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特表2024-501057廃プラスチックおよび廃プラスチックからの熱分解油の処理方法
(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】2024-01-10
(54)【発明の名称】廃プラスチックおよび廃プラスチックからの熱分解油の処理方法
(51)【国際特許分類】
C10G 69/06 20060101AFI20231227BHJP
【ＦＩ】
C10G69/06
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023539817
(86)(22)【出願日】2021-11-24
(85)【翻訳文提出日】2023-08-28
(86)【国際出願番号】 IB2021060940
(87)【国際公開番号】W WO2022144627
(87)【国際公開日】2022-07-07
(31)【優先権主張番号】63/131,284
(32)【優先日】2020-12-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】508171804
【氏名又は名称】サビック グローバル テクノロジーズ ベスローテン フェンノートシャップ
(74)【代理人】
【識別番号】110001818
【氏名又は名称】弁理士法人Ｒ＆Ｃ
(72)【発明者】
【氏名】ゴイエヌー，ニコラス
(72)【発明者】
【氏名】ヴェラスコ・ペラエス，ラウル
(72)【発明者】
【氏名】シャッカー，ロバート
(72)【発明者】
【氏名】ナラヤナスワミー，ラヴィチャンダー
(72)【発明者】
【氏名】アスタナ，ナヴィン
(72)【発明者】
【氏名】スタニスラウス，アレクサンダー
【テーマコード（参考）】
4H129
【Ｆターム（参考）】
4H129AA03
4H129CA09
4H129CA10
4H129CA22
4H129KA02
4H129KA05
4H129MA01
4H129MA02
4H129MA03
4H129MA07
4H129MA13
4H129MB02A
4H129MB02C
4H129MB03A
4H129MB13B
4H129NA20
4H129NA26
4H129NA43
(57)【要約】
プラスチック由来の熱分解油を処理するためのシステムおよび方法が開示される。プラスチック由来の熱分解油および／またはプラスチックが、プロピレンを含むガス流および液体流を生成するのに十分な反応条件下で、接触分解ユニットおよび／または熱分解ユニットにおいて、処理される。前記液体流は、さらに処理されて、さらなるプロピレンを生成する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
熱分解油を処理する方法であって、接触分解ユニット、水素化分解ユニット、および／または熱分解ユニットにおいて、プロピレンを含むガス流および沸点範囲が３５～４００℃の液体流を生成するのに十分な反応条件下で、プラスチックの熱分解から得られた熱分解油を処理するステップと、
前記液体流を処理してさらなるプロピレンを生成するステップと、を含む方法。
【請求項2】
前記液体流が、ナフサの沸点範囲を有する炭化水素流を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記処理が、前記液体流を水素化処理して、水素化処理された液体流を生成するステップと、
前記水素化処理された液体流を、水蒸気分解装置において水蒸気分解して、さらなるプロピレンを生成するステップと、を含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項4】
前記水蒸気分解ステップの前に、前記水素化処理された液体流を、芳香族化合物抽出ユニットにおいて処理して芳香族化合物を除去することをさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項5】
前記水蒸気分解ステップが、さらにエチレン、ベンゼン、トルエン、およびキシレンを生成する、請求項３に記載の方法。
【請求項6】
前記ベンゼンおよび少なくとも一部のプロピレンを使用してクメンを生成し、該クメンを使用してポリカーボネートを生成し、前記ベンゼンおよび少なくとも一部のエチレンを使用してエチルベンゼンを生成し、該エチルベンゼンを続いて脱水素してスチレンを生成する、請求項５に記載の方法。
【請求項7】
前記スチレンを使用して、ポリスチレン、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、アクリロニトリル樹脂（ＳＡＮ）、またはスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）を生成する、請求項６に記載の方法。
【請求項8】
前記プラスチックが、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミド（ＰＡ）およびポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）およびアクリロニトリル／ブタジエンスチレンコポリマー（ＡＢＳ）、またはそれらの組み合わせを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項9】
前記熱分解油を真空軽油と混合して第１の熱分解油ブレンドを形成し、該第１の熱分解油ブレンドを前記接触分解ユニットにおいて処理する、請求項１に記載の方法。
【請求項10】
前記熱分解油を真空残油と混合して第２の熱分解油ブレンドを形成し、該第２の熱分解油ブレンドを前記熱分解ユニットにおいて処理する、請求項１に記載の方法。
【請求項11】
プロピレンを、ポリプロピレンを生成するための原料として使用する、請求項１に記載の方法。
【請求項12】
前記接触分解ユニットが流動接触分解装置を含み、該流動接触分解装置が４５０～７５０℃の反応温度および１～６ｂａｒａの反応圧力で操作される、請求項１に記載の方法。
【請求項13】
前記熱分解ユニットが、ビスブレーカーおよび／またはディレイドコーカー、あるいはさらなる分解段階を備えた強度熱分解ユニットを含み、該熱分解ユニットが３５０～９００℃の反応温度および１～６ｂａｒａの反応圧力で操作される、請求項１に記載の方法。
【請求項14】
前記水素化処理装置が、１５０～４５０℃の温度、２０～１２０ｂａｒｇの反応圧力、および１５～１００ｂａｒｇの水素分圧で操作される、請求項１に記載の方法。
【請求項15】
プラスチックを処理する方法であって、熱分解ユニットにおいて、プロピレンを含むガス流および沸点範囲３５～４００℃を有する液体流を生成するのに十分な反応条件下で、プラスチックを熱分解するステップと、
前記液体流を処理してさらなるプロピレンを生成するステップと、を含む方法。
【請求項16】
前記熱分解ステップが、熱分解軽油および、熱分解軽質ガスを含む熱分解軽質ガス流をさらに生成する、請求項１５に記載の方法。
【請求項17】
水素化処理ユニットにおいて、前記熱分解軽油を水素化処理して水素化処理軽油を生成するステップと、前記水素化処理軽油を接触分解して、沸点範囲が３５～４００℃のナフサを含む第２の液体流を生成するステップと、
軽質ガスを接触分解するステップと、をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項18】
原油からの真空残油を前記熱分解ユニットに供給するステップと、真空軽油を前記水素化処理ユニットに供給するステップと、をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項19】
前記液体流および前記第２の液体流をさらに処理してベンゼンおよび軽質オレフィンを生成する、請求項１７に記載の方法。
【請求項20】
前記接触分解軽質ガスおよび前記熱分解軽質ガスをさらに処理してエチレンおよびプロピレンを生成する、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０２０年１２月２８日に出願された米国仮特許出願第６３／１３１，２８４号に対する優先権の利益を主張し、その全内容は参照により全体として本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０２０年１２月２８日に出願された米国仮特許出願第６３／１３１，２８４号に対する優先権の利益を主張し、その全内容は参照により全体として本明細書に組み込まれる。
【0002】
本発明は一般に、軽質オレフィンおよびポリマーを生成するためのシステムおよび方法に関する。より具体的には、本発明は、プラスチックを原料として使用して軽質オレフィンおよび環状ポリマーを生成するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【0003】
毎年、何百万トンものプラスチック廃棄物が発生する。廃プラスチックは、適切にリサイクルまたは回収されないと、深刻な環境問題を引き起こす可能性がある。過去数十年にわたり、プラスチックを再利用するための多くのプロセスが検討されてきた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来、プラスチック廃棄物が熱分解されて、主として燃料として使用される炭化水素の混合物である熱分解油が生成される。しかし、燃料としての熱分解油の市場価値は比較的低いため、プラスチック廃棄物の熱分解の経済的実行可能性は制限されている。さらに、生成された熱分解油には、燃料として直接燃焼すると環境汚染を引き起こす可能性がある塩素などのヘテロ原子汚染物質が依然として含まれていることがよくある。
【0005】
全体として、プラスチック廃棄物を再利用するプロセスは存在するが、従来のプロセスに伴う前述の欠点を考慮すると、この分野における改善の必要性は依然として存在する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
（発明の簡単な概要）
プラスチック廃棄物の再利用プロセスに関連する上述の問題の少なくとも一部に対する解決策が発見された。前記解決策は、軽質オレフィンおよび芳香族化合物を生成するためにプラスチックから得られる熱分解油を処理するシステムおよび方法にある。これは、プラスチック由来の熱分解油の価値を高めるのに有益である。
プラスチック廃棄物の再利用プロセスに関連する上述の問題の少なくとも一部に対する解決策が発見された。前記解決策は、軽質オレフィンおよび芳香族化合物を生成するためにプラスチックから得られる熱分解油を処理するシステムおよび方法にある。これは、プラスチック由来の熱分解油の価値を高めるのに有益である。
【0007】
さらに、前記開示された方法は、前記熱分解油からヘテロ原子を除去するように構成された水素化処理ステップを含むことができ、それによって前記熱分解油からのヘテロ原子による環境への悪影響を軽減することができる。さらに、前記生成された軽質オレフィンをさらに処理して環状ポリオレフィンを生成することができ、生成されたベンゼンおよび少なくとも一部のプロピレンを使用してクメン、フェノール、アセトン、ビスフェノールＡ（ＢＰＡ）を生成することができ、また生成されたベンゼンおよび少なくとも一部のエチレンを使用してスチレンを生成することができ、これにより、高価値の化学物質を生成するための原料としてのプラスチック由来熱分解油の価値がさらに高まる。したがって、開示される本発明のシステムおよび方法は、プラスチック由来の熱分解油を処理するための従来のシステムおよび方法に関連する問題に対する技術的解決策を提供する。
【0008】
本発明の実施形態は、熱分解油を処理する方法を含む。この方法は、接触分解ユニットおよび／または熱分解ユニットにおいて、プロピレンを含むガス流および沸点範囲３５～４００℃の液体流を生成するのに十分な反応条件下で、プラスチックの熱分解から得られた熱分解油を処理することを含む。この方法は、液体流を処理してさらなるプロピレンを生成することを含む。
【0009】
本発明の実施形態は、プラスチックを処理する方法を含む。この方法は、熱分解油を生成するのに十分な反応条件下でプラスチックを熱分解することを含む。この方法は、接触分解ユニットおよび／または熱分解ユニットにおいて、プロピレンを含むガス流および沸点範囲が３５～４００℃のナフサ流を生成するのに十分な反応条件下で、熱分解油の少なくとも一部を処理することを含む。この方法は、ナフサ流を水素化処理して、水素化処理されたナフサ流を生成することを含む。この方法は、水蒸気分解装置において、水素化処理されたナフサ流を水蒸気分解して、さらなるプロピレンを生成することを含む。
【0010】
本発明の実施形態は、プラスチックを処理する方法を含む。この方法は、プロピレンを含むガス流および３５～４００℃の沸点範囲を有する液体流を生成するのに十分な反応条件下でプラスチックを熱分解することを含む。この方法は、液体流を処理して、さらなるプロピレンを生成することを含む。
【0011】
以下には、本明細書全体で使用されるさまざまな用語や語句の定義が含まれる。
【0012】
「約」または「およそ」という用語は、当業者によって理解されるものに近いものとして定義される。一つの非限定的な実施形態において、この用語は、１０％以内、好ましくは５％以内、より好ましくは１％以内、最も好ましくは０．５％以内であるように定義される。
【0013】
「重量％」、「体積％」または「モル％」という用語は、それぞれ、成分を含む材料の総重量、総体積、または総モルに基づく、成分の重量、体積、またはモル百分率を指す。非限定的な例において、１００モルの材料中の１０モルの成分は、１０モル％の成分である。
【0014】
「実質的に」という用語およびその変形は、１０％以内、５％以内、１％以内、または０．５％以内の範囲を含むと定義される。
【0015】
「阻害する」もしくは「低減する」もしくは「予防する」もしくは「回避する」という用語、またはこれらの用語の任意の変形は、特許請求の範囲および／または明細書で使用される場合、所望の結果を達成するための任意の測定可能な減少または完全な阻害を含む。
【0016】
「有効な」という用語は、明細書および／または特許請求の範囲で使用される場合、所望の、予想される、または意図された結果を達成するのに十分であることを意味する。
【0017】
「環状ポリマー」および／または「環状ポリオレフィン」という用語は、明細書および／または特許請求の範囲で使用される場合、全体的または部分的に再生されたプラスチックを使用して生成される材料を意味する。
【0018】
特許請求の範囲または明細書で「含む」、「包含する」、「備える」、または「有する」という用語と組み合わせて使用される「ａ」または「ａｎ」という用語の使用は、「一つの」を意味する場合があるが、「一つ以上」、「少なくとも一つ」、および「一つ以上」の意味とも一致する。
【0019】
「含む」（および「含む」や「含む」などのあらゆる形式の「含む」）、「有する」（および「有する」や「有する」などのあらゆる形式の「有する」）、「包含する」（および「包含する」や「包含する」などのあらゆる形式の「包含する」）または「備える」（および「備える」や「備える」などのあらゆる形式の「備える」）は包括的または無制限であり、追加の言及されていない要素や方法ステップを除外するものではない。
【0020】
本発明の方法は、本明細書全体にわたって開示される特定の成分、成分、組成物などを「含む」、「本質的にからなる」、または「からなる」ことができる。
【0021】
「主に」という用語は、明細書および／または特許請求の範囲で使用される場合、５０重量％、５０モル％、および５０体積％のいずれよりも大きいことを意味する。例えば、「主として」には、５０．１重量％～１００重量％およびそれらの間のすべての値および範囲、５０．１モル％～１００モル％およびそれらの間のすべての値および範囲、または５０．１体積％～１００体積％、およびその間のすべての値と範囲が含まれ得る。
【0022】
本発明の他の目的、特徴および利点は、以下の図、詳細な説明、および実施例から明らかになるであろう。しかしながら、図面、詳細な説明、および実施例は、本発明の特定の実施形態を示しているが、例示のみを目的としており、限定を意図するものではないことを理解されたい。さらに、本発明の精神および範囲内の変更および修正は、この詳細な説明から当業者には明らかになるであろうことが企図される。さらなる実施形態では、特定の実施形態の特徴を他の実施形態の特徴と組み合わせることができる。例えば、一実施形態の特徴を他の実施形態のいずれかの特徴と組み合わせることができる。さらなる実施形態では、本明細書に記載の特定の実施形態に追加の特徴を追加することができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
より完全な理解のために、添付の図面と併せて以下の説明を参照する。
【発明を実施するための形態】
【0024】
（発明の詳細な説明）
現在、プラスチック由来熱分解油を生成するために熱分解によって処理されたプラスチック廃棄物は、価値の低い燃料として使用および販売されているため、プラスチック廃棄物の再利用価値は低い。さらに、プラスチック由来の熱分解油にはヘテロ原子が含まれており、熱分解油を燃料として直接燃焼させると環境に悪影響を与える可能性がある。本発明は、これらの問題の少なくともいくつかに対する解決策を提供する。この解決策は、接触分解、熱分解、および／または水蒸気分解によって軽質オレフィンおよび芳香族化合物を生成することを含む、プラスチック由来の熱分解油を処理する方法を前提としており、その結果、プラスチック由来の熱分解油の価値が高くなる。さらに、この方法は、一つ以上のプロセス流を水素化処理してヘテロ原子を除去し、それによって熱分解油の環境への悪影響を軽減することを含むことができる。本発明のこれらおよび他の非限定的な態様については、以下のセクションでさらに詳細に説明する。
現在、プラスチック由来熱分解油を生成するために熱分解によって処理されたプラスチック廃棄物は、価値の低い燃料として使用および販売されているため、プラスチック廃棄物の再利用価値は低い。さらに、プラスチック由来の熱分解油にはヘテロ原子が含まれており、熱分解油を燃料として直接燃焼させると環境に悪影響を与える可能性がある。本発明は、これらの問題の少なくともいくつかに対する解決策を提供する。この解決策は、接触分解、熱分解、および／または水蒸気分解によって軽質オレフィンおよび芳香族化合物を生成することを含む、プラスチック由来の熱分解油を処理する方法を前提としており、その結果、プラスチック由来の熱分解油の価値が高くなる。さらに、この方法は、一つ以上のプロセス流を水素化処理してヘテロ原子を除去し、それによって熱分解油の環境への悪影響を軽減することを含むことができる。本発明のこれらおよび他の非限定的な態様については、以下のセクションでさらに詳細に説明する。
【0025】
（Ａ．プラスチックを処理するためのシステム）
本発明の実施形態において、プラスチックを処理して軽質オレフィン、芳香族化合物、および／またはポリマーを含む高価値の化学物質を生成するためのシステムは、接触分解ユニット、水素化分解ユニット、熱分解ユニット、水蒸気分解ユニット、およびポリマープラントを備えることができる。図１Ａを参照すると、熱分解油を処理するために使用されるシステム１００の概略図が示されている。
本発明の実施形態において、プラスチックを処理して軽質オレフィン、芳香族化合物、および／またはポリマーを含む高価値の化学物質を生成するためのシステムは、接触分解ユニット、水素化分解ユニット、熱分解ユニット、水蒸気分解ユニット、およびポリマープラントを備えることができる。図１Ａを参照すると、熱分解油を処理するために使用されるシステム１００の概略図が示されている。
【0026】
本発明の実施形態によれば、システム１００は、第１の熱分解油流１１の熱分解油および／または真空軽油流１２を分解して、（１）Ｃ３炭化水素を含む接触分解軽質流１３および（２）ナフサを含む第１の液体流１４を生成するように構成されている接触分解ユニット１０１を備える。本発明の実施形態において、接触分解ユニット１０１は、流動接触分解装置および／または水素化分解装置を含む。接触分解ユニット１０１は、アルミナ、アルミノケイ酸塩、ゼオライト、Ｘ型ゼオライト、Ｙ型ゼオライト、ＵＳＹゼオライト、モルデナイト、フォージャサイト、ナノ結晶性ゼオライト、ＭＣＭメソ多孔質材料、ＳＢＡ－１５、シリコアルミノホスフェート、ガリウムホスフェート、チタノホスフェートまたはモレキュラーシーブ、金属担持アルミノシリケート、またはそれらの組み合わせを含む触媒を含むことができる。熱分解油はプラスチックを熱分解することによって生成できる。
【0027】
本発明の実施形態によれば、システム１００は、第１の熱分解油流１１の熱分解油および／または真空軽油流１２を分解して、（１）Ｃ３炭化水素を含む接触分解軽質流１３および（２）ナフサを含む第１の液体流１４を生成するように構成されている接触分解ユニット１０１を備える。本発明の実施形態において、接触分解ユニット１０１は水素化分解装置を含む。水素化分解装置は、アルミナ、シリカ、アルミノケイ酸塩、ゼオライト、またはそれらの組み合わせの上に担持された貴金属または遷移金属を含む触媒を含むことができる。熱分解油はプラスチックを熱分解することによって生成できる。
【0028】
本発明の実施形態によれば、システム１００は、第２の熱分解油流１５の熱分解油および／または真空残油流１６を分解して、（１）Ｃ３炭化水素を含む熱分解軽質流１７および（２）ナフサを含む第２の液体流１８を生成するように構成された熱分解ユニット１０２を備える。本発明の実施形態において、熱分解ユニット１０２はビスブレーカーおよび／またはディレイドコーカーを含む。本発明の実施形態において、接触分解軽質流１３と熱分解軽質流１７とを組み合わせて、組合せ軽質流１９を形成する。第１の液体流１４と第２の液体流１８とを組合せて、組合せ液体流２０を形成することができる。
【0029】
本発明の実施形態によれば、組合せ軽質流１９は、分離ユニット１０３に流入する。本発明の実施形態において、分離ユニット１０３は、組合せ軽質流１９を分離して、主としてプロピレンを含むプロピレン流２１と主としてプロパンを含むプロパン流２２を生成するように構成されている。本発明の実施形態において、分離ユニット１０３は一つ以上の蒸留塔を備える。
【0030】
本発明の実施形態によれば、分離ユニット１０３の出口は、プロピレン流２１が分離ユニット１０３からポリマープラント１０４に流れるように、ポリマープラント１０４の入口と流体連通している。ポリマープラント１０４は、プロピレンを反応させてポリプロピレンを生成するように構成することができる。本発明の実施形態において、ポリマープラント１０４は、溶液重合、スラリー重合、気相重合、塊状重合、またはそれらの組み合わせのいずれかの生成プロセスを使用することができる。
【0031】
本発明の実施形態によれば、組合せ液体流２０は、水素化処理ユニット１０５に流入される。水素化処理ユニット１０５は、組合せ液体流２０を水素化処理して、水素化処理された液体流２３を生成するように構成されている。本発明の実施形態において、分離ユニット１０３の出口は、プロパン流２２が分離ユニット１０３から水蒸気分解ユニット１０６へ流れるように、水蒸気分解ユニット１０６の入口と流体連通している。水素化処理ユニット１０５の出口は、水素化液体流２３が水素化処理ユニット１０５から水蒸気分解ユニット１０６へ流れるように、水蒸気分解ユニット１０６の入口と流体連通している。本発明の実施形態において、水蒸気分解ユニット１０６は、プロパン流２２のプロパンと水素化処理液体流２３のナフサとを水蒸気分解して、主としてエチレンを含むエチレン流２４と主としてプロピレンを含む第２のプロピレン流２５とを生成するように構成されている。本発明の実施形態において、水蒸気分解ユニット１０６の出口は、エチレン流２４が水蒸気分解ユニット１０６からポリマープラント１０４に流れるように、ポリマープラント１０４と流体連通している。水蒸気分解ユニット１０６の出口は、第２のプロピレン流２５がポリマープラント１０４に流れるように、ポリマープラント１０４と流体連通している。ポリマープラント１０４はさらに、エチレンを反応させてポリエチレンを生成するように構成することができる。本発明の実施形態において、接触分解ユニット１０１、熱分解ユニット１０２、および水蒸気分解ユニット１０６はそれぞれ、そこからの流出物を分離するための分離ユニットを個別に備え得る。
【0032】
本発明の実施形態によれば、図１Ｂに示されるように、システム２００は、図１Ｂに示されるものおよび以下に記載のものを除き、システム１００と同様のすべてのユニットおよび流を含む。本発明の実施形態において、システム２００において、熱分解軽質流１７、接触分解軽質流１３、および組合せ軽質流１９は、Ｃ２（エタンおよびエチレン）炭化水素とＣ３炭化水素の両方を含む。本発明の実施形態において、システム２００の分離ユニット１０３は、組合せ軽質流１９を分離して、プロピレン流２１、プロパン流２２、主としてエチレンを含む第２のエチレン流２６、主としてエタンを含むエタン流２７を生成するように構成されている。本発明の実施形態において、システム２００において、第２のエチレン流２６がポリマープラント１０４に流入される。エタン流２７およびプロパン流２２が水蒸気分解ユニット１０６に流入される。
【0033】
本発明の実施形態によれば、図１Ｃに示されるように、システム３００は、図１Ｃに示されるものおよび以下に記載するものを除いて、システム１００と同様のすべてのユニットおよび流を含む。本発明の実施形態において、システム３００は、水素化処理ユニット１０５の下流および水蒸気分解ユニット１０６の上流に設置された芳香族化合物抽出ユニット１０７をさらに含む。本発明の実施形態において、システム３００において、水素化液体流２３は、水素化処理ユニット１０５から芳香族化合物抽出ユニット１０７まで流れる。本発明の実施形態において、芳香族化合物抽出ユニット１０７は、水素化処理された液体流２３を処理して、２０重量％未満の芳香族化合物を含む非芳香族化合物流２８、実質的にベンゼンを含まない芳香族化合物を含む芳香族化合物流２９、および主としてベンゼンを含むベンゼン流３０を生成するように構成することができる。本発明の実施形態において、システム３００において、水蒸気分解ユニット１０６は、プロパン流２２および非芳香族化合物流２８を水蒸気分解して（水素化処理液体流２３を分解するように構成されたシステム１００と比較して）エチレン流２４、第２のプロピレン流２５、および主としてベンゼン３１を含む第２のベンゼン流３１を生成するように構成されている。本発明の実施形態において、システム３００において、ベンゼン流３０と第２のベンゼン流３１とが組み合わされて、組合せベンゼン流３２が形成される。本発明の実施形態によれば、システム１００と比較して、システム３００は、さらに、ＢＰＡプラント１７１を含む。ＢＰＡプラント１７１は、組合せベンゼン流３２のベンゼンを第２のプロピレン流２５の少なくとも一部のプロピレンと反応させて、主としてクメンを含むクメン流３３を生成するように構成されているクメン合成ユニット１０８を含み得る。ＢＰＡ（ビスフェノールＡ）プラント１７１は、クメン流３３のクメンを酸素と反応させてフェノールおよびアセトンを生成するように構成されているフェノールおよびアセトンユニット１０９をさらに備えることができる。ＢＰＡプラント１７１は、アセトンとフェノールを反応させて主としてＢＰＡを含むＢＰＡ流３４を生成するように構成されたＢＰＡ合成ユニット１１０をさらに含む。本発明の実施形態において、ＢＰＡ流３４を使用してポリカーボネートを生成することができる。
【0034】
本発明の実施形態によれば、図１Ｄに示されるように、システム４００は、図１Ｄに示されるものおよび以下に記載するものを除いて、システム３００と同様のすべてのユニットおよび流を含む。本発明の実施形態において、システム４００において、接触分解軽質流１３、熱分解軽質流１７、および／または組合せ軽質流１９は、Ｃ２炭化水素とＣ３炭化水素の両方を含む。本発明の実施形態において、システム４００において、分離ユニット１０３は、組合せ軽質流１９を分離して、プロピレン流２１、プロパン流２２、主としてエチレンを含む第２のエチレン流２６、および主としてエタンを含むエタン流２７を生成するように構成されたガス分離および処理ユニットを含む。本発明の実施形態において、システム４００において、第２のエチレン流２６がポリマープラント１０４に流入する。エタン流２７は、水蒸気分解ユニット１０６に流入することができる。
【0035】
本発明の実施形態によれば、図１Ｅに示されるように、システム５００は、図１Ｅに示されるものおよび以下に記載するものを除いて、システム４００と同様のすべてのユニットおよび流を含む。本発明の実施形態において、システム５００において、プラスチック由来の熱分解油流５２は、まず原油流５１の原油と混合されて、原料混合物５３を形成する。システム５００は、原料混合物５３を蒸留して真空軽油流１２および真空残油流１６を生成するように構成された原油蒸留ユニット１１１をさらに備える。本発明の実施形態において、システム５００において、真空軽油流１２が接触分解ユニット１０１において処理される。真空残油流１６は、熱分解ユニット１０２で処理することができ、軽質画分は水蒸気分解装置において処理される。
【0036】
本発明の実施形態によれば、図１Ｆに示されるように、システム６００は、図１Ｆに示されるものおよび以下に記載するものを除いて、システム５００と同様のすべてのユニットおよび流を含む。本発明の実施形態において、システム６００は、原油流５１と混合された熱分解油流５２を含まない。本発明の実施形態において、システム６００では、主としてプラスチックを含む第１のプラスチック流６１が真空軽油流１２と混合され、主としてプラスチックを含む第２のプラスチック流６２が真空残油流１６と混合される。システム６００の接触分解ユニット１０１は、第１のプラスチック流６１および真空軽油流１２を分解して、主としてナフサを含む第１の液体流１４およびＣ２および／またはＣ３炭化水素を含む接触分解軽質流１３を生成するように構成することができる。システム６００の熱分解ユニット１０２は、第２のプラスチック流６２および真空軽油流１６を分解して、主としてナフサを含む第２の液体流１８およびＣ２および／またはＣ３炭化水素を含む熱分解軽質流１７を生成するように構成することができる。
【0037】
本発明の実施形態によれば、図１Ｇに示されるように、システム１０００は、図１Ｇに示されるものおよび以下に記載するものを除いて、システム６００と同様のすべてのユニットおよび流を含む。システム６００と比較すると、システム１０００では、本発明の実施形態において、熱分解油流５２が原油流５１と混合されて、混合流５３を形成する。混合流５３を、原油蒸留ユニット１１１に供給することができる。本発明の実施形態において、システム１０００では、水蒸気分解ユニット１０６は、さらに、主として水素を含む水素流８１および主としてブタジエンを含むブタジエン流８４を生成するように構成されている。水素流８１の水素を使用して、ＮＨ３合成ユニット７０１において窒素ガスと反応させて、主としてＮＨ３を含むＮＨ３流８３を生成することができる。第２のプロピレン流２５およびＮＨ３流８３の少なくとも一部は、アンモ酸化ユニット７０２において主としてアクリロニトリル（ＡＣＮ）を含むアクリロニトリル流８６を生成するために使用され得る。ブタジエン流８４およびアクリロニトリル流８６は、ＡＢＳ合成ユニット７０３においてアクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）を生成するために使用され得る。本発明の実施形態において、エチレン流２４および混合ベンゼン流３２の少なくとも一部を使用して、アルキル化ユニット７０４において、主としてエチルベンゼンを含むエチルベンゼン流８７を生成することができる。本発明の実施形態において、エチルベンゼン流８７のエチルベンゼンを、脱水素化ユニット７０５において脱水素化してスチレンを生成する。本発明の実施形態において、ブタジエン流８４、アクリロニトリル流８６、および脱水素化ユニット７０５で生成される少なくとも一部のスチレンを使用して、ＡＢＳ合成ユニット７０３においてアクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）を生成することができる。本発明の実施形態において、脱水素化ユニット７０５で生成された少なくとも一部のスチレンを使用して、ポリスチレン合成ユニット７０６においてポリスチレンを生成することができる。本発明の実施形態において、脱水素化ユニット７０５からのスチレンを使用して、アクリロニトリル樹脂（ＳＡＮ）またはスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）を生成することができる。
【0038】
本発明の実施形態によれば、図１Ｈに示されるように、システム７００は、図１Ｈに示されるものおよび以下に記載するものを除いて、システム６００と同様のすべてのユニットおよび流を含む。システム６００と比較して、システム７００では、プラスチックは接触分解ユニット１０１に供給されない。本発明の実施形態において、システム７００では、真空軽油流１２が軽油水素化処理ユニット１１２に供給される。本発明の実施形態において、システム７００では、主としてプラスチックを含むプラスチック流７１と真空残油流１６を熱分解ユニット１０２に供給することができ、熱分解ユニット１０２は、プラスチックと真空残油を熱分解して第２の液体流１８、第２の軽油流１７、および主として軽油を含む熱分解軽油流７２を生成するように構成されている。熱分解ユニット１０２の出口は、熱分解軽油流７２が熱分解ユニット１０２から軽油水素化処理ユニット１１２に流れるように、軽油水素化処理ユニット１１２の入口と流体連通していてもよい。軽油水素化処理ユニット１１２は、真空軽油流１２の真空軽油および／または熱分解軽油流７２の軽油を水素化処理して、水素化処理された軽油流７３を生成するように構成することができる。本発明の実施形態において、システム７００において、接触分解ユニット１０１は、水素化処理軽油流７３の水素化処理軽油を接触分解して、主としてナフサを含む第１の液体流１４およびＣ２およびＣ３炭化水素を含む接触分解軽質流１３を生成するように構成されている。
【0039】
（Ｂ．プラスチックおよび／またはプラスチック由来の熱分解油の処理方法）
プラスチックおよび／またはプラスチック由来の熱分解油を処理する方法が発見されている。この方法は、プラスチック由来の熱分解油を燃料として直接使用する従来のプロセスと比較して、廃プラスチックおよび／またはプラスチック由来の熱分解油の価値を高めることができる可能性がある。図２Ａに示される方法８０は、図１Ａ～図１Ｆに示されるように、システム１００～６００によって実行することができる。
プラスチックおよび／またはプラスチック由来の熱分解油を処理する方法が発見されている。この方法は、プラスチック由来の熱分解油を燃料として直接使用する従来のプロセスと比較して、廃プラスチックおよび／またはプラスチック由来の熱分解油の価値を高めることができる可能性がある。図２Ａに示される方法８０は、図１Ａ～図１Ｆに示されるように、システム１００～６００によって実行することができる。
【0040】
本発明の実施形態によれば、ブロック８０１に示されるように、方法８０は、接触分解ユニット１０１および／または熱分解ユニット１０２において、プロピレンを含む組合せ軽質流１９および主としてナフサを含む組合せ液体流２０を生成するのに十分な反応条件下で、プラスチックの熱分解から得られる熱分解油を処理することを含む。組合せ液体流２０のナフサは、０～６０℃の初沸点範囲および１５０～４００℃の最終沸点範囲を有し得る。本発明の実施形態において、プラスチックには、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミド（ＰＡ）およびポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、およびアクリロニトリル／ブタジエン／スチレンコポリマー（ＡＢＳ）、またはそれらの組み合わせが含まれ得る。
【0041】
図１Ａ、１Ｃ、および２Ａに示されるように、本発明の実施形態において、ブロック８０１における処理は、真空軽油流１２および第１の熱分解油流１１を接触分解ユニット１０１に流すこと、および、接触分解ユニット１０１において、（１）Ｃ３炭化水素を含む接触分解軽質流１３および（２）主としてナフサを含む第１の液体流１４を生成するのに十分な反応条件下で、第１の熱分解油流１１の熱分解油および真空軽油流１２の真空軽油を接触分解すること、を含むことができる。本発明の実施形態において、接触分解ユニット１０１は、流動接触分解ユニットまたは水素化分解ユニットを含むことができる。本発明の実施形態において、接触分解ユニット１０１（流動接触分解ユニットまたは水素化分解ユニット）は、ブロック８０１において、４５０～７５０℃の操作温度および１～６ｂａｒａの操作圧力で操作される。本発明の実施形態において、ブロック８０１における処理は、熱分解ユニット１０２において、（１）Ｃ３炭化水素を含む熱分解軽質流１７および（２）主としてナフサを含む第２の液体流１８を生成するのに十分な反応条件下で、第２の熱分解油流１５の熱分解油および／または真空残油流１６の真空残油を熱分解することを含むことができる。本発明の実施形態において、熱分解ユニット１０２は、ブロック８０１で、３５０～９００℃の操作温度および１～６ｂａｒａの操作圧力で操作する。接触分解軽質流１３と熱分解軽質流１７とを組合せて、組合せ軽質流１９を形成することができる。第１の液体流１４と第２の液体流１８とを組合せて、組合せ液体流２０を形成することができる。
【0042】
図１Ｂ、１Ｄ、および２Ａに示されるように、本発明の実施形態において、ブロック８０１における処理は、接触分解ユニット１０１において、（１）Ｃ３炭化水素およびＣ２炭化水素を含む接触分解軽質流１３および（２）主としてナフサを含む第１の液体流１４を生成するのに十分な反応条件下で、第１の熱分解油流１１の熱分解油および真空軽油流１２の真空軽油を接触分解することを含むことができる。本発明の実施形態において、接触分解ユニット１０１は、ブロック８０１において、４５０～７５０℃の操作温度および１～６ｂａｒａの操作圧力で操作される。ブロック８０１における処理は、熱分解ユニット１０２において、（１）Ｃ３炭化水素およびＣ２炭化水素を含む熱分解軽質流１７および（２）主としてナフサを含む第２の液体流１８を生成するのに十分な反応条件下で、第２の熱分解油流１５の熱分解油および／または真空残油流１６の真空残油を熱分解することを含むことができる。本発明の実施形態において、熱分解ユニット１０２は、ブロック８０１で、３５０～９００℃の操作温度および１～６ｂａｒａの操作圧力で操作する。接触分解軽質流１３と熱分解軽質流１７とを組合せて、組合せ軽質流１９を形成することができる。第１の液体流１４と第２の液体流１８とを組合せて、組合せ液体流２０を形成することができる。
【0043】
図１Ｅに示されるように、本発明の実施形態において、ブロック８０１における処理は、原油流５１を熱分解油流５２と混合して混合流５３を生成することと、混合流５３を原油ユニット１１１において蒸留して真空軽油流１２および真空残油流１６を形成することを含むことができる。図１Ｅに示すシステム５００において、ブロック８０１における処理は、接触分解ユニット１０１において、（１）Ｃ３炭化水素およびＣ２炭化水素を含む接触分解軽油流１３および（２）主としてナフサを含む第１の液体流１４を生成するのに十分な反応条件下で、真空軽油流１２を接触分解することをさらに含む。本発明の実施形態において、接触分解ユニット１０１は、ブロック８０１において、４５０～７５０℃の操作温度および１～６ｂａｒａの操作圧力で操作される。図１Ｅに示すシステム５００において、ブロック８０１における処理は、熱分解ユニット１０２において、（１）Ｃ３炭化水素およびＣ２炭化水素を含む熱分解軽質流１７および（２）主としてナフサを含む第２の液体流１８を生成するのに十分な反応条件下で、真空残油流１６を熱分解することを含むことができる。本発明の実施形態において、熱分解ユニット１０２は、ブロック８０１において、３５０～９００℃の操作温度および１～６ｂａｒａの操作圧力で操作される。接触分解軽質流１３と熱分解軽質流１７とを組合せて、組合せ軽質流１９を形成することができる。第１の液体流１４と第２の液体流１８とを組合せて、組合せ液体流２０を形成することができる。
【0044】
図１Ｆに示されるように、本発明の実施形態において、ブロック８０１における処理は、第１の廃プラスチック流６１のプラスチックを真空軽油流１２と混合すること、および、接触分解ユニット１０１において、（１）Ｃ３炭化水素およびＣ２炭化水素を含む接触分解軽質流１３、および（２）主としてナフサを含む第１液体流１４を生成するのに十分な反応条件下で、混合した真空軽油流１２および第１の廃プラスチック流６１を接触分解すること、を含むことができる。本発明の実施形態において、接触分解ユニット１０１は、ブロック８０１において、４５０～７５０℃の操作温度および１～６ｂａｒａの操作圧力で操作される。図１Ｆに示すシステム６００において、ブロック８０１における処理は、第２の廃プラスチック流６２のプラスチックを真空残油流１６と混合すること、および、熱分解ユニット１０２において、（１）Ｃ３炭化水素およびＣ２炭化水素を含む熱分解軽質流１７および（２）主としてナフサを含む第２の液体流１８を生成するのに十分な反応条件下で、第２の廃プラスチック流６２の混合熱分解油および真空残油流１６の真空残油を熱分解することを含むことができる。本発明の実施形態において、熱分解ユニット１０２は、ブロック８０１において、３５０～９００℃の操作温度および１～６ｂａｒａの操作圧力で操作される。接触分解軽質流１３と熱分解軽質流１７とを組合せて、組合せ軽質流１９を形成することができる。第１の液体流１４と第２の液体流１８とを組合せて、組合せ液体流２０を形成することができる。
【0045】
本発明の実施形態によれば、ブロック８０２に示されるように、方法８０は、分離ユニット１０３において組合せ軽質流１９を分離して、主としてプロピレンを含むプロピレン流２１と、主としてプロパンを含むプロパン流２２を生成するステップを含む。図１Ｂおよび図１Ｄ～１Ｆに示されるように、ブロック８０２における分離は、さらに、主としてエチレンを含むエチレン流２６および主としてエタンを含むエタン流２７を生成し得る。分離ユニット１０３は、一つ以上の蒸留塔を含んでもよい。プロピレン流２１のプロピレンを、ポリマープラント１０４において処理してポリプロピレンを生成することができる。エチレン流２６のエチレンを、ポリマープラント１０４において処理してポリエチレンを生成することができる。エタン流２７および／またはプロパン流２２は、それぞれさらなるエチレンおよびさらなるプロピレンを生成するために水蒸気分解ユニット１０６に流入することができる。
【0046】
本発明の実施形態によれば、ブロック８０３に示されるように、方法８０は、組合せ液体流２０を処理してさらなるプロピレンを生成することを含む。本発明の実施形態において、図１Ａ～１Ｇに示されるように、ブロック８０３における処理は、水素化処理ユニット１０５において、組合せ液体流２０を水素化処理して、主として水素化処理ナフサを含む水素化処理された液体流２３を生成することを含む。
【0047】
図１Ａおよび１Ｂに示されるように、本発明の実施形態において、ブロック８０３における処理は、水素化処理された液体流２３を水蒸気分解してさらなるエチレンおよびさらなるプロピレンを生成することを含むことができる。本発明の実施形態において、水蒸気分解ユニット１０６は、７５０～９００℃の操作温度、５０ミリ秒～１秒の滞留時間、および０．２対１の水蒸気対炭化水素比で操作される。本発明の実施形態において、水蒸気分解ユニット１０６からのエチレン（第２のエチレン流２４）を、ポリマープラント１０４において処理してポリエチレンを生成する。水蒸気分解ユニット１０６からのプロピレン（第２のプロピレン流２５）を、ポリマープラント１０４において処理してポリプロピレンを生成することができる。
【0048】
図１Ｃ～１Ｇに示されるように、本発明の実施形態において、ブロック８０３における処理は、芳香族化合物抽出ユニット１０７において、水素化処理された液体流２３を処理して、主としてベンゼンを含むベンゼン流３０、非ベンゼン芳香族化合物を含む芳香族化合物流２９、および２０重量％未満の芳香族化合物を含む非芳香族化合物流２８を生成することを含むことができる。本発明の実施形態において、図１Ｃ～１Ｆに示されるように、非芳香族化合物流２８を、水蒸気分解ユニット１０６において水蒸気分解して、さらなるエチレン（第２のエチレン流２４）およびさらなるプロピレン（第２のプロピレン流２５）を生成する。図１Ｃ～１Ｆに示されるように、非芳香族化合物流２８の水蒸気分解により、主としてベンゼンを含む第２のベンゼン流３１をさらに生成することができる。本発明の実施形態において、水蒸気分解ユニット１０６からのエチレンを、ポリマープラント１０４において処理してポリエチレンを生成する。水蒸気分解ユニット１０６からのプロピレンを、ポリマープラント１０４において処理してポリプロピレンを生成することができる。本発明の実施形態において、ベンゼン流３０と第２のベンゼン流３１を組み合わせて、組合せベンゼン流３２を形成する。図１Ｃ～１Ｆに示されるように、第２のプロピレン流２５のプロピレンの少なくとも一部および組合せベンゼン流３２が、ＢＰＡプラント１７１に流入する。第２のプロピレン流２５のプロピレンの少なくとも一部および組合せベンゼン流３２のベンゼンを、ＢＰＡプラント１７１において処理して、ＢＰＡを生成することができる。本発明の実施形態において、ＢＰＡプラント１７１の生成ＢＰＡをさらに処理して、主としてポリカーボネートを含むポリカーボネート流３４を生成する。図１Ｇに示されるように、水蒸気分解ユニット１０６は、主として水素を含む水素流８１および主としてブタジエンを含むブタジエン流８４を生成するようにさらに構成されている。水素流８１の水素を使用して、ＮＨ３合成ユニット７０１における窒素ガスと反応させて、主としてＮＨ３を含むＮＨ３流８３を生成することができる。第２のプロピレン流２５の少なくとも一部およびＮＨ３流８３を使用して、アンモ酸化ユニット７０２において、主としてアクリロニトリル（ＡＣＮ）を含むアクリロニトリル流８６を生成することができる。ブタジエン流８４およびアクリロニトリル流８６を使用して、ＡＢＳ合成ユニット７０３において、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）を生成することができる。本発明の実施形態において、エチレン流２４の少なくとも一部および組合せベンゼン流３２を使用して、アルキル化ユニット７０４において、主としてエチルベンゼンを含むエチルベンゼン流８７を生成することができる。本発明の実施形態において、エチルベンゼン流８７のエチルベンゼンを、脱水素化ユニット７０５において脱水素化してスチレンを生成する。本発明の実施形態において、ブタジエン流８４、アクリロニトリル流８６、および脱水素化ユニット７０５で生成された少なくとも一部のスチレンを使用して、ＡＢＳ合成ユニット７０３において、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）を生成することができる。本発明の実施形態において、脱水素化ユニット７０５において生成された少なくとも一部のスチレンを使用して、ポリスチレン合成ユニット７０６において、ポリスチレンを生成することができる。
【0049】
本発明の実施形態は、プラスチックを処理するための方法９０を含む。図２Ｂに示される方法９０を、図１Ｈに示され前述したように、システム７００において実施することができる。本発明の実施形態によれば、ブロック９０１に示されるように、方法９０は、熱分解ユニット１０１において、プロピレンを含む熱分解軽質流１７およびナフサを含む第２の液体流１８を生成するのに十分な反応条件下で、廃プラスチック流７１のプラスチックおよび／または真空残油流１６を熱分解することを含む。本発明の実施形態において、熱分解軽質流１７はガス流である。熱分解軽質流１７は、エタン、エチレン、プロパン、またはそれらの組み合わせをさらに含むことができる。第２の液体流１８は、０～５０℃の初沸点範囲および１５０～４００℃の最終沸点範囲を有し得る。本発明の実施形態において、真空軽油流１２を、軽油水素化処理ユニット１１２において処理して、水素化処理された軽油流７３を生成する。本発明の実施形態において、水素化処理された軽油流７３を、接触分解ユニット１０１において分解して、（１）エタンおよび／またはエチレンを含むＣ２炭化水素および（２）プロパンおよび／またはプロピレンを含むＣ３炭化水素を含む接触分解軽油流１３を生成する。
【0050】
本発明の実施形態によれば、ブロック９０２に示されるように、方法９０は、第２の液体流１８を処理してさらなるプロピレンを生成するステップを含む。本発明の実施形態において、ブロック９０２における処理は、第１の液体流１４と第２の液体流１８を組み合わせて、組合せ液体流２０を形成することを含む。本発明の実施形態において、組合せ液体流２０は、ブロック８０３のステップに従って処理される。本発明の実施形態において、接触分解軽質流１３を熱分解流１７と組み合わせて、組合せ軽質流１９を形成する。本発明の実施形態において、組合せ軽質流１９は、ブロック８０２のステップに従って処理される。
【0051】
本発明の実施形態を、図２Ａおよび図２Ｂのブロックを参照して説明してきたが、本発明の操作は、図２Ａおよび図２Ｂに示される特定のブロックおよび／またはブロックの特定の順序に限定されないことを理解すべきである。したがって、本発明の実施形態は、図２Ａおよび２Ｂとは異なる順序で様々なブロックを使用して、本明細書で説明されるような機能を提供することができる。
【0052】
本明細書に記載されるシステムおよびプロセスは、図示されていないが化学処理の当業者に知られている様々な装置を含むこともできる。たとえば、一部のコントローラー、配管、コンピューター、バルブ、ポンプ、ヒーター、熱電対、圧力インジケーター、ミキサー、熱交換器などが示されていない場合がある。
【0053】
本願の実施形態およびその利点を詳細に説明してきたが、添付の特許請求の範囲によって定義される実施形態の精神および範囲から逸脱することなく、本明細書において様々な変更、置換および修正を行うことができることを理解されたい。さらに、本出願の範囲は、本明細書に記載されるプロセス、機械、製造、物質の組成、手段、方法およびステップの特定の実施形態に限定されることを意図するものではない。当業者であれば上記の開示から容易に理解できるように、実質的に同じ機能を実行する、または実質的に目的を達成する、現在存在する、または今後開発されるプロセス、機械、製造、物質の組成、手段、方法、またはステップは、本明細書で説明される対応する実施形態と同じ結果を利用することができる。したがって、添付の特許請求の範囲は、そのようなプロセス、機械、製造、物質の組成、手段、方法、またはステップをその範囲内に含むことが意図されている。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図1E】
【図1F】
【図1G】
【図1H】
【図2A】
【図2B】
【国際調査報告】