[发明专利]使用产物再循环将塑料转化成烯烃和芳族化合物产物

说明书

技术领域

本发明涉及通过热解将塑料和其他烃转化为烯烃和芳族化合物。

背景技术

废塑料大部分被转入填埋或被焚烧，其中较小部分被转入循环利用。这些年来，随着法规的增加和对填埋的征税，消费后废料被循环使用或焚烧用于能量回收的百分比正逐渐增加。PlasticsEurope的2009年的统计表明，在欧洲产生大约24.4百万吨的废塑料。其中，通过循环利用(22.6％)或能量回收(31.3％)来处理54％。将塑料转入填埋是大约46.1％。因此，将废塑料处置成填埋正变得越来越困难。

可以根据废塑料的原料循环利用的类别来分类用来产生产物如石脑油、乙烯、丙烯、和芳族化合物的废塑料的热解。随着石脑油价格显著提高，与对更便宜的气态烃进料进行操作的蒸汽裂解装置相比，对石脑油进料进行操作的蒸汽裂解装置处于不利的地位。如果用等效量的来自塑料转化过程，如热解的产物替换进入蒸汽裂解装置的一部分石脑油进料，则对石脑油进料进行操作的蒸汽裂解装置的经济状况将会改善。

为了影响连续的非常大量的蒸汽裂解装置工厂运营的经济状况，必要的是热解过程也是连续的。今天不存在这样的大规模工厂，其在单一步骤中将废塑料直接转化成石油化学产品。世界各地的先前的尝试一直专注于从废塑料生成液体燃料。这些工厂是规模较小的或特性为模块化的。在这样的小规模的工厂中进行的反应还进行较长的停留时间，从而使得它们不太适用于更大规模上的连续操作。一些早期的尝试还集中于从废塑料生成用于蒸汽裂解装置的原料。然而，这些依赖于蒸汽裂解炉成功的可用性。此外，在裂解炉中这些产生的蒸汽裂解装置进料的转化通常将导致产生较高量的甲烷，其是不希望的。

因此，需要用于将塑料直接转化成石油化工产物，如烯烃和芳族化合物的方法，其最大限度地减少甲烷的形成，以及其最大化烯烃和芳族化合物的产率。

发明内容

通过在反应器内引入烃原料和催化剂组合物来实现从原料产生烯烃和芳族化合物的方法，至少一部分的反应器是在420℃至730℃的反应器温度下。催化剂组合物包含流化催化裂化(FCC)催化剂和ZSM-5沸石催化剂，其中ZSM-5沸石催化剂的量占FCC催化剂和ZSM-5沸石催化剂的总重量的大于0wt.％。在反应器内，允许将至少一部分的原料转化成烯烃和芳族化合物中至少一种的产物，至少一些产物包含在液体产物流股中。将至少一部分的液体产物流股引导到以下(A)至(E)的一种或多种，其中：

(A)是催化重整器，在适于生产芳族化合物的条件下，用来形成包含芳族化合物和非芳族化合物的重整产物，并将重整产物引导到分离装置以由至少一部分的重整产物提供富含芳族化合物的分离产物和富含非芳族化合物的分离产物并将富含非芳族化合物的产物再循环到反应器；

(B)是分离装置，用来提供富含芳族化合物的分离产物和富含非芳族化合物的分离产物，并将至少一部分的富含非芳族化合物的分离产物引导到反应器；

(C)是加氢处理装置(hydropressingunit)，在适于加氢处理(hydroprocess)的条件下，用来提供加氢处理产物(hydroprocessedproduct)并将至少一部分的加氢处理产物再循环到反应器；

(D)是分离装置，用来提供富含芳族化合物的分离产物和富含非芳族化合物的分离产物，并在适于加氢处理的条件下将至少一部分的富含非芳族化合物的分离产物作为进料引导到加氢处理装置以提供加氢处理产物，然后将至少一部分的加氢处理产物再循环到反应器；以及

E)是热解反应器，用来提供液体和气体热解产物流股，其中液体产物被分离成富含芳族化合物的产物和富含非芳族化合物的产物，在再循环之前，在具有或没有加氢处理的情况下，将富含非芳族化合物的产物再循环回到反应器。

在某些更具体的实施方式中，FCC催化剂可以由以下至少一种组成：X型沸石、Y型沸石、丝光沸石、八面沸石、纳米晶体沸石、MCM中孔材料、SBA-15、硅铝磷酸盐(silico-aluminophosphate)、磷酸镓、和磷酸钛。

在一些应用中，催化剂组合物的ZSM-5沸石催化剂的量可以占FCC催化剂和ZSM-5沸石催化剂的总重量的10wt.％至50wt.％。在其它应用中，催化剂组合物的ZSM-5沸石催化剂的量可以占FCC催化剂和ZSM-5沸石催化剂的总重量的30wt.％至45wt.％。

在某些实施方式中，至少一部分的反应器可以是在570℃至680℃的反应器温度下。