[发明专利]利用温度控制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

一种由塑料原料生产烯烃和芳族化合物的方法，上述方法通过以下步骤执行：在反应器内引入塑料原料和催化剂组合物(其适用于将塑料原料转化成烯烃和芳族化合物中至少一种)，其中反应器具有用于引入塑料原料和催化剂组合物的至少一个入口以及具有用于从反应器移开反应产物的至少一个出口(其沿着具有在至少一个入口和至少一个出口之间长度L的反应器流动路径与至少一个入口隔开)。在位于或邻近所述至少一个入口在离开至少一个入口0.3L或更小的温度监测距离处的至少一个位置处监测反应器中的温度。响应于来自所述至少一个位置的一个或多个监测温度，修改一个或多个参数。在反应器内，至少一部分的塑料原料被允许转化成烯烃和芳族化合物中至少一种。从反应器的至少一个出口移开包含烯烃和芳族化合物的所述至少一种的产物流股。

在具体实施方式中，一个或多个参数可以包括修改以下(a)至(d)的一种或多种，其中a)是引入至少一个入口的催化剂组合物；b)是催化剂组合物进入至少一个入口的流动速率；c)是塑料原料进入至少一个入口的流动速率；以及d)是进入反应器的热量输入。

在一些应用中，监测温度可以包括在至少两个位置处监测反应器中的温度，其中上述至少两个位置是位于或邻近所述至少一个入口在离开至少一个入口0.3L或更小的温度监测距离处，在反应器内，上述至少两个位置以彼此纵向或横向至少一种方式隔开。在某些情况下，上述至少两个位置被纵向隔开以及在其它情况下上述至少两个位置被横向隔开。

在某些实施方式中，监测温度可以包括在至少三个位置处监测反应器中的温度，其中上述至少三个位置是位于或邻近所述至少一个入口在离来至少一个入口0.3L或更小的温度监测距离处，在反应器内，上述至少三个位置以彼此纵向或横向至少一种方式隔开。

温度的监测可以包括在至少一个其它位置处监测温度，其中上述至少一个其它位置是在离开至少一个入口大于0.3L的温度监测距离处。

在进一步的变体中，温度监测距离可以是离开至少一个入口0.2L或更小。在其它变体中，温度监测距离可以是离开至少一个入口0.1L或更小。

在某些情况下，可以作为分开的进料将塑料原料和催化剂组合物引入至少一个入口。在其它情况下，作为混合物，将塑料原料和催化剂组合物引入至少一个入口。

在特定的应用中，来自至少一个位置的监测温度被加权以及加权温度与所期望的产物产率相关并且用于修改一个或多个参数。