TW202413606A - 來自回收物熱解流出物之回收物對二甲苯 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於用於直接或間接地自廢塑膠製造回收物烴產物的方法及設施。本文描述用於將廢塑膠(或具有衍生自廢塑膠之回收物的烴)轉化成回收物烷烴的加工流程，其係藉由將回收物熱解氣流供應至精煉廠複合設備之不飽和氣體設備且自該不飽和氣體設備回收回收物烷烴流來進行。可對回收物烷烴進行烷基化及/或催化烯烴低聚合過程，及/或供應至蒸汽裂解設施且在其中經加工以產生回收物熱解汽油流，隨後將該回收物熱解汽油流供應至芳族化合物複合設備內且在其中經加工以產生回收物對二甲苯產物流。

Description

來自回收物熱解流出物之回收物對二甲苯
諸如苯、甲苯及二甲苯之芳族化合物為用於各種應用之重要工業化學品。使用對二甲苯形成二羧酸及酯，該等二羧酸及酯為製造聚酯及基於芳族化合物之塑化劑的重要化學原料。此等材料之大多數習知製造途徑均使用化石燃料衍生之原料。因此，希望發現對二甲苯及其他芳族化合物之額外合成途徑，該等途徑係可持續的且同時亦提供高純度最終產物。有利地，該等組分之製造可利用現有設備及設施來進行。
在一個通用態樣中，本發明技術係關於一種製造回收物烷烴流之方法，其包含將回收物熱解氣流供應至精煉廠複合設備之不飽和氣體設備及自不飽和氣體設備回收回收物烷烴流。
在一個通用態樣中，本發明技術係關於一種產生及加工由廢塑膠產生之回收物熱解流出物之方法。將廢塑膠熱解以產生回收物熱解流出物。自回收物熱解流出物回收回收物熱解油流及回收物熱解氣流。將至少一部分回收物熱解油流供應至至少一個蒸餾塔。亦向該至少一個蒸餾塔供應原油原料。將至少一部分回收物熱解氣流供應至不飽和氣體設備。
在一個通用態樣中，本發明技術係關於一種自塑膠廢料製造回收物對二甲苯之方法。將廢塑膠熱解以產生回收物熱解流出物。自回收物熱解流出物回收回收物熱解油流及回收物熱解氣流。將至少一部分回收物熱解油流供應至至少一個蒸餾塔。亦向該至少一個蒸餾塔供應原油原料。將至少一部分回收物熱解氣流供應至不飽和氣體設備。自不飽和氣體設備回收回收物烷烴流。將至少一部分回收物烷烴流供應至蒸汽裂解器設施。自蒸汽裂解器設施回收回收物熱解汽油流。將至少一部分回收物熱解汽油流供應至芳族化合物複合設備。自芳族化合物複合設備回收回收物對二甲苯產物流。
在一個通用態樣中，本發明技術係關於一種製造回收物對二甲苯產物流之方法。在芳族化合物複合設備內加工回收物熱解汽油以回收回收物對二甲苯產物流。藉由以下製程製得回收物熱解汽油。將塑膠廢料熱解以產生回收物熱解流出物。自回收物熱解流出物回收回收物熱解油流及回收物熱解氣流。將至少一部分回收物熱解油流供應至至少一個蒸餾塔。亦向該至少一個蒸餾塔供應原油原料。將至少一部分回收物熱解氣流供應至不飽和氣體設備。自不飽和氣體設備回收回收物烷烴流。將至少一部分回收物烷烴流供應至蒸汽裂解器設施。自蒸汽裂解器設施回收回收物熱解汽油。
吾人已發現用於製造對二甲苯及藉由直接加工對二甲苯或其衍生物所形成之有機化合物(包括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，吾人已發現一種用於製造對二甲苯之方法及系統，其中以促進廢塑膠回收且提供具有大量回收物之對二甲苯(或其他有機化合物)之方式將來自廢棄材料(諸如廢塑膠)之回收物應用於對二甲苯(或其衍生物)。
首先轉向圖6a及圖6b，藉由在芳族化合物複合設備中加工主要芳族化合物流以提供包括至少85、至少90、至少92、至少95、至少97或至少99重量%對二甲苯的流來形成對二甲苯。對二甲苯流可經歷一或多個額外加工步驟以提供至少一種衍生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中大體上所展示，在一或多個轉化設施中加工的廢塑膠流可提供芳族化合物流，該芳族化合物流可經加工以形成對二甲苯流。對二甲苯流中之回收物可為物理的且可直接源自廢塑膠或藉由加工廢塑膠所形成之中間烴流(圖1或圖2中未示出)，及/或回收物可為基於信用的且可應用於芳族化合物複合設備及/或化學加工設施中之目標流。
芳族化合物(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-芳族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與基於信用之回收物的組合。
首先轉向圖6a，在一個實施例中或與本文所提及之一或多個實施例組合，芳族化合物及/或對二甲苯流中(或有機化合物產物流中)之至少一部分回收物可為物理(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-芳族化合物設施)中轉化，其如本文所描述經加工(單獨或與非回收物芳族化合物流一起)以提供r-對二甲苯流。接著可進一步加工r-對二甲苯流(單獨或與非回收物對二甲苯流組合)以提供回收物有機化合物，該回收物有機化合物包括(但不限於)回收物對苯二甲酸(r-TPA)、回收物聚對苯二甲酸乙二酯(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-芳族化合物或r-對二甲苯或r-有機化合物)中之物理回收物的量可藉由追蹤沿一系列化學路徑加工的廢塑膠材料之量且以可歸因於廢塑膠化學路徑之目標產物之部份體或部分結束來測定。如本文所用，部份體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，對二甲苯之部份體可包括芳環、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源於廢塑膠之化學路徑的部份體之間的所有化學反應及其他加工步驟(例如分離)。舉例而言，r-芳族化合物之化學路徑可包括熱解、視情況選用之精煉及/或流裂解，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族化合物複合設備中加工，且r-有機化合物之化學路徑視特定r-有機化合物而定可包括許多額外步驟，諸如氧化、聚合等。轉化因子可與沿化學路徑之各步驟相關聯。轉化因子說明在沿化學路徑之各步驟中分流或損失之回收物的量。舉例而言，轉化因子可說明沿著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-芳族化合物或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計算目標產物中目標部份體之質量重量百分比，且以目標產物中目標部份體之質量重量百分比為上限，將任何量之回收物信用歸因於目標產物來測定。符合應用於目標產物之基於信用之回收物係藉由沿著一系列化學路徑追蹤廢塑膠材料且以與目標產物中之目標部份體相同的部份體結束來測定。因此，基於信用之回收物可應用於具有相同部份體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起始且終止於目標部份體的化學路徑。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加工成諸如對二甲苯之目標部份體的化學路徑(例如熱解反應器流出物-粗蒸餾塔-加氫處理器-重組器-分離對二甲苯之芳族化合物複合設備)，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造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。與物理回收物一樣，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-芳族化合物(或r-對二甲苯或r-有機化合物)之回收物的量可使用多種方法中之一者來測定，該等方法係用於量化、追蹤及分配各種製程中之各種材料中的回收物。一種稱為「質量平衡」的適合方法基於製程中回收物之質量來量化、追蹤及分配回收物。在某些實施例中，量化、追蹤及分配回收物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。
現轉而參考圖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，衍生自廢塑膠之回收物信用可歸因於供應至芳族化合物複合設備之芳族化合物流，或歸因於在芳族化合物複合設備中分隔及分離之任何產物，諸如對二甲苯流。或者或另外，視系統之特定組態而定，自轉化設施及/或芳族化合物複合設備內之一或多種中間物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，如圖6b中所示，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。
因此，未在設施中製造或購買或獲得的廢塑膠流或r-芳族化合物流及r-對二甲苯流(及圖6b中未示出之任何回收物中間物流)可各自充當回收物信用之「源材料」。供應至芳族化合物複合設備之芳族化合物、對二甲苯產物或自芳族化合物複合設備分隔及/或分離之任何其他產物、移轉(包括銷售)或供應至化學加工設施之對二甲苯、未示出之任何中間物流及甚至有機化合物可各自充當產生回收物信用之目標產物。在一個實施例中或與本文所提及之任何實施例組合，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%物理回收物及/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%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製造源材料(具有物理回收物)之設施與使芳族化合物或產物接收回收物價值(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/場地將廢棄材料加工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化學回收設施/場地遠端之現有商業設施中進行加工，視情況在同一系列之實體內進行加工，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製造源材料及芳族化合物(或對二甲苯或有機化合物)。此允許有效使用現有商業資產製造芳族化合物(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造芳族化合物(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哩的設施/場地製造。
將來自源材料(例如來自轉化設施之r-芳族化合物)之回收物信用歸因於目標產物(例如供應至芳族化合物複合設備之芳族化合物流)可藉由將回收物信用自源材料直接轉移至目標產物來實現。或者，如圖6b中所展示，可經由回收物庫存將來自廢塑膠、r-芳族化合物及r-對二甲苯(若存在)中之任一者的回收物信用應用於芳族化合物、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之源材料(例如圖6b中所展示之廢塑膠、r-芳族化合物及視情況選用之r-對二甲苯)的回收物信用記入回收物庫存。回收物庫存亦可含有來自其他來源及來自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一個部份體，且將回收物信用應用或分配至含有目標部份體之相同的目標產物，且目標部份體(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份體中之一或多個原子時，實現化學可追蹤性，其中該各化學路徑係用於獲得目標部分中之該一或多個原子。
在一些實施例中，可進行寄存於回收物庫存中之廢塑膠信用與經加工之廢塑膠質量之間的週期性(例如每年或半年)核對。此類核對可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(例如芳族化合物流、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之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之化學路徑的各步驟相關聯。轉化因子說明在沿化學路徑之各步驟中分流或損失之回收物的量。舉例而言，轉化因子可說明沿著化學路徑之化學反應的轉化率、產率及/或選擇性。然而，視需要，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體的質量比例。儘管目標部分體中化學上可追蹤至回收源材料(諸如混合塑膠廢料流)之原子的質量比例小於100%，但目標產物可獲得高達100%回收物。舉例而言，若產物中之目標部分體僅表示目標產物中化學上可追蹤至混合塑膠廢料流之30重量%的所有原子，則目標產物仍然可獲得大於30%回收物價值(視需要高達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回溯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-芳族化合物(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多種方法(諸如質量平衡)中之一者來測定，該等方法係用於量化、追蹤及分配各種製程中之各種產物中的回收物。在某些實施例中，量化、追蹤及分配回收物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。
r-芳族化合物(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%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%物理回收物。在某些實施例中，r-芳族化合物(或r-對二甲苯或r-有機化合物)可分別具有來自一或多種r-芳族化合物及/或r-對二甲苯之至少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%的基於信用之回收物。
在一或多個實施例中，r-芳族化合物(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。舉例而言，r-芳族化合物(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%物理回收物及至少10%、至少20%、至少30%、至少40%或至少50%基於信用之回收物。如本文所用，術語「總回收物」係指來自所有來源之物理回收物及基於信用之回收物的累積量。
吾人已發現一種用於自烴流製造回收物烴產物及/或回收物有機化合物的方法，該等烴流具有衍生自廢塑膠之回收物。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/或蒸汽裂解設施中經進一步加工以提供回收物芳族化合物，該等回收物芳族化合物在芳族化合物複合設備中經進一步加工以提供經純化之回收物苯(r-苯)、回收物甲苯(r-甲苯)及回收物二甲苯(r-二甲苯) (包括回收物對二甲苯(r-pX))的流。接著，全部或一部分r-pX可經進一步加工以形成其他回收物有機化合物，諸如回收物對苯二甲酸(r-TPA)及/或回收物聚對苯二甲酸乙二酯(r-PET)。
首先轉向圖1，提供一種用於形成回收物烴產物的方法及設施。應注意，為方便及簡單起見，在圖式中僅繪示以下說明中所描述之主要產物流。應理解，用於形成回收物烴產物之設施(包括其中所含有之任何分離單元及反應器單元)可產生除所繪示之產物流以外的額外產物流。特定言之，圖1中所繪示之系統可自一或多個具有來自廢塑膠之回收物的流形成回收物對二甲苯(r-pX)。
圖1描繪一種精煉廠複合設備，其包含一或多個蒸餾單元、一或多個裂解設施(諸如蒸汽裂解器)及芳族化合物複合設備。視情況地，芳族化合物複合設備中所產生之r-pX中的至少一部分可在TPA生產設施(未示出)中經進一步加工及氧化以形成回收物對苯二甲酸(r-TPA)，且至少一部分r-TPA可經聚合以形成回收物聚對苯二甲酸乙二酯(r-PET) (未示出)。如本文所描述形成之r-pX可用於本文未描述之其他應用中。
在一個實施例中或與本文所提及之任何實施例組合，將廢塑膠流提供至化學回收設施以產生具有用作精煉廠之進料的回收物之流。圖1中所描繪之化學回收設施包含可操作以產生熱解流出物之熱解單元，該熱解流出物可分離成包括熱解蒸汽之各種產物流及熱解殘餘物，該等產物流可進一步分離成熱解油及/或熱解氣流。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，機械回收不會實質上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。
在一個實施例中或與本文所提及之任何實施例組合，可將化學回收設施、精煉廠、一或多個裂解設施、芳族化合物複合設備及視情況選用之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、至少六者或全部共置。如本文所用，術語「共置」係指至少兩個物體位於共同物理地點上及/或以兩個指定點之間的直線距離量測，彼此相距5哩內、3哩內、1哩內、0.75哩內、0.5哩內或0.25哩內之特徵。或者，圖式中所描繪之任何產物流可在一個位置處製造且隨後藉由管道、卡車、軌道或船運輸至另一位置以繼續加工。
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；公用事業整合；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；以及共同設備及部件(諸如密封件、密封墊及其類似物)之共用。
另外，化學回收設施、精煉廠、一或多個裂解設施、芳族化合物複合設備、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、五者或更多者或全部可為商業規模設施。舉例而言，在一個實施例中或與本文所提及之任何實施例組合，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。
化學回收設施、精煉廠、一或多個裂解設施、芳族化合物複合設備、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、五者或更多者或全部可以連續方式操作。舉例而言，各設施內之各步驟或過程及/或設施之間的過程可連續操作且可不包括分批或半分批操作。在一個實施例中或與本文所提及之任何實施例組合，一或多個設施中之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。
在一個實施例中或與本文所提及之任何實施例組合，可將混合廢塑膠引入包括熱解設施之化學回收設施中。如圖2中所描繪，在熱解設施內，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。化學回收設施亦可包括塑膠加工設施(未示出)，以用於將混合塑膠廢料流分離成主要為聚烯烴(PO)的廢塑膠及主要為非PO的廢塑膠，該主要為非PO的廢塑膠通常包括諸如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)及其他物質之廢塑膠。此外，當存在時，塑膠加工設施亦可自進入廢料流移除其他非塑膠組分，諸如玻璃、金屬、污垢、砂粒及紙板。
在熱解設施內，在至少一個熱解反應器中熱解廢塑膠流。熱解反應涉及引入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，但熱解過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)定義。
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為以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重量%、小於2重量%、小於1重量%、小於0.5重量%或約0.0重量%煤及/或生物質(例如木質纖維素廢料、柳枝稷、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重量%、小於2重量%、小於1重量%或小於0.5重量%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，供應至熱解反應器之蒸汽可以至多50重量%之量存在。
熱解反應可涉及在實質上不含分子氧之氛圍中或在相對於環境空氣含有更少氧之氛圍中加熱及轉化廢塑膠原料。舉例而言，熱解反應器內之氛圍可包含不超過5重量%、不超過4重量%、不超過3重量%、不超過2重量%、不超過1重量%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，且可包括例如氧化物、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的設計且可包含膜反應器、螺桿擠壓機、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/或提昇氣體以促進將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重量%、小於2重量%、小於1重量%或小於0.5重量%或約0.0重量%之蒸汽及/或含硫之化合物。進料氣體及/或提昇氣體亦可包括輕質烴，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中所繪示，自反應器移除之回收物熱解流出物(r-熱解流出物)流可在第一分離區中經分離以提供回收物熱解蒸汽(r-熱解蒸汽)流及回收物熱解殘餘物(r-熱解殘餘物)流。r-熱解蒸汽可包括一系列烴材料且可包含回收物熱解氣(r-熱解氣)及回收物熱解油(r-熱解油)。在一些實施例中，熱解設施可包括額外分離區以將r-熱解油及r-熱解氣分離成單獨的流。或者，可自熱解設施提取全部r-熱解蒸汽流且傳送至一或多個下游加工設施。
再次參考圖1，可將至少一部分r-熱解油與一定量的原油一起引入精煉廠中，其中該至少一部分r-熱解油可經歷一或多個加工步驟以提供各種回收物產物流。適合之加工步驟之實例包括(但不限於)蒸餾或其他分離步驟以及諸如熱裂解及/或催化裂解之化學加工，或諸如重組及異構化之其他反應。
或者或另外，一或多個加工步驟可存在於精煉廠中以移除含氯之化合物。r-熱解油及/或原油流中之含氯之化合物的總含量可為以重量計至少1、至少5、至少10、至少15、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。
圖1為繪示精煉設施或精煉廠中之主要步驟或區的示意圖，該精煉設施或精煉廠適用於加工至少一種包括衍生自廢塑膠之回收物的烴流。應理解，在圖1中所展示之精煉廠中可存在其他加工步驟及/或可產生其他回收物烴流。圖1中所繪示之步驟、區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、區或製程流。
如圖1中所展示，精煉廠可包含至少一個蒸餾塔。在一或多個實施例中，至少一個蒸餾塔包含常壓蒸餾單元(ADU)之常壓蒸餾塔及/或真空蒸餾單元(VDU)之至少一個真空蒸餾塔。可將原油流引入常壓蒸餾單元(ADU)中且在至少一個常壓蒸餾塔中經分離以提供具有指定切割點之若干烴餾份。如本文所用，術語「切割點」係指指定石油餾份沸騰之溫度範圍。沸點範圍中之較低值為該指定餾份之初沸點(IBP)溫度，且較高值為該指定餾份之終點(EP)溫度。切割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份。
除原油流之外，圖1中所展示之精煉廠亦可加工引入ADU中之r-熱解油流。在一個實施例中或與本文所提及之任何實施例組合，引入ADU中的r-熱解油之質量流率與引入ADU中的石油之質量流率的比可為至少1:1000、至少1:750、至少1:500、至少1:250、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。在一或多個替代實施例中，引入ADU中之r-熱解油的量可為至少一個蒸餾塔之總進料的至少0.1重量%、至少0.25重量%、至少0.75重量%、至少1重量%、至少5重量%、至少10重量%、至少15重量%、至少20重量%及/或不超過至少一個蒸餾塔之總進料的75重量%、不超過65重量%、不超過60重量%、不超過50重量%或不超過45重量%。
ADU將原料(例如原油及r-熱解油)分離成多個烴流或餾份。此等餾份包括(但不限於)輕質氣體(例如ADU塔頂產物)、石油腦(輕質及重質)、煤油、柴油、煤油及/或柴油範圍內沸騰之蒸餾餾分以及可作為ADU底部流自ADU移除之殘餘物或殘油。自ADU提取之最重流(即ADU底部殘留物)為回收物大氣壓殘油(r-大氣壓殘油)流。在一些情況下，可將r-大氣壓殘油引入VDU中。在VDU中，各種烴餾份可在低於大氣壓之壓力下操作的真空蒸餾塔中進一步分離。舉例而言，在一個實施例中或與本文所提及之任何實施例組合，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-大氣壓殘油允許在無需裂解之情況下進一步回收較輕烴組分。VDU提供各種產物流，且當VDU加工回收物原料時，提供回收物產物。此類產物之實例包括(但不限於)回收物真空氣油，諸如輕質真空氣油(r-LVGO)及重質真空製氣油(r-HVGO)，及回收物真空殘油(r-真空殘油)。亦即，真空蒸餾底部殘留物。
當ADU加工至少一種回收物原料，諸如r-pyvapor時，由ADU形成之產物中之各者可包括回收物。因此，ADU可提供回收物輕質氣體(r-輕質氣體)、回收物輕石油腦(r-輕石油腦)、回收物重石油腦(r-重石油腦)、回收物煤油(r-煤油)、煤油範圍內沸騰之蒸餾餾分、回收物柴油(r-柴油)、柴油範圍內沸騰之蒸餾餾分及回收物大氣壓殘油(r-大氣壓殘油)。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之操作以及所加工之原料之特性。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包含至少一個在大氣壓力或接近大氣壓力下操作的蒸餾塔。此外，ADU可包括其他設備，諸如脫鹽器、側氣提塔及回流鼓/累加器，以及操作單元所需之各種泵、熱交換器及其他輔助設備。
亦如圖1中所展示，產生r-ADU塔頂氣流。可將r-ADU塔頂氣流傳送至一或多個下游位置以用於額外加工、儲存及/或使用。此流亦可在進一步加工及/或使用之前經加工以移除諸如硫及/或氮之組分。
在一個實施例中或與本文所提及之任何實施例組合，回收物蒸餾塔頂氣流包含至少25重量%，至少30重量%，至少35重量%，至少40重量%，至少45重量%，至少50重量%或至少55重量%之C4或更輕的烴化合物。在一或多個實施例中，回收物蒸餾塔頂氣流所包含之以質量計的C3-C4烴化合物總含量大於該回收物蒸餾塔頂氣流內之以質量計的C1-C2烴化合物總含量。
在一個實施例中或與本文所提及之任何實施例組合，至少一部分來自ADU之塔頂氣流可與包含至少一部分自熱解設施之分離區獲得之r-熱解氣的原料一起在不飽和氣體設備(USGP)中加工。雖然將至少一部分由熱解設施產生之r-熱解氣供應至ADU係在本發明技術之範疇內，但在一或多個實施例中，至少10%、至少20%、至少30%、至少40%、至少50%、至少60%、至少70%、至少80%、至少90%或100%之r-熱解氣流繞過ADU且供應至USGP。在一或多個實施例中，以r-熱解氣流之總重量計，r-熱解氣流具有10至90重量%、25至90重量%或25至80重量%的C3及/或C4烴含量。在一或多個實施例中，以r-熱解氣流之總重量計，r-熱解氣流具有至少25重量%、至少40重量%、至少50重量%、至少60重量%、至少70重量%或至少75重量%的組合乙烯及丙烯含量。
USGP包含有包含一或多個蒸餾塔之分離列，該一或多個蒸餾塔可經操作以產生若干回收物烴餾份，該等回收物烴餾份包括主要包含氫氣、甲烷及乙烷之回收物乾氣流或r-燃料氣體流；回收物C3-C4流；回收物輕石油腦流(r-輕石油腦)；及/或回收物重石油腦流(r-重石油腦)。USGP可進一步供應有來自其他單元或製程(諸如催化流體化床反應器單元、煉焦製程、加氫裂解單元、加氫處理單元及由聚合物工廠及其類似物產生之氣體)之其他氣態流。
轉向圖3，將r-熱解氣流與一或多個其他USGP進料流一起引入分離列中，該等進料流中之任一者可包含至少一部分來自ADU之塔頂氣流。在一或多個實施例中，USGP之個別或組合進料流可包含至少10重量%、至少15重量%、至少20重量%、至少25重量%、至少30重量%、至少35重量%、至少40重量%、至少45重量%或至少50重量%之烯烴。USGP分離列可經組態以至少產生主要包含氫氣、C1及C2組分之r-燃料氣體流；包含飽和及不飽和C3及C4烴化合物之流；以及r-輕石油腦流及r-重石油腦流。應注意，存在於USGP之一或多種進料中之C1及較輕組分(例如氫氣)可在可為分離列之一部分的去甲烷塔(未示出)中移除。
在一個實施例中或與本文所提及之任何實施例組合，可將至少一部分r-C3 - r-C4流供應至烷基化及/或催化烯烴低聚合單元，其中可使烯烴C3及C4化合物反應以產生較高分子量烴化合物。在烷基化單元內，異丁烷及低分子量烯烴(主要為丙烯及丁烯之混合物)轉化成烷基化物，該烷基化物為一種包含C7-C8異構烷烴之高辛烷汽油組分。反應在酸催化劑(諸如硫酸、磷酸或氫氟酸)或分子篩沸石催化劑存在下發生。在催化烯烴低聚合單元內，使用磷酸或均相烷基鋁催化劑由C3及C4烯烴製備C6-C9低聚物。烷基化及/或催化烯烴低聚合單元之進料流內存在之C3及C4烷烴不發生反應且最終進入來自反應器之產物流中。將r-C3及r-C4烷烴自烷基化及/或催化烯烴低聚合反應器產物中分離。因此，相對於來自USGP之r-C3- r-C4流，自烷基化及/或催化烯烴低聚合單元移除之r-C3 - r-C4流中之烯烴減少。在一或多個實施例中，自烷基化及/或催化烯烴低聚合單元移除之r-C3 - r-C4流包含至少70重量%、至少75重量%、至少80重量%、至少85重量%、至少90重量%、至少95重量%或至少99重量%烷烴。
至少一部分自烷基化及/或催化烯烴低聚合單元排出的r-C3 - r-C4流(其中之烯烴現已減少)可作為裂解器進料供應至蒸汽裂解設施以用於製造回收物熱解汽油(r-熱解汽油)流。應注意，通常不將由烷基化及/或催化烯烴低聚合單元產生之烷基化物流供應至蒸汽裂解設施。然而，其他含烴之進料流亦可包含裂解器進料。舉例而言，在一或多個實施例中或與本文所提及之任何實施例組合，可將來自USGP分離列之r-輕石油腦流及/或r-重石油腦流中之至少一者之至少一部分以及至少一部分來自ADU之r-輕石油腦流、r-重石油腦流、r-煤油(或煤油範圍內沸騰之r-餾出物餾分)流及r-柴油(或柴油範圍內之r-餾出物餾分)流供應至蒸汽裂解單元。在一或多個實施例中，蒸汽裂解器進料可包含r-輕石油腦流、r-重石油腦流、r-煤油流、r-柴油流及煤油或柴油範圍內之r-餾出物餾分中之一者、兩者、三者或四者之至少一部分。
在一或多個替代實施例中，至少一部分含有烯烴化合物之r-燃料氣體流及/或r-C4流可繞過烷基化及/或催化烯烴低聚合單元且供應至圖4中所展示之裂解設施之分離區。在分離區內，烯烴化合物可自r-烷烴中分離，可將該r-烷烴回收至裂解器進料中。
在一或多個實施例中與本文所提及之任何實施例組合，r-輕石油腦主要包含C5及C6烴且具有80至220℉ (27至104℃)之沸點範圍及/或104至175℉ (40至79℃)之T50沸點。在一或多個實施例中，r-輕石油腦包含0.001至25重量%、0.01至10重量%或0.1至5重量%烯烴。在一或多個實施例中，r-輕石油腦包含70至99重量%或80至95重量%烷烴，或至少70重量%、至少80重量%、至少90重量%或至少95重量%飽和烴，該等飽和烴包括烷烴及環烷烴。在一或多個實施例中，r-輕石油腦包含0.1至10重量%或0.5至5重量%芳族烴化合物，或小於10重量%、小於5重量%、小於2重量%或小於1重量%芳族烴化合物。在一或多個實施例中，r-輕石油腦包含0.1至10重量%或0.5至5重量%環烷烴及/或環烷，或小於10重量%、小於5重量%、小於2重量%或小於1重量%環烷烴及/或環烷。
來自精煉廠及/或USGP之回收物裂解器進料可個別地或與另一烴進料流組合引入蒸汽裂解設施內之一或多個位置中。在後一情況中，全部或一部分裂解器進料可與烴進料流組合以形成組合流，可接著將該組合流引入爐入口中。烴進料流可包括至少50重量%、至少55重量%、至少60重量%、至少65重量%、至少70重量%或至少75重量%之C5至C22組分且可包含回收物及/或非回收物。
現參考圖4，提供如圖1中所展示之蒸汽裂解設施之主要步驟/區的示意圖。如圖2中所展示，裂解設施通常包括用於熱裂解含烴之進料的裂解爐、用於冷卻裂解流出物及回收r-熱解汽油流的驟冷區、用於增加經冷卻、裂解之流之壓力的壓縮區及用於自經壓縮之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)回收物烯烴(r-烯烴)，諸如回收物乙烯(r-乙烯)、回收物丙烯(r-丙烯)、回收物丁烯(r-丁烯)、r-烷烴及r-燃油。可將稀釋蒸汽添加至引入裂解爐中之裂解器進料流中。供應至裂解爐(或在裂解爐之輻射區段之前的一些位置處)之流可包括稀釋蒸汽以達成至少0.10:1、至少0.20:1、至少0.25:1、至少0.30:1或至少0.35:1及/或不超過1:1、不超過0.8:1、不超過0.65:1、不超過0.60:1、不超過0.55:1、不超過0.50:1、不超過0.45:1或不超過0.40:1之蒸汽與烴之重量比。
蒸汽裂解爐中進行之蒸汽裂解反應可在至少700℃、至少750℃、至少800℃或至少850℃之溫度下進行。蒸汽裂解爐之進料之數目平均分子量(Mn)可小於3000、小於2000、小於1000或小於500公克/莫耳。若蒸汽裂解爐之進料含有組分之混合物，則進料之Mn為以個別進料組分之重量計所有進料組分之平均Mn。蒸汽裂解爐之進料可包括原始(亦即，未回收)原料且可包含小於5重量%、小於2重量%、小於1重量%、小於0.5重量%或0.0重量%之煤、生物質及/或其他固體。在某些實施例中，可將諸如蒸汽或含硫之流(用於金屬鈍化)之共進料流引入蒸汽裂解爐中。蒸汽裂解爐可包括對流及輻射區段且可具有管狀反應區。通常，流通過反應區(自對流區段入口至輻射區段出口)之滯留時間可小於20秒、小於15秒或小於10秒。
當自裂解爐提取裂解爐流出物流(其可為回收物裂解爐流出物或r-裂解爐流出物流)時，該裂解爐流出物流可在驟冷/分餾區中冷卻及至少部分冷凝以提供經冷卻之裂解流出物(其可為回收物經冷卻之裂解流出物)流。另外，r-熱解汽油流(未示出)可在蒸汽裂解設施之驟冷/分餾區中回收且可傳送至至少一個下游設施以供進一步加工，如關於圖5更詳細地論述。
返回至圖4，可將自蒸汽裂解設施之驟冷/分餾區提取的經冷卻之裂解流引入壓縮區中，其中該流之壓力可在一或多個壓縮階段中增加，隨後引入分離區中。
在蒸汽裂解設施之分離區中，一或多個蒸餾塔可用於分離出至少一種回收物輕烯烴(r-烯烴流)、r-烷烴流。如圖4中所描繪，自分離區回收之r-烷烴流可回收至裂解設施且與裂解器進料一起引入裂解爐中，如先前所描述，該裂解器進料可包括回收物組分。
r-烯烴流可包含主要為C2或主要為C3之烯烴且可包括至少75重量%、至少80重量%、至少85重量%、至少90重量%或至少95重量%之乙烯或丙烯。
在一個實施例中或與本文所提及之任何實施例組合，由蒸汽裂解設施之驟冷/分餾區產生之r-熱解汽油流包含至少20重量%、至少25重量%、至少30重量%、至少35重量%、至少40重量%、至少45重量%或至少50重量%及/或不超過85重量%、不超過80重量%、不超過75重量%、不超過70重量%、不超過65重量%或不超過60重量%之苯、甲苯及二甲苯(BTX)。在一個實施例中或與本文所提及之任何實施例組合，r-熱解汽油亦可包括至少2重量%、至少5重量%、至少10重量%或至少15重量%及/或不超過45重量%、不超過35重量%、不超過30重量%或不超過25重量%之回收物C9至C12芳族化合物及/或回收物C6及較重環烴(r-C6+環烴)。
在一個實施例中或與本文所提及之任何實施例組合，r-熱解汽油中之r-BTX可包括至少25重量%、至少30重量%、至少35重量%、至少40重量%或至少45重量%及/或不超過75重量%、不超過70重量%、不超過65重量%、不超過60重量%、不超過55重量%或不超過50重量%之苯，及/或至少15重量%、至少20重量%、至少25重量%或至少30重量%及/或不超過65重量%、不超過60重量%、不超過55重量%、不超過50重量%、不超過45重量%、不超過40重量%或不超過35重量%之甲苯。另外或在替代方案中，r-熱解汽油中之r-BTX可包括至少5重量%、至少10重量%、至少15重量%或至少20重量%及/或不超過50重量%、不超過45重量%、不超過35重量%、不超過30重量%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中之至少一部分苯、甲苯及/或二甲苯可包含回收物苯、回收物甲苯及/或回收物二甲苯，而在其他情況下，至少一部分苯、甲苯及/或二甲苯可包括非回收物。
再次轉向圖1，可將至少一部分自蒸汽裂解設施提取之r-熱解汽油引入芳族化合物複合設備中，其中該流可經加工以提供回收物對二甲苯(r-對二甲苯)流。在一或多個實施例中，可視情況將至少一部分r-熱解汽油流供應至氫化單元，在該氫化單元中，不飽和碳-碳鍵在氫氣存在下還原以形成飽和碳-碳鍵。氫化單元可使用一或多個氫化反應器，該一或多個氫化反應器含有催化劑，諸如含鎳、含鈀、含銠、含釕、含銅、含鋅、含鉻、含鎢、含鈷、含鉬或含鉑之催化劑。隨後，將至少一部分氫化r-熱解汽油流供應至芳族化合物複合設備。
包含回收物對二甲苯(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)。r-對二甲苯流可包括以流中之r-pX及pX之總量計至少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重量%、至少90重量%、至少92重量%、至少95重量%、至少97重量%、至少99重量%或至少99.5重量%。在一些情況下，r-對二甲苯流中之所有對二甲苯可為r-pX。
現參看圖5，提供如圖1中所展示之芳族化合物複合設備之主步驟/區的示意圖。如圖5中所展示，可將至少一部分來自蒸汽裂解設施之r-熱解汽油流引入芳族化合物複合設備中之初始分離步驟中。應注意，亦可將視情況存在之芳族化合物進料流與r-熱解汽油一起引入分離步驟中。此外，在引入芳族化合物複合設備之前，r-熱解汽油可在加氫處理單元內經歷加氫處理以移除一或多種組分之全部或一部分，該一或多種組分諸如為含硫之化合物(例如硫化氫、硫醇等)、含氮之化合物、金屬(例如釩、汞等)及/或含氯之化合物，及/或以使流中之至少一部分烯烴及/或芳族化合物飽和。
圖5中所展示之用於自進入流移除BTX之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、吸附及萃取蒸餾。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、糠醛、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。在分離後，可自分離步驟/區提取芳族化合物減少之回收物萃餘物(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重量%、不超過15重量%、不超過10重量%或不超過5重量%之C6至C9芳族化合物(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提取富集回收物苯、甲苯及二甲苯(r-BTX)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 BTX，包括回收物BTX (r-BTX)及非回收物BTX (若適用)。可將r-BTX流引入下游分離列(亦稱為BTX回收區)中，該分離列利用一或多個分離步驟以提供富集回收物苯(r-苯)、回收物混合二甲苯(r-混合二甲苯)及回收物甲苯(r-甲苯)之流。此類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族化合物複合設備移除，同時可將r-混合二甲苯引入第二分離列中以用於自流中之其他組分分離出回收物鄰二甲苯(r-oX)、回收物間二甲苯(r-mX)及/或回收物對二甲苯(r-pX)。另外，至少一部分oX (或r-oX)及/或mX (或r-mX)可進行異構化以提供額外pX(或r-pX)。在異構化之後，可進行額外的分離步驟以提供oX (或r-oX)、mX (或r-mX)及pX (或r-pX)之個別流。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回收物芳族化合物流。舉例而言，如圖3中所展示，分離步驟可提供以下中之至少一者：回收物對二甲苯(r-對二甲苯)流、回收物間二甲苯(r-間二甲苯)流及回收物鄰二甲苯(r-鄰二甲苯)流。此等流中之各者可包括回收物及非回收物且可各自分別包括至少75重量%、至少80重量%、至少85重量%、至少90重量%、至少95重量%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，如圖5中所展示，亦可自第二分離步驟提取回收物C9及較重組分(r-C9+組分)流且可將其全部或一部分與自BTX回收步驟/區提取之r-甲苯流一起引入轉烷化/歧化步驟中。在轉烷化/歧化步驟/區中，至少一部分甲苯(或r-甲苯)可在可再生固定床二氧化矽-氧化鋁催化劑存在下反應以提供混合二甲苯(或r-混合二甲苯)及苯(或r-苯)。或者或另外，至少一部分r-甲苯可與甲醇(及視情況，r-甲醇)反應以提供回收物對二甲苯(r-對二甲苯)，該回收物對二甲苯可如本文所描述經進一步加工。在一些情況下，此反應可在芳族化合物複合設備內在酸性催化劑上進行，較佳在諸如ZSM-5之形狀選擇性分子篩催化劑上進行，且所得r-對二甲苯可與芳族化合物複合設備中回收之其他對二甲苯(或r-對二甲苯)組合，如圖3中所示。亦如圖3中所展示，苯(或r-苯)可作為產物回收，而可將r-混合二甲苯引入第二分離步驟/區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。
至少一部分自芳族化合物複合設備提取之r-對二甲苯流可傳送至TPA生產設施。在TPA生產設施中，r-對二甲苯流中之至少一部分pX (及/或r-pX)可在溶劑(例如乙酸)及催化劑存在下氧化以形成回收物粗對苯二甲酸(r-CTA)。
此後，根據生產設施內使用之特定TPA生產製程，r-CTA可在二次氧化或氧化後步驟中再次氧化，或其可在加工步驟中氫化以形成回收物經純化之對苯二甲酸(r-PTA)。全部或一部分溶劑可自r-CTA移除且換成新溶劑，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、結晶及過濾來加工以提供最終r-TPA產物。
在一個實施例中或與本文所提及之任何實施例組合，可將至少一部分r-TPA產物引入PET生產設施中且與至少一種二醇(諸如乙二醇)反應以形成回收物聚對苯二甲酸乙二酯(r-PET)。在一個實施例中或與本文所提及之任何實施例組合，r-TPA及乙二醇(或回收物乙二醇，即r-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)存在下聚合以形成回收物PET共聚物(r-共-PET)。 定義
應理解，以下內容並非意欲為所定義之術語之排他性清單。其他定義可提供於前述描述中，諸如當在上下文中伴隨所定義之術語使用時。
如本文所用，術語「輕質氣體」係指包含至少50重量%之C4及更輕的烴組分的含烴之流。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，但此等組分通常以流之總重量計以小於20重量%、小於15重量%、小於10重量%或小於5重量%之量存在。
如本文所用，術語「中值沸點」或「T50」係指製程流之中值沸點(亦即，50重量%之流組合物在該溫度值以上沸騰且50重量%之流組合物在該溫度值以下沸騰的溫度值)。
如本文所用，術語「沸點範圍」或「切割點」係指指定石油餾份沸騰之溫度範圍。沸點範圍中之較低值為該指定餾份之初沸點(IBP)溫度，且較高值為該指定餾份之終點(EP)溫度。
如本文所用，術語「石油腦」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，其沸點範圍在90℉與380℉之間。
如本文所用，術語「輕石油腦」係指精煉廠中沸點範圍在90℉與190℉之間的特定部分之石油腦餾分。
如本文所用，術語「重石油腦」係指精煉廠中沸點範圍在190℉與380℉之間的特定部分之石油腦餾分。
如本文所用，術語「製氣油」或「燃油」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，其沸點範圍係大於520℉至1050℉。
如本文所用，術語「大氣壓製氣油」係指由常壓蒸餾單元產生之製氣油。
如本文所用，術語「輕質製氣油」或「LGO」係指精煉廠中沸點範圍係大於520℉至610℉的特定部分之製氣油餾分。
如本文所用，「輕質真空製氣油」或「LVGO」係指由真空蒸餾單元產生之輕質製氣油。
如本文所用，術語「重質製氣油」或「HGO」係指精煉廠中沸點範圍係大於610℉至800℉的特定部分之製氣油餾分。
如本文所用，「重質真空製氣油」或「HVGO」係指由真空蒸餾單元產生之重質製氣油。
如本文所用，術語「真空製氣油」或「VGO」係指精煉廠中沸點範圍係大於800℉至1050℉的特定部分之製氣油餾分。使用在低於大氣壓之壓力下操作的真空蒸餾塔將真空製氣油自初始原油中分離。
如本文所用，術語「殘餘物」或「殘油」係指來自精煉廠中之蒸餾塔的最重餾分且其沸點範圍大於1050℉。
如本文所用，術語「真空殘油」係指來自真空蒸餾塔之殘油產物。
如本文所用，術語「大氣壓殘油」係指來自常壓蒸餾塔之殘油產物。
如本文所用，術語「製氣油裂解器」係指用於加工主要包含製氣油及較重組分之進料流的裂解單元。儘管製氣油裂解器可加工較輕組分(諸如餾出物及石油腦)，但製氣油裂解器之至少50重量%的總進料包括製氣油及較重組分。製氣油裂解器可在至少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℉之溫度下操作。製氣油裂解器可在大氣壓力或接近大氣壓力下(例如在小於5 psig、小於2 psig或1 psig之壓力下)操作或可在高壓下(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)操作。此外，製氣油裂解器中之裂解可在存在或不存在催化劑之情況下進行，且裂解可在存在或不存在氫氣及/或蒸汽之情況下進行。
如本文所用，術語「蒸餾」係指藉由沸點差對組分之混合物進行分離。
如本文所用，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，該蒸餾通常用於將原油及/或其他流分離成指定餾份以供進一步加工。
如本文所用，術語「真空蒸餾」係指在低於大氣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。
如本文所用，術語「芳族化合物複合設備」係指其中混合烴原料(諸如重組物)轉化成一或多種苯、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。芳族化合物複合設備可包含一或多個加工步驟，其中對重組物之一或多種組分進行分離步驟、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。
如本文所用，術語「萃餘物」係指在芳族化合物複合設備中自初始分離步驟移除之芳族化合物減少之流。儘管最常用於指代自萃取步驟提取之流，但如關於芳族化合物複合設備使用之術語「萃餘物」亦可指代自另一類型之分離(包括(但不限於)蒸餾或萃取蒸餾)提取之流。
如本文所用，術語「回收物熱解油」或「r-熱解油」係指直接地或間接地衍生自廢塑膠之熱解的組合物，其在25℃及1 atm絕對壓力下為液體。
如本文所用，術語「熱解氣(pyrolysis gas/pygas)」係指由熱解獲得的在25℃及1 atm絕對壓力下為氣態的組合物。
如本文所用，術語「熱解」係指在惰性(亦即，實質上無氧)氛圍中在高溫下熱分解一或多種有機材料。
如本文所用，術語「熱解蒸汽」係指自熱解設施中之分離器提取的塔頂或氣相流，該熱解設備之分離器係用於自r-熱解流出物中移除r-熱解殘餘物。
如本文所用，術語「熱解流出物」係指自熱解設施中之熱解反應器提取的出口流。
如本文所用，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。
如本文所用，術語「熱解炭」係指由熱解獲得的在200℃及1 atm絕對壓力下為固體的含碳之組合物。
如本文所用，術語「熱解汽油」係指自蒸汽裂解設施之驟冷區段移除的主要為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芳族化合物。
如本文所用，術語「熱解重蠟」係指由熱解獲得的不為熱解炭、熱解氣或熱解油的C20+烴。
如本文所用，術語「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，其沸點範圍在300℉與525℉之間且主要包含C10至C16烴。
如本文所用，術語「柴油」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，其沸點範圍在392℉與662℉之間且主要包含C9至C25烴。
如本文所用，術語「環烷」係指單環飽和烴化合物，亦稱為環烷烴，其具有通式C nH 2n。
如本文所用，術語「環烷烴」係指通常包含C20+環烷化合物之較大環烷。
如本文所用，術語「較輕」係指沸點比另一烴組分或餾份低的烴組分或餾份。
如本文所用，術語「較重」係指沸點比另一烴組分或餾份高的烴組分或餾份。
如本文所用，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。
如本文所用，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。
如本文所用，術語「烷烴」係指不包括碳-碳雙鍵之飽和烴。
如本文所用，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。
如本文所用，術語「Cx」或「Cx烴」或「Cx組分」係指每分子包括總共「x」個碳之烴化合物，且涵蓋具有該碳原子數目的所有烯烴、石蠟、芳族化合物、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。
如本文所用，術語「r-對二甲苯」或「r-pX」係指為或包含直接及/或間接衍生自廢塑膠之對二甲苯產物。
如本文所用，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較簡單的分子。
如本文所用，術語「蒸汽裂解」係指在蒸汽存在下烴之熱裂解，通常在蒸汽裂解設施之爐中進行。
如本文所用，術語「共置」係指至少兩個物體位於共同物理地點及/或在彼此之五哩內的特徵(以兩個指定點之間的直線距離來量測)。
如本文所用，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。
如本文所用，術語「粗產物」及「原油」係指以液相存在且衍生自天然地下油層的烴之混合物。
如本文所用，術語「回收物」及「r-內含物」係指為或包含直接及/或間接衍生自廢塑膠之組合物。
如本文所用，術語「主要」意謂大於50重量%。舉例而言，主要為丙烷之流、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。
如本文所用，術語「廢棄材料」係指用過的、廢棄的及/或丟棄的材料。
如本文所用，術語「廢塑膠」及「塑膠廢料」係指用過的、廢棄的及/或丟棄的塑膠材料。
如本文所用，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)。
如本文所用，術語「流體連通」係指兩個或更多個加工、儲存或運輸設施或區之間的直接或間接流體連接。
如本文所用，術語「一(a)」、「一(an)」及「該」意謂一或多個。
如本文所用，當用於兩個或更多個項目之清單中時，術語「及/或」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。
如本文所用，術語「化學回收」係指一種廢塑膠回收製程，其包括將廢塑膠聚合物化學轉化成較低分子量聚合物、低聚物、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/或可用作另一或多個化學生產製程之原料。
如本文所用，術語「包含(comprising)」、「包含(comprises)」及「包含(comprise)」為開放式轉換術語，其係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較簡單的分子。
如本文所用，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。
如本文所用，術語「主要」意謂大於50重量%。舉例而言，主要為丙烷之流、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。
如本文所用，術語「化學路徑」係指輸入材料與產物之間的一或多個化學加工步驟(例如化學反應、物理分離等)，其中輸入材料係用於製造產物。
如本文所用，術語「基於信用之回收物」、「非物理回收物」及「間接回收物」均係指物理上無法追蹤回到廢棄材料，但已產生回收物信用之物質。
如本文所用，術語「直接衍生」係指具有至少一種來源於廢棄材料之物理組分。
如本文所用，術語「間接衍生」係指具有(i)可歸因於廢棄材料，但(ii)不基於具有來源於廢棄材料之物理組分的所應用回收物。
如本文所用，術語「位於遠端」係指兩個設施、地點或反應器之間至少0.1、0.5、1、5、10、50、100、500或1000哩的距離。
如本文所用，術語「質量平衡」係指基於產物中回收物之質量來追蹤回收物的方法。
如本文所用，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到廢棄材料的物質。
如本文所用，術語「回收物」係指為或包含直接及/或間接衍生自回收廢棄材料之組合物。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。
如本文所用，術語「回收物信用」係指自大量廢塑膠獲得的物理回收物之非物理量度，其可直接或間接(亦即，經由數位庫存)歸因於第二材料。
如本文所用，術語「總回收物」係指來自所有來源之物理回收物及基於信用之回收物的累積量。
如本文所用，術語「廢棄材料」係指用過的、廢棄的及/或丟棄的材料。
如本文所用，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。
如本文所用，術語「烴」係指僅包括碳及氫原子之有機化合物。
如本文所用，術語「有機化合物」係指包括碳及氫原子，且亦包括氧及/或氮原子之化合物。
如本文所用，術語「不飽和氣體設備」係指精煉廠中用於加工包含飽和烴(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以設備之總進料計至少5重量%之烯烴。精煉廠中飽和氣體設備之進料可間接來自原油單元或真空蒸餾單元，且可在進入氣體設備之前經歷一或多個裂解步驟。
如本文所用，術語「加氫處理」係指一種不使烴分子發生裂解，而是藉由氫解來移除氧、硫及其他雜原子或藉由氫化使不飽和鍵飽和的加氫加工。該加氫處理可在或可不在催化劑存在下進行。
如本文所用，術語「加氫加工」係指用氫或在氫存在下對烴流進行化學加工。加氫加工通常為催化製程且包括加氫裂解及加氫處理。
如本文所用，術語「加氫加工單元」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，該設備係用於在氫氣存在下對烴流進行化學加工。加氫加工單元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(或加氫裂解單元)及經組態以進行加氫處理製程的加氫處理器(或加氫處理單元)。
如本文所用，術語「煉焦器」或「煉焦單元」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減少重烴流之分子量。
如本文所用，術語「蒸汽裂解設施」或「蒸汽裂解器」係指在蒸汽存在下對烴進料流進行熱裂解以形成一或多種裂解烴產物之加工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、分離設備以及進行加工步驟所需之管道、閥門、槽、泵等。
如本文所用，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將其轉化為多烴餾份之加工步驟所需的所有設備，該等烴餾份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，以及進行加工步驟所需之管道、閥門、槽、泵等。
如本文所用，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)進行熱解的加工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，以及進行加工步驟所需之管道、閥門、槽、泵等。
如本文所用，術語「對苯二甲酸生產設施」或「TPA生產設施」係指進行由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，以及進行加工步驟所需之管道、閥門、槽、泵等。
如本文所用，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、乙二醇及視情況選用之一或多種額外單體形成聚對苯二甲酸乙二酯(PET)的加工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，以及進行加工步驟所需之管道、閥門、槽、泵等。 申請專利範圍不限於所揭示實施例
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。在不偏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，本發明人聲明其意欲依賴等效物原則來確定及評估本發明之合理公平範疇，因為本發明涉及任何實質上不偏離本發明但在以下申請專利範圍中所闡述之本發明之文字範疇外的裝置。
圖1為繪示根據本發明技術之各種實施例的用於提供回收物烴產物(包括r-對二甲苯)之系統中之主要方法/設施的示意性方法流程圖；
圖2為繪示可用於本發明技術之各種實施例中之例示性熱解設施的示意性方法流程圖；
圖3為繪示可用於產生各種烴流之例示性不飽和氣體設備的示意性方法流程圖，其中可將該等烴流中之一或多者供應至下游烷基化及/或催化烯烴低聚合單元；
圖4為繪示可用於本發明技術之各種實施例中之例示性蒸汽裂解設施的示意性方法流程圖；
圖5為繪示適用於圖1中所繪示之系統中的芳族化合物複合設備中之主要步驟/區的示意性方法流程圖；
圖6a為繪示用於製造回收物芳族化合物(r-芳族化合物)及回收物對二甲苯(r-對二甲苯)以及視情況來自r-對二甲苯之回收物化合物之方法之主要步驟的程序方塊圖，其中r-芳族化合物(及r-對二甲苯及r-化合物)具有來自一或多種源材料之物理內含物；及
圖6b為繪示用於製造回收物芳族化合物(r-芳族化合物)及回收物對二甲苯(r-對二甲苯)以及視情況來自r-對二甲苯之回收物化合物之方法之主要步驟的程序方塊圖，其中r-芳族化合物(及r-對二甲苯及r-化合物)具有來自一或多種源材料的基於信用之回收物。

Claims (13)

  1. 一種製造回收物烷烴流之方法，其包含： (a)    將回收物熱解氣流供應至精煉廠複合設備之不飽和氣體設備；及 (b)    自該不飽和氣體設備回收該回收物烷烴流。
  2. 如請求項1之方法，其中該回收物熱解氣流係藉由熱解廢塑膠產生。
  3. 如請求項2之方法，其中該熱解廢塑膠之步驟產生回收物熱解流出物，該回收物熱解氣流係藉由將至少一部分該回收物熱解流出物至少分離成該回收物熱解氣流及回收物熱解油流來產生。
  4. 如請求項3之方法，其中將至少一部分該回收物熱解油流與原油原料一起供應至至少一個蒸餾塔。
  5. 如請求項4之方法，其中至少一部分該回收物熱解氣流繞過該至少一個供應有該原油原料之蒸餾塔。
  6. 如請求項5之方法，其中至少10%、至少20%、至少30%、至少40%、至少50%、至少60%、至少70%、至少80%、至少90%或100%之該回收物熱解氣流繞過該至少一個供應有該原油原料之蒸餾塔。
  7. 如請求項3之方法，其中該至少一個蒸餾塔產生回收物塔頂氣流，至少一部分該塔頂氣流與該回收物熱解氣流一起供應至該不飽和氣體設備。
  8. 如請求項1至7中任一項之方法，其中該回收物熱解氣流在該不飽和氣體設備內經加工以產生一或多個包含飽和及不飽和C3及/或C4烴之流。
  9. 如請求項8之方法，其中該一或多個包含飽和及不飽和C3及/或C4烴之流經歷烷基化及/或催化烯烴低聚合過程以產生該回收物烷烴流。
  10. 如請求項9之方法，其中將至少一部分該回收物烷烴流供應至蒸汽裂解設施且在其中經加工以產生回收物熱解汽油流。
  11. 如請求項10之方法，其中將至少一部分該回收物熱解汽油流供應至芳族化合物複合設備內且在其中經加工以產生回收物對二甲苯產物流。
  12. 如請求項1至7中任一項之方法，其中以該回收物熱解氣流之總重量計，該回收物熱解氣流具有10至90重量%、25至90重量%或25至80重量%之C3及/或C4烴含量。
  13. 如請求項1至7中任一項之方法，其中以該回收物熱解氣流之總重量計，該回收物熱解氣流具有至少25重量%、至少40重量%、至少50重量%、至少60重量%、至少70重量%或至少75重量%的組合乙烯及丙烯含量。
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