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 잔사 스트림(122)은 열분해 잔사 스트림(122)의 총 중량을 기준으로 15 중량% 이하, 14 중량% 이하, 13 중량% 이하, 12 중량% 이하, 11 중량% 이하, 10 중량% 이하, 9 중량% 이하, 8 중량% 이하, 7 중량% 이하, 6 중량% 이하, 5 중량% 이하, 4 중량% 이하, 3 중량% 이하, 2 중량% 이하, 1 중량% 이하, 또는 0.5 중량% 이하의 물을 포함한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 잔사 스트림(122)은 열분해 잔사 스트림(122)의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 2 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 적어도 95 중량%, 또는 적어도 99 중량%의 탄소-함유 고체를 포함한다.
추가적으로 또는 대안적으로, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 잔사 스트림(122)은 99 중량% 이하, 90 중량% 이하, 80 중량% 이하, 70 중량% 이하, 60 중량% 이하, 50 중량% 이하, 40 중량% 이하, 30 중량% 이하, 20 중량% 이하, 10 중량% 이하, 9 중량% 이하, 8 중량% 이하, 7 중량% 이하, 6 중량% 이하, 5 중량% 이하, 또는 4 중량% 이하의 탄소-함유 고체를 포함한다. 본원에서 "탄소-함유 고체"는, 열분해로부터 유도되고 25℃ 및 1 atm에서 고체인 탄소-함유 조성물을 지칭한다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 탄소-함유 고체는 상기 탄소-함유 고체의 총 중량을 기준으로 적어도 20 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 80 중량%, 또는 적어도 90 중량%의 탄소를 포함한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 잔사 스트림(122)은, 파라핀 이상 또는 0.25 이상:1, 0.3 이상:1, 0.35 이상:1, 0.4 이상:1, 또는 0.45 이상:1의 C:H 원자비를 포함한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 분리된 열분해 잔사 스트림(122)은 열분해 잔사 스트림(122)의 총 중량을 기준으로 40 중량% 이하, 30 중량% 이하, 20 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 4 중량% 이하, 3 이하, 2 중량% 이하, 또는 1 중량% 이하의 열분해 오일을 포함한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 열분해 설비(60)로부터 인출된 열분해 기체 스트림(118), 파이오일 스트림(120), 및 열분해 잔사 스트림(122)은, (i) 분해기 설비(70), (ii) 에너지 생성/생산 설비(80), (iii) POX 가스화 설비(50); 및 (iv) 고화 설비(40) 중 하나 이상으로 보내질 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 열분해 오일, 열분해 기체 및/또는 열분해 잔사 중 하나 이상은 상기 설비 (i) 내지 (iv) 중 하나로만 보내질 수 있고, 다른 실시양태에서, 상기 열분해 오일, 열분해 기체 및/또는 열분해 잔사 중 하나 이상은 상기 설비 (i) 내지 (iv) 중 2개 이상으로 보내질 수 있다.
특히, 도 5에 도시된 바와 같이, 열분해 기체(118)의 전부 또는 일부가, (i) 에너지 생성/생산 설비(80); (ii) 분해기 설비(70); 및 (iii) POX 가스화 설비(50) 중 적어도 하나로 보내질 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 파이오일(120)의 전부 또는 일부가, (i) 에너지 생성/생산 설비(80); (ii) 분해기 설비(70); (iii) POX 가스화 설비(50); 및 (iv) 고화 설비(40) 중 적어도 하나로 보내질 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 잔사(122)의 전부 또는 일부가, (i) 에너지 생성/생산 설비(80); (ii) 고화 설비(40); 및 (iii) POX 가스화 설비(50) 중 적어도 하나로 보내질 수 있다.
임의적으로, 열분해 기체 흐름(118), 파이오일 스트림(120) 및 열분해 잔사 스팀(122) 중 하나 이상이 산업적 매립지 또는 기타 처리 설비로 보내질 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 각각의 열분해 기체 스트림(118), 파이오일 스트림(120), 및 열분해 잔사 스팀(122)은 각각의 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 1%, 적어도 5%, 적어도 10%, 적어도 15%, 적어도 20%, 적어도 25%, 적어도 30%, 적어도 35%, 적어도 40%, 적어도 45%, 적어도 50%, 적어도 55%, 적어도 60%, 적어도 65%, 적어도 70%, 적어도 75%, 적어도 80%, 적어도 85%, 적어도 90%, 또는 적어도 95%의 재활용 함량을 가질 수 있다.
분해 설비
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 설비(60)로부터의 하나 이상의 스트림의 적어도 일부가 분해 설비(70)에 도입될 수 있다. 본원에서 용어 "분해(cracking)"는, 탄소-탄소 결합을 끊음으로써, 복합 유기 분자를 더 단순한 분자로 깨트리는 것을 지칭한다. "분해 설비(70)"는, 폐-플라스틱으로부터 유래된 공급원료의 분해를 수행하는데 필요한 모든 장비, 라인 및 제어 장치를 포함하는 설비이다. 본원에서 용어 "분해기" 및 "분해"는, 상호교환적으로 사용된다.
이제, 도 6을 참조하면, 본 발명의 하나 이상의 실시양태에 따라 구성된 분해 설비(70)가 도시된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 분해 설비(70)는 분해기 공급물 스트림(160)을 열적으로 분해하여 분해기 유출물(119)을 형성하기 위한 하나 이상의 분해기 퍼니스(642) 뿐만 아니라, 상기 분해기 퍼니스(들)의 유출물을 처리하여 하나 이상의 올레핀 스트림(128) 및 하나 이상의 파라핀 스트림(140)을 형성하는데 사용되는 장비를 포함하는 하류 분리 대역(644)을 포함한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 설비(60)로부터의 열분해 기체 스트림(118)의 적어도 일부(이전에 논의된 바와 같이 형성될 수 있고/있거나 이전에 논의된 바와 같은 조성을 가질 수 있음) 및/또는 파이오일 스트림(120)(이전에 논의된 바와 같이 형성될 수 있고/있거나 이전에 논의된 바와 같은 조성을 가질 수 있음)이 분해기 유닛(70)에 도입될 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 파이오일 스트림(120)의 적어도 일부가 분해기 퍼니스(642)의 적어도 하나의 입구에 도입될 수 있고, 열분해 기체 스트림(118)의 적어도 일부가 분해기 퍼니스(642)의 상류 및/또는 하류 위치에 도입될 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 하나 이상의 가용매분해 부산물 스트림(110)이 또한 단독으로 또는 하나 이상의 다른 스트림과의 조합으로 분해 설비(70)의 입구에 도입될 수 있다. 가용매분해 부산물 스트림(110)은, 이전에 상세히 논의된 바와 같이, 단일 가용매분해 부산물, 또는 둘 이상의 상이한 가용매분해 부산물을 포함할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 열분해 기체(118), 및/또는 파이오일 스트림(120), 및/또는 가용매분해 부산물 스트림(110)이 상기 분해기 공급원료와 함께 또는 상기 분해기 공급원료로서 분해기 설비(70)에 도입되어 분해기 공급물 스트림(160)을 형성할 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 분해기 공급원료는 분해기 공급물 스트림(160)의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%의, 열분해 기체, 파이오일, 또는 합친 열분해 기체와 파이오일을 포함할 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 분해기 공급물 스트림(160)은 분해기 공급물 스트림(160)의 총 중량을 기준으로 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 80 중량% 이하, 75 중량% 이하, 70 중량% 이하, 65 중량% 이하, 60 중량% 이하, 55 중량% 이하, 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하 또는 20 중량% 이하의, 열분해 기체, 파이오일, 또는 합친 열분해 기체와 파이오일을 포함할 수 있거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 5 내지 95 중량%, 10 내지 90 중량%, 15 내지 85 중량%, 또는 20 내지 80 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 분해기 공급물 스트림(160)은 분해기 공급물 스트림(160)의 총 중량을 기준으로 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량% 및/또는 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 80 중량% 이하, 75 중량% 이하, 70 중량% 이하, 65 중량% 이하, 60 중량% 이하, 55 중량% 이하, 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하 또는 20 중량% 이하의, 열분해 기체 및 열분해 오일 이외의 탄화수소를 포함할 수 있거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 5 내지 95 중량%, 10 내지 90 중량%, 20 내지 80 중량%, 25 내지 75 중량%, 또는 30 내지 70 중량% 범위의 양을 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 분해기 공급물 스트림(160)은 주로 C2 내지 C4 탄화수소-함유 조성물, 또는 주로 C5 내지 C22 탄화수소-함유 조성물을 포함할 수 있다. 본원에서 용어 "주로 C2 내지 C4 탄화수소"는, C2 내지 C4 탄화수소 성분을 적어도 50 중량% 함유하는 스트림 또는 조성물을 지칭한다. C2 내지 C4 탄화수소 스트림 또는 조성물의 특정 유형의 예는 프로판, 에탄, 부탄 및 LPG를 포함한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 분해기 공급물 스트림(160)은 상기 공급물의 총 중량을 기준으로 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 또는 적어도 60 중량%, 또는 적어도 65 중량%, 또는 적어도 70 중량%, 또는 적어도 75 중량%, 또는 적어도 80 중량%, 또는 적어도 85 중량%, 또는 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%, 및/또는 상기 공급물의 총 중량을 기준으로 100 중량% 이하, 또는 99 중량% 이하, 또는 95 중량% 이하, 또는 92 중량% 이하, 또는 90 중량% 이하, 또는 85 중량% 이하, 또는 80 중량% 이하, 또는 75 중량% 이하, 또는 70 중량% 이하, 또는 65 중량% 이하, 또는 60 중량% 이하의, C2 내지 C4 탄화수소 또는 선형 알칸을 포함할 수 있다. 상기 분해기 공급물은 주로 프로판, 주로 에탄, 주로 부탄, 또는 이들 성분 중 둘 이상의 조합물을 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 분해기 공급물 스트림(160)은 주로 C5 내지 C22 탄화수소-함유 조성물을 포함할 수 있다. 본원에서 "주로 C5 내지 C22 탄화수소"는, 적어도 50 중량%의 C5 내지 C22 탄화수소 성분을 포함하는 스트림 또는 조성물을 지칭한다. 이의 예는 가솔린, 나프타, 중간 증류액, 디젤, 등유를 포함한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 분해기 공급물 스트림(160)은 스트림(160)의 총 중량을 기준으로 적어도 20 중량%, 또는 적어도 25 중량%, 또는 적어도 30 중량%, 또는 적어도 35 중량%, 또는 적어도 40 중량%, 또는 적어도 45 중량%, 또는 적어도 50 중량%, 또는 적어도 55 중량%, 또는 적어도 60 중량%, 또는 적어도 65 중량%, 또는 적어도 70 중량%, 또는 적어도 75 중량%, 또는 적어도 80 중량%, 또는 적어도 85 중량%, 또는 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%, 및/또는 100 중량% 이하, 또는 99 중량% 이하, 또는 95 중량% 이하, 또는 92 중량% 이하, 또는 90 중량% 이하, 또는 85 중량% 이하, 또는 80 중량% 이하, 또는 75 중량% 이하, 또는 70 중량% 이하, 또는 65 중량% 이하, 또는 60 중량% 이하의, C5 내지 C22 또는 C5 내지 C20 탄화수소를 포함할 수 있거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 20 내지 99 중량%, 25 내지 95 중량%, 30 내지 90 중량%, 또는 35 내지 85 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 분해기 공급물 스트림(160)은 상기 공급물의 총 중량을 기준으로 적어도 0.5 중량%, 또는 적어도 1 중량%, 또는 적어도 2 중량%, 또는 적어도 5 중량% 및/또는 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 18 중량% 이하, 15 중량% 이하의 C15 및 더 중질 (C15+) 함량을 가질 수 있거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 0.5 내지 40 중량%, 1 내지 25 중량%, 또는 2 내지 30 중량% 범위일 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 분해기 퍼니스(642)에 도입되는 분해기 공급물 스트림(160)은 감압 경질유(vacuum gas oil, VGO), 수소화된 감압 경질유(HVGO), 또는 상압 경질유(atmospheric gas oil, AGO)를 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 분해기 퍼니스(642)에 도입되는 분해기 공급물 스트림(160)은 스트림(160)의 총 중량을 기준으로 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 또는 적어도 90 중량% 및/또는 또는 99 중량% 이하, 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 80 중량% 이하, 75 중량% 이하, 70 중량% 이하, 65 중량% 이하, 60 중량% 이하, 55 중량% 이하, 또는 50 중량% 이하의 하나 이상의 경질유를 포함할 수 있거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 5 내지 95 중량%, 10 내지 90 중량%, 20 내지 80 중량%, 또는 25 내지 75 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 분해기 퍼니스(642)는 기체 퍼니스를 포함할 수 있다. 기체 퍼니스는, 대류 구역 입구에서 주로 증기상 공급물(상기 공급물의 50 중량% 초과가 증기임)을 코일의 입구에 수용하는(또는 수용하도록 조작되거나 수용하도록 구성된), 하나 이상의 코일("기체 코일")을 갖는 퍼니스이다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 기체 코일은, 상기 대류 구역에서 주로 C2-C4 공급원료 또는 주로 C2-C3 공급원료를 상기 코일의 입구에 수용할 수 있거나, 대안적으로는, 상기 코일로의 분해기 공급물을 중량을 기준으로 또는 다르게는 상기 대류 구역으로의 분해기 공급물의 중량을 기준으로, 50 중량% 초과, 적어도 60 중량%, 또는 적어도 70 중량%, 또는 적어도 80 중량%의 에탄 및/또는 50 중량% 초과, 적어도 60 중량%, 또는 적어도 70 중량%, 또는 적어도 80 중량%의 프로판 및/또는 50 중량% 초과, 적어도 60 중량%, 또는 적어도 70 중량%, 또는 적어도 80 중량%의 LPG를 수용하는 하나 이상의 코일을 가질 수 있다.
분해기 퍼니스(642)가 기체 퍼니스인 경우, 상기 퍼니스는 하나 초과의 기체 코일을 가질 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 코일의 적어도 25%, 또는 상기 코일의 적어도 50%, 또는 상기 코일의 적어도 60%, 또는 상기 대류 구역 내의 또는 상기 퍼니스의 대류 박스(758) 내의 모든 코일이 기체 코일이다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 기체 코일은 상기 대류 구역으로의 입구에서 증기상 공급물을 코일의 입구에 수용하며, 이때 상기 공급물의 적어도 60 중량%, 또는 적어도 70 중량%, 또는 적어도 80 중량%, 또는 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%, 또는 적어도 97 중량%, 또는 적어도 98 중량%, 또는 적어도 99 중량%, 또는 적어도 99.5 중량%, 또는 적어도 99.9 중량%는 증기이다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 분해기 퍼니스(642)는 분할(split) 퍼니스를 포함할 수 있다. 분할 퍼니스는 기체 퍼니스의 하나의 유형이다. 분할 퍼니스는 동일한 퍼니스 내에 또는 동일한 대류 구역 내에 또는 동일한 대류 박스(758) 내에 하나 이상의 기체 코일 및 하나 이상의 액체 코일을 포함한다. 액체 코일은, 대류 구역으로의 입구에서 주로 액상 공급물(상기 공급물의 50 중량% 초과가 액체임)을 코일 입구에 수용하는 코일("액체 코일")이다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 분해기 공급물 스트림은 열적 기체 분해기에서 분해될 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 분해기 공급물 스트림은 스팀의 존재 하에 열적 스팀 기체 분해기에서 분해될 수 있다. "스팀 분해"는, 스팀의 존재 하에 탄화수소의 고온 분해(cracking or decomposition)를 의미한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 파이오일 또는 열분해 기체가 또다른 공급물 스트림과 합쳐지는 경우, 이러한 합침은 상기 분해 퍼니스의 상류에서 또는 내부에서 수행될 수 있다. 대안적으로, 파이오일-함유 공급물 스트림 및 다른 분해기 공급물은 개별적으로 상기 퍼니스에 도입될 수 있고, 동시에 상기 퍼니스의 일부 또는 전부를 통과하면서, 동일한 퍼니스(예컨대, 분할 퍼니스) 내의 개별 튜브 내로의 공급에 위해 서로 단리될 수 있다.
이제, 도 7을 참조하면, 하나 이상의 실시양태에 사용되기에 적합한 분해기 퍼니스의 개략도가 도시된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 분해기 퍼니스는 대류 구역(746), 복사 구역(748), 및 대류 구역(746)과 복사 구역(748) 사이에 위치한 교차 구역(750)을 포함할 수 있다. 교차 구역(750)은 대류 구역(746)과 복사 구역(748) 사이에 위치하여 이들과 유체 연통한다.
대류 구역(746)은, 뜨거운 연도 기체로부터의 열을 수용하는 퍼니스(742)의 일부이며, 분해기 스트림(160)이 통과하는 튜브 또는 코일(752a, 752b)의 뱅크를 포함한다. 대류 구역(746)에서, 분해기 스트림(160)은, 이를 통과하는 뜨거운 연도 기체로부터의 대류에 의해 가열된다. 비록 도 7에는 수평 배향된 대류 구역 튜브(752a) 및 수직 배향된 복사 구역 튜브(752b)를 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 튜브(752)가 임의의 적합한 구성으로 배향될 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 대류 구역 튜브(752a)는 수직일 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 복사 구역 튜브(752b)는 수평일 수 있다. 추가적으로, 비록 단일 튜브로서 도시되어 있지만, 분해기 퍼니스는 하나 이상의 튜브 또는 코일(752)을 포함할 수 있으며, 이는 하나 이상의 스플릿, 벤드, U, 엘보우, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 여러 개의 튜브 또는 코일이 존재하는 경우, 이들은 병렬 및/또는 직렬로 배열될 수 있다.
복사 구역(748)은, 주로 고온 기체로부터의 복사에 의해 열이 가열기 튜브로 전달되는 퍼니스(742)의 구역이다. 복사 구역(748)은 또한, 퍼니스(742)의 하부로 열을 도입하기 위한 복수의 버너(756)를 포함한다. 퍼니스(742)는, 복사 구역(748) 내의 튜브(752b)를 둘러싸고 이를 수용하는 화실(fire box)(754)을 포함한다. 교차 구역(750)은, 대류 구역(746)과 복사 구역(748)을 연결하기 위한 배관을 포함하고, 가열된 분해기 스트림(160)을 하나의 구역으로부터 상기 퍼니스의 내부 또는 외부의 다른 구역으로 전달할 수 있다.
뜨거운 연소 기체가 퍼니스 스택을 통해 위쪽으로 상승함에 따라, 상기 기체는 대류 구역(746)을 통과할 수 있으며, 여기서 폐열의 적어도 일부는 회수되고, 상기 대류 구역을 통과하는 분해기 스트림(116)을 가열하는데 사용될 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 분해기 퍼니스(742)는 단일 대류 (예열) 구역 및 단일 복사 구역을 가질 수 있고, 다른 실시양태에서, 상기 퍼니스는, 공통 대류 구역을 공유하는 둘 이상의 복사 구역을 포함할 수 있다. 상기 스택(도시되지 않음) 근처의 하나 이상의 유도 통풍(induced draft, I.D.) 팬(760)은, 퍼니스(742)를 통한 뜨거운 연도 기체의 흐름을 제어할 수 있고, 이에 따라 가열 프로파일을 제어할 수 있다. 추가적으로, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 하나 이상의 열교환기(760)를 사용하여 퍼니스 유출물(119)을 냉각시킬 수 있다. 하나 이상의 실시양태(도시되지 않음)에서, 액체 켄칭 스트림이, 도 7에 도시된 퍼니스의 출구 상의 교환기(예를 들어, 이송 라인 열교환기 또는 TLE)에 더하여 또는 다르게는 이와 함께, 분해된 올레핀-함유 퍼니스 유출물(119)을 냉각시키는데 사용될 수 있다.
조작시, 퍼니스(742)의 입구에 도입되는 분해기 공급물 스트림(160)은 대류 구역(746)을 통해 교차 구역(750)으로 통과하며, 이때 상기 스트림은 적어도 500℃, 적어도 510℃, 적어도 520℃, 적어도 530℃, 적어도 540℃, 적어도 550℃, 적어도 555℃, 적어도 560℃, 적어도 565℃, 적어도 570℃, 적어도 575℃, 적어도 580℃, 적어도 585℃, 적어도 590℃, 적어도 595℃, 적어도 600℃, 적어도 605℃, 적어도 610℃, 적어도 615℃, 적어도 620℃, 적어도 625℃, 적어도 630℃, 적어도 635℃, 적어도 640℃, 적어도 645℃, 적어도 650℃, 적어도 660℃, 적어도 670℃, 또는 적어도 680℃ 및/또는 850℃ 이하, 840℃ 이하, 830℃ 이하, 820℃ 이하, 810℃ 이하, 800℃ 이하, 795℃ 이하, 790℃ 이하, 785℃ 이하, 780℃ 이하, 775℃ 이하, 770℃ 이하, 765℃ 이하, 760℃ 이하, 755℃ 이하, 750℃ 이하, 745℃ 이하, 740℃ 이하, 735℃ 이하, 730℃ 이하, 725℃ 이하, 720℃ 이하, 715℃ 이하, 710℃ 이하, 705℃ 이하, 700℃ 이하, 695℃ 이하, 690℃ 이하, 685℃ 이하, 680℃ 이하, 675℃ 이하, 670℃ 이하, 665℃ 이하, 660℃ 이하, 655℃ 이하, 650℃ 이하, 645℃ 이하, 640℃ 이하, 635℃ 이하, 또는 630℃ 이하의 온도를 가질 수 있다.
조작시, 퍼니스(742)의 입구에 도입되는 분해기 공급물 스트림(160)은 대류 구역(746)을 통해 교차 구역(750)으로 통과하며, 이때 상기 스트림은 적어도 500℃, 적어도 525℃, 적어도 550℃, 적어도 575℃, 적어도 600℃, 적어도 625℃, 적어도 650℃, 적어도 675℃, 또는 적어도 680℃ 및/또는 850℃ 이하, 825℃ 이하, 800℃ 이하, 775℃ 이하, 750℃ 이하, 적어도 725℃ 이하, 700℃ 이하, 675℃ 이하, 650℃ 이하, 또는 630℃ 이하, 또는 500 내지 850℃, 550 내지 750℃, 또는 600 내지 825℃ 범위의 온도를 가질 수 있다.
이어서, 상기 교차 구역의 가열된 분해기 스트림(160)은 퍼니스(742)의 복사 구역(748)을 통과한다. 복사 구역(748)에서, 스트림(160)은 열적으로 분해되어 더 경질 탄화수소(예를 들면, 올레핀, 예컨대 에틸렌, 프로필렌 및/또는 부타다이엔)을 형성할 수 있다. 퍼니스(742)의 복사 구역(748)에서의 분해기 스트림(160)의 체류 시간은 적어도 0.1초, 또는 적어도 0.15초, 또는 적어도 0.2초, 또는 적어도 0.25초, 또는 적어도 0.3초, 또는 적어도 0.35초, 또는 적어도 0.4초, 또는 적어도 0.45초, 및/또는 2초 이하, 또는 1.75초 이하, 또는 1.5초 이하, 또는 1.25초 이하, 또는 1초 이하, 또는 0.9초 이하, 또는 0.8초 이하,또는 0.75초 이하, 또는 0.7초 이하, 또는 0.65초 이하, 또는 0.6초 이하, 또는 0.5초 이하, 또는 0.1 내지 2초, 0.15 내지 0.65초, 또는 0.2 내지 0.6초 범위일 수 있다.
상기 퍼니스 출구로부터 인출된 올레핀-함유 유출물 스트림의 온도는 적어도 640℃, 또는 적어도 650℃, 또는 적어도 660℃, 또는 적어도 670℃, 또는 적어도 680℃, 또는 적어도 690℃, 또는 적어도 700℃, 또는 적어도 720℃, 또는 적어도 730℃, 또는 적어도 740℃, 또는 적어도 750℃, 또는 적어도 760℃, 또는 적어도 770℃, 또는 적어도 780℃, 또는 적어도 790℃, 또는 적어도 800℃, 또는 적어도 810℃, 또는 적어도 820℃, 및/또는 1000℃ 이하, 또는 990℃ 이하, 또는 980℃ 이하, 또는 970℃ 이하, 또는 960℃ 이하, 또는 950℃ 이하, 또는 940℃ 이하, 또는 930℃ 이하, 또는 920℃ 이하, 또는 910℃ 이하, 또는 900℃ 이하, 또는 890℃ 이하, 또는 880℃ 이하, 또는 875℃ 이하, 또는 870℃ 이하, 또는 860℃ 이하, 또는 850℃ 이하, 또는 840℃ 이하, 또는 830℃ 이하, 또는 730 내지 900℃, 750 내지 875℃ 범위, 또는 750 내지 850℃ 범위일 수 있다.
다시, 도 6을 참조하면, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 설비(60)로부터의 열분해 기체(118)의 전부 또는 일부가 분해기 퍼니스(642)의 입구에 도입될 수 있거나, 열분해 기체(118)의 전부 또는 일부가 분해기 설비(70)의 분리 대역(644)의 상류 위치 또는 이의 내부에서 퍼니스 출구의 하류에 도입될 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 분리 대역(644)은 퍼니스 유출물(119)의 성분들을 분리해내기 위한 하나 이상의 분별 칼럼, 및 분별 전에 퍼니스 유출물(119)의 압력을 증가시키기 위한 하나 이상의 압축 단을 포함한다. 분리 대역(644) 내로 또는 이의 상류에 도입되는 경우, 열분해 기체 스트림(118)은 압축의 마지막 단 상류에, 또는 분리 대역(644)의 분별 구역에서 하나 이상의 분별 칼럼의 입구 전에 도입될 수 있다.
분해기 설비(70)에 들어가기 전에, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 설비(60)로부터의 미가공(raw) 열분해 기체 스트림은 전처리 대역(65)에서 하나 이상의 분리 단계를 거쳐, 상기 스트림으로부터 하나 이상의 성분을 제거할 수 있다. 이러한 성분의 예는, 비제한적으로, 알데하이드, 산소화된 화합물, 질소-함유 화합물, 황-함유 화합물, 이산화탄소, 물, 증발된 금속, 및 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 분해기 설비(70)에 도입되는 열분해 기체 스트림(118)은 열분해 기체 스트림(118)의 총 중량을 기준으로 적어도 0.1 중량%, 적어도 0.5 중량%, 적어도 1 중량%, 적어도 1.5 중량%, 적어도 2 중량%, 적어도 2.5 중량%, 적어도 3 중량%, 적어도 3.5 중량%, 적어도 4 중량%, 적어도 4.5 중량%, 또는 적어도 5 중량% 및/또는 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하 , 3 중량% 이하, 2 중량% 이하, 또는 1 중량% 이하의, 상기 열거된 성분들 중 하나 이상을 포함하거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 30 중량%, 0.5 내지 25 중량%, 또는 1 내지 20 중량% 범위로 존재할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 분해기 설비(70)는 단일 분해기 퍼니스를 포함할 수 있거나, 병렬로 조작되는 적어도 2개, 또는 적어도 3개, 또는 적어도 4개, 또는 적어도 5개, 또는 적어도 6개, 또는 적어도 7개, 또는 적어도 8개의 분해기 퍼니스를 가질 수 있다. 임의의 하나 또는 각각의 퍼니스(들)는 기체 분해기, 액체 분해기 또는 분할 퍼니스일 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 퍼니스(642)는 상기 퍼니스를 통해, 또는 상기 퍼니스 내의 하나 이상의 코일을 통해, 또는 상기 퍼니스 내의 하나 이상의 튜브를 통해, 퍼니스(642)에 공급되는 모든 분해기의 중량을 기준으로 적어도 50 중량%, 적어도 75 중량%, 또는 적어도 85 중량% 또는 적어도 90 중량%의 에탄, 프로판, LPG, 또는 이들의 조합물을 함유하는 분해기 공급물 스트림을 수용하는 기체 분해기일 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 퍼니스(642)는, (25℃ 및 1 atm에서 측정시) 적어도 50 중량%, 적어도 75 중량%, 또는 적어도 85 중량%의, C5-C22의 탄소수를 갖는 액체 탄화수소를 함유하는 분해기 공급물 스트림(160)을 수용하는 액체 또는 나프타 분해기일 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 올레핀(에틸렌, 프로필렌, 부타다이엔, 또는 이들의 조합물) 수율은 적어도 15%, 또는 적어도 20%, 또는 적어도 25%, 또는 적어도 30%, 또는 적어도 35%, 또는 적어도 40%, 또는 적어도 45%, 또는 적어도 50%, 또는 적어도 55%, 또는 적어도 60%, 또는 적어도 65%, 또는 적어도 70%, 또는 적어도 75%, 또는 적어도 80%일 수 있다. 본원에서 용어 "수율"은, 공급원료의 질량/공급원료의 질량 × 100%로부터 생성된 생성물의 질량을 지칭한다. 올레핀-함유 유출물 스트림(119)은, 상기 유출물 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 30 중량%, 또는 적어도 40 중량%, 또는 적어도 50 중량%, 또는 적어도 60 중량%, 또는 적어도 70 중량%, 또는 적어도 75 중량%, 또는 적어도 80 중량%, 또는 적어도 85 중량%, 또는 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%, 또는 적어도 97 중량%, 또는 적어도 99 중량%의 에틸렌, 프로필렌, 또는 에틸렌과 프로필렌을 포함한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 올레핀-함유 유출물 스트림은 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 또는 적어도 90 중량%의 C2 내지 C4 올레핀을 포함할 수 있다. 상기 스트림은 올레핀-함유 유출물 스트림(119)의 총 중량을 기준으로 주로 에틸렌, 주로 프로필렌, 또는 주로 에틸렌과 프로필렌을 포함할 수 있다.
올레핀-함유 유출물 스트림(119) 중 에틸렌-대-프로필렌의 중량비는 적어도 0.2:1, 적어도 0.3:1, 적어도 0.4:1, 적어도 0.5:1, 적어도 0.6:1, 적어도 0.7:1, 적어도 0.8:1, 적어도 0.9:1, 적어도 1:1, 적어도 1.1:1, 적어도 1.2:1, 적어도 1.3:1, 적어도 1.4:1, 적어도 1.5:1, 적어도 1.6:1, 적어도 1.7:1, 적어도 1.8:1, 적어도 1.9:1, 또는 적어도 2:1 및/또는 3 이하:1, 2.9 이하:1, 2.8 이하:1, 2.7 이하:1, 2.5 이하:1, 2.3 이하:1, 2.2 이하:1, 2.1 이하:1, 2 이하:1, 1.7 이하:1, 1.5 이하:1, 또는 1.25 이하:1일 수 있거나, 이는 0.2:1 내지 3:1, 0.4:1 내지 2.5:1, 또는 0.7:1 내지 2.2:1 범위일 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 분해기 퍼니스 출구에서 나갈 때, 올레핀-함유 유출물 스트림(119)은, 다량의 바람직하지 않은 부산물의 생성을 방지하고 하류 장비의 오염을 최소화하기 위해, 신속히 냉각될 수 있다(예컨대, 켄칭됨). 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 퍼니스로부터의 올레핀-함유 유출물 스트림(119)의 온도는 상기 켄칭 또는 냉각 단계 동안 500 내지 760℃의 온도까지 35 내지 485℃, 35 내지 375℃, 또는 90 내지 550℃만큼 감소될 수 있다.
상기 냉각 단계는, 퍼니스 유출물 스트림(119)이 상기 퍼니스를 떠난 직후에, 예를 들어 1 내지 30 밀리초, 5 내지 20 밀리초, 또는 5 내지 15 밀리초 내에 수행된다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 켄칭 단계는 열교환기 내에서 고압수 또는 스팀과의 간접 열 교환을 통해 수행되고, 다른 실시양태에서, 상기 켄칭 단계는, 상기 유출물을 켄칭 액체와 직접 접촉시킴으로써 수행된다. 상기 켄칭 액체의 온도는 적어도 65℃, 또는 적어도 80℃, 또는 적어도 90℃, 또는 적어도 100℃ 및/또는 210℃ 이하, 또는 180℃ 이하, 또는 165℃ 이하, 또는 150℃ 이하, 또는 135℃ 이하일 수 있거나, 이는 65 내지 210℃, 80 내지 180℃, 또는 90 내지 165℃ 범위일 수 있다.
켄칭 액체가 사용되는 경우, 상기 접촉은 켄칭탑(quench tower)에서 수행될 수 있고, 가솔린 및 기타 유사한 비등 범위의 탄화수소 성분을 포함하는 액체 스트림이 상기 켄칭탑으로부터 제거될 수 있다. 몇몇 경우, 상기 분해기 공급물이 주로 액체(또는 C5-C22 및 더 중질 탄화수소)인 경우 켄칭 액체가 사용될 수 있고, 상기 분해기 공급물이 주로 증기(또는 C2-C4 탄화수소)인 경우 열교환기가 사용될 수 있다.
이어서, 생성된 냉각된 유출물 스트림은 증기-액체 분리기에서 분리되고, 증기는, 예를 들어, 임의적인 단간(inter-stage) 냉각 및 액체 제거를 갖는 1 내지 5개의 압축 단(compression stage)을 갖는 기체 압축기에서 압축된다. 압축 단들의 제1 세트의 출구에서 기체 스트림의 압력은 7 내지 20 barg(바 게이지), 8.5 내지 18 barg 또는 9.5 내지 14 barg 범위이다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 열분해 기체 스트림(118)의 전부 또는 일부는 상기 압축기의 최종 단 상류 및 하나 이상의 초기 압축 단 하류에 도입될 수 있다. 예를 들어, 열분해 기체(118)는 분리 대역(644)에서 압축기(도시되지 않음)의 제1 단 이전, 제1 단과 제2 단 사이, 제2 단과 제3 단 사이, 제3 단과 제4 단 사이, 제4 단과 제5 단 사이, 또는 제5(또는 최종) 단 이후에 기체 스트림과 합쳐질 수 있다. 압축 단 이후에 도입되는 경우, 상기 열분해 기체의 전부 또는 일부는, 압축된 퍼니스 유출물(119)과 합쳐지기 전에, 별도의 압축기 또는 압축 단에서 압축된 것일 수 있다. 합쳐지는 경우, 상기 열분해 기체의 압력은, 합쳐질 스트림의 압력의 20 psi 이내, 50 psi 이내, 100 psi 이내 또는 150 psi 이내이다.
생성된 압축된 스트림은, 산성 가스(acid gas) 제거제와의 접촉에 의한 산성 가스(예컨대, CO, CO2 및 H2S) 제거를 위해 처리될 수 있다. 산성 가스 제거제의 예는, 비제한적으로, 부식제 및 다양한 유형의 아민을 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 단일 접촉기가 사용될 수 있고, 다른 실시양태에서, 이중 칼럼 흡수기-스트리퍼(stripper) 구성이 사용될 수 있다.
이어서, 처리된 압축된 올레핀-함유 스트림(119)은, 임의적으로 단간 냉각 및 액체 분리와 함께, 다른 압축기에서 추가로 압축될 수 있다. 생성된 압축 스트림은 20 내지 50 barg, 25 내지 45 barg, 또는 30 내지 40 barg 범위의 압력을 가진다. 임의의 적합한 수분 제거 방법, 예를 들어, 분자체 또는 기타 유사한 공정이 사용될 수 있다. 이어서, 생성된 스트림은 분별 구역으로 통과될 수 있으며, 여기서 올레핀 및 기타 성분이 다양한 고순도 생성물 또는 중간체 스트림으로 분리될 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 열분해 기체의 전부 또는 일부가 상기 제2 압축기의 하나 이상의 단 이전 및/또는 이후에 도입될 수 있다. 유사하게, 상기 열분해 기체의 압력은, 이와 합쳐질 스트림의 압력의 20 psi 이내, 50 psi 이내, 100 psi 이내, 또는 150 psi 이내이다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 압축 시스템의 흡입(suction) 압력은 적어도 0.01 barg, 적어도 0.05 barg, 또는 적어도 0.1 barg 및/또는 1.1 barg 이하, 0.95 barg 이하, 0.90 barg 이하, 또는 0.85 barg 이하일 수 있고, 상기 제1 압축 단의 출구는 적어도 1.3 barg, 적어도 1.4 barg, 적어도 1.5 barg, 또는 적어도 1.6 barg 및/또는 4 barg 이하, 3.75 barg 이하, 3.5 barg 이하, 3.25 barg 이하, 3 barg 이하, 2.9 barg 이하, 2.8 barg 이하 또는 2.7 barg 이하일 수 있다.
제2 압축 단의 출구는 적어도 3.8 barg, 적어도 3.9 barg, 적어도 4 barg, 적어도 4.5 barg, 적어도 5 barg, 또는 적어도 5.5 barg 및/또는 11 barg 이하, 10.5 barg 이하, 10.5 barg 이하, 10 barg 이하, 9 barg 이하, 8.5 barg 이하, 8 barg 이하, 7 barg 이하, 6.5 barg 이하, 6.4 barg 이하 또는 6.3 barg 이하일 수 있고, 제3 압축 단의 출구는 적어도 8.7 barg, 적어도 8.8 barg, 적어도 8.9 barg, 적어도 9 barg, 적어도 10 barg, 적어도 12 barg, 또는 적어도 14 barg 및/또는 30 barg 이하, 27 barg 이하, 25 barg 이하, 20 barg 이하, 15 barg 이하, 13.5 barg 이하, 13.4 barg 이하, 또는 13.25 barg 이하일 수 있다. 제4 압축 단의 출구는 적어도 14.2 barg, 적어도 14.3 barg, 또는 적어도 14.4 barg 및/또는 23.5 barg 이하, 23.4 barg 이하, 23.3 barg 이하, 또는 23.2 barg 이하일 수 있다. 제5 압축 단의 출구는, 존재하는 경우, 적어도 27.5 barg, 적어도 27.7 barg, 또는 적어도 27.9 barg 및/또는 46 barg 이하, 45.5 barg 이하, 45.2 barg 이하일 수 있다. 제5 압축 단이 존재하지 않는 경우, 제4 압축 단의 출구 압력은 적어도 30 barg, 적어도 32 barg, 적어도 35 barg, 적어도 37 barg, 또는 적어도 40 barg 및/또는 65 barg 이하, 60 barg 이하, 또는 57 barg 이하일 수 있다.
제1 단의 흡입 압력은 0.1 내지 0.8 barg 범위일 수 있고, 제1 단의 출구 압력은 1.6 내지 2.7 barg 일 수 있다. 제2 단의 출구 압력은 4 내지 6 barg일 수 있고, 제3 단의 출구 압력은 9 내지 13 barg 일 수 있다. 제4 단은 14 내지 23 barg의 출구 압력을 가질 수 있고, 제5 단(존재하는 경우)은 28 내지 45 barg의 출구 압력을 가질 수 있다. 제1 단의 흡입 압력은 0.1 내지 1 barg의 범위일 수 있고, 제1 단의 출구 압력은 1.5 내지 3.75 barg의 범위일 수 있으며, 제2 단의 출구 압력은 14.5 내지 27 barg 범위일 수 있다. 제4 단의 출구 압력은, 특히 예를 들어 제4 단이 마지막 단계인 경우, 30 내지 60 barg 범위일 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 올레핀-함유 퍼니스 유출물(119)은, 압축된 후, 상기 분리 대역 내의 하나 이상의 분별 칼럼에 도입될 수 있다. 본원에서 용어 "분별"은, 상이한 비점을 갖는 둘 이상의 물질을 분리하는 일반적인 과정을 지칭한다. 분별을 이용하는 장비 및 공정의 예는, 비제한적으로, 증류, 정류, 스트리핑 및 증기-액체 분리(단일 단)를 포함한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 분해기 설비(70)의 분리 구역(644)은 하나 이상의 임의의 적합한 유형의 분별 칼럼을 포함할 수 있다. 이의 예는, 비제한적으로, 탈메탄기, 탈에탄기, 탈프로판기, 에틸렌 분할기, 프로필렌 분할기, 탈부탄기 및 이들의 조합을 포함한다. 본원에서 용어 "탈메탄기"는, 이의 저비점 한계 성분(light key)이 메탄인 칼럼을 지칭한다. 유사하게, "탈에탄기" 및 "탈프로판기"는, 저비점 한계 성분으로서 각각 에탄 및 프로판을 갖는 칼럼을 지칭한다. 용어 "에틸렌 분할기"는, 저비점 한계 성분으로서 에틸렌을 갖는 칼럼을 지칭하며, 유사하게 "프로필렌 분할기"는, 저비점 한계 성분으로서 프로필렌을 갖는 칼럼을 지칭한다.
상기 분별 구역이 하나 이상의 올레핀 생성물 스트림(128) 및 하나 이상의 파라핀 스트림(140)을 제공할 수 있도록, 임의의 적합한 배열의 칼럼들이 사용될 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 분리 대역(644)은 2개 이상의 올레핀 스트림(예컨대, 에틸렌 및 프로필렌), 및 2개 이상의 파라핀 스트림(예컨대, 에탄 및 프로판) 뿐만 아니라, 추가의 스트림(예컨대, 메탄과 및 경질 성분, 및 부탄 및 더 중질 성분)을 제공할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 분리 대역(644)으로부터의 올레핀 스트림(140)은 상기 올레핀 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량% 및/또는 100 중량% 이하, 99 중량% 이하, 97 중량% 이하, 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 또는 80 중량% 이하의 올레핀을 포함할 수 있거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 50 내지 99 중량%, 55 내지 97 중량%, 또는 90 내지 97 중량% 범위일 수 있다.
상기 올레핀은 주로 에틸렌 또는 주로 프로필렌일 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 올레핀 스트림은 상기 올레핀 스트림 중 올레핀의 총 중량을 기준으로 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량% 및/또는 99 중량% 이하, 97 중량% 이하, 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 80 중량% 이하, 75 중량% 이하, 70 중량% 이하 또는 65 중량% 이하의 에틸렌을 포함할 수 있거나, 이는 상기 스트림 중 올레핀의 총 중량을 기준으로 50 내지 99 중량%, 75 내지 97 중량%, 또는 80 내지 95 범위일 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 올레핀 스트림은 올레핀 스트림(128)의 총 중량을 기준으로 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량% 및/또는 80 중량% 이하, 75 중량% 이하, 70 중량% 이하, 65 중량% 이하, 60 중량% 이하, 55 중량% 이하, 50 중량% 이하, 또는 45 중량% 이하의 에틸렌을 포함할 수 있거나, 이는 20 내지 80 중량%, 30 내지 70 중량%, 또는 40 내지 60 중량% 범위일 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 상기 올레핀 스트림은 상기 올레핀 스트림 중 올레핀의 총 중량을 기준으로 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량% 및/또는 99 중량% 이하, 97 중량% 이하, 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 80 중량% 이하, 75 중량% 이하, 70 중량% 이하, 또는 65 중량%의 프로필렌을 포함할 수 있거나, 이는 상기 스트림 중 올레핀의 총 중량을 기준으로 50 내지 99 중량%, 75 내지 97 중량%, 또는 80 내지 95 중량% 범위일 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 올레핀 스트림은 올레핀 스트림(128)의 총 중량을 기준으로 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량% 및/또는 80 중량% 이하, 75 중량% 이하, 70 중량% 이하, 65 중량% 이하, 60 중량% 이하, 55 중량% 이하, 50 중량% 이하, 또는 45 중량% 이하의 프로필렌을 포함할 수 있거나, 이는 상기 스트림 중 올레핀의 총 중량을 기준으로 50 내지 99 중량%, 75 내지 97 중량%, 또는 80 내지 95 중량% 범위일 수 있다.
존재하는 경우, 분리 대역(644)은 탈메탄기 칼럼을 이용할 수 있으며, 여기서 메탄 및 더 경질(CO, CO2, H2) 성분이 에탄 및 더 중질 성분으로부터 분리된다. 상기 탈메탄기는 적어도 -145℃, 또는 적어도 -142℃, 또는 적어도 -140℃, 또는 적어도 -135℃, 및/또는 -120℃ 이하, -125℃ 이하, -130℃ 이하, -135℃ 이하의 온도에서 조작될 수 있거나, 이는 -145℃ 내지 -120℃, -142℃ 내지 -125℃ 또는 -140℃ 내지 -130℃ 범위일 수 있다. 상기 탈메탄기 칼럼으로부터의 주로 액체 스트림인 탑저물은, 각각의 경우 50 중량%, 또는 적어도 55 중량%, 또는 적어도 60 중량%, 또는 적어도 65 중량%, 또는 적어도 70 중량%, 또는 적어도 75 중량%, 또는 적어도 80 중량%, 또는 적어도 85 중량%, 또는 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%, 또는 적어도 99 중량%의 에탄 및 더 중질 성분의 총량을 포함한다.
존재하는 경우, 분리 대역(644)은 탈에탄기 칼럼을 이용할 수 있으며, 여기서 C2 및 더 경질 성분은 분별 증류에 의해 C3 및 더 중질 성분으로부터 분리된다. 상기 탈에탄기는, 각각의 경우, 적어도 -35℃, 또는 적어도 -30℃, 또는 적어도 -25℃, 또는 적어도 -20℃ 및/또는 -10℃ 이하, -15℃ 이하, 또는 -20℃ 이하, 또는 -35℃ 내지 -5℃, -30℃ 내지 -10℃, 또는 -25℃ 내지 -15℃ 범위일 수 있는 탑정(overhead) 온도, 및 각각의 경우 적어도 3 barg, 또는 적어도 5 barg, 또는 적어도 7 barg, 또는 적어도 8 barg, 또는 적어도 10 barg 및/또는 20 barg 이하, 또는 18 barg 이하, 또는 17 barg 이하, 또는 15 barg 이하, 또는 14 barg 이하, 또는 13 barg 이하, 또는 3 내지 20 barg, 5 내지 18 barg, 또는 8 내지 15 barg 범위의 탑정 압력으로 조작될 수 있다.
상기 탈에탄기 칼럼은,상기 탑정 스트림 중 상기 칼럼에 도입되는 C2 및 더 경질 성분의 총량의 적어도 60 중량%, 또는 적어도 65 중량%, 또는 적어도 70 중량%, 또는 적어도 75 중량%, 또는 적어도 80 중량%, 또는 적어도 85 중량%, 또는 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%, 또는 적어도 97 중량%, 또는 적어도 99 중량%를 회수한다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 탈에탄기 칼럼으로부터 제거된 탑정 스트림은 상기 탑정 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 50 중량%, 또는 적어도 55 중량%, 또는 적어도 60 중량%, 또는 적어도 65 중량%, 또는 적어도 70 중량%, 또는 적어도 75 중량%, 또는 적어도 80 중량%, 또는 적어도 85 중량%, 또는 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%의 에탄 및 에틸렌을 포함한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 탈에탄기로부터의 C2 및 더 경질 탑정 스트림은 에탄 -에틸렌 분별기(fractionator) 칼럼(에틸렌 분별기 또는 에틸렌 분할기)에서 추가로 분리될 수 있다. 상기 에탄-에틸렌 분별기 칼럼에서, 에틸렌 및 더 경질 성분 스트림은 상기 칼럼의 탑정으로부터 인출될 수 있거나 또는 상기 칼럼의 상부 절반으로부터 사이드 스트림으로서 인출될 수 있고, 에탄 및 임의의 잔류 더 중질 성분은 상기 탑저 스트림에서 제거된다.
상기 에틸렌 분별기는, 각각의 경우, 적어도 -45℃, 또는 적어도 -40℃, 또는 적어도 -35℃, 또는 적어도 -30℃, 또는 적어도 -25℃, 또는 적어도 -20℃ 및/또는 -15℃ 이하, 또는 -20℃ 이하, 또는 -25℃ 이하, 또는 -45℃ 내지 -15℃, -40℃ 내지 -20℃, 또는 -35℃ 내지 -25℃ 범위의 탑정 온도, 및 적어도 10 barg, 적어도 12 barg, 적어도 15 barg 및/또는 25 barg 이하, 22 barg 이하, 10 barg 이하, 또는 10 내지 25 barg, 12 내지 22 barg, 또는 15 내지 20 barg 범위의 탑정 압력에서 조작될 수 있다. 에틸렌이 풍부할 수 있는 탑정 스트림은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 70 중량%, 또는 적어도 75 중량%, 또는 적어도 80 중량%, 또는 적어도 85 중량%, 또는 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%, 또는 적어도 97 중량%, 또는 적어도 98 중량%, 또는 적어도 99 중량%의 에틸렌을 포함할 수 있으며, 라인 128로 도시된 바와 같이, 추가 처리, 저장 또는 판매를 위해 하류 처리 유닛으로 보내질 수 있다.
상기 에탄-에틸렌 분별기로부터의 탑저 스트림은 상기 탑저 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 40 중량%, 또는 적어도 45 중량%, 또는 적어도 50 중량%, 또는 적어도 55 중량%, 또는 적어도 60 중량%, 또는 적어도 65 중량%, 또는 적어도 70 중량%, 또는 적어도 75 중량%, 또는 적어도 80 중량%, 또는 적어도 85 중량%, 또는 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%, 또는 적어도 98 중량%의 에탄을 포함할 수 있다. 회수된 에탄의 전부 또는 일부는, 이전에 논의된 바와 같이, 단독으로 또는 파이오일 및/또는 열분해 기체와 조합으로, 라인(150)으로 도시된 바와 같이 추가 공급원료로서 상기 분해기 퍼니스의 입구로 재순환될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 상기 에탄의 전부 또는 일부는 파라핀 생성물 스트림(140)으로서 분해기 설비(70)로부터 인출될 수 있다.
존재하는 경우, 분리 대역(644)은 탈프로판기를 이용할 수 있으며, 여기서 C3 및 더 경질 성분은 탑정 증기 스트림으로서 제거되고, C4 및 더 중질 성분은 액체 탑저물로 상기 칼럼에서 나온다. 상기 탈프로판기는 적어도 20℃, 또는 적어도 35℃, 또는 적어도 40℃, 및/또는 70℃ 이하, 65℃ 이하, 60℃ 이하, 55℃ 이하, 또는 20 내지 70℃, 35 내지 65℃, 또는 40 내지 60℃ 범위의 탑정 온도, 및 적어도 10 barg, 또는 적어도 12 barg, 또는 적어도 15 barg 및/또는 20 barg 이하, 또는 17 barg 이하, 또는 15 barg 이하, 또는 10 내지 20 barg, 12 내지 17 barg, 또는 12 내지 15 barg 범위의 barg로 조작될 수 있다. 상기 탈프로판기 칼럼은, 상기 탑정 스트림 중 상기 칼럼에 도입되는 C3 및 더 경질 성분의 총량의 적어도 60 중량%, 또는 적어도 65 중량%, 또는 적어도 70 중량%, 또는 적어도 75 중량%, 또는 적어도 80 중량%, 또는 적어도 85 중량%, 또는 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%, 또는 적어도 97 중량%, 또는 적어도 99 중량%를 회수한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 탈프로판기 칼럼으로부터 제거된 탑정 스트림은, 상기 탑정 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 50 중량%, 또는 적어도 55 중량%, 또는 적어도 60 중량%, 또는 적어도 65 중량%, 또는 적어도 70 중량%, 또는 적어도 75 중량%, 또는 적어도 80 중량%, 또는 적어도 85 중량%, 또는 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%, 또는 적어도 98 중량%의 프로판 및 프로필렌을 포함한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 탈프로판기로부터의 탑정 스트림은 프로판-프로필렌 분별기(프로필렌 분별기 또는 프로필렌 분할기)에 도입될 수 있으며, 여기서 프로필렌 및 임의의 더 경질 성분은 탑정 스트림으로 제거되고, 프로판 및 임의의 더 중질 성분은 탑저 스트림으로 칼럼에서 나온다. 상기 프로필렌 분별기는 적어도 20℃, 적어도 25℃, 적어도 30℃, 또는 적어도 35℃ 및/또는 55℃ 이하, 50℃ 이하, 45℃ 이하, 40℃ 이하, 또는 20 내지 55℃, 25 내지 50℃, 또는 30 내지 45℃ 범위의 탑정 온도, 및 적어도 12 barg, 또는 적어도 15 barg, 또는 적어도 17 barg, 또는 적어도 20 barg, 및/또는 20 barg 이하, 17 barg 이하, 15 barg 이하, 또는 12 barg 이하, 또는 12 내지 20 barg, 또는 15 내지 17 barg 범위의 탑정 압력에서 조작될 수 있다. 프로필렌이 풍부한 상기 탑정 스트림은, 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 70 중량%, 또는 적어도 75 중량%, 또는 적어도 80 중량%, 또는 적어도 85 중량%, 또는 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%, 또는 적어도 97 중량%, 또는 적어도 98 중량%, 또는 적어도 99 중량%의 프로필렌을 포함할 수 있고, 도 6의 라인 128로 도시되는 바와 같이, 추가 처리, 저장 또는 판매를 위해 하류 처리 유닛으로 보내질 수 있다.
상기 프로판-프로필렌 분별기로부터의 탑저 스트림은 상기 탑저 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 40 중량%, 또는 적어도 45 중량%, 또는 적어도 50 중량%, 또는 적어도 55 중량%, 또는 적어도 60 중량%, 또는 적어도 65 중량%, 또는 적어도 70 중량%, 또는 적어도 75 중량%, 또는 적어도 80 중량%, 또는 적어도 85 중량%, 또는 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%, 또는 적어도 98 중량%의 프로판을 포함할 수 있다. 회수된 프로판의 전부 또는 일부는, 이전에 논의된 바와 같이, 단독으로 또는 파이오일 및/또는 열분해 기체와 함께, 추가 공급원료로서 라인(150)을 통해 분해기 퍼니스로 재순환될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 상기 프로판의 전부 또는 일부는 파라핀 생성물 스트림(140)으로서 분해기 설비(70)로부터 인출될 수 있다. 파라핀 생성물 스트림(140)은, 본원에 논의된 바와 같은 재활용 함량 파라핀 생성물 스트림(r-파라핀)을 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 탈프로판기로부터의 탑저 스트림의 적어도 일부는, C5+ 성분으로부터 C4 및 더 경질 성분(예컨대, 부텐, 부탄 및 부타다이엔)을 분리하기 위해 탈부탄기 칼럼으로 보내질 수 있다. 상기 탈부탄기는 적어도 20℃, 또는 적어도 25℃, 또는 적어도 30℃, 또는 적어도 35℃, 또는 적어도 40℃, 및/또는 60℃ 이하, 또는 65℃ 이하, 또는 60℃ 이하, 또는 55℃ 이하, 또는 50℃ 이하의 탑정 온도, 및 적어도 2 barg, 또는 적어도 3 barg, 또는 적어도 4 barg, 또는 적어도 5 barg, 및/또는 8 barg 이하, 또는 6 barg 이하, 또는 4 barg 이하, 또는 2 barg 이하의 탑정 압력으로 조작될 수 있다. 상기 탈부탄화제 칼럼은, 상기 탑정 스트림중 상기 칼럼에 도입되는 C4 및 더 경질 성분의 총량의 적어도 60 중량%, 또는 적어도 65 중량%, 또는 적어도 70 중량%, 또는 적어도 75 중량%, 또는 적어도 80 중량%, 또는 적어도 85 중량%, 또는 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%, 또는 적어도 97 중량%, 또는 적어도 99 중량%를 회수할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 탈부탄기 칼럼으로부터 제거된 탑정 스트림은 상기 탑정 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 30 중량%, 또는 적어도 35 중량%, 또는 적어도 40 중량%, 또는 적어도 45 중량%, 또는 적어도 50 중량%, 또는 적어도 55 중량%, 또는 적어도 60 중량%, 또는 적어도 65 중량%, 또는 적어도 70 중량%, 또는 적어도 75 중량%, 또는 적어도 80 중량%, 또는 적어도 85 중량%, 또는 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%의 부탄, 부텐, 부타다이엔, 이들의 이성질체, 및 이들의 조합물을 포함한다. 상기 탈부탄기로부터의 탑저 스트림은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 50 중량%, 또는 적어도 60 중량%, 또는 적어도 70 중량%, 또는 적어도 80 중량%, 또는 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%의 양의 C5 및 더 중질 성분을 주로 포함한다. 상기 탈부탄기 탑저 스트림은 추가의 분리, 처리, 저장, 판매 또는 사용으로 보내질 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 탈부탄기로부터의 탑정 스트림 또는 C4는 임의의 통상적인 분리 방법(예컨대, 추출 또는 증류 공정)을 거쳐, 더욱 농축된 부타다이엔 스트림을 회수할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 분해기 설비(70) 내의 적어도 하나의 스트림은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%의 재활용 함량을 가질 수 있다.
부분 산화(POX) 가스화 설비
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 화학적 재활용 설비는 또한 부분 산화(POX) 가스화 설비(50)를 포함할 수 있다. 본원에서 용어 "부분 산화"는, 탄소-함유 공급물에서 합성가스(일산화탄소, 수소 및 이산화탄소)로의 고온 전환을 지칭하며, 이때 상기 전환은 화학량론적 양 미만의 산소의 존재 하에 수행된다. POX 가스화기로의 공급물은 고체, 액체 및/또는 기체를 포함할 수 있다. "부분 산화 가스화 설비"는, 폐-플라스틱 및 이로부터 유래된 공급원료의 POX 가스화를 수행하는데 필요한 모든 장비, 라인 및 제어 장치를 포함하는 설비이다.
이제, 도 8을 참조하면, 하나 이상의 실시양태에 따른 화학적 재활용 설비에 사용하기에 적합한 POX 가스화 설비(50)의 개략도가 제공된다. 도 8에 도시된 바와 같이, 공급물 스트림(124)은 POX 가스화 설비(50)에 도입될 수 있으며, 여기서 상기 공급물의 적어도 일부는 화학양론적 양 미만의 산소의 존재 하에 합성가스로 전환될 수 있다. 도 8에 일반적으로 도시된 하나 이상의 실시양태에서, POX 가스화 설비(50)로의 공급물 스트림은, (i) PO-풍부 폐-플라스틱(104), (ii) 고화 입자-함유 스트림 또는 용융물(114), (iii) 하나 이상의 가용매분해 부산물 스트림(110), (iv) 열분해 기체 스트림(118), (v) 열분해 오일 스트림(120), (vi) 열분해 잔사 스트림(122), 또는 (vii) 비-플라스틱 불용성 성분 스트림 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 이들 스트림 중 하나 이상이 POX 가스화 설비(50)에 연속적에 도입될 수 있거나, 이들 스트림 중 하나 이상이 간헐적으로 도입될 수 있다. 다수의 유형의 공급물 스트림이 존재하는 경우, 이들 각각은 개별적에 도입될 수 있거나, 이들 스트림의 전부 또는 일부가 합쳐져, 합친 스트림(124)이 POX 가스화 설비(50)에 도입되게 할 수 있다. 상기 합침은, 존재하는 경우, 연속식으로 또는 회분식으로 수행될 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, POX 가스화 설비(50)로의 공급물 스트림(124)은 POX 가스화 설비(50)에 도입되는 공급물 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량% 또는 적어도 95 중량%의 하나 이상의 가용매분해 부산물 스트림을 포함할 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, POX 가스화 설비(50)로의 공급물 스트림은 POX 가스화 설비(50)에 도입되는 공급물 스트림의 총 중량을 기준으로 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 80 중량% 이하, 75 중량% 이하, 70 중량% 이하, 65 중량% 이하, 60 중량% 이하, 55 중량% 이하, 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 중량% 이하 또는 1 중량% 이하의 하나 이상의 가용매분해 부산물 스트림을 포함할 수 있거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 1 내지 95 중량%, 5 내지 90 중량%, 20 내지 80 중량%, 또는 30 내지 70 중량% 범위의 양을 포함할 수 있다.
POX 가스화 설비(50)에 도입되는 가용매분해 부산물 스트림(110)은 POX 가스화 설비(50)에 도입되는 가용매분해 부산물 스트림(110)의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%의 총 재활용 함량을 가질 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, POX 가스화 설비(50)로의 공급물 스트림(124)은 POX 가스화 설비(50)에 도입되는 공급물 스트림(124)의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량% 또는 적어도 95 중량%의, 열분해 오일 스트림(120)으로부터의 열분해 오일을 포함할 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, POX 가스화 설비(50)로의 공급물 스트림(124)은 POX 가스화 설비(50)에 도입되는 공급물 스트림(124)의 총 중량을 기준으로 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 80 중량% 이하, 75 중량% 이하, 70 중량% 이하, 65 중량% 이하, 60 중량% 이하, 55 중량% 이하, 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 중량% 이하 또는 1 중량% 이하의, 스트림(120)으로부터의 열분해 오일을 포함할 수 있거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 1 내지 95 중량%, 5 내지 90 중량%, 20 내지 80 중량%, 또는 30 내지 70 중량% 범위의 양을 포함할 수 있다.
POX 가스화 설비(50)에 도입되는 열분해 오일 스트림(120)은 POX 가스화 설비(50)에 도입되는 열분해 오일 스트림(120)의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%의 총 재활용 함량을 가질 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, POX 가스화 설비(50)로의 공급물 스트림(124)은 POX 가스화 설비(50)에 도입되는 공급물 스트림(124)의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%의, 열분해 잔사 스트림(122)으로부터의 열분해 잔사를 포함할 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, POX 가스화 설비(50)로의 공급물 스트림(124)은 POX 가스화 설비(50)에 도입되는 공급물 스트림(124)의 총 중량을 기준으로 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 80 중량% 이하, 75 중량% 이하, 70 중량% 이하, 65 중량% 이하, 60 중량% 이하, 55 중량% 이하, 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 중량% 이하 또는 1 중량% 이하의, 스트림(122)으로부터의 열분해 잔사를 포함할 수 있거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 1 내지 95 중량%, 5 내지 90 중량%, 20 내지 80 중량%, 또는 30 내지 70 중량% 범위의 양을 포함할 수 있다.
POX 가스화 설비(50)에 도입되는 열분해 잔사 스트림(124)은 POX 가스화 설비(50)에 도입되는 열분해 잔사 스트림(124)의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%의 총 재활용 함량을 포함할 수 있다. 상기 열분해 잔사는 고체, 용융물 또는 슬러리의 형태일 수 있다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, POX 가스화 설비(50)로의 공급물 스트림(124)은 POX 가스화 설비(50)에 도입되는 공급물 스트림(124)의 총 중량을 기준으로 적어도 0.25 중량%, 적어도 0.5 중량%, 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량% 및/또는 80 중량% 이하, 75 중량% 이하, 70 중량% 이하, 65 중량% 이하, 60 중량% 이하, 55 중량% 이하, 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 또는 3 중량% 이하의, 도 2에 도시된 전처리 설비(20)로부터 인출된 비-플라스틱 불용성 성분 스트림(105a)을 포함할 수 있거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 1 내지 80 중량%, 5 내지 75 중량%, 또는 5 내지 25 중량% 범위의 양을 포함할 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, POX 가스화 설비(50)로의 공급물 스트림(124)은 POX 가스화 설비(50)에 도입되는 공급물 스트림(124)의 총 중량을 기준으로 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 80 중량% 이하, 75 중량% 이하, 70 중량% 이하, 65 중량% 이하, 60 중량% 이하, 55 중량% 이하, 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 중량% 이하 또는 1 중량% 이하의 비-플라스틱 불용성 성분을 포함할 수 있다.
POX 가스화 설비(50)에 도입되는 비-플라스틱 불용성 성분 스트림(105a)은 POX 가스화 설비(50)에 도입되는 열분해 잔사 스트림(124)의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%의 총 재활용 함량을 가질 수 있다. 상기 열분해 잔사는 고체, 용융물 또는 슬러리의 형태일 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, POX 가스화 설비(50)로의 공급물 스트림(124)은, POX 가스화 설비(50)에 도입되는 공급물 스트림(124)의 총 중량을 기준으로, 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량% 또는 적어도 95 중량%의, 스트림(104)으로부터의 PO-풍부 폐-플라스틱을 포함할 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, POX 가스화 설비(50)로의 공급물 스트림(124)은 POX 가스화 설비(50)에 도입되는 공급물 스트림(124)의 총 중량을 기준으로 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 80 중량% 이하, 75 중량% 이하, 70 중량% 이하, 65 중량% 이하, 60 중량% 이하, 55 중량% 이하, 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 중량% 이하 또는 1 중량% 이하의 PO-풍부 폐-플라스틱을 포함할 수 있거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 1 내지 95 중량%, 5 내지 90 중량%, 20 내지 80 중량%, 또는 30 내지 70 중량% 범위의 양을 포함할 수 있다.
POX 가스화 설비(50)에 도입되는 PO-풍부 폐-플라스틱 스트림(104)은 POX 가스화 설비(50)에 도입되는 PO-풍부 폐-플라스틱의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%의 총 재활용 함량을 가질 수 있다. 상기 PO-풍부 플라스틱 스트림은, 도 1에 도시된 바와 같은 화학적 재순화 설비(10)의 전처리 설비(20) 및/또는 다른 공급원(도시되지 않음)으로부터 유래될 수 있다. 상기 스트림은 플라스틱 용융물 형태, 입자 형태 또는 슬러리 형태일 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, POX 가스화 설비(50)로의 공급물 스트림(124)은 POX 가스화 설비(50)에 도입되는 공급물 스트림(124)의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량% 또는 적어도 95 중량%의, 고화 설비(40)로부터의 고체-함유 스트림 및/또는 용융물 스트림(114)을 포함할 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, POX 가스화 설비(50)로의 공급물 스트림은 POX 가스화 설비(50)에 도입되는 공급물 스트림(124)의 총 중량을 기준으로 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 80 중량% 이하, 75 중량% 이하, 70 중량% 이하, 65 중량% 이하, 60 중량% 이하, 55 중량% 이하, 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 중량% 이하, 또는 1 중량% 이하의, 고화 설비(40)로부터의 고체-함유 스트림 및/또는 용융물을 포함할 수 있거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 1 내지 95 중량%, 5 내지 90 중량%, 20 내지 80 중량%, 또는 30 내지 70 중량% 범위의 양을 포함할 수 있다.
POX 가스화 설비(50)에 도입되는 고체-함유 스트림 및/또는 용융물 스트림은 POX 가스화 설비(50)에 도입되는 고체 또는 용융물 스트림(114)의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%의 총 재활용 함량을 가질 수 있다. 상기 고체-함유 스트림 또는 용융물 스트림은 도 1에 도시된 고화 설비(40) 및/또는 다른 공급원(도시되지 않음)으로부터 유래될 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 고체-함유 스트림(114)은 슬러리 또는 고체 입자의 형태일 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, PO-풍부 폐-플라스틱 스트림(104)은, 예를 들어 가용매분해 설비(30)로부터의 부산물 스트림(110), 고화 설비(40)로부터의 고체-함유 스트림, 및/또는 열분해 설비(60)로부터의 하나 이상의 스트림(예를 들어, 열분해 기체(118), 열분해 오일(120), 및 열분해 잔사(122))와 합쳐져, 합친 스트림(124)을 형성할 수 있다.
상기 합친 스트림은 상기 합친 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량% 및/또는 99 중량% 이하, 90 중량% 이하, 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 80 중량% 이하, 75 중량% 이하, 70 중량% 이하, 65 중량% 이하, 60 중량% 이하, 55 중량% 이하, 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 또는 40 중량% 이하의 PO 또는 PO-풍부 스트림(104)을 포함할 수 있거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 5 내지 99 중량%, 10 내지 90 중량%, 15 내지 85 중량%, 또는 20 내지 70 중량% 범위의 양을 포함할 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, PO-풍부 폐-플라스틱(104)과 화학적 재활용 설비(10)의 일부로부터의 하나 이상의 다른 공정 스트림과의 합친 스트림은 상기 공급물 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 2 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량% 및/또는 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 중량% 이하, 또는 1 중량% 이하의, 폴리올레핀 이외 성분을 포함할 수 있거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 1 내지 50 중량%, 2 내지 40 중량%, 또는 5 내지 20 중량% 범위의 양을 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 합친 스트림들 중 임의의 하나의 스트림 대 또다른 스트림의 중량비는 적어도 1:10, 적어도 1:9, 적어도 1:8, 적어도 1:7, 적어도 1:6, 적어도 1:5, 적어도 1:4, 적어도 1:3, 적어도 1:2, 적어도 1:1.5, 또는 적어도 1:1 및/또는 10 이하:1, 9 이하:1, 8 이하:1, 7 이하:1, 6 이하:1, 5 이하:1, 4 이하:1, 3 이하:1, 2 이하:1, 1.5 이하:1, 또는 1 이하:1, 또는 1:10 내지 10:1, 또는 1:5 내지 5:1, 또는 1:2 내지 2:1 범위일 수 있다.
일반적으로 도 8에 도시된 바와 같이, POX 가스화 설비(50)는 POX 가스화 반응기(또는 가스화기)(540)를 포함한다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 POX 가스화 유닛은 기체-공급식 가스화기, 액체-공급식 가스화기, 또는 고체-공급식 가스화기를 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 POX 가스화 유닛은 액체-공급식 POX 가스화를 수행할 수 있다. 본원에서 "액체-공급식 POX 가스화"는, 상기 공정으로의 공급물이, 25℃ 및 1 atm에서 액체인 성분을 주로(중량 기준) 포함하는 POX 가스화 공정을 지칭한다.
추가적으로 또는 대안적으로, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 POX 가스화 유닛은 기체-공급식 POX 가스화를 수행할 수 있다. 본원에서 "기체-공급식 POX 가스화"는, 상기 공정으로의 공급물이, 25℃ 및 1 atm에서 기체 상태인 성분을 주로(중량 기준) 포함하는 POX 가스화 공정을 지칭한다.
추가적으로 또는 대안적으로, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 POX 가스화 유닛은 고체-공급식 POX 가스화를 수행할 수 있다. 본원에서 "고체-공급식 POX 가스화"는, 상기 공정으로의 공급물이, 25℃ 및 1 atm에서 고체인 성분을 주로(중량 기준) 포함하는 POX 가스화 공정을 지칭한다.
상기 기체-공급식, 액체-공급식 및 고체-공급식 POX 가스화 공정에는, 25℃ 및 1 atm에서 상이한 상을 갖는 더 적은 양의 다른 성분들이 동시-공급될 수 있다. 따라서, 기체-공급식 POX 가스화기에는, 기상 POX 가스화기에 공급되는 기체의 양보다 적은 양(중량 기준)으로만 액체 및/또는 고체가 동시-공급될 수 있고; 액체-공급식 POX 가스화기에는, 액체-공급식 POX 가스화기에 공급되는 액체의 양보다 적은 양(중량 기준)으로만 기체 및/또는 고체가 동시-공급될 수 있고; 고체-공급식 POX 가스화기에는, 고체-공급식 POX 가스화기에 공급되는 고체의 양보다 적은 양(중량 기준)으로만 기체 및/또는 액체가 동시-공급될 수 있다.
특정 실시양태에서, 상기 기체-공급식 POX 가스화기로의 총 공급물은, 25℃ 및 1 atm에서 기체인 성분을 적어도 60 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량% 포함할 수 있고; 상기 액체-공급식 POX 가스화기로의 총 공급물은, 25℃ 및 1 atm에서 액체인 성분을 적어도 60 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량% 포함할 수 있고; 상기 고체-공급식 POX 가스화기로의 총 공급물은, 25℃ 및 1 atm에서 고체인 성분을 적어도 60 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량% 포함할 수 있다.
POX 가스화 설비에 도입되는 임의의 고체 입자의 입자 크기는 바람직하게는, 사용시 가스화기가 수용할 수 있는 최대 크기보다 크지 않다. 다수의 석탄-공급식 가스화기는 석탄을 가스화 대역에 공급하기 전에 석탄을 목적하는 크기로 분쇄 또는 밀링할 수 있다. 열처리 공정에 의해 조밀화되는 목적하는 고체 입자 크기를 달성하기 위해 상기 분쇄 또는 밀링 작업에 의존하는 것은, 하나 이상의 실시양태에서 및 공급원료에 따라, 폐-플라스틱으로부터 유래된 고체의 탄성 또는 탄성 가변성이 더 경질 및 취성의 탄소질 연료원(예컨대, 석탄 또는 석유 코크스)을 사용한 동시-과립화 또는 동시-분쇄 동안, 팬케이크화(pancaking), 소판(platelet) 형성 또는 스미어링(smearing)을 야기할 수 있기 때문에, 적합할 수 있거나 적합하지 않을 수 있다.
그러나, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 고체를 포함하는 상기 논의된 스트림들 중 하나 이상은 고체 화석 연료와 함께 고체 화석 연료 밀링 또는 분쇄 작업에 공급되어 입자의 크기가 감소될 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 밀(mill) 또는 분쇄기에 공급되는 입자의 크기는, 각각의 경우 최대 치수 및 평균 중간 입자 크기로서 측정시, 사용시 가스화기가 수용할 수 있는 최대 크기보다 클 수 있거나, 밀링 또는 분쇄 이후 또는 가스화기에 공급된 그대로의 고체 화석 연료의 평균 입자 크기보다 클 수 있다. 그러나, 목적하는 경우, 입자 크기는, 고체 입자에 존재하는 중합체 유형 및 열가소성 함량의 가변성으로 인해, 각각의 경우 최대 치수 및 평균 중간 입자 크기로서 측정시, 사용시 가스화기가 허용할 수 있는 최대 크기를 초과하지 않는 크기일 수 있거나, 밀링 또는 분쇄 이후 또는 가스화기에 공급된 그대로의 고체 화석 연료의 평균 표적 입자 크기를 초과하지 않거나 더 작을 수 있다.
가스화기(540)에 도입되는 고체 입자의 실제 입자 크기는 사용되는 가스화기의 유형에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 최대 치수로 1/4 인치 이상의 평균 입자 크기를 갖는 입자는 동반류(entrained flow) 석탄 가스화기를 통해 처리될 수 없다. 그러나, 고정층 또는 이동층 가스화기는 더 큰 입자 크기를 수용할 수 있다. 고정층 또는 이동층 가스화기에 공급되는 입자의 적합한 크기의 예는 12 인치 이하, 8 인치 이하, 6 인치 이하, 5 인치 이하 또는 4 인치 이하, 또는 3.75 인치 이하, 또는 3.5 인치 이하, 또는 3.25 인치 이하, 또는 3 인치 이하, 또는 2.75 인치 이하, 또는 2.5 인치 이하, 또는 2.25 인치 이하, 또는 2 인치 이하, 또는 1.75 인치 이하, 또는 1.5 인치 이하, 또는 1.25 인치 이하일 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 크기는 적어도 2mm, 또는 적어도 1/8 인치, 또는 적어도 1/4 인치, 또는 적어도 1/2 인치, 또는 적어도 1 인치, 또는 적어도 1.5 인치, 또는 적어도 1.75 인치, 또는 적어도 2 인치, 또는 적어도 2.5 인치, 또는 적어도 3 인치, 또는 적어도 3.5 인치, 또는 적어도 4 인치, 또는 적어도 4.5 인치, 또는 적어도 5 인치 또는 적어도 5.5 인치일 수 있다. 이러한 비교적 큰 입자는 고정층 또는 이동층 가스화기, 특히 상승기류(updraft) 고정층 또는 이동층 가스화기에 사용하기에 더 적합할 수 있다.
다수의 가스화기 설계의 경우, 화석 연료(석탄 또는 석유-코크스(petcoke))와 고체는 다양한 목적을 위해 크기가 감소된다. 상기 입자는, (i) 물질 전달 제한으로 인해 가스화기 내부에서의 더 빠른 반응을 허용하기 위해, (ii) 슬러리-공급식 가스화기 내의 물에 대해 고농도에서 고체에서 안정적이고 유동적이며 유동성인 슬러리를 생성하기 위해, (iii) 처리 장비(예컨대, 고압 펌프, 밸브, 및 치밀 간극(tight clearance)을 갖는 공급물 주입기)에 통과시키기 위해, (iv) 밀 또는 분쇄기와 가스화기 사이의 스크린을 통해 유동시키기 위해, 또는 (v) 고체 화석 연료를 건조-공급식(dry fed) 가스화기로 운반하는데 사용되는 기체와 함께 운반되도록 하기 위해, 화석 연료원과 같은 작은 크기이다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 가스화기에 도입되는 입자의 크기는 바람직하게는 5 인치 이하, 또는 4 인치 이하, 또는 1 인치 이하, 또는 1/4 인치 이하, 또는 2 mm 이하이다. 더 큰 크기는 고정층 또는 이동층 가스화기로의 첨가에 유용하며, 특히, 상승기류 가스화기에서는, 상기 입자를 완전히 탄화되지(charred) 않거나 재로 전환되지 않은 고체로서 상기 층과 접촉시키기에 유용하다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 가스화기 공급원료 중 고체는 2 mm 이하의 입자 크기를 가질 수 있다. 상기 실시양태는 동반류 가스화기(예컨대, 건조-공급식 및 슬러리-공급식 가스화기) 및 유동층 가스화기에 특히 매력적이다. 본원 전체에 걸쳐, 상이한 기준(예컨대, 평균)이 표시되지 않는 한, 언급된 크기는, 해당 입자의 적어도 90 중량%가 언급된 크기 중 가장 큰 치수를 갖거나, 다르게는, 이의 90 중량%가 해당 입자 크기에 대해 지정된 체를 통과함을 의미한다. 이들 조건 둘 다 입자 크기 지정을 충족한다. 동반류 가스화기의 경우, 2 mm 초과의 크기를 갖는 고체 입자는, 특히, 2 mm 이하의 입자 치수를 갖는 고체 화석 연료를 가스화하도록 가스화 조건이 확립되는 경우, 완전한 가스화 없이 동반류 가스화기의 가스화 대역을 통해 취입될 가능성을 가진다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 고체 입자의 크기는, 그 자체로 또는 화석 연료와의 조합으로 또는 가스화기 공급물에서 또는 가스화 대역으로 주입되는 경우, 2 mm 이하이거나, 10 메쉬를 통과하는 입자를 구성하거나, 또는 1.7 mm 이하(12 메쉬를 통과하는 입자), 또는 1.4 mm 이하(14 메쉬를 통과하는 입자), 또는 1.2 mm 이하(16 메쉬를 통과하는 입자)), 또는 1 mm 이하(18 메쉬를 통과하는 입자), 또는 0.85 mm 이하(20 메쉬를 통과하는 입자), 또는 0.7 mm 이하(25 메쉬를 통과하는 입자) 또는 0.6 mm 이하(30 메쉬를 통과하는 입자), 또는 0.5 mm 이하(35 메쉬를 통과하는 입자), 또는 0.4 mm 이하(40 메쉬를 통과하는 입자), 또는 0.35 mm 이하(45 메쉬를 통과하는 입자), 또는 0.3 mm 이하(50 메쉬를 통과하는 입자), 또는 0.25 mm 이하(60 메쉬를 통과하는 입자), 또는 0.15 mm 이하(100 메쉬를 통과하는 입자), 또는 0.1 mm 이하(140 메쉬를 통과하는 입자), 또는 0.07 mm 이하(200 메쉬를 통과하는 입자), 또는 0.044 mm 이하(325 메쉬를 통과하는 입자), 또는 0.037 mm 이하(400 메쉬를 통과하는 입자)의 입자를 구성한다. 또다른 실시양태에서, 조밀화된 텍스타일 응집체(aggregates) 입자의 크기는 적어도 0.037 mm(또는 400 메쉬 상에서 90% 유지됨)이다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, POX 가스화 설비(50)에 도입되는 고체 입자는, 임의적 체질 후, 사용된 가스화기의 유형의 설계 매개변수 내에서 가스화에 허용가능한 입자 크기를 가진다. 상기 입자와 고체 화석 연료의 입자 크기는, 슬러리의 안정성을 유지하고 가스화기의 가스화 대역으로의 도입 전에 높은 고체 농도에서의 분리를 피하도록, 충분히 매칭될 수 있다. 슬러리에서의 고체/액체 또는 고체/고체, 건조 공급물에서의 고체/고체, 또는 액체-공급원료에서의 고체/액체 간에 상 분리되는 공급원료 조성물은 라인을 막을(plug) 수 있고, 가스화되고 조밀화된 텍스타일 응집체의 국부 영역을 생성할 수 있고, 화석 연료/조밀화된 텍스타일 응집체의 부합되지 않는 비를 생성할 수 있고, 합성가스 조성의 일관성에 영향을 줄 수 있다. 공급원료 조성의 안정성을 결정하기 위해 고려해야 할 변수는 입자의 최적 입자 크기의 설정을 포함하고, 최적 입자 크기 결정을 위한 변수는, 분쇄된 석탄의 벌크 밀도, 슬러리가 사용된 경우 슬러리 중 모든 고체의 농도 또는 건조 공급물 중 고체/고체 농도, 사용된 임의의 첨가제(예컨대, 계면활성제/안정화제/점도 조절제)의 열교환율(effectiveness), 및 가스화기로의 및 주입기 노즐을 통한 공급원료 조성물의 속도 및 난류(turbulence)를 포함한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 혼합 플라스틱 폐기물로부터 유래된 고체 입자의 최대 입자 크기는, 분쇄된 고체 화석 연료의 최대 입자 크기와 유사하도록(상기 크기 미만 또는 초과로) 선택될 수 있다. 상기 가스화기 공급원료에 사용되는 혼합 플라스틱 폐기물로부터 유래된 고체 입자의 최대 입자 크기는 상기 가스화기 공급원료 중 최대 고체 화석 연료의 입자 크기보다 50% 이하로 더 크거나, 상기 가스화기 공급원료 중 최대 고체 화석 연료 크기보다 45% 이하, 40% 이하, 35% 이하, 30% 이하, 25% 이하, 20% 이하, 15% 이하, 10% 이하, 5% 이하, 3% 이하, 2% 이하, 또는 1% 이하로 더 크거나, 상기 가스화기 공급원료 중 최대 고체 화석 연료 크기보다 크지 않거나 더 작을 수 있다. 임의적으로, 전술된 가스화기 공급원료에 사용된 혼합 플라스틱 폐기물로부터 유래된 고체 입자의 최대 입자 크기는 언급된 값 이내(이보다 크지도 작지도 않음을 의미)일 수 있다. 상기 최대 입자 크기는 입자 분포의 최대 크기로서 결정되는 것이 아니라 메쉬를 통한 체질에 의해 결정된다. 최대 입자 크기는, 입자 샘플의 적어도 90부피%를 통과시킬 수 있는 제1 메쉬로서 결정된다. 예를 들어, 샘플의 90 부피% 미만이 300 메시, 이어서 100 메시, 50 메시, 30 메시, 또는 16 메시를 통과하지만, 14 메시에서 성공하면, 해당 샘플의 최대 입자 크기는, 적어도 90 부피%를 통과시키는 제1 메쉬 크기에 해당하는 것으로 간주되며, 이 경우, 14 메쉬는, 1.4 mm의 최대 입자 크기에 해당한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 가스화기(540)로의 공급물 스트림은, 최장 치수로 측정시, 적어도 0.01 인치, 적어도 0.025 인치, 적어도 0.05 인치, 적어도 0.075 인치, 적어도 0.10 인치, 적어도 0.25 인치, 적어도 0.50 인치 및/또는 1 인치 이하, 0.75 인치 이하, 0.60 인치 이하, 0.50 인치 이하의 입자 크기를 갖는 폴리올레핀 박편 또는 입자를 포함할 수 있거나, 이는 적어도 0.01 내지 1 인치, 0.025 내지 0.75 인치, 또는 0.05 내지 0.6 인치일 수 있다. 상기 입자의 형태는 박편, 펠릿, 미세-펠릿일 수 있으며, 상기 형태는 균일하거나 불균일할 수 있다.
혼합 플라스틱 폐기물로부터 유래된 고체 입자는, 가스화기에 공급되는 최종 목적지를 위한 고체 공급물로서 단리될 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 가스화기에 공급되는 고체를 함유하는 모든 스트림의 누적 중량을 기준으로, 상기 가스화기에 공급되는 고체 화석 연료 및 모래 이외의 모든 고체 공급원료의 적어도 80 중량%, 또는 적어도 85 중량%, 또는 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%, 또는 적어도 96 중량%, 또는 적어도 97 중량%, 또는 적어도 98 중량%, 또는 적어도 99 중량%, 또는 적어도 99.5 중량%, 또는 100 중량%는, 혼합 플라스틱 폐기물로부터 유래된 고체 입자를 포함할 수 있다.
상기 혼합 플라스틱 폐기물로부터 유래된 고체 입자는, 상기 공급원료 스트림을 상기 가스화기 내의 가스화 대역에 도입하기 전에, 임의의 위치에서, 상기 공급원료 스트림의 하나 이상의 화석 연료 성분과 합쳐질 수 있다. 고체 화석 연료 분쇄 장비는, 혼합 플라스틱 폐기물로부터 유래된 고체 입자를 상기 고체 화석 연료와 혼합하여 상기 고체 화석 연료 입자의 크기를 감소시키기 위한 에너지원을 제공할 수 있다. 따라서, 가스화기에 공급하기 위한 표적 크기를 갖는, 혼합 플라스틱 폐기물로부터 유래된 고체 입자들을 합치기 위한 바람직한 위치 중 하나는, 다른 고체 화석 연료원(예컨대, 석탄, 석유-코크스)을 분쇄하는데 사용되는 장비 내에 있다. 상기 위치는 슬러리-공급식 가스화기에서 특히 매력적이며, 그 이유는, 가능한 한 가장 안정한 고체 농도를 갖는 공급물을 사용하는 것이 바람직하고, 더 높은 고체 농도에서는 슬러리의 점도 역시 높기 때문이다. 화석 연료 분쇄 장비에 사용되는 토크와 전단력은 높으며, 고체 화석 연료(예컨대, 석탄) 슬러리의 전단 박화 거동과 커플링되어, 혼합 플라스틱 폐기물로부터 유래된 고체 입자와 분쇄된 화석 연료의 우수한 혼합이 화석 연료 분쇄 장비에서 수득될 수 있다.
혼합 플라스틱 폐기물로부터 유래된 고체 입자를 화석 연료원와 합치기 위한 다른 위치는, 밀 또는 분쇄기에 공급하는 주요 화석 연료 벨트에 적재된 화석 연료 상에 있을 수 있거나, 화석 연료가 밀 또는 분쇄기로의 벨트 상에 적재되기 전에 주요 화석 연료 상에 있을 수 있거나, 특히 저장 탱크가 교반되는 경우, 최종 크기로 분쇄된 화석 연료의 슬러리를 함유하는 화석 연료 슬러리 저장 태크 내에 있을 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 가스화 공급물 스트림(124)이 액체 또는 슬러리를 포함하는 경우, 이는, 상기 공급원료 스트림 중에 물을 비롯한 하나 이상의 액체를, 상기 공급원료 스트림의 중량을 기준으로 적어도 10 중량%, 또는 적어도 15 중량%, 또는 적어도 20, 중량% 또는 적어도 25 중량%, 또는 적어도 27 중량%, 또는 적어도 30 중량%의 양으로 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 공급원료 스트림에 존재하는 액체는 상기 가스화기에 공급되는 모든 액체의 중량을 기준으로 적어도 95 중량%, 적어도 96 중량%, 적어도 97 중량%, 적어도 98 중량%, 또는 적어도 99 중량%의 물을 함유할 수 있다. 또다른 실시양태에서, 화학적으로 합성되고 산소, 황 또는 질소 원자를 함유하는 화학 첨가제 외에, 상기 공급원료 스트림의 액체 함량은 가스화기(540)에 공급되는 모든 액체의 중량을 기준으로 적어도 96 중량%, 적어도 97 중량%, 적어도 98 중량%, 또는 적어도 99 중량%의 물일 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 공급원료 스트림(124)에 존재하는 물은 폐수가 아니거나, 달리 말하면, 상기 공급원료 스트림을 제조하기 위해 상기 고체에 공급되는 물은 폐수가 아니다. 바람직하게는, 사용된 물은, 화학물질을 합성하기 위한 임의의 공정으로부터 산업적으로 배출된 것이 아니거나, 생활 폐수가 아니다. 공급물 스트림(124)을 형성하기 위해 사용되는 물은 담수 또는 음용수일 수 있다.
공급원료 스트림(124)은 또한, 이전에 논의된 바와 같이, 적어도 분쇄된 석탄, 및 화학적 재활용 설비(10) 내의 하나 이상의 위치로부터 유래되는 하나 이상의 다른 유형의 고체를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 공급원료 스트림(124)은 또한 물을 포함한다. 상기 공급원료 스트림 중 물의 양은 0 중량% 내지 50 중량% 이하, 또는 10 중량% 내지 40 중량%, 또는 20 중량% 내지 35 중량% 범위일 수 있다. 상기 공급원료 스트림은, 물을 함유하는 슬러리를 포함할 수 있다.
석탄, 물, 및 플라스틱에 더하여, 다른 첨가제, 예컨대 점도 조절제 및 pH 조절제가 공급원료 스트림(124)에 첨가되거나, 이에 함유될 수 있다. 공급물 스트림(124) 중 첨가제의 총량은 상기 공급원료 스트림의 중량을 기준으로 0.01 중량% 내지 5 중량%, 또는 0.05 중량% 내지 5 중량%, 또는 0.05 내지 3 중량%, 또는 0.5 내지 2.5 중량% 범위일 수 있다. 임의의 개별 첨가제의 양은 또한 상기 언급된 범위 이내일 수 있다.
점도 조절제(계면활성제 포함)는 슬러리의 고체 농도를 향상시킬 수 있다. 점도 조절제의 예는 알킬-치환된 아민계 계면 활성제, 예컨대 알킬-치환된 아미노부티르산, 알킬-치환된 폴리에톡실화된 아마이드, 및 알킬-치환된 폴리에톡실화된 4급 암모늄 염; 및 황산염, 예를 들면 유기 설폰산의 염, 예컨대 암모늄 설포네이트, 칼슘 설포네이트, 및 나트륨 설포네이트, 특히, 리그닌 및 설포-알킬화된 리그나이트와의 염; 인산염; 및 폴리옥시알킬렌 음이온성 또는 비이온성 계면활성제, 및 이들의 조합물을 포함한다.
알킬-치환된 아미노부티르산 계면활성제의 더욱 구체적인 예는 N-코코-베타-아미노부티르산, N-탈로우(tallow)-베타-아미노부티르산, N-라우릴-베타-아미노부티르산, 및 N-올레일-베타-아미노부티르산을 포함한다. N-코코-베타-아미노부티르산이 바람직하다.
알킬-치환된 폴리에톡실화된 아마이드 계면활성제의 더욱 구체적인 예는 폴리옥시에틸렌 올레아마이드, 폴리옥시에틸렌 탈로우아마이드, 폴리옥시에틸렌 라우릴아마이드 및 폴리옥시에틸렌 코코아마이드를 포함하며, 이때 5 내지 50개의 폴리옥시에틸렌 잔기가 존재한다.
알킬-치환된 폴리에톡실화된 4급 암모늄 염 계면활성제의 더욱 구체적인 예는 메틸비스 (2-하이드록시에틸) 코코암모늄 클로라이드, 메틸폴리옥시에틸렌 코코암모늄 클로라이드, 메틸비스 (2-하이드록시에틸) 올레일 암모늄 클로라이드, 메틸폴리옥시에틸렌 올레일암모늄 클로라이드, 메틸비스 (2-하이드록시에틸) 옥타데실암모늄 클로라이드, 및 메틸폴리옥시에틸렌 옥타데실암모늄 클로라이드를 포함한다.
설포네이트의 더욱 구체적인 예는 설폰화된 폼알데하이드 축합물, 나프탈렌 설포네이트 폼알데하이드 축합물, 벤젠 설포네이트-페놀-폼알데하이드 축합물, 및 링고설포네이트를 포함한다.
인산염의 더욱 구체적인 예는 인산삼나트륨, 인산칼륨, 인산암모늄, 트라이폴리인산나트륨 또는 트라이폴리인산칼륨을 포함한다.
폴리옥시알킬렌 음이온성 또는 비이온성 계면활성제의 예는, 에틸렌 옥사이드 또는 프로필렌 옥사이드로부터 유래된 하나 이상의 반복 단위, 또는 1 내지 200개의 옥시알킬렌 단위를 가진다.
바람직하게는, 상기 계면활성제는 음이온성 계면활성제, 예컨대 유기 설폰산의 염이다. 이의 예는 유기 설폰산의 칼슘, 나트륨 및 암모늄 염, 예컨대 2,6-다이하이드록시 나프탈렌 설폰산, 리그나이트 설폰산, 및 암모늄 리그노설포네이트이다.
pH 조절제의 예는 수성 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 수산화물, 예를 들어 수산화나트륨, 및 암모늄 화합물, 예를 들어 20 내지 50 중량%의 수산화암모늄 수용액을 포함한다. 상기 수산화암모늄 수용액은, 예를 들어, 석탄 분쇄 장비에서 또는 슬러리를 포함하는 임의의 하류 용기에서, 상기 가스화기로의 도입 전에 상기 공급원료 조성물에 직접 첨가될 수 있다.
공급원료 스트림(124) 내의 고체(예컨대, 화석 연료 및 플라스틱 또는 플라스틱-유래 고체(존재하는 경우))의 농도는 슬러리의 안정성 한계, 또는 표적 고체 농도에서 공급원료를 가스화기로 펌핑하거나 공급하는 능력을 초과하지 않아야 한다. 바람직하게는, 상기 슬러리의 고체 함량은 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 또는 적어도 60 중량%, 또는 적어도 62 중량%, 또는 적어도 65 중량%, 또는 적어도 68 중량%, 또는 적어도 69 중량%, 또는 적어도 70 중량%, 또는 적어도 75 중량%이어야 하고, 나머지는, 물 및 액체 첨가제를 포함할 수 있는 액상이다. 이의 상한은 가스화기 설계에 의존하기 때문에 특별히 제한되지 않는다. 그러나, 고체 화석 연료 공급물의 실제 펌핑성 한계 및 슬러리에서의 고체의 균일한 분포의 유지를 고려하면, 슬래깅(slagging) 가스화기에 공급되는 고체 화석 슬러리의 고체 함량은 바람직하게는 75 중량% 또는 73 중량%를 초과해서는 안되며, 나머지는, 물 및 액체 첨가제를 포함할 수 있는 액상이다(전술된 바와 같이, 기체는 중량% 계산에 포함되지 않음).
상기 POX 가스화기로의 공급원료 스트림(124)은, 슬러리 형태인 경우, 바람직하게는 5분, 또는 심지어 10분, 또는 심지어 15분, 또는 심지어 20분, 또는 심지어 1/2시간, 또는 심지어 1시간, 또는 심지어 2시간에서 안정하다.
상기 공급원료 슬러리는, 이의 초기 점도가 100,000 cP 이하인 경우 안정한 것으로 간주될 수 있다. 초기 점도는 하기 방법으로 수득될 수 있다. 500 내지 600 g의 잘 혼합된 샘플을 주위 조건(예컨대, 25℃ 및 약 1기압)에서 600 mL 유리 비이커에서 정치시킨다. 1.83/s의 전단 속도에서 작동하는 V80-40 베인을 장착한 브룩필드 R/S 유동계를, 슬러리가 잘 혼합된 후(예컨대, 고체의 균일한 분포가 형성됨), 비이커 탑저까지 슬러리에 침지한다. 지정된 시간 후, 회전 시작 시에 점도 판독값이 수득되며, 이는 초기 점도 판독값이다.
점도 측정 시작시, 초기 판독값이 지정된 시간에 100,000 cP 이하인 경우, 슬러리가 안정한 것으로 간주된다. 다르게는, 0.5 rpm의 속도로 회전하는 LV-2 스핀들을 갖는 브룩필드 점도계와 함께 동일한 절차를 사용할 수 있다. 다른 장비를 사용하면 다른 점도 값이 수득될 것이므로, 사용된 장비 유형을 보고해야 한다. 그러나, 차이에 관계없이, 보고된 시간에 이의 점도가 100,000 cP 이하인 경우에만, 슬러리가 상기 방법 둘 다에서 안정한 것으로 간주된다.
공급원료 스트림(124) 중 고체의 양 및 이의 입자 크기는, 안정하고 펌핑가능한 슬러리를 유지하면서 고체 함량을 최대화하도록 조정된다. 펌핑가능한 슬러리는, 각각의 경우, 주위 조건(예컨대, 25℃ 및 1 기압)에서 30,000 cP 미만, 또는 25,000 cP 이하, 또는 23,000 cP 이하, 바람직하게는 20,000 cP 이하, 또는 18,000 cP 이하, 또는 15,000 cP 이하, 또는 13,000 cP 이하의 점도를 갖는 것이다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 공급원료 스트림(124)은 적어도 1000 cP, 적어도 2000 cP, 적어도 3000 cP, 적어도 4000 cP, 적어도 5000 cP, 적어도 6000 cP, 적어도 7000 cP, 적어도 8000 cP, 적어도 9000 cP, 또는 적어도 10,000 cP의 점도를 가진다. 대안적으로 또는 추가적으로, 공급원료 스트림(124)은 10,000 cP 이하, 7500 cP 이하, 5000 cP 이하, 또는 4500 cP 이하의 점도를 갖거나, 이는 1000 내지 10,000 cP, 2000 내지 7500 cP 또는 3000 내지 5000 cP 범위일 수 있다.
더 높은 점도에서는, 슬러리가 너무 걸쭉해져서 실제로 펌핑할 수 없다. 슬러리의 펌핑성을 결정하기 위한 점도 측정은, 입자의 균질한 분포가 수득될 때까지 슬러리 샘플을 혼합한 후, 0.5 rpm의 속도로 회전하는 LV-2 스핀들을 갖는 브룩필드 점도계를 잘 혼합된 슬러리에 즉시 침지하고, 지체 없이 판독함으로써 수행된다. 다르게는, 1.83/s의 전단 속도에서 작동하는 V80-40 베인 스핀들을 갖는 브룩필드 R/S 유동계가 사용될 수 있다. 상이한 전단 속도에서의 이들 두 유동계 간의 측정된 값은 상이한 값을 생성하기 때문에, 측정 방법이 보고된다. 그러나, 전술된 cP 값은 유동계 장치 및 절차 중 하나에 적용된다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 가스화 공급원료 스트림(124)은 적어도 58.5 lb/ft3, 적어도 59 lb/ft3, 또는 적어도 59.5 lb/ft3 및/또는 64 lb/ft3 이하, 63.5 lb/ft3 이하, 63 lb/ft3 이하, 62.5 lb/ft3 이하, 62 lb/ft3 이하, 61.5 lb/ft3 이하, 61 lb/ft3 이하 또는 60.5 lb/ft3 이하의 밀도를 가질 수 있거나, 이는 58.5 내지 64 lb/ft3, 59 내지 63.5 lb/ft3 또는 59.5 내지 63 lb/ft3일 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 가스화 공급원료 스트림(124)은 적어도 72 lb/ft3, 적어도 72.5 lb/ft3, 적어도 73 lb/ft3, 적어도 73.5 lb/ft3, 또는 적어도 74 lb/ft3 및/또는 76 lb/ft3 이하, 75.5 lb/ft3 이하, 75 lb/ft3 이하, 또는 74.5 lb/ft3 이하의 밀도를 가질 수 있거나, 이는 72 내지 76 lb/ft3, 72.5 내지 75.5 lb/ft3, 또는 73 내지 75lb/ft3일 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 가스화 공급원료 스트림(124)은 산소 제제 스트림(152)과 함께 가스화 반응기(540)에 도입될 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 공급원료 스트림(124) 및 산소 제제 스트림(152)은 주입기를 통해, 예를 들어, 전형적으로 적어도 500 psig, 적어도 600 psig, 적어도 800 psig, 또는 적어도 1,000 psig(적어도 35 barg, 적어도 40 barg, 적어도 55 barg, 또는 적어도 70 barg)의 압력을 갖는 가압 가스화 대역 내로 분무될 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 산소 제제 스트림(152)은, 공기를 포함할 수 있는 산화 기체를 포함한다. 더욱 구체적으로, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 산소 제제 스트림(152)은, 공기에서 발견되는 것보다 더 많은 양으로 산소가 풍부한 기체를 포함한다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 산소 제제 스트림(152)은 가스화기(540)의 반응(연소) 대역에 주입된 산소 제제 스트림(152)의 모든 mol을 기준으로 적어도 25 mol%, 적어도 35 mol%, 적어도 40 mol%, 적어도 50 mol%, 적어도 60 mol%, 적어도 70 mol%, 적어도 80 mol%, 적어도 90 mol%, 적어도 95 mol%, 적어도 97 mol%, 적어도 99 mol%, 또는 적어도 99.5 mol%의 산소를 포함한다. 상기 반응 대역에 공급된 특정 양의 산소는, 공급원료 스트림에 대한 양, 투입된 공급원료의 양, 공정 조건 및 반응기 설계를 고려하여, 공급원료 스트림 중 성분에 대해, 상기 가스화 반응으로부터 수득된 합성가스 중 일산화탄소 및 수소의 거의 또는 최대 수율을 수득하기에 충분할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 스팀(및/또는 물)은 상기 가스화 대역에 공급되지 않는다. 대안적으로, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 도 8의 스트림(154)에 의해 도시되는 바와 같이, 스팀 및/또는 물이 상기 가스화 대역에 공급될 수 있다.
산소 제제 스트림(152)에 더하여, 다른 환원성 산소-함유 기체, 예를 들어 이산화탄소, 질소 또는 공기가 상기 반응 대역에 공급될 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 이산화탄소- 또는 질소-풍부 기체 스트림(예를 들어, 공기에서 발견되는 몰량보다 더 많은 양, 또는 적어도 2 mol%, 적어도 5 mol%, 적어도 10 mol%, 또는 적어도 40 mol%의 이산화탄소 또는 질소를 갖는 기체 스트림)은 상기 가스화기에 투입되지 않는다. 존재하는 경우, 상기 기체는 공급원료를 가스화 대역으로 추진하기 위한 운반 기체로서 역할을 할 수 있다. 상기 가스화 대역 내의 압력으로 인해, 상기 운반 기체는 압축되어, 상기 가스화 대역으로의 도입을 위한 추진력을 제공할 수 있다.
하나 이상의 실시양태에서, 상기 기체 스트림은 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량% 및/또는 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하 또는 30 중량% 이하의 운반 기체를 포함하거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 5 내지 50 중량%, 10 내지 45 중량%, 또는 15 내지 40 중량% 범위일 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 0.01 또는 0.02 mol% 초과의 이산화탄소를 함유하는 기체 스트림은 상기 가스화기 또는 가스화 대역(540)에 투입되지 않는다. 추가적으로 또는 대안적으로, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 77 mol% 이하, 70 mol% 이하, 50 mol% 이하, 30 mol% 이하, 10 mol% 이하, 5 mol% 이하, 또는 3 mol% 이하의 질소를 함유하는 기체 스트림은 상기 가스화기 또는 상기 가스화 대역에 투입되지 않는다. 또한, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 0.1 mol% 이하, 0.5 mol% 이하, 1 mol% 이하, 또는 5 mol% 이하의 수소를 갖는 수소 기체-함유 스트림은 상기 가스화기 또는 상기 가스화 대역에 투입되지 않는다. 더욱이, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 0.1 mol% 이하, 0.5 mol% 이하, 1 mol% 이하, 또는 5 mol% 이하의 메탄을 함유하는 메탄 기체 스트림은 상기 가스화기 또는 상기 가스화 대역에 투입되지 않는다. 특정 실시양태에서, 상기 가스화 대역에 도입되는 유일한 기체 스트림은, 전술된 바와 같이, 산소-풍부 기체 스트림인 산소 제제 스트림(152)이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 화석 연료 스트림(156)이 또한, 본원에서 논의된 하나 이상의 다른 공정 스트림에 더하여, 상기 가스화기에 도입될 수 있다. 상기 화석 연료 스트림은 하나 이상의 탄소-기반 물질, 예컨대, 비제한적으로, 천연 가스, 석탄, 석유 코크스, 석유 오일, 바이오매스, 및 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 라인(156)에서의 화석 연료 스트림은, 상기 가스화기에 도입되는 총 공급물의 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량% 및/또는 99 중량% 이하, 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 80 중량% 이하, 75 중량% 이하, 70 중량% 이하, 65 중량% 이하, 60 중량% 이하, 55 중량% 이하, 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 또는 5 중량% 이하를 구성할 수 있다. 이는, 상기 가스화기가 기체-공급식, 액체-공급식 또는 고체-공급식 가스화기인지 여부에 관계없이 해당될 수 있다.
상기 가스화 공정은 전술된 바와 같이 부분 산화 가스화 반응일 수 있다. 일반적으로, 수소와 일산화탄소의 생성을 향상시키기 위해, 상기 산화 공정은 상기 가스화 공급원료의 완전한 산화보다는 부분적인 산화를 포함하므로, 따라서 100%의 탄소 및 수소 결합을 완전히 산화시키는데 필요한 양에 비해 산소-부족(oxygen-lean) 환경에서 조작될 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 가스화기에 대한 총 산소 요구량은, 상기 가스화 공급원료의 탄소 함량을 일산화탄소로 전환시키는데 이론적으로 필요한 양보다 적어도 5%, 적어도 10%, 적어도 15%, 또는 적어도 20% 과량일 수 있다. 일반적으로, 상기 이론적 요구량의 10 내지 80% 과량의 총 산소 공급으로 만족스러운 조작이 수득될 수 있다. 예를 들어, 탄소 파운드당 산소의 적합한 양의 예는 탄소 파운드당 0.4 내지 3.0 파운드의 자유 산소, 탄소 파운드당 0.6 내지 2.5 파운드의 자유 산소, 탄소 파운드당 0.9 내지 2.5 파운드의 자유 산소, 또는 탄소 파운드당 1.2 내지 2.5 파운드의 자유 산소 범위일 수 있다.
공급원료 스트림(124)과 산소 제제 스트림(152)의 혼합은, 별도의 공급원료 스트림과 산소 제제 스트림을 도입하여 이들이 상기 반응 대역 내에서 서로 충돌하도록 함으로서, 상기 반응 대역 내에서 완전히 달성될 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 산소 제제 스트림(152)은, 화염 전파 속도를 초과하고 또한 공급원료 스트림(124)과의 혼합을 개선하기 위해, 고속으로 가스화기(540)의 반응 대역에 도입된다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 산소 제제 스트림(126)은 25 내지 500 ft/s, 50 내지 400 ft/s, 또는 100 내지 400 ft/s 범위의 속도로 반응기(540)의 가스화 대역에 주입될 수 있다. 상기 값은 주입기-가스화 대역 경계면에서의 기체 산소 제제 스트림(152)의 속도, 또는 주입기 팁 속도일 것이다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 가스화 공급원료 스트림(124) 및 산소 제제 스트림(152) 중 하나 또는 둘 다는 임의적으로 적어도 200℃, 적어도 300℃, 또는 적어도 400℃의 온도로 예열될 수 있다. 그러나, 사용된 가스화 공정은, 공급원료를 효율적으로 가스화하기 위해 공급원료 스트림(124)을 예열하는 것을 필요로 하지 않으며, 예열 처리 단계가 상기 공정의 에너지 효율을 낮출 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 사용된 가스화 기술의 유형은, 합성가스를 생성하는 부분 산화 동반류 가스화기일 수 있다. 상기 기술은, 고정층(다르게는, 이동층으로 불림) 가스화기 및 유동층 가스화기와는 다르다. 미국 특허 제3,544,291호에 도시된 예시적인 가스화기가 사용될 수 있으며, 상기 특허의 전체 개시내용을, 본 발명과 불일치하지 않는 정도로 본원에 참고로 인용한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 가스화기(540)는 비-촉매적일 수 있으며(이는, 가스화기(540)가 촉매층을 포함하지 않음을 의미함), 상기 가스화 공정은 비-촉매적이다(이는, 촉매가 상기 가스화 대역에 개별적인 비-결합된 촉매로서 도입되지 않음을 의미함). 또한, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 가스화 공정은 슬래깅 가스화 공정이 아닐 수 있다(즉, 이는, 용융된 슬래그가 상기 가스화 대역에서 형성되고 내화 벽을 따라 흘러가도록, (재의 융해 온도보다 훨씬 높은) 슬래깅 조건 하에 조작되지 않는다).
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 가스화 대역, 및 임의적으로 가스화기(540) 내의 모든 반응 대역은 적어도 1000℃, 적어도 1100℃, 적어도 1200℃, 적어도 1250℃, 또는 적어도 1300℃ 및/또는 2500℃ 이하, 2000℃ 이하, 1800℃ 이하, 또는 1600℃ 이하의 온도에서 조작될 수 있거나, 이는 1000 내지 2500℃, 또는 1200 내지 2000℃, 또는 1250 내지 1600℃ 범위일 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 반응 온도는 자생적(autogenous)일 수 있다. 유리하게는, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 정상 상태 모드에서 조작되는 가스화기는 자생 온도에 있을 수 있고, 가스화 대역을 가열하기 위해 외부 에너지원의 적용을 필요로 하지 않는다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 가스화기(540)는 주로 기체-공급식 가스화기이다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 가스화기(540)는 비-슬래깅 가스화기이거나, 슬래그(slag)를 형성하지 않는 조건 하에 조작된다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 가스화기(540)는 조작 동안 음압 하에 있지 않을 수 있으며, 오히려 조작 동안 양압 하에 있을 수 있다. 본원에서 "음압"은, 대기압 미만의 압력을 지칭하고, "양압"은, 대기압 초과의 압력을 지칭한다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 가스화기는 가스화 대역(또는 연소실) 내에서 적어도 200 psig(1.38 MPa), 적어도 300 psig(2.06 MPa), 적어도 350 psig(2.41 MPa), 적어도 400 psig(2.76 MPa), 적어도 420 psig(2.89 MPa), 적어도 450 psig(3.10 MPa), 적어도 475 psig(3.27 MPa), 적어도 500 psig(3.44 MPa), 적어도 550 psig(3.79 MPa), 적어도 600 psig(4.13 MPa), 적어도 650 psig(4.48 MPa), 적어도 700 psig(4.82 MPa), 적어도 750 psig(5.17 MPa), 적어도 800 psig(5.51 MPa), 900 psig(6.2 MPa), 적어도 1000 psig(6.89 MPa), 적어도 1100 psig(7.58 MPa), 또는 적어도 1200 psig(8.2 MPa)의 압력에서 조작될 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 가스화기는 1300 psig(8.96 MPa) 이하, 1250 psig(8.61 MPa) 이하, 1200 psig(8.27 MPa) 이하, 1150 psig(7.92 MPa) 이하, 1100 psig(7.58 MPa) 이하, 1050 psig(7.23 MPa) 이하, 1000 psig(6.89 MPa) 이하, 900 psig(6.2 MPa) 이하, 800 psig(5.51 MPa) 이하, 또는 750 psig(5.17 MPa) 이하의 가스화 대역(또는 연소실) 내 압력에서 조작될 수 있다. 적합한 압력 범위의 예는 400 내지 1000 psig, 425 내지 900 psig, 450 내지 900 psig, 475 내지 900 psig, 500 내지 900 psig, 550 내지 900 psig, 600 내지 900 psig, 650 내지 900 psig, 400 내지 800 psig, 425 내지 800 psig, 450 내지 800 psig, 475 내지 800 psig, 500 내지 800 psig, 550 내지 800 psig, 600 내지 800 psig, 650 내지 800 psig, 400 내지 750 psig, 425 내지 750 psig, 450 내지 750 psig, 475 내지 750 psig, 500 내지 750 psig, 또는 550 내지 750 psig를 포함한다.
일반적으로, 가스화기 반응기(540)에서 기체의 평균 체류 시간은 처리량을 증가시키기 위해 매우 짧을 수 있다. 상기 가스화기는 고온 및 고압에서 조작될 수 있기 때문에, 상기 공급원료에서 기체로의 실질적으로 완전한 전환은 매우 짧은 시간 프레임 내에 일어날 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 가스화기에서 기체의 평균 체류 시간은 30초 이하, 25초 이하, 20초 이하, 15초 이하, 10초 이하, 또는 7초 이하일 수 있다.
가스화기(540) 및 그 사이의 배관으로부터 하류 장비의 오염을 방지하기 위해, 생성된 합성가스 스트림(126)은 타르 함량이 낮거나 없을 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 가스화기(540)로부터 배출된 합성가스 스트림(126)은 상기 합성가스 스트림 중 모든 응축가능한 고체의 중량을 기준으로 4 중량% 이하, 3 중량% 이하, 2 중량% 이하, 1 중량% 이하, 0.5 중량% 이하, 0.2 중량% 이하, 0.1 중량% 이하, 또는 0.01 중량% 이하의 타르를 포함할 수 있다. 측정의 목적을 위해, 응축가능한 고체는, 15℃ 및 1 atm의 온도에서 응축되는 화합물 및 원소이다. 타르 생성물의 예는 나프탈렌, 크레졸, 자일레놀, 안트라센, 페난트렌, 페놀, 벤젠, 톨루엔, 피리딘, 카테콜, 바이페닐, 벤조퓨란, 벤즈알데하이드, 아세나프틸렌, 플루오렌, 나프토퓨란, 벤즈안트라센, 피렌, 아세페난트릴렌, 벤조피렌, 및 기타 고분자량 방향족 다핵 화합물을 포함한다. 타르 함량은 GC-MSD로 결정할 수 있다.
일반적으로, 상기 가스화 용기로부터 배출되는 미가공 합성가스 스트림(126)은 수소, 일산화탄소 및 이산화탄소와 같은 기체를 포함하고, 연료원 및 반응 조건에 따라, 메탄, 황화수소 및 질소와 같은 다른 가스를 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 미가공 합성가스 스트림(126)(상기 가스화기로부터 및 임의의 추가 처리 전에, 스크러빙, 이동 또는 산성 가스 제거에 의해 배출된 스트림)은, 건조 기준으로 및 미가공 합성가스 스트림(126) 중 모든 기체(25℃ 및 1 atm에서 기체 상태의 원소 또는 화합물)의 mol 기준으로, 하기 조성(mol%)을 가질 수 있다:
· 15 내지 60 mol%, 18 내지 50 mol%, 18 내지 45 mol%, 18 내지 40 mol%, 23 내지 40 mol%, 25 내지 40 mol%, 23 내지 38 mol%, 29 내지 40 mol%, 또는 31 내지 40 mol% 범위의 수소 함량;
· 20 내지 75 mol%, 20 내지 65 mol%, 30 내지 70 mol%, 35 내지 68 mol%, 40 내지 68 mol%, 40 내지 60 mol%, 35 내지 55 mol%, 또는 40 내지 52 mol%의 일산화탄소 함량;
· 1.0 내지 30 mol%, 2 내지 25 mol%, 2 내지 21 mol%, 10 내지 25 mol%, 또는 10 내지 20 mol%의 이산화탄소 함량;
· 2.0 내지 40 mol%, 5 내지 35 mol%, 5 내지 30 mol%, 또는 10 내지 30 mol%의 물 함량;
· 0.0 내지 30 mol%, 0.01 내지 15 mol%, 0.01 내지 10 mol%, 0.01 내지 8 mol%, 0.01 내지 7 mol%, 0.01 내지 5 mol%, 0.01 내지 3 mol%, 0.1 내지 1.5 mol%, 또는 0.1 내지 1 mol%의 메탄 함량;
· 0.01 내지 2.0 mol%, 0.05 내지 1.5 mol%, 0.1 내지 1 mol%, 또는 0.1 내지 0.5 mol%의 H2S 함량;
· 0.05 내지 1.0 mol%, 0.05 내지 0.7 mol%, 또는 0.05 내지 0.3 mol%의 COS 함량;
· 0.015 내지 3.0 mol%, 0.02 내지 2 mol%, 0.05 내지 1.5 mol%, 또는 0.1 내지 1 mol%의 황 함량; 및/또는
· 0.0 내지 5 mol%, 0.005 내지 3 mol%, 0.01 내지 2 mol%, 0.005 내지 1 mol%, 0.005 내지 0.5 mol%, 또는 0.005 내지 0.3 mol%의 질소 함량.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 합성가스 스트림(126)은 적어도 0.65, 적어도 0.68, 적어도 0.70, 적어도 0.73, 적어도 0.75, 적어도 0.78, 적어도 0.80, 적어도 0.85, 적어도 0.88, 적어도 0.90, 적어도 0.93, 적어도 0.95, 적어도 0.98, 또는 적어도 1의 수소/일산화탄소 몰비를 포함한다. 상기 기체 성분은 FID-GC 및 TCD-GC, 또는 기체 스트림의 성분을 분석하기 위해 인정된 임의의 다른 방법에 의해 결정될 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 합성가스 스트림(126)은 재활용 함량 합성가스(r-합성가스)일 수 있고, 상기 합성가스 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 적어도 95 중량%, 또는 적어도 99 중량%의 재활용 함량을 가질 수 있다.
에너지 생성/생산 설비
다시, 도 1을 참조하면, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 화학적 재활용 설비(10)는 또한 에너지 생성/생산 설비(80)를 포함할 수 있다. 본원에서 "에너지 생성/생산 설비(80)"는, 공급원료의 화학적 전환(예를 들어, 연소)을 통해 공급원료(132)로부터의 에너지(즉, 열 에너지)를 생성하는 설비이다.
이제, 도 9를 참조하면, 하나 이상의 실시양태에 따른 화학적 재활용 설비에서 사용하기에 적합한 에너지 생성/생산 설비(80)의 개략도가 제공된다. 도 9에 도시된 바와 같이, 에너지 생성/생산 설비(80)에 도입되는 공급물 스트림은, (i) PO-풍부 폐-플라스틱 스트림(104), (ii) 고체-함유 입자 또는 용융물 스트림(114), (iii) 하나 이상의 가용매분해 부산물 스트림(110), (iv) 열분해 기체 스트림(118), (v) 열분해 오일 스트림(120), (vi) 열분해 잔사 스트림(122); 및 (vii) 분해기 설비(70)로부터의 중질물(예를 들어, C5+) 스트림 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 스트림 (i) 내지 (vii) 중 하나 이상은 에너지 생성/생산 설비(80)에 연속적으로 도입될 수 있거나, 이들 스트림 중 하나 이상이 간헐적으로 도입될 수 있다. 여러 유형의 공급물 스트림이 존재하는 경우, 이들 각각은 별도로 도입될 수 있거나, 이들 스트림 중 전부 또는 일부가 합쳐져, 합친 스트림이 에너지 생성/생산 설비(80)에 도입되게 할 수 있다. 상기 합침은, 존재하는 경우, 연속식 또는 회분식으로 수행될 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 에너지 생성/생산 설비(80)로의 공급물 스트림(132)은 에너지 생성/생산 설비(80)에 도입되는 공급물 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%의 하나 이상의 가용매분해 부산물 스트림(110)을 포함할 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 에너지 생성/생산 설비(80)로의 공급물 스트림은 에너지 생성/생산 설비(80)에 도입되는 공급물 스트림의 총 중량을 기준으로 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 80 중량% 이하, 75 중량% 이하, 70 중량% 이하, 65 중량% 이하, 60 중량% 이하, 55 중량% 이하, 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 중량% 이하, 또는 1 중량% 이하의 하나 이상의 가용매분해 부산물 스트림(110)을 포함할 수 있거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 1 내지 95 중량%, 5 내지 90 중량%, 10 내지 85 중량%, 20 내지 70 중량%, 또는 30 내지 60 중량% 범위일 수 있다.
에너지 생성/생산 설비(80)에 도입되는 가용매분해 부산물 스트림(110)은 에너지 생성/생산 설비(80)에 도입되는 가용매분해 부산물 스트림(110)의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%의 총 재활용 함량을 가질 수 있다. 이전에 논의된 바와 같이, 가용매분해 부산물 스트림(110)은, 존재하는 경우, 가용매분해 설비(30)로부터 인출된 하나 이상의 가용매분해 부산물을 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 에너지 생성/생산 설비(80)로의 공급물 스트림(132)은 에너지 생성/생산 설비(80)에 도입되는 공급물 스트림의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%의, 열분해 오일 스트림(120)으로부터의 열분해 오일을 포함할 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 에너지 생성/생산 설비(80)로의 공급물 스트림(132)은 에너지 생성/생산 설비(80)에 도입되는 공급물 스트림(132)의 총 중량을 기준으로 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 80 중량% 이하, 75 중량% 이하, 70 중량% 이하, 65 중량% 이하, 60 중량% 이하, 55 중량% 이하, 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 이하, 또는 1 중량% 이하의 열분해 오일을 포함할 수 있거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 1 내지 95 중량%, 5 내지 90 중량%, 10 내지 85 중량%, 20 내지 70 중량%, 또는 30 내지 60 중량% 범위로 존재할 수 있다.
에너지 생성/생산 설비(80)에 도입되는 열분해 오일 스트림(120)은 에너지 생성/생산 설비(80)에 도입되는 열분해 오일 스트림(120)의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%의 총 재활용 함량을 가질 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 에너지 생성/생산 설비(80)로의 공급물 스트림(134)은 에너지 생성/생산 설비(80)에 도입되는 공급물 스트림(132)의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량% 또는 적어도 95 중량%의, 열분해 잔사 스트림(122)으로부터의 열분해 잔사를 포함할 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 에너지 생성/생산 설비(80)로의 공급물 스트림(132)은 에너지 생성/생산 설비(80)에 도입되는 공급물 스트림(132)의 총 중량을 기준으로 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 80 중량% 이하, 75 중량% 이하, 70 중량% 이하, 65 중량% 이하, 60 중량% 이하, 55 중량% 이하, 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 중량% 이하 또는 1 중량% 이하의 열분해 잔사를 포함할 수 있거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 1 내지 95 중량%, 5 내지 90 중량%, 10 내지 85 중량%, 20 내지 70 중량%, 또는 30 내지 60 중량% 범위일 수 있다.
에너지 생성/생산 설비(80)에 도입되는 열분해 잔사 스트림(122)은 에너지 생성/생산 설비(80)에 도입되는 열분해 잔사 스트림(122)의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%의 총 재활용 함량을 가질 수 있다. 상기 열분해 잔사는 고체, 용융물 또는 슬러리 형태일 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 에너지 생성/생산 설비(80)로의 공급물 스트림(132)은 에너지 생성/생산 설비(80)에 도입되는 공급물 스트림(132)의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 적어도 95 중량%의, PO-풍부 폐-플라스틱 스트림(104)으로부터의 PO-풍부 폐-플라스틱을 포함할 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 에너지 생성/생산 설비(80)로의 공급물 스트림(132)은 에너지 생성/생산 설비(80)에 도입되는 공급물 스트림(132)의 총 중량을 기준으로 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 80 중량% 이하, 75 중량% 이하, 70 중량% 이하, 65 중량% 이하, 60 중량% 이하, 55 중량% 이하, 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 중량% 이하 또는 1 중량% 이하의 PO-풍부 폐-플라스틱을 포함할 수 있거나, 또는 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 1 내지 95 중량%, 5 내지 90 중량%, 10 내지 85 중량%, 20 내지 70 중량%, 또는 30 내지 60 중량% 범위일 수 있다.
에너지 생성/생산 설비(80)에 도입되는 PO-풍부 폐-플라스틱 스트림(104)은 에너지 생성/생산 설비(80)에 도입되는 PO-풍부 폐-플라스틱 스트림(104)의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%의 총 재활용 함량을 가질 수 있다. PO-풍부 폐-플라스틱 스트림(104)은, 도 1에 도시된 전처리 설비(20) 또는 다른 공급원(도시되지 않음)으로부터 유래될 수 있다. 스트림(104)은 플라스틱 용융물 형태, 또는 입자 또는 슬러리 형태일 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 에너지 생성/생산 설비(80)로의 공급물 스트림(132)은 에너지 생성/생산 설비(80)에 도입되는 공급물 스트림(132)의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%의, 고화 설비(40)로부터의 고체 또는 용융물을 포함하는 고체-함유 스트림(114)을 포함할 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 에너지 생성/생산 설비(80)로의 공급물 스트림(132)은 에너지 생성/생산 설비(80)에 도입되는 공급물 스트림(132)의의 총 중량을 기준으로 95 중량% 이하, 90 중량% 이하, 85 중량% 이하, 80 중량% 이하, 75 중량% 이하, 70 중량% 이하, 65 중량% 이하, 60 중량% 이하, 55 중량% 이하, 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하, 30 중량% 이하, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 2 중량% 이하 또는 1 중량% 이하의, 고화 설비(40)로부터의 고체 또는 용융물을 포함하는 고체-함유 스트림(114)을 포함할 수 있거나, 이는 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 1 내지 95 중량%, 5 내지 90 중량%, 10 내지 85 중량%, 20 내지 70 중량%, 또는 30 내지 60 중량% 범위일 수 있다.
에너지 생성/생산 설비(80)에 도입되는 고체-함유 스트림(114)은 에너지 생성/생산 설비(80)에 도입되는 고화 설비(40)로부터의 고체 또는 용융물의 총 중량을 기준으로 적어도 1 중량%, 적어도 5 중량%, 적어도 10 중량%, 적어도 15 중량%, 적어도 20 중량%, 적어도 25 중량%, 적어도 30 중량%, 적어도 35 중량%, 적어도 40 중량%, 적어도 45 중량%, 적어도 50 중량%, 적어도 55 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 65 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 75 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%의 총 재활용 함량을 가질 수 있다. 고체-함유 스트림(114)은, 도 1에 도시되는 고화 설비(40) 또는 다른 공급원(도시되지 않음)으로부터 유래될 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 고체-함유 스트림(114)은 슬러리 형태일 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 합친 스트림들 중 임의의 하나의 스트림 대 또다른 스트림의 중량비는 적어도 1:10, 적어도 1:9, 적어도 1:8, 적어도 1:7, 적어도 1:6, 적어도 1:5, 적어도 1:4, 적어도 1:3, 적어도 1:2, 적어도 1:1.5, 또는 적어도 1:1 및/또는 10 이하:1, 9 이하:1, 8 이하:1, 7 이하:1, 6 이하:1, 5 이하:1, 4 이하:1, 3 이하:1, 2 이하:1, 1.5 이하:1, 또는 1 이하:1일 수 있거나, 이는 1:10 내지 10:1, 1:5 내지 5:1, 또는 1:2 또는 2:1 범위일 수 있다.
임의의 유형의 에너지 생성/생산 설비(80)가 사용될 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 에너지 생성/생산 설비(80)는 하나 이상의 퍼니스 또는 소각로를 포함할 수 있다. 상기 소각로는 기체-공급식, 액체-공급식 또는 고체-공급식일 수 있거나, 기체, 액체 또는 고체를 수용하도록 구성될 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 소각로는 구성될 수 있거나, 고체, 기체 및 액체의 조합물을 수용할 수 있다. 상기 소각로 또는 퍼니스의 특정 예는, 비제한적으로, 회전식 가마(kiln) 및 액체 화학적 폐기물-소각로(destructor)를 포함할 수 있다. 상기 퍼니스 또는 소각로 내의 연소 온도는 적어도 800℃, 적어도 825℃, 적어도 850℃, 적어도 875℃ 또는 적어도 900℃ 및/또는 1200℃ 이하, 1175℃ 이하, 1150℃ 이하, 1125℃ 이하, 또는 800 내지 1200℃, 850 내지 약 1150℃, 또는 900 내지 1125℃일 수 있다.
상기 소각로 또는 퍼니스는 공급물 스트림(132) 중 탄화수소 성분의 적어도 일부를 산소 제제 스트림(158)과 함께 열적으로 연소시키도록 구성될 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 산소 제제 스트림(158)은 산소 제제 스트림(158)의 총 mol을 기준으로 적어도 5 mol%, 적어도 10 mol%, 적어도 15 mol%, 적어도 20 mol%, 또는 적어도 25 mol% 및/또는 70 mol% 이하, 65 mol% 이하, 60 mol% 이하, 55 mol% 이하, 50 mol% 이하, 45 mol% 이하, 40 mol% 이하, 35 mol% 이하, 30 mol% 이하, 또는 25 mol% 이하의 산소를 포함하거나, 이는 상기 스트림의 총 mol을 기준으로 5 내지 70 mol%, 10 내지 55 mol%, 또는 10 내지 25 mol% 범위의 양을 포함할 수 있다. 산소 제제 스트림(158)의 다른 성분은, 예를 들어 질소 또는 이산화탄소를 포함할 수 있다. 다른 실시양태에서, 산소 제제 스트림(158)은 공기를 포함한다.
상기 에너지 생성/생산 대역에서, 이에 도입되는 공급물 스트림(132)의 적어도 50 중량%, 적어도 60 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 80 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 95 중량%가 연소되어 에너지 및 연소 기체 스트림(170)(예컨대, 물, 일산화탄소, 이산화탄소 및 이들의 조합물)을 형성할 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 공급물 스트림(132)의 적어도 일부는 화합물(예컨대, 황- 및/또는 질소-함유 화합물)을 제거하도록 처리되어, 연소 기체 스트림(170) 중 질소 및 황 산화물의 양을 최소화할 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 에너지 생산/생성 설비에 의해 생성된 에너지(134)의 적어도 일부는 공정 스트림을 직접적 또는 간접적으로 가열하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 에너지(134)의 적어도 일부는, 스트림(172)의 물을 가열하여 스팀을 형성하고/하거나, 스트림(172)의 스팀을 가열하여 과열 스팀을 형성하는데 사용될 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 생성된 에너지의 적어도 일부는 열 전달 매체 스트림(예를 들어, 써미놀(THERMINOL)(등록상표))을 가열하는데 사용될 수 있으며, 이는 그 자체가, 가온되는 경우, 하나 이상의 공정 흐름으로 열을 전달하는데 사용된다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 에너지의 적어도 일부는 공정 스트림을 직접 가열하는데 사용될 수 있다.
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 에너지 생성/생산 설비(80)로부터의 에너지의 적어도 일부로 가열된 공정 스트림은, 본원에 논의된 하나 이상의 설비, 예를 들어, 가용매분해 설비(30), 열분해 설비(60), 분해기 설비(70), POX 가스화 설비(50), 또는 고화 설비(40) 중 적어도 하나로부터의 공정 스트림일 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 에너지 생성/생산 설비(80)는 별도의 지리적 영역에 존재할 수 있고, 하나 이상의 다른 실시양태에서, 에너지 생성/생산 설비(80)의 적어도 일부는 다른 설비 중 하나에 또는 그 근처에 위치할 수 있다. 예를 들어, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 도 1에 도시된 바와 같은 화학적 재활용 설비 내의 에너지 생성/생산 설비(80)는 가용매분해 설비(30) 내의 에너지 생성/생산 퍼니스 및 POX 가스화 설비(50) 내의 다른 에너지 생성/생산 퍼니스를 포함할 수 있다.
재사용/재활용 설비
하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 도 1에 도시된 화학적 재활용 설비(10)로부터의 하나 이상의 스트림은 또한, 또다른 전형적으로 장소외(offsite) 설비(90)에서의 추가의 재사용 및/또는 재활용에 보내질 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 상기 재사용/재활용 설비로 보내진 스트림은 또다른 당사자에게 판매될 수 있고, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 화학 설비(10)의 조작자는 수령자에게 비용을 지불해야 할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, 고화 설비(40)로부터의 고체-함유 스트림의 적어도 일부는 장소외 설비에서 추가로 재사용 및/또는 재활용될 수 있다. 하나의 실시양태에서 또는 임의의 언급된 실시양태와의 조합으로, PO-풍부 스트림(104)의 적어도 일부는 또한 재사용/재활용 설비(90)에 사용될 수 있다. 이러한 PO-풍부 스트림(104)은 이전 처리 단계(예를 들어, 세척, 크기 감소, 건조, 원치 않는 성분의 분리)로 처리된 것일 수 있고, 이어서 전처리 설비(20)로부터 생성된 스트림은 이후 추가로 판매되고 사용될 수 있다.
화학적 처리 설비(10)로의 공급물 스트림(100)이 공급물 스트림(100)의 총 중량을 기준으로 20 중량% 이하, 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하 또는 2 중량% 이하의 비-PET 재료를 가질 수 있는 경우, 이들 비-PET 성분의 적어도 일부의 재사용 및/또는 재활용은, 화학적 재활용 설비(10) 내에서 상기 스트림의 전부 또는 일부를 추가로 처리하는 것에 비해, 더 경제적이거나 유익할 수 있다.
정의
하기는 정의된 용어의 배타적인 목록을 의도하는 것이 아님을 이해해야 한다. 예를 들어, 문맥상 정의된 용어의 사용을 수반하는 경우와 같이, 다른 정의가 전술된 명세서에 제공될 수 있다.
본원에서 용어 "하나"는 하나 이상을 의미한다.
본원에서 용어 "및/또는"은, 둘 이상의 항목의 목록에 사용되는 경우, 열거된 항목 중 임의의 하나가 단독으로 사용될 수 있거나, 열거된 항목 중 둘 이상의 임의의 조합이 사용될 수 있음을 의미한다. 예를 들어, 조성물이 성분 A, B 및/또는 C를 함유하는 것으로 기술되는 경우, 상기 조성물은 A만; B만; C만; A와 B의 조합; A와 C의 조합, B와 C의 조합; 또는 A, B 및 C의 조합을 포함할 수 있다.
본원에서 용어 "포함하는", "포함하다" 및 "포함하고"는, 해당 용어 앞에 인용된 주제로부터 해당 용어 뒤에 인용된 하나 이상의 요소로의 전환에 사용되는 개방형-종지형 전환 용어이며, 이때 전환 용어 이후에 열거된 요소(들)가, 반드시 주제를 구성하는 유일한 요소는 아니다.
본원에서 용어 "갖는", "갖다" 및 "갖고"는, 상기 제공된 "포함하는", "포함하다" 및 "포함하고"와 동일한 개방-종지형 의미를 가진다.
본원에서 용어 "포함되는", "포함되다" 및 "포함되고"는, 위에서 제공된 "포함하는", "포함하다" 및 "포함하고"와 동일한 개방-종지형 의미를 가진다.
본원에서 용어 "주로"는, 50 중량% 초과를 의미한다. 예를 들어, 주로 프로판 스트림, 조성물, 공급원료 또는 생성물은, 50 중량% 초과의 프로판을 함유하는 스트림, 조성물, 공급원료 또는 생성물이다.
본원에서 용어 "풍부"는, 특정 성분의 농도(건조 중량 기준)가 기준 물질 또는 스트림 중 해당 성분의 농도보다 더 높음을 지칭한다.
개시된 실시양태에 제한되지 않는 청구사항
전술된 기술의 형태는 단지 예시로만 사용되어야 하며, 본 발명의 범위를 해석하기 위한 제한적인 의미로 사용되어서는 안된다. 상기 개시된 예시적인 실시양태에 대한 변형은, 본 발명의 진의를 벗어나지 않고도 당업자가 용이하게 수행할 수 있다.
본 발명자들은, 첨부된 청구범위에 개시된 기술로부터 실질적으로 벗어나지 않지만 본 발명의 문언적 범위를 벗어나는 모든 장치와 본 발명이 관련되어 있으므로, 본 발명의 합리적으로 공정한 범위를 결정하고 평가하기 위한 균등론에 의존하고자 하는 의도를 진술한다.

Claims (35)

  1. 가용매분해(solvolysis) 설비로부터의 테레프탈릴 칼럼 탑저(bottoms) 부산물 스트림을, (i) 부분 산화(POX) 가스화 설비; (ii) 열분해(pyrolysis) 설비; (iii) 분해기(cracker) 설비; 및 (iv) 에너지 생성/에너지 생산 설비 중 적어도 하나에 도입하는 단계
    를 포함하는 폐-플라스틱(waste plastic)의 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    다른 공정 스트림을 상기 설비 (i) 내지 (iv) 및 (v) 고화 설비 중 적어도 하나에 도입하는 단계
    를 추가로 포함하는 처리 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 테레프탈릴 칼럼 탑저 부산물 스트림 및 상기 다른 공정 스트림이 상기 설비 (i) 내지 (v) 중 상이한 설비에 도입되는, 처리 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 다른 공정 스트림이 상기 설비 (ii) 내지 (v) 중 하나로부터 유래된 것인, 처리 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 다른 공정 스트림이 폴리올레핀-풍부(PO-풍부) 폐-플라스틱 스트림을 포함하는, 처리 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 다른 공정 스트림이 상기 가용매분해 설비로부터의 다른 가용매분해 부산물 스트림을 포함하는, 처리 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 테레프탈릴 칼럼 탑저 부산물 스트림의 적어도 일부가 POX 가스화 설비에 도입되는, 처리 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 POX 가스화 설비가 액체-공급식 가스화기(liquid-fed gasifier)를 포함하는, 처리 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 POX 설비가 고체-공급식 가스화기(soild-fed gasifier)를 포함하는, 처리 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 테레프탈릴 칼럼 탑저 부산물 스트림이, 폴리에스터 잔기를 포함하는 올리고머를 70 중량% 포함하고,
    상기 올리고머가 2 내지 25개의 평균 쇄 길이를 갖는, 처리 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 테레프탈릴 칼럼 탑저 부산물 스트림이 1 ppb(part per billion) 이상 25 중량% 이하의 치환된 테레프탈릴 성분을 포함하고,
    상기 조성물이, 상기 테레프탈릴의 비점보다 높은 중간-범위(mid-range) 비점을 갖는, 처리 방법.
  12. (a) PET-함유 폐-플라스틱을 처리하는데 사용되는 가용매분해 설비로부터 테레프탈릴 칼럼 탑저 부산물 스트림을 인출하는 단계; 및
    (b) 상기 부산물 스트림의 적어도 일부를, (i) 부분 산화(POX) 가스화 설비; (ii) 열분해 설비; (iii) 분해기 설비; 및 (iv) 에너지 생성/에너지 생산 설비 중 적어도 하나에 도입하는 단계
    를 포함하는 폐-플라스틱의 처리 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 인출이 연속식으로 수행되는, 처리 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 가용매분해 설비가 주요 테레프탈릴을 생성하고,
    상기 테레프탈릴 칼럼 탑저 부산물 스트림이, 상기 주요 테레프탈릴의 비점보다 높은 중간-범위 비점을 갖는, 처리 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 PET-함유 폐-플라스틱이, 10 중량% 이상의 텍스타일(textile)을 포함하는 공급원료로부터 적어도 부분적으로 유래된 것인, 처리 방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 가용매분해 설비로부터의 다른 부산물 스트림을, (i) 부분 산화(POX) 설비; (ii) 열분해 설비; (iii) 고화 설비; (iv) 분해기 설비; 및 (v) 에너지 생성/에너지 생산 설비 중 적어도 하나에 도입하는 단계
    를 추가로 포함하는 처리 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 테레프탈릴 칼럼 탑저 부산물 스트림 및 상기 다른 부산물 스트림이 상기 설비 (i) 내지 (v) 중 상이한 설비에 도입되는, 처리 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 테레프탈릴 칼럼 탑저 부산물 스트림 및 상기 다른 부산물 스트림이 상기 설비 (i) 내지 (v) 중 동일한 설비에 도입되는, 처리 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 테레프탈릴 칼럼 탑저 부산물 스트림 및 상기 다른 부산물 스트림이 합쳐져, 합친 스트림을 형성하고,
    상기 합친 스트림이 상기 설비 (i) 내지 (v) 중 적어도 하나에 도입되는, 처리 방법.
  20. (a) 혼합 플라스틱 폐기물(MPW) 스트림을 폴리에틸렌 테레프탈레이트-풍부(PET-풍부) 스트림과 폴리올레핀-풍부(PO-풍부) 스트림으로 분리하는 단계;
    (b) 상기 PET-풍부 스트림의 적어도 일부를 가용매분해 설비에서 가용매분해 처리하여, 주요 글리콜 생성물, 주요 테레프탈릴 생성물 및 하나 이상의 부산물 스트림을 형성하는 단계로서, 상기 부산물 스트림은 테레프탈릴 칼럼 탑저 부산물 스트림을 포함하는, 단계; 및
    (c) 상기 가용매분해 설비로부터의 상기 테레프탈릴 칼럼 탑저 부산물 스트림의 적어도 일부를, (i) 부분 산화(POX) 가스화 설비; (ii) 열분해 설비; 및 (iii) 고화 설비; (iv) 분해기 설비; 및 (v) 에너지 생성/에너지 생산 설비 중 적어도 하나에 도입하는 단계
    를 포함하는 폐-플라스틱의 처리 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 PET-풍부 스트림이 상기 PET-풍부 스트림의 총 종량을 기준으로 60 중량% 이상의 PET 및 40 중량% 이하의 폴리올레핀을 포함하고,
    상기 PO-풍부 스트림이 상기 PO-풍부 스트림의 총 종량을 기준으로 60 중량% 이상의 폴리올레핀 및 40 중량% 이하의 PET를 포함하고,
    상기 PET-풍부 스트림이 상기 PET-풍부 스트림의 총 종량을 기준으로 10 중량% 이하의 할로겐을 포함하는, 처리 방법.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 테레프탈릴 칼럼 탑저 부산물 스트림이, 상기 가용매분해 설비로부터 인출되는 경우, 130 내지 290℃ 범위의 온도를 갖는, 처리 방법.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 도입이 연속식으로 수행되는, 처리 방법.
  24. 제20항에 있어서,
    상기 도입이 회분식으로 수행되는, 처리 방법.
  25. 제20항에 있어서,
    상기 혼합 플라스틱 폐기물 스트림이 상기 스트림의 총 중량을 기준으로 10 중량% 이상의 텍스타일을 포함하는, 처리 방법.
  26. 제20항에 있어서,
    상기 PO-풍부 스트림의 적어도 일부를, (i) 부분 산화(POX) 가스화 설비; (ii) 열분해 설비; (iii) 고화 설비; 및 (iv) 에너지 생성/에너지 생산 설비 중 적어도 하나에 도입하는 단계
    를 추가로 포함하는 처리 방법.
  27. 제20항에 있어서,
    상기 가용매분해 설비가 가메탄올분해(methanolysis) 설비를 포함하는, 처리 방법.
  28. 제20항에 있어서,
    상기 테레프탈릴 칼럼 탑저 부산물 스트림을 상기 설비 (i) 내지 (v) 중 적어도 2개에 도입하는 단계
    를 추가로 포함하는 처리 방법.
  29. 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법이 상업적-규모 설비에서 수행되는, 처리 방법.
  30. 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가용매분해 설비가, 다른 설비 (i) 내지 (v) 중 적어도 하나와 공존하고(co-located),
    하기 설명 (A) 내지 (F)가 만족되는, 처리 방법:
    (A) 상기 가용매분해 설비 및 상기 다른 설비가 하나 이상의 유틸리티를 공유함,
    (B) 상기 가용매분해 설비 및 상기 다른 설비가 하나 이상의 서비스 그룹을 공유함,
    (C) 상기 가용매분해 설비 및 상기 다른 설비가, 적어도 하나의 경계를 공유하는 주체(parties)에 의해 소유되고/되거나 조작됨,
    (D) 상기 가용매분해 설비 및 상기 다른 설비가 하나 이상의 도관(conduit)에 의해 연결됨,
    (E) 상기 가용매분해 설비 및 상기 다른 설비가 에너지 교환 대역을 통해 에너지를 공유함, 및
    (F) 상기 가용매분해 설비 및 상기 다른 설비가, 이들의 지리적 중심으로부터 측정시 서로 50 마일(mile) 이내에 존재함.
  31. 폴리에스터 테레프탈릴-함유 폐-플라스틱을 주요 용매를 사용하여 주요 글리콜 생성물 및 주요 테레프탈릴 생성물로 처리하기 위한 가용매분해 설비 내에서 형성된 가용매분해 부산물 조성물로서,
    상기 조성물은, 상기 조성물의 총 중량을 기준으로,
    70 중량% 이상의, 폴리에스터 잔기를 포함하는 올리고머, 및
    1 ppb 이상 25 중량% 이하의 치환된 테레프탈릴 성분
    을 포함하고,
    상기 조성물은 상기 테레프탈릴의 비점보다 높은 중간-범위 비점을 갖는, 조성물.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 가용매분해 부산물 조성물이 비-뉴턴 유체(non-Newtonian fluid)인, 조성물.
  33. 제31항에 있어서,
    상기 올리고머가, 다이메틸 테레프탈레이트 이외의 하나 이상의 에스터, 테레프탈산 이외의 하나 이상의 카복실산, 및/또는 에틸렌 글리콜 이외의 하나 이상의 글리콜을 포함하는, 조성물.
  34. 제31항에 있어서,
    상기 올리고머가 2 내지 25개의 평균 쇄 길이를 갖고,
    상기 올리고머가 1,4-사이클로헥산다이메탄올(CHDM) 잔기, 네오펜틸 글리콜 잔기, 이소프탈산 잔기 및 이들의 조합을 추가로 포함하는, 조성물.
  35. 제31항에 있어서,
    상기 가용매분해 부산물 조성물이, 10 rad/s의 전단 속도(shear rate) 및 250℃의 온도에서 작동하는 V80-40 베인 스핀들(vane spindle)을 갖는 브룩필드(Brookfield) R/S 유동계를 사용하여 측정시, 0.001 포아즈(P) 이상의 점도를 갖고,
    상기 가용매분해가 가메탄올분해를 포함하고,
    상기 주요 글리콜이 에틸렌 글리콜을 포함하고,
    상기 주요 테레프탈릴 생성물이 다이메틸 테레프탈레이트(DMT)를 포함하는, 조성물.
KR1020227031043A 2020-02-10 2021-02-10 가용매분해 테레프탈릴 칼럼 탑저 부산물 스트림의 화학적 재활용 KR20220141319A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202062972289P 2020-02-10 2020-02-10
US62/972,289 2020-02-10
PCT/US2021/017366 WO2021163123A1 (en) 2020-02-10 2021-02-10 Chemical recycling of solvolysis terephthalyl column bottoms coproduct streams

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220141319A true KR20220141319A (ko) 2022-10-19

Family

ID=77292663

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227031043A KR20220141319A (ko) 2020-02-10 2021-02-10 가용매분해 테레프탈릴 칼럼 탑저 부산물 스트림의 화학적 재활용

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20230066496A1 (ko)
EP (1) EP4103382A1 (ko)
JP (1) JP2023513571A (ko)
KR (1) KR20220141319A (ko)
CN (1) CN115052727A (ko)
BR (1) BR112022015028A2 (ko)
CA (1) CA3167341A1 (ko)
MX (1) MX2022009497A (ko)
WO (1) WO2021163123A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4405435A1 (en) * 2021-09-21 2024-07-31 Eastman Chemical Company Recovery of recycle content cofrom pyrolysis flue gas

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2626033C (en) * 2005-12-29 2013-09-03 Bp Corporation North America Inc. Ethanolysis of pet to form det and oxidation thereof
US9249080B2 (en) * 2012-10-17 2016-02-02 Anellotech, Inc. Chemical intermediates by catalytic fast pyrolysis process
LT2922906T (lt) * 2012-11-20 2019-02-11 Carbios Plastikinių gaminių perdirbimo būdas
WO2014204981A2 (en) * 2013-06-21 2014-12-24 Karen Fleckner Production of dimethyl ether
CA2947478C (en) * 2014-05-16 2022-09-13 Carbios Process of recycling mixed pet plastic articles
US9816033B2 (en) * 2015-12-31 2017-11-14 Chz Technologies, Llc Multistage thermolysis method for safe and efficient conversion of carpet/rug, polymeric materials and other waste sources

Also Published As

Publication number Publication date
MX2022009497A (es) 2022-08-22
JP2023513571A (ja) 2023-03-31
BR112022015028A2 (pt) 2022-09-20
WO2021163123A1 (en) 2021-08-19
CA3167341A1 (en) 2021-08-19
CN115052727A (zh) 2022-09-13
US20230066496A1 (en) 2023-03-02
EP4103382A1 (en) 2022-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20220141324A (ko) 폴리올레핀-함유 플라스틱 폐기물 및 가용매분해 부산물 스트림의 화학적 재활용
CN115397956A (zh) 废塑料在膜式反应器中的热解
JP2024096797A (ja) 処理済プラスチック混合廃棄物流のケミカルリサイクリング
KR20220164602A (ko) 폐 플라스틱을 액화시키고 탈할로겐화시키는 방법
CN115427540A (zh) 液化废塑料的气化
JP2023522639A (ja) 化学的再生処理のための加溶媒分解副生成物流の高度な分離
KR20220141319A (ko) 가용매분해 테레프탈릴 칼럼 탑저 부산물 스트림의 화학적 재활용
KR20220141320A (ko) 가용매분해 반응기 퍼지 부산물 스트림의 화학적 재활용
KR20220141323A (ko) 가용매분해 부산물 스트림의 화학적 재활용
KR20220141325A (ko) 가용매분해 글리콜 칼럼 탑저 부산물 스트림의 화학적 재활용