特表 2023-538032 混合廃プラスチック熱分解油からの商業グレードの超低硫黄ディーゼル生成方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-09-06

(54)【発明の名称】混合廃プラスチック熱分解油からの商業グレードの超低硫黄ディーゼル生成方法

(51)【国際特許分類】

   C10G 1/10 20060101AFI20230830BHJP

【ＦＩ】

C10G1/10

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023511602

(86)(22)【出願日】2021-07-27

(85)【翻訳文提出日】2023-03-20

(86)【国際出願番号】 GB2021051924

(87)【国際公開番号】W WO2022034287

(87)【国際公開日】2022-02-17

(31)【優先権主張番号】2012708.0

(32)【優先日】2020-08-14

(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】523050335

【氏名又は名称】クリーン・プラネット・エナジー・ア・トレイディング・ネイム・オブ・パイロプラスト・エナジー・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110001173

【氏名又は名称】弁理士法人川口國際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】オジョ，アンドリュー

(72)【発明者】

【氏名】スティーブンズ，バーティ

【テーマコード（参考）】

4H129

【Ｆターム（参考）】

4H129AA01

4H129BA04

4H129BB03

4H129BC13

4H129BC15

4H129BC34

4H129BC35

4H129BC37

4H129NA01

4H129NA02

4H129NA04

4H129NA05

4H129NA23

4H129NA31

4H129NA32

4H129NA43

(57)【要約】

本発明は、混合廃プラスチックに由来する熱分解油流を提供するステップと、熱分解油流を分別凝縮に供して、３つの熱分解油留分を得るステップと、熱分解油留分の特性を決定するステップと、所定の製品仕様を有する生成物を得るための水素化品質向上セクションに供給される熱分解油留分の調整された割合を決定するステップと、熱分解油水素化品質向上セクションに調整された割合の熱分解油留分を供給し、水素化品質向上操作を実行するステップと、熱分解油留分の調整された割合及び所定の製品仕様に従って、熱分解油水素化品質向上セクションの１つ以上の制御パラメータを調整するステップと、水素化品質向上セクション出口流を分離し、所定の製品仕様を有する生成物流を得るステップと、を含む、混合廃プラスチック熱分解油を品質向上させる方法を提供する。このようにして、熱分解油の品質向上は、プレミアムな市場価値を達成することができる均一な市販グレードの燃料を得るために、混合プラスチック廃棄物熱分解に由来する熱分解油の特性の大きな変動性に合わせて調整及び適合させることができる。この方法は、太陽光発電エネルギーによって電力供給される水電解によるその場水素発生を含み得る。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

混合廃プラスチック熱分解油を品質向上させる方法であって、
－混合廃プラスチック熱分解に由来する熱分解油流を提供するステップと、
－前記熱分解油流を３段階分別凝縮に供して、重質熱分解油留分、中質熱分解油留分及び軽質熱分解油留分を得るステップと、
－ディーゼル生成物流の１つ以上の特性を取得するステップと、
－所定のディーゼル生成物仕様に可能な限り近い１つ以上の特性を有するディーゼル生成物流を得るための熱分解油水素化品質向上セクションの各ユニットに供給される前記重質熱分解油留分、前記中質熱分解油留分及び／又は前記軽質熱分解油留分の調整された割合を決定するステップと、
－熱分解油水素化品質向上セクションの各ユニットに前記調整された割合で前記重質熱分解油留分、前記中質熱分解油留分及び／又は前記軽質熱分解油留分を供給して、水素化品質向上操作を実行するステップと、
－前記水素化品質向上セクションの各ユニットに供給される前記重質熱分解油留分、前記中質熱分解油留分及び／又は前記軽質熱分解油留分の調整された割合、前記ディーゼル生成物流の前記取得された１つ以上の特性、並びに前記所定のディーゼル生成物仕様に従って、前記熱分解油水素化品質向上セクションの各ユニットの１つ以上の制御パラメータを調整するステップと、
－水素化品質向上セクション出口流を分離して、前記所定のディーゼル生成物仕様に可能な限り近い１つ以上の特性を有するディーゼル生成物流を得るステップと
を含む、方法。

【請求項2】

前記熱分解油流の前記３段階分別凝縮が、前記重質熱分解油留分を分離するための３２０～３４０℃の温度での第１の凝縮を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記熱分解油流の前記３段階分別凝縮が、前記中質熱分解油留分を分離するための１７０～１９０℃の温度での第２の凝縮を含み得る、請求項１又は請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記熱分解油流の前記３段階分別凝縮が、前記軽質熱分解油留分とガス留分とを分離するための４０～６０℃の温度での第３の凝縮を含み得る、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項5】

前記第３の凝縮後に残存するガス留分が、水素化品質向上セクション及び／又は分離のための燃料として使用される、請求項４に記載の方法。

【請求項6】

前記ディーゼル生成物流の１つ以上の特性を取得することが、圧力、温度、流量、ＰＩＯＮＡ分析値、密度、粘度、腐食性、臭素価、流動点、曇り点、硫黄含有量、セタン価及び／又はＳＡＲＡ価の群から選択される１つ以上の特性のインライン又はオフラインのデータ取得を含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項7】

前記重質熱分解油留分、前記中質熱分解油留分及び／又は前記軽質熱分解油留分の１つ以上の特性を取得することを含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項8】

前記重質熱分解油留分、前記中質熱分解油留分及び／又は前記軽質熱分解油留分の１つ以上の特性をそれぞれ取得することが、各熱分解油留分の圧力、温度、流量、ＰＩＯＮＡ分析値、密度、粘度、腐食性、臭素価、流動点、曇り点、硫黄含有量及び／又はＳＡＲＡ価の群から選択される１つ以上の特性のインライン又はオフラインのデータ取得を含む、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記熱分解油水素化品質向上セクションの各ユニットの１つ以上の制御パラメータを調整することが、前記重質熱分解油留分、前記中質熱分解油留分及び／又は前記軽質熱分解油留分の取得された１つ以上の特性に従っても行われる、請求項７又は８に記載の方法。

【請求項10】

所定のディーゼル生成物仕様に可能な限り近い１つ以上の特性を有するディーゼル生成物流を得るための熱分解油水素化品質向上セクションの各ユニットに供給される前記重質熱分解油留分、前記中質熱分解油留分及び／又は前記軽質熱分解油留分の調整された割合を決定するステップが、前記重質熱分解油留分、前記中質熱分解油留分及び／又は前記軽質熱分解油留分の取得された１つ以上の特性を考慮に入れる、請求項７～９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項11】

前記熱分解油水素化品質向上の操作が、前記重質熱分解油留分、前記中質熱分解油留分及び／又は前記軽質熱分解油留分を異なる割合及びそれらの組み合わせで水素化分解及び／又は水素化処理することを含む、請求項１～１０のいずれか一項に記載の方法。

【請求項12】

前記熱分解油水素化品質向上の操作が、前記重質熱分解油留分の少なくとも一部のハイブリッド流体接触分解を含む、請求項１～１１のいずれか一項に記載の方法。

【請求項13】

所定の製品仕様に可能な限り近い１つ以上の特性を有するディーゼル生成物流を得るための熱分解油水素化品質向上セクションに供給される前記重質熱分解油留分、前記中質熱分解油留分及び／又は前記軽質熱分解油留分の調整された割合を決定することと、前記重質熱分解油留分、前記中質熱分解油留分及び前記軽質熱分解油留分の調整された割合並びに前記所定の製品仕様に従って前記熱分解油水素化品質向上セクションの１つ以上の制御パラメータを調整することとが、プログラム可能な処理ユニットを備える動的制御システムによって実施される、請求項１～１２のいずれか一項に記載の方法。

【請求項14】

所定の製品仕様に可能な限り近い１つ以上の特性を有するディーゼル生成物流を得るための熱分解油水素化品質向上セクションに供給される前記重質熱分解油留分、前記中質熱分解油留分及び／又は前記軽質熱分解油留分の調整された割合を決定することと、前記重質熱分解油留分、前記中質熱分解油留分及び前記軽質熱分解油留分の調整された割合並びに前記所定の製品仕様に従って前記熱分解油水素化品質向上セクションの１つ以上の制御パラメータを調整することとが、前記重質熱分解油留分、前記中質熱分解油留分及び／又は前記軽質熱分解油留分の取得された１つ以上の特性を考慮に入れて行われる、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

前記熱分解油水素化品質向上の操作が、太陽エネルギーによって電力供給される水電解によるその場水素発生を含む、請求項１～１４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項16】

水素化品質向上セクション出口流を分離して、所定の製品仕様に可能な限り近い１つ以上の特性を有するディーゼル生成物流を得ることが、１つ以上の水素化品質向上セクション出口流の分別蒸留を含む、請求項１～１５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項17】

混合廃プラスチック熱分解を品質向上させるための混合廃プラスチックリサイクルプラントサブセクションであって、
－混合廃プラスチック熱分解油供給流を提供するための手段と、
－前記熱分解油供給流の３段階分別凝縮を実行し、重質熱分解油留分、中質熱分解油留分及び軽質熱分解油留分を得るための直列に接続された３つの冷却器と、
－少なくとも１つの熱分解油留分又はそれらの組み合わせに対して水素化品質向上操作を実行するための熱分解油水素化品質向上セクションと、
－水素化品質向上セクション出口流を分離して、ディーゼル生成物流を得るための分離ユニットと、
－前記ディーゼル生成物流の１つ以上の特性を取得し、所定のディーゼル生成物仕様に可能な限り近い１つ以上の特性を有するディーゼル生成物流を得るための熱分解油水素化品質向上セクションの各ユニットに供給される前記重質熱分解油留分、前記中質熱分解油留分及び前記軽質熱分解油留分の調整された割合を決定するためと、前記水素化品質向上セクションの各ユニットに供給される前記重質熱分解油留分、前記中質熱分解油留分及び前記軽質熱分解油留分の調整された割合、前記ディーゼル生成物流の前記取得された１つ以上の特性、並びに前記所定のディーゼル生成物仕様に従って、前記熱分解油水素化品質向上セクションの各ユニットの１つ以上の制御パラメータを調整するためとの動的制御システムと
を備える、混合廃プラスチックリサイクルプラントサブセクション。

【請求項18】

動的制御システムが、前記重質熱分解油留分、前記中質熱分解油留分及び前記軽質熱分解油留分の１つ以上の特性を取得又は監視し、所定の製品仕様に可能な限り近い１つ以上の特性を有するディーゼル生成物流を得るための熱分解油水素化品質向上セクションの各ユニットに供給される前記重質熱分解油留分、前記中質熱分解油留分及び前記軽質熱分解油留分の調整された割合を決定し、前記水素化品質向上セクションの各ユニットに供給される前記重質熱分解油留分、前記中質熱分解油留分及び前記軽質熱分解油留分の調整された割合と、前記ディーゼル生成物流の取得された特性並びに前記重質熱分解油留分、前記中質熱分解油留分及び前記軽質熱分解油留分の特性と、前記所定の製品仕様とに従って、前記熱分解油水素化品質向上セクションの各ユニットの１つ以上の制御パラメータを調整するように構成されている、請求項１７に記載の混合廃プラスチックリサイクルプラントサブセクション。

【請求項19】

前記熱分解油水素化品質向上セクションが、水素化処理ユニット及び水素化分解ユニットのうちの少なくとも１つを備える、請求項１７又は１８に記載の混合廃プラスチックリサイクルプラントサブセクション。

【請求項20】

前記熱分解油水素化品質向上セクションが、前記重質熱分解油留分の少なくとも一部を処理するためにハイブリッド流体接触分解ユニットを備える、請求項１７～１９のいずれか一項に記載の混合廃プラスチックリサイクルプラントサブセクション。

【請求項21】

水素を発生するための電気分解装置を備える、請求項１７～２０のいずれか一項に記載の混合廃プラスチックリサイクルプラントサブセクション。

【請求項22】

太陽光発電設備を備える、請求項１７～２１のいずれか一項に記載の混合廃プラスチックリサイクルプラントサブセクション。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、化学工学の一般的な技術分野、より詳細には、従来の石油精製技術を使用して熱分解油を品質向上させることによって商業グレードの燃料を生成するための熱分解による混合廃プラスチックリサイクルの技術分野に属する。

【背景技術】

【0002】

プラスチック廃棄物は、今日、先進社会において大きな環境問題である。プラスチック廃棄物は、その低いかさ密度のために、埋め立て地において大きな体積を占める。先進国では、埋め立てスペースがますます狭くなっており、したがって、埋め立て地に堆積されるプラスチック廃棄物の量を最小限に抑える必要がある。混合プラスチック廃棄物は、家庭内のごみ分別から回収されるため、含有するプラスチックの多様性及びその中に存在する不純物のレベルのために、再利用又はリサイクルが困難である。第三国への輸出又は熱分解による燃料へのその変換を含む、混合プラスチック廃棄物に対処する選択肢は限られている。

【0003】

第三国は、先進国からのプラスチック廃棄物を受け入れることにますます消極的になっており、したがって、混合廃プラスチックを燃料に変換する選択肢が必要になるだけでなく、原油由来燃料への依存を減らすと同時に、海洋などの世界的な生息環境における廃プラスチック汚染を減らす機会にもなり得る。

【0004】

現在、混合廃プラスチックを熱分解によってリサイクルして、それに由来する熱分解油を生成し、後加工をほとんど又は全く伴わずに熱分解ユニットから直接来るものとして販売するいくつかの事業者が存在する。廃プラスチックに由来する未処理又は未加工の熱分解油は、多くの問題又は欠点を呈する：
－それは、点火特性、流動点、粘度及び密度の点で市販グレードの燃料と比較して低品質の燃料である。

【0005】

－それは、プラスチック添加剤に由来するかなりの量の硫黄、窒素、ハロゲン及び金属を含有し、したがって多くの商業グレードの燃料規制に適合しないので、有害又は汚れた燃料である。

【0006】

－それは、その高い酸素含有量のために非常に不安定である。

【0007】

－それは、高度にオレフィン性又は不飽和であり、長期間貯蔵するその能力を低下させる。

【0008】

－その特性は、混合プラスチック廃棄物の組成に依存しすぎるため、非常に変わりやすい。

【0009】

上記のすべての欠点は、廃プラスチック由来の熱分解油を市場価値の低い燃料にし、これにより、混合廃プラスチックリサイクルが投資家にとって魅力のない方法になり、したがって、混合プラスチック廃棄物の問題は、発生する廃プラスチックの量が絶えず増加し、その輸出の選択肢が現在減少しているため、それが対処される必要性が最も高いシナリオでは未解決のままである。

【発明の概要】

【0010】

本発明の第１の態様は、
－混合廃プラスチック熱分解に由来する熱分解油流を提供するステップと、
－熱分解油流を３段階分別凝縮に供して、重質熱分解油留分、中質熱分解油留分及び軽質熱分解油留分を得るステップと、
－ディーゼル生成物流の１つ以上の特性を取得するステップと、
－所定のディーゼル生成物仕様に可能な限り近い１つ以上の特性を有するディーゼル生成物流を得るための熱分解油水素化品質向上セクションの各ユニットに供給される重質熱分解油留分、中質熱分解油留分及び／又は軽質熱分解油留分の調整された割合を決定するステップと、
－熱分解油水素化品質向上セクションの各ユニットに調整された割合で重質熱分解油留分、中質熱分解油留分及び／又は軽質熱分解油留分を供給して、水素化品質向上操作を実行するステップと、
－水素化品質向上セクションの各ユニットに供給される重質熱分解油留分、中質熱分解油留分及び／又は軽質熱分解油留分の調整された割合、ディーゼル生成物流の取得された１つ以上の特性、並びに所定のディーゼル生成物仕様に従って、熱分解油水素化品質向上セクションの各ユニットの１つ以上の制御パラメータを調整するステップと、
－水素化品質向上セクション出口流を分離して、所定の製品仕様に可能な限り近い１つ以上の特性を有するディーゼル生成物流を得るステップと
を含む、混合廃プラスチック熱分解油を品質向上させる方法を提供する。

【0011】

上記の混合廃プラスチック熱分解油を品質向上させる方法の最も重要な利点のうちの１つは、より一貫した特性を有する燃料を得るために熱分解油の特性の大きな変動を排除し、したがってその市場価値を高めることである。

【0012】

別の重要な利点は、非常に少量の硫黄、窒素、ハロゲン、不飽和（二重結合）及び酸素化物を有する燃料である生成物流が生成され、したがって、それは、商業グレードの燃料規制に適合することができ、その超クリーン燃焼のためにプレミアム価格で販売することができるので、高い市場価値を有する商業グレードの燃料製品になることである。

【0013】

熱分解油水素化品質向上の操作は、オレフィン飽和、水素化脱硫、水素化脱窒、水素化脱酸素化、水素化脱金属又は水素化脱金属、水素化脱芳香族化、脱環化並びに分解及び異性化の効果を、処理の重大さに応じて様々な程度まで有する。

【0014】

別の利点は、流動点、潤滑性、点火パラメータなどの点で、生成物流が熱分解油よりも優れた燃料であることであり、したがって、これはまた、そのためのプレミアム価格を得ることを可能にする。

【0015】

これらすべての利点は、混合廃プラスチックのリサイクルの選択肢を魅力的な投資にするために一緒になり、したがって、プラスチック廃棄物汚染における劇的な世界的減少を意味するこのリサイクル技術の世界的な採用をもたらす。

【0016】

熱分解油流の３段階分別凝縮は、重質熱分解油留分を分離するために３２０～３４０℃の温度での第１の凝縮を含み得る。

【0017】

熱分解油流の３段階分別凝縮は、中質熱分解油留分を分離するために１７０～１９０℃の温度での第２の凝縮を含み得る。

【0018】

熱分解油流の３段階分別凝縮は、軽質熱分解油留分とガス留分とを分離するために４０～６０℃の温度での第３の凝縮を含み得る。

【0019】

第３の凝縮後に残ったガス留分は、水素化品質向上セクション及び／又は分離のための燃料として使用され得る。

【0020】

したがって、重質熱分解油留分は、６００～３２０－３４０℃の沸点範囲を有し得、中質熱分解油留分は、３２０－３４１～１７０－１９０℃の沸点範囲を有し得、軽質熱分解油留分は、１７０－１９０～４０－６０℃の沸点範囲を有し得る。

【0021】

ディーゼル生成物流の１つ以上の特性を取得することは、圧力、温度、流量、ＰＩＯＮＡ分析値、密度、粘度、腐食性、臭素価、流動点、曇り点、セタン価、硫黄含有量及び／又はＳＡＲＡ価のような特性のインライン又はオフラインのデータ取得を含み得る。

【0022】

この方法は、それぞれ、重質熱分解油留分、中質熱分解油留分及び／又は軽質熱分解油留分の１つ以上の特性を取得することを含み得、これは、各熱分解油留分の圧力、温度、流量、ＰＩＯＮＡ分析値、密度、粘度、腐食性、臭素価、流動点、曇り点、硫黄含有量、ＳＡＲＡ価などのような特性のインライン又はオフラインのデータ取得を含み得る。

【0023】

この方法は、重質熱分解油留分、中質熱分解油留分及び／又は軽質熱分解油留分の取得された１つ以上の特性にも応じて、熱分解油水素化品質向上セクションの各ユニットの１つ以上の制御パラメータを調整するステップを含み得る。

【0024】

所定のディーゼル生成物仕様に可能な限り近い１つ以上の特性を有するディーゼル生成物流を得るための熱分解油水素化品質向上セクションの各ユニットに供給される重質熱分解油留分、中質熱分解油留分及び／又は軽質熱分解油留分の調整された割合を決定するステップはまた、重質熱分解油留分、中質熱分解油留分及び／又は軽質熱分解油留分の取得された１つ以上の特性を考慮に入れることができる。

【0025】

熱分解油水素化品質向上の操作は、重質熱分解油留分、中質熱分解油留分及び／又は軽質熱分解油留分を異なる割合及び組み合わせで水素化分解及び／又は水素化処理することを含み得る。

【0026】

水素化分解は、典型的には、適切な触媒の存在下で水素に富む雰囲気中で供給流を高温（２６０～４２５℃）及び高圧（３５～２００ｂａｒ）に供することを含む。典型的には、水素化分解は、二重結合が飽和し、硫黄、窒素、酸素及び金属などの他のヘテロ原子が炭化水素鎖から水素によって除去されると同時に大きな炭化水素分子がより小さな分子に分解するように、高い水素分圧下及び高温下で二重機能を有する触媒反応器中で実行される。同時に、芳香族化合物は、飽和して環状化合物になり、いくらかのさらなる分岐が生成され得る。

【0027】

水素化処理は、典型的には、適切な触媒の存在下で水素に富む雰囲気中で供給流を高温及び高圧に供することを含む。典型的には、水素化処理は、二重結合が飽和し、硫黄、窒素、酸素及び金属などの他のヘテロ原子が炭化水素鎖から水素によって著しく分解することなく除去されるように、高い水素分圧下及び高温下のニッケル－モリブデン又はコバルト－モリブデン触媒を用いた触媒反応器中で実行される。同時に、芳香族化合物は、飽和して環状化合物になり、いくらかのさらなる分岐が生成され得る。

【0028】

任意選択的に、熱分解油水素化品質向上の操作は、重質熱分解油留分の少なくとも一部のハイブリッド流体接触分解を含み得る。このようにして、重質熱分解油留分の平均分子量を少なくとも部分的に減少させることによって、工程全体のディーゼル油収率を改善することが可能である。

【0029】

所定の製品仕様を有する生成物流を得るための熱分解油水素化品質向上セクションに供給される重質熱分解油留分、中質熱分解油留分及び／又は軽質熱分解油留分の調整された割合を決定し、重質熱分解油留分、中質熱分解油留分及び軽質熱分解油留分の調整された割合及び所定の製品仕様に従って熱分解油水素化品質向上セクションの１つ以上の制御パラメータを調整することは、プログラム可能な処理ユニットを備える動的制御システムによって実施され得る。

【0030】

熱分解油水素化品質向上の操作は、太陽エネルギーによって電力供給される水電解によるその場水素発生を含み得る。この特徴は、自由なエネルギー源を使用することによって、操作の収益性マージンを増加させるのに役立つ。さらに、太陽エネルギーは、再生可能エネルギー源であり、これにより工程の環境フットプリントが減少する。

【0031】

水素化品質向上セクション出口流を分離して、所定の製品仕様を有する生成物流を得ることは、１つ以上の水素化品質向上セクション出口流の分別蒸留を含み得る。分別蒸留は、典型的には蒸留塔で実施され、その出口流のうちの１つが生成物流である。

【0032】

本発明の第２の態様によれば、
－混合廃プラスチック熱分解油供給流と、
－重質熱分解油留分、中質熱分解油留分及び軽質熱分解油留分を得るために熱分解油供給流の３段階分別凝縮を実行するために直列に接続された３つの冷却器と、
－少なくとも１つの熱分解油留分又はそれらの組み合わせに対して水素化品質向上操作を実行するための熱分解油水素化品質向上セクションと、
－水素化品質向上セクション出口流を分離して生成物流を得るための分離ユニットと、
－ディーゼル生成物流の１つ以上の特性を取得し、所定の製品仕様に可能な限り近い１つ以上の特性を有するディーゼル生成物流を得るための熱分解油水素化品質向上セクションの各ユニットに供給される重質熱分解油留分、中質熱分解油留分及び軽質熱分解油留分の調整された割合を決定するためと、水素化品質向上セクション及び所定の製品仕様の各ユニットに供給される重質熱分解油留分、中質熱分解油留分及び軽質熱分解油留分の調整された割合に従って、熱分解油水素化品質向上セクションの各ユニットの１つ以上の制御パラメータを調整するために構成された動的制御システムと、を備える、混合廃プラスチック熱分解を品質向上させるための混合廃プラスチックリサイクルプラントサブセクションが提供される。

【0033】

上述の混合廃プラスチック熱分解を品質向上させるための混合廃プラスチックリサイクルプラントサブセクションは、本発明の第１の態様に記載の混合廃プラスチック熱分解油を経済的に実行可能な方法で品質向上させる方法を実施するのに適している。それは、供給原料中の熱分解油特性の高い変動性にもかかわらず、市場でプレミアム価格を得るために必要な特性均一性を有する市販グレードの燃料を得ることを可能にする。これは、部分的には、直列に接続された３つの冷却器における分別凝縮による３つの留分の熱分解油流の分割、及び初期熱分解油特性から最終生成物特性を切り離すことを可能にし、したがってオペレータがより均一な市販グレードの生成物を得ることを可能にするこれらの留分のそれぞれの種々の割合の水素化品質向上に起因する。

【0034】

任意選択的に、動的制御システムは、それぞれ、重質熱分解油留分、中質熱分解油留分及び軽質熱分解油留分の１つ以上の特性を取得又は監視するように構成され得る。

【0035】

熱分解油水素化品質向上セクションは、水素化処理ユニット及び水素化分解ユニットのうちの少なくとも１つを備え得る。

【0036】

水素化処理ユニット又は水素化分解ユニットはいずれも、オレフィン飽和、水素化脱硫、水素化脱窒、水素化脱酸素、水素化脱金属又は水素化脱金属、水素化脱芳香族化、脱環化の効果を有し、水素化分解ユニットは、処理の重大さに応じて様々な程度まで分解及び異性化の効果をさらに有する。これらの効果は、酸素化物、不飽和、金属及びヘテロ原子のその含有量が高く、芳香族含有量が中程度であるため、熱分解油に非常に適している。

【0037】

任意選択的に、熱分解油水素化品質向上セクションは、重質熱分解油留分の平均鎖長を短縮することによってディーゼル全体の収率を改善するために、重質熱分解油留分の少なくとも一部を処理するためのハイブリッド流体接触分解ユニットを備え得る。

【0038】

任意選択的に、混合廃プラスチック熱分解を品質向上させるための混合廃プラスチックリサイクルプラントサブセクションは、水素を発生するための電気分解装置を備える。このようにして、水素化処理又は水素化分解を実行するために必要な水素のコストが大幅に低減され、これは方法の経済的実行可能性にとって重要であり得る。

【0039】

任意選択的に、混合廃プラスチック熱分解を品質向上させるための混合廃プラスチックリサイクルプラントサブセクションは、太陽光発電設備を備える。このようにして、水素化処理又は水素化分解のために水素を発生するのに必要な電気コストが大幅に削減され、これは方法の経済的実行可能性にとって重要であり得る。さらに、再生可能エネルギーから発電することにより、混合廃プラスチック熱分解を品質向上させるための混合廃プラスチックリサイクルプラントサブセクションの環境フットプリントが大幅に低減される。

【図面の簡単な説明】

【0040】

【図1】本発明の第１の実施形態による、混合廃プラスチック熱分解油を品質向上させるための混合廃プラスチックリサイクルプラントサブセクションの流れ図である。

【図2】本発明の第２の実施形態による、混合廃プラスチック熱分解油を品質向上させるための混合廃プラスチックリサイクルプラントサブセクションの流れ図である。

【図3】本発明の第３の実施形態による混合廃プラスチック熱分解油を品質向上させるための混合廃プラスチックリサイクルプラントサブセクションの流れ図である。

【図4】本発明の第４の実施形態による、混合廃プラスチック熱分解油を品質向上させるための混合廃プラスチックリサイクルプラントサブセクションの流れ図である。

【発明を実施するための形態】

【0041】

本発明のいくつかの実施形態を以下に詳細に説明する：
図１を参照すると、本発明の実施形態による混合廃プラスチック熱分解を品質向上させるための混合廃プラスチックリサイクルプラントサブセクション１０の流れ図が示されている。混合廃プラスチックリサイクルプラントサブセクションは、混合廃プラスチック熱分解ユニットから来る熱分解油供給流１２を含む。

【0042】

熱分解油は、液体状態の重質熱分解油留分１６を分離するために３２０～３４０℃の温度に保たれた第１の冷却器１４に供給される。第１の冷却器１４のガス状出口１８は、液体状態の中質熱分解油留分２２を分離するために１７０～１９０℃の範囲の温度に保たれた第２の冷却器２０に供給される。第２の冷却器２０のガス状出口２４は、液体状態の軽質熱分解油留分２８を分離するために４０～６０℃の範囲の温度に保たれた第３の冷却器２６に供給される。第３の冷却器２６のガス状出口３０は、熱分解油水素化品質向上セクション３２のための熱を生成するための燃料として使用される。

【0043】

熱分解油水素化品質向上セクション３２は、ハイブリッド流体接触分解ユニット３４及び水素化処理ユニット３８を備える。重質熱分解油留分１６は、ハイブリッド流体接触分解ユニット３４に供給されるのに対して、中質熱分解油留分２２は、部分的にハイブリッド流体接触分解ユニット３４に供給され、部分的に水素化処理ユニット３８に供給される。熱分解油軽質留分２８は、中質熱分解油留分２２の一部及びハイブリッド流体接触分解ユニット出口流４２と共に水素化処理ユニット３８に供給される。水素化処理ユニット出口流４４は、蒸留塔４６に供給されて、熱分解油水素化品質向上セクション３２に動力供給するための燃料として使用される煙道ガス流４８、超低硫黄ナフサ流５０、超低硫黄ディーゼル流５２及び超低硫黄燃料油流５４を得る。超低硫黄ナフサ流５０、超低硫黄ディーゼル流５２及び超低硫黄燃料油流５４は、特性調整をほとんど又は全く伴わずにプレミアム価格で商品化することができる。

【0044】

混合廃プラスチックリサイクルプラントサブセクション１０は、ディーゼル生成物流５２のセタン価、密度及び粘度を取得又は監視し、１５℃での８２０～８４５ｋｇ／ｍ^３の密度、４０℃での２．５～４ｍｍ^２／ｓの粘度、１０ｍｇ／ｋｇ未満の硫黄含有量及び５１を超えるセタン価の製品仕様に可能な限り近い密度、セタン価及び粘度を有する超低硫黄ディーゼル流５２を得るための熱分解油水素化品質向上セクション３２の各ユニット３４、３８にそれぞれ供給される中質熱分解油留分２２の割合を決定するため、並びに熱分解油水素化品質向上セクション３２の各ユニット３４、３８に供給される重質熱分解油留分１６、中質熱分解油留分２２及び軽質熱分解油留分２８の調整された割合、並びに上記で取得されたディーゼル生成物特性及び所定のディーゼル生成物仕様に従って、水素化品質向上セクション３２中の各ユニット３４、３８の温度、圧力、滞留時間及び水素流のうちの１つ以上を調整又は制御するために構成された制御システム（図示せず）を備える。

【0045】

図２を参照すると、本発明の別の実施形態による混合廃プラスチック熱分解を品質向上させるための混合廃プラスチックリサイクルプラントサブセクション１００の流れ図が示されている。混合廃プラスチックリサイクルプラントサブセクション１００は、混合廃プラスチック熱分解ユニット（図示せず）から来る熱分解油供給流１１２を含む。

【0046】

熱分解油は、液体状態の重質熱分解油留分１１６を分離するために３２０～３４０℃の温度に保たれた第１の冷却器１１４に供給される。第１の冷却器１１４のガス状出口１１８は、液体状態の中質熱分解油留分１２２を分離するために１７０～１９０℃の範囲の温度に保たれた第２の冷却器１２０に供給される。第２の冷却器１２０のガス状出口１２４は、液体状態の軽質熱分解油留分１２８を分離するために４０～６０℃の範囲の温度に保たれた第３の冷却器１２６に供給される。第３の冷却器１２６のガス状出口１３０は、熱分解油水素化品質向上セクション１３２のための熱を生成するための燃料として使用される。

【0047】

熱分解油水素化品質向上セクション１３２は、水素化処理ユニット１３８を備える。重質熱分解油留分１１６は、水素化処理ユニット１３８に部分的に供給され、低硫黄燃料油生成物流１５４と部分的に混合されるのに対して、中質熱分解油留分１２２は、水素化処理ユニット１３８に完全に供給され、熱分解油軽質留分１２８は、中質熱分解油留分１２２及び重質熱分解油留分１１６の一部と共に水素化処理ユニット１３８に部分的に供給され、低硫黄ナフサ生成物流１５０と部分的に混合される。水素化処理ユニット出口流１４４は、蒸留塔１４６に供給されて、熱分解油水素化品質向上セクション１３２に動力供給するための燃料として使用される煙道ガス流１４８、低硫黄ナフサ流１５０、超低硫黄ディーゼル流１５２及び低硫黄燃料油流１５４を得る。低硫黄ナフサ流１５０、超低硫黄ディーゼル流１５２及び低硫黄燃料油流１５４は、特性調整をほとんど又は全く伴わずにプレミアム価格で商品化することができる。

【0048】

混合廃プラスチックリサイクルプラントサブセクション１００は、超低硫黄ディーゼル流１５２のセタン価、密度及び粘度を取得し、１５℃で８２０～８４５ｋｇ／ｍ^３の密度、４０℃で２．５～４ｍｍ^２／ｓの粘度、１０ｍｇ／ｋｇ未満の硫黄含有量及び５１を超えるセタン価に可能な限り近い密度、粘度及びセタン価を有する超低硫黄ディーゼル流１５２を得るための熱分解油水素化品質向上セクション１３２の水素化処理ユニット１３８に中質熱分解油留分１２２と共に、それぞれ供給される重質熱分解油留分１１６及び軽質熱分解油留分１２８の割合を決定するため、並びに水素化品質向上セクション３２の前記ユニット１３８に供給される重質熱分解油留分１１６、中質熱分解油留分１２２及び軽質熱分解油留分１２８の調整された割合、取得された超低硫黄ディーゼル生成物流１５２の特性及び上記の所定のディーゼル生成物仕様に従って、熱分解油水素化品質向上セクション１３２中の水素化処理ユニット１３８の温度、圧力、滞留時間及び水素流を調整又は制御するために構成された動的制御システム（図示せず）を備える。

【0049】

図３を参照すると、本発明の別の実施形態による混合廃プラスチック熱分解を品質向上させるための混合廃プラスチックリサイクルプラントサブセクション２００の流れ図が示されている。混合廃プラスチックリサイクルプラントサブセクション２００は、混合廃プラスチック熱分解ユニット（図示せず）から来る熱分解油供給流２１２を含む。

【0050】

熱分解油は、液体状態の重質熱分解油留分２１６を分離するために３２０～３４０℃の温度に保たれた第１の冷却器２１４に供給される。第１の冷却器２１４のガス状出口２１８は、液体状態の中質熱分解油留分２２２を分離するために１７０～１９０℃の範囲の温度に保たれた第２の冷却器２２０に供給される。第２の冷却器２２０のガス状出口２２４は、液体状態の軽質熱分解油留分２２８を分離するために４０～６０℃の範囲の温度に保たれた第３の冷却器２２６に供給される。第３の冷却器２２６のガス状出口２３０は、熱分解油水素化品質向上セクション２３２のための熱を生成するための燃料として使用される。

【0051】

熱分解油水素化品質向上セクション２３２は、２つの水素化処理ユニット２３６、２３８及び水素化分解ユニット２３４を備える。重質熱分解油留分２１６は、中質熱分解油留分２２２ａの一部と共に第１の水素化処理ユニット２３６に供給されるのに対して、中質熱分解油留分２２２ｂの他の部分は、軽質熱分解油留分２２８と共に第２の水素化処理ユニット２３８に供給される。第１の水素化処理ユニット出口流２４０は、水素化分解ユニット２３４に供給される。水素化分解ユニット出口流２４２は、第２の水素化処理ユニット出口流２４４と共に蒸留塔２４６に供給されて、熱分解油水素化品質向上セクション２３２に動力供給するための燃料として使用される煙道ガス流２４８、超低硫黄ナフサ流２５０、超低硫黄ディーゼル流２５２及び超低硫黄燃料油流２５４を得る。超低硫黄ナフサ流２５０、超低硫黄ディーゼル流２５２及び超低硫黄燃料油流２５４は、特性調整をほとんど又は全く伴わずにプレミアム価格で商品化することができる。

【0052】

混合廃プラスチックリサイクルプラントサブセクション２００は、超低硫黄ディーゼル生成物流２５２のセタン価、密度及び粘度を取得又は監視し、１５℃で８２０～８４５ｋｇ／ｍ^３の密度、４０℃で２．５～４ｍｍ^２／ｓの粘度、１０ｍｇ／ｋｇ未満の硫黄含有量及び５１を超えるセタン価に可能な限り近い密度、粘度及びセタン価を有する超低硫黄ディーゼル生成物流２５２を得るための熱分解油水素化品質向上セクション２３２の各水素化処理ユニット２３６、２３８にそれぞれ供給される中質熱分解油留分２２２の割合を決定するため、並びに水素化品質向上セクション２３２の各水素化処理ユニット２３６、２３８に供給される重質熱分解油留分２１６、中質熱分解油留分２２２及び軽質熱分解油留分２２８の割合、取得された超低硫黄ディーゼル生成物流２５２の特性及び上記の所定のディーゼル生成物仕様に従って、熱分解油水素化品質向上セクション２３２中の各ユニット２３４、２３６、２３８の温度、圧力、滞留時間及び水素流を調整又は制御するために構成された動的制御システム（図示せず）を備える。

【0053】

図４を参照すると、本発明の実施形態による混合廃プラスチック熱分解を品質向上させるための混合廃プラスチックリサイクルプラントサブセクション３００の流れ図が示されている。混合廃プラスチックリサイクルプラントサブセクション３００は、混合廃プラスチック熱分解ユニット（図示せず）から来る熱分解油供給流３１２を含む。

【0054】

熱分解油は、液体状態の重質熱分解油留分３１６を分離するために３２０～３４０℃の温度に保たれた第１の冷却器３１４に供給される。第１の冷却器３１４のガス状出口３１８は、液体状態の中質熱分解油留分３２２を分離するために１７０～１９０℃の範囲の温度に保たれた第２の冷却器３２０に供給される。第２の冷却器３２０のガス状出口３２４は、液体状態の軽質熱分解油留分３２８を分離するために４０～６０℃の範囲の温度に保たれた第３の冷却器３２６に供給される。第３の冷却器３２６のガス状出口３３０は、熱分解油水素化品質向上セクションのための熱を生成するための燃料として使用される。

【0055】

熱分解油水素化品質向上セクション３３２は、ハイブリッド流体接触分解ユニット（ＨＦＣＣ）３３６及び水素化処理ユニット３３８を備える。重質熱分解油留分３１６は、ＨＦＣＣユニット３３６に完全に供給されるのに対して、中質熱分解油留分３２２は、ＨＦＣＣユニット出口流３４０及び軽質熱分解油留分３２８ａの一部と共に水素化処理ユニット３３８に完全に供給されるのに対して、軽質熱分解油留分３２８ｂの残りの部分は、低硫黄ナフサ流３５０と混合される。水素化処理ユニット出口流３４４は、蒸留塔３４６に供給されて、熱分解油水素化品質向上セクション３３２に動力供給するための燃料として使用される煙道ガス流３４８、低硫黄ナフサ流３５０、超低硫黄ディーゼル流３５２及び低硫黄燃料油流３５４を得る。低硫黄ナフサ流３５０、超低硫黄ディーゼル流３５２及び低硫黄燃料油流３５４は、特性調整をほとんど又は全く伴わずにプレミアム価格で商品化することができる。

【0056】

混合廃プラスチックリサイクルプラントサブセクション３００は、超低硫黄ディーゼル生成物流３５２のセタン価、密度及び粘度を取得又は監視し、１５℃で８２０～８４５ｋｇ／ｍ^３の密度、４０℃で２．５～４ｍｍ^２／ｓの粘度、１０ｍｇ／ｋｇ未満の硫黄含有量及び５１を超えるセタン価に可能な限り近い密度、粘度及びセタン価を有する超低硫黄ディーゼル生成物流３５２を得るための熱分解油水素化品質向上セクション３３２の水素化処理ユニット３３８に供給される軽質熱分解油留分３２８ａの割合を決定するため、並びに水素化品質向上セクション３３２の各ユニット３３６、３３８に供給される重質熱分解油留分３１６、中質熱分解油留分３２２及び軽質熱分解油留分３２８の相対的割合、取得された超低硫黄ディーゼル流２５２の特性及び上記の所定のディーゼル生成物仕様に従って、熱分解油水素化品質向上セクション３３２中の各ユニット３３６、３３８の温度、圧力、滞留時間及び水素流を調整又は制御するために構成された動的制御システム（図示せず）を備える。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【国際調査報告】