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▶ シエル・インターナシヨナル・リサーチ・マートスハツペイ・ベー・ヴエーの特許一覧
(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】2024-07-25
(54)【発明の名称】プラスチック由来油の処理
(51)【国際特許分類】
C10G 25/05 20060101AFI20240718BHJP
C10G 47/00 20060101ALI20240718BHJP
C10G 45/02 20060101ALI20240718BHJP
【ＦＩ】
C10G25/05
C10G47/00
C10G45/02
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023579716
(86)(22)【出願日】2022-06-29
(85)【翻訳文提出日】2024-02-07
(86)【国際出願番号】 US2022035486
(87)【国際公開番号】W WO2023278548
(87)【国際公開日】2023-01-05
(31)【優先権主張番号】63/217,424
(32)【優先日】2021-07-01
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．テフロン
(71)【出願人】
【識別番号】590002105
【氏名又は名称】シエル・インターナシヨナル・リサーチ・マートスハツペイ・ベー・ヴエー
(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】デル・パッジョ，アラン・アンソニー
(72)【発明者】
【氏名】ホワイトコットン，ウェス・ダブリュ
(72)【発明者】
【氏名】ラウシュ，クリストファー
(72)【発明者】
【氏名】サカモト，アレグザンドラ・イオアナ
【テーマコード（参考）】
4H129
【Ｆターム（参考）】
4H129AA02
4H129CA22
4H129DA07
4H129DA15
4H129DA21
4H129KA06
4H129KA12
4H129KA19
4H129KC03X
4H129KC03Y
4H129KC04X
4H129KC09X
4H129KC14X
4H129KC14Y
4H129KC17Y
4H129KC28X
4H129KD03Y
4H129KD24Y
4H129KD28Y
4H129KD30Y
4H129NA01
4H129NA02
4H129NA04
4H129NA07
4H129NA26
(57)【要約】
液体プラスチック由来油の処理のためのシステムであって、１つ以上の汚染物質及び第１の汚染レベルを有する液体プラスチック由来油を受け入れることができる１つ以上の反応器を有する、前処理システムを含む、前処理セクションを有する、システム。１つ以上の反応器は、フォージャサイト（ＦＡＵ）結晶骨格型ゼオライト分子ふるいを有する収着剤材料を含み、収着剤材料が、液体プラスチック由来油から１つ以上の汚染物質の第１の部分を除去し、第１の汚染レベル未満である第２の汚染レベルを有する処理された液体プラスチック由来油を生成することができる。液体プラスチック由来油は、固体プラスチック廃棄物（ＳＰＷ）に由来し、１つ以上の汚染物質の第１の部分は、ハロゲンを含む。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
液体プラスチック由来油の処理のためのシステムであって、１つ以上の汚染物質及び第１の汚染レベルを有する前記液体プラスチック由来油を受け入れるように構成された１つ以上の反応器を有する前処理システムを含む前処理セクションであって、前記１つ以上の反応器が、フォージャサイト（ＦＡＵ）結晶骨格型ゼオライト分子ふるいを含む収着剤材料を含み、前記液体プラスチック由来油から前記１つ以上の汚染物質の第１の部分を除去し、前記第１の汚染レベル未満である第２の汚染レベルを有する処理された液体プラスチック由来油を生成するように構成され、前記液体プラスチック由来油が、固体プラスチック廃棄物（ＳＰＷ）に由来し、前記１つ以上の汚染物質の前記第１の部分が、ハロゲンを含む、前処理セクションを備える、システム。
【請求項2】
前記前処理セクションの下流に配設され、かつ前記前処理セクションに流体連結された水素化処理セクションを備え、前記水素化処理セクションが、１つ以上の水素化精製触媒を含む水素化精製装置を含み、前記水素化精製装置が、前記処理された液体プラスチック由来油及び水素ガスを受け入れることと、前記処理された液体プラスチック由来油から前記１つ以上の汚染物質の第２の部分を除去することと、前記第２の汚染レベル未満である第３の汚染レベルを有する水素化精製された液体生成物を生成することと、を行うように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項3】
前記水素化精製装置が、第２の収着剤材料を含む、請求項２に記載のシステム。
【請求項4】
前記水素化精製装置の下流の前記水素化処理セクションに配設された水素化分解装置を備え、前記水素化分解装置が、前記水素化精製された液体生成物を受け入れることと、水素化分解された液体生成物を生成することと、を行うように構成されている、請求項２に記載のシステム。
【請求項5】
前記前処理システムの下流に配設され、かつ前記前処理システムに流体連結された変換ユニットを備え、前記変換ユニットが、前記処理された液体プラスチック由来油、又は前記水素化分解された液体生成物を受け入れることと、エチレン、プロピレン、ブチレン、及びそれらの組み合わせを生成することと、を行うように構成されている、請求項４に記載のシステム。
【請求項6】
前記収着剤材料が、１２員環チャネルを含有するゼオライト、１０員環チャネルを含有するゼオライト、ドープゼオライト分子ふるい、非ゼオライト分子ふるい、粘土、シリカゲル、アルミナ、アルミン酸ナトリウム、若しくはアンモニウム含有材料、混合金属酸化物、金属有機構造体（ＭＯＦ）、又はそれらの組み合わせを更に含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項7】
前記収着剤材料が、およそ２００ｍ２／ｇ～およそ８００ｍ２／ｇの表面積、１％～４０％のアルカリ金属含有量、１～５のＳｉ／Ａｌ、又はそれらの組み合わせを有し、およそ５ナノメートル（ｎｍ）～１００ミクロン（μｍ）の分子ふるい平均結晶子サイズを有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項8】
前記１つ以上の反応器に流体連結された洗浄システムを備え、前記洗浄システムが、１つ以上の洗浄流体を前記１つ以上の反応器に提供することと、前記収着剤材料を再生成することと、を行うように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項9】
液体プラスチック由来油の処理のためのプロセスであって、フォージャサイト（ＦＡＵ）結晶骨格型ゼオライト分子ふるいを含む収着剤材料を有する１つ以上の反応器を含む前処理システムに前記液体プラスチック由来油を供給することであって、前記液体プラスチック由来油が、固体プラスチック廃棄物（ＳＰＷ）に由来し、１つ以上の汚染物質を含み、第１の汚染レベルを有する、供給することと、
１２５℃以上の温度で、前記液体プラスチック由来油を前記収着剤材料と接触させることであって、前記収着剤材料が、前記１つ以上の汚染物質の第１の部分を除去することと、前記第１の汚染レベル未満である第２の汚染レベルを有する処理された液体プラスチック由来油を生成することと、を行うように構成され、前記１つ以上の汚染物質の前記第１の部分が、ハロゲンを含む、接触させることと、
前記前処理システムの下流に配設され、かつ前記前処理システムに流体連結された変換ユニットに前記処理された液体プラスチック由来油を供給することであって、前記変換ユニットが、前記処理された液体プラスチック由来油をエチレン、プロピレン、ブチレン、及びそれらの組み合わせへと変換するように構成された１つ以上の反応器を含む、供給することと、を含む、プロセス。
【請求項10】
前記前処理システムと前記変換ユニットとの間に配設された水素化処理システムに前記処理された液体プラスチック由来油を供給することを含み、前記水素化処理システムが、水素化処理触媒を含み、前記変換ユニットに前記処理された液体プラスチック由来油を供給する前に、前記処理された液体プラスチック由来油から前記１つ以上の汚染物質の第２の部分を除去するように構成されている、請求項９に記載のプロセス。
【請求項11】
前記水素化処理システムが、水素化精製装置、水素化分解装置、又はその両方を含み、第２の収着剤が、前記水素化精製装置に添加され、前記第２の収着剤が、フォージャサイト（ＦＡＵ）結晶骨格型ゼオライト分子ふるいである、請求項１０に記載のプロセス。
【請求項12】
前記前処理システム内の圧力が、およそ０ｂａｒｇ～およそ１７ｂａｒｇである、請求項９に記載のプロセス。
【請求項13】
前記収着剤材料が、１２員環チャネルを含有するゼオライト、１０員環チャネルを含有するゼオライト、ドープゼオライト分子ふるい、非ゼオライト分子ふるい、粘土、シリカゲル、アルミナ、アルミン酸ナトリウム、若しくはアンモニウム含有材料、混合金属酸化物、金属有機構造体（ＭＯＦ）、又はそれらの組み合わせを更に含む、請求項９に記載のプロセス。
【請求項14】
前記収着剤材料が、およそ２００ｍ２／ｇ～およそ８００ｍ２／ｇの表面積、１％～４０％のアルカリ金属含有量、１～５のＳｉ／Ａｌ、又はそれらの組み合わせを有し、前記収着剤材料が、およそ５ナノメートル（ｎｍ）～１００ミクロン（μｍ）の分子ふるい結晶子サイズを有する、請求項９に記載のプロセス。
【請求項15】
前記１つ以上の反応器に洗浄流体を供給することと、前記収着剤材料を再生成することと、を含む、請求項９に記載のプロセス。
【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、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０２１年７月１日出願の「ＴＲＥＡＴＭＥＮＴ ＯＦ ＰＬＡＳＴＩＣ－ＤＥＲＩＶＥＤ ＯＩＬ」と題された米国仮特許出願第６３／２１７，４２４号の優先権からの利益を享受する。
本出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０２１年７月１日出願の「ＴＲＥＡＴＭＥＮＴ ＯＦ ＰＬＡＳＴＩＣ－ＤＥＲＩＶＥＤ ＯＩＬ」と題された米国仮特許出願第６３／２１７，４２４号の優先権からの利益を享受する。
【背景技術】
【0002】
本開示は、概して、固体プラスチック廃棄物のケミカルリサイクルに関する。より具体的には、本開示は、プラスチック由来油から汚染物質を除去するための前処理システム及びプロセスに関する。
【0003】
プラスチックは、とりわけ、包装材料、織物、コンシューマ製品、及び電子機器に及ぶ多種多様な製品で使用されている。プラスチックの一般的な群の中には、ポリオレフィンと呼ばれる材料のクラスが存在し、これは、油、天然ガス、及び／又は石炭などの炭化水素に由来する、エチレン及びプロピレンなどの重合モノマーで構成される。これらの材料は容易に分解されず、毎年生産されるプラスチック物品の増大する量の大部分が、経時的に環境に蓄積し得る。したがって、我々の環境に対する固体プラスチック廃棄物（solid plastic waste、ＳＰＷ）の影響を最小限に抑えるために、ＳＰＷをリサイクルし、再使用して、ポストコンシューマ製品を作り出すことができる。
【0004】
ＳＰＷリサイクルのためには、２つの一般的な技術：機械的リサイクル及びケミカルリサイクルが存在する。機械的リサイクルは、形状、密度、サイズ、色、及び／又は化学組成に基づいてＳＰＷを分離及び選別することと、洗浄して汚染物質を除去することと、粉砕してサイズを低減することと、配合することと、ペレット化することと、を含む。しかしながら、機械的リサイクルは、ケミカルリサイクルよりも単純であり、多くの場合安価であるが、良好に選別されたＳＰＷの小さなサブセットにのみ適用可能である。更に、プラスチックに使用されるポリマー材料は、再処理（例えば、熱－機械的分解）及び環境要因（例えば、熱、酸素、光、水分など）への長時間の曝露から生じる寿命分解、並びに各機械的リサイクルのサイクルによる不純物濃度の増加に起因して、経時的に分解される。したがって、ＳＰＷを機械的にリサイクルすることができる回数は、２～３サイクルに制限され、その後、ＳＰＷは、もはや機械的にリサイクルすることができず、代わりに埋め立てられるか、又は焼却される。
【0005】
ケミカルリサイクルは、機械的リサイクルよりも堅牢であり、ＳＰＷのケミカルリサイクルから得られる製品は、それらの未使用の製造された対応物と化学的に区別不可能である、新しい商業的に実行可能な製品を製造するために使用することができる。ケミカルリサイクルは、多くの場合、化学組成に基づいてＳＰＷを分離及び選別すること、予洗いして有機汚染物質を除去すること、粉砕してサイズを低減すること、プラスチック由来油を生成するための一次変換工程（限定されないが、熱分解（接触熱分解を含む）、水熱液化（hydrothermal liquefaction、ＨＴＬ）、水素化分解などの、熱及び／又は接触の）、多くの場合、それに続く二次変換工程（下流ユニットで利用するための液体生成物を準備するための追加の汚染物質除去及び化学変換）を含む。
【0006】
端から端まで、ケミカルリサイクルプロセスは、ポリマーをそれらのそれぞれのモノマー又はオリゴマーへと（例えば、化学プロセスを介して）解重合し、モノマー又はオリゴマーは、次いで、リサイクルされる前の、プラスチックを作製するために使用された元の材料と実質的に同一の特徴、したがって性能を有する、例えば、化学物質、燃料、及び再生プラスチックなどの他の製品を作り出すための石油化学供給原料として使用することができる。したがって、ケミカルリサイクルは、物理的若しくは環境的分解、及び／又は機械的リサイクルにおいて概して生じる化学物質汚染によって制限されることなく、無限回数のサイクルにわたって、再生プラスチックを含む有用な化学製品へとＳＰＷを変換するための多用途プラットフォームの代表である。ポストコンシューマプラスチックの繰り返しリサイクルから生成されるこれらの再生プラスチック及び他の材料は、循環材料と称される場合がある。
【発明の概要】
【0007】
一実施形態では、液体プラスチック由来油の処理のためのシステムであって、１つ以上の汚染物質及び第１の汚染レベルを有する液体プラスチック由来油を受け入れることができる１つ以上の反応器を有する、前処理システムを含む、前処理セクションを有する、システム。１つ以上の反応器は、フォージャサイト（faujasite、ＦＡＵ）結晶骨格型ゼオライト分子ふるいを有する収着剤材料を含み、収着剤材料が、液体プラスチック由来油から１つ以上の汚染物質の第１の部分を除去し、第１の汚染レベル未満である第２の汚染レベルを有する処理された液体プラスチック由来油を生成することができる。液体プラスチック由来油は、固体プラスチック廃棄物（ＳＰＷ）に由来し、１つ以上の汚染物質の第１の部分は、ハロゲンを含む。
【0008】
別の実施形態では、液体プラスチック由来油の処理のためのプロセスは、フォージャサイト（ＦＡＵ）結晶骨格型ゼオライト分子ふるいを含む収着剤材料を有する１つ以上の反応器を含む前処理システムに、液体プラスチック由来油を供給することを含む。液体プラスチック由来油は、固体プラスチック廃棄物（ＳＰＷ）に由来し、１つ以上の汚染物質を含み、第１の汚染レベルを有する。プロセスはまた、１２５℃以上の温度で、液体プラスチック由来油を収着剤材料と接触させることを含む。好ましい実施形態では、液体プラスチック由来油は、１５０℃以上の温度で収着剤材料と接触させられる。収着剤材料は、１つ以上の汚染物質の第１の部分を除去し、第１の汚染レベル未満である第２の汚染レベルを有する処理された液体プラスチック由来油を生成することができ、１つ以上の汚染物質の第１の部分は、ハロゲンを含む。プロセスは、処理された液体プラスチック由来油を、前処理システムの下流に配設され、かつ前処理システムに流体連結された変換ユニットに供給することを更に含む。変換ユニットは、処理された液体プラスチック由来油をエチレン、プロピレン、ブチレン、及びそれらの組み合わせへと変換することができる、１つ以上の反応器を含む。
【0009】
更なる実施形態では、液体プラスチック由来油の処理のためのシステムは、１つ以上の汚染物質及び第１の汚染レベルを有する液体プラスチック由来油を受け入れることができる１つ以上の反応器列を有する前処理システムを有する、前処理セクションを含む。１つ以上の反応器列は、複数の反応器を含み、複数の反応器の各反応器は、フォージャサイト（ＦＡＵ）結晶骨格型ゼオライト分子ふるいを有する収着剤材料を有し、液体プラスチック由来油から１つ以上の汚染物質の第１の部分を除去し、第１の汚染レベル未満である第２の汚染レベルを有する処理された液体プラスチック由来油を生成することができ、液体プラスチック由来油は、固体プラスチック廃棄物（ＳＰＷ）に由来し、１つ以上の汚染物質の第１の部分は、ハロゲンを含む。システムはまた、前処理セクションの下流に配設された変換ユニットを含む。変換ユニットは、処理された液体プラスチック由来油を受け入れ、処理された液体プラスチック由来油をエチレン、プロピレン、ブチレン、及びそれらの組み合わせへと変換することができる、１つ以上の反応器を含む。
【0010】
本開示の例示的な実装形態の追加の特徴及び利点は、以下の説明に記載され、一部は説明から明らかになるか、又はそのような例示的な実装形態の実施によって習得され得る。そのような実装形態の特徴及び利点は、添付の特許請求の範囲において特に指摘される手段及び組み合わせによって実現され、取得され得る。これら及び他の特徴は、以下の説明及び添付の特許請求の範囲からより完全に明らかになるか、又は以下に記載されるような例示的な実装形態の実施によって習得され得る。
【図面の簡単な説明】
【0011】
本開示の利点は、以下の詳細な説明を読み、図面を参照することによって明らかになり得る。
【図1】本開示の実施形態による、前処理システムを有する二次変換工程を含む、固体プラスチック廃棄物（ＳＰＷ）のケミカルリサイクルのためのプロセスのフロー図である。
【図2】本開示の一実施形態による、図１の二次変換工程で使用される、システムのブロック図であり、システムが、前処理システムを有する前処理セクションと、水素化精製装置及び水素化分解装置を有する水素化処理セクションと、を含む。
【図5】本開示の実施形態による、図２の前処理システムのブロック図であり、前処理システムが、複数の反応器列を含み、１つの反応器列が、各々収着剤を有する、直列に配置された複数の反応器を有し、別の反応器列が、各々収着剤を有し、並列に配置された複数の反応器を有する。
【図7】本開示の実施形態による、時間数での時間との関数としての、処理された液体プラスチック由来油中の百万分率（parts per million、ｐｐｍ）での総塩化物のプロットであり、処理された液体プラスチック由来油は、加熱されたプラスチック由来油供給物を様々なタイプの収着剤と接触させることによって生成される。
【図8】本開示の実施形態による、時間数での時間との関数としての、処理された液体プラスチック由来油中の百万分率（ｐｐｍ）での総塩化物のプロットであり、処理された液体プラスチック由来油は、加熱されたプラスチック由来油供給物を様々なタイプのゼオライト又はアルミナ収着剤と接触させることによって生成される。
【図9】本開示の実施形態による、時間数での時間との関数としての、処理された液体プラスチック由来油中の百万分率（ｐｐｍ）での総塩化物のプロットであり、処理された液体プラスチック由来油は、加熱されたプラスチック由来油供給物を様々な温度でゼオライト収着剤と接触させることによって生成される。
【図10】本開示の実施形態による、時間数での時間との関数としての、処理された液体プラスチック由来油中の百万分率（ｐｐｍ）での総塩化物のプロットであり、処理された液体プラスチック由来油は、加熱されたプラスチック由来油供給物を様々な温度でアルミナ収着剤と接触させることによって生成される。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本開示の１つ以上の特定の実施形態が以下に説明される。記載されるこれらの実施形態は、本開示の技術の例である。更に、これらの実施形態の簡潔な説明を提供するために、実際の実装形態の全ての特徴を本明細書に記載しなくてもよい。任意のエンジニアリング又は設計プロジェクトにおけるように、任意のそのような実際の実装形態の開発において、実装形態ごとに異なり得る、システム関連及びビジネス関連の制約への準拠など、開発者の特定の目標を達成するために、多数の実装形態固有の決定が行われることを理解されたい。更に、そのような開発努力は、複雑で時間がかかる可能性があるが、それにもかかわらず、本開示の利益を有する当業者にとって、設計、製作及び製造の日常的な仕事であることを理解されたい。
【0013】
本開示の様々な実施形態の要素を紹介するとき、冠詞「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、要素のうちの１つ以上が存在することを意味することが意図される。「備える」、「含む」、及び「有する」という用語は、包括的であることが意図され、列挙された要素以外の追加の要素が存在し得ることを意味する。加えて、本開示の「一実施形態」又は「実施形態」への言及は、列挙された特徴も組み込む追加の実施形態の存在を除外するものとして解釈されることを意図しないことを理解されたい。
【0014】
本明細書で使用される「およそ」、「約」、及び「実質的に」という用語は、依然として所望の機能を果たすか、又は所望の結果を達成する、述べられた量に近い量を表す。例えば、「およそ」、「約」、及び「実質的に」という用語は、述べられた量の１０％未満内、５％未満内、１％未満内、０．１％未満内、及び０．０１％未満内である量を指し得る。
【0015】
本明細書で使用される「プラスチック由来油」、「液体合成原油」、又は「合成原油」、「熱分解油」、液体熱分解生成物流」などの用語は、固体プラスチック廃棄物（ＳＰＷ）の熱及び／又は化学変換（例えば、熱分解、水素化熱分解、水熱液化（ＨＴＬ）、水素化分解など）から誘導される、液相混合物を示すことが意図される。本明細書で使用される「収着剤」及び「収着剤材料」という用語は、限定されないが、ハロゲン、遷移金属、アルカリ金属、アルカリ土類金属、ケイ素（Ｓｉ）、リン（Ｐ）、硫黄（Ｓ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、及びそれらの組み合わせなどの種を吸収し、吸着し、かつ／又は種と反応する、多機能性固体材料を示すことが意図される。本明細書で使用される「脱ケイ酸」、「脱ケイ酸化する」などの用語は、ケイ素含有種の除去のためのプロセスを示すことが意図される。
【0016】
ＳＰＷは、熱分解又は他の熱的若しくは化学的な一次変換工程、続いてその後の処理工程を介して、オレフィン及び炭化水素燃料を含む高価値な化学物質へと変換され得る。廃棄物プラスチックの一次変換は、主に、広い沸点範囲（例えば、およそ摂氏２０度（℃）～７５０℃）を有する液体生成物流、並びにガス生成物流、及び多くの場合、固体生成物流をもたらす。液体生成物流又はプラスチック由来油は、広い沸点範囲にわたる炭化水素（例えば、ナフサ、ディーゼル、軽油、及びハイドロワックス）を含み得、これは、更に個々の留分へと蒸留され得るか、又は蒸気分解装置、又は水素化分解装置、又は流動接触分解装置（fluid catalytic cracker、ＦＣＣ）で直接処理されて、高価値な化学物質及び他の炭化水素が生成され得る。例えば、プラスチック由来油は、エチレン、プロピレン、及び／又はブチレンを生成するために使用され得、これらは、新しいプラスチックのための構築ブロックとして使用することができるモノマーである。しかしながら、プラスチック由来油はまた、プラスチックケミカルリサイクルプロセスの効果及び効率に影響を及ぼす不純物を含有する。例えば、プラスチック由来油は、ハロゲン、金属、及び他の非炭素質分子などの構成成分を含有しており、これらの構成成分は、機器の目詰まり及び腐食を引き起こし得、かつ／又はプロセス全体を通じて使用される触媒を無効にし得る。特に、プラスチック由来油は、ＳＰＷ中のポリ塩化ビニル（polyvinyl chloride、ＰＶＣ）に由来する塩化物を含有し得る。ある特定の環境では、これらの塩化物は、限定されないが、（水の存在下での）塩化物応力腐食などのメカニズムを通じて、又は塩酸（ＨＣｌ）の形成を通じて、下流の機器に対して腐食性であり得る。したがって、高レベルの塩化物を含有するプラスチック由来油を処理することは、より高価な合金に変更するための反応器冶金、又はより高価ではない合金機器のより頻繁な閉鎖及び交換を必要とし得、それによって、ＳＰＷをケミカルリサイクルする全体的なコストを増加させる。下流の機器のより頻繁な改装又は変更の必要性を回避しながら、プラスチック由来油を処理する際の機器の目詰まり及び腐食を軽減するためには、プラスチック由来油中に存在してもよい塩化物及び他の腐食性構成成分の量には制限が課される。例えば、下流の機器冶金の早期腐食を回避するためには、ケミカルリサイクルプロセスで使用される分解機器に入る供給物の総塩化物は、０．００５グラム（gram、ｇ）／リットル（liter、Ｌ）（５百万分率（ｐｐｍ））未満に制限され得る。ＳＰＷに由来するプラスチック由来油は、概して、０．００５ｇ／Ｌ（５ｐｐｍ）超、ある特定の場合には、最大８ｇ／Ｌ（８０００ｐｐｍ）の総塩化物を含有する。塩化物に加えて、プラスチック由来油は、処理中にフッ化水素酸（hydrofluoric acid、ＨＦ）又は臭化水素酸（hydrobromic acid、ＨＢｒ）へと変換され得る他のハロゲン（例えば、フッ素（Ｆ）及び臭素（Ｂｒ））を含有し得、これらは非常に腐食性である。アルカリ金属（例えば、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）など）、アルカリ土類金属（例えば、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）など）、非限定的な例として、電子機器産業の構成要素に由来する多様な遷移金属若しくは貧金属、又は添加剤（例えば、セレニウム（Ｓｅ）、タリウム（Ｔｌ）、カドミウム（Ｃｄ）、水銀（Ｈｇ）、鉛（Ｐｂ）など）、窒素（Ｎ）、硫黄（Ｓ）、酸素（Ｏ）、又はリン（Ｐ）などの他の非金属、及びケイ素（Ｓｉ）及びヒ素（Ａｓ）などの半金属などの他の汚染物質は、プラスチックケミカルリサイクルプロセスで使用される触媒を失活／目詰まりさせ得、かつ／又は望ましくない反応及び副生成物を生じ得、下流の機器を目詰まりさせることに加えて、プロセスの効率及び収率を減少させる。したがって、蒸気分解装置を含む下流のプラスチックケミカルリサイクル機器で処理する前に、プラスチック由来油中に存在する望ましくない汚染物質の量を除去するか、又は減少させることが有利であり得る。
【0017】
プラスチック由来油流から汚染物質を除去するためのある特定の既存の技術は、プラスチック由来油から汚染物質を抽出及び除去する溶剤を使用することを含む。しかしながら、米国特許出願公開第２０１８／０３５５２５６号に開示されているものなどの溶剤抽出技術は、除去される汚染物質（例えば、塩化物）の割合と、元の供給原料（例えば、プラスチック由来油）のうちのどれだけが最終生成物として回収されるかとの間にトレードオフを有する。すなわち、この溶剤抽出技術は、汚染物質（例えば、塩化物）の一部分しか除去しない。したがって、他の汚染物質が、プラスチック由来油中に依然として残留し得、下流プロセスに影響を及ぼし得る（例えば、触媒を失活させ、望ましくない副反応を生じ得る）。更に、溶剤抽出は、塩化物を除去するが、プラスチック由来油中の炭化水素の一部分も、溶剤によって抽出される。その結果、リサイクルプロセスを受けるプラスチック由来油の量が少なくなり、リサイクルプロセスの全体的な収率が減少する。したがって、溶剤抽出技術は、鍵となる汚染物質の大部分を除去せず、炭化水素収率の低減を生じるので、この技術は、ＳＰＷのケミカルリサイクルに対する増加している要求を満たすには望ましくない。
【0018】
プラスチック由来油中の汚染物質のレベルを減少させるための別の技術は、プラスチック由来油の一部分を、従来の未使用の原油精製を源とするナフサ又はハイドロワックスとブレンドすることである。この混合物は、分解装置ユニットで同時処理されて、新しい化学物質を形成するために使用されるより小さい分子を生成する。混合物中のプラスチック由来油の量は、混合物中の汚染レベルが、分解装置ユニットの汚染レベル要件内であるような量である。しかしながら、この技術は、分解装置に対する汚染レベル要件を達成するが、この技術は、単にプラスチック由来油をナフサ／ハイドロワックスで希釈するだけである。したがって、少量のみのプラスチック由来油が、所与の時間に分解装置ユニットにおいて処理され得る。しかしながら、プラスチックリサイクルに対する要求が増加するにつれて、ナフサ／ハイドロワックスと混合され得るプラスチック由来油の量が分解装置ユニットの汚染レベル要件に基づいて制限されるので、この技術は非効率的である。他の技術は、汚染物質を除去することなく、プラスチック由来油を水素化精製装置に直接供給することを含む。この技術は、プラスチック由来油中のある特定の汚染物質（例えば、硫黄（Ｓ）、窒素（Ｎ）、及び酸素（Ｏ））を除去するのに好適であるが、水素化精製装置で使用される触媒は、プラスチック由来油中に存在するケイ素（Ｓｉ）及びリン（Ｐ）などの他の汚染物質の存在下で容易に失活する。したがって、触媒は、頻繁に交換され、それによって、この技術の全体的な効率が減少する。加えて、塩化物の存在は、水素化処理ユニット冶金の早期劣化を生じ得る。
【0019】
他の技術は、水素化精製装置の上流又は下流にアミンを注入して、無機塩化物構成成分を、下流の水洗工程を通じて除去することができる塩化アンモニウム塩へと変換することを含む。この技術は、システムに複雑さを導入するだけでなく、プラスチック由来油中に見出される総塩化物のうちの比較的小さい割合（例えば、およそ１０％未満）を占める無機塩化物にのみ効果的に対処している。更に、水素化精製装置の下流で注入される場合、プラスチック由来油中のＣｌの存在に起因して、プロセスの初期に形成される遊離ＨＣｌが、アミンによって変換及び除去される前に機器内に依然として存在するので、水素化精製機器の腐食を軽減しない。したがって、汚染レベルが、プラスチックのケミカルリサイクルで使用される機器に対する汚染レベル要件以下であるように、プラスチック由来油中に存在する様々な汚染物質又は汚染物質のクラスを、理想的には同時に、除去するか又は減少させ、触媒の失活を軽減するための、より効率的な技術を開発する必要性が存在する。
【0020】
したがって、本明細書に開示されるのは、液体プラスチック由来油からハロゲンなどの汚染物質を除去する１つ以上の収着剤を有する１つ以上の反応器を含む、前処理システムである。開示の前処理システムを使用することによって、合成原油中の総塩化物は、下流の水素化処理ユニット又はプラスチックのケミカルリサイクルに使用される他の機器の塩化物汚染レベル制限以下であるレベルまで低減される。驚くべきことに、塩化物を除去することに加えて、前処理システムで使用される開示の収着剤は、液体プラスチック由来油から他のハロゲン汚染物質（例えば、Ｆ及びＢｒ）も除去する。炭化水素流（例えば、ナフサ、アルキレート、ラフィネートなど）から塩化物を除去するために収着剤が使用されているが、除去される塩化物は、気相流中の低分子量有機塩化物（例えば、＜Ｃ５）又は塩酸（ＨＣｌ）の形態の無機塩化物である。対照的に、本明細書に開示の前処理システム及び収着剤は、高い最終沸点（final boiling point、ＦＢＰ）（例えば、およそ摂氏２０度（℃）～７５０℃の沸点範囲温度）を有し、およそ５ｐｐｍ～およそ８０００ｐｐｍである総塩化物濃度を有する複合多構成成分炭化水素プラスチック由来油から、塩化物及び他の汚染物質を効率的かつ効果的に除去する。更に、開示の前処理システムは、任意選択的に、水素を含まない環境において、低温及び穏やかな圧力で液体プラスチック由来油を除染する。例えば、前処理システムは、水素の非存在下のおよそ１２５℃～およそ３００℃の低温及び１７ｂａｒｇ未満の圧力で動作することができる。好ましい実施形態では、前処理システムの温度は、およそ１５０℃以上である。水素の存在下で３００℃を超える温度及びはるかに高い圧力（例えば、＞１７ｂａｒｇ）を使用するある特定の既存の技術とは異なり、開示のシステム及びプロセスは、水素の非存在下の３００℃以下又は２５０℃以下の温度及び１７ｂａｒｇ未満の圧力で、プラスチック由来油から汚染物質を効率的かつ効果的に除去し、より低い炭素強度（すなわち、カーボンフットプリント）を有するより単純なシステムを生じる。更に、ＳＰＷのケミカルリサイクルで使用される変換ユニットの上流で液体合成原油から腐食性汚染物質を除去することによって、変換ユニットを製造するために使用される材料をアップグレードする必要がなく、それによって、ＳＰＷをケミカルリサイクルする全体的なコストを減少させることができる。開示の前処理システムはまた、水素化精製装置、水素化分解装置、又はその両方と組み合わせて使用して、残留する微量レベルのハロゲン、及び追加の汚染物質（例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、並びに他の金属及び非金属）を除去し、それによって、プラスチック廃棄物のケミカルリサイクルプロセスの堅牢性を改善することができる。
【0021】
前述のことを念頭に置いて、図１は、一次変換工程１６、二次変換工程１８、化学物質生成工程２０、及び生成物再製造工程２４を含む、固体プラスチック廃棄物ＳＰＷ１２のケミカルリサイクルのためのプロセス１０のブロック図である。ＳＰＷ１２は、とりわけ、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリエチレンテレフタレート（polyethylene terephthalate、ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ナイロン、テフロン、ポリエステル、ポリスチレン、及びそれらの組み合わせなどの様々なポリマーから作製されたポストコンシューマ製品を含む。示される実施形態では、ＳＰＷ１２は、ＳＰＷ１２中の固体ポリマーをより短い鎖分子／ポリマー（例えば、オリゴマー）へと変換する一次変換工程１６において処理を受け、それによって、液体プラスチック由来油（例えば、熱分解油）が生成される。例えば、一次変換工程１６は、ＳＰＷ１２のマクロ構造を解重合又は分解し、軽質ガス（例えば、メタン（ＣＨ４）、エタン（ＣＨ３ＣＨ３）、Ｈ２Ｓ、Ｈ２Ｏ（例えば、水蒸気）など）及び固体残留物とともにプラスチック由来油を生成するための、熱分解、水素化熱分解、水熱液化（ＨＴＬ）、又は水素化分解プロセスを介して、ＳＰＷ１２を熱的に分解する１つ以上の反応器を含み得る。
【0022】
プラスチック由来油は、ハロゲン（例えば、塩素（Ｃｌ）、フッ素（Ｆ）、臭素（Ｂｒ））、アルカリ金属（例えば、リチウム（Ｌｉ）、カリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ））、アルカリ土類金属（例えば、カルシウム（Ｃａ）及びマグネシウム（Ｍｇ））、遷移金属（例えば、バナジウム（Ｖ）、亜鉛（Ｚｎ）、鉄（Ｆｅ）、及びニッケル（Ｎｉ））、半金属（ヒ素（Ａｓ）及びケイ素（Ｓｉ）など）、及び非金属（例えば、窒素（Ｎ）、硫黄（Ｓ）、リン（Ｐ）、及び酸素（Ｏ））などの望ましくない構成成分を含み得る。これらの構成成分は、例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、難燃剤、染料、及びある特定のプラスチックで使用される添加剤から生じ、これらは、一次変換工程１６後にプラスチック由来油中に残留する。プラスチック由来油中のこれらの構成成分の存在は、機器冶金の腐食若しくは目詰まり、及び／又は化学物質生成工程２０などの下流プロセスで使用される触媒の失活を引き起こし得る。例えば、プラスチック由来油は、少なくとも０．００５ｇ／Ｌ（５ｐｐｍ）かつ最大８ｇ／Ｌ（８０００ｐｐｍ）の総塩化物を含有し得る。これらの塩化物レベルは、塩酸（ＨＣｌ）の形成を生じ得る。ＨＣｌは、ある特定の機器に対して腐食性であり、その場合、機器の交換を必要とし得る。機器は、ある特定のレベルの塩化物を許容することができるが、０．００５ｇ／Ｌ（５ｐｐｍ）を上回る塩化物レベルは、関連する動作レジームにおいて、機器の塩化物制限を超える。（例えば、温度、圧力、水素の存在など）。上に論じられるように、一次変換工程１６において生成されるプラスチック由来油は、０．００５ｇ／Ｌ（５ｐｐｍ）を超えて有し得る。したがって、機器冶金の目詰まりを軽減するためには、塩化物のレベルを０．００５ｇ／Ｌ（５ｐｐｍ）未満まで除去及び／又は減少させることが望ましい。
【0023】
加えて、ＳＰＷ１２のケミカルリサイクルプロセスは、多くの場合、プラスチック由来油中の長鎖炭化水素（例えば、＞Ｃ１１であるケロシン、ディーゼル、ハイドロワックス）の分解、及び長鎖炭化水素と比較してより小さい分子（例えば、ナフサ範囲、又は典型的にはＣ５－Ｃ１１）の形成を促進する、様々な触媒の使用を含む。これらの触媒は、プラスチック由来油中の金属、非金属、及び非炭素分子に感受性であり得る。例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、非金属（例えば、Ｎａ、Ｋ、Ｓｉ、Ｐなど）、及び非炭素原子（例えば、Ｓ、Ｎ、Ｏ）は、経時的に触媒を失活させ得る。したがって、触媒を頻繁に交換する必要があり、それによって、効率が減少し、全体的なプロセスのコストを増加させ得る。したがって、これらのプロセスで使用される触媒の失活を軽減するためには、また、二次変換工程１８においてこれらの構成成分を除去することが望ましい。
【0024】
本明細書に開示の二次変換工程１８は、前処理システムを含み、ある特定の実施形態では、プラスチック由来油中に存在するＣｌ、Ｆ、Ｂｒ、Ｋ、Ｎａ、Ｐ、Ａｓ、Ｈｇ、Ｐｂ、及びＳｉ、並びに他の非炭素原子（例えば、Ｎ、Ｓ、Ｏ）などの汚染物質を除去するか又は減少させて、プラスチック由来油中の汚染物質の量未満である汚染物質の量を有する処理された供給物を生成する、水素化処理システムを含む。処理された供給物中の汚染物質の量は、プラスチック由来油中の汚染物質の量よりもおよそ４０％～１００％少ない場合がある。二次変換工程１８においてプラスチック由来油から汚染物質の実質的な部分を除去することによって、生じた処理された供給物中の汚染レベルは、化学物質生成工程２０における処理に好適である。以下で更に詳細に論じられるように、本開示の二次変換工程１８は、液体プラスチック由来油中の汚染物質を効果的かつ効率的に除去するために、１つ以上の収着剤、水素化処理、又はその両方を使用する。例えば、二次変換工程１８は、１つ以上の反応器（固定床、移動床、沸騰床、スラリー反応器など）を有する反応器システムを含み得、各々が、存在する場合には水素化処理、又はＦＣＣ、又は化学物質生成工程２０における蒸気分解の前に、プラスチック由来油を主に脱ハロゲン化する（例えば、ハロゲンを除去する）だけでなく、潜在的に脱ケイ酸化する（例えば、ケイ素含有種を除去する）かつ／又は脱金属化する（例えば、金属を除去する）などの、１つ以上の収着剤材料を有する。ある特定の実施形態では、反応器は、収着剤材料の１つ以上の床を有し得る。他の実施形態では、反応器は、収着剤材料が固定されておらず、反応器内で動き回る、沸騰床である。反応器システムは、およそ３００℃未満、例えば、およそ１００℃～およそ３００℃、好ましくはおよそ１２５℃～およそ２５０℃の温度で動作する。反応器システム内の圧力は、およそ０ｂａｒｇ～およそ１７ｂａｒｇである。収着剤材料は、ゼオライト分子ふるい、非ゼオライト分子ふるい、支持金属、固体支持アルカリ若しくはアルカリ土類金属、及び／又はそれらの酸化物、粘土、並びにそれらの組み合わせなどの、ハロゲンを除去するための任意の好適な収着剤であり得る。一実施形態では、前処理工程は、反応器システムへの苛性構成成分の添加を含み得る。他の実施形態では、窒素含有構成成分及び／又は硫黄含有構成成分は、反応器システムに添加される苛性構成成分の代わりに又はそれに加えて、反応器システムの上流又は下流で添加され得る。
【0025】
二次変換工程１８が水素化処理システムを含む実施形態では、処理されたプラスチック由来油は、化学物質生成工程２０の前に水素化処理システムに供給される。水素化処理システムは、水素化精製触媒及び水素の存在下で処理されたプラスチック由来油から微量の残留ハロゲン、Ｎ、Ｓ、Ｏなどの追加の構成成分、他の金属、及び非金属を除去して、水素化精製された生成物（ＨＴ生成物）又は更に処理された供給物を生成する。ある特定の実施形態では、水素化処理システムは、処理されたプラスチック由来油中に存在するオレフィン及び芳香族を飽和させることができる。以下で更に詳細に論じられるように、水素化処理システムは、水素化精製装置を含む。水素化精製装置は、水素化精製触媒及び水素の存在下で処理されたプラスチック由来油を脱酸素、脱窒、及び脱硫して、水素化精製された合成原油を生成する、１つ以上の反応器を含み得る。水素化精製装置はまた、ケイ素及びリンなどの金属及び非金属の除去を容易にするために１つ以上の反応器又は保護床を使用する、脱金属化工程を含み得る。任意選択的に、一実施形態では、水素化精製装置はまた、オレフィンを飽和させるための選択的水素化ユニットを含み得る。ある特定の実施形態では、水素化精製装置はまた、脱塩素のための収着剤を含み得る。例えば、一実施形態では、前処理システムは、省略される。したがって、水素化精製装置は、プラスチック由来油からハロゲンを除去するための収着剤を含む。別の実施形態では、前処理システムの収着剤材料に加えて、水素化精製装置も、収着剤材料を含み得る。水素化精製装置の収着剤材料は、前処理システムの収着剤材料と同じであっても異なっていてもよい。理解されるであろうように、水素化精製装置は、水素化精製触媒を単独で、又は収着剤材料と組み合わせて含む。非限定的な例として、水素化精製触媒としては、アルミナ又は他の従来のグレーディング材料、アルミナ上に支持されたコバルト／モリブデン（cobalt/molybdenum、ＣｏＭｏ）又はニッケル／モリブデン（nickel/molybdenum、ＮｉＭｏ）、及びそれらの組み合わせが挙げられる。しかしながら、任意の他の好適な水素化精製触媒が使用される場合がある。
【0026】
水素化精製反応器は、固定床、沸騰床、流動床、移動床、バブリング床、又は任意の他の好適な反応器、及びそれらの組み合わせであり得る。水素化精製装置内の反応器は、およそ１２５℃～およそ５００℃の温度及びおよそ５０ｂａｒｇ～およそ１００ｂａｒｇの圧力で動作することができる。
【0027】
ある特定の実施形態では、水素化処理システムは、水素化分解装置を含む。水素化分解装置は、水素化分解触媒及び水素の存在下で水素化精製されたプラスチック由来油を更に脱酸素、脱窒、及び脱硫し、また炭化水素を分解して水素化精製されたプラスチック由来油の沸点を低減する、１つ以上の反応器を含む。非限定的な例として、水素化分解触媒としては、アルミナ上に支持されたＮｉＭｏ又はニッケル／タングステン（nickel/tungsten、ＮｉＷ）、Ｙゼオライト、非晶質ケイ酸アルミナ、又は任意の他の好適な水素化分解触媒、及びそれらの組み合わせが挙げられる。反応器は、固定床、沸騰床、流動床、移動床、又はバブリング床であり得、およそ３００℃及びおよそ５００℃の温度並びにおよそ５０ｂａｒｇ～およそ１５０ｂａｒｇの圧力で動作する。ある特定の実施形態では、水素化分解装置は、水素化精製装置の温度及び圧力と実質的に等しい温度及び圧力で動作する。ある特定の実施形態では、水素化分解及び水素化精製動作は、同じ反応器内で行われ得る。
【0028】
二次変換工程１８に続いて、下流処理に好適な汚染レベルを有する処理された供給物は、化学物質生成工程２０で処理された供給物中のポリマー断片／オリゴマーを更に断片化して軽質オレフィン（例えば、エチレン、プロピレン、及び／又はブチレン）を生成する変換ユニットに供給される。処理された供給物は、変換ユニットに独立して、又は他の好適な炭化水素供給物と組み合わせて（例えば、同時処理）供給され得る。変換ユニットは、蒸気分解装置、流動接触分解装置（ＦＣＣ）、水素化分解装置、又は処理された供給物（例えば、処理されたプラスチック由来油）中の炭化水素を、最終沸点（ＦＢＰ）が低減された様々な分子へと断片化する任意の他の好適な変換ユニットであり得る。処理された供給物は、１つ以上の熱交換器、炉、ボイラ、及びそれらの組み合わせを使用して、予熱され、その後分解され得る。予熱に続いて、処理された供給物は、熱的分解条件下で動作する分解ユニットの分解ゾーンに送られて、軽質オレフィン（例えば、エチレン、プロピレン、ブチレン）及び他のあまり望ましくない副生成物（水素、変換されていない油、ナフサなど）が生成され得る。分解ゾーンは、１つ以上の炉を含み、各々が特定の供給物又は処理された供給物の留分に専用である。分解ゾーンにおける分解は、高温で、好ましくはおよそ６５０℃～１０００℃の温度範囲で、酸素の非存在下で実施される。ある特定の実施形態では、炭化水素分圧を低減し、それによって、軽質オレフィン収率を向上させるための希釈剤として、蒸気が分解ゾーンに添加される。加えて、蒸気はまた、分解ゾーンでの炭素質材料又はコークスの形成及び堆積を低減する。分解装置流出物は、処理された供給物を分解することから得られ、芳香族、軽重量オレフィン（例えば、エチレン、プロピレン、ブチレン）、水素、水、二酸化炭素（ＣＯ２）、及び他の炭化水素化合物を含む。分解装置流出物は、生成物製造工程２４において新しい化学物質及び生成物を作製するために使用することができる、異なる沸点を有する留分へと分離される。これらの新しいコンシューマ物品が使用され、ＳＰＷ１２（例えば、ポストコンシューマ物品）として廃棄されると、ＳＰＷ１２は、再びリサイクルされ、一次変換工程１６で処理を受ける。
【0029】
変換ユニット（例えば、分解装置）における処理された供給物の汚染レベルは、変換ユニットの汚染レベル制限以下であるので、機器冶金の目詰まり、及び化学物質生成工程２０で使用される触媒の失活が、軽減される。更に、プラスチック由来油の一部分を希釈又は抽出して汚染レベルを低減するある特定の既存の技術と比較して、化学物質生成工程２０において処理することができるプラスチック由来油の量を増加させることができる。したがって、本明細書に開示の前処理プロセスは、ＳＰＷリサイクル技術と組み合わせて、ＳＰＷ１２のケミカルリサイクルに対する増大する市場要求を堅牢かつ効率的な様式で満たすことができる。
【0030】
上に論じられるように、一次変換工程１６で生成されたプラスチック由来油は、下流の機器冶金における腐食及び触媒の失活を引き起こし得る汚染物質を含む。しかしながら、本明細書に開示の二次変換工程１８においてプラスチック由来油を前処理して、化学物質生成工程２０に供給されるプラスチック由来油中の汚染物質の量を除去するか又は減少させることは、機器冶金の腐食及び目詰まり、並びに触媒の失活を軽減する。したがって、変換ユニットにおいて処理されるプラスチック由来油の量を増加させることができ、ＳＰＷをケミカルリサイクルするための要求を、堅牢かつ効率的な様式で満たすことができる。図２は、本開示の実施形態による、ＳＰＷ１２のリサイクルのための二次変換工程で使用され得るシステム３０のブロック図である。システム３０は、ＳＰＷ管理プラント又は精製若しくは化学物質生成プラントの一部であり得る。すなわち、システム３０は、新しい若しくは既存のＳＰＷ管理プラント、及び／又は化学物質生成プラント、及び／又は精製所複合施設に統合することができる。他の実施形態では、システム３０は、ＳＰＷ管理プラント、及び／又は化学物質生成プラント、及び／又は精製所複合施設から分離した、独立型の位置に存在することができる。システム３０は、前処理セクション３２、水素化処理セクション３６、及び分離セクション３８を含む。前処理セクション３２は、プラスチック由来油４６中に存在する望ましくない構成成分（例えば、汚染物質）の少なくとも一部分を除去する、前処理システム４０を含む。例えば、プラスチック由来油４６は、一次変換工程（例えば、一次変換工程１６）において、熱分解、水素化熱分解、水熱液化、又は水素化分解を受けたＳＰＷ（例えば、ＳＰＷ１２）から生成される液体流である。したがって、プラスチック由来油４６は、ポリマー断片／オリゴマー（例えば、解重合されたポリマー）と、ＳＰＷ中に存在する、限定されないが、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｆ、Ｋ、Ｎａ、Ｓｉ、及びＰなどの汚染物質との混合物である。プラスチック由来油４６はまた、アルカリ金属（例えば、Ｌｉ）、アルカリ土類金属（例えば、Ｃａ及びＭｇ）、遷移金属（例えば、バナジウム（Ｖ）、亜鉛（Ｚｎ）、鉄（Ｆｅ）、及びニッケル（Ｎｉ））、並びに硫黄（Ｓ）、窒素（Ｎ）、及び酸素（Ｏ）などの非金属などの他の汚染物質を含み得る。上に論じられるように、これらの汚染物質は、機器冶金の腐食及び／又は下流プロセス（例えば、水素化処理及び分解）で使用される触媒の失活を引き起こし得る。前処理システム４０は、プラスチック由来油４６からの１つ以上の汚染物質を吸着／吸収するか、又はそれらと反応して、処理された供給物４８を生成する１つ以上の収着剤材料を有する、１つ以上の反応器システムを含む。
【0031】
示される実施形態では、プラスチック由来油４６は、予熱システム５０で加熱され、それによって、前処理システム４０に供給される加熱された供給物５４が生成される。予熱システム５０は、プラスチック由来油４６を周囲温度からおよそ１２５℃～およそ３００℃の温度まで加熱する、１つ以上の加熱デバイスを含む。ある特定の実施形態では、予熱システム５０の温度は、およそ１５０℃以上である。非限定的な例として、加熱デバイスは、蒸気熱交換器などの熱交換器、ボイラなど、及びそれらの組み合わせを含む。示される実施形態では、予熱システム５０は、前処理システム４０から分離されているが、予熱システム５０は、前処理システム４０に統合されてもよい。他の実施形態では、システム３０は、予熱システム５０を含まなくてもよい。
【0032】
前処理システム４０にある間、加熱された供給物５４は、加熱された供給物５４を除染（例えば、脱ハロゲン化、及び／又は脱金属化、及び／又は脱ケイ酸化など）する１つ以上の反応器を通って流れて、処理された供給物４８が生成される。本実施形態は、固定床反応器の文脈で論じられているが、反応器は、連続撹拌槽反応器（continuous stirred-tank reactor、ＣＳＴＲ）、スラリー槽反応器、沸騰床反応器、移動床反応器、流動床反応器、及びそれらの組み合わせであってもよいことが理解されるべきである。図３～図５を参照して以下で更に詳細に論じられるように、反応器は、直列、並列、リード／ラグ、又は加熱された供給物５４を所望の仕様に効果的かつ効率的に除染する任意の他の好適な配置で配置することができる。前処理システム４０の１つ以上の反応器の各反応器は、プラスチック由来油４６などの液相流体から、ハロゲン（例えば、塩素（Ｃｌ）、フッ素（Ｆｌ）、臭素（Ｂｒ））、並びにＮａ、Ｋなどの潜在的に一価金属、二価金属（例えば、マグネシウム（Ｍｇ２＋）、カルシウム（Ｃａ２＋）、亜鉛（Ｚｎ２＋）、三価金属（例えば、Ｆｅ３＋）、並びにケイ素（Ｓｉ）、リン（Ｐ）、窒素（Ｎ）、硫黄（Ｓ）、及び酸素（Ｏ）などの非金属を選択的に除去する、１つ以上の収着剤材料（例えば、吸着剤／吸収剤）を含む。収着剤材料としては、限定されないが、ゼオライト分子ふるい、非ゼオライト分子ふるい、支持金属、粘土、及び固体支持アルカリ又はアルカリ土類金属が挙げられる。非限定的な例として、収着剤材料としては、Ｘ及びＹなどのフォージャサイト（ＦＡＵ）結晶骨格型ゼオライト分子ふるい、限定されないがＭＯＲ結晶骨格型ゼオライト分子ふるいなどの他の大細孔ゼオライト分子ふるい（１２員環チャネル（12 member ring、１２ＭＲ）を含有するゼオライトとして定義される）、限定されないがＭＦＩ結晶骨格型ゼオライト分子ふるい、又はより具体的にはＺＳＭ－５若しくはＦＥＲ結晶骨格型ゼオライト分子ふるいなどの中細孔ゼオライト分子ふるい（１０員環チャネル（10 member ring、１０ＭＲ）を含有するゼオライトとして定義される）、金属ドープゼオライト分子ふるい、非ゼオライト分子ふるい、シリカゲル、アルミナ、アルミン酸ナトリウム（ＮａＡｌＯ２）若しくはアンモニウム（ＮＨ４
＋）含有材料、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）上の酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）上の炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）上の炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）若しくは酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）プラス酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）上の酸化カルシウム（ＣａＯ）プラス酸化亜鉛（ＺｎＯ）、並びに酸化ニッケル（ＮｉＯ）／Ａｌ２Ｏ３などの支持金属、酸化銅（ＣｕＯ）／炭酸銅（ＣｕＣＯ３）／Ａｌ２Ｏ３、並びにそれらの組み合わせが挙げられる。理論に束縛されるものではないが、収着剤材料の処理性能は、部分的に、結晶含有量の増加、結晶サイズの低減、及び／又は粒径の低減に起因して、正の影響を受けると考えられる。
【0033】
ある特定の実施形態では、加熱された供給物５４は、およそ０．１５０ｇ／Ｌ（１５０ｐｐｍ）以上の塩化物を有し得る。加熱された供給物５４中のこのレベルの塩化物は、下流の機器の腐食を生じ得る。しかしながら、下流の機器（例えば、水素化処理及び変換反応器、容器、交換器など）の腐食を軽減するためには、加熱された供給物５４中の塩化物の量は、下流の機器に入る前におよそ０．００５ｇ／Ｌ（５ｐｐｍ）以下まで低減されるべきである。処理された供給物４８中の塩化物レベルが、プラスチック由来油４６中の塩化物レベルと比較して、およそ４０％～およそ１００％だけ低減されるように、本明細書に開示の前処理システム４０は、加熱された供給物５４を脱塩素する。したがって、処理された供給物４８は、下流の機器冶金の腐食を引き起こさない。例えば、一実施形態では、プラスチック由来油４６中の総塩化物レベルは、およそ０．１７０ｇ／Ｌ（１７０ｐｐｍ）からおよそ０．００５ｇ／Ｌ（５ｐｐｍ）未満に低減された。したがって、本開示の前処理システム４０を使用して処理されない供給物流と比較して、塩化物が下流の機器を腐食させるリスクを低減することができる。更に、化学物質生成工程（例えば、変換）の前にプラスチック由来油４６中の塩化物レベルを低減することによって、処理された供給物４８を変換ユニット内で化石由来ナフサ又はハイドロワックスと同時処理することによって流れを希釈することは、もはや必要ではない。したがって、軽質オレフィンを形成するために変換ユニット内で処理され得る処理された供給物４８の量は、生成されたナフサ又はハイドロワックスで希釈されなければならない未処理のプラスチック由来油と比較して、もはや制限されない（例えば、プラスチック由来供給物中の塩化物含有量、及び蒸気分解装置のサイズに応じて、これは、およそ５重量％の範囲にあり得る）。したがって、開示の前処理システム４０は、既存の技術と比較して、ＳＰＷケミカルリサイクルの全体的な効率を増加させる。
【0034】
注目すべきことに、汚染物質を除去するために使用される収着剤材料の数、タイプ、及び量は、プラスチック由来油４６中の初期の汚染レベル、汚染物質のタイプ、及び汚染物質の種、収着剤材料の望ましい交換頻度、処理された供給物４８の目的汚染レベル、並びに前処理システム４０の反応器のサイズ及び形状に依存し得る。
【0035】
前処理システム４０の１つ以上の反応器は、およそ１００℃～およそ３００℃の温度範囲、及びおよそ０ｂａｒｇ～およそ１７ｂａｒｇの圧力で動作することができる。具体的には、前処理システム４０は、およそ１００℃～およそ３００℃、好ましくはおよそ１２５℃～およそ２５０℃、より好ましくはおよそ１５０℃～およそ２２５℃の温度で動作する。反応器は、加熱された供給物５４、並びに限定されないが、反応器圧力を維持し、かつ／又は脱塩素を助け、かつ／又は収着剤材料を洗浄及び／若しくは再生成する水、苛性物、ナフサ、未変換油、トルエンなどの他の流体を受け入れるための入口と、処理された供給物、使用済み流体（例えば、収着剤洗浄流体又は再生成流体）、及び前処理システム４０で生成された他の流体を排出するための出口と、を含む。したがって、反応器は、窒素ガス（Ｎ２）、水素ガス（Ｈ２）、二酸化炭素（ＣＯ２）、天然ガス、又は他の好適なガス、及びそれらの組み合わせの流れを受け入れて、反応器内の望ましい温度及び／又は圧力を維持することができる。以下で更に詳細に論じられるように、反応器はまた、乾燥流体（例えば、蒸気、空気、ＣＯ２、Ｎ２、又は他の好適な流体、及びそれらの組み合わせ）を受け入れて、収着剤材料を洗浄するか、又は収着剤材料を再生成するために調製することができる。一実施形態では、前処理システム４０への供給物（例えば、加熱された供給物５４）及び／又は処理された供給物４８は、存在する場合は塩、及び残留無機塩化物を除去するために、水洗システムを通る経路で送られ得る。ある特定の実施形態では、前処理システム４０は、１つ以上の反応器の上流又は下流に水洗又は苛性洗浄システムを含む。前処理システム４０はまた、ある特定の実施形態では、１つ以上の床又は反応器の上流又は下流に蒸留ユニットを含み得る。
【0036】
除染に続いて、処理された供給物４８は、水素化処理セクション３６に供給される。水素化処理セクション３６は、水素化精製装置６０及び水素化分解装置７６を含み得る。水素化精製装置６０及び水素化分解装置７６は、単一の反応器又は別個の反応器内に存在し得る。処理された供給物４８は、水素化精製装置６０において、更なる脱ハロゲン化、及び／又は脱金属化、及び／又は脱ケイ酸化、脱酸素化、脱硫、脱窒、及び／又はオレフィン飽和を受ける。すなわち、水素化精製装置６０において、残留ハロゲン、金属、並びにＮ、Ｓ、及びＯなどの非炭素原子が除去されて、長鎖脂肪族炭化水素（例えば、パラフィン）を有する水素化精製された生成物６４が生成される。Ｓ、Ｎ、及びＯなどの汚染物質を除去することに加えて、水素化精製装置６０は、アルカリ金属（例えば、Ｌｉ、Ｎａ、及びＫ）、アルカリ土類金属（例えば、Ｍｇ及びＣａ）、遷移金属（例えば、Ｖ、Ｚｎ、Ｆｅ、及びＮｉ）、残留ハロゲン（例えば、Ｃｌ、Ｆ、Ｂｒ）、並びにＰ及びＳｉなどの他の非金属汚染物質、並びに部分飽和オレフィンも除去する。したがって、水素化精製装置６０では、処理された供給物４８は、およそ５０ｂａｒｇ～およそ１５０ｂａｒｇの圧力及びおよそ１００℃～５００℃の範囲の温度で、水素化精製触媒及び水素６８の存在下の１つ以上の水素化精製反応器において水素化変換を受ける。示される実施形態では、水素６８は、水素製造ユニット（hydrogen manufacturing unit、ＨＭＵ）７０によって提供される。非限定的な例として、ＨＭＵ７０は、蒸気メタン改質器又は任意の他の好適なＨＭＵ、又は電解槽であり得る。ある特定の実施形態では、水素６８は、ＳＰＷリサイクルプロセスの副生成物であり得る。例えば、示される実施形態に示されるように、生成物回収システム８６は、水素６８を出力する。
【0037】
水素化精製装置６０で使用される水素化精製触媒系は、開示の水素化変換プロセスの温度範囲で所望の活性を有する、任意の好適な水素化精製触媒又は水素化精製触媒の組み合わせであり得る。例えば、水素化精製触媒は、金属酸化物上に支持されたＮｉ、Ｃｏ、Ｍｏ、又はＷからなる群からの１つ以上の金属を有する硫化触媒から選択される。好適な金属の組み合わせとしては、硫化ＮｉＭｏ、硫化ＣｏＭｏ、硫化ＮｉＷ、硫化ＣｏＷ、並びにＮｉ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｗ、及び貴金属からなる任意の３つの金属を有する硫化三元金属系が挙げられる。硫化Ｍｏ、硫化Ｎｉ、及び硫化Ｗなどの触媒も、使用に好適である。硫化金属触媒の金属酸化物支持体としては、限定されないが、アルミナ、シリカ、チタニア、セリア、ジルコニア、並びにシリカ－アルミナ、シリカ－チタニア、及びセリア－ジルコニアなどの二元酸化物、並びにそれらの組み合わせが挙げられる。好ましい支持体としては、アルミナ、シリカ、及びチタニアが挙げられる。支持体は、任意選択的に、使用済み水素化精製触媒の再生成及び再活性化された微粉（例えば、酸化物支持体上のＣｏＭｏの微粉、酸化物支持体上のＮｉＭｏの微粉、及び酸化物担体とゼオライトとの混合物上のＮｉＷを含有する水素化分解触媒の微粉）を含有し得る。触媒上の総金属充填量は、およそ５重量％～およそ３５重量％の範囲にある（酸化物形態の焼成触媒の重量パーセンテージ、例えば、アルミナ触媒上の焼成酸化ＮｉＭｏ触媒上のニッケル（ＮｉＯとして）及びモリブデン（ＭｏＯ３として）の重量パーセンテージとして表される）。金属の分散を改善するために、リン（Ｐ）などの追加の元素が、触媒に組み込まれ得る。金属は、含浸若しくは共混練（co-mulling）、又は両方の技術の組み合わせによって、支持体上に導入され得る。
【0038】
水素化精製に続いて、水素化精製された生成物６４は、水素化分解装置７６、例えば、緩やかな水素化分解装置に供給される。水素化分解装置７６は、水素化分解触媒及び水素６８の存在下で水素化精製された生成物６４中の炭化水素を分解（break down）して（すなわち、分解（crack）して）、酸素、窒素、硫黄、金属、及びハロゲン、並びにとりわけ、Ｈ２、ＣＯ、及びＣＯ２などのガスを実質的に含まない、より軽質の炭化水素（例えば、ナフサ範囲のＣ５－Ｃ９炭化水素）の部分が増加した水素化分解された生成物７８を形成する。水素化分解装置７６は、およそ５０ｂａｒｇ～およそ１５０ｂａｒｇの圧力及びおよそ２７５℃～５００℃の範囲の温度で動作する。ある特定の実施形態では、水素化分解装置７６内の温度及び圧力は、水素化精製装置６０内と実質的に同じである。
【0039】
水素化分解反応器７６で使用される水素化分解触媒としては、開示の水素化分解プロセスの温度範囲で所望の活性を有する、任意の好適な水素化分解触媒が挙げられる。例えば、水素化分解触媒は、金属酸化物上に支持されたＮｉ、Ｃｏ、Ｍｏ、又はＷからなる群からの１つ以上の金属を有する硫化触媒から選択される。好適な金属の組み合わせとしては、硫化ＮｉＭｏ、硫化ＣｏＭｏ、硫化ＮｉＷ、硫化ＣｏＷ、並びにＮｉ、Ｃｏ、Ｍｏ、及びＷからなるファミリーからの任意の３つの金属を有する硫化三元金属系が挙げられる。貴金属ゼオライト、硫化Ｍｏ、硫化Ｎｉ、及び硫化Ｗなどの触媒も使用に好適である。硫化金属触媒の金属酸化物支持体としては、限定されないが、アルミナ、シリカ、チタニア、セリア、ジルコニア、並びに非晶質であるか、又はゼオライトベータ、Ｘ、若しくはＹ、シリカ－チタニア、及びセリア－ジルコニアなどの規定の構造を有するアルミナとシリカとの二元酸化物が挙げられる。好ましい支持体としては、アルミナ、シリカ、及びチタニアが挙げられる。支持体は、任意選択的に、使用済み水素化精製触媒の再生成及び再活性化された微粉（例えば、酸化物支持体上のＣｏＭｏの微粉、酸化物支持体上のＮｉＭｏの微粉、及び酸化物担体とゼオライトとの混合物上のＮｉＷを含有する水素化分解触媒の微粉）を含有し得る。触媒上の総金属充填量は、およそ５重量％～およそ３５重量％の範囲にある（酸化物形態の焼成触媒の重量パーセンテージ、例えば、アルミナ触媒上の焼成酸化ＮｉＭｏ触媒上のニッケル（ＮｉＯとして）及びモリブデン（ＭｏＯ３として）の重量パーセンテージとして表される）。金属の分散を改善するために、リン（Ｐ）などの追加の元素が、触媒に組み込まれ得る。金属は、含浸若しくは共混練、又は両方の技術の組み合わせによって、支持体上に導入され得る。
【0040】
示される実施形態では、水素化分解された生成物７８は、生成物回収セクション８６に供給される。生成物回収セクション８６では、液体炭化水素生成物は、蒸留を受けて、水素化分解された生成物７８中に含有される炭化水素の沸点の範囲に従って、留分へと分離され得る。例えば、水素化分解された生成物７８は、とりわけ、ナフサ範囲の炭化水素９４、軽油９６、及びハイドロワックス１００を含む。ナフサ範囲の炭化水素９４及び中間蒸留物範囲の炭化水素９６は、例えば、化学物質生成工程２０において、それぞれナフサ蒸気分解装置又は流動接触分解装置に供給され得、そこで、新しいコンシューマプラスチック物品の製造で使用される軽量オレフィンへと変換される。また、残りの留分（例えば、ハイドロワックス１００）は、重油蒸気分解装置への供給物として化学物質生成工程（例えば、化学物質生成工程２０）で、又は燃料及び他の化学物質などの商業的に実行可能な生成物を生成するための他のプロセスで使用することができる。ある特定の実施形態では、中間蒸留物範囲の炭化水素９６及びハイドロワックス１００は、水素化分解反応器７６に再循環させて、追加のナフサ範囲の炭化水素９４を生成することができる。任意選択的に、ある特定の実施形態では、ナフサ又はより重質の留分は、前処理装置又は水素化精製装置反応器に再循環され得る。生成物回収セクション８６はまた、副生成物として軽質ガス８２（例えば、Ｈ２、Ｃ１～Ｃ４、ＮＨ３、Ｈ２Ｓ、Ｈ２Ｏ（例えば、水蒸気）、ＣＯ、及びＣＯ２）を生成し得る。
【0041】
ある特定の実施形態では、水素化分解された生成物７８は、単一又は複数の工程のいずれかで、水素化分解された生成物７８中の炭化水素液体からガス（例えば、Ｈ２、Ｃ１～Ｃ４、ＮＨ３、Ｈ２Ｓ、Ｈ２Ｏ（例えば、水蒸気）、ＣＯ、及びＣＯ２）を分離及び除去する気液分離器において、分離プロセスを受ける。炭化水素液体からガスを分離及び除去し、それによって、１つ以上の液相生成物を生成するために、任意の好適な相分離技術が使用され得る。ある特定の実施形態では、ガスは、プロセスの副生成物として、存在する場合、Ｈ２Ｓ、ＮＨ３、及び微量の有機硫黄含有化合物を除去するガス浄化システムに供給され、それによって、ＣＯ、ＣＯ２、Ｈ２、及び軽質炭化水素ガスを有する炭化水素流が生成される。炭化水素流は、生成物回収セクション８６に送られ得る。生成された水素６８は、プロセスにおいて再使用され得る。例えば、水素６８は、水素化精製装置６０及び／又は水素化分解装置７６に再循環され得る。
【0042】
ある特定の実施形態では、水素化精製装置６０、水素化分解装置７６、又はその両方は、システム３０から省略されてもよい。例えば、前処理システム４０の加熱された供給物５４の処理に続いて、処理された供給物４８は、変換ユニット９８に供給されてもよい。例えば、変換ユニット９８は、統合された水素化精製装置を有する流動接触分解装置（ＦＣＣ）９８であり得る。ＦＣＣは、水素化精製装置を含むので、水素化精製装置６０で処理された供給物４８を処理する必要がない場合がある。水素化精製装置６０を含み、水素化分解装置７８を含まない実施形態では、水素化精製された生成物６４は、変換ユニット９８に供給され得る。例えば、変換ユニット９８は、水素化精製装置を含まない重油蒸気分解装置又はＦＣＣであり得る。理解されるであろうように、プラスチック由来油４６中の汚染物質が、前処理システム４０で除去されると、生じる処理された供給物４８は、様々な下流プロセスを施されて、これらの下流プロセスで使用される機器及び／又は触媒の腐食のリスクを伴わずに、多数の新しいプラスチック由来化学物質、燃料、及びコンシューマ製品を生成することができる。
【0043】
したがって、本明細書に開示の前処理システム４０を使用して、水素化処理セクション３６及び／又は化学物質生成プロセス（例えば、化学物質生成工程２０）の上流でプラスチック由来油４０中の汚染物質を除去することによって、ナフサ範囲の炭化水素９４の全体的な品質は、開示の前処理システム４０を含まない技術と比較して、改善され得る。更に、システム３０におけるプラスチック由来油４６の前処理中に塩化物、金属、非金属、硫黄、及び窒素などの汚染物質が除去されるので、下流の機器の腐食及び／又は触媒の失活を軽減することができる。この方式で、ＳＰＷのケミカルリサイクルに対する要求は、既存の技術と比較して、ＳＰＷのケミカルリサイクルの全体的なコストも減少させながら、堅牢かつ効率的な様式で達成され得る。
【0044】
システム３０はまた、システム３０の動作を管理するコントローラ１０２を含み得る。コントローラ１０２は、センサ、制御弁、ポンプ、及びシステム３０全体を通じて他の流れ調整機構と電気的に通信することによって、システム３０の動作を独立して制御することができる。コントローラ１０２は、完全に又は部分的に自動化された分散制御システム（distributed control system、ＤＣＳ）又は任意のコンピュータベースのワークステーションを含み得る。例えば、コントローラ１０２は、汎用又は特定用途向けプロセッサ１０４を採用する任意のデバイスであり得、その両方が、システムパラメータ（例えば、前処理条件、水素化精製条件、水素化分解装置条件、収着剤再生成条件など）などの命令を記憶するためのメモリ回路１０６を含み得る。プロセッサ１０４は、１つ以上の処理デバイスを含み得、メモリ回路１０６は、本明細書に記載の動作を制御するためにプロセッサ１０４によって実行可能な命令を集合的に記憶する１つ以上の有形非一時的機械可読媒体を含み得る。
【0045】
一実施形態では、コントローラ１０２は、制御デバイス（例えば、弁、ポンプなど）を動作させて、異なるシステム構成要素間の量及び／又は流れを制御することができる。システム構成要素間の異なる量及び／又は流れを調整するために使用されるシステム３０全体を通じて、弁が存在し得ることが留意されるべきである。例えば、コントローラ１０２はまた、システム３０の異なる構成要素に供給されるプラスチック由来油４６、加熱された供給物５４、処理された供給物４８、水素化精製された生成物６４、水素化分解された生成物７８、及び水素６８の量を制御するか、又は流れを調整するために、弁の動作を管理することができる。ある特定の実施形態では、コントローラ１０２は、入力信号を介して提供される情報を使用して、機械可読記憶媒体又はコンピュータ可読記憶媒体（例えば、メモリ回路１０６）上に収容される命令又はコードを実行し、システム３０全体を通じて流体（例えば、プラスチック由来油４６、供給物４８、５０、生成物６４、７８、水素６８、又は他の好適な流体）の流れを制御するための、様々な制御デバイス（例えば、弁、ポンプなど）への１つ以上の出力信号１０８を生成することができる。
【0046】
上に論じられるように、前処理システム４０は、プラスチック由来油４６中に存在し得るハロゲンなどの汚染物質を除去するために、加熱された供給物５４を受け入れ、処理する１つ以上の反応器を含む。図３～図５は、前処理システム４０の反応器の様々な配置を示す。例えば、図３に示される実施形態では、前処理システム４０は、第１の反応器列１１０及び第２の反応器列１１２を含む。図３～図５に示される実施形態の考察を容易にするために、２つの反応器列１１０、１１２のみが示されている。しかしながら、前処理システム４０は、任意の数の反応器列を有し得る。例えば、前処理システム４０は、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０以上の反応器列１１０、１１２を有し得る。各反応器列１１０、１１２は、加熱された供給物５４から汚染物質を除去する収着剤材料１２４を有する、１つ以上の反応器１１６、１１８、１２０を含む。示される実施形態は、３つの反応器１１６、１１８、１２０のみを示しているが、反応器列１１０、１１２は、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、又はそれ以上の反応器などの任意の好適な数の反応器を有し得る。反応器列１１０、１１２の各々の反応器１１６、１１８、１２０の数は、同じであっても異なっていてもよい。例えば、第１の反応器列１１０は、３つの反応器１１６、１１８、１２０を有し得、第２の反応器列１１２は、反応器１１６、１１８、１２０のうちの１つ又は２つを有し得、逆もまた同様である。示される実施形態では、反応器列１１０、１１２は、各々、同じ数の反応器１１６、１１８、１２０を有する。反応器１１６、１１８、１２０は、流動床反応器、沸騰床反応器、固定床反応器、バブリング床反応器、移動床反応器、又は任意の他の好適な反応器、及びそれらの組み合わせであり得る。例えば、一実施形態では、反応器１１６は、流動床反応器であり得、反応器１１８、１２０は、固定床反応器、又は反応器１１６とは異なる他の反応器であり得る。
【0047】
反応器１１６、１１８、１２０内の収着剤材料１２４は、ハロゲン（例えば、塩化物、臭素、フッ化物）、金属（例えば、一価、二価、三価金属）、及び非金属（例えば、Ｓｉ、Ｐ、Ｎなど）を除去するのに好適な任意の収着剤材料であり得る。非限定的な例として、収着剤材料１２４は、Ｘ及びＹなどのフォージャサイト（ＦＡＵ）結晶骨格型ゼオライト分子ふるい、限定されないがＭＯＲ結晶骨格型ゼオライト分子ふるいなどの他の大細孔ゼオライト分子ふるい（１２員環チャネル（１２ＭＲ）を含有するゼオライトとして定義される）、限定されないがＭＦＩ結晶骨格型ゼオライト分子ふるい、又はより具体的にはＺＳＭ－５若しくはＦＥＲ結晶骨格型ゼオライト分子ふるいなどの中細孔ゼオライト分子ふるい（１０員環チャネル（１０ＭＲ）を含有するゼオライトとして定義される）、ドープゼオライト分子ふるい、非ゼオライト分子ふるい、シリカゲル、粘度、アルミナ、アルミン酸ナトリウム若しくはアンモニウム（ＮＨ４
＋）含有材料、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）上の酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）上の炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）上の炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）若しくは酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）プラス酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）上の酸化カルシウム（ＣａＯ）プラス酸化亜鉛（ＺｎＯ）、並びに酸化ニッケル（ＮｉＯ）／Ａｌ２Ｏ３などの支持金属、酸化銅（ＣｕＯ）／炭酸銅（ＣｕＣＯ３）／Ａｌ２Ｏ３、金属有機構造体（metal-organic framework、ＭＯＦ）、並びにそれらの組み合わせであり得る。一実施形態では、収着剤材料１２４は、およそ１重量％～およそ５０重量％の元素アルカリ金属（例えば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋなど）、アルカリ土類金属、又は遷移金属の含有量を有し得る。収着剤材料１２４は、１０未満のＳｉ／Ａｌ比、好ましくは、５未満のＳｉ／Ａｌ比を有し得る。収着剤材料１２４の分子ふるい平均結晶子サイズは、レーザ粒子サイジングによって決定して、およそ５ナノメートル（nanometer、ｎｍ）～１００ミクロン（μｍ）であり得る。例えば、収着剤材料１２４の平均結晶子サイズは、およそ５ｎｍ～１００μｍ、およそ５０ｎｍ～５０μｍ、又はおよそ１００ｎｍ～２５μｍであり得る。ある特定の実施形態では、収着剤材料１２４は、ｔ－プロット法決定しておよそ１００ｍ２／ｇ～およそ８００ｍ２／ｇの表面積、好ましくは、ｔ－プロット法決定しておよそ２００ｍ２／ｇ～およそ８００ｍ２／ｇの表面積、又は最も好ましくは、ｔ－プロット法決定しておよそ３００ｍ２／ｇ～およそ８００ｍ２／ｇの表面積を有し得る。
【0048】
一実施形態では、収着剤材料１２４は、全ての反応器列１１０、１１２の各反応器１１６、１１８、１２０において同じである。ある特定の実施形態では、第１の反応器列１１０の反応器１１６ａ、１１８ａ、１２０ａは、１つの収着剤材料１２４を有し、第２の反応器列１１２の反応器１１６ｂ、１１８ｂ、１２０ｂは、反応器１１６ａ、１１８ａ、１２０ａのものとは異なる収着剤材料１２４を有する。他の実施形態では、反応器列１１０、１１２の反応器１１６、１１８、１２０の各々の収着剤材料１２４は、異なる。すなわち、反応器１１６ａ、１１６ｂの収着剤材料１２４は、反応器１１８ａ、１１８ｂ、１２０ａ、１２０ｂの収着剤材料１２４とは異なり得る。
【0049】
反応器列１１０、１１２の反応器１１６、１１８、１２０は、プラスチック由来油（例えば、プラスチック由来油４６）から汚染物質を効果的かつ効率的に除去する任意の好適な様式で配置され得る。例えば、反応器１１６、１１８、１２０は、並列、直列、リード／ラグなどで配置され得る。反応器配置は、前処理システム４０の各反応器列１１０、１１２で同じであっても異なっていてもよい。例えば、図３では、反応器列１１０、１１２は各々、並列に配置された反応器１１６、１１８と、反応器１１６、１１２に対して直列に配置された反応器１２０と、を有する。しかしながら、ある特定の実施形態では、反応器１１６、１１８、１２０は、図４に示されるように直列に配置されてもよい。他の実施形態では、反応器１１６、１１８、１２０は、反応器列１１０、１１２の各々で異なる配置を有し得る。例えば、図５に示されるように、反応器列１１０の反応器１１６ａ、１１８ａ、１２０ａは、直列に配置され、反応器列１１２の反応器１１６ｂ、１１８ｂ、１２０ｂは、並列と直列との組み合わせで配置される。
【0050】
前処理システム４０は、処理された供給物４８を生成するために、加熱された供給物５４及び他の流体を前処理システム４０全体に送る、様々な導管、流れ制御デバイス（例えば、弁、流れセンサ）を含む。例えば、動作中、前処理システム４０は、加熱された供給物を反応器列１１０、１１２にそれぞれ供給する導管１３０、１３２を介して、加熱された供給物５４を受け入れる。示される実施形態では、加熱された供給物５４の流れは、制御弁１３４（例えば、三方弁）によって導管１３０、１３２の間で分割される。しかしながら、他の実施形態では、制御弁１３４は、第１の反応器列１１０、第２の反応器列１１２、又はその両方への加熱された供給物５４の流れを遮断してもよい。例えば、前処理システム４０の動作中、反応器列１１０、１１２への流れは、反応器列１１０、１１２のメンテナンス若しくは収着剤除染、又は反応器１１６、１１８、１２０のうちの１つにおける収着剤材料１２４の再生成に起因して、遮断され得る。したがって、前処理システム４０は、完全なシステム４０を停止することなく、メンテナンスを受けていない反応器列１１０、１１２の加熱された供給物５４を処理し続けることができる。更に、ある特定の実施形態では、前処理プロセスを受ける加熱された供給物５４の量は、複数の反応器列１１０、１１２が必要ではないような量である。したがって、制御弁１３４は、加熱された供給物５４を前処理するために必要ではない反応器列１１０、１１２への加熱された供給物５４の流れを遮断することができる。
【0051】
反応器列１１０、１１２に加熱された供給物５４が供給されると、加熱された供給物５４は、反応器１１６、１１８、１２０のうちの１つ以上に流入する。例えば、図３に示されるように、反応器１１６、１１８は、並列に配置される。したがって、加熱された供給物５４は、反応器１１６、１１８に同時に流入することができる。しかしながら、他の実施形態では、反応器１１６、１１８、１２０は、図４に示されるように、直列に配置される。したがって、この実施形態では、加熱された供給物５４は、１つの反応器（例えば、反応器１１６）に流入し、その反応器の出力物は、続く反応器（例えば、反応器１１８）に流入する。
【0052】
前処理システム４０は、反応器１１６、１１８、１２０、及び／又は反応器列１１０、１１２の間の加熱された供給物５４の流れを制御することができる、追加の弁を有し得る。例えば、図３に示される実施形態では、導管１４２、１４６を介して反応器１１６、１１８への加熱された供給物５４の流れを制御するために、弁１４０が使用され得る。反応器１１６、１１８内にある間、加熱された供給物５４は、収着剤材料１２４と接触し、加熱された供給物５４から汚染物質の一部分が除去される。例えば、上に論じられるように、収着剤材料１２４は、加熱された供給物５４から他のハロゲン（例えば、臭素及びフッ素）を脱塩素及び除去して、加熱された供給物５４のハロゲン汚染レベル未満であるハロゲン汚染レベルを有する中間供給物１５０を生成する。中間供給物１５０は、反応器１２０に送られ、そこで供給物１５０は、収着剤材料１２４と接触して、任意の残留するハロゲン汚染物質を除去し、処理された供給物４８を生成する。
【0053】
反応器列１１０、１１２は、システム４０の動作中に反応器１１６、１１８、１２０をバイパスするために使用され得る、１つ以上のバイパス弁１５８を有し得る。例えば、反応器１１６のメンテナンス及び／又は再生成中に、バイパス弁１５８は、導管１４２内の加熱された供給物５４の流れを遮断し、バイパスライン１６０を介して流れを反応器１２０に送る。同様に、中間供給物１５０は、反応器１２０をバイパスしてもよい（例えば、メンテナンス中、収着剤の再生成中、及び／又は反応器１２０が供給物の処理に必要ではない場合）。ある特定の実施形態では、中間供給物１５０は、バイパスライン１６２を介して、反応器列１１０、１１２の反応器１１６、１１８、１２０のうちのいずれか１つに供給され得る。
【0054】
図４に示されるように、反応器１１６、１１８、１２０が直列に配置される実施形態では、反応器列１１０、１１２は、追加のバイパスライン１７０、１７２を含み得る。バイパスライン１７２は、例えば、反応器１１８が、メンテナンス、修理、及び／又は収着剤再生成を受けているときに、反応器１１８をバイパスし、反応器１１６の出力物を反応器１２０に供給するために使用され得る。同様に、図５に示されるバイパスライン１７０は、反応器１１６がメンテナンス、修理、及び／又は収着剤再生を受けているときに、加熱された供給物５４を反応器１１８に送るために使用され得る。この方式で、前処理システム４０は、システム４０及び／又は反応器列１１０、１１２を停止する必要を伴わずに、それぞれの反応器列１１０、１１２、及び反応器１１６、１１８、１２０内の加熱された供給物５４を処理し続けることができる。理解されるであろうように、前処理システム４０は、加熱された供給物５４の処理及びシステム４０の動作を容易にし、本開示の範囲から逸脱しない、流れ制御弁、導管、センサ、入口、出口、及び示されていない他の構造構成要素を有し得る。一実施形態では、加熱された供給物５４及び／又は前処理反応器生成物（例えば、処理された生成物４８又は中間生成物１５０）は、存在する場合には塩、及び残留無機塩化物を除去するために、水洗システムを通る経路で送られ得る。
【0055】
上に論じられるように、前処理システム４０は、収着剤材料１２４を使用して、加熱された供給物５４中に存在する汚染物質の少なくとも一部分を除去する。経時的に、収着剤材料１２４は、汚染物質及び他の構成成分（例えば、炭化水素及び／又は塩など）で飽和状態になる場合があり、加熱された供給物５４から汚染物質を効果的に除去することができない場合がある。したがって、収着剤材料１２４は、それを再使用することができるように、吸着／吸収された汚染物質を収着剤材料１２４から取り除くか又は除去するために再生成され得る。例えば、図６に示されるように、システム３０は、収着剤材料１２４を洗浄し、任意選択的に再生成するために使用され得る、洗浄システム１８０を含む。洗浄システム１８０は、炭化水素及び／又は汚染物質で飽和した収着剤材料１２４を有する反応器１１６、１１８、１２０に洗浄流体１８４（例えば、液体又はガス）を提供する。非限定的な例として、洗浄流体１８４は、炭化水素、水素、窒素、水、苛性物、塩洗浄液、又は任意の他の好適な流体、並びにそれらの組み合わせであり得、収着剤材料１２４から吸蔵した炭化水素を取り去るか、収着剤材料１２４から汚染物質を除去するか、又はその両方を行う。収着剤材料１２４から汚染物質を除去することによって、収着剤材料１２４は、再生成され、追加の汚染物質除去サイクルのために再使用され得る。これらの工程は、連続して又は並行して実施され得る。一実施形態では、第１の洗浄流体（例えば、ナフサ）１８４は、反応器１１６に供給されて、より重質の炭化水素（例えば、＞Ｃ７）から収着剤材料１２４を除染し、任意選択的に、続いて１つ以上の追加の洗浄流体（例えば、Ｈ２、窒素など）によって、より軽質の炭化水素（例えば、＜Ｃ７）が除染される。極性材料を除去するため及び／又は収着剤材料１２４の機能性を再生成するために、追加の洗浄流体（例えば、水、苛性物など）が反応器１１６に供給されてもよい。しかしながら、収着剤材料１２４上の構成成分が除去される順序は、異なっていてもよい（例えば、炭化水素、塩など）。
【0056】
洗浄及び／又は再生成サイクル中、弁１４０は、反応器１１６への加熱された供給物５４の流れを遮断し、それによって、反応器１１６を前処理動作から隔離する。反応器１１６が隔離されると、反応器１１６に洗浄流体１８４が供給されて、収着剤材料１２４から吸着／吸収された汚染物質が除去され、汚染物質を有する使用済み流体１８６が生成される。このプロセスは、複数回繰り返してもよい。使用済み流体１８６は、洗浄システム１８０の保持タンクに送られ得るか、又は廃棄され得る。一実施形態では、洗浄システム１８０は、使用済み流体１８６から汚染物質を除去して、洗浄流体１８４の少なくとも一部分を生成し得る。ある特定の実施形態では、使用済み流体１８６は、塩化物構成成分を含有する場合があり、塩化物構成成分を塩酸（ＨＣｌ）へと変換するシステムに送られ得るか、又は除去される。収着剤１２４の再生成は、反応器１１６の文脈で記載されているが、反応器１１８、１２０内の収着剤材料１２４は、同様の様式で再生成されることが理解されるべきである。
【0057】
収着剤再生成サイクル中、コントローラ１０２は、弁を閉鎖し、反応器１１６、１１８、１２０への供給物５４、１５０の流れを遮断する命令を提供することができる。加えて、コントローラ１０２はまた、それぞれの反応器１１６、１１８、１２０への洗浄流体１８４の流れ、及び洗浄システム１８０又は他の使用済み流体処理システムへの使用済み流体１８６の流れを選択的に可能にするために、収着剤再生成サイクルの段階に基づいて、弁を選択的に開放する命令を提供してもよい。コントローラ１０２は、システム４０の動作中に、反応器出力物（例えば、中間供給物１５０及び／又は処理された供給物４８）の汚染レベルを監視することができる。反応器出力物の汚染レベルが所定の閾値を上回る場合、コントローラ１０２は、システム４０に収着剤再生成プロセスを開始するように命令する出力信号１０６を生成する。コントローラ１０２は、収着剤再生成サイクル中に使用済み流体１８６中の汚染物質のレベルを監視することができる。使用済み流体１８６中の汚染物質のレベルが所望の閾値未満、又はほぼ０になると、コントローラ１０２は、収着剤再生成サイクルを停止し、それぞれの反応器１１６、１１８、１２０内の供給物５４、１５０の前処理を再開するようにシステム４０に命令する別の信号１０６を出力する。
【0058】
実施例
以下に記載されるのは、本明細書に開示の前処理システムで使用され得る市販の収着剤材料の塩化物除去効率を示す実験である。少なくとも２４百万分率（ｐｐｍ）の総塩化物濃度を有する固体プラスチック廃棄物（ＳＰＷ）に由来する市販のプラスチック由来油を使用して、収着剤材料の塩化物除去効率を試験した。最初にプラスチック由来油を収着剤に所与の比率で添加し、次いで、内容物を撹拌しながら窒素ガス（Ｎ２）の存在下で、温度をおよそ１５０℃まで上昇させることによって、（図７～図９の実験では）３００ミリリットル（milliliter、ｍＬ）、又は（図１０の実験では）６００ミリリットル（ｍＬ）バッチのオートクレーブ内で、各実験を実施した。実験全体を通じて、試料を採取し、分析した。各実験の収着剤対油比（Ｓ：Ｏ）は、（図７に示される実験では）質量で２０：８０、又は（図８～図１０に示される実験では）質量で５：９５であった。すなわち、反応容器内の収着剤材料の質量は、２０％であり、プラスチック由来油の質量は、８０％であった。収着剤材料を通過した後のプラスチック由来油、以下、「処理されたプラスチック由来油」中の塩化物（Ｃｌ）の量を、ＡＳＴＭ Ｄ７５３６に従って蛍光Ｘ線（X-ray fluorescence、ＸＲＦ）を使用して、時間との関数として決定した。オートクレーブ内容物を周囲温度まで冷却し、収着剤から分離した後、Ｎ＆ＳにはＡＳＴＭ Ｄ５７６２に従って誘導結合プラズマ（inductively coupled plasma、ＩＣＰ）（例えば、Ｓｉには直接注入（direct infusion、ＤＩ）－ＩＣＰ、及び残りの特定されていない汚染物質にはＩＣＰ－発光分光法（optical emission spectroscopy、ＯＥＳ））、Ｃｌ及びＰにはＸＲＦ、Ｆ、Ｂｒには燃焼イオンクロマトグラフィー（combustion ion chromatography、ＣＩＣ）、Ｎａ、Ｋにはフレーム原子吸光（Flame Atomic Absorption、ＦＡＡ）などを使用して、処理されたプラスチック由来油中の他の汚染物質（例えば、Ｎ、Ｓ、Ｆ、Ｂｒ、Ｋ、Ｎａ、及びＳｉ）を測定した。しかしながら、任意の他の好適な分析技術を使用して、処理されたプラスチック由来油中に存在する汚染物質の量を測定してもよい。
以下に記載されるのは、本明細書に開示の前処理システムで使用され得る市販の収着剤材料の塩化物除去効率を示す実験である。少なくとも２４百万分率（ｐｐｍ）の総塩化物濃度を有する固体プラスチック廃棄物（ＳＰＷ）に由来する市販のプラスチック由来油を使用して、収着剤材料の塩化物除去効率を試験した。最初にプラスチック由来油を収着剤に所与の比率で添加し、次いで、内容物を撹拌しながら窒素ガス（Ｎ２）の存在下で、温度をおよそ１５０℃まで上昇させることによって、（図７～図９の実験では）３００ミリリットル（milliliter、ｍＬ）、又は（図１０の実験では）６００ミリリットル（ｍＬ）バッチのオートクレーブ内で、各実験を実施した。実験全体を通じて、試料を採取し、分析した。各実験の収着剤対油比（Ｓ：Ｏ）は、（図７に示される実験では）質量で２０：８０、又は（図８～図１０に示される実験では）質量で５：９５であった。すなわち、反応容器内の収着剤材料の質量は、２０％であり、プラスチック由来油の質量は、８０％であった。収着剤材料を通過した後のプラスチック由来油、以下、「処理されたプラスチック由来油」中の塩化物（Ｃｌ）の量を、ＡＳＴＭ Ｄ７５３６に従って蛍光Ｘ線（X-ray fluorescence、ＸＲＦ）を使用して、時間との関数として決定した。オートクレーブ内容物を周囲温度まで冷却し、収着剤から分離した後、Ｎ＆ＳにはＡＳＴＭ Ｄ５７６２に従って誘導結合プラズマ（inductively coupled plasma、ＩＣＰ）（例えば、Ｓｉには直接注入（direct infusion、ＤＩ）－ＩＣＰ、及び残りの特定されていない汚染物質にはＩＣＰ－発光分光法（optical emission spectroscopy、ＯＥＳ））、Ｃｌ及びＰにはＸＲＦ、Ｆ、Ｂｒには燃焼イオンクロマトグラフィー（combustion ion chromatography、ＣＩＣ）、Ｎａ、Ｋにはフレーム原子吸光（Flame Atomic Absorption、ＦＡＡ）などを使用して、処理されたプラスチック由来油中の他の汚染物質（例えば、Ｎ、Ｓ、Ｆ、Ｂｒ、Ｋ、Ｎａ、及びＳｉ）を測定した。しかしながら、任意の他の好適な分析技術を使用して、処理されたプラスチック由来油中に存在する汚染物質の量を測定してもよい。
【0059】
表１に示されるように、プラスチック由来油中のＮ、Ｓ、Ｆ、Ｃｌ、及びＳｉ汚染物質の量は、収着剤材料に応じて、１５０℃の温度でおよそ４０％～およそ９９％だけ低減された。上に論じられるように、塩化物を除去するためのある特定の既存の技術は、塩化物がＨＣｌへと変換され、次いでその後の下流工程を通じて除去される、気相動作を必要とする。これらの既存の技術は、通常、３００℃を超える温度で、水素の存在下で行われる。しかしながら、表１に示されるように、本明細書に開示の前処理システムは、液相中かつ３００℃未満の温度で塩化物を除去する。図７は、様々な収着剤材料についての、時間単位での時間の関数としての、プラスチック由来油中のｐｐｍでの総塩化物のプロット２００である。試験した全ての収着剤材料は、プラスチック由来油中の総塩化物をおよそ４５％～９９％だけ低減したが、塩化物除去について最も高い効率を有する収着剤材料は、塩基性Ｘゼオライト分子ふるい、塩基性Ｙゼオライト分子ふるい、及び金属支持アルミナ材料Ｎｉ／Ａｌであった。驚くべきことに、収着剤材料はまた、前処理前のプラスチック由来油中に存在するＮ、Ｓ、Ｆ、及びＳｉと比較して、Ｎの量をおよそ７６％～およそ９９％、Ｓの量をおよそ７８％～およそ９２％、Ｆの量をおよそ８６％、及びＳｉの量をおよそ６７％～およそ９３％だけ効果的に低減することが可能であった。１５０℃の５：９５のＳ：Ｏ比のメソ細孔アルミナ（Ａｌ）、極小細孔Ａゼオライト（すなわち、例えば、３Ａなどのおよそ３オングストローム（Å）以下の細孔径）、若しくは小細孔Ａゼオライト（すなわち、例えば、４Ａなどのおよそ３Å超～およそ４Å以下の細孔径）を用いるか、又は室温のＸゼオライトを用いる実験では、前処理前のプラスチック由来油中の塩化物の量と比較して、１５％未満の塩化物除去が観察された。第２のタイプのプラスチック由来油では、Ｘゼオライトは、図８に示されるように、大細孔Ｘゼオライト（すなわち、例えば９Ａなどのおよそ５Å超～およそ９Å以下の細孔サイズ）、又は極大細孔Ｘゼオライト（すなわち、例えば１３Ｘなどのおよそ９Å超の細孔サイズ）を含む。したがって、図８に示されるように、異なるタイプのゼオライト分子ふるいは、骨格タイプに基づいて異なる塩化物除去効率を有する。例えば、ＦＡＵ型骨格を有するＸ及びＹゼオライトは、ＬＴＡ型骨格を有するＡゼオライトと比較して、より良好な塩化物除去効率を有する。加えて、図９に示されるように、Ｘゼオライトの塩化物除去効率は、温度に依存する。例えば、１００℃未満の温度では、塩化物除去効率は、望ましくない。しかしながら、１５０℃以上の温度では、Ｘゼオライトの塩化物除去効率は、望ましいレベルである（例えば、９０％超の塩化物が除去され、５ｐｐｍ未満の処理された供給塩化物濃度を生じる）。更に、図１０に示されるように、細孔アルミナ収着剤の塩化物除去効率は、全ての温度にわたってＸゼオライトの塩化物除去効率未満である。実際、１８０℃の温度では、細孔アルミナを収着剤材料として使用した場合、処理された供給物中の塩化物レベルは、１０ｐｐｍを上回っていた。加えて、２２０℃での塩化物レベルは、細孔アルミナを用いて５ｐｐｍ未満まで低減されたが、これらのレベルを達成するための時間量は、同じ温度でのＸゼオライトと比較して、３倍長かった（例えば、図９を参照されたい）。
【0060】
【表1】
【0061】
本明細書に開示の前処理システムを使用して固体プラスチック廃棄物（ＳＰＷ）に由来する液体プラスチック由来油を前処理することの技術的効果は、ＳＰＷのケミカルリサイクルを改善し、下流の機器の早期腐食及び目詰まり、並びにＳＰＷのケミカルリサイクルプロセス全体を通じて使用される触媒の失活を軽減する。例えば、ＳＰＷのケミカルリサイクルのための既存の技術は、プラスチック由来油の汚染レベルが、機器（例えば、蒸気分解装置）によって許容される、腐食及び目詰まり（例えば、プラスチック由来油中の塩化物によって引き起こされる腐食）をもたらすであろう限界を超えないように、液体プラスチック由来油を化石由来ナフサで希釈する。しかしながら、本明細書に開示の前処理システムを使用することによって、水素化分解又は蒸気分解などの変換工程の前に、腐食、機器の目詰まり、及び／又は触媒の失活を引き起こし得る塩化物及び他の汚染物質は、液体プラスチック由来油から除去される。汚染物質を除去することによって、液体プラスチック由来油の汚染レベルは、図２を参照して上に論じられるように、本明細書に開示の前処理システムを含まない技術と比較して、機器によって許容される汚染レベル限界未満のレベルまで減少する。したがって、これらの変換ユニットの上流で腐食性汚染物質を除去することによって、腐食のリスクが減少するので、ＳＰＷをケミカルリサイクルする際に使用される変換ユニットの製造で使用される構築材料をアップグレードする必要がない場合がある。更に、開示の前処理システムは、非水素環境において、塩化物のある濃度を有する高い最終沸点（ＦＢＰ）を有する液体を処理するために使用することができる。加えて、前処理システムと組み合わせて使用される開示の収着剤材料は、液体プラスチック由来油から塩化物以外の汚染物質を効果的に除去し、それによって、ＳＰＷのためのケミカルリサイクルプロセスで使用される触媒の目詰まりを軽減する。したがって、開示のシステムは、ＳＰＷのケミカルリサイクルのための効果的、効率的、かつ堅牢な技術を提供する。
【0062】
本開示は、その趣旨又は本質的な特徴から逸脱することなく、他の特定の形態で具現化され得る。説明された実施形態は、全ての点で例示的なものに過ぎず、限定的なものではないと考えられるべきである。したがって、本開示の範囲は、前述の説明ではなく、添付の特許請求の範囲によって示される。特許請求の範囲の均等物の意味及び範囲内に入る全ての変更は、その範囲内に包含されるものである。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【国際調査報告】