(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】2024-05-20
(54)【発明の名称】プラスチック熱分解油および再生可能資源由来の供給原料の同時処理方法
(51)【国際特許分類】
C10G 65/02 20060101AFI20240513BHJP
C10G 45/34 20060101ALI20240513BHJP
C10G 47/02 20060101ALI20240513BHJP
C10G 45/04 20060101ALI20240513BHJP
【FI】
C10G65/02
C10G45/34
C10G47/02
C10G45/04 Z
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023568227
(86)(22)【出願日】2022-04-28
(85)【翻訳文提出日】2023-12-28
(86)【国際出願番号】 EP2022061287
(87)【国際公開番号】W WO2022233688
(87)【国際公開日】2022-11-10
(32)【優先日】2021-05-07
(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】591007826
【氏名又は名称】イエフペ エネルジ ヌヴェル
【氏名又は名称原語表記】IFP ENERGIES NOUVELLES
(74)【代理人】
【識別番号】100106091
【氏名又は名称】松村 直都
(74)【代理人】
【識別番号】100199369
【氏名又は名称】玉井 尚之
(74)【代理人】
【識別番号】100228175
【氏名又は名称】近藤 充紀
(72)【発明者】
【氏名】デ ソウザ ドゥアルテ マリサ
(72)【発明者】
【氏名】デコティニー ドミニク
(72)【発明者】
【氏名】スーション ヴァンサン
(72)【発明者】
【氏名】ヴェイス ウィルフリード
(72)【発明者】
【氏名】ボナルド ジェローム
【テーマコード(参考)】
4H129
【Fターム(参考)】
4H129CA22
4H129DA15
4H129DA18
4H129DA19
4H129DA21
4H129KC03Y
4H129KD15Y
4H129KD24Y
4H129MA01
4H129MB14C
4H129MB17B
4H129MB18A
4H129MB20D
4H129NA22
(57)【要約】
本発明は、プラスチック熱分解油を含んでいる供給原料および再生可能資源由来の供給原料を処理するための方法であって、以下を含む、方法に関する:-a)場合による、プラスチック熱分解油を含んでいる供給原料の選択的水素化の工程、-b)プラスチック熱分解油を含んでいる供給原料または工程a)からの流出物の水素化脱金属;-c)工程b)からの前記流出物の水素化処理、ここで、再生可能資源由来の前記供給原料を工程a)および/または工程b)および/または工程c)に導入し、プラスチック熱分解油を含んでいる供給原料の流量対導入された再生可能資源由来の供給原料の流量の重量比は、0.05~20である、および-d)水性流れの存在中での分離。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
プラスチック熱分解油を含んでいる供給原料および再生可能資源由来の供給原料を処理するための方法であって、以下を含んでいる、方法:
a) 場合による、選択的水素化工程;反応セクションにおいて、プラスチック熱分解油を含んでいる前記供給原料と、水素を含んでいるガス流れとを少なくとも給送し、少なくとも1種の選択的水素化触媒の存在中、温度80~280℃、水素の分圧1.0~20.0MPa(絶対)および毎時空間速度0.3~10.0h
-1で実行する;水素化済み流出物を得る、
b) 水素化脱金属工程;少なくとも1種の水素化脱金属触媒を含んでいる水素化脱金属反応セクションにおいて実行し、前記水素化脱金属反応セクションに、プラスチック熱分解油を含んでいる供給原料および/または工程a)から得られた水素化済み流出物と、水素を含んでいるガス流れとを少なくとも給送し、前記水素化脱金属反応セクションを実行する際の平均温度は、140~400℃であり、水素の分圧は、1.0~20.0MPa(絶対)であり毎時空間速度は、0.1~10.0h
-1である:脱金属済み流出物を得る、
c) 水素化処理工程;少なくとも1種の水素化処理触媒を含んでいる水素化処理反応セクションにおいて実行し、前記水素化処理反応セクションに、工程b)から得られた前記脱金属済み流出物と、水素を含んでいるガス流れとを少なくとも給送し、前記水素化処理反応セクションを用いる際の温度は、250~450℃であり、水素の分圧は、1.0~10.0MPa(絶対)であり、毎時空間速度は、0.1~10.0h
-1であり、
ここで、再生可能資源由来の前記供給原料を、工程a)および/または工程b)および/または工程c)において、場合によっては、プラスチック熱分解油を含んでいる前記供給原料との混合物として導入し、
プラスチック熱分解油を含んでいる供給原料の流量と、導入された再生可能資源由来の供給原料の流量との間の重量比は、0.05~20である、
c’) 場合による、水素化分解工程;少なくとも1種の水素化分解触媒を含んでいる水素化分解反応セクションにおいて実行し、前記水素化分解反応セクションに、工程c)から得られた前記水素化処理済み流出物および/または工程e)から得られた沸点が175℃超である化合物を含んでいる留分と、水素を含んでいるガス流れとを少なくとも給送し、前記水素化分解反応セクションを用いる際の平均温度は、250~450℃であり、水素の分圧は、1.5~20.0MPa(絶対)であり、毎時空間速度は、0.1~10.0h
-1である;水素化分解済み流出物を得て、これを分離工程d)に送る、
d) 分離工程;工程c)から得られた水素化処理済み流出物および/または工程c’)から得られた水素化分解済み流出物と、水溶液とを給送し、前記工程を実行する際の温度は、50~450℃である;少なくとも1つのガス状流出物と、水性流出物と、炭化水素ベースの流出物とを得る、
e) 場合による、工程d)から得られた炭化水素ベースの流出物の全部または一部を分画する工程;少なくとも1つのガス状流出物と、沸点が175℃以下である化合物を含んでいる少なくとも1つの留分と、沸点が175℃超である化合物を含んでいる少なくとも1つの炭化水素留分とを得る。
【請求項2】
分画工程e)を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
水素化分解工程c’)を含む、請求項1または2に記載の方法。
【請求項4】
前記選択的水素化工程a)を含む、請求項1~3のいずれか1つに記載の方法。
【請求項5】
再生可能資源由来の供給原料は、植物および/または動物の起源の油および/または脂肪を含んでいる供給原料である、請求項1~4のいずれか1つに記載の方法。
【請求項6】
再生可能資源由来の供給原料の少なくとも一部を工程c)に導入する、請求項1~5のいずれか1つに記載の方法。
【請求項7】
工程c)の反応セクションの温度は、工程b)の水素化脱金属反応セクションの温度よりも高い、請求項1~6のいずれか1つに記載の方法。
【請求項8】
分離工程d)から得られた炭化水素ベースの流出物の少なくとも一部または分画工程e)から得られた沸点が175℃以下である化合物を含んでいる留分の少なくとも一部を、リサイクル流れとして、選択的水素化工程a)および/または水素化脱金属工程b)および/または水素化処理工程c)に送る、請求項1~7のいずれか1つに記載の方法。
【請求項9】
分画工程e)から得られた沸点が175℃超である化合物を含んでいる留分の少なくとも一部を、リサイクル流れとして、水素化脱金属工程b)および/または水素化処理工程c)および/または水素化分解工程c’)に送る、請求項1~8のいずれか1つに記載の方法。
【請求項10】
リサイクル流れと、プラスチック熱分解油を含んでいる供給原料および再生可能資源由来の供給原料との間の重量比は、10以下である、請求項8または9に記載の方法。
【請求項11】
供給原料の前処理の工程a0)を含み、前記前処理工程を選択的水素化工程a)の上流で行い、前記前処理工程は、ろ過工程および/または静電分離工程および/または水溶液による洗浄の工程および/または吸着工程を含む、請求項1~10のいずれか1つに記載の方法。
【請求項12】
分離工程d)から得られた炭化水素ベースの流出物、または工程e)から得られた2つの炭化水素ベースの液体流れの少なくとも一方を、全体的または部分的に水蒸気分解工程f)に送り、該工程f)を少なくとも1基の熱分解炉において実行し、その際の温度は、700~900℃であり、その際の圧力は、0.05~0.3MPa(相対)である、請求項1~11のいずれか1つに記載の方法。
【請求項13】
前記選択的水素化触媒は、アルミナ、シリカ、シリカ-アルミナ、マグネシア、粘土、およびそれらの混合物から選ばれる担体と、少なくとも1種の第VIII族元素および少なくとも1種の第VIB族元素、または少なくとも1種の第VIII族元素のいずれかを含んでいる水素化脱水素機能基とを含む、請求項1~12のいずれか1つに記載の方法。
【請求項14】
前記水素化脱金属触媒および前記水素化処理触媒は、アルミナ、シリカ、シリカ-アルミナ、マグネシア、粘土およびそれらの混合物からなる群から選ばれる担体と、少なくとも1種の第VIII族元素および/または少なくとも1種の第VIB族元素を含んでいる水素化脱水素機能基とを含む、請求項1~13のいずれか1つに記載の方法。
【請求項15】
第2の水素化分解工程c’’)も含み、該工程c’’)を、水素化分解反応セクションにおいて実行し、該セクションは、少なくとも1種の水素化分解触媒を含み、前記水素化分解反応セクションに、工程e)から得られた沸点が175℃超である化合物を含んでいる留分と、水素を含んでいるガス流れとを給送し、前記水素化分解反応セクションを用いる際の温度は、250~450℃であり、水素の分圧は、1.5~20.0MPa(絶対)であり、毎時空間速度は、0.1~10.0h
-1であり、水素化分解済み流出物を得て、これを、分離工程d)に送る、請求項1~14のいずれか1つに記載の方法。
【請求項16】
前記水素化分解触媒は、ハロゲン化アルミナ、ホウ素およびアルミニウムの酸化物の組合せ、無定形シリカ-アルミナおよびゼオライトから選ばれる担体と、クロム、モリブデンおよびタングステンから単独でまたは混合物として選ばれる少なくとも1種の第VIB族金属、および/または鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パラジウムおよび白金から選ばれる少なくとも1種の第VIII族金属を含んでいる水素化脱水素機能基とを含む、請求項1~15のいずれか1つに記載の方法。
【請求項17】
供給原料は以下の特性を有する、請求項1~16のいずれか1つに記載の方法:
- 芳香族化合物の含有率は、0~90重量%である、
- ハロゲン化化合物の含有率は、2~5000重量ppmである、
- 金属性元素の含有率は、10~10000重量ppmである、
- 鉄元素を含み、その含有率は、0~100重量ppmである、
- ケイ素元素の含有率は、0~1000重量ppmである。
【請求項18】
請求項1~17のいずれか1つに記載の方法を介して得られてよい生成物。
【請求項19】
生成物は、生成物の全重量に相対して、以下を含む、請求項18に記載の生成物:
- 5.0重量ppm以下の全含有率の金属性元素、
- 鉄元素を含み、その含有率は、100重量ppb以下である、
- 1.0重量ppm以下の含有率のケイ素元素、
- 500重量ppm以下の含有率の硫黄、
- 100重量ppm以下の含有率の窒素、
- 10重量ppm以下の含有率の塩素元素。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プラスチック熱分解油および再生可能資源由来の供給原料を同時処理して、炭化水素ベースの流出物を得る方法に関し、この炭化水素ベースの流出物は、ナフサまたはディーゼルのプールに直接的に組み込まれるか、または水蒸気分解ユニットへの供給原料としてアップグレードされてよい。より詳細には、本発明は、プラスチック廃棄物の熱分解に由来する供給原料および再生可能資源由来の供給原料を同時処理して、これらの供給原料に比較的多量に含まれる可能性がある不純物を少なくとも部分的に除去する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
収集および選別のチャネルから得られたプラスチックは、熱分解の工程を経ることで、とりわけ熱分解油を得ることができる。これらのプラスチック熱分解油は、一般に、発電のために焼却され、および/または産業用ボイラー若しくは都市暖房ボイラーにおける燃料として用いられる。
【0003】
プラスチック熱分解油をアップグレードするための別のルートは、これらの熱分解油を水蒸気分解ユニットのための供給原料として用いて、オレフィンを(再)生成させることにあり、前記オレフィンは、所定のポリマーの構成モノマーである。しかしながら、プラスチック廃棄物は、一般に、いくつかのポリマーの混合物、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタラート、ポリ塩化ビニルおよびポリスチレンの混合物である。さらに、用途に応じて、プラスチックには、ポリマーに加えて、他の化合物、例えば、可塑剤、顔料、染料またはポリマー化触媒残留物が含有されている場合がある。プラスチック廃棄物は、例えば家庭廃棄物を起源とする再生可能資源を少量で含有している場合もある。廃棄物の処理、一方での、とりわけ、貯蔵、機械的処理、選別、熱分解、そしてまた、他方での、熱分解油の貯蔵および輸送は、腐食を引き起こすこともあり得る。結果として、プラスチック廃棄物の熱分解から得られる油には、多くの不純物、特にジオレフィン、金属、メタロイド、とりわけ鉄、ケイ素、またはハロゲン化化合物、とりわけ塩素系化合物、ヘテロ元素、例えば、硫黄、酸素および窒素、並びに不溶物が、水蒸気分解ユニットまたは水蒸気分解ユニットの下流に位置するユニット、とりわけポリマー化方法および選択的水素化方法と不適合なしばしば高い含有率で含まれている。これらの不純物は、操作性の問題、とりわけ腐食、コーキング若しくは触媒失活の問題、あるいはまた標的ポリマーの適用における不適合性の問題を引き起こす可能性がある。ジオレフィンの存在は、ガム状物の形成を特徴とする熱分解油の不安定性の問題をもたらす場合もある。熱分解油中に存在する場合があるガム状物および不溶性物質は、方法において目詰まりの問題を引き起こす可能性がある。
【0004】
さらに、水蒸気分解工程の間に、石油化学用に求められる軽質オレフィン、とりわけ、エチレンおよびプロピレンの収率は、水蒸気分解に送られる供給原料の品質に大きく依存する。BMCI(米国鉱山局相関指数(Bureau of Mines Correlation Index))は、炭化水素留分を特徴付けるのにしばしば用いられる。この指数は、原油から得られた炭化水素系生成物用に開発されており、密度および平均沸点の測定値から計算される:それは、直鎖パラフィンについて0に等しく、ベンゼンについて100に等しい。したがって、分析される生成物が、パラフィンと芳香族化合物との間で中間的なBMCIを有する縮合芳香族構造であるナフテン類を有するならば、それの値は全てより高くなる。全体的に、軽質オレフィンの収率が高くなるのは、パラフィンの含有率が高くなり、そのためにBMCIが減少する場合である。反対に、望みでない重質化合物および/またはコークの収率が高くなるのは、BMCIが増加する場合である。
【0005】
リグノセルロース系の再生可能資源の転化に由来するかまたは植物油若しくは動物性脂肪の生産に由来する植物起源の新しい生成物の精製方法への統合は、化石材料のコストの上昇および輸送カーボンフットプリントの削減への要望により、過去数十年にわたって非常に大きな関心の回復を経験している。そのため、多くのバイオ燃料(主にエタノール、植物油のメチルエステル、水素化処理済み植物油)は、燃料プールにおける石油ベースを補うものとして現実的な地位を獲得している。
【0006】
生物起源および/または動物起源の供給原料に由来するトリグリセリドおよび脂肪酸の水素化処理により、長鎖パラフィンを得ることが可能となり、これは、場合によっては、ジェット燃料またはディーゼルのタイプの燃料プールにそれらを組み込むことを目的として水素異性化され得る。
【0007】
しかしながら、陸上輸送車両の急速な電化により、今後数年間で生物起源の供給原料への依存が制限される可能性がある。したがって、新しいアップグレード方法を見出すことには利点がある。
【0008】
特許文献1の文献には、まさにプラスチック廃棄物の熱分解の工程から水蒸気分解工程までに至る、非常に一般的かつ相対的に複雑なプラスチック廃棄物のリサイクルのための全体的方法が提案されている。特許文献1の方法は、とりわけ、熱分解から直接的に得られた液相を、好ましくは、極めて厳格な条件下に、とりわけ、温度に関して厳格な条件下に、例えば260~300℃の温度で水素化処理する工程と、水素化処理済み流出物の分離の工程と、次の、分離取り出しされた重質流出物の、好ましくは高温での、例えば260~400℃での水素化脱アルキルの工程とを含む。
【0009】
刊行されていない特許出願FR 20/01758には、プラスチック熱分解油を処理するための方法であって、以下の工程を含んでいる、方法が記載されている:
a) 水素および選択的水素化触媒の存在中での前記供給原料の選択的水素化;水素化済み流出物を得る;
b) 水素および水素化処理触媒の存在中での前記水素化済み流出物の固定床水素化処理;水素化処理済み流出物を得る;
c) 水性流れの存在中、50~370℃の温度での水素化処理流出物の分離;ガス状流出物と、水性液体流出物と、炭化水素ベースの液体流出物とを得る;
d) 場合による、工程c)から得られた炭化水素ベースの流出物の全部または一部の分画の工程;ガス流れと、少なくとも2つの炭化水素ベースの流れとを得る;炭化水素ベースの流れは、ナフサ留分と、より重質の留分とであってよい;
e) リサイクル工程;分離工程c)から得られた炭化水素ベースの流出物の一部または分画工程d)から得られた炭化水素ベースの流れの一部および/または当該炭化水素ベースの流れの少なくとも1つを回収する段階を含んでおり、選択的水素化工程a)および/または水素化処理工程b)にリサイクルする。
【0010】
特許文献2の文献には、石油ベースの供給原料および生物起源の供給原料を処理するための方法であって、石油ベースの供給原料を生物起源の供給原料の注入点の上流に位置する触媒セクションに注入する、方法が提案されている。特許文献2の文献において提案された解決策によっても、生物起源の供給原料との混合物でのプラスチック熱分解油を処理することは可能とならない。
【0011】
それ故に、プラスチック熱分解油および再生可能資源由来の供給原料の同時処理は、存在する不純物を効率的に処理し、供給原料をアップグレード可能な生成物に転化させることによって、2つの供給原料の最適な処理を可能にする。これらの生成物は、オレフィンを製造することを目的とする水蒸気分解ユニットの供給原料としてとりわけ用いられ得、ポリマー化の後に、熱分解油のプラスチック起源であるためにリサイクルされたポリマーだけでなく、生物起源であるために環境への影響が軽減されたポリマーを得ることも可能となるだろう。これらの生成物は、燃料プールにおけるベースとしてアップグレードされ得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0012】
【特許文献1】国際公開第2018/055555号
【特許文献2】仏国特許出願公開第2910017号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0013】
(発明の概要)
本発明は、プラスチック熱分解油を含んでいる供給原料および再生可能資源由来の供給原料を処理するための方法であって、以下の工程を含む、方法に関する:
a) 場合による、選択的水素化工程;反応セクションにおいて、プラスチック熱分解油を含んでいる前記供給原料と、水素を含んでいるガス流れとを少なくとも給送し、少なくとも1種の選択的水素化触媒の存在中、温度80~280℃、水素の分圧1.0~20.0MPa(絶対)および毎時空間速度0.3~10.0h-1で実行する;水素化流出物を得る、
b) 水素化脱金属工程;少なくとも1種の水素化脱金属触媒を含んでいる水素化脱金属反応セクションにおいて実行し、前記水素化脱金属反応セクションに、プラスチック熱分解油を含んでいる供給原料および/または工程a)から得られた水素化流出物と、水素を含んでいるガス流れとを少なくとも給送し、前記水素化脱金属反応セクションが実行される際の平均温度は、140~400℃であり、水素の分圧は、1.0~20.0MPa(絶対)であり、毎時空間速度は、0.1~10.0h-1である:脱金属済み流出物を得る、
c) 水素化処理工程;少なくとも1種の水素化処理触媒を含んでいる水素化処理反応セクションにおいて実行し、前記水素化処理反応セクションに、工程b)から得られた前記脱金属済み流出物と、水素を含んでいるガス流れとを少なくとも給送し、前記水素化処理反応セクションが用いられる際の温度は、250~450℃の温度であり、水素の分圧は、1.0~10.0MPa(絶対)であり、毎時空間速度は、0.1~10.0h-1であり、水素化処理済み流出物を得る、
ここで、再生可能資源由来の前記供給原料は、場合によっては、工程a)および/または工程b)および/または工程c)において、プラスチック熱分解油を含んでいる前記供給原料との混合物として導入され、
プラスチック熱分解油を含んでいる供給原料の流量と、導入された再生可能資源由来の供給原料の流量との間の重量比は、0.05~20である、
c’) 場合による、水素化分解工程;少なくとも1種の水素化分解触媒を含んでいる水素化分解反応セクションにおいて実行し、前記水素化分解反応セクションに、工程c)から得られた前記水素化処理済み流出物および/または工程e)から得られた沸点が175℃超である化合物を含んでいる留分と、水素を含んでいるガス流れとを少なくとも給送し、前記水素化分解反応セクションを用いる際の平均温度は、250~450℃であり、水素の分圧は、1.5~20.0MPa(絶対)であり、毎時空間速度は、0.1~10.0h-1である;水素化分解済み流出物を得て、これを分離工程d)に送る、
d) 分離工程;工程c)から得られた水素化処理済み流出物および/または工程c’)から得られた水素化分解済み流出物と、水溶液とを給送し、前記工程を実行する際の温度は、50~450℃である;少なくとも1つのガス状流出物と、水性流出物と、炭化水素ベースの流出物とを得る、
e) 場合による、工程工程d)から得られた炭化水素ベースの流出物の全部または一部を分画する工程;少なくとも1つのガス状流出物と、沸点が175℃以下である化合物を含んでいる少なくとも1つの留分と、沸点が175℃超である化合物を含んでいる少なくとも1つの炭化水素留分とを得る。
【0014】
本発明による方法の1つの利点は、プラスチック廃棄物の熱分解から得られた油を含んでいる供給原料および再生可能資源由来の供給原料を同時に精製して、少なくとも部分的に不純物を除去し、これらの供給原料を水素化し、こうして得られた生成物を、特にそれらを燃料プールに直接的に組み込むことによって、および/またはこれらを水蒸気分解ユニットにおける処理に適合させることによってアップグレードすることができ、特にポリマーの製造においてモノマーとして用いられ得る軽質オレフィンを高められた収量で得ることができることにある。
【0015】
本発明による方法は、本方法の種々の工程において不純物に応じて再生可能資源由来の供給原料を導入することを可能とする大きな柔軟性のためにとりわけ際立っている。実際、再生可能資源由来の供給原料が多くの不純物を含有する場合に、それは、工程a)および/またはb)に部分的にまたは全体的に導入され得る。そのような処理が必要でない場合、再生可能資源由来の供給原料は、部分的にまたは全体的に工程c)に導入されることもできる。
【0016】
本発明の別の利点は、再生可能資源由来の供給原料の水素化処理によって発される熱によって特に誘発されるプラグ流れ反応器、例えば固定床の入口と出口との間の温度の上昇を制限することであり、ここで、この熱は、同時に処理されるプラスチック熱分解油によって部分的に吸収される。これにより、流出物のリサイクルおよび/またはガス状および/または液体の冷却流れへの大幅な依存を制限する最適化された方法がもたらされる。
【0017】
本発明の方法により、プラスチック熱分解油および再生可能資源由来の供給原料から得られ、そこから出発不純物が少なくとも部分的に取り除かれた炭化水素ベースの流出物を得ることがこのように可能となるため、これらの不純物が引き起こす可能性がある、特に、水蒸気分解ユニットおよび/または水蒸気分解ユニットの下流に位置するユニット、とりわけポリマー化ユニットおよび水素化ユニットにおける操作性の問題、例えば、腐食、コーキングまたは触媒の失活の問題が制限される。プラスチック廃棄物の熱分解から得られた油および再生可能資源由来の供給原料から不純物の少なくとも一部を除去することにより、標的ポリマーの用途の範囲を広げることも可能となり、用途の不適合性が低下する。
【0018】
1つの変形によると、本発明による方法は、分画工程e)を含む。
【0019】
1つの変形によると、本発明による方法は、水素化分解工程c’)を含む。
【0020】
1つの変形によると、本発明による方法は、前記選択的水素化工程a)を含む。
【0021】
1つの変形によると、再生可能資源由来の供給原料は、植物起源および/または動物起源の油および/または脂肪を含んでいる供給原料である。
【0022】
1つの変形によると、再生可能資源由来の供給原料の少なくとも一部は、工程c)に導入される。
【0023】
1つの変形によると、工程c)の反応セクションの温度は、工程b)の水素化脱金属反応セクションの温度よりも高い。
【0024】
1つの変形によると、分離工程d)から得られた炭化水素ベースの流出物の少なくとも一部または分画工程e)から得られた沸点が175℃以下である化合物を含んでいるナフサ留分の少なくとも一部は、リサイクル流れとして、選択的水素化工程a)および/または水素化脱金属工程b)および/または水素化処理工程c)に送られる。
【0025】
1つの変形によると、分画工程e)から得られた沸点が175℃超である化合物を含んでいる留分の少なくとも一部は、リサイクル流れとして、水素化脱金属工程b)および/または水素化処理工程c)および/または水素化分解工程c’)に送られる。
【0026】
1つの変形によると、リサイクル流れと、プラスチック熱分解油を含んでいる供給原料および再生可能資源からの供給原料との間の重量比は、10以下である。
【0027】
1つの変形によると、本発明による方法は、供給原料を前処理する工程a0)を含み、前記前処理工程は、選択的水素化工程a)の上流で行われ、ろ過工程および/または静電分離工程および/または水溶液による洗浄の工程および/または吸着工程を含む。
【0028】
1つの変形によると、分離工程d)から得られた炭化水素ベースの流出物、または工程e)から得られた2つの液体炭化水素ベース流れの少なくとも一方は、全体的にまたは部分的に、水蒸気分解工程f)に送られ、この工程f)は、少なくとも1基の熱分解炉において行われ、その際の温度は、700~900℃であり、その際の圧力は、0.05~0.3MPa(相対)である。
【0029】
1つの変形によると、前記選択的水素化触媒は、アルミナ、シリカ、シリカ-アルミナ、マグネシア、粘土およびそれらの混合物から選ばれる担体と、少なくとも1種の第VIII族元素および少なくとも1種の第VIB族元素、または少なくとも1種の第VIII族元素のいずれかを含んでいる水素化脱水素機能基とを含む。
【0030】
1つの変形によると、前記水素化脱金属触媒および前記水素化処理触媒は、アルミナ、シリカ、シリカ-アルミナ、マグネシア、粘土およびそれらの混合物からなる群から選ばれる担体と、少なくとも1種の第VIII族元素および/または少なくとも1種の第VIB族元素を含んでいる水素化脱水素機能基とを含む。
【0031】
1つの変形によると、本発明による方法は、第2の水素化分解工程c’’)も含み、この工程c’’)は、水素化分解反応セクションにおいて実行され、このセクションは、少なくとも1種の水素化分解触媒を含み、前記水素化分解反応セクションは、工程e)から得られた沸点が175℃超である化合物を含んでいる留分と、水素を含んでいるガス流れとを給送され、前記水素化分解反応セクションが用いられる際の温度は、250~450℃であり、水素の分圧は、1.5~20.0MPa(絶対)であり、毎時空間速度は、0.1~10.0h-1であり、水素化分解済み流出物を得て、これは、分離工程d)に送られる。
【0032】
1つの変形によると、前記水素化分解触媒は、ハロゲン化アルミナ、ホウ素およびアルミニウムの酸化物の組合せ、無定形シリカ-アルミナおよびゼオライトから選ばれる担体と、クロム、モリブデンおよびタングステンから単独でまたは混合物として選ばれる少なくとも1種の第VIB族金属および/または鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パラジウムおよび白金から選ばれる少なくとも1種の第VIII族金属を含んでいる水素化脱水素機能基とを含む。
【0033】
1つの変形によると、供給原料は以下の特性を有する:
- 芳香族化合物の含有率は、0~90重量%である、
- ハロゲン化化合物の含有率は、2~5000重量ppmである、
- 金属性元素の含有率は、10~10000重量ppmである、
- 鉄元素を含み、その含有率は、0~100重量ppmである、
- ケイ素元素の含有率は、0~1000重量ppmである。
【0034】
本発明は、本発明による処理方法を介して得られてよい生成物にも関する。
【0035】
1つの変形によると、生成物は、生成物の総重量に相対して、以下を含む:
- 5.0重量ppm以下の全含有率の金属性元素、
- 鉄元素を含み、その含有率は、100重量ppb以下である、
- 1.0重量ppm以下の含有率のケイ素元素、
- 500重量ppm以下の含有率の硫黄、
- 100重量ppm以下の含有率の窒素、
- 10重量ppm以下の含有率の塩素元素。
【0036】
本発明によると、圧力は、絶対圧力であり、abs.(絶対)とも表され、別段の指示がない限り、MPa(絶対圧力)(またはMPa(絶対))で与えられる。
【0037】
本発明によると、「・・・と・・・との間に含まれる(・・・~・・・に含まれる)(comprised between ... and ...)」および「・・・と・・・との間(・・・~・・・)(between ... and ...)」という表現は等価であり、間隔の両限界値は、記載された値の範囲内に含まれることを意味する。そうでなかった場合、および両限定値が記載された範囲内に含まれていなかった場合、そのような明確化が本発明により与えられることになる。
【0038】
本発明の目的のために、所与の工程についてのパラメータの種々の範囲、例えば、圧力範囲および温度範囲は、単独でまたは組み合わせで用いられ得る。例えば、本発明の目的のために、好適な圧力値の範囲は、より好適な温度値の範囲と組み合わされ得る。
【0039】
以下の本文において、本発明の特定のおよび/または好適な実施形態が記載される場合がある。それらは、別個にまたは一緒に組み合わされて実施されてよく、組み合わせが技術的に実現可能である場合に組み合わせに制限はない。
【0040】
続いて、化学元素の族は、CAS分類(CRC Handbook of Chemistry and Physics,出版元CRC Press,編集長D. R. Lide,第81版,2000-2001)に従って与えられる。例えば、CAS分類による第VIII族は、新IUPAC分類による8、9および10列の金属に対応する。
【0041】
金属の含有率は、蛍光X線により測定される。
【発明を実施するための形態】
【0042】
(詳細な説明)
(供給原料)
本発明によると、本発明による方法において処理される供給原料は、プラスチック熱分解油を含んでいる供給原料および再生可能資源由来の供給原料である。
【0043】
「プラスチック熱分解油」は、プラスチック、好ましくは、特に収集および選別の産業を特に起源とするプラスチック廃棄物の熱分解に由来する油である。それは、炭化水素ベースの化合物、とりわけ、パラフィン、モノオレフィンおよび/またはジオレフィン、ナフテンおよび芳香族化合物の混合物を特に含む。これらの炭化水素ベースの化合物の最低80重量%は、好ましくは700℃未満、好ましくは550℃未満の沸点を有する。特に、熱分解油の起源に応じて、前記油は、最大70重量%のパラフィン、最大90重量%のオレフィンおよび最大90重量%の芳香族化合物を含み、パラフィン、オレフィンおよび芳香族化合物の合計は、炭化水素ベースの化合物の重量で100重量%であることが理解される。
【0044】
熱分解油の密度は、ASTM D4052法に従って15℃で測定されて、一般に、0.75~0.99g/cm3、好ましくは0.75~0.95g/cm3である。
【0045】
熱分解油は、不純物、例えば、金属、とりわけ、鉄、ケイ素、またはハロゲン化化合物、とりわけ、塩素化化合物をさらに含むことができ、通常はこれらを含む。これらの不純物は、プラスチック熱分解油中に高含有率で存在する場合があり、例えば、最大350重量ppm、さらには最大700重量ppm、さらには最大1000重量ppmの、ハロゲン化化合物によって提供されるハロゲン元素(とりわけ塩素)、最大100重量ppm、さらには最大200重量ppmの金属性または半金属性の元素が存在する場合がある。アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、ポスト遷移金属およびメタロイドは、金属類または金属性または半金属性の元素と呼ばれる金属の性質の汚染物質になぞらえられてよい。特に、プラスチック廃棄物の熱分解から得られる油に含有される場合がある金属類または金属性または半金属性の元素は、ケイ素、鉄、またはこれらの元素の両方を含む。プラスチック熱分解油は、他の不純物、例えば、硫黄化合物、酸素化合物および/または窒素化合物によってとりわけ提供されるヘテロ元素を、一般にヘテロ元素の重量で10000重量ppm未満、好ましくはヘテロ元素の重量で4000重量ppm未満の含有率で含む場合もある。
【0046】
プラスチック熱分解油を熱的な接触熱分解処理から得られてよく、あるいはほかに水素化熱分解(触媒および水素の存在中での熱分解)によって調製されてよい。
【0047】
本発明による方法において処理される供給原料は、再生可能資源由来の供給原料も含む。
【0048】
第1の変形によると、再生可能資源由来の供給原料は、有利には、植物および/または動物の起源の油または脂肪から選ばれる。本発明において用いられる植物および/または動物の起源の油または脂肪は、トリグリセリドおよび/または遊離脂肪酸および/またはエステルを含有する。植物油は、有利には、粗製油であっても、または完全に若しくは部分的に精製された油であってもよく、ナタネ、ヒマワリ、大豆、パーム、パーム核、オリーブ、ココナッツ、ジャトロファに由来してもよいが、このリストは限定するものではない。藻類油または魚油も適切である。動物性脂肪は、有利には、ラードまたは食品産業からの残留物または飲食業から生じる残留物から構成される脂肪から選ばれる。
脂身、および食品産業からの残留物または飲食業から生じる残留物から構成される脂肪から選ばれる。
【0049】
これらの供給原料は、本質的に、当業者が脂肪酸トリエステルおよび/または遊離脂肪酸としても知っているトリグリセリドタイプの化学構造を含む。脂肪酸トリエステルは、そのため、3つの脂肪酸鎖から構成される。トリエステル形態または遊離脂肪酸形態におけるのこれらの脂肪酸鎖が有する鎖当たりの不飽和の数(鎖当たりの炭素-炭素二重結合の数としても知られる)は、一般に0~3であるが、これは、藻類に由来する油の場合には特により高い場合があり、一般に鎖当たり5~6個の不飽和を有する。
【0050】
したがって、本発明において用いられる油または脂肪または植物および/または動物の起源を含んでいる供給原料中に存在する分子が有する分子当たりの不飽和数は、有利には0~18である。これらの供給原料において、全分子の不飽和の数の合計と分子の数との間の比は、有利には0~6である。
【0051】
第2の変形によると、再生可能資源由来の供給原料は、有利には、リグノセルロース系バイオマス、例えば、リグノセルロース系バイオマスから、種々の液化法、例えば水熱液化または熱分解により生じた油の熱的および/または触媒的な転化のための方法を起源とする供給原料から選ばれる。「バイオマス」という用語は、植物、動物およびそれらの副産物を含む最近まで生きていた生物に由来する材料を指す。「リグノセルロース系バイオマス」という用語は、植物またはその副産物に由来する再生可能資源を示す。リグノセルロース系再生可能資源は、炭水化物ポリマー(セルロース、ヘミセルロース)および芳香族ポリマー(リグニン)から構成されている。
【0052】
再生可能資源由来のこれらの供給原料は、粗製供給原料であっても、精製または半精製された供給原料であってもよく、それらは、不純物、とりわけ、リン脂質、アルカリ金属、アルカリ土類金属、とりわけ、鉄、リン、ナトリウム、カルシウム、マグネシウムも含有する。
【0053】
好ましくは、再生可能資源由来の供給原料は、植物および/または動物の起源の油または脂肪を含んでいる供給原料である。
【0054】
本発明による方法の供給原料は、少なくとも1種のプラスチック熱分解油および再生可能資源由来の少なくとも1種の供給原料を含む。前記供給原料は、プラスチック熱分解油(1種または複数種)および再生可能資源由来の供給原料(1種または複数種)のみからなっていてよい。好ましくは、前記供給原料は、最低50重量%、好ましくは75重量%~100重量%のプラスチック熱分解油(1種または複数種)および再生可能資源由来の供給原料(1種または複数種)、すなわち好ましくは50重量%~100重量%、好ましくは70重量%~100重量%のプラスチック熱分解油および再生可能資源由来の供給原料(1種または複数種)を含む。
【0055】
プラスチック熱分解油を含んでいる供給原料の流量と、本発明による方法に導入される再生可能資源由来の供給原料(1種または複数種)の流量との間の重量比は、一般に0.02~50、通常は0.05~20、好ましくは0.1~10である。この「重量比」という用語は、再生可能資源由来の供給原料が導入される工程にかかわらず、本発明による方法に導入される全重量比を意味するように意図されている。
【0056】
本発明による方法の供給原料は、従来の石油ベースの供給原料を含んでもよく、このものは、その後、プラスチック熱分解油および再生可能資源由来の供給原料と共に共処理される。従来の石油ベースの供給原料は、有利には、ナフサ、ガスオイルまたは減圧下のガスオイルのタイプの留分または留分の混合物であり得る。この場合、石油ベースの供給原料は、工程a)および/またはb)および/またはc)および/または工程c’)、好ましくは工程c)において注入され得る。
【0057】
(前処理(任意選択))
プラスチック熱分解油を含んでいる前記供給原料および/または再生可能資源由来の供給原料は、有利には、任意選択の前処理工程a0)において、選択的水素化工程a)の前に前処理されて、少なくとも1種の前処理済み供給原料を得てよく、これは、工程a)または工程b)に給送する。
【0058】
任意選択の工程a0)において前処理される供給原料は、とりわけ、以下を含んでよい:
- プラスチック熱分解油および再生可能資源由来の供給原料の混合物、
- プラスチック熱分解油を含んでいる供給原料であり、再生可能資源由来の供給原料を有していない、
- 再生可能資源由来の供給原料であり、プラスチック熱分解油を有していない、
- 2つの相異なる流れ;その一方は、プラスチック熱分解油を含み、そのもう一方は、再生可能資源由来の供給原料を含んでおり、これらの2種の流れは、前処理工程a0)において、異なる処理条件および操作の下で並行して処理される。
【0059】
任意選択の工程a0)において前処理される供給原料がプラスチック熱分解油を含んでいる供給原料であり、再生可能資源由来の供給原料を有しない場合、再生可能資源由来の供給原料は、工程a)および/または工程b)および/または工程c)に導入され得る一方で、プラスチック熱分解油を含んでいる前処理された供給原料は、任意選択の工程a)または工程b)に導入される。
【0060】
任意選択の工程a0)において前処理される供給原料が、再生可能資源由来の供給原料であり、プラスチック熱分解油を有しない場合、プラスチック熱分解油を含んでいる供給原料は、任意選択の工程a)または工程b)に導入され得る一方で、前処理済み再生可能資源由来供給原料は、工程a)および/または工程b)および/または工程c)に導入され得る。
【0061】
この任意選択の前処理工程a0)により、熱分解油を含んでいる供給原料および/または再生可能資源由来の供給原料中に存在する可能性のある汚染物質の量、特に鉄および/またはケイ素および/または塩素および/またはリンおよび/またはナトリウムおよび/またはカルシウムの量を低減させることが可能となる。このため、熱分解油を含んでいる供給原料および/または再生可能資源由来の供給原料の前処理の任意選択の工程a0)が有利に実行さるのは、特に、前記供給原料が10重量ppm超、とりわけ20重量ppm超、より特定的には50重量ppm超の金属性元素を含む場合、および特に、前記供給原料が5重量ppm超のケイ素、より詳細には10重量ppm超、さらには20重量ppm超のケイ素を含む場合である。同様に、任意選択の前処理工程a0)が有利に行われるのは、特に、前記供給原料が10重量ppm超、とりわけ20重量ppm超、より詳細には50重量ppm超の塩素を含む場合である。同様に、任意選択の前処理工程a0)が有利に行われるのは、特に、前記供給原料が100重量ppm超、とりわけ200重量ppm超、より詳細には500重量ppm超のリンを含む場合である。同様に、供給原料の前処理の任意選択の工程a0)が有利に行われるのは、特に、前記供給原料がTAN(Total Acid Number:全酸価)値1mg超のKOH/g、さらには3mg超のKOH/g、さらには6mg超のKOH/gをもたらす酸性種を含む場合である。
【0062】
前記任意選択の前処理工程a0)は、汚染物質の量を減らすことを可能にする当業者に知られている任意の方法を介して実行されてよい。それは、ろ過工程および/または静電分離工程および/または水溶液による洗浄の工程および/または吸着工程をとりわけ含んでよい。
【0063】
前記任意選択の前処理工程a0)が有利に実行される際の温度は、0~150℃、好ましくは5~100℃であり、その際の圧力は、0.15~10.0MPa(絶対)、好ましくは0.2~1.0MPa(絶対)である。
【0064】
1つの変形によると、前記任意選択の前処理工程a0)は、吸着セクションにおいて実行され、この吸着セクションは、少なくとも1種の吸着剤の存在中で操作され、この吸着剤は、好ましくはアルミナタイプのものであり、それが有する比表面積は、100m2/g以上、好ましくは200m2/g以上である。前記少なくとも1種の吸着剤の比表面積は、有利には600m2/g以下、特に400m2/g以下である。吸着剤の比表面積は、BET法によって測定される表面積、すなわち、雑誌The Journal of the American Chemical Society, 6Q, 309 (1938)に記載されているBrunauer-Emmett-Teller法から確立された規格ASTM D 3663-78に従う窒素吸着によって決定される比表面積である。
【0065】
有利には、前記吸着剤は、1重量%未満の金属性元素を含み、好ましくは金属性元素を含まない。用語「吸着剤の金属性元素」は、元素周期律表(新IUPAC分類)の6~10族の元素を指すと理解されるべきである。吸着剤セクションにおける供給原料の滞留時間は、一般に、1~180分である。
【0066】
任意選択の工程a0)の前記吸着セクションは、少なくとも1基の吸着塔を含み、好ましくは少なくとも2基の吸着塔、優先的には2~4基の吸着塔を含み、これらは、前記吸着剤を含んでいる。吸着セクションが2基の吸着塔を含む場合、1つの操作方式は、専門用語による「スイング」操作を指すものであってよく、ここで、塔の一方はオンライン、すなわちインサービスであるのに対し、他方の塔はインリザーブである。オンラインの塔の吸着剤が使い果たされた場合に、この塔は隔離される一方で、インリザーブの塔は、オンライン、すなわちインサービスに置かれる。使用済みの吸着剤は、続いて、現場内(in situ)再生され、および/またはフレッシュな吸着剤と置き換えられて、それを含有している塔が、再度、他の塔が隔離されたところでオンラインに配置され得るようにする。
【0067】
別の操作方式は、直列で操作する少なくとも2基の塔を有することである。先頭に配置された塔の吸着剤が使い果たされた場合、この最初の塔は、隔離され、使用済みの吸着剤は、現場内再生されるか、またはフレッシュな吸着剤と交換されるかのいずれかである。塔は、続いて、塔を最後の位置でオンラインに戻される等がなされる。この操作方式は、配列可変方式(permutable mode)として知られており、または配列可変反応器システム(Permutable Reactor System)についてのPRSあるいは他に専門用語による「リードアンドラグ(lead and lag)」によって知られている。少なくとも2基の吸着塔の組み合わせにより、処理されるべき供給原料中に存在する場合がある金属性の汚染物質、ジオレフィン、ジオレフィンから得られるガム状物、リン、ナトリウム、カルシウムおよび不溶物の作用の組合せによる吸着剤の考えらかつ潜在的に迅速な被毒および/または目詰まりを克服することが可能となる。これの理由は、少なくとも2基の吸着塔が存在することにより、有利には前処理ユニット、さらには方法を停止することなく、吸着剤の交換および/または再生が容易になり、目詰まりのリスクを低下させ、こうして目詰まりによるユニットの停止を避け、コストをコントロールし、吸着剤の消費を制限することが可能となるためである。
【0068】
別の変形によると、前記任意選択の前処理工程a0)は、洗浄セクションにおいて、供給原料を、少なくとも1種の洗浄液と接触させることによって行われる。この洗浄液は、有機溶媒または水溶液または有機化合物を含む水溶液であってよい。好ましくは、洗浄液は、水溶液であり、これは、例えば、水であってよく、好ましくは、脱塩および曝気水であり、または酸性もしくは塩基性の溶液であってよい。この洗浄セクションは、供給原料を洗浄液と接触させ、相を分離して、一方では前処理済み供給原料を、他方では不純物を含んでいる水溶液を得るようにするデバイスを含むことができる。これらのデバイスの中で、例えば、撹拌式反応器、デカンタ、ミキサ-デカンタ、並流式若しくは向流式の洗浄塔があってよい。有利には、洗浄塔は、充填塔、プレート、撹拌塔またはパルス塔である:洗浄液の量と供給原料の量との間の比は、0.01~100、好ましくは0.1~10、好ましくは0.15~2である。
【0069】
前記任意選択の前処理工程a0)は、場合によっては、リサイクル流れ、有利には、方法の工程d)または任意選択の工程e)から得られたリサイクル流れの少なくとも一部を、熱分解油を含んでいる供給原料および/または再生可能資源由来の供給原料との混合物としてまたはそれとは別に給送されてもよい。
【0070】
前記任意選択の前処理工程a0)により、前処理済み供給原料を得ることがこのように可能となり、このものは、次いで、選択的水素化工程a)または水素化転化工程b)に給送する。
【0071】
(選択的水素化工程a)(任意選択))
本発明によると、本方法は、プラスチック熱分解油を含んでいる供給原料、および場合による再生可能資源由来の供給原料が工程a)に導入される場合には再生可能資源由来の供給原料の選択的水素化の工程a)を含んでよく、この工程a)は、水素の存在中、前記供給原料を液相で維持することを可能にする水素圧力および温度の条件下に、かつ前記供給原料中に存在するジオレフィンの選択的水素化にちょうど必要とされる可溶性水素の量で実行される。液相中でのジオレフィンの少なくとも一部の選択的水素化により、水素化脱金属工程b)および/または水素化処理工程c)の反応セクションを詰まらせる可能性がある「ガム状物」の形成、すなわちジオレフィンのポリマー化、ひいてはオリゴマーおよびポリマーの形成を回避するか、または少なくとも制限することがこのように可能となる。供給原料中に場合によっては存在するスチレン化合物、とりわけ、スチレンも、ビニル基の二重結合が芳香核と共役しているという事実により、ガム状物の形成に関してジオレフィンと同様の挙動を取る可能性がある。前記選択的水素化工程a)により、選択的水素化済み流出物、すなわち、オレフィン、特にジオレフィン、場合によってはスチレンの含有率が低下した流出物を得ることが可能となる。
【0072】
本発明によると、前記選択的水素化工程a)は、反応セクションにおいて実行され、この反応セクションは、プラスチック熱分解油を含んでいる前記供給原料(場合によっては、前処理されたもの)と、水素(H2)を含んでいるガス流れとを少なくとも給送される。
【0073】
場合によっては、前記工程a)の反応セクションは、再生可能資源由来の供給原料(場合によっては前処理されたもの)の少なくとも一部を同様に給送されてもよい。
【0074】
場合によっては、前記工程a)の反応セクションは、リサイクル流れ、有利には、本方法の工程d)または任意選択の工程e)から得られたリサイクル流れの少なくとも一部を同様に給送されてもよい。
【0075】
再生可能資源由来の供給原料および/またはリサイクル流れの給送は、プラスチック熱分解油を含んでいる前記供給原料との混合物として、または前記供給原料とは別にかのいずれかで、有利には工程a)の反応セクションの入口で直接的に行われ得る。
【0076】
前記反応セクションは、好ましくは固定床における、少なくとも1種の選択的水素化触媒の存在中での選択的水素化を含み、有利には、その際の平均温度(または以下に定義されるWABT)は、80~280℃、好ましくは120~260℃、好ましくは130~250℃であり、水素の分圧は、1.0~20.0MPa(絶対)、好ましくは5.0~15.0MPa(絶対)であり、その際の毎時空間速度(hourly space velocity:HSV)は、0.3~10.0h-1、好ましくは0.5~5.0h-1である。
【0077】
本発明によると、少なくとも1基の固定床反応器を含んでいる反応セクションの「温度」は、少なくとも1基の固定床反応器を含んでいる反応セクションの平均温度であり、当業者に周知である専門用語による重量平均床温度(weight-average bed temperature:WABT)に相当する。平均温度は、有利には、用いられる触媒系、デバイスおよびこれらの構成に応じて決定される。平均温度(すなわちWABT)は、以下のように計算される。
【0078】
【0079】
式中、Tinlet:反応セクションの入口での流出物の温度、Toutlet:反応セクションの出口での流出物の温度である。
【0080】
毎時空間速度(HSV)は、ここでは、反応セクションに入る供給原料の毎時体積流量対触媒(1種または複数種)の体積の比として定義される。「工程a)の反応セクションに入る供給原料」という表現は、「フレッシュな」供給原料(場合によっては、前処理されたもの)の全て、すなわち、熱分解油を少なくとも含み、場合によっては、再生可能資源由来の供給原料の一部または全部を含み、場合による、工程d)および/またはe)から得られたリサイクル流れを補充されたものを意味することが意図される。
【0081】
工程a)の前記反応セクションに給送する水素(H2)を含んでいるガス流れの量は、有利には、水素被覆率(hydrogen coverage)が、反応セクションに入る供給原料の容積(m3)当たり水素1~200Nm3(Nm3/m3)、好ましくは供給原料の容積(m3)当たり水素1~50Nm3(Nm3/m3)、好ましくは供給原料の容積(m3)当たり水素5~20Nm3(Nm3/m3)になるような量である。
【0082】
水素被覆率は、15℃での反応セクションに入る前処理される場合がある供給原料(任意のリサイクルフラクションを考慮に入れない)の容積流量に相対する、標準の温度および圧力の条件下で測定された水素の容積流量の比として定義される(供給原料の容積(m3)当たりのH2の標準m3(Nm3と示される))。
【0083】
工程a)の反応セクションに給送する、水素を含んでいるガス流れは、水素の供給物および/またはリサイクル水素、有利には工程d)または任意選択の工程e)から得られるリサイクル水素からなる場合がある。
【0084】
選択的水素化工程a)は、好ましくは、固定床において行われる。それは、沸騰床または移動床において行われてもよい。
【0085】
有利には、前記工程a)の反応セクションは、1~5基の反応器を含む。本発明の特定の実施形態によると、反応セクションは、2~5基の反応器を含み、これらは、Permutable Reactor Systemについての用語PRSによりあるいはまた用語「リードアンドラグ」により参照される配列可変方式で操作する。PRS方式での少なくとも2基の反応器の組み合わせにより、1つの反応器を隔離し、使用済み触媒を排出し、反応器にフレッシュな触媒を再充填し、前記反応器を稼働状態に戻すことが可能となり、方法を停止することがない。PRS技術は、特許FR 2 681 871に特に記載されている。
【0086】
1つの特に好適な変形によると、工程a)の選択的水素化反応セクションは、配列可変方式で操作する2基の固定床反応器を含む。
【0087】
有利には、反応器内部構造物、例えばフィルタプレートタイプのものが用いられて、反応器(1基または複数基)の目詰まりを防ぐようにしてよい。フィルタプレートの例は、特許FR 3 051 375に記載されている。
【0088】
有利には、前記選択的水素化触媒は、担体、好ましくは鉱物担体と、水素化脱水素機能基とを含む。
【0089】
1つの変形によると、水素化脱水素機能基は、少なくとも1種の第VIII族元素と、少なくとも1種の第VIB族元素とを特に含み、少なくとも1種の第VIII族元素は、好ましくは、ニッケルおよびコバルトから選ばれ、少なくとも1種の第VIB族元素は、好ましくは、モリブデンおよびタングステンから選ばれる。この変形によると、第VIB族および第VIII族からの金属性元素の酸化物として表される全含有率は、触媒の全重量に相対して、好ましくは1重量%~40重量%、優先的には5重量%~30重量%である。金属がコバルトまたはニッケルである場合、金属含有率は、それぞれに、CoOおよびNiOとして表される。金属がモリブデンまたはタングステンである場合、金属含有率は、それぞれにMoO3およびWO3として表される。
【0090】
第VIII族金属(1種または複数種)に相対する第VIB族金属(1種または複数種)の金属酸化物として表される重量比は、好ましくは1~20、好ましくは2~10である。
【0091】
この変形によると、前記工程a)の反応セクションが例えば含む水素化触媒は、0.5重量%~12重量%のニッケル、好ましくは1重量%~10重量%のニッケル(前記触媒の重量に相対する酸化ニッケルNiOとして表される)と、1重量%~30重量%のモリブデン、好ましくは3重量%~20重量%のモリブデン(前記触媒の重量に相対する酸化モリブデンMoO3として表される)とを、担体上、好ましくは無機担体、好ましくはアルミナ担体上に含んでいる。
【0092】
別の変形によると、水素化脱水素機能基は、少なくとも1種の第VIII族元素、好ましくはニッケルを含み、好ましくはそれからなる。この変形によると、ニッケル含有率は、NiOとして表されて、前記触媒の重量に相対して、好ましくは1重量%~50重量%、好ましくは10重量%~30重量%である。このタイプの触媒は、好ましくは、その還元された形態で、担体(好ましくは鉱物担体)上で、好ましくは無機担体上、好ましくはアルミナ担体上で用いられる。
【0093】
前記少なくとも1種の選択的水素化触媒のための担体は、好ましくは、アルミナ、シリカ、シリカ-アルミナ、マグネシア、粘土およびそれらの混合物から選ばれる。前記担体は、ドーパント化合物、とりわけ、酸化ホウ素、特に、三酸化ホウ素、ジルコニア、セリア、酸化チタン、五酸化リンおよびこれらの酸化物の混合物から選ばれる酸化物を含有する場合がある。好ましくは、前記少なくとも1種の選択的水素化触媒は、アルミナ担体を含み、場合によってはリンと、場合によるホウ素とをドープされる。五酸化リンP2O5が存在する場合、その濃度は、アルミナの重量に相対して10重量%未満、かつ、有利にはアルミナの全重量に相対して最低0.001重量%である。三酸化ホウ素B2O3が存在する場合、その濃度は、アルミナの重量に相対して10重量%未満、かつ、有利にはアルミナの全重量に相対して最低0.001重量%である。用いられるアルミナは、例えば、γ(ガンマ)またはη(エータ)のアルミナであってよい。
【0094】
前記選択的水素化触媒は、例えば、押出物状の形態にある。
【0095】
大いに好ましくは、ジオレフィンを可能な限り選択的に水素化するために、工程a)は、上記の選択的水素化触媒に加えて、前記触媒の重量に相対して酸化ニッケルNiOとして表される1重量%未満のニッケルかつ最低0.1重量%のニッケル、好ましくは0.5重量%のニッケルと、前記触媒の重量に相対して酸化モリブデンMoO3として表される5重量%未満のモリブデンかつ最低0.1重量%のモリブデン、好ましくは0.5重量%のモリブデンとをアルミナ担体上に含んでいる工程a)において用いられる少なくとも1種の選択的水素化触媒を用いてもよい。金属が控えめに負荷されたこの触媒は、好ましくは上記の選択的水素化触媒の上流に置かれる。
【0096】
工程a)の終結の際に得られた水素化済み流出物の不純物、特にジオレフィンの含有率は、本方法の供給原料に含まれる同じ不純物、特にジオレフィンの含有率に相対して減少している。選択的水素化工程a)により、一般に、最初の供給原料中に含有されるジオレフィンの最低30%、好ましくは最低40%を転化させることが可能となる。選択的水素化工程a)の終結の際に得られた水素化済み流出物は、好ましくは直接的に、水素化脱金属工程b)に送られる。
【0097】
(水素化脱金属工程b))
本発明によると、本方法は、水素化脱金属工程b)を含む。この水素化脱金属工程b)は、水素化脱金属反応セクションにおいて実行され、このセクションは、少なくとも1種の水素化脱金属触媒を含み、前記水素化脱金属反応セクションは、プラスチック熱分解油を含んでいる前記供給原料(場合によっては、前処理されたもの)および/または工程a)から得られた水素化済み流出物と、水素を含んでいるガス流れとを少なくとも給送され、前記水素化脱金属反応セクションが実行される際の平均温度は、140~400℃であり、水素の分圧は、1.0~20.0MPa(絶対)であり、毎時空間速度は、0.1~10.0h-1であり、脱金属済み済み流出物を得る。
【0098】
場合によっては、前記工程b)の反応セクションは、再生可能資源由来の供給原料(場合によっては、前処理されたもの)の少なくとも一部を同様に給送されてもよい。
【0099】
場合によっては、前記工程b)の反応セクションは、リサイクル流れ、有利には、本方法の工程d)または任意選択の工程e)から得られたリサイクル流れの少なくとも一部を同様に給送されてもよい。
【0100】
供給原料の組成に応じて、水素化脱金属工程の条件により、水素化脱金属反応、とりわけ、ケイ素の保持、水素化反応、とりわけジオレフィンおよびオレフィンの水素化反応、水素化処理反応、とりわけ塩素、窒素および硫黄の転化、エステル基の水素化分解および/または脱カルボキシル化反応を行うことが可能となる。
【0101】
水素化脱金属工程b)は、水素化脱金属反応セクションにおいて実行され得、このセクションは、少なくとも1種の水素化脱金属触媒を含み、少なくとも1基の沸騰床、噴流床、移動床および/または固定床の反応器を用いる。
【0102】
1つの好適な様式によると、工程b)は、固定床において行われる。固定床において行われる工程b)は、とりわけ、ジオレフィンおよびオレフィンの少なくとも部分的な水素化を実行することを可能にする水素圧力および温度の条件下に、とりわけ、任意選択の選択的水素化工程a)が存在しない中で、水素化脱金属反応セクションの開始のときに行われると同時に、工程b)の反応セクションの出口温度がb)の反応セクションの入口温度より好ましくは最低15℃高い上昇温度プロファイルを可能にする。実際に、必要とされる量の水素が注入されて、供給原料中に存在するジオレフィンおよびオレフィンの少なくとも一部の水素化、金属および/またはメタロイドの少なくとも一部の水素化脱金属、とりわけ、ケイ素の保持、並びにまた、塩素の少なくとも一部の(水素化脱塩素機構によるHClへの)転化が可能となるようにする。ジオレフィンおよびオレフィンの水素化により、水素化処理工程c)の反応セクションを詰まらせる可能性がある「ガム状物」の形成、すなわちジオレフィンおよびオレフィンのポリマー化、ひいてはオリゴマーおよびポリマーの形成を回避するか、または少なくとも制限することがこのように可能となる。水素化と並行して、水素化脱金属、とりわけ工程b)中のケイ素の保持により、水素化処理工程c)の反応セクションの触媒失活を制限することが可能となる。さらに、工程b)の条件、とりわけ、温度および上昇する温度プロファイルにより、塩素の少なくとも一部を転化し、水素化処理の一部、したがって窒素および硫黄の一部の除去を行い、トリグリセリドおよび/または遊離脂肪酸の炭化水素ベースの分子への転化の一部を、エステル基の脱カルボキシル化および/または水素化分解機構を介して行うことが可能となる。
【0103】
工程b)が固定床において行われる場合、この工程において温度のコントロールがこのように重要であり、相反する制約を満たさなければならない。一方で、入口のところおよび水素化脱金属反応セクション全体にわたる温度は、水素化脱金属反応セクションの開始時に、とりわけ任意選択の工程a)が存在しない場合に、ジオレフィンおよびオレフィンの水素化を可能にするのに十分に低くなければならない。他方で、水素化脱金属反応セクションの入口のところの温度は、低い温度で促進される不純物の堆積によって引き起こされる触媒の失活を避けるのに十分に高くなければならない。水素化反応、とりわけオレフィンおよびジオレフィンの一部の水素化のための水素化反応、そしてまたエステル基の脱カルボキシル化反応および/または水素化分解反応は、高度に発熱性であるため、上昇する温度プロファイルが、したがって、水素化脱金属反応セクションにおいて観察される。前記セクションの終わりのところでのこのより高い温度により、水素化脱金属および水素化脱塩素化の反応を実行することが可能となる。それ故に、工程b)の反応セクションの出口のところの温度は、工程b)の反応セクションの入口のところでの温度より好ましくは最低15℃高く、好ましくは最低25℃高く、特に好ましくは最低30℃高い。
【0104】
工程b)の反応セクションの入口と出口との温度差は、任意のガス(水素)冷却流れまたは液体冷却流れの任意選択の注入(例えば、工程d)および/または工程e)を起源とする流れのリサイクル)に適合可能である。
【0105】
工程b)の反応セクションの入口と出口との温度差は、もっぱら反応セクションにおいて実行される化学反応の発熱性によるものであるため、加熱手段(オーブン、熱交換器など)を使用せずに適合可能である。
【0106】
工程b)の反応セクションの入口温度は、135~385℃、好ましくは210~335℃である。
【0107】
工程b)の反応セクションの出口温度は、150~400℃、好ましくは225~350℃である。
【0108】
本発明によると、ジオレフィンおよびオレフィンの水素化、水素化脱金属反応、特にケイ素の保持、並びに水素化処理反応の一部を1つの同じ工程で、かつ工程c)の触媒の失活を制限するのに十分な温度で少なくとも部分的に行うことが有利である。この同じ工程により、反応からの熱の恩恵を受けて、この工程で上昇する温度プロファイルを有するようにすることも可能となるため、水素化脱金属用の触媒セクションと水素化処理用の触媒セクションとの間で加熱するためのデバイスの必要性を排除することができる。
【0109】
前記反応セクションは、水素化脱金属を、少なくとも1種の水素化脱金属触媒の存在中で実行し、有利には、その際の(平均)温度(すなわちの工程a)において上記で義されたWABT)は、140~400℃、好ましくは220~350℃、特に好ましくは260~330℃であり、水素の分圧は、1.0~20.0MPa(絶対)、好ましくは1.5~15.0MPa(絶対)であり、その際の毎時空間速度(HSV)は、0.1~10.0h-1、好ましくは0.2~5.0h-1、大いに好ましくは0.3~3.0h-1である。
【0110】
工程b)の前記反応セクションに給送する水素(H2)を含んでいるガス流れの量は、有利には、水素被覆率が供給原料の容積(m3)当たり水素50~1000Nm3(Nm3/m3)、好ましくは供給原料の容積(m3)当たり水素50~500Nm3(Nm3/m3)、好ましくは供給原料の容積(m3)当たり水素200~300Nm3(Nm3/m3)になるようにされる。実際、ジオレフィンおよびオレフィンの少なくとも一部の水素化、並びに金属の少なくとも一部の水素化脱金属、とりわけケイ素の保持、そしてまた塩素の少なくとも一部の(HClへの)転化、および場合による、再生可能資源のエステルの少なくとも一部の転化を可能にするのに必要とされる水素の量は、FR20/01.758に記載されるようにジオレフィンの水素化のみを実行することを可能にするのに必要な水素の量よりも多い。
【0111】
毎時空間速度(HSV)および水素被覆率は、工程a)において記載のように定義され、「反応セクションに入る供給原料」として、「フレッシュな」供給原料の全ては、場合によっては、前処理(工程a0))され、場合によっては、選択的に水素化(工程a))され、すなわち、熱分解油を少なくとも含み、場合によっては、再生可能資源由来の供給原料の一部または全部を含み、場合によっては、工程d)および/またはe)から得られたリサイクル流れを補充される。
【0112】
有利には、前記工程b)の反応セクションは、1~5基の反応器、好ましくは2~5基の反応器を含み、特に好ましくは、それは、2基の反応器を含む。
【0113】
工程b)の反応セクションの反応器(1基または複数基)は、固定床、沸騰床、噴流床および/または移動床の反応器のタイプのものであり得る。
【0114】
1つの変形によると、反応セクションは、触媒導入・抜き出し操作を可能にして失活を補償する沸騰床反応器または移動床反応器を含む。
【0115】
好適である別の変形によると、反応セクションは、1基の固定床反応器、好ましくは2基の固定床反応器を含み、当該反応器は、n個の触媒床を有し、nは1以上の整数であり、それぞれ、少なくとも1種の水素化脱金属触媒を含んでいる。
【0116】
1つの特定の実施形態によると、FR2969642に記載されているように、供給原料の全部または一部は、段階的に各触媒床の入口のところに注入されて発熱を管理することができる。この場合、供給原料全体の流れは、反応器内の触媒床の数に等しい所定数の異なる部分流れに分割され、異なる部分流れは、連続する触媒床の入口のところに高くなっていく割合で注入される。
【0117】
1つの変形によると、触媒床反応器は、「PRS」(Permutable Reactor System)あるいはほかに「リードアンドラグ」としても知られる固定床配列可変方式で操作する。PRS方式の少なくとも2基の反応器の組み合わせにより、方法を停止することなく、1基の反応器を隔離し、使用済み触媒を排出し、反応器にフレッシュな触媒を再充填し、前記反応器を稼働状態に戻すことが可能となる。PRS技術は、FR2681871に特に記載されている。配列可変方式のいくつかの反応器を含んでいる水素化脱金属反応セクションの利点は、供給原料を最適に処理する一方で同時に、触媒床(1個または複数個)の目詰まりおよび/または失活のリスクを軽減し、こうして目詰まりおよび/または失活によるユニットの停止を避けることが可能となることにある。
【0118】
1つの特に好適な変形によると、工程b)の水素化脱金属反応セクションは、配列可変方式で操作する2基の反応器を含む。
【0119】
有利には、反応器内部構造物、例えばフィルタプレートタイプのものが用いられて、反応器(1基または複数基)の目詰まりを防いでよい。フィルタプレートの例は、FR3051375に記載されている。
【0120】
有利には、前記水素化脱金属触媒は、担体、好ましくは鉱物担体と、水素化脱水素機能基とを含む。
【0121】
1つの変形によると、水素化脱水素機能基は、特に、少なくとも1種の第VIII族元素と、少なくとも1種の第VIB族元素とを含み、第VIII族元素は、好ましくはニッケルおよびコバルトから選ばれ、第VIB族元素は、好ましくはモリブデンおよびタングステンから選ばれる。この変形によると、第VIB族および第VIII族からの金属性元素の酸化物として表される全含有率は、触媒の全重量に相対して、好ましくは1重量%~40重量%、優先的には5重量%~30重量%である。金属がコバルトまたはニッケルである場合、金属含有率は、それぞれにCoOおよびNiOとして表される。金属がモリブデンまたはタングステンである場合、金属含有率は、それぞれにMoO3およびWO3として表される。
【0122】
第VIB族金属(1種または複数種)と第VIII族金属(1種または複数種)との間の金属酸化物として表される重量比は、好ましくは1~20、好ましくは2~10である。
【0123】
この変形によると、前記工程b)の反応セクションが例えば含む水素化脱金属触媒は、0.5重量%~12重量%のニッケル、好ましくは1重量%~10重量%のニッケル(前記触媒の重量に相対する酸化ニッケルNiOとして表される)と、1重量%~30重量%のモリブデン、好ましくは3重量%~20重量%のモリブデン(前記触媒の重量に相対する酸化モリブデンMoO3として表される)とを、担体、好ましくは鉱物担体、好ましくはアルミナ担体上に含む。
【0124】
別の変形によると、水素化脱水素機能基は、少なくとも1種の第VIII族元素、好ましくはニッケルを含み、好ましくはそれからなる。この変形によると、酸化ニッケルの含有率は、前記触媒の重量に相対して、好ましくは1重量%~50重量%、好ましくは10重量%~30重量%である。このタイプの触媒は、好ましくはその還元された形態において、担体(好ましくは鉱物担体である)上、好ましくはアルミナ担体上で用いられる。
【0125】
前記水素化脱金属触媒用の担体は、好ましくは、アルミナ、シリカ、シリカ-アルミナ、マグネシア、粘土およびそれらの混合物から選ばれる。前記担体は、ドーパント化合物、とりわけ、酸化ホウ素、特に三酸化ホウ素、ジルコニア、セリア、酸化チタン、五酸化リンおよびこれらの酸化物の混合物から選ばれる酸化物を含有してよい。好ましくは、前記水素化脱金属触媒は、アルミナ担体を含み、場合によっては、リンおよび場合によるホウ素をドープされる。五酸化リンP2O5が存在する場合、その濃度は、アルミナの重量に相対して10重量%未満、かつ、有利にはアルミナの全重量に相対して最低0.001重量%である。三酸化ホウ素B2O3が存在する場合、その濃度は、アルミナの重量に相対して10重量%未満、かつ、有利にはアルミナの全重量に相対して最低0.001重量%である。用いられるアルミナは、例えばγ(ガンマ)またはη(エータ)のアルミナであってよい。
【0126】
前記水素化脱金属触媒は、例えば、押出物状の形態にある。
【0127】
大いに好ましくは、工程b)は、上記の水素化脱金属触媒(1種または複数種)に加えて、前記触媒の重量に相対する酸化ニッケルNiOとして表されて1重量%未満のニッケルかつ最低0.1重量%のニッケル、好ましくは0.5重量%のニッケルと、前記触媒の重量に相対する酸化モリブデンMoO3として表されて5重量%未満のモリブデンかつ最低0.1重量%のモリブデン、好ましくは0.5重量%のモリブデンとをアルミナ担体上に含んでいる工程b)において用いられる少なくとも1種の水素化脱金属触媒を用いてもよい。この触媒は、金属を高度に負荷しておらず、このものは、好ましくは上記の水素化脱金属触媒(1種または複数種)の上流または下流、好ましくは下流に置かれ得る。
【0128】
有利には、前記工程b)において用いられる前記触媒は、石油留分の処理のために特に用いられる既知の水素化脱金属、水素化処理またはケイ素捕捉の触媒、およびそれらの組合せから選ばれてよい。既知の水素化脱金属触媒は、例えば、特許EP 0113297、EP 0113284、US 5221656、US 5827421、US 7119045、US 5622616およびUS 5089463に記載されているものである。既知のケイ素捕捉触媒は、例えば、特許出願CN 102051202およびUS 2007/080099に記載されているものである。
【0129】
前記水素化脱金属工程b)により、ケイ素の含有率が低下し、場合によっては、オレフィン、特にジオレフィン、金属および塩素の含有率が低下した脱金属済み流出物を得ることが可能となる。好ましくは、最初の供給原料の塩素およびケイ素の最低50%、より優先的には最低75%が工程b)中に除去される。水素化脱金属工程b)の終結の際に得られた脱金属済み流出物は、好ましくは直接的に、水素化処理工程c)に送られる。
【0130】
(水素化処理工程c))
本発明によると、本処理方法は、水素化処理工程c)を含み、この水素化処理工程c)は、水素化処理反応セクションにおいて実行され、このセクションは、少なくとも1種の水素化処理触媒を含み、前記水素化処理反応セクションは、工程b)から得られた前記脱金属済み流出物と、水素を含んでいるガス流れとを少なくとも給送され、前記水素化処理反応セクションが用いられる際の温度は、250~450℃であり、水素の分圧は、1.0~20.0MPa(絶対)であり、毎時空間速度は、0.1~10.0h-1であり、水素化処理済み流出物を得る。
【0131】
場合によっては、前記工程c)の反応セクションは、再生可能資源由来の供給原料(場合によっては、前処理されたもの)の少なくとも一部を同様に給送されてもよい。
【0132】
1つの変形によると、再生可能資源由来の供給原料の少なくとも一部、好ましくは全部が工程c)に導入される。
【0133】
場合によっては、前記工程c)の反応セクションは、リサイクル流れ、有利には、本方法の工程d)または任意選択の工程e)から有利に得られたリサイクル流れの少なくとも一部を同様に給送されてもよい。
【0134】
有利には、工程c)は、当業者に周知である水素化処理反応、より詳細には、水素化処理反応、例えば、芳香族化合物の水素化、水素化脱硫および水素化脱窒を実施する。さらに、オレフィンおよび残っているハロゲン化化合物の水素化とともに水素化脱金属も継続される。工程c)は、再生可能資源からのトリグリセリドおよび/または遊離脂肪酸由来のエステル官能基を水素化分解および/または脱カルボキシル化の反応も実行する。
【0135】
前記水素化処理反応セクションは、有利には、水素化脱金属工程b)の反応セクションにおいて用いられる圧力と同等の圧力で実施されるが、水素化脱金属工程b)の反応セクションの温度よりも高い温度で実施される。それ故に、前記水素化処理反応セクションが有利に実施される際の(平均)水素化処理温度は、250~450℃、好ましくは280~380℃であり、水素の分圧は、1.0~20.0MPa(絶対)であり、その際の毎時空間速度(HSV)は、0.1~10.0h-1、好ましくは0.1~5.0h-1、優先的には0.2~2.0h-1、好ましくは0.2~1h-1である。工程c)における水素被覆率は、有利には、工程c)に給送する供給原料の容積(m3)当たり水素50~1000Nm3、好ましくは工程c)に給送する供給原料の容積(m3)当たり水素50~500Nm3、好ましくは工程c)に給送する供給原料の容積(m3)当たり水素100~300Nm3である。温度(WABT)、HSVおよび水素被覆率の定義は、上記のものに相当し、「工程c)の反応セクションに入る供給原料」として、工程b)から得られた脱金属済み流出物、場合によっては、再生可能資源由来の供給原料の一部または全部を用い、場合によっては、工程d)および/または工程e)から得られたリサイクル流れを補充される。
【0136】
工程c)の反応セクションの(平均)温度は、好ましくは、工程b)の水素化脱金属反応セクションの(平均)温度よりも高く、好ましくは最低10℃より高く、好ましくは最低15℃より高い。
【0137】
工程c)の反応セクションに給送する水素を含んでいるガス流れは、水素の供給物および/またはリサイクル水素、有利には工程d)または任意選択の工程e)から得られたリサイクル水素からなってよい。
【0138】
有利には、前記工程c)の反応セクションは、1~5基の反応器、好ましくは2~5基の反応器を含み、特に好ましくは、それは、2基の反応器を含む。
【0139】
工程c)の反応セクションの反応器(1基または複数基)は、固定床、沸騰床、噴流床および/または移動床の反応器のタイプであり得る。
【0140】
1つの変形によると、反応セクションは、触媒の導入・抜き出操作を可能にして失活を補償する沸騰床反応器または移動床反応器を含む。
【0141】
有利には、前記工程c)は、水素化処理反応セクションにおいて実行され、このセクションは、少なくとも1基、好ましくは1~5基の固定床反応器を含み、この反応器は、n個の触媒床を含み、nは、1以上、好ましくは1~10、好ましくは2~5の整数であり、前記床(1個または複数個)は、それぞれ、少なくとも1種かつ好ましくは10種以下の水素化処理触媒を含んでいる。反応器がいくつかの触媒床、すなわち少なくとも2個、好ましくは2~10個、好ましくは2~5個の触媒床を含む場合、前記触媒床は、好ましくは前記反応器内に直列に配置される。
【0142】
本発明の1つの好適な実施形態において、前記水素化処理反応セクションは、n個の触媒床を含んでいる単一の固定床反応器を含み、nは、1以上、好ましくは1~10、好ましくは2~5の整数である。
【0143】
1つの実施形態によると、上記のように、供給原料の全部または一部は、各触媒床の入口に段階的に注入されて発熱を管理することができる。1つの変形によると、とりわけ、再生可能資源由来の供給原料が工程c)において注入される場合、工程b)から得られた供給原料(熱分解油)は、水素化処理反応セクションc)の頂部のところで導入されるのに対し、再生可能資源由来の供給原料は、各触媒床の入口のところで段階的に割合を高めつつ注入される。これにより、発熱をよりうまく管理することが可能となる。
【0144】
工程c)が、いくつか反応器、好ましくは2基の反応器を含んでいる水素化処理反応セクションにおいて実行される場合、これらの反応器は、直列および/または並列および/または配列可変(すなわちPRS)方式および/またはスイング方式で操作することができる。種々の任意選択の操作方式、PRS方式(またはリードアンドラグ)およびスイング方式は、当業者に周知であり、有利には上記に定義されている。
【0145】
前記水素化処理触媒は、担体、好ましくは鉱物担体と、水素化脱水素機能を有する少なくとも1種の金属性元素とを含む。水素化脱水素機能を有する前記金属性元素は、有利には、少なくとも1種の第VIII族元素および/または少なくとも1種の第VIB族元素を含み、第VIII族からの少なくとも1種の元素は、好ましくはニッケルおよびコバルトからなる群から選ばれ、第VIB族からの少なくとも1種の元素は、好ましくはモリブデンおよびタングステンからなる群から選ばれる。第VIB族および第VIII族からの金属性元素の酸化物の全含有率は、触媒の全重量に相対して、好ましくは0.1重量%~40重量%、優先的には5重量%~35重量%である。金属がコバルトまたはニッケルである場合、金属含有率は、それぞれにCoOおよびNiOとして表される。金属がモリブデンまたはタングステンである場合、金属含有率は、それぞれにMoO3およびWO3として表される。第VIII族金属(1種または複数種)に相対する、第VIB族金属(1種または複数種)の金属酸化物として表される重量比は、好ましくは1.0~20、好ましくは2.0~10である。例えば、本方法の工程b)の水素化処理反応セクションが含む水素化処理触媒は、水素化処理触媒の全重量に相対する酸化ニッケルNiOとして表されて0.5重量%~10重量%のニッケル、好ましくは1重量%~8重量%のニッケルと、水素化処理触媒の全重量に相対する酸化モリブデンMoO3として表されて、1.0重量%~30重量%のモリブデン、好ましくは3.0重量%~29重量%のモリブデンとを、鉱物担体上、好ましくはアルミナ担体上に含む。
【0146】
前記水素化処理触媒のための担体は、有利には、アルミナ、シリカ、シリカ-アルミナ、マグネシア、粘土およびそれらの混合物から選ばれる。前記担体は、ドーパント化合物、とりわけ、酸化ホウ素、特に三酸化ホウ素、ジルコニア、セリア、酸化チタン、五酸化リンおよびこれらの酸化物の混合物から選ばれる酸化物を含有してもよい。好ましくは、前記水素化処理触媒は、アルミナ担体、好ましくはリンおよび場合によるホウ素をドープされたアルミナ担体を含む。五酸化リンP2O5が存在する場合、その濃度は、アルミナの重量に相対して10重量%未満、かつ、有利にはアルミナの全重量に相対して最低0.001重量%である。三酸化ホウ素B2O5が存在する場合、その濃度は、アルミナの重量に相対して10重量%未満、かつ、有利にはアルミナの全重量に相対して最低0.001重量%である。用いられるアルミナは、例えば、γ(ガンマ)またはη(エータ)のアルミナであってよい。
【0147】
前記水素化処理触媒は、例えば、押出物状の形態にある。
【0148】
既知の水素化処理触媒は、例えば、特許EP0113297、EP0113284、US6589908、US4818743またはUS6332976に記載されているものである。
【0149】
有利には、本方法の工程c)において用いられる前記水素化処理触媒が有する比表面積は、250m2/g以上、好ましくは300m2/g以上である。前記水素化処理触媒の比表面積は、有利には800m2/g以下、好ましくは600m2/g以下、特に400m2/g以下である。水素化処理触媒の比表面積は、BET法によって測定され、すなわち、比表面積は、雑誌The Journal of the American Chemical Society, 6Q, 309 (1938)に記載されているBrunauer-Emmett-Teller法から確立された規格ASTM D 3663-78に従う窒素吸着によって決定される。このような比表面積により、汚染物質、特に金属、例えばケイ素の除去をさらに改善することが可能となる。
【0150】
本発明の別の態様によると、上記の水素化処理触媒は、酸素および/または窒素および/または硫黄を含有している1種または複数種の有機化合物も含む。このような触媒は「添加剤付加触媒(additivated catalyst)」という用語によって示されることが多い。一般に、有機化合物は、カルボン酸、アルコール、チオール、チオエーテル、スルホン、スルホキシド、エーテル、アルデヒド、ケトン、エステル、カルボナート、アミン、ニトリル、イミド、オキシム、ウレアおよびアミドの基から選ばれる1個または複数個の化学的官能基を含んでいる化合物あるいはほかにフラン環を含む化合物あるいはほかに糖から選ばれる。
【0151】
再生可能資源の供給原料は硫黄をほとんどまたは全く含有しないため、プラスチック熱分解由来の供給原料の硫黄含有率に応じて、硫黄含有化合物、例えばDMDSを注入して、触媒の活性相を硫化物の形態に維持することが有利な場合がある。硫黄含有化合物の添加は、他の工程(工程a)、b)および/またはc’))の触媒に対して行われてもよい。
【0152】
有利には、水素化処理工程c)は、水素化脱金属工程b)の後に残る窒素の最低80%の水素化処理を可能にするだけでなく、トリグリセリドの最低80%の転化も可能にする。工程c)は、供給原料中に存在する他の不純物、例えば、芳香族化合物、金属性の化合物、含硫黄化合物、含窒素化合物、ハロゲン化化合物(とりわけ塩素化化合物)または含酸素化合物の部分的な除去も可能にする。好ましくは、工程c)の出口のところでの窒素含有率は、10重量ppm未満である。工程c)により、汚染物質の含有率、例えば、金属の含有率、特にケイ素含有率を一層さらに低減させることが可能となってもよい。好ましくは、工程c)の出口のところの金属含有率は、10重量ppm未満であり、ケイ素含有率は、5重量ppm未満である。
【0153】
(水素化分解工程c’)(任意選択))
1つの変形によると、本発明の方法は、水素化分解工程c’)を含んでよく、工程c’)は、水素化処理工程c)の直後、または分画工程e)の後のいずれかに、沸点が175℃超である化合物を含んでいる炭化水素留分について実行される。
【0154】
有利には、工程c’)は、当業者に周知である水素化分解反応を実施し、より詳細には、重質化合物、例えば沸点が175℃超である化合物を、工程c)から得られたかまたは任意選択の分画工程e)の間に分離された水素化処理済み流出物中に含有される沸点が175℃以下である化合物に転化することを可能にする。他の反応、例えば、オレフィンまたは芳香族化合物の水素化、水素化脱金属、水素化脱硫、水素化脱窒等が続行されてよい。
【0155】
沸点が175℃超である化合物は、高いBMCIを有し、より軽質の化合物に相対して、より多くのナフテン系化合物、ナフテン系芳香族化合物および芳香族化合物を含有するため、より高いC/H比をもたらす。この高い比率は、水蒸気分解器におけるコーキングの原因となるため、この留分専用の水蒸気分解炉が必要となる。これらの重質化合物(ディーゼル留分)の収率を最小限に抑え、かつ軽質化合物(ナフサ留分)の収率を最大化することが望まれる場合に、これらの化合物は、水素化分解によって軽質化合物に少なくとも部分的に転化され得、一般に水蒸気分解ユニットに有利な留分である。
【0156】
それ故に、本発明の方法は、水素化分解工程c’)を含んでよく、この工程c’)は、水素化分解反応セクションにおいて実行され、このセクションは、少なくとも1種の水素化分解触媒を含み、前記水素化分解反応セクションは、工程c)から得られた前記水素化処理済み流出物および/または工程e)から得られた沸点が175℃超である化合物を含んでいる留分と、水素を含んでいるガス流れとを給送され、前記水素化分解反応セクションが用いられる際の(平均)温度は、250~450℃であり、水素の分圧は、1.5~20.0MPa(絶対)であり、毎時空間速度は、0.1~10.0h-1であり、水素化分解済み流出物を得て、これは、分離工程d)に送られる。
【0157】
それ故に、前記水素化分解反応セクションが有利に実施される際の水素化分解温度は、250~450℃、好ましくは320~440℃であり、その際の水素の分圧は、1.5~20.0MPa(絶対)、好ましくは2~18.0MPa(絶対)であり、その際の毎時空間速度(HSV)は、0.1~10.0h-1、好ましくは0.1~5.0h-1、優先的には0.2~4h-1である。工程c’)における水素被覆率は、有利には、工程c’)に給送する供給原料の容積(m3)当たり水素80~2000Nm3、好ましくは工程c’)に給送する供給原料の容積(m3)当たり水素200~1800Nm3である。温度(WABT)、HSVおよび水素被覆率の定義は、上記に記載されたものに対応し、「工程c’)の反応セクションに入る供給原料」として、工程c)から得られた水素化処理済み流出物および/または工程e)から得られた沸点が175℃超である化合物を含んでいる炭化水素留分を用いる。
【0158】
有利には、前記水素化分解反応セクションは、水素化脱金属工程b)または水素化処理工程c)の反応セクションにおいて用いられた圧力と同等の圧力で実施される。別の変形によると、前記水素化分解反応セクションは、水素化脱金属工程b)または水素化処理工程c)の反応セクションにおいて用いられた圧力を超える圧力で実施される。
【0159】
工程c’)の反応セクションの反応器(1基または複数基)は、固定床、沸騰床、噴流床および/または移動床の反応器のタイプ、好ましくは固定床の反応器のタイプであり得る。
【0160】
有利には、前記工程c’)は、水素化分解反応セクションにおいて実行され、このセクションは、少なくとも1基、好ましくは1~5基の固定床反応器を含み、この反応器は、n個の触媒床を有し、nは、1以上、好ましくは1~10、好ましくは2~5の整数であり、前記床(1個または複数個)は、それぞれ、少なくとも1種、かつ、好ましくは10種以下の水素化分解触媒を含む。反応器がいくつか触媒床、すなわち少なくとも2個、好ましくは2~10個、好ましくは2~5個の触媒床を含む場合、前記触媒床は、好ましくは前記反応器内に直列配列される。
【0161】
水素化処理工程c)および水素化分解工程c’)は、有利には、同一の反応器においてまたは異なる反応器において実行されてよい。それらが同じ反応器において実行される場合、反応器は、いくつかの触媒床を含み、最初の触媒床は、水素化処理触媒(1種または複数種)を含み、後続の触媒床は、水素化分解触媒(1種または複数種)を含む。
【0162】
水素化分解工程は、1回の工程(工程c’)または2回の工程(工程c’)および工程c’’))において実行され得る。それが2回の工程において実行される場合、第1の水素化分解工程c’)から得られた流出物の分画が行われ、これにより、工程d)および工程e)中に沸点が175℃超である化合物を含んでいる留分(ディーゼル留分)を得ることが可能となり、その留分は、第2の水素化分解工程c’’)に導入され、この工程c’’)は、第1の水素化分解反応セクションc’)とは異なる専用の第2の水素化分解反応セクションを含んでいる。この構成が特に適しているのは、ナフサ留分を最大にすることが望まれる場合である。
【0163】
第2の水素化分解工程c’’)は、水素化分解反応セクションにおいて実行され、少なくとも1個の固定床を用い、この固定床は、n個の触媒床を含み、nは、1以上の整数であり、それぞれ、少なくとも1種の水素化分解触媒を含み、前記水素化分解反応セクションは、工程e)から得られた沸点が175℃超である化合物を含んでいる留分と、水素を含んでいるガス流れとを少なくとも給送され、前記水素化分解反応セクションが用いられる際の平均温度は、250~450℃であり、水素の分圧は、1.5~20.0MPa(絶対)であり、毎時空間速度は、0.1~10.0h-1であり、水素化分解済み流出物を得、これは、分離工程d)に送られる。第2の水素化分解工程において用いられる好適な操作条件および触媒は、第1の水素化分解工程について記載されたものである。2回の水素化分解工程において用いられる操作条件および触媒は、同一であってもまたは異なってもよい。
【0164】
前記第2の水素化分解工程は、好ましくは、水素化分解反応セクションにおいて実行され、このセクションは、少なくとも1基、好ましくは1~5基の固定床反応器を含み、該固定床反応器は、n個の触媒床を含み、nは、1以上、好ましくは1~10、好ましくは2~5の整数であり、前記床(1個または複数個)は、それぞれ、少なくとも1種、かつ、好ましくは10種以下の水素化分解触媒を含む。
【0165】
水素化分解工程(1回または複数回)において用いられるこれらの操作条件により、一般に、沸点が175℃以下、好ましくは160℃未満、好ましくは150℃未満である化合物の最低80容量%を有する生成物への通過当たりの転化率15重量%超、よりなおさら好ましくは20~95重量%を得ることが可能となる。本方法が2回の水素化分解工程において実行される場合、第2の工程における通過当たりの転化率は、(沸点が175℃以下、特に80℃と175℃以下との間である)ナフサ留分の化合物についての選択性を最大にするように適度に保たれる。このリサイクル比は、工程e)から得られた沸点が175℃超である化合物の流量と、工程c)の供給原料の流量との間の比として定義される;優先的には、この比は、0.2~4、好ましくは0.5~2.5である。
【0166】
水素化分解工程(1回または複数回)により、沸点が175℃超である全ての化合物(ディーゼル留分)を沸点が175℃以下である化合物(ナフサ留分)に転化することがこのように必ずしも可能となるわけではない。したがって、分画工程e)の後に、多かれ少なかれかなりの割合の沸点が175℃超である化合物が残る可能性がある。転化率を高めるために、この未転化留分の少なくとも一部は、以下に記載されるように工程c’)にリサイクルされ得るか、あるいはほかに、第2の水素化分解工程c’’)に送られ得る。別の部分は、パージされ得る。方法の操作条件に応じて、前記パージは、入ってくる供給原料に相対して、沸点が175℃超である化合物を含んでいる留分の重量で0~10重量%、好ましくは0.5重量%~5重量%であってよい。
【0167】
本発明によれば、水素化分解工程(1回または複数回)は、少なくとも1種の水素化分解触媒の存在中で操作する。
【0168】
水素化分解工程(1回または複数回)において用いられる水素化分解触媒(1種または複数種)は、酸機能基と水素化脱水素機能基および任意選択的に少なくとも1種の結合マトリクスとを組み合わせた二機能性タイプの当業者に知られている従来の水素化分解触媒である。酸機能基は、表面酸性度を有する高表面積(一般に150~800m2/g)の担体、例えば、ハロゲン化(とりわけ塩素化またはフッ素化)アルミナ、ホウ素およびアルミニウムの酸化物の組合せ、無定形シリカ-アルミナおよびゼオライトによって提供される。水素化脱水素機能基は、周期律表の第VIB族からの少なくとも1種の金属および/または第VIII族からの少なくとも1種の金属によって提供される。
【0169】
好ましくは、水素化分解触媒(1種または複数種)が含む水素化脱水素機能基は、鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パラジウムおよび白金から、好ましくはコバルトおよびニッケルから選ばれる第VIII族からの少なくとも1種の金属を含んでいる。好ましくは、前記触媒(1種または複数種)は、クロム、モリブデンおよびタングステンから単独でまたは混合物として、好ましくはモリブデンおよびタングステンから選ばれる第VIB族からの少なくとも1種の金属も含む。NiMo、NiMoWまたはNiWのタイプの水素化脱水素機能基が好適である。
【0170】
好ましくは、水素化分解触媒(1種または複数種)中の第VIII族からの金属の含有率は、有利には0.5重量%~15重量%、好ましくは1重量%~10重量%であり、百分率は、触媒の全重量に相対する酸化物の重量百分率として表される。金属がコバルトまたはニッケルである場合、金属含有率は、それぞれにCoOおよびNiOとして表される。
【0171】
好ましくは、水素化分解触媒(1種または複数種)中の第VIB族からの金属の含有率は、有利には5重量%~35重量%、好ましくは10重量%~30重量%であり、百分率は、触媒の全重量に相対する酸化物の重量百分率として表される。金属がモリブデンまたはタングステンである場合、金属含有率は、それぞれにMoO3およびWO3として表される。
【0172】
水素化分解触媒(1種または複数種)は、場合によっては、少なくとも1種のプロモータ元素を触媒上に堆積されて含んでよく、プロモータ元素は、リン、ホウ素、およびケイ素によって形成される群から選ばれ、水素化分解触媒(1種または複数種)は、場合によっては、第VIIA族からの少なくとも1種の元素(塩素およびフッ素が好適である)、場合によっては、第VIIB族からの少なくとも1種の元素(マンガンが好適である)、および場合によっては、第VB族からの少なくとも1種の元素(ニオブが好適である)を触媒上に堆積されて含んでよい。
【0173】
好ましくは、水素化分解触媒(1種または複数種)は、酸化物タイプの少なくとも1種の無定形または低結晶度の多孔質無機マトリックスを含み、アルミナ、シリカ、シリカ-アルミナ、アルミン酸塩、アルミナ-酸化ホウ素、マグネシア、シリカ-マグネシア、ジルコニア、酸化チタンまたは粘土から単独でまたは混合物として、好ましくはアルミナまたはシリカ-アルミナから単独でまたは混合物として選ばれる。
【0174】
好ましくは、シリカ-アルミナは、50重量%超のアルミナ、好ましくは60重量%超のアルミナを含有する。
【0175】
好ましくは、水素化分解触媒(1種または複数種)は、場合によっては、ゼオライトも含み、このゼオライトは、Yゼオライト、好ましくはUSYゼオライトから、単独でまたはベータ、ZSM-12、IZM-2、ZSM-22、ZSM-23、SAPO-11、ZSM-48若しくはZBM-30のゼオライトの中からの単独でのまたは混合物としての他のゼオライトとの組み合わせで選ばれる。好ましくは、ゼオライトは、USYゼオライトの単独である。
【0176】
前記触媒がゼオライトを含む場合に、水素化分解触媒(1種または複数種)中のゼオライトの含有率は、有利には0.1重量%~80重量%、好ましくは3重量%~70重量%であり、百分率は、触媒の全重量に相対するゼオライトの百分率として表される。
【0177】
好適な触媒は、第VIB族からの少なくとも1種の金属と、場合による第VIII族からの少なくとも1種の非貴金属と、少なくとも1種のプロモータ元素、好ましくはリンと、少なくとも1種のYゼオライトと、少なくとも1種のアルミナバインダとを含み、好ましくはそれらからなる。
【0178】
一層より好適な触媒は、ニッケルと、モリブデンと、リンと、USYゼオライトと、場合によるさらなるベータゼオライトと、アルミナとを含み、好ましくはそれらからなる。
【0179】
別の好適な触媒は、ニッケルと、タングステンと、アルミナと、シリカ-アルミナとを含み、好ましくはそれらからなる。
【0180】
別の好適な触媒は、ニッケルと、タングステンと、USYゼオライトと、アルミナと、シリカ-アルミナとを含み、好ましくはそれらからなる。
【0181】
前記水素化分解触媒は、例えば、押出物状の形態にある。
【0182】
1つの変形において、工程c’’)において用いられる水素化分解触媒が含む水素化脱水素機能基は、パラジウムおよび白金から選ばれる第VIII族からの少なくとも1種の貴金属を単独でまたは混合物として含んでいる。第VIII族からの貴金属の含有率は、有利には0.01重量%~5重量%、好ましくは0.05重量%~3重量%であり、百分率は、触媒の全重量に相対する酸化物(PtOまたはPdO)の重量百分率として表される。
【0183】
本発明の別の態様によると、上記の水素化分解触媒は、酸素および/または窒素および/または硫黄を含有している1種または複数種の有機化合物も含む。このような触媒は「添加剤付加触媒」という用語によって示されることが多い。一般に、有機化合物は、カルボン酸、アルコール、チオール、チオエーテル、スルホン、スルホキシド、エーテル、アルデヒド、ケトン、エステル、カルボナート、アミン、ニトリル、イミド、オキシム、ウレアおよびアミドの基から選ばれる1個または複数個の化学官能基を含んでいる化合物あるいはまたフラン環を含む化合物あるいはまた糖から選ばれる。
【0184】
工程a)、b)、c)、c’)またはc’’)の触媒の調製は知られており、一般に、第VIII族金属および第VIB族金属が存在する場合には第VIB族金属、並びに場合によるリンおよび/またはホウ素の担体上の含浸の工程を含み、続けて乾燥させ、その後、場合によっては焼成する。添加剤付加触媒の場合に、調製は一般に、有機化合物の導入後に焼成せずに単に乾燥させることによって実施される。「焼成」という用語は、ここでは、空気または酸素を含有しているガス下での200℃以上の温度における熱処理を意味する。方法の工程におけるそれらの使用の前に、触媒は、一般に硫化に供され、活性種を形成する。工程a)の触媒は、その還元された形態において用いられる触媒であることもでき、それ故に、その調製中に還元工程が含まれる。
【0185】
水素を含んでいるガス流れは、a)、b)、c)、c’)またはc’’)の反応セクションに給送し、水素の供給物並びに/または工程d)および/またはリサイクル水素、有利には、工程d)または場合による工程e)から得られたリサイクル水素からなってよい。好ましくは、水素を含んでいる追加のガス流れは、有利には、反応セクションの第2の触媒床から出発して、各反応器、特に、直列で操作するものの入口、および/または各触媒床の入口に導入される。これらの追加のガス流れは、冷却流れとも呼ばれる。それらにより、関与する反応が一般に高度に発熱的である反応器内の温度をコントロールすることが可能となる。
【0186】
場合によっては、工程a)、b)、c)、c’)またはc’’)のそれぞれは、反応セクションの上流に位置する加熱セクションを用いることができ、このセクションにおいて、流入する流出物が適切な温度に達するように加熱される。前記任意選択の加熱セクションは、それ故に、1基または複数基の交換器(好ましくは水素化処理済みかつ/または水素化分解済みの流出物と、工程b)、c)およびc’)に給送する供給原料との間の熱交換を可能にするもの)、および/または予熱オーブンを含むことができる。
【0187】
しかしながら、工程b)の比較的高い温度での上昇プロファイルによる実行により、場合によっては、加熱デバイスの必要性を排除することが可能となるか、または工程b)の水素化脱金属触媒セクションと、工程c)の水素化処理触媒セクションとの間の必要熱量を少なくとも減らすことが可能となる。
【0188】
(分離工程d))
本発明によると、本処理方法は、分離工程d)を含み、有利には、少なくとも1個の洗浄/分離セクションにおいて実行され、工程c)から得られた水素化処理済み流出物、または任意選択の工程c’)およびc’’)から得られた水素化分解済み流出物と、水溶液とを少なくとも給送され、少なくとも1つのガス状流出物、水性流出物および炭化水素ベースの流出物を得る。
【0189】
工程d)の終結の際に得られたガス状流出物は、有利には、水素を含み、好ましくは最低80容積%、好ましくは最低85容積%の水素を含む。有利には、前記ガス状流出物は、選択的水素化工程a)および/または水素化脱金属工程b)および/または水素化処理工程c)および/または水素化分解工程c’)および/または水素化分解工程c’’)に少なくとも部分的にリサイクルされてよい。
【0190】
工程d)の終結の際に得られた水性流出物は、有利には、アンモニウム塩および/または塩酸を含む。
【0191】
この分離工程d)により、塩化アンモニウム塩を除去することが特に可能となる。塩化アンモニウム塩は、塩化物イオンと、アンモニウムイオンとの間の反応によって形成され、塩化物イオンは、特に、工程c)の間に塩素化化合物の水素化によってHClの形態で放出され、続いて、水中に溶解し、アンモニウムイオンは、窒素性化合物の水素化によってNH3の形態で、とりわけ、工程c)の間に生じ、かつ/または、アミンの注入によって提供され、続いて、水中に溶解させる。それ故に、塩化アンモニウム塩の沈殿に起因する目詰まりのリスクを、特に、移送ラインおよび/または本発明の方法のセクションおよび/または水蒸気分解器への移送ラインにおいて制限する。それにより、水素イオンと塩化物イオンとの反応によって形成される塩酸を除去することも可能となる。
【0192】
処理されるべき最初の供給原料中の塩素化化合物の含有率に応じて、アミン、例えばモノエタノールアミン、ジエタノールアミンおよび/またはモノジエタノールアミンを含有している流れは、選択的水素化工程a)および/または水素化脱金属工程b)および/または水素化処理工程c)および/または水素化分解工程c’)および/または分離工程d)の上流またはそれらの半ばに、好ましくは水素化処理工程c)の上流に注入されてよく、水素化処理工程c)の間に形成された塩化物イオンと結合するのに十分な量のアンモニウムイオンを確保し、それ故に、塩酸の形成を制限し、それ故に、分離セクションの下流での腐食を制限することが可能となる。
【0193】
有利には、分離工程d)は、水溶液、好ましくは水の、工程c)から得られた水素化処理済み流出物、または任意選択の工程c’)およびc’’)から得られた水素化分解済み流出物への注入を、洗浄/分離のセクションの上流に含み、塩化アンモニウム塩および/または塩酸を少なくとも部分的に溶解させ、それ故に、塩素化不純物の除去を改善し、塩化アンモニウム塩の蓄積によって引き起こされる目詰まりのリスクを低減させる。
【0194】
分離工程d)が有利に行われる際の温度は、50~450℃、優先的には100~440℃、好ましくは200~420℃である。塩化アンモニウム塩の沈殿によるライン内の閉塞を承知の上で、前記工程をこの温度範囲で行うこと(したがって、工程c)の流出物を冷却しすぎないこと)が重要である。有利には、分離工程d)は、工程a)、b)および/またはc)において用いられた圧力に近い圧力、好ましくは1.0~20.0MPaの圧力で行われ、水素のリサイクルを促進する。
【0195】
工程d)の洗浄/分離セクションは、共通のまたは別個の洗浄および分離の設備において少なくとも部分的に実行されてよく、この設備は、周知である(種々の圧力および温度で操作されてよい分離容器、ポンプ、熱交換器、洗浄塔等)。
【0196】
本発明の1つの任意選択の実施形態において、分離工程d)は、工程c)から得られた水素化処理済み流出物への水溶液の注入を含み、これに続いて、洗浄/分離セクションがあり、このセクションは、有利には、アンモニウム塩が負荷された少なくとも1つの水性流出物、洗浄された液体炭化水素ベースの流出物および部分的に洗浄されたガス状流出物を得るための分離相を含む。アンモニウム塩が負荷された水性流出物および洗浄された液体炭化水素ベースの流出物は、続いて、デカント容器において分離され、前記炭化水素ベースの流出物および前記水性流出物を得るようにしてよい。前記部分的に洗浄されたガス状流出物は、並行して洗浄塔に導入され、そこで、それは、水性流れ、好ましくは、水素化処理済み流出物に注入された水溶液と同一の性質のものに相対して向流で流通し、これにより、少なくとも部分的に、好ましくは完全に、部分的に洗浄されたガス状流出物中に含有される塩酸およびCO2を除去すること、それ故に、前記ガス状流出物、好ましくは、水素を本質的に含んでいるもの、および酸性水性流れを得ることが可能となる。デカント容器から得られた前記水性流出物は、場合によっては、前記酸性水性流れと混合され、場合によっては、前記酸性水性流れとの混合物として、水リサイクル回路において、洗浄/分離セクションの上流で前記水溶液への、および/または洗浄塔における前記水性流れへの分離の工程d)に前記水性流れを給送するために用いられてよい。前記水リサイクル回路は、水および/または塩基性溶液の供給および/または溶解した塩を除去するためのパージを含んでよい。
【0197】
水素を含んでいるガス状流出物の精製は、既知の技術(パージ、アミン洗浄、圧力スイング吸着またはPSAなど)によって行われ得る。好ましくは、水素を含んでいるガス状流出物の精製は、再生可能資源のエステル基の脱カルボキシル化中に形成される二酸化炭素を少なくとも部分的に除去することを可能にするアミン洗浄塔によって少なくとも行われる。モノエタノールアミン、ジエタノールアミンおよび/またはモノジエタノールアミンは、ガスを洗浄するための塔において用いられてよいアミンの例である。
【0198】
本発明の別の任意選択の実施形態において、分離工程d)は、有利には、「高圧」洗浄/分離セクションを含んでよく、これは、選択的水素化工程a)および/または水素化脱金属工程b)および/または水素化処理工程c)および/または任意選択の水素化分解工程c’)の圧力に近い圧力、好ましくは1.0~20.0MPaの圧力で操作し、水素のリサイクルを容易にする。工程d)のこの任意選択の「高圧」セクションは、「低圧」セクションで完了されて、高圧で溶解され、水蒸気分解方法において直接的に処理されるかまたは場合によっては分画工程e)に送られることが意図されるガスの部分を含まない炭化水素ベースの液体フラクションを得るようにしてよい。
【0199】
分離工程d)から得られたガスフラクション(1つまたは複数)は、追加の精製(1回または複数回)および分離(1回または複数回)を、少なくとも1種の水素リッチガスおよび/または軽質炭化水素を回収するという目的のために経てよい。水素リッチガスは、工程a)および/またはb)および/またはc)および/またはc’)および/またはc’’)の上流にリサイクルされてよく、液体炭化水素は、とりわけ、エタン、プロパンおよびブタンであり、有利には、別個にまたは混合物として、水蒸気分解工程f)の1個または複数個の炉に送られて、オレフィンの全体的収率を高めるようにしてよい。
【0200】
分離工程d)から得られた炭化水素ベースの流出物は、部分的にまたは全体的に、直接的に水蒸気分解ユニットの入口か、または任意選択の分画工程e)のいずれかに送られる。好ましくは、炭化水素ベースの液体流出物は、部分的にまたは全体的に、好ましくは全体的に分画工程e)に送られる。
【0201】
(分画工程e)(任意選択))
本発明による方法は、工程d)から得られた炭化水素ベースの流出物の全部または一部、好ましくは全部を分画する工程を含んでよく、少なくとも1つのガス流れと、少なくとも2つの液体炭化水素ベースの流れとを得、前記2つの流体炭化水素ベースの流れは、沸点が175℃以下、特に80~175℃である化合物を含んでいる少なくとも1つのナフサ留分および沸点が175℃超である化合物を含んでいる少なくとも1つの炭化水素留分である。
【0202】
工程e)により、液体炭化水素ベースの流出物中に溶解したガス、例えば、アンモニア、硫化水素および1~4個の炭素原子を含有する軽質炭化水素などを除去することが特に可能となる。
【0203】
任意選択の分画工程e)が有利に実行される際の圧力は、1.0MPa(絶対)以下、好ましくは0.1~1.0MPa(絶対)である。
【0204】
1つの実施形態によると、工程e)は、少なくとも1基のストリッピング塔を有利に含んでいるセクションにおいて実行されてよく、ストリッピング塔は、還流回路を備えており、還流回路は、還流容器を含んでいる。前記ストリッピング塔は、工程d)から得られた炭化水素ベースの液体流出物と、水蒸気の流れとを給送される。工程d)から得られた炭化水素ベースの液体流出物は、場合によっては、ストリッピング塔に入る前に加熱されてよい。それ故に、最軽質化合物は、塔頂部に同伴され、還流容器を含んでいる還流回路に運ばれ、そこで、気体/液体分離が行われる。軽質炭化水素を含む気相は、ガス流れとして還流容器から抜き出される。沸点が175℃以下である化合物を含んでいるナフサ留分は、有利には、還流容器から抜き出される。沸点が175℃超である化合物を含んでいる炭化水素留分は、有利には、ストリッピング塔の底部のところで抜き出される。
【0205】
他の実施形態によると、分画工程e)は、ストリッピング塔と、その次の蒸留塔とを使用するか、または蒸留塔のみを含んでよい。
【0206】
沸点が175℃以下である化合物を含んでいるナフサ留分および沸点が175℃超である化合物を含んでいる留分は、場合によっては混合されて、全体的にまたは部分的に水蒸気分解ユニットに送られてよく、その出口のところでオレフィンが(再)形成されてポリマーの形成に関与する場合がある。好ましくは、前記留分の一部のみが水蒸気分解ユニットに送られる;残りの部分の少なくとも一部は、場合によっては、方法の工程の少なくとも1つにリサイクルされ、および/または、従来の石油ベースの供給原料から得られた燃料格納ユニット、例えば、ナフサ格納ユニット、ディーゼル格納ユニットまたはケロセン格納ユニットに送られる。
【0207】
好適な実施形態によると、沸点が175℃以下である化合物を含んでいるナフサ留分は、全体的にまたは部分的に水蒸気分解ユニットに送られる一方で、沸点が175℃超である化合物を含んでいる留分は、工程a)および/またはb)および/またはc)および/またはc’)にリサイクルされ、および/または燃料格納ユニットに送られる。
【0208】
特定の実施形態において、任意選択の分画工程e)により、ガス流れの他にも、沸点が175℃以下、好ましくは80~175℃である化合物を含んでいるナフサ留分、および沸点が175℃超かつ385℃未満である化合物を含んでいるディーゼル留分、および重質炭化水素留分として知られる沸点が385℃以上である化合物を含んでいる炭化水素留分を得ることが可能となってよい。ナフサ留分は、全体的にまたは部分的に水蒸気分解ユニットおよび/または従来の石油ベースの供給原料から得られたナフサプールに送られてよい;それは、リサイクルされてもよい;ディーゼル留分は、全体的または部分的に、水蒸気分解ユニット、または従来の石油ベースの供給原料から得られたディーゼルプールのいずれかに送られてもよく、あるいはほかにリサイクルされてよい;重質留分は、その一部について、少なくとも部分的に、水蒸気分解ユニット送られてよいか、または、リサイクルされてよく、特に、工程c’)若しくは工程c’’)にリサイクルされる。
【0209】
別の特定の実施形態において、工程e)から得られた沸点が175℃以下である化合物を含んでいるナフサ留分は、沸点が80~175℃である化合物を含んでいる重質ナフサ留分と、沸点が80℃未満である化合物を含んでいる軽質ナフサ留分とに分画され、前記重質ナフサ留分の少なくとも一部は、芳香族化合物を生じさせるという目的のために少なくとも1回のナフサ改質工程を含んでいるアロマティックコンプレクスに送られる。この実施形態によると、軽質ナフサ留分の少なくとも一部は、以下に記載される水蒸気分解工程f)に送られる。
【0210】
分画工程e)から得られたガスフラクション(1種または複数種)は、少なくとも軽質炭化水素、とりわけ、エタン、プロパンおよびブタンを回収するという目的のために追加の精製(1回または複数回)および分離(1回または複数回)を経てよく、これは、有利には、水蒸気分解工程f)の炉の1つまたは複数個の炉に別々にまたは混合物として送られてよく、オレフィンの全体的な収率を高める。
【0211】
(沸点が175℃超である化合物を含んでいる留分のリサイクル)
分画工程e)から得られた沸点が175℃超である化合物を含んでいる留分の少なくとも1つのフラクションは、回収されて、リサイクル流れを構成することができ、これは、本発明による方法の反応工程、特に選択的水素化工程a)および/または水素化脱金属工程b)および/または水素化処理工程c)および/または水素化分解工程c’)および/または水素化分解工程c’’)の少なくとも1つの上流にまたは直接的に送られる。場合によっては、リサイクル流れの一部は、任意選択の工程a0)に送られてよい。
【0212】
リサイクル流れは、前記反応工程a)および/またはb)および/またはc)および/またはc’)および/またはc’’)に単回の注入で給送してよく、または、いくつかの部分に分割されて、数回の注入で反応工程に、すなわち、異なる触媒床に給送してよい。
【0213】
有利には、沸点が175℃超である化合物を含んでいる留分のリサイクル流れの量は、リサイクル流れとプラスチック熱分解油を含んでいる供給原料および再生可能資源由来の供給原料、すなわち、方法全体に給送する処理されるべき供給原料との間の重量比が、10以下、好ましくは5以下、かつ、優先的には0.001以上、好ましくは0.01以上、好ましくは0.1以上になるように調節される。大いに好ましくは、リサイクル流れの量は、リサイクル流れとプラスチック熱分解油を含んでいる供給原料および再生可能資源由来の供給原料との間の重量比が0.2~5になるように調節される。
【0214】
1つの好適な変形によると、分画工程e)から得られた沸点が175℃超である化合物を含んでいる留分の少なくとも一部は、水素化分解工程c’)が存在する場合にはそれに送られる。
【0215】
別の好適な変形によると、分画工程e)から得られた沸点が175℃超である化合物を含んでいる留分の少なくとも一部は、第2の水素化分解工程c’’)が存在する場合にはそれに送られる。
【0216】
沸点が175℃超である化合物を含んでいる留分の一部の、本発明による方法の反応工程の少なくとも1つまたはその上流、とりわけ、水素化分解工程c’)および/またはc’’)へのリサイクルにより、有利には、沸点が175℃未満であるナフサ留分の収率を高めることが可能となる。リサイクルにより、不純物を希釈すること、さらに、関与する反応が高度に発熱的である場合がある反応工程(1回または複数回)における温度をコントロールすることも可能となる。
【0217】
沸点が175℃超である化合物を含んでいる留分のリサイクルにパージが設置されてよい。本方法の操作条件に応じて、前記パージは、入ってくる供給原料に相対して沸点が175℃超である化合物を含んでいる留分の重量で0~10重量%、好ましくは0.5重量%~5重量%であってよい。
【0218】
(工程d)から得られた炭化水素ベースの流出物および/または工程e)から得られた沸点が175℃以下であるナフサ留分のリサイクル)
分離工程d)から得られた炭化水素ベースの流出物の一部または任意選択の分画工程e)から得られた沸点が175℃以下であるナフサ留分の一部は、回収されて、リサイクル流れを構成してよく、本発明による方法の反応工程の少なくとも1つ、特に選択的水素化工程a)および/または水素化脱金属工程b)および/または水素化処理工程c)の上流にまたはそれらに直接的に送られる。場合によっては、リサイクル流れの一部は、任意選択の前処理工程a0)に送られてよい。
【0219】
好ましくは、分離工程d)から得られた炭化水素ベースの流出物の少なくとも一部または任意選択の分画工程e)から得られた沸点が175℃以下であるナフサ留分の少なくとも一部は、水素化処理工程c)に給送する。
【0220】
有利には、リサイクル流れ、すなわち得られたリサイクルされた生成物の部分の量は、リサイクル流れと、プラスチック熱分解油を含んでいる供給原料および再生可能資源由来の供給原料、すなわち、方法全体に給送する処理されるべき供給原料の重量比が、10以下、好ましくは5以下、かつ、優先的には0.001以上、好ましくは0.01以上、好ましくは0.1以上になるように調節される。大いに好ましくは、リサイクル流れの量は、リサイクル流れとプラスチック熱分解油を含んでいる供給原料および再生可能資源由来の供給原との間の重量比が0.2~5になるように調節される。
【0221】
有利には、本方法の開始段階では、本方法に対して外部の炭化水素留分がリサイクル流れとして用いられてよい。当業者は、前記炭化水素留分をどのように選ぶかを知っているであろう。
【0222】
得られた生成物の一部の本発明による方法の反応工程の少なくとも1つへのまたはそれらの上流へのリサイクルにより、有利には、第1に、不純物を希釈し、第2に、関与する反応が高度に発熱的である場合がある反応工程(1回または複数回)における温度をコントロールすることが可能となる。
【0223】
プラスチック熱分解油の本発明の方法による処理によってこのように得られた前記炭化水素べースの流出物または前記炭化水素ベースの流れ(1種または複数種)および再生可能資源からの供給原料は、水蒸気分解ユニットに入る供給原料の仕様に適合する組成を有する。特に、炭化水素ベースの流出物または前記炭化水素ベースの流れ(1種または複数種)の組成は、好ましくは以下のようにされる:
- 金属性元素の全含有率は、5.0重量ppm以下、好ましくは2.0重量ppm以下、優先的には1.0重量ppm以下、好ましくは0.5重量ppm以下であり、ここで、
ケイ素(Si)元素の含有率は、1.0重量ppm以下、好ましくは0.6重量ppm以下であり、および、
鉄(Fe)元素の含有率は、100重量ppb以下であり、
- 硫黄含有率は、500重量ppm以下、好ましくは200重量ppm以下であり、
- 酸素含有率は、0.5重量%以下、好ましくは0.1重量%未満であり、
- 窒素含有率は、100重量ppm以下、好ましくは50重量ppm以下、好ましくは5重量ppm以下であり、
- アスファルテンの含有率は、5.0重量ppm以下であり、
- 塩素元素の全含有率は、10重量ppm以下、好ましくは1.0重量ppm未満であり、
- オレフィン系化合物(モノオレフィンおよびジオレフィン)の含有率は、5.0重量%以下、好ましくは2.0重量%以下、好ましくは0.1重量%以下である。
【0224】
含有率は、考慮下の流れの全重量に相対する相対重量濃度である、重量百分率(%)、重量百万分率(ppm)、または重量十億分率(ppb)として与えられる。
【0225】
本発明による方法により、プラスチック熱分解油および再生可能資源由来の供給原料を一緒に処理して、全体的にまたは部分的に水蒸気分解ユニットに注入され得る流出物を得ることがこのように可能となる。
【0226】
(水蒸気分解工程f)(任意選択))
分離工程d)から得られた炭化水素ベースの流出物、または任意選択の工程e)から得られた2つの液体炭化水素ベースの流れの少なくとも一方は、全体的にまたは部分的に水蒸気分解工程f)に送られてよい。
【0227】
有利には、分離工程d)および/または分画工程e)から得られ、エタン、プロパンおよびブタンを含有しているガスフラクション(1つまたは複数)が、全体的にまたは部分的に水蒸気分解工程f)に送られてもよい。
【0228】
前記水蒸気分解工程f)は、有利には、少なくとも1基の熱分解炉において実行され、その際の温度は、700~900℃、好ましくは750~850℃であり。その際の圧力は、0.05~0.3MPa(相対)である。炭化水素ベースの化合物の滞留時間は、一般に、1.0秒(sとして示される)以下、好ましくは0.1~0.5sである。水蒸気は、有利には、任意選択の水蒸気分解工程e)の上流に、分離(または分画)の後に導入される。有利には水蒸気の形態で導入される水の量は、有利には、工程f)に入る炭化水素ベースの化合物の重量(kg)当たり水0.3~3.0kgである。任意選択の工程f)は、好ましくは、並列の複数基の熱分解炉において実行されて、工程f)に給送する、とりわけ工程e)から得られた種々の流れに操作条件を適合させ、また管のデコーキング時間を管理する。炉は、並列に配置された1本または複数本の管を含む。炉は、並列で操作する一群の炉を示す場合がある。例えば、炉は、沸点が175℃以下である化合物を含んでいるナフサ留分の分解専用であってよい。
【0229】
種々の水蒸気分解炉からの流出物は、一般に、流出物を構成するための分離の前に再結合される。水蒸気分解工程f)は、水蒸気分解炉を含むだけでなく、当業者に周知である水蒸気分解に関連するサブ工程も含むことが理解される。これらのサブ工程は、とりわけ、熱交換器、塔および触媒反応器、並びに炉へのリサイクルを含んでよい。塔により、一般に、流出物を、水素および2~5個の炭素原子を含有している化合物を含んでいる少なくとも1つの軽質フラクションと、熱分解ガソリンを含んでいるフラクションと、場合による熱分解油を含んでいるフラクションとを回収するという目的のために分画することが可能となる。塔により、分画軽質フラクションの種々の成分を分離して、エチレンに豊富な少なくとも1つの留分(C2留分)と、プロピレンに豊富な留分(C3留分)と、場合によるブテンに豊富な留分(C4留分)とを回収することが可能となる。触媒反応器により、C2、C3、さらにはC4の留分の水素化および熱分解ガソリンの水素化を実行することがとりわけ可能となる。飽和化合物、とりわけ2~4個の炭素原子を含有している飽和化合物は、有利には、水蒸気分解炉にリサイクルされて、オレフィンの全体的な収率を高める。
【0230】
この水蒸気分解工程f)により、2、3および/または4個の炭素原子を含んでいるオレフィン(すなわち、C2、C3および/またはC4のオレフィン)を含有している少なくとも1種の流出物を、満足のいく含有率、特に、考慮下の水蒸気分解流出物の重量に相対して、2、3および4個の炭素原子を含んでいる全オレフィンの重量で30重量%以上、とりわけ40重量%以上、さらには50重量%以上で得ることが可能となる。前記C2、C3およびC4のオレフィンは、続いて、有利には、ポリオレフィンモノマーとして用いられてよい。
【0231】
本発明の1つの好適な実施形態によると、プラスチック熱分解油を含んでいる供給原料および再生可能資源由来の供給原料を処理するための方法は、以下の工程の配列:
b)水素化脱金属、c)水素化処理、d)分離または
b)水素化脱金属、c)水素化処理、d)分離、e)分画または
b)水素化脱金属、c)水素化処理、d)分離、e)分画および沸点が175℃以下である化合物を含んでいる留分の水素化処理工程c)へのリサイクル
を、好ましくは与えられた順序で含み、好ましくはそれらからなり、少なくとも一部が水蒸気分解ユニットにおける処理に適合できる流出物を生じさせる。
【0232】
本発明の別の好適な実施形態によると、熱分解油を含んでいる供給原料を処理するための方法は、以下の工程の配列:
b)水素化脱金属、c)水素化処理、c’)水素化分解、d)分離または
b)水素化脱金属、c)水素化処理、c’)水素化分解、d)分離、e)分画または
b)水素化脱金属、c)水素化処理、c’)水素化分解、d)分離、e)分画および沸点が175℃超である化合物を含んでいる留分の水素化分解工程c’)へのリサイクルおよび沸点が175℃以下である化合物を含んでいる留分の水素化処理工程c)へのリサイクル
を、好ましくは与えられた順序で含み、好ましくはそれらからなり、少なくとも一部が水蒸気分解ユニットにおける処理に適合できる流出物を生じさせる。
【0233】
全ての実施形態は、前処理工程a0)をさらに含むことができ、好ましくは、それらからなる。
【0234】
全ての実施形態は、選択的水素化工程a)をさらに含むことができ、好ましくは、それらからなる。
【0235】
全ての実施形態は、加水蒸気分解工程f)をさらに含むことができ、好ましくは、それらからなる。
【0236】
(用いられる分析方法)
種々の流れ、特に処理されるべき供給原料および流出物の特徴を決定するために用いられる分析の方法および/または標準は、当業者に知られている。それらは、以下に情報として特に列挙される。同等であると見なされている他の方法、特に同等のIP、ENまたはISOの方法も用いられ得る。
【0237】
【表1】
(1)MAV法;論文C. Lopez-Garcia et al., Near Infrared Monitoring of Low Conjugated Diolefins Content in Hydrotreated FCC Gasoline Streams, Oil & Gas Science and Technology - Rev. IFP, Vol. 62 (2007), No. 1, pp. 57-68に記載されている。
【0238】
(図面のリスト)
図1~2において参照される要素に関する情報は、本発明のよりよい理解を可能とするものであり、前記発明は、
図1~2に例示される特定の実施形態に制限されるものではない。提示された種々の実施形態は、単独でまたは互いとの組み合わせで用いられてよいが、組合せに一切の制限はない。
【0239】
図1は、本発明の方法の特定の実施形態のスキームを表し、以下を含んでいる:
- 水素リッチガス(2)および流れ(3)によって供給される任意選択のアミンの存在中での、プラスチック熱分解油を含んでいる炭化水素供給原料(1)の選択的水素化の任意選択の工程a);少なくとも1種の選択的水素化触媒を含んでいる少なくとも1基の固定床反応器において実行する;流出物(4)を得る;
- 水素(5)の存在中での工程a)から得られた流出物(4)の水素化脱金属の工程b);少なくとも1基の固定床反応器において実行し、反応器は、少なくとも1種の水素化脱金属触媒を含む;脱金属済み流出物(6)を得る;
- 水素(7)の存在中での工程b)から得られた流出物の少なくとも一部の水素化処理の工程c);少なくとも1基の固定床反応器において実行し、この反応器は、少なくとも1種の水素化処理触媒を含んでおり、水素化処理済み流出物(8)を得る;
ここで、再生可能資源由来の供給原料(20)を、水素化処理工程c)に導入する(この供給原料は、部分的または全体的に工程a)および/またはb)にも導入する(図示なし));
- 場合による、水素(9)の存在中での工程c)から得られた流出物(8)の少なくとも一部の水素化分解の工程c’);少なくとも1種の水素化分解触媒を含んでいる少なくとも1基の固定床反応器において実行する;水素化分解済み流出物(10)を得る;
- 流出物(10)の分離の工程d);洗浄水溶液(11)の存在中で流出物(10)の分離を実行し、水素を含んでいる少なくとも1つのフラクション(12)、溶解した塩を含有している水性フラクション(13)、および炭化水素ベースの液体フラクション(14)を得ることを可能にする、
- 場合による、炭化水素ベースの液体フラクション(14)の分画の工程e);少なくとも1つのガスフラクション(15)、沸点が175℃以下である化合物を含んでいる炭化水素留分(16)および沸点が175℃超である化合物を含んでいる炭化水素留分(17)を得ることを可能にする。
【0240】
工程d)またはe)の終わりに、水素化処理済み炭化水素ベースの液体流出物(16)の少なくとも一部は、水蒸気分解方法(図示せず)に送られる。
【0241】
場合によっては、沸点が175℃以下である化合物を含んでいる前記炭化水素留分(16)の一部は、工程a)および/またはb)および/またはc)にそれぞれに給送するリサイクル流れ(16a)および/または(16b)および/または(16c)を構成する。
【0242】
場合によっては、沸点が175℃超である化合物を含んでいる留分(17)の一部は、水素化分解工程c’)に給送し(フラクション(17a))、別の部分(17b))は、パージを構成する。
【0243】
図2は、本発明の方法の別の特定の実施形態のスキームを表し、
図1のスキームをベースとする。このスキームは、とりわけ、第2の水素化分解工程c’’)を含み、この工程において、工程e)から得られた沸点が175℃超である化合物を含んでいる留分(17)は、この第2の水素化分解工程c’’)に給送し(留分(17a))、この工程は、少なくとも1種の水素化分解触媒を含んでいる少なくとも1基の固定床反応器において行われ、水素(18)を給送される。第2の水素化分解済み流出物(19)は、分離工程d)にリサイクルされる。留分(17)の他の部分は、パージ(17b)を構成する。
【0244】
選択的水素化工程a)の入口のところでアミン流れ(3)を注入する代わりに、供給原料の特徴に応じて、工程b)、c)、c’)およびd)の入口のところでそれを注入すること、あるいはそれを注入しないことが可能である。
【0245】
主要な工程のみが、主要な流れと共に
図1~2に示され、本発明のより良い理解を可能としている。図示されていなくても、機能化に要求される全ての設備(容器、ポンプ、交換器、炉、塔など)は存在しているものと明らかに理解される。上記のように、水素に豊富なガス流れ(供給物またはリサイクル)は、各反応器若しくは触媒床の入口のところで、または2基の反応器若しくは2個の触媒床の間に注入されてよいことも理解される。水素の精製およびリサイクルのための当業者に周知である手段が用いられてもよい。
【0246】
(実施例)
(実施例1(本発明に合致する))
本方法において処理される供給原料(1)は、プラスチック熱分解油である。本方法において処理される供給原料(2)は、再生可能資源由来の供給原料(ナタネ油)である。プラスチック熱分解油を水素化脱金属工程b)に給送する。ナタネ油を水素化処理工程c)に給送する。前記供給原料の特徴を表2に指し示す。
【0247】
【0248】
供給原料(1)を水素化脱金属工程b)に供する。この工程を、固定床反応器において、水素(5)およびアルミナ担持CoMoタイプの水素化脱金属触媒の存在中、表3に示される条件下に実行する。
【0249】
【0250】
水素化脱金属工程b)から得られた流出物(液体流出物(6)に相当)の特徴を表4に示す。
【0251】
【0252】
水素化脱金属工程b)から得られた流出物(6)を、本発明による水素化処理工程c)に供する。再生可能資源(20)に由来する供給原料(2)も水素化処理工程c)に導入する。水素化処理工程c)で給送される供給原料は、プラスチック熱分解油の水素化脱金属から得られた流出物50重量%とナタネ油50重量%とからなる混合物である。
【0253】
水素化処理工程c)を、固定床反応器において、水素(7)およびアルミナ担持NiMoタイプの水素化処理触媒の存在中、表5に示される条件下に実行する。
【0254】
【0255】
水素化処理工程c)から得られた流出物(8)を本発明による分離工程d)に供し、この工程において、水の流れ(11)を水素化処理工程c)から得られた流出物に注入する;次いで、この混合物を分離工程d)に送り、酸性ガスを洗浄するための塔において処理する。酸性ガス洗浄塔の頂部のところでガスフラクションを得る一方で、底部のところで、2相分離容器が水相と液相とを分離するのを可能にする。ガス洗浄塔および2相分離器を高圧で操作する。次いで、液相を低圧容器に送り、第2のガスフラクションを回収し、これをパージし、かつ液体流出物を回収する。水素化処理工程c)の出口のところで得られた種々の生成物および種々のフラクションについての収量を表6に示す(これらの収量は、供給原料の重量に相対する、得られた種々の生成物の重量の比に対応し、百分率として表され、%(重量/重量)として示される)。
【0256】
【0257】
分離工程d)から得られた流出物(液体流出物(14)に相当)の特徴を表7に示す。
【0258】
【0259】
分離工程d)から得られた炭化水素ベースの流出物(14)は、水蒸気分解ユニットに適合可能な組成を有する。その理由は以下の通りである:
- それは、オレフィン(モノオレフィンおよびジオレフィン)を一切含有していない、
- それは、塩素を一切含有していない(含有率は検出されず、水蒸気分解する供給原料に必要とされる限界を下回る)、
- それは、鉄(Fe)または金属を一切含有していない(金属の含有率は検出されず、水蒸気分解する供給原料に必要とされる限界を下回る、すなわち、金属について5.0重量ppm以下、大いに好ましくは1重量ppm以下;そしてまたFeについて100重量ppb以下);
- 最後に、それは、硫黄をほとんど含有しておらず(5.5重量ppm)、窒素をほとんど含有しておらず(1.8重量ppm)、これらの含有率は、水蒸気分解する供給原料に必要とされる限界を非常に大幅に下回る(SおよびNについて500重量ppm以下、好ましくは200重量ppm以下)。
【0260】
分離工程d)から得られた流出物(14)は、およそ11.8%の、沸点が180℃以下であるナフサタイプの化合物からなる。
【0261】
流出物(14)を水蒸気分解工程f)に直接的に送ることができる。
【国際調査報告】