TW202413509A - 輕熱解油回收物之催化重組 - Google Patents
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Abstract
本發明提供用於由廢塑膠直接地或間接地產生有機化合物回收物之製程及設施。本發明描述用於將廢塑膠(或具有源自廢塑膠之回收物的烴)轉化成有用的中間化學品及最終產物的處理流程。該等處理流程可包含一種用於重組熱解油回收物(r-熱解油)流以產生包含芳烴回收物(r-芳烴)之重組油的製程。在一些態樣中,可處理該等r-芳烴以提供對二甲苯回收物(r-對二甲苯),其隨後可用於提供對苯二甲酸回收物(r-TPA)及/或聚對苯二甲酸乙二酯回收物(r-PET)。
Description
諸如苯、甲苯及二甲苯之芳族化合物係用於各種應用中之重要工業化學品。使用對二甲苯形成二甲酸及二甲酯,該等二甲酸及二甲酯係產生聚酯及基於芳烴之塑化劑的關鍵化學原料。此等材料之大多數習知生產途徑均使用化石燃料衍生之原料。
廢料,尤其是不可生物降解的廢料在使用一次後在廢棄物掩埋場棄置時可能會對環境產生負面影響。因此,自環境立場來看,需要盡回收可能多的廢料。然而,仍然存在低價值廢料流,其幾乎不可能使用習知回收技術回收或在經濟上不可行。另外,一些習知回收製程產生本身在經濟上不可回收或再利用的廢料流,從而產生必須棄置或以其他方式處置的額外廢料流。因此,希望找到利用廢料之對二甲苯及其他芳烴的其他合成途徑,同時該合成途徑亦提供高純度最終產物。
在一個態樣中,本發明技術係關於一種用於產生二甲苯回收物(r-pX)之方法,該方法包含在重組器中重組具有低於400℉之T50的石腦油流及輕熱解油回收物(r-熱解油)流以產生包含r-pX之重組油。
在一個態樣中,本發明技術係關於一種用於產生二甲苯回收物(r-pX)之方法,該方法包含:(a)在至少一個蒸餾塔中蒸餾原油以產生至少一種具有低於400℉之T50的石腦油流;及(b)在重組器中重組該石腦油流之至少一部分及具有低於400℉之T50的輕熱解油回收物(r-熱解油)流以產生包含r-pX之重組油,其中該石腦油流及/或該輕r-熱解油流視情況在該重組(b)之前進行加氫處理。
在一個態樣中,本發明技術係關於一種用於產生有機化合物回收物(r-有機化合物)之方法,該方法包含:(a)將重組油回收物(r-重組油)流引入芳烴聯合裝置中,其中該r-重組油流係藉由以下步驟獲得:在至少一個蒸餾塔中蒸餾原油以以產生至少一種具有低於400℉之T50的石腦油流,及在重組器中重組該石腦油流之至少一部分及具有低於400℉之T50的輕熱解油回收物(r-熱解油)流以產生該r-重組油流,其中該石腦油流及/或該輕r-熱解油流視情況在該重組之前進行加氫處理;及(b)在該芳烴聯合裝置中處理該r-重組油流以提供包含至少85重量%對二甲苯之r-pX流。
在一個態樣中,本發明技術係關於一種用於產生有機化合物回收物(r-有機化合物)之方法,該方法包含:(a)將對二甲苯回收物(r-pX)流引入對苯二甲酸(TPA)生產設施中,其中該r-pX之至少一部分係藉由以下步驟獲得:在至少一個蒸餾塔中蒸餾原油以產生至少一種具有低於400℉之T50的石腦油流,及在重組器中重組該石腦油流之至少一部分及具有低於400℉之T50的輕熱解油回收物(r-熱解油)流以產生該r-重組油流,其中該石腦油流及/或該輕r-熱解油流視情況在該重組之前進行加氫處理,以及在芳烴聯合裝置中處理該r-重組油流之至少一部分以以產生該r-pX;及(b)在該TPA生產設施中處理該r-pX之至少一部分以提供純對苯二甲酸回收物(r-PTA)。
吾等已發現一種用於自含有源自廢塑膠之回收物的烴流產生有機化合物回收物之方法。更特定言之,由廢塑膠之熱解或裂解形成之烴流可在石油精煉廠及/或蒸汽裂解設施中進一步經處理以提供芳烴回收物,該芳烴在芳烴聯合裝置中進一步經處理以提供苯回收物(r-苯)、甲苯回收物(r-甲苯)及二甲苯回收物(r-二甲苯) (包括對二甲苯回收物(r-pX))之純化流。接著,全部或一部分r-pX可經進一步處理以形成其他化學品回收物,諸如對苯二甲酸回收物(r-TPA)及/或聚對苯二甲酸乙二酯回收物(r-PET)。吾等已進一步發現一種用於催化重組輕熱解油回收物之方法,其可產生芳烴回收物。
特定言之,吾等已發現用於產生對二甲苯及藉由直接處理對二甲苯或其衍生物所形成之有機化合物(包括例如諸如對苯二甲酸及聚對苯二甲酸乙二酯之有機化合物)的新方法及系統。更特定言之,吾等已發現一種用於產生對二甲苯之製程及系統,其中以促進廢塑膠回收且為對二甲苯(或其他有機化合物)提供大量回收物之方式,將來自廢料(諸如廢塑膠)之回收物應用至對二甲苯(或其衍生物)。
首先轉至圖6A及圖6B,對二甲苯係藉由在芳烴聯合裝置中處理主要芳烴流以提供包括至少85、至少90、至少92、至少95、至少97或至少99重量%對二甲苯之流。對二甲苯流可經歷一或多個額外處理步驟以提供至少一種源自對二甲苯之有機化合物。此類有機化合物之實例包括但不限於對苯二甲酸、諸如聚對苯二甲酸乙二酯之聚合物,及其他相關有機化合物。
如圖6A及圖6B中大體上所示,在一或多個轉化設施中處理之廢塑膠流可提供芳烴流,該芳烴流可經處理以形成對二甲苯流。對二甲苯流中之回收物可為物理的且可直接源於廢塑膠或藉由處理廢塑膠所形成之中間烴流,且/或回收物可為基於信用的且可應用於芳烴聯合裝置及/或化學處理設施中之目標流。
芳烴(或對二甲苯或有機化合物)流可具有至少5%、至少10%、至少15%、至少20%、至少25%、至少30%、至少35%、至少40%、至少45%、至少50%、至少55%或至少65%及/或100%,或小於99%、小於95%、小於90%、小於85%、小於80%、小於75%或小於70%之總回收物。類似地,r-TPA及/或r-PET或甚至r-芳烴流可具有至少5%、至少10%、至少15%、至少20%、至少25%、至少30%、至少35%、至少40%、至少45%、至少50%、至少55%或至少65%及/或100%,或小於99%、小於95%、小於90%、小於85%、小於80%、小於75%或小於70%之回收物。此等流中之一或多者中的回收物可為物理回收物、基於信用之回收物或物理回收物及基於信用之回收物的組合。
首先轉至圖6A,在一個實施例或與一或多個本文提及之實施例組合中,芳烴及/或對二甲苯流(或有機化合物產物流)中之回收物之至少一部分可為物理(直接)回收物。此回收物可來源於廢塑膠流。廢塑膠流最終在一或多個轉化設施(例如熱解設施、精煉廠、蒸汽裂解設施及/或分子重組設施及甲醇至芳烴設施)中進行轉化,該廢塑膠流係根據本文中所描述來處理(單獨或與非回收物芳烴流一起)以提供r-對二甲苯流。接著,r-對二甲苯流可經進一步處理(與非對二甲苯回收物流一起或組合)以提供有機化合物回收物,包括(但不限於)對苯二甲酸回收物(r-TPA)、聚對苯二甲酸乙二酯回收物(r-PET),及一或多種額外回收物有機化合物(r-有機化合物)。
目標產物(例如組合物、r-芳烴或r-對二甲苯或r-有機化合物)中物理回收物之量可藉由以下步驟來測定:沿一或多種化學路徑鏈追蹤所處理之廢塑膠材料的量,且以目標產物中可歸因於廢塑膠化學路徑之部分結束。如本文中所使用,部分可為目標產物之原子及其結構之一部分且亦可包括目標產物之整個化學結構,且未必需要包括官能基。舉例而言,對二甲苯之部分可包括芳環、芳環之一部分、甲基或整個對二甲苯分子。化學路徑包括起始物質(例如廢塑膠)與目標產物中可歸因於以廢塑膠開始之化學路徑的部分之間的所有化學反應及其他處理步驟(例如分離)。舉例而言,r-芳烴之化學路徑可包括熱解、視情況選用之精煉及/或料流裂解,及/或分子重組及甲醇合成及轉化。r-對二甲苯之化學路徑可進一步包括在芳烴聯合裝置中處理,且r-有機化合物之化學路徑可包括各種額外步驟,諸如氧化、聚合等,視特定r-有機化合物而定。轉化因子可與沿化學路徑進行之各步驟相關。轉化因子說明在沿化學路徑進行之各步驟中分流或損失之回收物的量。舉例而言,轉化因子可說明沿化學路徑之化學反應的轉化率、產率及/或選擇性。
目標產物(例如組合物、r-芳烴或r-對二甲苯或r-有機化合物)中基於信用之回收物的量可藉由以下步驟來測定:計算目標產物中之目標部分的質量重量百分率,且將回收物信用歸因於任何量的目標產物,最高達至目標產物中目標部分之質量重量%。符合應用於目標產物之基於信用之回收物係藉由沿著一或多個化學路徑鏈追蹤廢塑膠材料且以與目標產物中之目標部分相同的部分結束來測定。因此,基於信用之回收物可應用於具有相同部分之各種不同目標產物,即使該等產物係藉由完全不同的化學路徑製得,其限制條件為所應用之信用係獲自廢塑膠且該廢塑膠最終經歷至少一種自廢塑膠開始且終止於目標部分的化學路徑。舉例而言,若自廢塑膠獲得回收物信用且記入回收物庫存,且設施中存在能夠將廢塑膠處理至諸如對二甲苯之目標部分的化學路徑(例如熱解反應器流出物至粗蒸餾塔至加氫處理器至重組器至分離對二甲苯之芳烴聯合裝置),則回收物信用為一種符合條件應用於藉由任何化學路徑製得之任何對二甲苯分子的類型,包括存在於設施中之對二甲苯分子及/或自蒸汽裂解器及汽油分餾器獲得之熱解汽油流組合物的對二甲苯部分。如同物理回收物,轉化因子可能或可能不與沿化學路徑之各步驟相關。下文提供關於基於信用之回收物的額外細節。
應用於r-芳烴(或r-對二甲苯或r-有機化合物)之回收物的量可使用用於在各種方法中之各種材料之間對回收物進行量化、追蹤及分配的各種製程中之一者來測定。一種稱為「質量平衡」之適合方法基於方法中之回收物的質量來對回收物進行量化、追蹤及分配。在某些實施例中,對回收物進行量化、追蹤及分配之方法係由認證實體監督,該認證實體確認方法之準確性且為回收物應用於r-芳族化合物(或r-對二甲苯或r-有機化合物)提供認證。
限轉至圖6B,提供一個實施例,其中r-有機化合物(或r-對二甲苯)包括基於信用之回收物。來自廢塑膠之回收物信用係歸因於設施內之一或多個流。舉例而言,源自廢塑膠之回收物信用可歸因於進料至芳烴聯合裝置之芳烴流,或歸因於在芳烴聯合裝置中分離及分隔之產物中之任一者,諸如歸因於對二甲苯流。替代地或另外,視系統之特定組態而定,自轉化設施及/或芳烴聯合裝置內的一或多種中間流獲得之回收物信用亦可歸因於設施內之一或多種產物,諸如對二甲苯。此外,來自此等流中之一或多者的回收物信用亦可歸因於有機化合物流,如圖6B中所示。
因此,廢塑膠流或不在設施處製得或購買或獲得的r-芳烴流及r-對二甲苯物流(及圖6B中未示出之任何回收物中間物流)可各自用作回收物信用之「原材料」。 進料至芳烴聯合裝置之芳烴、對二甲苯產物或自芳烴聯合裝置分離及/或分隔之任何其他產物、轉移(包括銷售)或進料至化學處理設施之對二甲苯、未示出之任何中間物流及甚至有機化合物可各自充當回收物信用所屬之目標產物。在一個實施例或與本文提及之任何實施例組合中,源材料具有物理回收物且目標產物具有小於100%物理回收物。舉例而言,源材料可具有至少10%、至少25%、至少50%、至少75%、至少90%、至少99%或100%之物理回收物且/或目標產物可具有小於100%、小於99%、小於90%、小於75%、小於50%、小於25%、小於10%、小於1%之物理回收物或不具有物理回收物。
將來自源材料之回收物信用歸因於目標產物之能力移除在製造源材料(具有物理回收物)之設施與製造接收回收物價值之芳烴或產物(例如對二甲苯或有機化合物)之設施之間的共置要求。此允許位於一個位置之化學回收設施/場地將廢料處理成一或多種回收物源材料,且隨後將來自此等源材料之回收物信用應用於一或多種目標產物,該一或多種目標產物在位於遠離化學回收設施/場地之現存商業設施中進行處理,視情況在同一實體之家族內進行處理,或將回收物價值與轉移至另一個設施之產物相關聯,該設施視情況由不同實體擁有,在接收、購買或以其他方式移轉產物時,該實體可將回收物信用寄存至其回收物庫存中。此外,回收物信用之使用允許不同實體產生源材料及芳烴(或對二甲苯或有機化合物)。此允許有效使用現有商業資產以產生芳烴(或對二甲苯或有機化合物)。在一或多個實施例中,源材料係在距離使用目標產物製成芳烴(或對二甲苯或有機化合物)之設施/場地至少0.1、至少0.5、至少1、至少5、至少10、至少50、至少100、至少500或至少1000英里之設施/場地處製成。
將來自源材料(例如來自轉化設施之r-芳烴)之回收物信用歸因於目標產物(例如進料至芳烴聯合裝置之芳烴流)可藉由將回收物信用直接自源材料轉移至目標產物來實現。替代地,如圖6B中所示,回收物信用可經由回收物庫存自廢塑膠、r-芳烴及r-對二甲苯(若存在)應用於芳烴、對二甲苯或有機化合物。
當使用回收物庫存時,將來自具有物理回收物(例如,廢塑膠、r-芳烴及視情況存在之圖6B中示出之r-對二甲苯)之源材料的回收物信用記入回收物庫存中。回收物庫存亦可含有來自其他來源及其他時段之回收物信用。在一個實施例中,回收物庫存中之回收物信用對應於部分,且將回收物信用應用或分配至含有目標部分之相同目標產物,且目標部分(i)無法經由用於產生回收物信用之化學路徑進行化學追蹤或(ii)可經由用於產生回收物信用之化學路徑進行化學追蹤。當來自源材料(諸如廢塑膠)之原子理論上可經由各化學路徑追蹤至目標產物之目標部分中之一或多個原子以獲得目標部分中之一或多個原子時,實現了化學可追蹤性。
在一些實施例中,可在寄存於回收物庫存中之廢塑膠信用與處理之廢塑膠質量之間進行週期性(例如每年或半年)核對。此類核對可藉由適當實體以與生產者所參與之認證系統之規則一致的時間間隔來進行。
在一個實施例中,一旦回收物信用已歸因於目標產物(例如芳烴流、對二甲苯流或未示出之任何中間物流),則分配至有機化合物(例如TPA、PET或其他有機化合物)的基於信用之回收物的量係藉由目標產物中可化學追蹤至源材料之原子的質量比例來計算。在另一實施例中,轉化因子可與沿基於信用之回收物的化學路徑進行之各步驟相關。轉化因子說明在沿化學路徑進行之各步驟中分流或損失之回收物的量。舉例而言,轉化因子可說明沿化學路徑之化學反應的轉化率、產率及/或選擇性。然而,必要時,應用於目標產物之回收物的量可大於化學上可追蹤至廢塑膠源材料之目標部分的質量比例。儘管目標部分中在化學上可追蹤至回收源材料(諸如混合之塑膠廢料流)之原子的質量比例小於100%,但目標產物可接受高達100%回收物。舉例而言,若產物中之目標部分僅表示目標產物中在化學上可追蹤至混合塑膠廢料流的所有原子之30 wt%,則目標產物仍然可接受大於30%回收物價值,必要時高達100%。雖然此類應用會違反目標產物中回收物之量的全部價值返回至廢塑膠源之化學可追溯性,但應用於目標產物之回收物價值的特定量將取決於生產者所參與之認證系統的規則。
與物理回收物一樣,應用於r-芳烴(或r-對二甲苯或r-有機化合物)之基於信用之回收物的量可使用用於量化、追蹤及分配在各種方法之各種產物中之回收物的各種製程中之一者(諸如質量平衡)來測定。在某些實施例中,對回收物進行量化、追蹤及分配之方法係由認證實體監督,該認證實體確認該方法之準確性且為回收物應用於r-芳烴(或r-對二甲苯或r-有機化合物)提供認證。
r-芳烴(或r-對二甲苯或r-有機化合物)可具有25%至90%、40%至80%或55%至65%之基於信用之回收物,及小於50%、小於25%、小於10%、小於5%或小於1%之物理回收物。在某些實施例中,r-芳烴(或r-對二甲苯或r-有機化合物)可具有至少10%、至少25%、至少50%或至少65%及/或不超過90%、不超過80%或不超過75%之分別來自r-芳烴及/或r-對二甲苯中之一或多者的基於信用之回收物。
在一或多個實施例中,r-芳烴(或r-對二甲苯或r-有機化合物)之回收物可包括物理回收物及基於信用之回收物兩者。舉例而言,r-芳烴(或r-對二甲苯或r-有機化合物)可具有至少10%、至少20%、至少30%、至少40%或至少50%之物理回收物,及至少10%、至少20%、至少30%、至少40%或至少50%之基於信用之回收物。如本文所用,術語「總回收物」係指物理回收物及來自所有來源之基於信用之回收物的累積量。
現轉至圖1,提供一種用於形成有機化合物回收物之製程及設施。特定言之,圖1中所繪示之系統可自一或多種具有來自廢塑膠之回收物的流形成對二甲苯回收物(r-pX)。圖1中所示之系統包括熱解設施、精煉廠、蒸汽裂解設施及芳烴聯合裝置。視情況,r-pX之至少一部分可在TPA生產設施中氧化以形成對苯二甲酸回收物(r-TPA),且r-TPA之至少一部分可聚合以形成聚對苯二甲酸乙二酯回收物(r-PET)。如本文所描述形成之r-pX可用於圖1中未示出之其他應用中。
圖1中所示之設施可為化學回收設施。化學回收設施與機械回收設施不同。如本文所用,術語「機械回收」及「物理回收」係指回收製程,其包括熔融廢塑膠且使熔融塑膠形成新中間產物(例如團塊或片狀物)及/或新最終產物(例如瓶子)之步驟。 一般而言,機械回收實質上不會改變所回收之塑膠的化學結構。本文所描述之化學回收設施可經組態以接收且處理來自機械回收設施及/或通常不可由機械回收設施處理之廢料流。
在一個實施例或與本文提及之任何實施例組合中,熱解設施、精煉廠、蒸汽裂解設施、芳烴聯合裝置及視情況選用之TPA生產設施及視情況選用之PET設施中之至少兩者、至少三者、至少四者、至少五者或全部可共置。如本文所使用,術語「共置」係指至少兩個物體位於共同物理場所上及/或以兩個指定點之間的直線距離量測,彼此相距5英里內、3英里內、1英里內、0.75英里內、0.5英里內或0.25英里內之特性。
當兩個或更多個設施共置時,該等設施可以一或多個方式進行整合。整合之實例包括(但不限於)熱整合、公用設施整合、廢水整合,經由管道、辦公空間、自助餐廳之質量流量整合,工廠管理、IT部門、維護部門之整合以及通用設備及部件(諸如密封件、密封墊及其類似物)之共用。
另外,熱解設施、精煉廠、蒸汽裂解設施、芳烴聯合裝置、TPA生產設施及PET生產設施中之一或多者、兩者或更多者、三者或更多者、四者或更多者、五者或全部可為商業規模設施。舉例而言,在一個實施例或與本文提及之任何實施例組合中,此等設施/步驟中之一或多者可在一年內平均以至少500、至少1000、至少1500、至少2000、至少5000、至少10,000、至少50,000或至少100,000磅/小時之組合平均年進料速率接受一或多個進料流。此外,設施中之一或多者可在一年內平均以至少500、或至少1000、至少1500、至少2000、至少2500、至少5000、至少10,000、至少50,000或至少75,000磅/小時之平均年速率產生至少一個回收物產物流。當產生超過一個r-產物流時,此等速率可適用於所有r-產物之組合速率。
熱解設施、精煉廠、蒸汽裂解設施、芳烴聯合裝置、TPA生產設施及PET生產設施中之一或多者、兩者或更多者、三者或更多者、四者或更多者、五者或全部可以連續方式操作。舉例而言,設施中之各者內的步驟或製程中之各者及/或設施之間的製程可連續操作且可不包括分批或半分批操作。在一個實施例或與本文提及之任何實施例組合中,設施中之一或多者的至少一部分可以分批或半分批方式操作,但設施之間的操作總體上可為連續的。
如圖1所示,混合廢塑膠可引入至熱解設施中,其中該混合廢塑膠可經熱解以形成至少一種回收物熱解流出物流。在一個實施例或與本文中提及之任何實施例組合中,圖1所示之系統亦可包括用於將混合塑膠廢料流分離成以聚烯烴(PO)為主之廢塑膠及以非PO為主之廢塑膠的塑膠處理設施,該混合塑膠廢料流通常包括諸如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)及其他塑膠之廢塑膠。此外,當存在時,塑膠處理設施亦可自進入廢料流中移除其他非塑膠組分,諸如玻璃、金屬、污垢、砂粒及紙板。
現轉至圖2,提供如圖1所示之熱解設施之主要步驟/區域的示意圖。如圖2中所示,廢塑膠料流可引入熱解設施中且在至少一個熱解反應器中進行熱解。熱解反應涉及引入至反應器中之廢塑膠的化學及熱分解。儘管所有熱解可一般藉由實質上不含氧之反應環境來表徵,但熱解製程可進一步由其他參數(諸如反應器內之熱解反應溫度、熱解反應器中之滯留時間、反應器類型、熱解反應器內之壓力及熱解催化劑之存在或不存在)界定。
熱解反應器之進料可包含廢塑膠、基本上由廢塑膠組成或由廢塑膠組成,且進料流可具有至少3000、至少4000、至少5000或至少6000公克/莫耳之數目平均分子量(Mn)。若熱解反應器之進料含有組分之混合物,則熱解進料之Mn為按個別進料組分之重量計所有進料組分之平均Mn。熱解反應器之進料中的廢塑膠可包括消費後廢塑膠、工業後廢塑膠或其組合。在某些實施例中,熱解反應器之進料包含小於5、小於2、小於1、小於0.5或約0.0重量%之煤及/或生質(例如木質纖維素廢料、柳枝稷(switchgrass)、源自動物之脂肪及油、源自植物之脂肪及油等)。熱解反應之進料亦可包含小於5、小於2、小於1、或小於0.5、或約0.0重量%之共進料流,包括蒸汽及/或含硫之共進料流。在其他情況下,進料至熱解反應器之蒸汽可以至多50重量%之量存在。
熱解反應可涉及在基本上不含氧之大氣中或在相對於環境空氣含有少量分子氧之大氣中加熱及轉化廢塑膠原料。舉例而言,熱解反應器內之大氣可包含不超過5、不超過4、不超過3、不超過2、不超過1或不超過0.5重量%之分子氧。
反應器中之熱解反應可為在不存在催化劑之情況下進行的熱裂解,或為在存在催化劑之情況下進行的催化熱解。當使用催化劑時,催化劑可為均相或非均相的,且可包括例如某些類型之沸石及其他中孔結構之催化劑。
熱解反應器可具有任何適合之設計且可包含膜反應器、螺桿擠出機、管狀反應器、攪拌槽反應器、上升反應器、固定床反應器、流體化床反應器、旋轉窯、真空反應器、微波反應器或高壓釜。反應器亦可利用進料氣體及/或提昇氣體以促進進料引入熱解反應器中。進料氣體及/或提昇氣體可包含氮氣且可包含小於5、小於2、小於1或小於0.5或約0.0重量%之蒸汽及/或含硫化合物。進料氣體及/或提昇氣體亦可包括輕烴,諸如甲烷或氫氣,且此等氣體可單獨或與蒸汽組合使用。
如圖2中所示,自反應器移出之熱解流出物回收物(r-熱解流出物)流可在分離區中分離,以提供熱解蒸氣回收物(r-熱解蒸氣)流及熱解殘餘物回收物(r-熱解殘餘物)流。r-熱解蒸氣可包括一系列烴材料且可包含熱解氣回收物(r-熱解氣)及熱解油回收物(r-熱解油)兩者。在一些實施例中,熱解設施可包括額外分離區(如圖2所示)以將r-熱解油及r-熱解氣分離成單獨的流。或者,全部r-熱解蒸氣流可自熱解設施抽取且傳送至一或多個下游處理設施。
再次參看圖1,r-熱解油及/或r-熱解氣(或r-熱解蒸氣)之至少一部分可引入精煉廠中,在該精煉廠中其可經歷一或多個處理步驟以提供至少輕質氣體回收物(r-輕質氣體)流及/或石腦油回收物(r-石腦油)流,以及其他烴回收物流,諸如重組油回收物(r-重組油)。適合之處理步驟之實例包括但不限於蒸餾或其他分離步驟以及諸如熱及/或催化裂解之化學處理或諸如催化重組及異構化之其他反應。
現轉至圖3,提供精製設施(refining facility)或精煉廠中適用於處理至少一個包括源自廢塑膠之回收物之烴流的主要步驟或區域的示意圖。應理解,亦可能存在其他處理步驟及/或其他烴回收物流可在圖3所示之精煉廠中產生。圖3所繪示之步驟、區域以及製程流係為簡單起見而提供,且並不意欲排除未示出之其他步驟、區域或製程流。
如圖3中所示,可將原油流引入常壓蒸餾裝置(ADU)中且在至少一個蒸餾塔中分離以提供具有指定分餾點之數種烴餾分。如本文所使用,術語「分餾點(cut point)」係指特定石油餾分沸騰之溫度範圍。沸點範圍中之較低值為該指定餾分之初沸點(IBP)溫度,且較高值為該指定餾分之終點(EP)溫度。分餾點通常用於鑑別精煉廠內及/或由精煉廠產生之特定流或餾分。
除原油流之外,圖3所示出之精煉廠亦可處理引入至ADU中之r-熱解油流。在一個實施例或與本文提及之任何實施例組合中,r-熱解油可來源於如先前關於圖1所論述之熱解反應器製程。在引入至精煉廠製程之前,r-熱解油(主要包含C6-C40烴)可分離成輕熱解油流(主要包含C6-C10烴)及重熱解油流(主要包含C10-C40烴)。在此等實施例中,重熱解油流可引入至ADU中以進一步分離,而輕熱解油流可引入至諸如重組及/或蒸汽裂解之其他下游精煉廠製程中。應理解,輕熱解油流及重熱解油流可包含回收物,因為此等流源自r-熱解油流。在一個實施例或與本文提及之任何實施例組合中,輕熱解油(輕質r-熱解油)流可具有小於400℉ (204℃)或180℉至380℉ (82℃至193℃)之T50。引入至ADU中之r-熱解油(未分離或呈重熱解油形式)之質量流率與引入至ADU中之石油之質量流率的比率可為至少1:100、至少1:50、至少1:25、或至少1:10及/或不超過1:1、不超過1:2、不超過1:5、或不超過1:10。或者,當r-熱解油並未引入ADU中時,大氣蒸餾塔中之進料可包括以重量計小於1000、小於500、小於250、小於100、小於75、小於50、小於30或小於20百萬分率(ppm)之r-熱解油,或該進料可不包括r-熱解油。另外或在替代例中,熱解蒸氣回收物(r-熱解蒸氣)流及/或熱解殘餘物回收物(r-熱解殘餘物)流可單獨或彼此組合,及/或與r-熱解油組合而引入至ADU (未示出)中,且可進一步如本文所描述來分離。
ADU將至少一個蒸餾塔中之原料(例如原油)分離成多種烴流或餾分。如圖3中所示,此等餾分包括但不限於輕質(ADU)氣體、石腦油(其可在ADU中或在ADU之下游分離成輕石腦油及重石腦油)、餾出物(燃料/煤油/柴油)、製氣油(稱為常壓製氣油、ADU製氣油或AGO)及殘餘物(通常為ADU塔底產物)。在一個實施例或與本文提及之任何實施例組合中,由ADU產生之石腦油流可具有小於400℉ (204℃)或180℉至380℉ (82℃至193℃)之T50。當ADU處理至少一種原料回收物(諸如r-熱解油)時,由ADU形成之產物中之各者可包括回收物。因此,ADU可提供輕質ADU氣體回收物(r-輕質氣體)、石腦油回收物(r-石腦油) (包括輕石腦油回收物及重石腦油回收物)、餾出物回收物(r-餾出物) (包括燃料回收物、煤油回收物及柴油回收物)、常壓製氣油回收物(r-AGO)及常壓殘餘物回收物(r-常壓殘餘物)。各流之質量流率以及其與其他流的質量或體積比例取決於ADU之操作以及所處理之原料之特性。如先前所提及,其他烴流可由ADU產生,但為簡單起見在本文中未示出。
ADU包含至少一個在常壓或接近常壓下操作之蒸餾塔。此外,ADU可包括其他設備,諸如脫鹽器、測流汽提塔及回流槽/累積器,以及操作裝置所需之各種泵、熱交換器及其他輔助設備。
再參看圖3,自ADU (ADU氣體)抽取之塔頂氣流主要包含C6及較輕組分。在一個實施例或與本文提及之任何實施例組合中,自ADU抽取之此主要氣流可包括至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85、至少90或至少95重量%之C6及較輕組分。在一個實施例或與本文提及之任何實施例組合中,此料流亦可包括至少25、至少30或至少35重量%之C1及較輕組分,以及少量含硫化合物、含氯化合物及/或含氮化合物。如本文所使用,術語「C1及較輕」組分係指甲烷(C1)及在標準條件下具有比甲烷更低沸點之化合物。比C1更輕之組分之實例包括但不限於氫氣(H2)、一氧化碳(CO)及氮氣(N2)。
來自ADU之塔頂氣流可在飽和氣體設備(未示出)中處理,其中該塔頂氣流可經由一或多個蒸餾步驟分離成兩個或更多個流。舉例而言,在一個實施例或與本文提及之任何實施例組合中,塔頂氣流可經分離以移除去甲烷塔中之大部分C1及較輕組分,及/或可經處理以移除去丁烷塔中之大部分C5及較重組分。視精煉廠及飽和氣體設備之組態而定,其他塔(例如去乙烷塔、去丙烷塔等)亦可用於形成各種產物流(例如乙烷、丙烷等)。飽和氣體設備亦可包括一或多個用於移除含氮及/或含硫組分之處理步驟。
亦如圖3中所示,石腦油回收物(r-石腦油)及餾出物回收物(r-餾出物)之流可自ADU抽取且可傳送至一或多個下游地點進行額外處理、儲存及/或使用。儘管圖3描繪源自ADU之單獨輕石腦油(主要為C6及較輕組分)及重石腦油(主要為C6-C10)流,在一個實施例或與本文提及之任何實施例組合中,此等單獨流可作為單一r-石腦油蒸汽而離開ADU。接著r-石腦油流可進料至分離器(未示出)中,從而產生單獨輕石腦油及重石腦油流。此等料流中之一或多者亦可在進一步處理及/或使用之前進行進一步處理以移除諸如含硫之化合物、含氯之化合物及/或氮氣之組分,如下文更詳細地描述。
自ADU (ADU塔底產物)抽取之最重流為常壓殘油回收物(r-常壓殘油)流。在一些情況下,r-常壓殘油可直接傳送至流體化催化裂解器(FCC),而在其他情況下,r-常壓殘油可引入真空蒸餾裝置(VDU)中。在VDU中,各種烴餾分可在低於大氣壓力之壓力下操作的真空蒸餾塔中進行進一步分離。舉例而言,在一個實施例或與本文中提及之任何實施例組合中,真空蒸餾塔之塔頂壓力可小於100、小於75、小於50、小於40或小於10 mm Hg。 在低壓下蒸餾r-常壓殘油准許在無需裂化之情況下進一步回收較輕烴組分。VDU提供類似於ADU之產物流,且當VDU處理回收物進料時,提供回收物產物。此類產物之實例包括(但不限於)輕質真空製氣油回收物(r-LVGO)、重質真空製氣油回收物(r-HVGO)及真空殘油回收物(r-真空殘油)。
在一個實施例或與本文提及之任何實施例組合中,至少一部分來自ADU及/或VDU之較重烴餾分(例如比餾出物重)中之一或多者可傳送至製氣油裂解器。此類較重烴餾分之中值沸點(T50)可大於375、大於400、大於500、大於600、大於700、大於800或大於900℉。此等重質烴餾分中之一或多者可包含至少85、至少90、至少95、至少97或至少99重量%之C10、C15、C20或C25及較重組分。如圖3所示之此等料流之實例可包括但不限於r-AGO、r-常壓殘油、r-真空殘油、r-LVGO及r-HVGO。
如先前所提及,可將r-常壓殘油之至少一部分引入至FCC中,尤其當精煉廠不包括VDU時。如圖3中所示,當精煉廠具有VDU時,r-HVGO之至少一部分可引入至加氫裂解器(HDC)中。可將r-LVGO連同r-AGO之至少一部分一起饋入至FCC中。視精煉廠之特定組態而定,屬於本發明技術之範疇內的其他處理流程係可能的。
製氣油裂解器可為降低重質烴原料之分子量以得到一或多種輕質烴產物的任何處理裝置或區域。製氣油裂解器可採用熱及/或催化裂解且可包括其他設備,諸如壓縮機、蒸餾塔、熱交換器及提供裂解產物流所需之其他設備。圖3所繪示之製氣油裂解器之實例包括流體化催化裂解器(FCC)及氫化裂解器(HDC)。
在一個實施例或與本文提及之任何實施例組合中,引入至一或多個製氣油裂解器(例如加氫裂解器、煉焦器及/或FCC)之重質烴流中之至少一者及/或自一或多個製氣油裂解器移除之裂解烴流中之至少一者可用氫氣處理以移除一或多種組分中之全部或一部分,諸如含硫化合物(例如,硫化氫、硫醇等)、含氮化合物、金屬(例如釩、汞等)及/或含氯化合物,且/或以使該流中之烯烴化合物及/或芳族化合物的至少一部分飽和。如圖3中所示,舉例而言,r-AGO流之至少一部分及/或r-LVGO流之至少一部分可在引入至FCC中之前進行加氫處理。加氫處理步驟之具體位置可能會有所不同,且可視具體的精煉廠組態以及硫、氮、金屬及芳烴/烯烴之最終產物規格而定。
另外或可替代地,一或多個處理步驟可存在於精煉廠中以移除含氯化合物。r-熱解油(或r-熱解油與原油之組合)流中含氯化合物之總含量可為以重量計至少20、至少50、至少75、至少100 ppm及/或以重量計不超過500、不超過350、不超過200或不超過100 ppm。
替代地或另外,至少一部分裂解可在氫氣存在下(例如,在加氫裂解器中)進行,使得可在進行裂解反應的同時將諸如含氮、氯及硫(及視情況存在之金屬)之組分移除。當裂解及氫化同時發生時,亦可發生烯屬烴之飽和,從而使得加氫裂解器產物流中之烯烴的量不超過20、不超過15、不超過10或不超過5重量%。然而,芳烴可保留以使得自加氫裂解器抽取之流中之芳烴的量可為至少1、至少5、至少10、至少20、或至少25及/或不超過50、不超過40或不超過35重量%。若裂解在加氫裂解器內進行或待裂解之流在裂解之前已進行加氫處理,則視情況存在進一步的下游加氫處理。
在一個實施例或與本文中提及之任何實施例組合中,來自製氣油裂解器之一或多種裂解烴回收物(r-裂解烴)流可在另一製氣油裂解器中進一步裂解,以提供額外之裂解烴回收物(r-裂解烴)流。舉例而言,如圖3中所示,至少一部分來自VDU之r-LVGO及/或來自加氫裂解器之r-加氫裂解器餾出物(r-HDC)可引入至FCC中。另外或在替代例中,至少一部分來自煉焦器(未示出)之煉焦器製氣油回收物(r-CGO)流可引入至FCC中,以用於進一步裂解以形成r-輕質氣體及/或r-石腦油。視精煉廠之特定設備及組態而定,其他處理流程亦為可能的。
在一個實施例或與本文提及之任何實施例組合中,可將r-熱解油及/或廢塑膠之流直接引入精煉廠內之一或多個製氣油裂解器裝置中。製氣油裂解器可在以下溫度操作:至少350℉、至少400℉、至少450℉、至少500℉、至少550℉或至少600℉及/或不超過1200℉、不超過1150℃、不超過1100℉、不超過1050℉、不超過1000℉、不超過900℉或不超過800℉。製氣油裂解器可在大氣壓力或接近大氣壓力(例如在小於5 psig、小於2 psig或1 psig之壓力下)下操作或可在高壓(例如在至少5 psig、至少10 psig、至少25 psig、至少50 psig、至少100 psig、至少250 psig、至少500 psig或至少750 psig之壓力下)下操作。另外,製氣油裂解器中之裂解可在有或無催化劑之情況下進行,且裂解可在或可不在存在氫氣及/或蒸汽之情況下進行。製氣油裂解器之實例包括但不限於FCC、煉焦器及加氫裂解器。
舉例而言,r-熱解油及/或廢塑膠之流可直接進料至煉焦器、加氫裂解器及FCC中之至少一者(至少兩者或各者)中。此等流可與一或多種其他烴流共進料,該等烴流可包括或可不包括回收物。舉例而言,進料至FCC中之廢塑膠可與r-AGO、r-LVGO、r-CGO及/或r-HDC餾出物共進料。進料至製氣油裂解器中之製氣油及/或餾出物流中之一或多者亦可包括非回收物,尤其在無r-熱解油(或其他r-熱解流)進料至ADU之情況下。
當將廢塑膠供應至此等製氣油裂解器中之一者時,該廢塑膠可為液化混合塑膠廢料,其係藉由加熱廢塑膠以至少部分地熔融該廢塑膠及/或藉由將廢塑膠與至少一種溶劑(諸如製氣油、r-製氣油及/或r-熱解油)組合而形成。當與溶劑組合時,廢塑膠可溶解或其可呈漿料形式。在一個實施例或與本文中提及之任何實施例組合中,引入精煉廠中之廢塑膠可能尚未分離(例如其可為混合塑膠廢料),而在其他情況下,該廢塑膠可能已經歷至少一個分離步驟,從而使得該廢塑膠主要包含聚烯烴(PO)廢塑膠。在此情況下,以流之總重量計,廢塑膠可包括至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85、至少90、至少95或至少99重量%之PO廢塑膠。
在一個實施例或與本文所提及之任何實施例組合中,至少一部分來自FCC、加氫裂解器及/或煉焦器反應容器之流出物回收物(r-流出物)流可在與此等裂解器中之一或多者流體連通之至少一個氣體設備(未示出)中分離。
在一個實施例或與本文所提及之任何實施例組合中,脫離製氣油裂解器之流可包含回收物石腦油(r-石腦油)流。r-石腦油流包含至少20、至少25、至少30、至少35、至少40、至少45或至少50重量%及/或不超過85、不超過80、不超過75、不超過70、不超過65或不超過60重量%之苯回收物、甲苯回收物及二甲苯回收物(r-BTX)。在一個實施例或與本文提及之任何實施例組合中,r-石腦油亦可包括至少5、至少10、或至少15重量%及/或不超過45、不超過35、不超過30或不超過25重量%之C9至C12芳烴回收物及/或C6及較重環烴回收物(r-C6+環烴)。
在一個實施例或與本文提及之任何實施例組合中,r-石腦油中之r-BTX可包括至少25、至少30、至少35、至少40或至少45重量%及/或不超過75、不超過70、不超過65、不超過60、不超過55或不超過50重量%之苯,及/或至少15、至少20、至少25或至少30重量%及/或不超過65、不超過60、不超過55、不超過50、不超過45、不超過40或不超過35重量%之甲苯。另外或在替代例中,r-石腦油中之r-BTX可包括至少5、至少10、至少15或至少20重量%及/或不超過50、不超過45、不超過35、不超過30或不超過25重量%之混合二甲苯,包括鄰二甲苯(oX)、間二甲苯(mX)及對二甲苯(pX)。 r-BTX中之苯、甲苯及/或二甲苯之至少一部分可包含苯回收物、甲苯回收物及/或二甲苯回收物,而在其他情況下,苯、甲苯及/或二甲苯之至少一部分可包括非回收物。
再次參看圖3,包含來自ADU或來自裂解器設施中之一或多者(例如FCC、蒸汽裂解器或加氫裂解器)之重石腦油餾分的石腦油回收物(r-石腦油)或其任何組合可進料至催化重組器中,其中石腦油重組成包含重組油回收物(r-重組油)之重組油流。
在一個實施例或與本文所提及之任何實施例組合中,熱解油回收物(r-熱解油)流之至少一部分可以與r-石腦油類似之方式進料至重組器中,其中r-熱解油重組成重組油流。進料至重組器中之r-熱解油流可包含輕熱解油(C6-C10),例如自r-熱解油分離成至少輕熱解油(C6-10)及重熱解油(C10-C40)所產生的輕熱解油。如本文中所使用,術語「重組器」或「催化重組器」係指一種製程或設施,其中主要包含C6-C10烷烴之原料在存在催化劑之情況下轉化為包含分支鏈烴及/或環烴之重組油。例示性催化劑包括鉑及/或錸,儘管亦可使用其他催化劑。如圖3中所示,重組器可為精煉廠催化重組裝置。
在重組之前,r-熱解油流及/或r-石腦油流之至少一部分可經歷加氫處理及/或氮移除處理,如圖3中所示。存在於重組器原料中之含氮化合物可有效毒化重組器催化劑,從而需要更頻繁地更新及/或替換催化劑。因此,氮移除製程可自重組器原料移除有機氮化合物(亦即含氮化合物),藉此產生耗乏氮之產物流,該產物流可以單獨或與如本文所描述之一或多種其他石腦油及/或含r-石腦油之製程流的至少一部分組合之形式用作重組器原料。該製程可包括一或多個吸附及/或反應步驟,例如使用一或多種吸附劑黏土、沸石(例如,H型(酸性)沸石、含金屬(鈉、鉀等)之沸石)、分子篩、樹脂(例如酸性樹脂)、氧化鋁、二氧化矽、活性碳、經改質之氧化鋁(亦即經其他金屬改質)、經改質之二氧化矽(亦即經其他金屬改質)、矽-鋁酸鹽、二氧化矽-氧化鋁-磷酸酯氧化物(SAPO)及/或金屬有機骨架(MOF),此等可自重組器原料流捕獲、轉化及/或分離出氮化合物或氮原子。耗乏氮之產物流可包含小於5 ppm、小於2 ppm、小於1 ppm、小於0.5 ppm或小於0.1 ppm之氮(N)含量。儘管圖3描繪r-熱解油流在加氫處理及/或氮移除之前與一或多種其他流組合,但應理解r-熱解油流及一或多種其他流可替代地分別進行加氫處理及/或經歷氮移除。
重組器原料(或與原料組合之個別含r-石腦油之流)是否經歷加氫處理及/或單獨之氮氣移除,以及加氫處理製程位於何處通常取決於與輕質r-熱解油流組合或另外重組器原料中所包括之任何石腦油或r-石腦油流的來源及組成。舉例而言,當原料包含高烯烴含量及/或高硫含量(例如大於10 ppm、大於100 ppm、大於500 ppm或大於1,000 ppm硫)時,則在將原料引入重組器之前通常需要進行加氫處理。
在一或多個實施例或與本文所提及之任何實施例組合中,進行重組的原料(例如,石腦油、r-石腦油及/或輕質r-熱解油)之至少一部分包含小於500 ppm、小於450 ppm、小於350 ppm、小於250 ppm、小於100 ppm、小於75 ppm、小於50 ppm、小於25 ppm或小於10 ppm硫。在一或多個實施例中,進行重組的原料(例如石腦油、r-石腦油及/或輕質r-熱解油)至少一部分包含小於300 ppm、小於150 ppm、小於100 ppm、小於50 ppm、小於25 ppm、小於10 ppm或小於5 ppm氯。在一或多個實施例中,進行重組的原料(例如石腦油、r-石腦油及/或輕質r-熱解油)之至少一部分包含小於500 ppm、小於250 ppm、小於100 ppm、小於75 ppm、小於50 ppm、小於30 ppm或小於20 ppm水。 在一或多個實施例中,進行重組的原料(例如石腦油、r-石腦油及/或輕質r-熱解油)之至少一部分包含小於500 ppb、小於250 ppb、小於100 ppb、小於50 ppb、小於25 ppb、小於10 ppb、小於5 ppb或小於2 ppb砷。在一或多個實施例中,進行重組的原料(例如,石腦油、r-石腦油及/或輕質r-熱解油)之至少一部分包含小於1500 ppm、小於1000 ppm、小於500ppm、小於250 ppm、小於100 ppm、小於75 ppm、小於50 ppm、小於30 ppm或小於20 ppm氮。
如圖4所描繪,連同來自精煉廠製程(例如,ADU)之熱解油回收物(r-熱解油)及石腦油及/或r-石腦油,亦可將來自天然氣液體(NGL)加工廠之天然汽油中所包括之石腦油作為重組器原料引入。因此,在一個實施例或與本文提及之任何實施例組合中,構成重組器原料之至少一部分的石腦油流之至少一部分可包含以下中之一或多者:(i)來自常壓蒸餾裝置(ADU)之石腦油產物流;(ii)加氫裂解汽油流;(iii)流體化催化裂解器(FCC)汽油流;(iv)來自芳烴聯合裝置之萃餘物;及/或(v)來自天然氣液體(NGL)加工廠之天然汽油。個別石腦油、r-石腦油及/或輕r-熱解油流可視情況如本文所描述進行加氫處理及/或氮移除製程,及/或此等流中之一或多者可組合且作為單一製程流進行加氫處理及/或氮移除製程。無論如何,所得原料可隨後在重組器中催化重組,以產生重組油回收物(r-重組油)。r-重組油可隨後與任何其他含芳烴之原料流一起被引入至芳烴聯合裝置中且經處理,以產生如本文所描述之對二甲苯回收物(r-pX)。
在一或多個實施例或與本文提及之任何實施例組合中,來自ADU之r-石腦油及/或輕r-熱解油可連同一或多種其他石腦油及/或含有r-石腦油之流作為原料而進料至催化重組器,以產生包含重組油回收物(r-重組油)之重組油流。更詳細言之,原料在催化劑及氫氣存在下反應以形成包含C6至C10芳烴及類似碳數之其他不飽和化合物之重組油流。更特定言之,重組器裝置經由脫氫及/或化學重排使石腦油(或r-石腦油)原料中之通常飽和烷烴(例如直鏈、分支鏈及環烴)反應以形成高碳辛烷的不飽和烴,諸如苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯等。重組器裝置亦產生副產物氫氣流(或氫氣回收物,r-H2),其可用於精煉廠內或外部之其他加氫處理裝置中。
當重組器原料之至少一部分包含回收物(例如如圖3中所示之r-熱解油、r-石腦油及/或尚未論述之r-萃餘物流)時,重組油流可為重組油回收物(r-重組油)流。重組器之進料可包括至少一種不包括源自廢塑膠之回收物的進料流(例如石腦油)。因此,r-重組油亦可包括非回收物烴。應理解,視重組器中所處理之原料而定,本文所描述之重組油之組分中之一或多者可包括或可不包括源自廢塑膠之回收物。
在一個實施例或與本文中提及之任何實施例組合中,自重組器抽取之重組油(或r-重組油)主要包含C6至C10 (或C6至C9)芳烴,或其可包括至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85或至少90重量%之C6至C10 (或C6至C9)芳烴組分。其亦可包括小於45、小於35、小於25、小於15或小於10重量%之非芳族組分。
重組油(或r-重組油)亦可包括至少1、至少2、至少3、至少5或至少10及/或不超過30、不超過25、不超過20、不超過15、不超過10或不超過7重量%之苯,該苯可包括回收物苯(r-苯)及/或非回收物苯。 另外或在替代例中,重組油(或r-重組油)亦可包括至少5、至少10、至少15或至少20及/或不超過40、不超過35、不超過30、不超過25或不超過20重量%之甲苯,該甲苯可包括回收物甲苯(r-甲苯)及/或非回收物甲苯兩者。
重組油(或r-重組油)亦可包括至少5、至少10、至少15、至少20或至少25重量%及/或不超過75、不超過70、不超過65、不超過60、不超過55、不超過50、不超過45、不超過40、不超過35、不超過30、或不超過25重量%之單獨或組合的C8芳烴(或C8芳烴回收物、r-C8芳烴)、C9芳烴(或C9芳烴回收物、r-C9芳烴)及C10芳烴(或C10芳烴回收物、r-C10芳烴)中之一或多者。C8芳烴之實例包括但不限於混合二甲苯,諸如鄰二甲苯、對二甲苯及間二甲苯,以及乙苯及苯乙烯,而C9芳烴可包括例如異丙基苯、丙基苯、甲基乙苯之異構物及三甲基苯之異構物。C10芳烴之實例可包括(但不限於)丁基苯之異構物、二乙基苯之異構物及二甲基乙苯之異構物。此等組分中之一或多者(若存在於重組油流中)可包括回收物及/或可包括非回收物。r-重組油可包括例如至少5、至少10、或至少15及/或不超過50、不超過45、或不超過40重量%之混合二甲苯,包括回收物及非回收物二甲苯。
重組油(或r-重組油)流可包含極少(若存在) C5及較輕組分及/或C11及較重組分。 舉例而言,重組油(或r-重組油)可包括不超過15、不超過10、不超過5、不超過2或不超過1重量%之C5及較輕組分及/或C11及較重組分。重組油(或r-重組油)流中C6至C10 (或C9至C10)烴組分之總量以流之總重量計可為至少55、至少60、至少65、至少70、至少75、至少80、至少85或至少90重量%。
包含r-重組油之重組油流之至少一部分可隨後進料至芳烴聯合裝置。
除r-重組油以外,其他芳烴回收物來源(包括對二甲苯回收物(r-px))可在精煉廠中產生且引入至芳烴聯合裝置中。舉例而言,熱解油回收物(r-熱解油)及原油進料可在精煉廠內之至少一個蒸餾塔,且特定言之ADU及/或VDU之一或多個蒸餾塔內經處理。在此等蒸餾裝置內,回收物AGO、LVGO及/或HVGO可連同回收物重石腦油餾分及其他較輕烴餾分一起產生。在一或多個實施例中,回收物重質烴流可單獨進料或組合進料至裂解設施,諸如蒸汽裂解設施中,其中重質烴流之平均分子量降低。裂解設施通常包括用於熱裂解含烴進料之裂解器爐、用於冷卻經裂解流出物之淬滅區、用於增加經冷卻裂解流之壓力的加壓區及用於自經壓縮流出物分離出一或多種回收物烴產物(r-烴產物)流的分離區。r-產物流之實例可包括但不限於乙烯回收物(r-乙烯)、乙烷回收物(r-乙烷)、丙烯回收物(r-丙烯)、丙烷回收物(r-丙烷)、丁烯回收物(r-丁烯)、丁烷回收物(r-丁烷)及C5及更重回收物(r-C5+)。如所示,裂解設施可產生熱解汽油回收物流。隨後可將熱解汽油流之至少一部分進料至芳烴聯合裝置中。
在一個實施例或與本文所提及之任何實施例組合中,r-熱解汽油流包含至少20、至少25、至少30、至少35、至少40、至少45或至少50重量%及/或不超過85、不超過80、不超過75、不超過70、不超過65或不超過60重量%之苯回收物、甲苯回收物及二甲苯回收物(r-BTX)。在一個實施例或與本文提及之任何實施例組合中,r-熱解汽油亦可包括至少5、至少10或至少15重量%及/或不超過45、不超過35、不超過30或不超過25重量%之C9至C12芳烴回收物及/或C6及較重環烴回收物(r-C6+環烴)。
在一個實施例或與本文所提及之任何實施例組合中,r-熱解汽油中之r-BTX可包括至少25、至少30、至少35、至少40或至少45重量%及/或不超過75、不超過70、不超過65、不超過60、不超過55或不超過50重量%之苯,及/或至少15、至少20、至少25、或至少30重量%及/或不超過65、不超過60、不超過55、不超過50、不超過45、不超過40或不超過35重量%之甲苯。另外或在替代例中,r-熱解汽油中之r-BTX可包括至少5、至少10、至少15、或至少20重量%及/或不超過50、不超過45、不超過35、不超過30、或不超過25重量%之混合二甲苯,包括鄰二甲苯(oX)、間二甲苯(mX)及對二甲苯(pX)。r-BTX中之苯、甲苯及/或二甲苯之至少一部分可包含苯回收物、甲苯回收物及/或二甲苯回收物,而在其他情況下,苯、甲苯及/或二甲苯之至少一部分可包括非回收物。
再次轉至圖1,由重組器產生之r-重組油之至少一部分可連同任何其他石腦油及/或含石腦油之流,諸如r-熱解汽油一起引入至芳烴聯合裝置中,其中含芳烴之流可經處理以提供對二甲苯回收物(r-對二甲苯)流。包含對二甲苯回收物(r-pX)之r-對二甲苯流亦可包括非回收物組分,該等非回收物組分包括非回收物對二甲苯(pX)。以流中之r-pX及pX之總量計,r-對二甲苯流可包括至少55%、至少60%、至少65%、至少70%、至少75%、至少80%、至少85%、至少90%、至少95%、至少97%或至少99%之r-pX。r-對二甲苯流(包括pX及r-pX)中之對二甲苯之總量可為至少85、至少90、至少92、至少95、至少97、至少99或至少99.5重量%。在一些情況下,r-對二甲苯流中之全部對二甲苯可為r-pX。
如圖1、圖3及圖5中所描繪,且在下文中進一步詳細描述,芳烴聯合裝置可自分離區且特定言之萃取裝置產生r-萃餘物流。r-萃餘物流可耗乏芳烴且主要包含C5至C12組分,且可包括不超過20、不超過15、不超過10或不超過5重量%之C6至C9芳烴(例如苯、甲苯及二甲苯)。r-萃餘物流可與由ADU產生之重r-石腦油流之至少一部分、輕熱解油及/或其他重組器原料流組合。舉例而言,r-萃餘物流可與重質r-石腦油流及/或輕熱解油流組合,且組合流在進料至重組器之前視情況經加氫處理及/或進行氮移除。
現參看圖5,提供如圖1中所展示之芳烴聯合裝置之主步驟/區域的示意圖。在一個實施例或與本文所提及之任何實施例組合中,含芳烴之進料(r-芳烴進料)亦可引入至初始分離步驟中。此進料可包含一或多種含芳烴之流。舉例而言,如本文所描述,r-芳烴進料可包含由重組器產生之r-重組油蒸汽及/或來自蒸汽裂解設施之r-熱解汽油。其他含芳烴之進料流可包括回收物及/或非回收物,且可視情況來源於一或多個其他設施。
在一個實施例或與本文所提及之任何實施例組合中,初始分離區可移除引入至分離區中之芳烴之總量的至少50、至少60、至少75、至少80或至少90重量%,從而得到主要為苯、甲苯及二甲苯(BTX)之富含芳烴流及耗乏芳烴之萃餘物流。BTX流可包含至少55、至少65、至少75、至少85或至少90重量%之C6至C9芳烴,而萃餘物流可包含小於50、小於40、小於30、小於20或小於10重量%之C6至C9芳烴。當初始分離區之進料流中之一或多者包含回收物時,BTX流可為BTX回收物(r-BTX)流,且萃餘物流可為萃餘物回收物(r-萃餘物)流。
除BTX以外,r-BTX流可包括其他芳族及非芳族組分。舉例而言,r-BTX (或BTX)流可包括至少1、至少2、至少5、或至少10重量%及/或不超過25、不超過20、不超過15或不超過10重量%之C9及較重(或C10及較重)組分。此類組分可包括C9及較重(或C10及較重)芳族組分以及非芳族C9及較重(或C10及較重)組分。
圖5中所示之用於自進入流移除BTX的初始分離步驟可使用任何適合類型之分離進行,包括萃取、蒸餾及萃取蒸餾。當分離步驟包括萃取或萃取蒸餾時,其可利用至少一種選自由以下組成之群的溶劑:環丁碸(sulfolane)、糠醛(furfural)、四乙二醇、二甲亞碸、N,N-二甲基甲醯胺及N-甲基-2-吡咯啶酮。在分離時,可自分離步驟/區域抽取耗乏芳烴之萃餘物回收物(r-萃餘物)流。r-萃餘物流主要包含C5至C12組分,且可包括不超過20、不超過15、不超過10或不超過5重量%之C6至C9芳烴(例如苯、甲苯及二甲苯)。
此外,如圖5中所展示,亦可自初始分離步驟抽取回收物苯、甲苯及二甲苯(r-BTX)經濃縮之流。此r-BTX流主要包含BTX且可包括至少60、至少70、至少80、至少85、至少90或至少95重量%之BTX,包括回收物BTX (r-BTX)及非回收物BTX兩者(若適用)。此料流亦可包括至少5、至少10、至少15及/或不超過30、不超過25、不超過20及/或不超過10重量%之較輕及/或較重組分,諸如苯乙烯。可將r-BTX流引入至下游BTX回收區中,其利用一或多個分離步驟以提供苯回收物(r-苯)、混合二甲苯回收物(r-混合二甲苯)及甲苯回收物(r-甲苯)經濃縮之流。此分離可根據任何適合之方法,包括例如用一或多個蒸餾塔或其他分離設備或步驟來進行。
如先前所論述,此r-BTX流可包括除苯、甲苯及混合二甲苯以外的其他C8芳族化合物(諸如乙苯),以及C9及較重(或C10及較重)組分。r-BTX流中除BTX以外的組分可以至少1、至少2、至少5、或至少10重量%及/或不超過25、不超過20、不超過15或不超過10重量%之量存在。
如圖5中所展示,BTX回收步驟中形成之r-苯可作為產物流自芳烴聯合裝置移除,同時可將r-混合二甲苯引入第二分離步驟中以用於自該流中之其他組分分離出鄰二甲苯回收物(r-oX)、間二甲苯回收物(r-mX)及/或對二甲苯回收物(r-pX)。除包含至少25、至少30、至少35、至少40或至少45重量%及/或不超過70、不超過65、不超過60或不超過55重量%之混合二甲苯以外,此r-混合二甲苯流亦可包括其他C8芳族化合物(諸如乙苯)以及C9及較重(或C10及較重)芳族及非芳族組分。此類組分(其可包括回收物或非回收物組分)可以至少1、至少2、至少5或至少10重量%及/或不超過35、不超過30、不超過25、不超過20、不超過15、不超過10或不超過5重量%之量存在於r-BTX流中。
此第二分離步驟可利用蒸餾、萃取、結晶及吸附中之一或多者以提供芳烴回收物流。舉例而言,如圖5中所示,分離步驟可提供以下各者中之至少一者:對二甲苯回收物(r-對二甲苯)流、間二甲苯回收物(r-間二甲苯)流及鄰二甲苯回收物(r-鄰二甲苯)流。此等流中之各者可包括回收物及非回收物兩者且可單獨包括至少75、至少80、至少85、至少90、至少95或至少97重量%之對二甲苯(r-pX及pX)、間二甲苯(r-mX及mX)或鄰二甲苯(r-oX及oX)。
另外,oX (或r-oX)及/或mX (或r-mX)之至少一部分可經受異構化以提供額外pX (或r-pX)。在異構化之後,可進行額外之分離步驟以提供oX (或r-oX)、mX (或r-mX)及pX (或r-pX)之個別流。
如圖5中所示,回收物C9及較重組分(r-C9+組分)之流亦可自第二分離步驟抽取且全部或一部分可連同自BTX回收步驟/區域抽取之r-甲苯流一起引入轉烷化/歧化步驟中。在轉烷化/歧化步驟/區域中,甲苯(或r-甲苯)之至少一部分可在存在可再生固定床二氧化矽-氧化鋁催化劑之情況下反應,以提供混合二甲苯(或r-混合二甲苯)及苯(或r-苯)。替代地或另外,r-甲苯之至少一部分可與甲醇(及視情況,r-甲醇)反應以提供對二甲苯回收物(r-對二甲苯),該對二甲苯回收物可如本文所描述進一步經處理。在一些情況下,此反應可在芳烴聯合裝置內在酸性催化劑上進行,較佳地在諸如ZSM-5之形狀選擇性分子篩催化劑上進行,且所得r-對二甲苯可與芳烴聯合裝置中回收之其他對二甲苯(或r-對二甲苯)組合,如圖5中所示。如圖5中所示,苯(或r-苯)可作為產物回收,而r-混合二甲苯可引入至第二分離步驟/區域中以供進一步分離成r-對二甲苯流、r-鄰二甲苯流及r-間二甲苯流。
轉回至圖1,自芳烴聯合裝置抽取之r-對二甲苯流的至少一部分可傳送至TPA生產設施中。在TPA生產設施中,r-對二甲苯流中之pX (及/或r-pX)之至少一部分可在存在溶劑(例如乙酸)及催化劑之情況下氧化以形成回收物粗對苯二甲酸(r-CTA)。
此後,視生產設施內使用之特定TPA生產製程而定,r-CTA可在第二步驟或氧化後步驟中再次氧化,或其可在處理步驟中氫化以形成純化對苯二甲酸回收物(r-PTA)。溶劑之全部或一部分可自r-CTA移除且調換成新溶劑,該新溶劑可與原始溶劑相同或不同。所得r-PTA漿料可藉由例如乾燥、結晶及過濾進行處理以提供最終r-TPA產物。
在一個實施例或與本文中提及之任何實施例組合中,如圖1所示,r-TPA產物之至少一部分可引入至PET生產設施中且與至少一種二醇(諸如乙二醇)反應以形成聚對苯二甲酸乙二酯回收物(r-PET)。在一個實施例或與本文提及之任何實施例組合中,r-TPA及乙二醇(或乙二醇回收物r-EG及/或可持續或生物基乙二醇s-EG)可在一或多種共聚單體(諸如間苯二甲酸或新戊二醇或環己烷二甲醇)存在下聚合,以形成PET共聚物回收物(r-co-PET)。
定義
應理解,以下不意欲排除限定術語清單。其他定義可提供於前述描述中,諸如當隨附限定術語在上下文中之使用時。
如本文中所使用,術語「輕質氣體」係指包含至少50重量%之C4及較輕烴組分的含烴流。輕質烴氣可包括其他組分,諸如氮氣、二氧化碳、一氧化碳及氫氣,但此等組分通常以料流之總重量計小於20、小於15、小於10或小於5重量%之量存在。
如本文中所使用,術語「中值沸點」或「T50」係指製程流之中值沸點(亦即,50重量%之流組合物在高於該溫度值沸騰,且50重量%之流組合物在低於該溫度值沸騰的溫度值)。
如本文中所使用,術語「沸點範圍」或「分餾點」係指特定石油餾分沸騰之溫度範圍。沸點範圍中之較低值為該指定餾分之初沸點(IBP)溫度,且較高值為該指定餾分之終點(EP)溫度。
如本文中所使用,術語「石腦油」係指在精煉設施之至少一個蒸餾塔中分離的烴組分之物理混合物,其沸點範圍在90℉至380℉之間。
如本文所使用,術語「輕石腦油」係指精煉廠中沸點範圍在90℉與190℉之間的特定部分之石腦油餾分。
如本文所使用,術語「重石腦油」係指精煉廠中沸點範圍在190℉與380℉之間的特定部分之石腦油餾分。
如本文中所使用,術語「餾出物」及「煤油」係指在精煉設施之至少一個蒸餾塔中分離出的烴組分之物理混合物,其具有大於380℉至520℉之沸點範圍。
如本文中所使用,術語「加氫裂解器餾出物」係指自加氫裂解器裝置移除之餾出物餾分。
如本文中所使用,術語「製氣油」係指在精煉設施之至少一個蒸餾塔中分離出的烴組分之物理混合物,其具有大於520℉至1050℉之沸點範圍。
如本文中所使用,術語「常壓製氣油」係指由常壓蒸餾裝置產生之製氣油。
如本文中所使用,術語「輕質製氣油」或「LGO」係指精煉廠中沸點範圍為大於520℉至610℉的特定部分之製氣油餾分。
如本文中所使用,「輕質真空製氣油」或「LVGO」係指由真空蒸餾裝置產生之輕質製氣油。
如本文中所使用,「輕質煉焦器製氣油」或「LCGO」係指由煉焦器裝置產生之輕質製氣油。
如本文中所使用,術語「重質製氣油」或「HGO」係指精煉廠中沸點範圍在大於610°F與800°F之間的特定部分之製氣油餾分。
如本文中所使用,「重質真空製氣油」或「HVGO」係指由真空蒸餾裝置產生之重質製氣油。
如本文中所使用,「重質煉焦器製氣油」或「HCGO」係指由煉焦器裝置產生之重質製氣油。
如本文中所使用,術語「真空製氣油」或「VGO」係指精煉廠中沸點範圍在大於800℉與1050℉之間的特定部分之製氣油餾分。真空製氣油係在低於常壓之壓力下使用真空蒸餾塔自初始原油中分離。
如本文所用使用,術語「殘餘物」或「殘油」係指來自精煉廠中之蒸餾塔中的最重餾分且其沸點範圍大於1050℉。
如本文中所使用,術語「真空殘油」係指來自真空蒸餾塔之殘油產物。
如本文中所使用,術語「常壓殘油」係指來自常壓蒸餾塔之殘油產物。
如本文所使用,術語「氣體設備」係指精煉廠中用於處理主要包含C6及較輕組分之烴進料流以提供C1至C6烷烴及/或烯烴之一或多個經純化流的設備,包括一或多個蒸餾塔以及輔助設備以及泵、壓縮機、閥門等。
如本文所使用,術語「飽和氣體設備」係指精煉廠中用於處理主要包含飽和烴(烷烴)之烴進料流的氣體設備。飽和氣體設備之進料流包括按設備之總進料計小於5重量%之烯烴。精煉廠中飽和氣體設備之進料可直接或間接來自粗蒸餾裝置或真空蒸餾裝置且可能極少進行或不進行裂解。
如本文中所使用,術語「不飽和氣體設備」係指精煉廠中用於處理包含飽和烴(烷烴)及不飽和烴(烯烴)之烴進料流的氣體設備。不飽和氣體設備之進料流包括按設備之總進料計至少5重量%之烯烴。精煉廠中不飽和氣體設備之進料可直接或間接地來自粗制裝置或真空蒸餾裝置且可在進入氣體設備之前進行一或多個裂解步驟。
如本文中所使用,術語「製氣油裂解器」係指用於處理主要包含製氣油及較重組分之進料流的裂解裝置。儘管製氣油裂解器可處理較輕組分,諸如餾出物及石腦油,但製氣油裂解器之至少50重量%之總進料包括製氣油及較重組分。製氣油裂解器可在以下溫度操作:至少350℉、至少400℉、至少450℉、至少500℉、至少550℉或至少600℉及/或不超過1200℉、不超過1150℃、不超過1100℉、不超過1050℉、不超過1000℉、不超過900℉或不超過800℉。製氣油裂解器可在大氣壓力或接近大氣壓力(例如在小於5 psig、小於2 psig或1 psig之壓力下)下操作或可在高壓(例如在至少5 psig、至少10 psig、至少25 psig、至少50 psig、至少100 psig、至少250 psig、至少500 psig或至少750 psig之壓力下)下操作。另外,製氣油裂解器中之裂解可在有或無催化劑之情況下進行,且裂解可在或可不在存在氫氣及/或蒸汽之情況下進行。
如本文所使用,術語「流體化催化裂解器」或「FCC」係指一組用於經由流體化催化劑床中之催化裂解來降低重烴流之分子量的設備,其包括反應器、再生器、主分餾器以及輔助設備,諸如管道、閥門、壓縮機及泵。
如本文中所使用,術語「重組器」或「催化重組器」係指一種製程或設施,其中主要包含C6-C10烷烴之原料在存在催化劑之情況下轉化為包含分支鏈烴及/或環烴之重組油。
如本文中所使用,術語「重組油」係指由催化重組器製程產生之液體產物流。
如本文中所使用,術語「加氫處理」係指用氫或在存在氫之情況下對烴流進行之化學處理。加氫處理通常為催化製程且包括加氫裂解及加氫處理。
如本文中所使用,術語「加氫裂解」係指其中烴分子發生裂解(亦即,分子量降低)之加氫處理類型。
如本文中所使用,術語「加氫處理」係指烴分子不發生裂解而是藉由氫解移除氧、硫及其他雜原子或藉由氫化使不飽和鍵飽和的一類加氫處理。其可在或可不在存在催化劑之情況下進行。
如本文中所使用,術語「蒸餾」係指藉由沸點差異對組分之混合物進行分離。
如本文所使用,術語「常壓蒸餾」係指在大氣壓或接近大氣壓之壓力下進行的蒸餾,該蒸餾通常將原油及/或其他流分離成指定餾分以供進一步處理。
如本文中所使用,術語「真空蒸餾」係指在低於常壓之壓力下且通常在塔頂部處小於100 mm Hg之壓力下進行的蒸餾。
如本文中所使用,術語「煉焦」係指對重烴(通常為常壓或真空塔底部物)進行熱裂解以回收輕質、更具價值之產物,諸如石腦油、餾出物、製氣油及輕質氣體。
如本文中所使用,術語「芳烴聯合裝置」係指其中混合烴原料(諸如重組油)轉化為一或多種苯、甲苯及/或二甲苯(BTX)產物流(諸如對二甲苯產物流)的製程或設施。芳烴聯合裝置可包含一或多個處理步驟,其中重組油之一或多種組分經歷分離步驟、烷基化步驟、轉烷化步驟、甲苯歧化步驟及/或異構化步驟中之至少一者。分離步驟可包含萃取步驟、蒸餾步驟、結晶步驟及/或吸附步驟中之一或多者。
如本文所使用,術語「萃餘物」係指在芳烴聯合裝置中自初始分離步驟移除之芳烴耗乏流。儘管最常用於指自萃取步驟抽取之流,但如關於芳烴聯合裝置所使用之術語「萃餘物」亦可指自另一類型之分離(包括(但不限於)蒸餾或萃取蒸餾)抽取之流。
如本文中所使用,術語「熱解油(pyrolysis oil)」或「熱解油(pyoil)」係指自熱解獲得的在25℃及1個絕對大氣壓下為液體的組合物。
如本文中所使用,術語「熱解氣(pyrolysis gas)」及「熱解氣(pygas)」係指自熱解獲得的在25℃及1個絕對大氣壓下為氣體的組合物。
如本文中所使用,術語「熱解」係指在惰性(亦即,實質上不含氧氣)氛圍中在高溫下一或多種有機材料之熱分解。
如本文中所使用,術語「熱解蒸氣」係指自熱解設施中之分離器抽取的塔頂或氣相流,該熱分離器係用於自r-熱解流出物中移除r-熱解殘餘物。
如本文中所使用,術語「熱解流出物」係指自熱解設施中之熱解反應器抽取的出口流。
如本文所使用,術語「r-熱解殘餘物」係指由廢塑膠熱解獲得的主要包含熱解炭及熱解重蠟之組合物。
如本文中所使用,術語「熱解炭」係指自熱解獲得的在200℃及1個絕對大氣壓下為固體的含碳組合物。
如本文中所使用,術語「熱解重蠟」係指自熱解獲得的不為熱解炭、熱解氣或熱解油的C20+烴。
如本文所使用,術語「熱解汽油」係指自蒸汽裂解設施之淬滅區段移除的主要為C5及較重組分的烴流。通常,熱解汽油包括至少10重量%之C6至C9芳烴。
如本文中所使用,術語「較輕」係指沸點比另一烴組分或餾分低的烴組分或餾分。
如本文中所使用,術語「較重」係指沸點比另一烴組分或餾分高的烴組分或餾分。
如本文所使用,術語「上游」係指在給定製程流程中位於另一項目或設施之前的設施項目,且可能包括中間項目及/或設施。
如本文中所使用,術語「下游」係指在給定製程流程中位於另一項目或設施之後的項目或設施,且可能包括中間項目及/或設施。
如本文中所使用,術語「烷烴」係指不包括碳-碳雙鍵之飽和烴。
如本文中所使用,術語「烯烴」係指包括至少一個碳-碳雙鍵之至少部分不飽和烴。
如本文中所使用,術語「Cx」或「Cx烴」或「Cx組分」係指每分子包括「x」個總碳之烴化合物,且該烴化合物涵蓋所有具有該碳原子數目之烯烴、烷烴、芳烴、雜環及異構物。舉例而言,正丁烷、異丁烷及三級丁烷以及丁烯及丁二烯分子中之各者均屬於「C4」或「C4組分」之一般描述。
如本文中所使用,術語「r-對二甲苯」或「r-pX」係指或包含直接及/或間接源自廢塑膠之對二甲苯產物。
如本文中所使用,術語「裂解」係指藉由碳-碳鍵斷裂而使複雜的有機分子分解成更簡單的分子。
如本文中所使用,術語「蒸汽裂解」係指在存在蒸汽之情況下通常在蒸汽裂解設施中進行之烴的熱裂解。
如本文所使用,術語「共置」係指至少兩個物體位於共同物理地點上及/或在彼此相距五英里內之特徵(以兩個指定點之間的直線距離來量測)。
如本文中所使用,術語「商業規模設施」係指平均年進料速率為至少500磅/小時(一年內之平均值)的設施。
如本文中所使用,術語「粗產物」及「原油」係指存在於液相中且源自天然地下油層之烴混合物。
如本文所使用,術語「回收物」及「r-內含物」係指為或包含直接及/或間接源自廢塑膠之組合物。
如本文中所使用,術語「主要」意謂超過50重量%。舉例而言,主要為丙烷的流、組合物、原料或產物為含有超過50重量%丙烷之流、組合物、原料或產物。
如本文中所使用,術語「廢料」係指用過的、廢棄的及/或丟棄的材料。
如本文所使用,術語「廢塑膠」及「塑膠廢料」係指使用過的、廢棄的及/或丟棄的塑膠材料,包括工業後或消費前的廢塑膠及消費後的廢塑膠。
如本文所使用,術語「混合塑膠廢料」及「MPW」係指至少兩種類型之廢塑膠之混合物,包括(但不限於)以下塑膠類型:聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、一或多種聚烯烴(PO)及聚氯乙烯(PVC)。
如本文中所使用,術語「流體連通」係指兩個或更多個處理、儲存或運輸設施或區域之間的直接或間接流體連接。
如本文所使用,術語「一(a/an)」及「該(the)」意指一或多個。
如本文所使用,當用於兩個或更多個項目之清單中時,術語「及/或(and/or)」意謂可採用所列項目中之任一者本身,或可採用所列項目中之兩者或更多者之任何組合。舉例而言,若將組合物描述為含有組分A、B及/或C,則組合物可含有單獨的A、單獨的B、單獨的C;A及B之組合;A及C之組合;B及C之組合;或A、B及C之組合。
如本文所使用,片語「至少一部分」包括至少一部分且至多(且包括)整個量或時段。
如本文所使用,術語「化學回收」係指一種廢塑膠回收方製程,其包括將廢塑膠聚合物化學轉化成較低分子量聚合物、寡聚物、單體及/或非聚合分子(例如氫、一氧化碳、甲烷、乙烷、丙烷、乙烯及丙烯)之步驟,該等分子本身係有用的及/或適用作另一或多個化學生產過程之原料。
如本文所使用,術語「包含(comprising)」、「包含(comprises)」及「包含(comprise)」為開放式轉換術語,其用於將在該術語之前敍述之主題轉換成在該術語之後敍述的一或多個元素,其中在轉換術語之後列出的一或多個元素不一定為構成主題的唯一元素。
如本文所使用,術語「包括(including)」、「包括(include)」及「包括(included)」具有與上文所提供之「包含(comprising)」、「包含(comprises)」及「包含(comprise)」相同的開放式意義。
如本文中所使用,術語「主要(predominantly)」意謂超過50重量%。舉例而言,主要為丙烷的流、組合物、原料或產物為含有超過50重量%丙烷之流、組合物、原料或產物。
如本文中所使用,術語「化學路徑」係指輸入材料與產物之間的一或多個化學處理步驟(例如化學反應、物理分離等),其中輸入材料係用於製造產物。
如本文中所使用,術語「質量平衡(mass balance)」係指一種基於產物中之回收物的質量來追蹤回收物的方法。
如本文所使用,術語「物理回收物」及「直接回收物」均指物理上存在於產物中且物理上可追蹤回至廢料的物質。
如本文所使用,術語「回收物」係指為或包含直接及/或間接源自回收廢料之組合物。回收物一般用於指代物理回收物及基於信用之回收物。回收物亦用作形容詞來描述具有物理回收物及/或基於信用之回收物的產物。
如本文所使用,術語「回收物信用」係指自大量廢塑膠中獲得的物理回收物之非實體量度,該回收物信用可以直接或間接(亦即,經由數位庫存)歸因於產物。
如本文中所使用,術語「加氫處理裝置」係指一組設備,其包括反應容器、乾燥器及主分餾器,以及輔助設備,諸如管道、閥門、壓縮機及泵,該設備係用於在存在氫氣之情況下對烴流進行化學處理。加氫處理裝置之特定實例包括經組態以進行加氫裂解製程的加氫裂解器(或加氫裂解裝置)及經組態以進行加氫處理製程的加氫處理器(或加氫處理裝置)。
如本文中所使用,術語「煉焦器」或「煉焦裝置」係指一組設備,其包括反應容器、乾燥器及主分餾器,以及輔助設備,諸如管道、閥門、壓縮機及泵,該設備係用於經由熱裂解或煉焦來降低重烴流之分子量。
如本文中所使用,術語「蒸汽裂解設施」或「蒸汽裂解器」係指在存在蒸汽之情況下對烴進料流進行熱裂解以形成一或多種裂解烴產物的處理步驟所需的所有設備。實例包括(但不限於)諸如乙烯及丙烯之烯烴。設施可包括例如蒸汽裂解爐、冷卻設備、壓縮設備、分離設備以及進行處理步驟所需之管道、閥門、槽、泵等。
如本文中所使用,術語「精煉廠」、「精煉設施」及「石油精煉廠」係指進行用於將石油原油分離且轉化為多烴餾分之處理步驟所需的所有設備,該等烴餾分中之一或多者可用作燃料來源、潤滑油、瀝青、焦碳及用作其他化學產物之中間物。設施可包括例如分離設備、熱裂解或催化裂解設備、化學反應器及產物摻合設備,以及進行處理步驟所需之管道、閥門、槽、泵等。
如本文所使用,術語「熱解設施」係指進行用於對含烴之進料流(此可包括或為廢塑膠)進行熱解的處理步驟所需的所有設備。設施可包括例如反應器、冷卻設備及分離設備,以及進行處理步驟所需之管道、閥門、槽、泵等。
依本文所使用,術語「對苯二甲酸生產設施」或「TPA生產設施」係指進行自對二甲苯形成對苯二甲酸之處理步驟所需的所有設備。設施可包括例如反應器、分離器、冷卻設備、諸如過濾器或結晶器之分離設備,以及進行處理步驟所需之管道、閥門、槽、泵等。
如本文中所使用,術語「聚對苯二甲酸乙二酯生產設施」或「PET生產設施」係指進行由對苯二甲酸酯、乙二醇及視情況存在之一或多種額外單體形成聚對苯二甲酸乙二酯(PET)的處理步驟所需的所有設備。設施可包括例如聚合反應器、冷卻設備及用於回收固化及/或粒化PET之設備,以及進行處理步驟所需之管道、閥門、槽、泵等。
申請專利範圍不限於所揭示之實施例
上文所描述之本發明之較佳形式僅用作說明且不應在限制性意義上用於解釋本發明之範疇。在不背離本發明之精神的情況下,熟習此項技術者可容易地對上文所闡述之例示性實施例進行修改。
在此,本發明人聲明其旨在以等同原則測定及評估本發明之合理公平範疇,因為其涉及任何不實質上背離本發明但在如以下申請專利範圍中所闡述之本發明之文字範疇外的設備。
圖1為繪示根據本發明之各種實施例用於提供有機化合物回收物(包括r-對二甲苯、r-對苯二甲酸及r-聚對苯二甲酸乙二酯)之系統中之主要製程/設施的示意性方塊流程圖;
圖2為繪示適用於圖1中所繪示之系統的熱解設施中之主要步驟/區域的示意性方塊流程圖;
圖3為繪示適用於圖1中所繪示之系統之精煉廠中的主要步驟/區域的示意性方塊流程圖;
圖4為繪示適用於圖1中所繪示之系統之精煉廠中的主要步驟/區域的示意性方塊流程圖,包括與NGL處理設施整合;
圖5為繪示適用於圖1中所繪示之系統中之芳烴聯合裝置中的主要步驟/區域的示意性方塊流程圖;
圖6A為繪示用於製備芳烴回收物(r-芳烴)及對二甲苯回收物(r-對二甲苯)及視情況由r-對二甲苯製備有機化合物回收物之製程的主要步驟的方塊流程圖,其中該r-芳烴(及r-對二甲苯及r-有機化合物)具有來自一或多種源材料之物理含量;及
圖6B為繪示用於製備芳烴回收物(r-芳烴)及對二甲苯回收物(r-對二甲苯)及視情況由r-對二甲苯製備有機化合物回收物的製程之主要步驟的方塊流程圖,其中該r-芳烴(及r-對二甲苯及r-有機化合物)具有來自一或多種源材料的基於信用之回收物。
Claims (20)
- 一種用於產生對二甲苯回收物(r-pX)之方法,該方法包含在重組器中重組具有低於400℉之T50的石腦油流及輕熱解油回收物(r-熱解油)流以產生包含r-pX之重組油。
- 如請求項1之方法,其中該石腦油流之至少一部分包含以下中之一或多者: (i)來自常壓蒸餾裝置(ADU)之石腦油產物流; (ii)加氫裂解汽油流; (iii)流體化催化裂解器(FCC)汽油流; (iv)來自芳烴聯合裝置之萃餘物;及/或 (v)來自天然氣液體(NGL)加工廠之天然汽油。
- 一種用於產生對二甲苯回收物(r-pX)之方法,該方法包含: (a) 在至少一個蒸餾塔中蒸餾原油以產生至少一種具有低於400℉之T50的石腦油流;及 (b) 在重組器中重組該石腦油流之至少一部分及具有低於400℉之T50的輕熱解油回收物(r-熱解油)流以產生包含r-pX之重組油, 其中該石腦油流及/或該輕r-熱解油流視情況在該重組(b)之前進行加氫處理。
- 一種用於產生有機化合物回收物(r-有機化合物)之方法,該方法包含: (a) 將重組油回收物(r-重組油)流引入芳烴聯合裝置中,其中該r-重組油流係藉由以下步驟獲得:在至少一個蒸餾塔中蒸餾原油以產生至少一種具有低於400℉之T50的石腦油流,及在重組器中重組該石腦油流之至少一部分及具有低於400℉之T50的輕熱解油回收物(r-熱解油)流以產生該r-重組油流,其中該石腦油流及/或該輕r-熱解油流視情況在該重組之前進行加氫處理;及 (b) 在該芳烴聯合裝置中處理該r-重組油流以提供包含至少85重量%對二甲苯之r-pX流。
- 一種用於產生有機化合物回收物(r-有機化合物)之方法,該方法包含: (a) 將對二甲苯回收物(r-pX)流引入對苯二甲酸(TPA)生產設施中,其中該r-pX之至少一部分係藉由以下步驟獲得:在至少一個蒸餾塔中蒸餾原油以產生至少一種具有低於400℉之T50的石腦油流,及在重組器中重組該石腦油流之至少一部分及具有低於400℉之T50的輕熱解油回收物(r-熱解油)流以產生r-重組油流,其中該石腦油流及/或該輕r-熱解油流視情況在該重組之前進行加氫處理,以及在芳烴聯合裝置中處理該r-重組油流之至少一部分以產生該r-pX;及 (b) 在該TPA生產設施中處理該r-pX之至少一部分以提供純對苯二甲酸回收物(r-PTA)。
- 如請求項1至5中任一項之方法,其進一步包含在該重組之前加氫處理該石腦油流之至少一部分及/或該輕r-熱解油流之至少一部分。
- 如請求項6之方法,其中在該加氫處理之前合併該石腦油流之至少一部分及該輕r-熱解油流之至少一部分。
- 如請求項1至5中任一項之方法,其中該輕r-熱解油流在該重組(b)之前未進行加氫處理。
- 如請求項8之方法,其中該輕r-熱解油流包含小於10重量%、小於5重量%、小於2重量%、小於1重量%或小於0.1重量%之單烯烴及/或二烯烴。
- 如請求項8之方法,其中該輕r-熱解油流包含小於500 ppm、小於250 ppm、小於100 ppm、小於75 ppm、小於50 ppm、小於25 ppm、小於10 ppm、或小於1 ppm之雜質,諸如金屬、硫、氮、氧及/或鹵素。
- 如請求項1至5中任一項之方法,其中該石腦油流及/或該輕r-熱解油流具有180℉至380℉ (82℃至193℃)之T50。
- 如請求項1至5中任一項之方法,其中經受重組的該輕r-熱解油流之至少一部分包含: (i)小於500 ppm之硫; (ii)小於300 ppm之氯; (iii)小於500 ppm之水; (iv)小於500 ppb之砷;及/或 (v)小於1500 ppm之氮。
- 如請求項1至5中任一項之方法,其中該輕r-熱解油流係藉由以下步驟獲得: (i)熱解廢塑膠以產生至少熱解氣回收物(r-熱解氣)流及至少熱解油回收物(r-熱解油)流;及 (ii)將該r-熱解油流分離成該輕r-熱解油流及重r-熱解油流。
- 如請求項13之方法,其進一步包含將該重r-熱解油流之至少一部分進料至常壓蒸餾裝置(ADU)及/或流體化催化裂解器(FCC)中。
- 如請求項14之方法,其中該ADU及該FCC係在同一精煉廠中。
- 如請求項13之方法,其中該輕r-熱解油流主要包含C6-C10烴。
- 如請求項13之方法,其中該重r-熱解油流主要包含C11烴及較重烴。
- 如請求項1至5中任一項之方法,其進一步包含在芳烴聯合裝置內處理該重組油之至少一部分以產生含r-pX之產物流,其中該產物流包含至少85重量%對二甲苯。
- 如請求項18之方法,其中該處理包含使該重組油之一或多種組分經歷以下步驟中之至少一者:分離步驟、烷基化步驟、轉烷化步驟、甲苯歧化步驟及異構化步驟。
- 如請求項19之方法,其中該分離步驟包含萃取步驟、蒸餾步驟、結晶步驟及/或吸附步驟中之一或多者。
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