KR20230043824A - Pvc 함유 혼합 플라스틱 폐기물 열분해 공정 - Google Patents

Pvc 함유 혼합 플라스틱 폐기물 열분해 공정 Download PDF

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Abstract

폴리비닐 염화물(PVC)을 함유하는 혼합 플라스틱 스트림의 열분해를 위한 공정이 제공되며, 여기서 PVC로부터의 염화물은 HCl을 생성하기에 충분한 온도로 그러나 유기염화물의 생성을 피하기에 충분히 낮은 온도에서 혼합 플라스틱 스트림을 가열하는 초기 용융 반응기로부터 제거된다. 염화물은 주로 초기 용융 반응기의 증기 스트림에서 제거되는 반면, 추가 염화물 제거는 열분해 반응기에 대한 수착제 첨가 및 후속 흡착제 베드를 사용하여 용융 반응기로부터의 다운스트림에서 제거될 수 있다.

Description

PVC 함유 혼합 플라스틱 폐기물 열분해 공정
우선권 진술
본 출원은 2020년 7월 10일에 출원된 가출원 63/050704로부터 우선권을 주장하며, 이는 그 전체가 본 명세서에 포함된다.
기술분야
일반적인 분야는 요구되는 혼합 플라스틱 분류의 양을 최소화하면서 플라스틱 폐기물 스트림을 탄화수소로 열분해하는 것이다. 특히, 본 개시내용은 다운스트림 업그레이드 시설에서 염화물 품질 사양을 충족하는 가치 있고 업그레이드 가능한 열분해 오일의 생산에 관한 것이다.
혼합 플라스틱 폐기물은 소비 후 플라스틱 폐기물의 커브사이드 폐기물 수거에서 발생한다. 혼합 플라스틱 폐기물은 특정 산업 현장, 예를 들어 건설, 포장 및 농업 폐기물에서도 발생하며 다양한 조성을 가지고 있다. 폐기물 재활용 시설은 재활용 가능한 플라스틱을 회수하기 위해 분류 공정을 적용한다. 혼합 플라스틱 폐기물은 분류 후 남은 것이다. 이것은 수명이 다한 것으로 간주되며 일반적으로 매립 또는 소각된다. 열분해 공정에 의한 화학적 재활용은 수명이 다한 플라스틱 폐기물을 공기가 없는 대기와 더 높은 온도 조건, 예를 들어 350℃ 내지 900℃에서 연료 또는 석유화학 공급원료 대체물로 전환할 수 있다.
혼합 플라스틱 공급물의 변화에도 불구하고, 광범위하게 정의된 혼합 플라스틱 폐기물은 모든 7가지 유형, 즉 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 저밀도 및 고밀도 폴리에틸렌 (PE), 폴리프로필렌 (PP), 폴리비닐 염화물 (PVC), 폴리스티렌 (PS)의 혼합 플라스틱 및 예를 들어, 다양한 소비자 사용 후 제품(예: 전자 폐기물, 자동차 폐기물, 폴리우레탄 폼 포장재, 카페트 나일론 등)에서 나오는 다른 기타 잡다한 플라스틱을 포함한다. 중합 공정의 성능을 강화시키기 위한 배합 첨가제로서의 미량 금속과 같은 다른 불순물이 혼합 공급물 폐기물에 존재할 수 있다. 또한 종이, 목재, 및 음식물 찌꺼기 등과 같은 소량의 비-플라스틱도 존재한다.
혼합 플라스틱 스트림은 이미 재료 회수 시설에서 분류 단계를 거쳤다. 그것은 전형적으로 화학 공정에서 처리되기 전에 추가 분류가 필요하다. 추가 분류의 목적은 문제가 있는 오염 물질을 재활용 공정에서 제거하는 것이다. 플라스틱이 아닌 것, 예들 들어 금속, 먼지 및 목재는 분명히 바람직하지 않다. 모든 플라스틱이 열분해 처리에 적합한 것은 아니다: PVC는 처리하지 않고 방치할 경우 다운스트림 공정 야금술에 해를 끼칠 수 있는 생성물의 염화물 유도체로 인해 특히 바람직하지 않다. 오염 물질을 제거하는 데 있어 고효율을 달성하기 위해, 파쇄, 자기, 와전류, 비중 분리, 광학 및/또는 정전식 분류와 같은 일반적인 기술의 조합을 수반하는 열분해 공정 앞에 분류 공정을 적용할 수 있다. 분류 공정은 매우 복잡하고 비용이 많이 들 수 있다. 오염물을 제거하기 위한 공정 단계를 적용하는 것이 바람직하다. 사전 분류 단계에 많은 투자를 하는 대신 화학적 재활용 중에 오염물 제거를 달성하는 것이 본 발명의 과제이다. 본 발명은 공급물에서 PVC로부터 유래된 염화물 유도체에 중점을 둔다. 열분해 유닛 전에 대부분의 PVC를 제거하기 위한 비용이 많이 드는 분류 단계 없이는, 선행 기술 공정으로 허용 가능한 수준까지 염화물을 처리할 가능성이 없다. 다운스트림 산업에서, 목표는 바람직하게는 열분해 생성물 내의 염화물의 10 ppw 미만이다. 어떤 기술도 공급물에서 ~2% PVC를 처리하는 데 필요한 단일 단계에서 99.999%의 염화물 제거 효율을 달성하지 못할 수 있다. 본 발명은 예를 들어 ~1-6% wt PVC를 함유하는 공급물에 대해 시너지 효과를 생성하는 일련의 단계를 사용하여 PVC 함유 공급물을 석유화학 또는 정제시설 공급원료, 예를 들어 생성물에서 <10 ppw에 적합한 낮은 Cl 범위로 처리하는 방법을 교시한다.
단계적 염화물 제거는 유능한 반응기 유형 및 효율적인 열 공급 전략을 통해 달성되어야 한다. 선행 기술은 로터리 킬른(kiln)(US20170283706A1, US201702182786A1) 또는 압출 장비(US10233393)를 사용하여 플라스틱 폐기물 열분해를 교시하였다. 차르(char)를 포함한 생성물의 수송에는 특정 회전식 플라이에서 회전식 킬른을 작동하거나 오거형 장치를 사용하는 것이 포함될 수 있다. 가장 일반적으로, 열은 연료 가스 연소, 전기 가열 또는 뜨거운 오일 매체에 의해 반응기 벽을 통해 간접적으로 전달된다. 반응물로의 열 전달은 벽과 반응물 사이의 전도도 계수에 의존한다. 이로 인해 반응기에서 큰 온도 구배가 발생한다. 벽 근처의 공정 유체는 가열된 벽에서 떨어진 공정 유체보다 훨씬 더 뜨겁다. 순 효과는 더 뜨거운 벽 근처의 유체에서 발생하는 과도한 차르 침전물과 결과로서 더 열악한 열 전달이다. 과도한 차르 침전물은 추가로 벽과 벽층 유체를 따라 더 큰 열 구배를 초래하는 단열재 역할을 한다. 반응기의 균일한 열 분포는 차르 수율을 낮추고 생성물 수율을 높여야 한다. 이러한 가열 시스템은 또한 열분해 공정의 크기를 제한한다.
열분해 반응기 내부로부터 대류 열 전달을 사용하면 위에서 언급한 바와 같이 논의된 간접 가열 문제를 피하는데 도움이 된다. 이는 전형적으로 공정 스트림을 회로화하고 외부 가열기 또는 교환기를 통해 가열하여 반응기용 가열 매체 역할을 하도록 수행된다(US20140114098A1). 그러나 순환하는 열 매체는 열적으로 균열될 수 있으며, 이는 가열 유체 선택에 어려움을 야기한다. 플라스틱 자체도 열전도율이 낮기 때문에 이는 더 많은 양의 열 매체가 필요할 수 있음을 의미한다. US20140114098A1은 용융 플라스틱 공급물의 낮은 열 전도성을 극복하기 위한 열 전달 보조제로서 원유의 사용을 개시한다. 원유와 그 증류 분획물은 열분해 반응기에서 보이는 온도에서 크게 갈라지는 것으로 알려져 있다. 이는 원유의 지속적인 공급이 필요함을 의미한다. 이것은 그러한 공급품을 얻기 어렵고 공정에 추가 비용이 추가될 때 실제적인 문제를 제기한다. 공정 스트림은 이러한 소싱 쟁점을 해결하므로 더 나은 가열 매체 선택이다. 순환 공정 파생 생성물 스트림에는 가열기 오손 및 교환기 오손을 방지하기 위해 대형 금속 고형물 및 대형 차르 고형물이 없어야 한다. 새로운 반응기 설계를 통해, 열분해 펌프어라운드 스트림은 고형분 함량을 최소화할 수 있으므로, 스트림은 부식되거나 오손되지 않고 가열 매체 요건을 공급할 수 있다.
따라서, 혼합 플라스틱을 취급하는 강력한 공정, 특히 열분해 반응기 앞에서 플라스틱 공급물의 사전 분류량을 최소화하는 공정이 필요하다. 이 공정은 공통 구성요소인 공급물 내의 폴리비닐 염화물을 취급해야 하며, 폴리비닐 염화물을 열분해하여 생성되는 생성물의 염화물을 최소화해야 한다. 반응기 시스템은 지속적으로 가동되어야 하며, 반응기로의 높은 열 전달 효율을 유지하기 위해 공정 스트림을 활용하면서 원활한 공정 작동을 위해 반응 시스템 내의 임의의 첨가제와 같은 임의의 유해한 고형물을 효율적으로 제거해야 한다.
본 명세서에서 고려되는 다양한 구현예는 낮은 염화물 함량 오일 생성물을 생성하기 위해 공급물 내의 고-PVC로부터의 혼합 플라스틱 폐기물 스트림을 열분해하기 위한 공정 및 장치에 관한 것이다. 본 명세서에 교시된 예시적인 구현예는 혼합 플라스틱 폐기물 스트림을 열분해하는 공정을 제공한다. 구현예는 또한 전술한 공정을 가능하게 하는 필요한 단계적 공정을 예시한다.
예시적인 구현예에 따르면, 혼합 플라스틱 폐기물 스트림을 열분해하는 공정이 제공된다. 공정은 최소로 분류된 혼합 플라스틱 폐기물 스트림을 열분해하는 것을 포함한다. 혼합 플라스틱 폐기물 스트림은 열분해 공정에 들어가기 전에 사전 분류를 통해 제한된 염화물 제거 노력으로 공급물에 1-6%wt PVC를 함유할 수 있다. 폐플라스틱은 먼저 용융 반응기의 공정에서 생성되는 뜨거운 액체 스트림과 접촉한다. 이 용융 반응기는 폐플라스틱을 녹이고 증기 스트림을 생성하며, 이에 대해서는 본 명세서에서 나중에 자세히 추가로 설명한다. 용융 반응기로부터의 바닥부 액체는 용융 반응기 바닥 스트림이 증기 스트림 및 바닥부 액체 스트림으로 분해되는 열분해 반응기로 펌핑되거나 가압될 수 있다. 열분해 반응기는 중합 반응기에서 생성된 상당한 목록의 액체 물질을 포함한다. 이 액체의 일부는 용융 반응기에서 플라스틱 공급물과 혼합되어 현열과 용융 열을 제공한다. 이 액체의 나머지 부분은 가열되어 열분해 반응기에서 나머지 모든 반응열과 기화열을 제공한다. 열원은 연소되어 반응에 필요한 열과 반응기의 잠열을 제공하는 기체 또는 액화 연료이다. 가열된 액체 스트림은 열분해 반응에 필요한 모든 열을 제공하므로 주 반응기보다 온도가 더 높다.
다른 예시적인 구현예에 따르면, 생성물에서 염화물의 양을 최소화하면서 PVC 함유 공급물을 열분해하는 공정이 제공된다. 높은 염화물 제거에는 생성물 사양 요건을 충족하기 위한 단계적 방법이 필요한 것으로 밝혀졌다. 낮은 생성물 CI 수준을 달성하려면 최소 두 단계가 필요하며 세 단계가 필요할 수 있다. 탈염소화 공정의 제1 단계는 용융 단계에서 폴리비닐 염화물을 염화수소로 부분 전환하는 것을 포함한다. 이 반응으로부터의 염화수소는 용융 반응기 증기 스트림에 포함되어 있으며 임의의 탄화수소 가스와 함께 연소되도록 소각로로 직접 보내지고 열분해 반응기에 열을 제공하는 데 도움이 될 수 있다. 다음으로, 열분해 반응기에서 생성된 염화수소 풍부 가스는 액체 생성물이 점진적으로 응축되는 동안 추가로 제거된다. 선택적으로, 수착제를 염화수소 생성물과 반응시킴으로써 염소의 고정을 강화시키기 위해 미세하게 분쇄된 고체 수착제가 반응기에 첨가된다. 고체 수착제는 잔류 염화물과 반응하는 알칼리성이 풍부하고 저렴한 반응물이다. 응축을 통해, 풍부한 염화수소가 주 열분해 오일 생성물로부터 분리된다. 응축된 열분해 오일 생성물은 후처리 베드로 보내진다. 작은 흡착제 베드는 생성물의 염화물 함량을 거의 0%까지 추가로 제거한다. 본 명세서에 기재된 공정 및 장치를 사용하여 공급물에서 >5800 ppw에서 생성물에서 10 ppw로 Cl을 처리하기 위한 단계적 접근법을 이용하는 시너지는 이전에 알려지지 않았다. 본 발명은 염화물 제거를 위한 시너지 방법을 개시하며, 제1 탈염소화 탱크 크기는 주요 분해 반응기보다 훨씬 작을 수 있다. 이러한 베드에 필요한 흡착제의 양은 위에서 설명한 다른 단계에 의해 최소화된다. 최종 폴리싱(polishing) 염화물 제거 단계는 본 발명의 일부로서 흡착제 용액을 사용하여 경제적이다. 본 발명은 혼합 플라스틱 공급물이 높은 PVC 함량, 예를 들어 >1% wt을 가질 때, 공급 단부에서 광범위한 사전 분류에 대한 필요성을 제거한다. 본 발명은 생성물에서 <10 ppwm 또는 바람직하게는 <6 ppm과 같은 최종 열분해 오일 생성물에서 저염소 수준을 달성하며, 단일 기술은 설명된 공정 및 장치로 실제 규모에서 달성할 수 없다.
공정은 최소로 분류된 혼합 플라스틱 공급물을 사용함에도 불구하고 열 통합, 열분해 작업 및 고체 분리를 지속시키는 방법을 제공하기 위해 연속 반응기를 이용한다.
본 발명의 이들 및 다른 특징, 태양 및 이점은 하기의 상세한 설명, 도면 및 첨부된 청구범위를 고려하여 더 잘 이해될 것이다.
다양한 구현예가 이하에서 하기의 도면과 함께 설명될 것이며, 도면에서 동일한 도면 부호는 동일한 요소를 지시한다.
도 1은 예시적인 구현예에 따라 혼합 플라스틱 스트림을 열분해하기 위한 공정 및 장치의 개략도이다.
도 2는 예시적인 구현예에 따라 혼합 플라스틱 스트림을 열분해하기 위한 대안적인 공정 및 장치의 개략도이다.
정의
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "반응기"는 공급 중합체에 대한 체류 시간을 제공하는 열 분해 용기를 의미한다. 용융 탱크 반응기는 대부분의 혼합 플라스틱 공급물이 점성 액체로 물리적 용융을 거칠 때 혼합 플라스틱 공급물의 일부만 열분해되는 반응기이다. 주 열분해 반응기 유형은 위에 소개되었으며, 대류 열 전달을 사용하는 잘 혼합된 반응기 유형은 킬른 또는 스크류 압출기에 의해 제공되는 간접 전도성 가열기 전달보다 이점이 있다. 잘 혼합된 반응기는 액체 공간 전체에 걸쳐 확립된 균일한 온도 분포를 보인다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "혼합 플라스틱 공급물"은 2개 이상의 중합체가 공급물에 존재함을 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "생성물"이라는 용어는 열분해 반응 후 질량 스트림의 일부를 의미한다. 생성물은 이익을 위해 판매될 수 있는 주요 생성물로서 광범위할 수 있으며 주요 수익성 생성물을 목표로 할 때 부산물인 스트림이다. 현재 상황에서, 열분해 반응은 5-10% wt의 용융 공급물에 탄화수소 가스를 함유하는 잔류 기체 생성물을 생성하며, 수율 70-90wt%의 상온으로 응축된 액체, 반응기 배출물에서 나오는 잔류물 2-15%wt는 액체와 고체의 혼합물로서 부산물로 간주되기 때문에 이익이 높지 않을 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "잔류물"은 공정 단계 후에 남아 있는 부분을 의미한다. 현재 상황에서, 잔류물은 특히 주요 생성물보다 다운스트림 적용에 상대적으로 수익성이 낮은 사용을 갖는 액체와 고체의 혼합물로서 공정 경계를 떠나는 스트림이다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "차르"는 플라스틱 공급물 스트림이 열분해된 후에 남아 있는 고체 물질이다. 차르는 일반적으로 잔류물 스트림에 포매된 탄소질 부산물이다. 차르는 주요 생성물을 만들 때 필요한 부산물이다. 차르를 줄이기 위해 반응 전략을 적용할 수 있지만 제거할 수는 없다. 특정 플라스틱 조성물은 다른 것보다 많은 양의 차르를 생성하는 데 기여한다. 전자 폐기물의 PVC, PET, PS 또는 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌과 같은 플라스틱 화합물을 함유하는 경질 플라스틱 및 방향족 분자는 유사한 처리 조건에서 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌보다 더 많은 차르를 만드는 경향이 있는 것으로 알려져 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "고체"는 고체 상태의 물질이다. 위에서 언급한 바와 같이 혼합 플라스틱에는 중합체 제조 공정 중에 도입된 층상화 첨가제가 포함될 수 있다. 한 가지 예는 MgO, CaO 및 Li2O 기반 유리 섬유 종이다. 또 다른 예는 전도성 플라스틱을 형성할 때 아연, 납 또는 카드뮴 기반 금속 충전제이다. 금속 또는 알칼리 금속은 고체 형태의 잔류물 스트림으로 끝난다. 또 다른 형태의 고체는 반응 시 염화물 함유 분자를 반응시키는 데 유용한 수착제에서 나올 수 있다. 예들에는 종종 자연적으로 발생하는 광물에서 빈번하게 나오는 수산화물, 산화물 또는 탄산염의 칼슘 기반 수착제가 포함된다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "부분"은 주 스트림과 비교하여 조성의 임의의 변화 없이 주 스트림으로부터 취해지거나 분리된 양 또는 일부를 의미한다. 또한, 그것은 취해지거나 분리된 부분을 다수의 부분으로 분할하는 것을 포함하는데, 여기서 각각의 부분은 주 스트림과 비교하여 동일한 조성을 유지한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "유닛"은 하나 이상의 장비 품목 및/또는 하나 이상의 하위 유닛을 포함하는 영역을 지칭할 수 있다. 장비 품목은 하나 이상의 반응기 또는 반응기 용기, 가열기, 분리기, 드럼, 교환기, 파이프, 펌프, 압축기, 및 제어기를 포함할 수 있다. 추가적으로, 반응기, 건조기, 또는 용기와 같은 장비 품목이 하나 이상의 유닛 또는 하위 유닛을 추가로 포함할 수 있다.
용어 "연통"(communication)은 열거된 구성요소들 사이에서 재료 유동이 작동가능하게 허용됨을 의미한다.
용어 "하류 연통"은 하류 연통의 주체로 유동하는 재료의 적어도 일부분이 그 주체가 연통하는 객체로부터 작동가능하게 유동할 수 있음을 의미한다.
용어 "상류 연통"은 상류 연통의 주체로부터 유동하는 재료의 적어도 일부분이 그 주체가 연통하는 객체로 작동가능하게 유동할 수 있음을 의미한다.
용어 "직접 연통"은 상류 성분으로부터의 유동이 물리적 분별 또는 화학적 전환으로 인한 조성 변화를 겪지 않고서 하류 성분으로 들어가는 것을 의미한다.
용어 "염화물"은 유기 형태 또는 무기 형태의 공급물, 생성물 오일 또는 생성물 증기 스트림에서 PVC에 다양한 형태로 화학적으로 배합된 염소를 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "침강"은 고체 및 액체 분리, 구체적으로 고체가 반응기 용기로 또는 내부에서 아래로 이동하는 것을 의미한다. 고체가 침강하는 경향이 있을 때, 액체-고체 항력에 의해서만 액체 흐름의 연속 스펙트럼에서 떨어지는 것을 계속 가속하거나 방지하는 데 필요로 하기 때문에 운반 액체는 속도를 제공할 수 없다. 임계 액체 속도는 종종 "종단 속도" 또는 "침강 속도"로 알려져 있다. 고체가 침강할 때 액체 평균 속도에서 슬립 속도를 가지거나 뒤처진다. 이것이 고체 무리에 발생하면 고체 수송의 지연으로 인해 고체는 농도 구배로 축적되거나 액체가 파이프나 용기에서 이동할 때 침강물을 형성하는 경향이 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "품질". 열분해 생성물 품질은 다운스트림 적용에 어느 정도 적합하도록 만드는 많은 화학 조성을 지칭한다. 혼합 플라스틱 열분해의 일반적인 목적은 다운스트림 정제시설에서 사용할 수 있는 생성물을 만드는 것이다. 탄화수소 함량은 품질의 중요한 척도이다. 특히, 본 발명과 관련된 주요 품질 척도는 염화물 함량이다. 유기 또는 무기 형태의 염화물 함량은 야금 부식을 일으키는 경향이 있다.
하기의 상세한 설명은 사실상 단지 예시적인 것이며, 다양한 실시 형태 또는 그의 응용 및 용도를 제한하고자 하는 것은 아니다. 또한, 상기의 배경 기술 또는 하기의 상세한 설명에서 제시된 임의의 이론에 의해 구애되고자 하는 의도는 없다. 도면은 본 발명의 성능을 예시하는 데 특별히 요구되지 않는 용기 내부구조물, 온도 및 압력 제어 시스템, 유동 제어 밸브, 재순환 펌프 등과 같은 이러한 속성의 공정에서 통상적으로 이용되는 다수의 장치를 생략함으로써 단순화되어 있다. 또한, 특정 도면의 구현예에서 현재 공정의 예시는 본 명세서에 제시된 특정 구현예로 공정을 제한하려는 의도가 아니다.
도시된 바와 같이, 도면에서의 공정 흐름 라인은 상호 교환가능하게, 예를 들어 라인, 파이프, 분지, 분배기, 스트림, 유출물(effluent), 공급물, 생성물, 부분, 촉매, 배출(withdrawal), 재순환, 흡인, 방출, 및 부식제(caustic)로 지칭될 수 있다.
폴리비닐 염화물 함유 폐기물 스트림을 금속 및 차르 생성물과 함께 열분해하기 위한 혼합 플라스틱 폐기물 열분해 공정이 제공된다. 플라스틱 폐기물 스트림을 열분해하는 공정은 도 1에 도시된 바와 같은 구현예에 따른 공정 및 장치(100)를 참조하여 설명된다. 도 1을 참조하면, 공정 및 장치(100)는 용융 반응기(101), 열분해 반응기(102), 분리 유닛(103 및 104), 흡착제 베드 섹션(105), 폐가스 연소 및 오일 열교환기 섹션(소각로라고도 함)(106), 가스 세정 섹션(107), 및 마지막으로 선택적 분별화 및 저장소(108)를 갖는 생성물 지정 섹션을 포함한다.
일 구현예에서, 혼합 플라스틱 잔류물 스트림은 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 저밀도 및 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐 염화물, 폴리스티렌 및 다른 잡다한 플라스틱의 7가지 유형의 플라스틱 부류를 포함하는 잡다한 플라스틱 폐기물을 포함할 수 있다. 적어도 한 유형의 플라스틱은 폴리비닐 염화물이다. 미국 환경 보호국은 Advancing Sustainability Material Management에서 다음과 같이 보고하였다: 2016년 및 2017년 표와 도면은 미국 평균에서 ~3%의 폴리비닐 염화물, ~13%의 폴리에틸렌 테레프탈레이트, ~7%의 폴리스티렌 및 ~11%의 다른 플라스틱 및 정의되지 않은 플라스틱이 2017년에 매립지로 가는 폐플라스틱 혼합물로 끝남을 보여준다. 각 플라스틱 유형의 상대적인 양은 재활용 플라스틱 수거 위치에 따라 다르다.
다른 잡다한 플라스틱은 전자 폐기물에서 발견되는 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌, 폴리우레탄 폼 포장재, 카페트 나일론 및 폴리설폰을 포함하는 다양한 소비 후 제품에서 유래할 수 있다. 혼합 플라스틱 잔류물 스트림은 또한 일반적으로 종이, 목재, 알루미늄 호일, 일부 금속 전도성 충전제 또는 할로겐화 또는 비-할로겐화 난연제와 같은 불순물을 함유하는 것으로 알려져 있다. 열분해 반응 동안, 이러한 불순물 중 일부는 생성물 스트림 내의 헤테로원자에 기여할 수 있다. 주요 생성물의 모든 헤테로원자 중에서, 폴리비닐 염화물에서 유래한 염화물은 야금 부식과 관련이 있기 때문에 품질에 가장 우려된다.
일 구현예에서, 달리 매립지로 보내지는 재료 회수 시설(MRF)의 처리 종료 시 혼합 플라스틱 폐기물이 열분해 공급원료로 사용된다. 도 1에서, 혼합된 공급물 스트림은 MRF 현장에서 최소한의 분류로 받고 고밀화 플레이크 또는 펠렛으로 시스템에 추가된다. 혼합 공급물 스트림(1)은 용융 반응기(101)에 첨가된다. 혼합 플라스틱 폐기물이 열분해될 때, 1wt% 폴리비닐 염화물은 신선한 공급 속도 기준으로 이론상 ~5800 ppmw 염화수소를 생성한다. 최소한의 분류가 있는 혼합 공급물 스트림에는 >1% wt PVC가 함유될 수 있다. 차갑운 혼합 플라스틱 재료는 뜨거운 액체 스트림(8)과 혼합되어 300-350℃의 온도에 도달한다. 용융 반응기(101)는 탈염소화 반응기로서 기능하고 200℃(392℉) 내지 350℃(662℉), 또는 바람직하게는 280℃(536℉) 내지 320℃(608℉)의 온도, 0.069MPa(게이지)(10psig) 내지 1.38MPa(게이지)(200psig), 또는 바람직하게는 0.138MPa(게이지)(20psig) 내지 0.345MPa(게이지)(50psig)의 압력, 0.1 hr-1 내지 2 hr-1, 또는 바람직하게는 0.2 hr-1 내지 0.5 hr-1의 신선한 용융 공급물의 액체 시간당 공간 속도, 그리고 1.7 N㎥/㎥(10 scf/bbl) 내지 170 N㎥/㎥의 플라스틱 용융물(1,000 scf/bbl), 또는 바람직하게는 17 N㎥/㎥(100 scf/bbl) 내지 850 N㎥/㎥ 플라스틱 용융물(500 scf/bbl)의 질소 블랭킷 또는 전용 질소 스위핑 속도 하에서 작동할 수 있다. 시스템(100)은 용융이 대부분 완료될 때까지 플라스틱 용융물이 잘 혼합되도록 유지하기 위해 혼합기가 장착된 용융 반응기(101)를 갖는다. 용융 반응기는 여전히 전환되지 않은 공급 염화물의 분획을 남길 수 있다. 본 발명은 단계의 조합을 사용하여 높은 염화물 제거 효율을 경제적으로 가능하게 하는 단계적인 탈염소화 방법을 제공한다. 본 발명에서는, 제품 품질 목표는 40 ppmw 미만이거나 염소가 <10 ppmw이거나 높은 PVC 함량, 예를 들어 1-6%wt을 갖는 혼합 플라스틱의 경우 바람직하게는 < 6 ppmw일 수 있다. 이러한 목표는 단일 공정 단계에서 실용적이고 경제적으로 달성될 수 없다. 용융 반응기(101)에서 폴리비닐 염화물은 대부분 "압축 해제(unzipping)" 반응을 통해 열분해되는데, 여기서 염화물 분자는 자유 라디칼 반응을 통해 제거되고 인근 부위에서 수소를 추출하여 염화수소를 형성한다. 이 반응은 "탈염소화" 반응으로도 알려져 있다. 용융 반응기(101)의 온도는 염화수소의 수율을 최대화하고 형성되는 반응성 올레핀 및 다른 유기염화물의 양을 최소화하기 위해 대부분의 플라스틱 구성요소를 용융하지만 분해 온도에 거의 도달하지 않도록 선택된다. 열 탈염소화는 무산소 환경에서 PVC 함유 혼합 플라스틱 공급물을 가열하는 것을 수반한다. PVC 내의 염화물은 ~280℃에서 열분해되며, 주목할 만한 탈염소화 반응 속도는 ~300℃에서 발생한다. PVC로부터의 염화물 함유 자유 라디칼은 수소를 추출하여 안정화된 분자 형태가 되는 경향이 있다. 혼합 공급물의 다른 플라스틱도 >~300℃에서 녹기 시작한다. 폴리스티렌은 ~320℃에서 열분해를 시작하고 다른 플라스틱 유형은 ~340℃ 이상에서 상당한 전환율로 열분해를 시작할 수 있다. PVC 또는 새로 형성된 염화수소로부터의 염화물 함유 자유 라디칼은 염화물 함유 분자를 형성하는 올레핀계 리간드와 조합하는 경향이 있다. 일단 형성된 염화물 함유 분자는 염화물로 오염된 열분해 오일 생성물으로 이어진다. 용융 탱크에서, 재조합 반응을 통한 염화물 함유 분자의 형성은 용융 탱크 조건을 신중하게 설계하여 최소화할 수 있다. 위에서 설명한 것처럼, 용융 탱크 온도는 바람직하게는 PVC의 탈염소화 및 다른 플라스틱의 용융에만 집중하기 위해 280℃(536℉) 내지 320℃(608℉)이다. 탈염소화 반응 속도는 온도와 체류 시간의 함수이다. 더 낮은 작동 온도에서는 PVC 탈염소화 반응을 완료하기 위해 더 큰 반응기 부피가 필요하다. 예를 들어 공급물이 이론적으로 ~2%wt PVC 또는 ~1.16%wt 염화물을 함유하는 경우, 단일 단계에서 목표 염화물 제거를 달성하려면 99.999% 탈염소화 효율이 필요하다. 실제 적용에서는 그것은 달성가능한 것은 아니다. 단일 탱크 반응기에서, 탈염소화 효율이 대략 1차 동역학 법칙을 따르는 것을 발견하였고, 효율은 반응기 크기 또는 체류 시간에 따라 증가하지만 반응기 크기 증가에 따른 탈염소 전환율은 1차 CSTR 반응 동역학에 의해 널리 알려진 바와 같이 높은 전환율에서 감소한다. 따라서 단일 단계 탈염소화 반응기가 90% 초과의 탈염소화 효율을 달성하는 것은 실용적이지 않다. 공정의 실용성을 측정하기 위해, 탈염소화 반응기가 주요 분해 반응기보다 크기가 클 때 전처리 단계가 주요 반응 요구 사항을 초과하고 "실용적인" 설계 한계점을 초과한다. 실질적인 제약에 의해 제한되는 단일 탈염소화 반응기는 실질적인 탈염소 제거율이 90%, 또는 더 실질적으로 약 80% 내지 약 90%일 수 있다. 명백하지는 않지만 추가 제약 조건이 적용되어 용융 탱크에서 실질적인 Cl 전환율을 더욱 낮춘다. 예를 들어, 열 전달 제한은 전체 반응 속도를 늦추고, 바람직하게는 용기 벽을 통해 외부에서 용융 탱크를 가열하는 대신 열 전도성으로 인한 가열 장벽을 제거하기 위해 주 반응기로부터의 스트림이 용융 탱크 반응기로 순환한다. 더 뜨거운 벽으로 인한 느린 전도성 문제와 코우킹을 해결하고; 절충안(trade-off)은 순환 액체가 PVC로부터 염화물을 전환하는 데 더 많은 체류 시간이 필요하다는 것이다. 결론적으로, 용융 탱크에서 90% 초과의 탈염소화 전환율은 비실용적인 것으로 간주된다. 본 발명은 교시된 반응기 설계에 제한되지 않을 수 있지만, 반응기 설계에 대한 교시는 저염소 생성물 생산 측면에서 본 발명을 가능하게 한다. 생성물에서 저염소에 도달하는 데 필요한 효율을 달성하기 위해 상이한 기술을 사용하는 추가 시너지 단계는 아래에 추가로 교시되어 있다.
용융 반응기 바닥에 남아 있는 전환되지 않은 PVC 내의 임의의 염소 또는 유기염화물은 염화수소 및 이의 탄화수소 유도체를 형성하는 열분해 반응기에서의 열 파괴의 추가 완료와 함께 계속된다. 동일한 주 반응기 조건에서, 대부분의 플라스틱 혼합물은 1 내지 50 또는 그 초과의 탄소수 범위의 탄화수소 분자, 즉 파라핀, 올레핀 및 방향족화합물의 범위로 열분해된다. 헤테로원자 함유 분자도 존재한다. 제1 저온 용융 단계에서 살아남는 나머지 염화물 분자는 모 분자와 분자 형성이 상이하다. 염화물 라디칼로 전환하려면 더 높은 활성화 에너지 또는 승온이 필요하다. 안정한 유기염화물 생성물을 형성하기 위한 두 가지 가능한 경로가 존재한다. 염화수소 조합 열분해 탄화수소 생성물은 액상 열분해 반응기에서 유기염화물 분자에 대한 알려진 경로이다. 새로 생긴 염화물 자유 라디칼은 분해된 탄화수소와 직접 반응하여 형성되는 유기염화물 분자를 안정화시킬 수도 있다. 유기염화물 형성 윈도우는 열분해 및 응축 조건(예: 50-450℃)을 포함하는 광범위한 작동 조건과 일치한다. 언급한 바와 같이, 순 결과는 반응 메커니즘의 결과로 열분해 생성물에 의해 운반되는 유기염화물이 생성물 품질을 저하시킨다. 모든 염화수소가 화학적으로 유기염화물로 전환되는 것은 아니며, 주 열분해 반응기에서 형성된 염화수소는 생성물 빌드가 액체 형태로 응축될 때 비-응축 증기와 함께 빠져나간다. 선택적으로 주요 분해 반응기에서 탈염소화를 강화시키기 위해, 수착제를 추가하여 탈염소화를 더욱 개선할 수 있다. 반응 메커니즘 중 하나는 고체 수착제가 액체 열분해 공정에 도입될 때 영향을 받는다. 염화물 라디칼 또는 염화수소는 알칼리 토류 표면에 친화력이 있다. 나트륨 또는 칼슘 분자는 새로 생긴 염화물 자유 라디칼이 탄화수소와 반응하는 것을 방해한다. 나트륨 또는 칼슘 분자는 열분해 생성물 분자와 조합하기 전에 염화수소 중간체와 직접 반응할 수도 있다. 수착제 사용 조건은 아래에서 추가로 교시된다. 수착제를 적용하는 방법에 대한 최적의 조건이 존재한다.
용융 반응기는 공급물(1)로부터 제1 증기 스트림(2) 및 제1 액체 스트림(3)을 형성한다. 제1 액체 스트림(3)은 혼합 플라스틱 용융물을 포함하며 대부분의 염화물은 증기 스트림(2)에서 제거된다. 제1 액체 스트림(3)은 주 열분해 반응기(102)로 보내진다. 주 열분해 반응기는 모든 혼합 플라스틱이 제1 액체 스트림(3)을 지정된 생성물 슬레이트로 전환시키기에 충분한 체류 시간을 제공한다. 주 열분해 반응기는 300℃(572℉) 내지 550℃(1022℉), 또는 바람직하게는 380℃(716℉) 내지 450℃(842℉)의 온도, 0.069MPa(게이지)(10psig) 내지 1.38MPa(게이지)(200psig), 또는 바람직하게는 0.138MPa(게이지)(20psig) 내지 0.345MPa(게이지)(50psig)의 압력, 0.1 hr-1 내지 2 hr-1, 또는 더 바람직하게는 0.2 hr-1 내지 0.5 hr-1의 신선한 용융 공급물의 액체 시간당 공간 속도에서, 그리고 17 N㎥/㎥(100 scf/bbl) 내지 850 N㎥/㎥ 플라스틱 용융물(5,000 scf/bbl), 또는 더 바람직하게는 170 N㎥/㎥(1000 scf/bbl) 내지 340 N㎥/㎥ 플라스틱 용융물(2000 scf/bbl)의 속도로 질소 블랭킷 또는 전용 질소 스위핑 스트림(4) 하에 작동할 수 있다.
본 발명은 주 열분해 반응기 주위에 설계된 탈염소화 용액의 제2 단계를 적용한다. 주 반응기는 다양한 중합체를 해중합한다. 변환되지 않은 PVC 용융 탱크는 추가로 염화수소로 전환된다. 염화수소의 일부는 유기염화물을 형성하는 올레핀 열분해 오일과 반응한다. 염화수소의 일부는 증기 스트림(13)으로서 남는다. 반응기 바닥부 잔류물 스트림(7)에 의해 운반되는 폐기물 스트림으로서 염화수소의 일부가 남고, 탈염소화 효율 또는 증분 탈염소화 전환은 액체 생성물에서 생성물 염화물 질량 흐름에서 염화물의 소실로 정의되며, 주 반응기 경계로 들어오는 염화물 질량 흐름은 다음 단계로 이동한다. 더 높은 탈염소화 효율을 달성하려면 액체 스트림(7)과 증기 스트림(13)에서 염화물 질량 흐름을 풍부하게 해야 한다. 효율은 실험적으로 40-80%로 발견된 발명가에게 알려져 있으며 종종 80%보다 낮다.
탈염소화 효율을 추가로 개선하기 위해, 액체 스트림(7)으로의 염화물 제거를 증가시키기 위해 미세하게 분쇄된 고체 수착제 스트림(5)이 열분해 반응기(102)의 상단에서 공급물에 도입될 수 있다. 적합한 입자 크기는 1-100um 크기 범위의 90% 입자일 수 있다. 선택된 수착제는 자연적으로 발생하는 알칼리성 물질, 예를 들어, 탄산칼슘, 생석회 또는 수산화칼슘 기반 광물 또는 채광 공정의 생성물/부산물을 포함할 수 있다. 수착제의 선택은 또한 그것의 이용가능성, 연삭성, 활성, 용법 및 비용에 따라 달라진다. 주 분해 반응기(102)에서의 수착제 사용 및 용융 탱크(101)에서의 열 탈염소화는 시너지 효과를 갖는다. 용융 탱크 내의 열 탈염소화는 90% 이상의 탈염소화 전환에 적합하지 않다. 주 반응기(102)에서 수착제를 사용하여 염화물을 제거하는 것은 자명하지 않은 이유로도 전환율 증분을 실질적으로 90% 이상 초과할 수 없다. 본질적으로 수착제와 염화물 함유 분자 사이에서 안정적인 생성물로서 CaCl2를 형성하기 위해서, 칼슘과 염화물 사이의 화학양론적 원자비가 2보다 훨씬 커야 한다. 전형적으로, 투여량은 3-6 몰비 내이다. 최적의 몰 Ca/Cl 비율이 존재하고, 그 결과 주 반응기(102)에서 최적의 염화물 전환율이 존재한다. 잘 혼합된 반응기는 고체 수착제, 염화물 또는 새로 형성된 염화수소를 함유하는 액체 분자의 친밀한 혼합으로 인해 훨씬 더 선호되며, 열분해 반응의 말단 사슬에서 새로 방출된다. 잘 혼합된 반응기는 액체/고체 혼합만으로 인해 비-혼합 압출 또는 킬른 반응기에 비해 이점이 있다. 미세 연삭은 수착제 분산을 증가시키지만 비현실적인 입자 크기 목표, 예를 들어 평균 <10 um를 추구할 때 비용 불이익이 있다. 당사의 전용 정보에 따르면 2.5-4가 더 최적의 비율로 간주되며 그 결과 80-90% 염화물 전환율이 반응기 혼합 및 입자 크기 제약 조건에 따라 더 일반적이다. 추가 설명을 위해, 액체-고체 및 수착제 크기가 결정될 때, 수착제 이용률(도입된 칼슘의 질량에 대해 포집된 염화물의 질량 비율로 정의됨)은 몰 칼슘/염화물 비율이 증가하는 기능에 따라 감소 추세이다. 수착제 사용 대 수착제 대 봉쇄 비율에 대한 유사한 경향은 산화칼슘의 사용이 전형적으로 화석 연료 연소 반응기에서 배출되는 SOx를 흡수하는 데 적용되는 것과 같이 더 잘 알려져 있지만 유사한 상업적 시나리오와 직관적으로 유사하다(예는 문헌[processing and Utilization of High-Sulfur Coals V: Proceedings of the Fifth edited by B.K. Parekh, Parekh, J.G. J.G. Groppo, 426쪽, 도 3]에 의해 나타남). 시스템에서 더 많은 염화물로 인해 더 많은 수착제를 도입해야 한다. 그러나 더 많은 수착제를 추가하면 또 다른 제한 사항이 발생한다. 본질적으로 폐플라스틱 열분해는 분자량이 수천 또는 그 이상 내지 수십 또는 수백의 대형 중합체 분자를 해중합한다(예를 들어 그램/몰). 따라서 열분해 생성물은 매우 휘발성이 있다. 대략적으로, 대부분의 공급물은 스트림(6)을 떠나는 증기 생성물로 전환된다. 공급물의 훨씬 작은 분획이 액상의 잔류물 스트림으로 남는다. 스트림(6)과 증기(7) 사이의 질량비는 2.3 내지 9일 수 있다. 공급물에 첨가된 수착제의 한 부분에 대해, 농도 인자(주 반응기(2)로의 공급물의 중량% 고형물에 대한 잔류물 스트림(7)의 중량% 고형물의 비율로 정의됨)는 3.3 내지 10배이다. 일반적으로 반응기 잔류물에서 고체 수착제를 제한할 필요가 있다. 결과적으로 주 반응기에서 수착제-염화물 반응을 통한 탈염소화는 전환 제한, 예를 들어 칼슘 사용에 대한 제약으로 인해 80-90%를 갖는다. 하나의 예시적인 경우에서, 반응기 잔류물 스트림 내의 소비된 수착제를 5%wt로 제한하는 것이 보다 바람직한 것으로 나타났으며, 수착제 대 염화물 제거 비율은 2.5-4이고, 수착제를 열분해 반응기에 추가함으로써 증분식 반응기 탈염소화는 용융 탱크에서 ~90%의 염화물을 제거한 다음, 주 반응기에서 또 다른 90%를 제거할 때 가장 최적이다.
실질적인 의미에서, <10 ppmw, 또는 바람직하게는 <5 ppmw Cl을 달성하기 위한 염화물 제거 효율은 각 반응기 단계에서 탈염소화 효율, 예를 들어 >90%로 최대화하는 것을 필요로 한다. 용융 탱크의 용융 열 탈염소화와 증기 제거 및 반응기 잔류물 배출을 통한 주 반응기 고정의 조합도 용융 탱크의 용융 열 탈염소화와 흡착제 강화로 증기를 제거하고 반응기 잔류물을 배출하여 주 반응기 고정의 조합도 생성물에서 <10 ppmw 염화물, 또는 바람직하게는 <5ppmw를 달성할 수 없다. 공급물 PVC 함량이 >1%인 경우가 점점 더 많아지고 있다. 이 경우 아래 설명된 대로 다른 제거 단계가 필요하다.
열분해 반응기는 증기 생성물 스트림과 상 평형인 액체를 함유한다. 액체 스트림(8)의 일부는 순환 펌프로 보내질 수 있다. 펌핑된 스트림은 스트림(9)와 스트림(10)으로 분리될 수 있다. 스트림(9)의 질량 흐름은 용융된 플라스틱과 혼합함으로써 전술한 바와 같이 용융 반응기 온도를 유지하도록 하는 것일 수 있다. 스트림(9)은 또한 중합체 용융 점도를 감소시키는 역할을 할 수 있다. 스트림(10)의 질량 흐름은 스트림(11)을 통해 열분해 반응기(102)로 되돌아갈 때 가열기(106)를 통해 모든 엔탈피 요건을 얻도록 하는 것일 수 있다. 필요한 열전달은 주 열분해 반응기(102)에서 뜨거운 스트림(11)과 차가운 스트림(3)을 혼합함으로써 달성된다. 열분해 반응기(102)는 열분해 반응기의 상단으로부터 제2 증기 생성물 스트림(6) 및 반응기의 바닥으로부터 제2 고체 풍부 생성물 스트림(7)을 인출할 수 있다. 스트림(11) 주변의 펌핑으로부터의 혼합과 함께 열분해 반응기(102) 내부의 대류 열 전달은 균일한 가열을 제공하며, 이는 일반적으로 압출 또는 회전식 킬른 반응기에서 볼 수 있는 외부 간접 가열을 통해 가열되는 열분해 반응 방법에 비해 이점이다. 스트림(7)은 염화물을 함유하며, 수착제가 도입될 때 더 많은 양의 스트림(7)이 함유되며, 스트림(7)에 남겨진 염화물은 Cl 제거 효율에 기여하는 것으로 계산된다.
도 1은 증기 생성물 흐름(6)을 추가로 도시하며, 이는 설계된 증기 선속도에서 질소 흐름에 의해 운반되는 탄화수소 범위를 함유한다. 증기 생성물 흐름(6)은 냉매와 직접적으로 또는 간접적으로 접촉할 수 있고 이후 증기 스트림(13)과 액체 스트림(15)으로 분리될 수 있다. 하나의 가능한 냉각 방법으로 직접적인 물 접촉이 수반되는 경우, 수성 스트림은 스트림(14)에서 수집된다. 직접적인 물 접촉이 생략되면 스트림(14)이 존재하지 않을 수 있다. 스트림(13) 및 스트림(14)에 운반된 염화물은 Cl 제거 효율에 대한 기여로 간주된다. 액체 스트림(15)은 또한 가열된 스트림(16)이고 안정화된 액체 스트림(18)을 생성하기 위해 플래시 드럼(104)에서 플래싱된다. 증기 스트림(17)은 분리기(103)보다 더 높은 압력에 있고 분리기(103)로 다시 가압되어 원하는 생성물에서 탄화수소의 회수를 강화시킨다. 스트림은 분리기(103)에 다중 유입구 노즐이 필요하지 않도록 스트림(12)과 혼합된다. 안정화된 액체 스트림(19)은 흡착제 시스템(105)에 들어가기 전에 스트림(19)에서 원하는 온도로 추가로 냉각된다. 흡착제 시스템(105)은 추가적인 최종 염화물 연마 장치로 작동한다. 위에서 언급한 각 탈염소화 단계는 실용적이고 최적의 작동 효율성 윈도우에서 작동한다. 교반 순환 오일 가열식 탈염소화 용융 반응기, 선택적인 수착제 강화가 있는 주 열분해 반응기의 조합이 10 ppmw Cl 목표, 또는 바람직하게는 < 5 ppmw를 달성하기에 충분하지 않을 때 둘 사이에 시너지가 존재한다. 공급물은 2%보다 더 많은 PVC를 함유할 수 있으며, Cl 제거 성능을 증가시키기 위해 용융 탱크를 더 크게 만들거나 주 반응기를 더 크게 만들거나 더 많은 수착제를 주 반응기에 도입하여 향상시키는 것은 경제적이지 않을 것이고, 제3 연속 단계는 흡착제 사용을 수반하는 단계가 필요하다. 제3 작동은 염화물 연마를 위한 전용 흡착제를 사용한다. 자연적으로 발생하는 흡착제가 적용될 수 있지만 가공된 흡착제가 바람직하다. 바람직하게는 높은 흡착제 용량 및 활성을 갖는 특별히 가공된 흡착제가 사용된다. 흡착제 용량은, 염화물의 최대 누적 질량이 염화물의 제거를 더이상 달성할 수 없을 때 교체할 흡착제의 질량에 대해 유지되는 양이다. 흡착제 활성은 고정된 생성물 염화물 함량을 달성하는 데 필요한 온도(흡수제 양과 공급 유속이 모두 고정된 경우) 또는 필요한 흡착제의 양(온도와 공급 유속이 모두 고정된 경우)으로 정의된다. 더 낮은 온도가 필요하거나 더 낮은 품질의 흡착제가 필요하다는 것은 더 높은 활성을 나타낸다. 다양한 금속 산화물이 유기염화물 흡착에만 적합할 수 있다. 보다 바람직하게는 흡착제는 알루미나에 함침된 알칼리 토금속을 함유한다. 전용 테스트 데이터를 사용하여 활성과 용량 간의 엔지니어링 균형을 제공한다. 가공된 흡착제의 제조는 본 발명을 넘어선다. 본 발명은 본 출원에서의 그의 적합성을 교시한다. 원하는 활성은 열분해 공정 유속과 관련된 흡착제의 용적측정 설치이다. 예를 들어, 흡착제 베드의 상대 부피는 약 ~90% 증분 탈염소화 효율을 달성하기 위해 생성물 스트림에서 10-1000 ppw의 염화물 함량 범위에 대해 시간당 열분해 용적측정 유속의 1-4배일 수 있다.
공급물이 높은 PVC 함량을 함유할 때, 흡착제 베드는 염화물을 10 ppmw 이하로 감소시키기 위해 필요하다. 최상의 실용적 경제성을 유지하려면 흡착제 베드의 크기를 최소화해야 한다. 탈염소화 반응기에서 ~90% 효율이 이미 달성되고/되거나 주 탈염소화 반응기에서 수착제 제거에서 ~90% 증분 효율이 이미 달성된 경우에만 가장 잘 작동한다. 흡착제 베드는 제거 효율 증가를 요구할 때 자체 제약이 있다. 온도와 공급 유속이 고정되면, 활성 제약으로 인해 흡착제 품질의 증가가 필요하다. 품질 증가는 체류 시간이 증가할 때 효율 또는 증분 탈염소화 전환의 이득의 감소로 인해 더 높은 제거 효율을 요구할 때 불균형하다. 대안적으로, 흡착제 품질과 공급 유속이 고정되면 활성 제약으로 인해 작동 온도를 높여야 한다. 증분 탈염소화 전환의 이득이 감소할 뿐만 아니라 부반응, 예를 들어 조기 비활성화 또는 최종 용량 감소로 이어지는 흡착제에서의 탄소 증착의 급격한 증가로 인해 더 높은 제거 효율을 요구할 때 온도 증가는 종종 금지된다. 그러한 제약으로, 흡착제 작동 조건이 증분 탈염소화 전환율에서 97%로 더 잘 제한되거나, 바람직하게는 95% 이하, 또는 더 바람직하게는 작동 온도를 제한하고 흡착제의 합리적인 품질을 유지할 때 훨씬 더 낮은 값으로 제한된다는 것을 교시한다. 실용적인 설계 고려 사항에서, 흡착제의 품질에 대한 합리적인 척도는 1년 연속 작동 후 교체될 흡착제의 질량에 대한 전체 열분해 오일 흐름의 질량 시간당 흐름으로 정의되는 중량 시간당 공간 속도이다. 중량 시간당 공간 속도는 >0.1, 더 바람직하게는 >0.5일 때 실용적인 것으로 간주된다. 따라서, 본 발명에서는 3개의 단계의 사용을 최적화함으로써, 교반 탈염소화 반응기, 주 반응기의 수착제 및 흡착제 베드를 사용하여 공급 PVC 함량이 >1%일 때 생성물에서 10 ppmw Cl 미만을 달성하는 시너지가 발견된다. 하나의 단일 기술만 사용하면 탈염소화의 효율성과 경제성이 떨어진다. 탈염소화 반응기 크기 증가, 수착제 사용 증가, 흡착제 양 또는 작동 온도 증가만으로는 실질적으로나 경제적으로 동일한 목적을 달성할 수 없다.
흡착제 베드 선택이 본 발명의 교시에 의한 것일 때, 흡착 반응기는 100℃(212℉) 내지 300℃(572℉), 또는 바람직하게는 120℃(248℉) 내지 200℃(392℉)의 온도, 0.069MPa(게이지)(10psig) 내지 2.07MPa(게이지)(300psig), 또는 바람직하게는 0.138MPa(게이지)(20psig) 내지 1.38MPa(게이지)(200psig)의 압력, 0.05 hr-1 내지 5 hr-1, 또는 더 바람직하게는 0.1 hr-1 내지 2 hr-1의 신선한 용융 공급물의 액체 시간당 공간 속도에서 작동할 수 있다.
본 명세서에서 이전에 언급한 바와 같이, 본 개시내용은 단계적 염화물 제거를 제공한다. 단일 단계 염화물 제거는 혼합 플라스틱 공급물의 PVC 함량이 예를 들어, 2% 이상으로 높을 때 염화물 제거에 효율 문제가 있을 수 있다. 용융 반응기(101)는 먼저 용융 반응기에서 PVC를 분해함으로써 혼합 플라스틱 공급물 내의 90중량% 초과의 염화물을 제거한다. 이 염화물은 염화수소로서 제거된다. 나머지 염화물의 분획은 염화물의 분획을 염으로 전환시키기 위해 수착제가 첨가되는 열분해 반응기(102)에서 제거된다. 전환되지 않은 염화수소는 염화수소와 유기 분자 사이의 기상 재조합 반응이 최소화되는 스위핑 질소 흐름에서 추가로 희석된다. 이 섹션에서 상기 언급된 단계는 염화물의 대부분, 바람직하게는 스트림(19)에서 200 ppmw 미만까지 제거하도록 설계될 수 있다. 105A 및 105B로 도시된 흡착제 시스템(105)은 염화물을 최종 생성물에서 거의 제로 농도 또는 10 ppmw 이하로 제거하는 데 적합하다. 흡착제 시스템(105)은 염화물 누출을 방지하기 위해 동일한 백업 베드와 함께 작동한다. 흡착제 시스템(105) 내의 생성된 염은 소비된 것으로 간주되고 다른 용기가 온라인으로 작동하는 동안 제거된다. 이를 통해 유닛을 지속적으로 실행할 수 있어 배치 공정보다 유리하다. 각 염화물 제어 단계에는 공급물 및 효율성 제한에서 최적의 염화물 농도가 있다. 과도한 크기의 탈염소화 반응기를 설계하거나 반응기에 추가 수착제 주입을 사용하거나 기체 희석을 사용하여 반응기 탈염소화를 강화하는 것은 90%와 같은 특정 효율성 역치를 통과할 때 투여량이 증가함에 따라 비경제적인 이득을 얻는 것으로 알려져 있고, 예를 들어, 생성물에서 200-400ppm Cl보다 낮은 수준을 찾을 때 지나치게 큰 탈염소화 반응기 또는 수착제 사용의 상당한 증가가 필요할 수 있고, 이는 경제적 불이익을 초래하고 수착제를 적절하게 분배하는 데 어려움이 있다. 흡착제 베드는 최종 연마에만 더 적합하고 경제적이며, 즉, 최종 생성물에서 염화물 함량을 200-400ppm에서 <~10ppm으로 낮춘다. 유사하게, 흡착제 베드 공급물에서 임의의 염화물이 증가하면 흡착제를 지나치게 많이 사용할 수 있다. 따라서 단계적 탈염소화 중에서, 반응기에 수착제를 주입하는 것이 염화물 함량을 수천 ppm에서 수백 ppm으로 낮추는 데 중요하다는 것을 증명할 수 있다. 세정된 생성물 스트림(20)은 스트림(21)으로서 냉각되고 생성물 저장소(108)에 저장된다. 원한다면, 스트림(21)은 저장소로 보내지기 전에 비등점에 따라 2개 이상의 스트림으로 분별화될 수 있다.
전체 증기 스트림(13)은 다양한 기체 종을 함유할 수 있다. 특히, 질소, 공급물로부터의 임의의 잔류 수분, 염화수소, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 전환으로부터의 이산화탄소, 메탄, 에탄, 프로판, 에틸렌, 프로필렌 및 플라스틱 열분해 반응으로부터의 중질 탄화수소 증기를 함유할 수 있다. 발열량은 상당히 높으며 종종 30,000 KJ/㎏ 정도이다. 가스 정화 전에 가스 연소가 필요하지만 공정에 유용한 열원을 제공하기도 한다. 연소열은 장치(106)에 내장된 열교환기에서 이용된다. 소각 후, 오프 가스 스트림(22)은 정화 시스템(107)으로 보내지며, 여기서 임의의 다이옥신은 카본 베드에서 제거되고 염화수소는 가성소다, 중탄산나트륨 또는 HCl과 반응하는 다른 물질을 사용하여 스크러빙된다.
열분해 반응기(102)에서의 반응열의 크기는 용융 반응기에서의 반응열보다 2-3배 더 높다. 열분해 후, 중합체 분자는 생성물 분자로 크게 분해된다. 더 작은 생성물 분자는 대부분 열분해 반응기 상단에서 제2 증기 스트림(6)으로 남는다. 생성물 증기 스트림(6)은 스위핑 가스(4)의 도움으로 빠르게 떠난다. 스위핑 가스(4)가 열분해 반응기(102)에 도입된다. 2차 분해는 일차 열분해 생성물이 열분해 조건에서 추가 체류 시간을 통해 더 분해되는 것을 설명하는 용어이다. 생성물을 기화시키고 열분해 반응을 위한 반응 열을 제공하기 위한 잠열 요건은 모두 스트림(11)으로부터 운반되는 열에 의해 공급된다.
도 2는 도 1에 나타낸 구현예의 변형이다. 모든 요소 번호는 따옴표로 표시되어 몇 가지 예외를 제외하고 요소 번호가 도 1과 동일한 의미를 가짐을 나타낸다. 주요 차이는 재순환 오일 스트림(10')을 가열하기 위해 액화 석유 가스 또는 천연 가스를 연소시키는 별도의 발화 가열기(109')가 있다는 것이다. 또한 발화된 가열기 오프 가스 스트림(26')은 소각로 오프 가스 정화와 추가로 조합될 수 있다. 또한 반응기 오프 가스 스트림(2' 및 13')은 혼합되고 서브 스트림(27')을 분할하여 109'에서 연료 소비를 보충할 수 있다.
실시예
실시예 1. 염화물 질량 균형 연구가 제시된다. 계산은 용융 탱크 탈염소화, 수착제 성능 및 흡착제 성능에 대해 수집된 실험 데이터를 기반으로 한다. 실험은 320℃, 공급물 PVC 1%, 2% 또는 3%, 생성물 Cl <10 ppmw에서 수행된다.
용융 탱크 크기, 수착제 사용 및 흡착제 사용을 보여주는 세 단계가 연속적으로 수행된다. 이 예는 1톤/년 공급물 흐름 기준으로 조정된다. 데이터는 염화물 제거의 단일 단계만 사용하는 경우, 매우 큰 반응기 또는 대규모 수착제 사용 및 흡착제 사용이 필요함을 보여준다(연속 3단계 중 하나에 대한 용융 탱크 크기 대 반응기 크기의 비율 참조). 이 예에서는 세 단계를 연속적으로 사용하는 것이 3개의 단계 중 임의의 단계 또는 두 단계와 비교하여 시너지를 제공하는 방법을 설명한다.
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실시예 2. 재활용 플라스틱 스트림은 위스콘신 재료 회수 시설에서 얻었다. 조성물은 2%wt PVC, 20% PE, 75% PP이며 나머지는 PET, 종이, 유기 잔류물 및 금속 종이이다. 공급물에서 측정된 Cl은 1.189wt% Cl이다.
단계 1: 100g의 공급물을 대기압 ~ 25 psig의 조건 하에 500cc 반응기에서 배치 열분해하였다. 반응기를 주위 조건에서 300℃로 가열하였고, 2시간 동안 유지하였다. 정지 후, 반응기 내용물을 고화, 회수 및 측정하였다(즉, 제1 단계 액체 생성물).
단계 2. 동일한 공급물을 단계 1과 동일한 테스트 조건으로 테스트하였다. 300℃에서 2시간 동안 유지한 후, 반응기는 계속해서 400℃까지 올라갔고, 1시간 동안 유지되었다. 냉각 후, 열분해 반응으로부터 생성된 생성물을 빙냉 응축기에 수집하였다. 67g의 생성물이 수집되었다(즉, 전체 열분해 생성물). ~300gm의 액체 생성물(즉, 결합된 전체 열분해 생성물)을 축적하기 위해 단계 2로서 몇 번의 실행을 반복하였다.
단계 3. 전체 열분해 생성물은 연속 고정 베드 반응기로 흘려보냈고, 3cc UOP 전용 상업용 흡착제가 사용되었다. <200 psig의 압력으로 <300℃ 조건에서 흡착제의 부피에 대해 시간당 동일한 부피를 사용하였다. 수집된 생성물(즉, 최종 열분해 오일 생성물)의 Cl을 측정하였다. 실시예는 10 ppmw 미만 또는 바람직하게는 < 6ppm Cl을 달성하기 위한 실제 단계적 공정에 대해 관찰된 탈염소화 효율을 입증하였다.
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구체적인 실시 형태
하기는 구체적인 실시 형태들과 관련하여 설명되지만, 이러한 설명은 예시하고자 하는 것이며 전술한 설명 및 첨부된 청구범위의 범위를 제한하고자 하는 것은 아님이 이해될 것이다.
본 발명의 제1 구현예는 연속적으로 작동하는 3개의 염화물 제거 단계를 포함하는 혼합 플라스틱 폐기물 스트림으로부터 저염화물 열분해 오일을 생성하고; 혼합 플라스틱 폐기물 스트림을 용융 반응기에서 뜨거운 생성물 스트림으로 용융시켜 염소 함유 플라스틱 및 기타 플라스틱을 포함하는 적어도 2가지 유형의 플라스틱을 포함하는 용융 혼합 플라스틱 폐기물 스트림을 생성하여 제1 염화물 풍부 증기 스트림 및 제1 액체 스트림을 생성하고; 제1 액체 스트림을 뜨거운 생성물 스트림과 함께 가열되도록 열분해 반응기로 보내어 제2 염화물 풍부 증기 스트림, 제2 액체 스트림 및 고체 입자를 생성하고; 염화물 함유 분자를 흡착하기 위해 열분해 반응기에 수착제를 첨가하고; 열분해 반응기로부터의 순환 스트림을 포함하는 제2 액체 스트림의 일부를 용융 반응기로 보내고 열분해 반응기로부터의 제2 액체 스트림의 일부를 가열하여 열분해 반응기로 되돌려 보내고; 그리고 흡착제 베드를 통해 주 열분해 응축물을 통과시켜 잔류 염화물을 10ppmw까지 제거하는 공정이다. 본 발명의 구현예는 이 단락의 제1 구현예에 이르기까지 이 단락의 선행 구현예 중 하나, 임의의 또는 모든 구현예이며, 여기서 제1 염화물 풍부 증기 스트림은 가스 세정 구역으로 보내진다. 본 발명의 구현예는 이 단락의 제1 구현예에 이르기까지 이 단락의 선행 구현예 중 하나, 임의의 또는 모든 구현예이며, 용융 반응기는 280℃(536℉) 내지 330℃(626℉)의 온도에서 작동되고, 열분해 반응기는 380℃ (716℉) 내지 450℃ (842℉)의 온도에서 작동되고, 흡착제 베드는 100℃(212℉) 내지 300℃(572℉)의 온도에서 작동된다. 본 발명의 구현예는 이 단락의 제1 구현예에 이르기까지 이 단락의 선행 구현예 중 하나, 임의의 또는 모든 구현예이며, 수착제는 플라스틱 용융물에 대해 < 3%wt로 열분해 반응기에서 염화물에 대해 2.5-4 몰비로 존재하는 분쇄 알칼리성 물질이다. 본 발명의 구현예는 이 단락의 제1 구현예에 이르기까지 이 단락의 선행 구현예 중 하나, 임의의 또는 모든 구현예이며, 용융 반응기는 0.069 MPa(게이지)(10 psig) 내지 1.38 MPa(게이지)(200 psig)의 압력 및 0.1 hr-1 내지 2 hr-1의 액체 시간당 공간 속도에서 작동되고, 1.7 N㎥/㎥(10 scf/bbl) 내지 170 N㎥/㎥의 플라스틱 용융물(1,000 scf/bbl)의 전용 질소 스위핑 속도로 질소 블랭킷 하에서 작동되고; 상기 열분해 반응기는 0.069 MPa(게이지)(10 psig) 내지 1.38 MPa(게이지)(200 psig)의 압력 및 0.1 hr-1 내지 2 hr-1의 제1 액체 스트림의 액체 시간당 공간 속도에서 작동되고, 17 N㎥/㎥(100 scf/bbl) 내지 850 N㎥/㎥ 플라스틱 용융물(5,000 scf/bbl)의 비율로 질소 블랭킷 또는 전용 질소 스위핑 스트림 하에서 작동되고; 상기 흡착제 베드는 0.069 MPa(게이지)(10 psig) 내지 2.07 MPa(게이지)(300 psig)의 압력 및 0.05 hr-1 내지 5 hr-1의 신선한 용융 공급물의 액체 시간당 공간 속도로 작동된다. 본 발명의 구현예는 이 단락의 제1 구현예에 이르기까지 이 단락의 선행 구현예 중 하나, 임의의 또는 모든 구현예이며, 제3 증기 스트림 및 제3 액체 스트림을 생성하기 위해 제2 증기 스트림을 냉각기 및 분리기로 보내는 단계를 추가로 포함한다. 본 발명의 구현예는 이 단락의 제1 구현예에 이르기까지 이 단락의 선행 구현예 중 하나, 임의의 또는 모든 구현예이며, 여기서 용융 반응기로부터의 80 내지 95wt%의 염화물은 제거되어 증기 스트림으로 보내진다. 본 발명의 구현예는 이 단락의 제1 구현예에 이르기까지 이 단락의 선행 구현예 중 하나, 임의의 또는 모든 구현예이며, 여기서 제3 액체 스트림은 200 ppmw 미만의 염화물을 포함한다. 본 발명의 구현예는 이 단락의 제1 구현예에 이르기까지 이 단락의 선행 구현예 중 하나, 임의의 또는 모든 구현예이며, 여기서 제3 액체 스트림은 염화물을 제거하기 위해 흡착제 베드로 보내진다. 본 발명의 구현예는 이 단락의 제1 구현예에 이르기까지 이 단락의 선행 구현예 중 하나, 임의의 또는 모든 구현예이며, 여기서 열분해 반응기에서의 반응 열이 용융 반응기에서의 반응열보다 2-3배 더 높다. 본 발명의 구현예는 이 단락의 제1 구현예에 이르기까지 이 단락의 선행 구현예 중 하나, 임의의 또는 모든 구현예이며, 여기서 용융 반응기에서 필요한 열은 제2 액체 스트림의 일부를 혼합함으로써 공급된다. 본 발명의 구현예는 이 단락의 제1 구현예에 이르기까지 이 단락의 선행 구현예 중 하나, 임의의 또는 모든 구현예이며, 여기서 주 반응기에서 필요한 열은 가열된 제2 액체 스트림의 일부를 혼합함으로써 공급된다. 본 발명의 구현예는 이 단락의 제1 구현예에 이르기까지 이 단락의 선행 구현예 중 하나, 임의의 또는 모든 구현예이며, 여기서 가열된 제2 액체 스트림의 일부의 순환은 액체 및 수착제 혼합을 제공한다. 본 발명의 구현예는 이 단락의 제1 구현예에 이르기까지 이 단락의 선행 구현예 중 하나, 임의의 또는 모든 구현예이며, 가스 세정 구역은 다이옥신 화합물을 제거하기 위한 촉매 베드 및 HCl을 중화하기 위한 가성 화합물을 함유하는 용기를 포함한다.
본 발명의 제2 구현예는 혼합 플라스틱 폐기물 스트림을 용융 반응기로 보내 염화물 풍부한 제1 증기 스트림 및 제1 액체 스트림을 생성하는 단계; 제1 액체 스트림을 가열되도록 열분해 반응기로 보내어 제2 증기 스트림, 제2 액체 스트림 및 고체 입자를 생성하는 단계로서, 고체 입자는 열분해 반응기 내에서 하향 방향으로 이동하는 단계; 제1 증기 스트림을 소각로로 보낸 다음, 가스 세정 구역으로 보내 염소 화합물을 제거하고 열분해 반응기를 위한 반응 열 공급으로서 순환 공급 스트림의 적어도 일부를 가열하는 단계; 및 제2 증기 스트림을 냉각하고 제3 증기 스트림과 제3 액체 스트림으로 분리한 다음, 적어도 하나의 흡착제 베드에서 제3 액체 스트림을 처리하여 염소 함유 불순물을 제거하는 단계를 포함하는, 혼합 플라스틱 폐기물 스트림의 열분해 공정이다. 본 발명의 구현예는 이 단락의 제2 구현예에 이르기까지 이 단락의 선행 구현예 중 하나, 임의의 것 또는 전부이고, 염소 화합물을 제거하기 위해 흡착제를 열분해 반응기로 보내는 것을 추가로 포함한다. 본 발명의 구현예는 이 단락의 제2 구현예에 이르기까지 이 단락의 선행 구현예 중 하나, 임의의 것 또는 전부이고, 여기서 염소 함유 플라스틱은 폴리비닐 염화물이고 다른 플라스틱은 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 저밀도 및 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 및 다른 잡다한 플라스틱으로부터 선택된다. 본 발명의 구현예는 이 단락의 제2 구현예에 이르기까지 이 단락의 선행 구현예 중 하나, 임의의 또는 모든 구현예이며, 여기서 가스 세정 구역은 다이옥신 화합물을 제거하기 위한 촉매 베드 및 HCl을 중화하기 위한 가성 화합물을 함유하는 용기를 포함한다. 본 발명의 구현예는 이 단락의 제2 구현예에 이르기까지 이 단락의 선행 구현예 중 하나, 임의의 또는 모든 구현예이며, 염소 및 염소 함유 화합물을 흡착하기 위해 흡착제를 열분해 반응기로 보내는 것을 추가로 포함한다. 본 발명의 구현예는 이 단락의 제2 구현예에 이르기까지 이 단락의 선행 구현예 중 하나, 임의의 또는 모든 구현예이며, 여기서 흡착제는 열분해 반응기에서 염화물에 대해 2-3 몰비로 존재하는 알칼리성 물질이다. 본 발명의 구현예는 이 단락의 제2 구현예에 이르기까지 이 단락의 선행 구현예 중 하나, 임의의 또는 모든 구현예이며, 여기서 흡착제는 열분해 반응기의 작동 중에 형성되는 탄소질 차르 입자를 위한 응집 물질로서 추가로 기능한다.
추가의 상술 없이도, 전술한 설명을 사용하여 당업자는 본 발명을 최대한으로 이용하고 본 발명의 본질적인 특징을 용이하게 확인하여, 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어남이 없이, 본 발명의 다양한 변경 및 수정을 행하고 이를 다양한 사용 및 조건에 적응시킬 수 있는 것으로 여겨진다. 따라서, 전술한 바람직한 구체적인 실시 형태는 본 개시의 나머지를 어떠한 방식으로든 제한하는 것이 아니라 단지 예시적인 것으로 해석되어야 하며, 그것은 첨부된 청구범위의 범위 내에 포함되는 다양한 수정 및 등가의 배열을 포함하도록 의도된다.
상기에서, 달리 지시되지 않는 한, 모든 온도는 섭씨 온도로 제시되며, 모든 부 및 백분율은 중량 기준이다.

Claims (10)

  1. 하기를 포함하는, 혼합 플라스틱 폐기물 스트림으로부터 저염화물 열분해 오일을 생산하는 공정:
    a. 염소 함유 플라스틱 및 다른 플라스틱을 포함하는 적어도 2가지 유형의 플라스틱을 포함하는 용융 혼합 플라스틱 폐기물 스트림을 생성하기 위해 용융 반응기에서 혼합 플라스틱 폐기물 스트림을 뜨거운 생성물 스트림과 함께 용융시켜 제1 염화물 풍부 증기 스트림 및 제1 액체 스트림을 생성하는 단계;
    b. 상기 제1 액체 스트림을 뜨거운 생성물 스트림과 함께 가열되도록 열분해 반응기로 보내어 제2 염화물 풍부 증기 스트림, 제2 액체 스트림 및 고체 입자를 생성하는 단계;
    c. 상기 열분해 반응기로부터의 순환 스트림을 포함하는 제2 액체 스트림의 일부를 상기 용융 반응기로 보내고, 상기 열분해 반응기로부터의 제2 액체 스트림의 일부를 가열하여 상기 열분해 반응기로 되돌려 보내는 단계; 및
    d. 주 열분해 응축물을 흡착제 베드에 통과시켜 잔류 염화물을 제거하는 단계.
  2. 제1항에 있어서, 염화물 함유 분자를 흡착하기 위해 상기 열분해 반응기에 수착제를 첨가하는 단계를 추가로 포함하는, 공정.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 염화물 풍부 증기 스트림은 가스 세정 구역으로 보내지는, 공정.
  4. 제1항에 있어서, 상기 용융 반응기는 280℃(536℉) 내지 330℃(626℉)의 온도에서 작동되고, 상기 열분해 반응기는 380℃ (716℉) 내지 450℃ (842℉)의 온도에서 작동되고, 흡착제 베드는 100℃(212℉) 내지 300℃(572℉)의 온도에서 작동되는, 공정.
  5. 제1항에 있어서, 상기 수착제는 플라스틱 용융물에 대해 < 3%wt로 상기 열분해 반응기에서 염화물에 대해 2.5-4 몰비로 존재하는 분쇄 알칼리성 물질인, 공정.
  6. 제1항에 있어서, 상기 용융 반응기는 0.069 MPa(게이지)(10 psig) 내지 1.38 MPa(게이지)(200 psig)의 압력 및 0.1 hr-1 내지 2 hr-1의 액체 시간당 공간 속도에서 작동되고, 1.7 N㎥/㎥(10 scf/bbl) 내지 170 N㎥/㎥의 플라스틱 용융물(1,000 scf/bbl)의 전용 질소 스위핑 속도로 질소 블랭킷 하에서 작동되고; 상기 열분해 반응기는 0.069 MPa(게이지)(10 psig) 내지 1.38 MPa(게이지)(200 psig)의 압력 및 0.1 hr-1 내지 2 hr-1의 제1 액체 스트림의 액체 시간당 공간 속도에서 작동되고, 17 N㎥/㎥(100 scf/bbl) 내지 850 N㎥/㎥ 플라스틱 용융물(5,000 scf/bbl)의 비율로 질소 블랭킷 또는 전용 질소 스위핑 스트림 하에서 작동되고; 상기 흡착제 베드는 0.069 MPa(게이지)(10 psig) 내지 2.07 MPa(게이지)(300 psig)의 압력 및 0.05 hr-1 내지 5 hr-1의 신선한 용융 공급물의 액체 시간당 공간 속도로 작동되는, 공정.
  7. 제1항에 있어서, 제2 증기 스트림을 냉각기 및 분리기로 보내어 제3 증기 스트림 및 제3 액체 스트림을 생성하는 단계를 추가로 포함하는, 공정.
  8. 제10항에 있어서, 상기 제3 액체 스트림은 200 ppmw 미만의 염화물을 포함하는, 공정.
  9. 제10항에 있어서, 상기 제3 액체 스트림은 염화물을 제거하기 위해 흡착제 베드로 보내지는, 공정.
  10. 제1항에 있어서, 상기 열분해 반응기에서의 반응 열은 상기 용융 반응기에서의 반응열보다 2-3배 더 높은, 공정.
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