特表 2024-537213 石油化学原料を生成するためのプラスチックの触媒熱分解

(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】2024-10-10

(54)【発明の名称】石油化学原料を生成するためのプラスチックの触媒熱分解

(51)【国際特許分類】

   C08J 11/12 20060101AFI20241003BHJP

   B01J 35/77 20240101ALI20241003BHJP

   B01J 37/00 20060101ALI20241003BHJP

   B01J 35/40 20240101ALI20241003BHJP

   B01J 29/46 20060101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

C08J11/12

B01J35/77

B01J37/00 C

B01J35/40

B01J29/46 M

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024521042

(86)(22)【出願日】2022-10-05

(85)【翻訳文提出日】2024-05-02

(86)【国際出願番号】 US2022045807

(87)【国際公開番号】W WO2023059738

(87)【国際公開日】2023-04-13

(31)【優先権主張番号】63/252,861

(32)【優先日】2021-10-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】590001706

【氏名又は名称】ダブリュー・アール・グレース・アンド・カンパニー－コーン

【氏名又は名称原語表記】Ｗ Ｒ ＧＲＡＣＥ ＆ ＣＯ－ＣＯＮＮ

(71)【出願人】

【識別番号】511095735

【氏名又は名称】ユニヴェルシダッド デル パイス ヴァスコ

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100196508

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 淳一

(74)【代理人】

【識別番号】100120754

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 豊治

(72)【発明者】

【氏名】チェン，ウー－チェン

(72)【発明者】

【氏名】ハーディング，ロバート・ヒバード

(72)【発明者】

【氏名】パドバニ，アレッシア

(72)【発明者】

【氏名】ユアン，グアン

(72)【発明者】

【氏名】ロペス サバルベイティア，ガルツェン

(72)【発明者】

【氏名】オラザール・アウレコエチェア，マーティン

【テーマコード（参考）】

4F401

4G169

【Ｆターム（参考）】

4F401AA08

4F401BA13

4F401CA46

4F401CA52

4F401CA69

4F401CA70

4F401CA90

4F401CB17

4F401EA42

4F401FA01Y

4G169AA02

4G169AA08

4G169BA01A

4G169BA01B

4G169BA07A

4G169BA07B

4G169BA10B

4G169BB14A

4G169BB14B

4G169BC39A

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4G169CB63

4G169CC40

4G169DA08

4G169EA01X

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4G169EA04Y

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4G169ZA03A

4G169ZA04A

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4G169ZA06A

4G169ZA11A

4G169ZA11B

4G169ZA12A

4G169ZA19A

4G169ZD06

4G169ZE05

4G169ZF02A

4G169ZF02B

4G169ZF05A

4G169ZF07A

4G169ZF09A

(57)【要約】

本技術は、一般に、熱分解によってプラスチックをオレフィン及び芳香族に変換するプロセスに関し、プラスチック原料から、オレフィン及び芳香族化合物のうちの少なくとも１つ以上を生成するプロセスは、プラスチック原料と触媒組成物とを、円錐形噴流層反応器において約４５０℃～約６５０℃の温度で、かつプラスチック原料の少なくとも一部分を少なくとも１つ以上のオレフィン及び芳香族化合物に変換させるのに十分な期間、接触させることを含み、触媒組成物は、触媒組成物の総重量に基づいて、約４０％ｗ／ｗ超のＺＳＭ－５を含む。
【選択図】なし

【特許請求の範囲】

【請求項1】

プラスチック原料から、オレフィン及び芳香族化合物のうちの少なくとも１つ以上を生成するプロセスであって、前記プロセスが、
プラスチック原料と触媒組成物とを、円錐形噴流層反応器において約４５０℃～約６５０℃の温度で、かつ前記プラスチック原料の少なくとも一部分を少なくとも１つ以上のオレフィン及び芳香族化合物に変換させるのに十分な期間、接触させることを含み、
前記触媒組成物が、前記触媒組成物の総重量に基づいて、約４０％ｗ／ｗ超のＺＳＭ－５を含む、プロセス。

【請求項2】

前記触媒組成物が、前記触媒組成物の総重量に基づいて、約４５％ｗ／ｗ超のＺＳＭ－５を含む、請求項１に記載のプロセス。

【請求項3】

前記触媒組成物が、前記触媒組成物の総重量に基づいて、約４５％ｗ／ｗ～約８０％ｗ／ｗのＺＳＭ－５を含む、請求項１に記載のプロセス。

【請求項4】

前記触媒組成物が、約０．０５ｍｍ～約５ｍｍの範囲のサイズを有する粒子を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載のプロセス。

【請求項5】

前記触媒組成物が、約０．８ｍｍ～約５ｍｍのサイズを有する粒子を含む、請求項１～４のいずれか一項に記載のプロセス。

【請求項6】

前記触媒組成物が、前記組成物の総重量に基づいて、約５％ｗ／ｗ～約１５％ｗ／ｗのＰ_２Ｏ_５を含む、請求項１～５のいずれか一項に記載のプロセス。

【請求項7】

前記触媒組成物が、前記組成物の総重量に基づいて、約４０％ｗ／ｗ以下のＡｌ_２Ｏ_３を含む、請求項１～６のいずれか一項に記載のプロセス。

【請求項8】

前記ＺＳＭ－５が、約０．４ミクロン未満の結晶子サイズを有する、請求項１～７のいずれか一項に記載のプロセス。

【請求項9】

前記触媒組成物が、噴霧乾燥、押出、又はビーズ形成方法によって形成される、請求項１～８のいずれか一項に記載のプロセス。

【請求項10】

前記ビーズ形成方法が、凝集である、請求項９に記載のプロセス。

【請求項11】

前記ＺＳＭ－５が、粒子内で活性マトリックスと組み合わされる、請求項１～１０のいずれか一項に記載のプロセス。

【請求項12】

前記ＺＳＭ－５が、別個の粒子として活性マトリックスと組み合わされる、請求項１～１０のいずれか一項に記載のプロセス。

【請求項13】

前記ＺＳＭ－５が、ＺＳＭ－１１、フォージャサイト、モルデナイト、及びベータから選択される１つ以上のゼオライトと組み合わされる、請求項１～１２のいずれか一項に記載のプロセス。

【請求項14】

ＺＳＭ－５と１つ以上のゼオライトとの組み合わせが、高分子の熱分解を促進する、請求項１３に記載のプロセス。

【請求項15】

前記ＺＳＭ－５が、別個の粒子として、ゼオライトＹ、超安定Ｙゼオライト（ＵＳＹ）、希土類交換Ｙ（ＲＥＹ）、希土類交換ＵＳＹ（ＲＥＵＳＹ）、脱アルミニウム化Ｙ（ＤｅＡＩＹ）、及び超疎水性Ｙ（ＵＨＰＹ）から選択される１つ以上のＹ型ゼオライトと組み合わされる、請求項１４に記載のプロセス。

【請求項16】

前記プラスチック原料と前記触媒組成物とを接触させることが、約５００℃～約６００℃の温度で接触させることである、請求項１～１５のいずれか一項に記載のプロセス。

【請求項17】

前記プラスチック原料が、溶媒に溶解された、ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリエステル、天然及び合成ゴム、タイヤ、充填ポリマー、複合材料、プラスチックアロイ、並びにプラスチックのうちの少なくとも１つを含む、請求項１～１６のいずれか一項に記載のプロセス。

【請求項18】

前記プラスチック原料が、溶媒に溶解されたポリエチレンを含む、請求項１７に記載のプロセス。

【請求項19】

前記プラスチック原料が、溶媒に溶解されたポリプロピレンを含む、請求項１７に記載のプロセス。

【請求項20】

前記少なくとも１つ以上のオレフィンが、エチレン、プロピレン、及びブテンから選択される、請求項１～１９のいずれか一項に記載のプロセス。

【請求項21】

前記プロセスが、前記プラスチック原料を約３５重量％超のエチレン、プロピレン、及びブテンに変換する、請求項２０に記載のプロセス。

【請求項22】

前記プロセスが、前記プラスチック原料を約２０重量％超のプロピレンに変換する、請求項２０に記載のプロセス。

【請求項23】

前記少なくとも１つ以上の芳香族化合物が、ベンゼン、トルエン、及びキシレンから選択される、請求項１～１９のいずれか一項に記載のプロセス。

【請求項24】

前記プラスチック原料の少なくとも一部分を少なくとも１つ以上のオレフィン及び芳香族化合物に変換させるのに十分な期間が、約０．２～約１０時間の範囲の空間時間である、請求項１～２３のいずれか一項に記載のプロセス。

【請求項25】

前記円錐形噴流層反応器が、ドラフトチューブ及び制限器を備える、請求項１～２４のいずれか一項に記載のプロセス。

【請求項26】

前記円錐形噴流層反応器が、Ｄ_Ｏのガス入口開口部、及びＤ_Ｃの、前記円錐形噴流層反応器の円筒部の直径を有し、前記制限器が、Ｄ_Ｇの直径を有し、前記ドラフトチューブが、Ｈ_Ｇの、前記ドラフトチューブの上部から前記ドラフトチューブの底部までの距離を有する、請求項２５に記載のプロセス。

【請求項27】

Ｈ_Ｇが、約３～約４×Ｄ_Ｏである、請求項２６に記載のプロセス。

【請求項28】

Ｈ_Ｇが、約１．５～２．５×Ｄ_Ｏである、請求項２７に記載のプロセス。

【請求項29】

Ｈ_Ｇが、約２×Ｄ_Ｏである、請求項２８に記載のプロセス。

【請求項30】

Ｄ_Ｇが、約３×Ｄ_Ｏ～約０．７Ｄ_Ｃである、請求項２６～２９のいずれか一項に記載のプロセス。

【請求項31】

Ｄ_Ｇが、約４～約６×Ｄ_Ｏである、請求項３０に記載のプロセス。

【請求項32】

Ｄ_Ｇが、約５×Ｄ_Ｏである、請求項３１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、２０２１年１０月６日出願の米国特許仮出願第６３／２５２，８６１号に対する優先権の利益を主張するものであり、ありとあらゆる目的のために参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

【0002】

（発明の分野）
本技術は、一般に、熱分解によるプラスチックからオレフィン及び芳香族化合物への変換に関する。具体的には、本技術は、４０％ｗ／ｗ超のＺＳＭ－５を含む触媒組成物、並びにプラスチックからオレフィン及び芳香族化合物への触媒熱分解のための、円錐形噴流層反応器においてそのような組成物を調製及び使用する方法に関する。

【背景技術】

【0003】

酸素の非存在下及び触媒の存在下でポリマー材料を加熱することによるポリマー材料の分解を含む、触媒熱分解は、プラスチック廃棄物をリサイクルするための魅力的な方法である。シリカ－アルミナ、ゼオライト、及び流動接触分解（fluid catalytic cracking、ＦＣＣ）触媒は、エネルギー要件を低下させ、分解を通して生成物の組成に影響を与え、プロセス時間を短縮するために、一般に使用される。触媒熱分解は広く研究されてきたが、軽質オレフィン及び芳香族化合物などの望ましい生成物の収率を最大にし、かつメタン及びエタンなどの望ましくない生成物の収率を最小にする、より効率的な触媒熱分解方法を開発する必要性が残っている。特に、プロピレンは、世界で最大かつ最も急速に成長している合成材料及び熱可塑性物質の多くで使用されているので、需要の高い特定の軽質オレフィンである。

【0004】

本開示は、エチレン、プロピレン、ブチレンなどの石油化学原料を高収率で提供するために、ドラフトチューブ、及び４０％ｗ／ｗ超のＺＳＭ－５を含む触媒組成物を有する制限器（confiner）を含む噴流層反応器を使用する廃プラスチックの触媒熱分解のための方法を提供する。

【発明の概要】

【0005】

一態様は、プラスチック原料から、オレフィン及び芳香族化合物のうちの少なくとも１つ以上を生成するプロセスであって、プロセスが、プラスチック原料と触媒組成物とを、円錐形噴流層反応器において約４５０℃～約６５０℃の温度で、かつプラスチック原料の少なくとも一部分を少なくとも１つ以上のオレフィン及び芳香族化合物に変換させるのに十分な期間、接触させることを含み、触媒組成物が、触媒組成物の総重量に基づいて、約４０％ｗ／ｗ超のＺＳＭ－５を含む、プロセスである。

【0006】

いくつかの実施形態では、本触媒組成物は、触媒組成物の総重量に基づいて、約４５％ｗ／ｗ、約５５％ｗ／ｗ、約６０％ｗ／ｗ、約６５％ｗ／ｗ、約７０％ｗ／ｗ、約７５％ｗ／ｗ、又は約８０％ｗ／ｗ超のＺＳＭ－５を含む。

【0007】

いくつかの実施形態では、本触媒組成物は、触媒組成物の総重量に基づいて、約４０％ｗ／ｗ～約８０％ｗ／ｗ、約４５％ｗ／ｗ～約８０％ｗ／ｗ、約５０％ｗ／ｗ～約８０％ｗ／ｗ、約５５％ｗ／ｗ～約８０％ｗ／ｗ、約６０％ｗ／ｗ～８０％ｗ／ｗ、約６５％ｗ／ｗ～約８０％ｗ／ｗ、約７０％ｗ／ｗ～約８０ｗ／ｗ、又は約７５％ｗ／ｗ～約８０％ｗ／ｗのＺＳＭ－５を含む。

【0008】

いくつかの実施形態では、本触媒組成物は、約０．０５ｍｍ～約５ｍｍの範囲のサイズを有する粒子を含む。いくつかの実施形態では、本触媒組成物は、約０．８ｍｍ～約５ｍｍ又は約１．０ｍｍ～約２．５ｍｍのサイズを有する粒子を含む。

【0009】

いくつかの実施形態では、本触媒組成物は、約０．０５、約０．０６ｍｍ、約０．０７ｍｍ、約０．０８ｍｍ、約０．０９ｍｍ、約０．１ｍｍ、約０．２ｍｍ、約０．３、約０．４、約０．５、約０．６、約０．７、約０．８、約０．９、約１．０、約１．１、約１．２、約１．３、約１．４、約１．５、約１．６、約１．７、約１．８、約１．９、約２．０、約２．１、約２．２、約２．３、約２．４、又は約２．５ｍｍのサイズを有する粒子を含む。

【0010】

いくつかの実施形態では、本触媒組成物は、組成物の総重量に基づいて、約５％ｗ／ｗ～約１５％ｗ／ｗのＰ_２Ｏ_５を含む。いくつかの実施形態では、本触媒組成物は、組成物の総重量に基づいて、約５％、約６％ｗ／ｗ、約７％ｗ／ｗ、約８％ｗ／ｗ、約９％ｗ／ｗ、約１０％ｗ／ｗ、約１１％ｗ／ｗ、約１２％ｗ／ｗ、約１３％ｗ／ｗ、約１４％ｗ／ｗ、又は約１５％ｗ／ｗのＰ_２Ｏ_５を含む。

【0011】

いくつかの実施形態では、本触媒組成物は、組成物の総重量に基づいて、約４０％ｗ／ｗ以下のＡｌ_２Ｏ_３を含む。

【0012】

いくつかの実施形態では、ＺＳＭ－５は、約０．４ミクロン未満の結晶子サイズを有する。

【0013】

いくつかの実施形態では、本触媒組成物は、噴霧乾燥、押出、又はビーズ形成方法によって形成される。いくつかの実施形態では、ビーズ形成方法は、凝集である。

【0014】

いくつかの実施形態では、ＺＳＭ－５は、粒子内で活性マトリックスと組み合わされる。いくつかの実施形態では、ＺＳＭ－５は、別個の粒子として活性マトリックスと組み合わされる。

【0015】

いくつかの実施形態では、ＺＳＭ－５は、ＺＳＭ－１１、フォージャサイト、モルデナイト、及びベータから選択される１つ以上のゼオライトと組み合わされる。いくつかの実施形態では、ＺＳＭ－５と１つ以上のゼオライトとの組み合わせは、高分子の熱分解を促進する。

【0016】

いくつかの実施形態では、ＺＳＭ－５は、別個の粒子として、ゼオライトＹ、超安定Ｙゼオライト（ultrastable Y zeolite、ＵＳＹ）、希土類交換Ｙ（rare earthexchanged Y、ＲＥＹ）、希土類交換ＵＳＹ（rare earth exchanged USY、ＲＥＵＳＹ）、脱アルミニウム化Ｙ（dealuminated Y、ＤｅＡＩＹ）、及び超疎水性Ｙ（ultrahydrophobicY、ＵＨＰＹ）から選択される１つ以上のＹ型ゼオライトと組み合わされる。

【0017】

いくつかの実施形態では、プラスチック原料と触媒組成物とを接触させることは、約５００℃～約６００℃の温度で接触させることである。いくつかの実施形態では、プラスチック原料と触媒組成物とを接触させることは、約４５０℃、約４６０℃、約４７０℃、約４８０℃、約４９０℃、約５００℃、約５１０℃、約５２０℃、約５３０℃、約５４０℃、約５５０℃、約５６０℃、約５７０℃、約５８０℃、約５９０℃、約６００℃、約６１０℃、約６２０℃、約６３０℃、約６４０℃、又は約６５０℃の温度で接触させることである。

【0018】

いくつかの実施形態では、プラスチック原料は、溶媒に溶解された、ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート（polyethylene terephthalate、ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル（polyvinylchloride、ＰＶＣ）、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリエステル、天然及び合成ゴム、タイヤ、充填ポリマー、複合材料、プラスチックアロイ、並びにプラスチックのうちの少なくとも１つを含む。いくつかの実施形態では、プラスチック原料は、溶媒に溶解された、ポリエチレン（例えば、高密度ポリエチレン（high-density polyethylene、ＨＤＰＥ））を含む。いくつかの実施形態では、プラスチック原料は、溶媒に溶解されたポリプロピレンを含む。

【0019】

いくつかの実施形態では、少なくとも１つ以上のオレフィンは、エチレン、プロピレン、及びブテンから選択される。いくつかの実施形態では、本プロセスは、プラスチック原料を、約３５重量％、約４０重量％、約４５重量％、約５０重量％、約５５重量％、約６０重量％、約６５重量％、又は約７０重量％を超えるエチレン、プロピレン、及びブテンに変換する。いくつかの実施形態では、本プロセスは、プラスチック原料を、約２０重量％、約２５重量％、約３５重量％、約４０重量％、約４５重量％、約５０重量％、約５５重量％、約６０重量％、約６５重量％、又は約７０重量％を超えるプロピレンに変換する。

【0020】

いくつかの実施形態では、少なくとも１つ以上の芳香族化合物は、ベンゼン、トルエン、及びキシレンから選択される。

【0021】

いくつかの実施形態では、プラスチック原料の少なくとも一部分を少なくとも１つ以上のオレフィン及び芳香族化合物に変換させるのに十分な期間は、約０．２～約１０時間の範囲の空間時間である。

【0022】

いくつかの実施形態では、円錐形噴流層反応器は、ドラフトチューブ及び制限器を備える。図４に示すように、いくつかの実施形態では、円錐形噴流層反応器は、Ｄ_Ｏのガス入口開口部、及びＤ_Ｃの、円錐形噴流層反応器の円筒部の直径を有し、制限器は、Ｄ_Ｇの直径を有し、ドラフトチューブは、Ｈ_Ｇの、ドラフトチューブの上部からドラフトチューブの底部までの距離を有する。いくつかの実施形態では、Ｈ_Ｇは、約３～約４×Ｄ_Ｏであり得る。いくつかの実施形態では、Ｈ_Ｇは、約１．５～２．５×Ｄ_Ｏであり得る。いくつかの実施形態では、Ｈ_Ｇは、約２×Ｄ_Ｏであり得る。いくつかの実施形態では、Ｄ_Ｇは、約３×Ｄ_Ｏ～約０．７Ｄ_Ｃであり得る。いくつかの実施形態では、Ｄ_Ｇは、約４～約６×Ｄ_Ｏであり得る。いくつかの実施形態では、Ｄ_Ｇは、約５×Ｄ_Ｏである。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】先行技術からの従来の噴流層反応器の概略図である。

【図2】例示的な実施形態による、ドラフトチューブ及び制限器を有する噴流層反応器の概略図である。

【図3】開放側壁及び閉鎖側壁を有するドラフトチューブの２つの例示的な実施形態の概略図である。

【図4】寸法が例示されたドラフトチューブ及び制限器の配置の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

様々な実施形態が以下に記載される。特定の実施形態は、網羅的な記載として、又は本明細書で論じられるより広い態様への限定として意図されていないことに留意されたい。特定の実施形態と併せて記載される一態様は、必ずしもその実施形態に限定されるものではなく、任意の他の実施形態で実践することができる。

【0025】

本明細書で使用される場合、「約」は、当業者に理解され、それが使用される文脈に応じてある程度変化するであろう。当業者には明らかでない用語の使用がある場合、それが使用される文脈を考慮すると、「約（about）」は、特定の用語の最大プラス又はマイナス１０％を意味するであろう。

【0026】

要素を記載する文脈における（特に、以下の特許請求の範囲の文脈における）「ａ」及び「ａｎ」及び「ｔｈｅ」、並びに同様の指示対象は、本明細書において別途指示がない限り、又は内容が明らかに矛盾していない限り、単数形及び複数形の両方を網羅すると解釈されるべきである。本明細書における値の範囲の列挙は、本明細書において特に指示がない限り、この範囲内にある各別個の値を個々に指す簡略な方法としての役目を果たすことを意図しているに過ぎず、各別個の値は、それが本明細書に個々に列挙されているかのように本明細書に組み込まれる。本明細書に記載される全ての方法は、本明細書において別途指示がない限り、又は別様に内容が明らかに矛盾していない限り、任意の好適な順序で行われ得る。本明細書に提供されるあらゆる全ての例、又は例示的な文言（例えば、「など」）の使用は、実施形態をよりよく説明することを意図しているに過ぎず、特に明記されていない限り、特許請求の範囲に制限を課すものではない。本明細書における文言は、任意の請求されない要素を不可欠なものとして示していると解釈されるべきではない。

【0027】

本明細書では、ドラフトチューブ及び制限器を含む噴流層反応器と、触媒組成物の総重量に基づいて約４０％ｗ／ｗ超のＺＳＭ－５を含む触媒組成物とを使用して、廃プラスチックをプロピレンなどの貴重な石油化学原料に高収率で変換するためのプロセスが開示される。

【0028】

実施例に示されるように、本開示の発明者らは、４０％ｗ／ｗ超のＺＳＭ－５を含む触媒と組み合わせてドラフトチューブ及び制限器を含む噴流層反応器を使用することで、プラスチックを、エチレン、プロピレン、ブチレンなどの石油化学原料に高収率で触媒的に変換することができることを発見した。これらの石油化学原料は、より循環的な経済のために有用なプラスチックに再加工され得る。

【0029】

ＺＳＭ－５触媒組成物
本明細書に記載される触媒組成物は、触媒組成物の総重量に基づいて、４０％ｗ／ｗ超のＺＳＭ－５（米国特許第３，７０２，８８６号及びＲＥ２９，９４８）、形状選択性ゼオライトを含む。いくつかの実施形態では、本触媒組成物は、触媒組成物の総重量に基づいて、約４５％ｗ／ｗ、約５５％ｗ／ｗ、約６０％ｗ／ｗ、約６５％ｗ／ｗ、約７０％ｗ／ｗ、約７５％ｗ／ｗ、又は約８０％ｗ／ｗを超えるＺＳＭ－５を含む。

【0030】

いくつかの実施形態では、本触媒組成物は、触媒組成物の総重量に基づいて、約４０％ｗ／ｗ～約８０％ｗ／ｗ、約４５％ｗ／ｗ～約８０％ｗ／ｗ、約５０％ｗ／ｗ～約８０％ｗ／ｗ、約５５％ｗ／ｗ～約８０％ｗ／ｗ、約６０％ｗ／ｗ～８０％ｗ／ｗ、約６５％ｗ／ｗ～約８０％ｗ／ｗ、約７０％ｗ／ｗ～約８０ｗ／ｗ、又は約７５％ｗ／ｗ～約８０％ｗ／ｗのＺＳＭ－５を含む。いくつかの実施形態では、本触媒組成物は、触媒組成物の総重量に基づいて、約４０％ｗ／ｗ、約４５％ｗ／ｗ、約５５％ｗ／ｗ、約６０％ｗ／ｗ、約６５％ｗ／ｗ、約７０％ｗ／ｗ、約７５％ｗ／ｗ、又は約８０％ｗ／ｗのＺＳＭ－５を含む。

【0031】

本明細書に記載される触媒組成物は、約０．０５ｍｍ～約５ｍｍの範囲のサイズを有する粒子を含み得る。いくつかの実施形態では、本触媒組成物は、約０．８ｍｍ～約５ｍｍ又は約１．０ｍｍ～約２．５ｍｍのサイズを有する粒子を含む。いくつかの実施形態では、本触媒組成物は、約０．０５、約０．０６ｍｍ、約０．０７ｍｍ、約０．０８ｍｍ、約０．０９ｍｍ、約０．１ｍｍ、約０．２ｍｍ、約０．３、約０．４、約０．５、約０．６、約０．７、約０．８、約０．９、約１．０、約１．１、約１．２、約１．３、約１．４、約１．５、約１．６、約１．７、約１．８、約１．９、約２．０、約２．１、約２．２、約２．３、約２．４、約２．５ｍｍ、約３．０ｍｍ、約３．５ｍｍ、約４．０ｍｍ、約４．５ｍｍ、又は約５．０ｍｍのサイズを有する粒子を含む。

【0032】

本明細書に記載される触媒組成物は、組成物の総重量に基づいて、約５％ｗ／ｗ～約１５％ｗ／ｗのＰ_２Ｏ_５を含み得る。いくつかの実施形態では、本触媒組成物は、組成物の総重量に基づいて、約５％、約６％ｗ／ｗ、約７％ｗ／ｗ、約８％ｗ／ｗ、約９％ｗ／ｗ、約１０％ｗ／ｗ、約１１％ｗ／ｗ、約１２％ｗ／ｗ、約１３％ｗ／ｗ、約１４％ｗ／ｗ、又は約１５％ｗ／ｗのＰ_２Ｏ_５を含む。

【0033】

本明細書に記載される触媒組成物は、組成物の総重量に基づいて、約３５％ｗ／ｗ以下、約３０％ｗ／ｗ以下、約２５％ｗ／ｗ以下、及び約２０％ｗ／ｗ以下を含む、約４０％ｗ／ｗ以下のＡｌ_２Ｏ_３を含み得る。いくつかの実施形態では、本触媒組成物は、組成物の総重量に基づいて、約４０％ｗ／ｗ、約３５％ｗ／ｗ、約３０％ｗ／ｗ、約２５％ｗ／ｗ、約２０％ｗ／ｗのＡｌ_２Ｏ_３を含む。

【0034】

いくつかの実施形態では、ＺＳＭ－５は、約０．３未満、約０．２未満、約０．１未満、約０．０９未満、約０．０８未満、約０．０７未満、約０．０６未満、約０．０５未満、約０．０４未満、約０．０３未満、約０．０２未満、及び約０．０１ミクロン未満を含む、約０．４ミクロン未満の結晶子サイズを有する。いくつかの実施形態では、ＺＳＭ－５は、約０．０１、約０．０２、約０．０３、約０．０４、約０．０５、約０．０６、約０．０７、約０．０８、約０．０９、約０．１、約０．２、約０．３、又は約０．４ミクロンを含む、約０．０１ミクロン～約０．４ミクロンの結晶子サイズを有する。

【0035】

本明細書に記載の触媒組成物は、噴霧乾燥、押出、又は凝集などのビーズ形成方法によって形成され得る。いくつかの実施形態では、本触媒組成物は、噴霧乾燥によって形成される。いくつかの実施形態では、本触媒組成物は、押出によって形成される。いくつかの実施形態では、本触媒組成物は、凝集を含むビーズ形成方法によって形成される。

【0036】

いくつかの実施形態では、ＺＳＭ－５は、粒子内で活性マトリックスと組み合わされる。いくつかの実施形態では、ＺＳＭ－５は、別個の粒子として活性マトリックスと組み合わされる。

【0037】

いくつかの実施形態では、ＺＳＭ－５は、ＺＳＭ－１１、フォージャサイト、モルデナイト、及びベータから選択される１つ以上のゼオライトと組み合わされる。いくつかの実施形態では、ＺＳＭ－５と１つ以上のゼオライトとの組み合わせは、高分子の熱分解を促進する。

【0038】

いくつかの実施形態では、ＺＳＭ－５は、別個の粒子として、ゼオライトＹ（米国特許第３，１３０，００７号）、超安定Ｙゼオライト（ＵＳＹ）（米国特許第３，４４９，０７０号）、希土類交換Ｙ（ＲＥＹ）（米国特許第４，４１５，４３８号）、希土類交換ＵＳＹ（ＲＥＵＳＹ）、脱アルミニウム化Ｙ（ＤｅＡＩＹ）（米国特許第３，４４２，７９２及び米国特許第４．３３１，６９４号）、及び超疎水性Ｙ（ＵＨＰＹ）（米国特許第４，４０１，５５６号）から選択される１つ以上のＹ型ゼオライトと組み合わされる。

【0039】

円錐形噴流層反応器
プラスチック熱分解反応を実施するための噴流層反応器の使用が開示されているが、しかしながら、本開示の前に開示された噴流層反応器は、ドラフトチューブ又は制限器を有していない。更に、これらの噴流層反応器で使用された触媒は、おおよそ２０～２５％の新しいＺＳＭ－５を含有する押出物であり、商業的性能をシミュレートするために不活性化されなかった。

【0040】

図１は、先行技術に開示された従来の円錐形噴流層反応器の概略図を示しており、ドラフトチューブ又は制限器を有していない。窒素又は水蒸気などの不活性ガスが、反応器の基部にあるオリフィスを通して触媒床に導入される。流れるガスは、触媒床を通る円筒形の経路又は噴出口を形成する。噴出口を通って流れるガスによって同伴される触媒は、触媒床の表面の上に推進され、噴水の形状に沈降して戻る。触媒は、環状領域を下方に移動して円錐床の底部に戻り、こうしてサイクルが完了する。触媒及び反応物の迅速な循環は、反応器における良好な混合を保証する。噴水部は、希薄相と呼ばれる低触媒密度の領域であり、環状部は、濃密相と呼ばれる高触媒密度の領域である。ドラフトチューブが存在しない場合、ガスの一部は噴出口の周りを流れ、環状領域を通過する。

【0041】

対照的に、本明細書に記載されるプラスチック廃棄物の触媒熱分解プロセスは、ドラフトチューブ及び制限器を含む円錐形噴流層反応器を使用する。図２は、例示的な実施形態の概略図を示す。図３は、開放側壁及び閉鎖側壁を有するドラフトチューブの２つの例を示す。ドラフトチューブを通って流れるガスは、チューブの底部に負圧の領域を作り出し、それが環状領域から触媒を引き込み、それをドラフトチューブの上に推進する。上部が閉鎖されている制限器は、触媒を下方に向け直す。

【0042】

ドラフトチューブは、従来の噴流層反応器と比較して、より少ないガスが環状部を通って移動するように、噴出口を通してガスを方向付ける。したがって、ドラフトチューブが存在する場合の最小噴出速度は、ドラフトチューブが存在しない場合よりもはるかに低い。

【0043】

制限器は、希薄相をより乱流混合しながらより小さい体積に制限する。制限器に添加された原料は、触媒と急速に混合される。触媒とプラスチックとの間のより高い衝突頻度は、より速い熱伝達、プラスチックの溶融、及び触媒全体にわたる溶融プラスチックの分布をもたらす。

【0044】

図４は、主要な寸法を有するドラフトチューブ及び制限器の配置の例示的な実施形態を示す。円錐形噴流層反応器は、Ｄ_Ｏのガス入口開口部、及びＤ_Ｃの、円錐形噴流層反応器の円筒部の直径を有する。制限器は、Ｄ_Ｇの直径を有する。ドラフトチューブは、Ｈ_Ｇの、ドラフトチューブの上部からドラフトチューブの底部までの距離を有する。

【0045】

いくつかの実施形態では、Ｈ_Ｇは、約３～約４×Ｄ_Ｏ又は約１．５～２．５×Ｄ_Ｏであり得る。いくつかの実施形態では、Ｈ_Ｇは、約２×Ｄ_Ｏである。

【0046】

いくつかの実施形態では、Ｄ_Ｇは、約３×Ｄ_Ｏ～約０．７Ｄ_Ｃ又は約４～約６×Ｄ_Ｏであり得る。いくつかの実施形態では、Ｄ_Ｇは、約５×Ｄ_Ｏである。

【0047】

触媒熱分解
本明細書では、プラスチック原料から、オレフィン及び芳香族化合物のうちの少なくとも１つ以上を生成するプロセスであって、プロセスが、プラスチック原料と触媒組成物とを、円錐形噴流層反応器において約４５０℃～約６５０℃の温度で、かつプラスチック原料の少なくとも一部分を少なくとも１つ以上のオレフィン及び芳香族化合物に変換させるのに十分な期間、接触させることを含み、触媒組成物が、触媒組成物の総重量に基づいて、約４０％ｗ／ｗ超のＺＳＭ－５を含む、プロセスが開示される。

【0048】

いくつかの実施形態では、プラスチック原料と触媒組成物とを接触させることは、約５２５℃～約５７５℃を含む、約５００℃～約６００℃の温度で接触させることである。いくつかの実施形態では、プラスチック原料と触媒組成物とを接触させることは、約４５０℃、約４６０℃、約４７０℃、約４８０℃、約４９０℃、約５００℃、約５１０℃、約５２０℃、約５３０℃、約５４０℃、約５５０℃、約５６０℃、約５７０℃、約５８０℃、約５９０℃、約６００℃、約６１０℃、約６２０℃、約６３０℃、約６４０℃、又は約６５０℃の温度で接触させることである。いくつかの実施形態では、プラスチック原料と触媒組成物とを接触させることは、約５５０℃の温度で接触させることである。

【0049】

本明細書に記載されるプラスチック原料は、溶媒に溶解された、ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリエステル、天然及び合成ゴム、タイヤ、充填ポリマー、複合材料、プラスチックアロイ、並びにプラスチックのうちの少なくとも１つを含み得る。いくつかの実施形態では、プラスチック原料は、溶媒に溶解された、ポリエチレン（例えば、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ））を含む。いくつかの実施形態では、プラスチック原料は、溶媒に溶解されたポリプロピレンを含む。

【0050】

本明細書に記載される触媒プロセスについて、反応生成物は、エチレン、プロピレン、及びブテン（例えば、軽質オレフィン）から選択される少なくとも１つ以上のオレフィンを含み得る。いくつかの実施形態では、本プロセスは、プラスチック原料を、約３５重量％、約４０重量％、約４５重量％、約５０重量％、約５５重量％、約６０重量％、約６５重量％、又は約７０重量％を超えるエチレン、プロピレン、及びブテンに変換する。いくつかの実施形態では、本プロセスは、プラスチック原料を、約３５重量％、約４０重量％、約４５重量％、約５０重量％、約５５重量％、約６０重量％、約６５重量％、又は約７０重量％のエチレン、プロピレン、及びブテンに変換する。

【0051】

いくつかの実施形態では、本明細書に記載される触媒プロセスは、高収率のプロピレンを提供する。いくつかの実施形態では、本プロセスは、プラスチック原料を、約２０重量％、約２５重量％、約３５重量％、約４０重量％、約４５重量％、約５０重量％、約５５重量％、約６０重量％、約６５重量％、又は約７０重量％を超えるプロピレンに変換する。いくつかの実施形態では、プロセスは、プラスチック原料を、約２０重量％、約２５重量％、約３５重量％、約４０重量％、約４５重量％、約５０重量％、約５５重量％、約６０重量％、約６５重量％、又は約７０重量％のプロピレンに変換する。

【0052】

本明細書に記載される触媒プロセスのための反応生成物は、ベンゼン、トルエン、及びキシレンから選択される少なくとも１つ以上の芳香族化合物を含み得る。いくつかの実施形態では、本プロセスは、プラスチック原料を、約２０重量％、約２５重量％、約３５重量％、約４０重量％、約４５重量％、約５０重量％、約５５重量％、約６０重量％、約６５重量％、又は約７０重量％を超える１つ以上の芳香族化合物に変換する。いくつかの実施形態では、本プロセスは、プラスチック原料を、約２０重量％、約２５重量％、約３５重量％、約４０重量％、約４５重量％、約５０重量％、約５５重量％、約６０重量％、約６５重量％、又は約７０重量％の１つ以上の芳香族化合物に変換する。

【0053】

プラスチック原料の少なくとも一部分を少なくとも１つ以上のオレフィン及び芳香族化合物に変換させるのに十分な期間は、約０．２、約０．３、約０．４、約０．５、約０．６、約０．７、約０．８、約０．９、約１、約１．５、約２、約２．５、約３、約３．５、約４、約４．５、約５、約５．５、約６、約６．５、約７、約７．５、約８、約８．５、約９、約９．５、又は約１０時間を含む、約０．２～約１０時間の範囲の空間時間である。本明細書で使用する場合、空間時間は、１／ＷＨＳＶ（weight hourly space velocity、重量毎時空間速度）又は「反応器中の触媒の重量」／「１時間当たりの供給速度」を指す。

【0054】

いくつかの実施形態では、プラスチック原料の少なくとも一部分を少なくとも１つ以上のオレフィン及び芳香族化合物に変換させるのに十分な期間は、気相滞留時間（約０．５～約５秒）及び／又は触媒滞留時間（約２～約１０分）である。いくつかの実施形態では、気相滞留時間は、約０．５、約１、約１．５、約２、約２．５、約３、約３．５、約４、約４．５、及び約５秒を含む、約０．５～約５秒である。いくつかの実施形態では、触媒滞留時間は、約２、約２．５、約３、約３．５、約４、約４．５、約５、約５．５、約６、約６．５、約７、約７．５、約８、約８．５、約９、約９．５、又は約１０分を含む、約２～約１０分である。

【0055】

したがって、一般に記載される本発明は、以下の実施例を参照して、より容易に理解され、これは例示として提供され、本発明を限定することを意図するものではない。

【実施例】

【0056】

実施例１
プラスチック熱分解反応を実施するための噴流層反応器の使用が開示されているが、しかしながら、本開示の前に開示された噴流層反応器は、ドラフトチューブ又は制限器を有していない。更に、これらの噴流層反応器で使用された触媒は、おおよそ２０～２５％の新しいＺＳＭ－５を含有する押出物であり、商業的性能をシミュレートするために不活性化されなかった。

【0057】

ドラフトチューブ又は制限器のない従来の円錐形噴流層反応器の概略図を図１に示し、以下の実施例で使用した。窒素又は水蒸気などの不活性ガスが、反応器の基部にあるオリフィスを通して触媒床に導入される。流れるガスは、触媒床を通る円筒形の経路又は噴出口を形成する。噴出口を通って流れるガスによって同伴される触媒は、触媒床の表面の上に推進され、噴水の形状に沈降して戻る。触媒は、環状領域を下方に移動して円錐床の底部に戻り、こうしてサイクルが完了する。触媒及び反応物の迅速な循環は、反応器における良好な混合を保証する。噴水部は、希薄相と呼ばれる低触媒密度の領域であり、環状部は、濃密相と呼ばれる高触媒密度の領域である。ドラフトチューブが存在しない場合、ガスの一部は噴出口の周りを流れ、環状領域を通過する。

【0058】

実施例２
図２は、以下の実施例において使用された、ドラフトチューブ及び制限器（上部）を有する噴流層反応器の概略図を示す。開放側壁及び閉鎖側壁を有するドラフトチューブの２つの例が図３に示されている。ドラフトチューブを通って流れるガスは、チューブの底部に負圧の領域を作り出し、それが環状領域から触媒を引き込み、それをドラフトチューブの上に推進する。上部が閉鎖されている制限器は、触媒を下方に向け直す。

【0059】

ドラフトチューブは、従来の噴流層反応器と比較して、より少ないガスが環状部を通って移動するように、噴出口を通してガスを方向付ける。したがって、ドラフトチューブが存在する場合の最小噴出速度は、ドラフトチューブが存在しない場合よりもはるかに低い。

【0060】

制限器は、希薄相をより乱流混合しながらより小さい体積に制限する。制限器に添加された原料は、触媒と急速に混合される。触媒とプラスチックとの間のより高い衝突頻度は、より速い熱伝達、プラスチックの溶融、及び触媒全体にわたる溶融プラスチックの分布をもたらす。

【0061】

ドラフトチューブ及び制限器の配置の主要な寸法が図４に示されている。ＤＯは、噴流層のガス入口開口部を指す。ＤＣは、噴流層の円筒部の直径を指し、ＤＧは、制限器の直径を指す。ＨＧは、ドラフトチューブの上部から制限器の底部までの距離を指す。ＨＧは、約３～４×ＤＯであり得る。いくつかの実施形態では、ＨＧは、約１．５～２．５ＤＯであり得る。いくつかの実施形態では、ＨＧは、約２×ＤＯであるべきである。いくつかの実施形態では、ＤＧは、約３×ＤＯ～０．７×ＤＣであり得る。いくつかの実施形態では、ＤＧは、約４～６×ＤＯ、又は約５×ＤＯであり得る。

【0062】

実施例３
２ｍｍの平均粒径を有する凝集触媒試料を以下に記載するように調製した。ＺＳＭ－５、擬ベーマイトアルミナ及びハロイサイト粘土の乾燥粉末をＥｉｒｉｃｈミキサー中で完全に混合した。撹拌しながら、水、又はリン酸と水の溶液を粉末に噴霧した。得られた凝集体を乾燥させ、焼成し、１５００°Ｆで２４時間蒸気処理して、商業的適用中の触媒の失活をシミュレートした。４０％のＺＳＭ－５を含有する例示的な実施形態を示す触媒（触媒Ａ）、及び３０％のＺＳＭ－５を含有するが、より高い擬ベーマイト含量の比較試料（触媒Ｂ）を調製した。触媒の特性を表１に示す。

【0063】

【表1】

【0064】

実施例４
１３５グラムの実施例３からの触媒Ａを、従来の噴流層反応器に充填し、３０ＮＬ／分の窒素を噴出ガスとして使用しながら、５５０℃に加熱した。ＨＤＰＥを１ｇ／分で反応器に充填した。反応生成物を表２に示す。１３５グラムの実施例３からの触媒Ａを、ドラフトチューブ及び制限器を反応器に設置したことを除いて、上記と同じ反応器に添加した。ドラフトチューブ及び制限器の追加は、触媒床が噴出し始めるときの反応器の入口における窒素の速度として定義される最小噴出速度を低下させた。ドラフトチューブ及び制限器を含めると、ドラフトチューブも制限器も使用しなかった場合の３０ＮＬ／分と比較して、１０ＮＬ／分の窒素流で、安定した噴流層が確立された。この実験からの反応生成物も表２に示す。

【0065】

ドラフトチューブ及び制限器の使用は、プロピレン及びブテンの収率を有意に増加させ、＞Ｃ１２範囲の重油の形成を減少させた。ドラフトチューブ及び制限器を有する円錐形噴流層反応器と、４０％ｗ／ｗ超のＺＳＭ－５を有する触媒組成物との組み合わせにより、５０重量％超の合わせた軽質オレフィン収率（エチレン、プロピレン、及びブテン）が実現された。

【0066】

【表2】

【0067】

実施例５
それぞれ４０％及び３０％のＺＳＭ－５を含有する、実施例３からの触媒Ａ（例示的な実施形態）及びＢ（比較例）を、ドラフトチューブ及び制限器を含有する噴流層反応器におけるポリプロピレンの接触熱分解に使用した。ポリプロピレン（１６０℃ ｍ．ｐ．）は、そのより高い融点のために、ＨＤＰＥ（１３５℃ ｍ．ｐ．）よりも、より軽い生成物に変換することが困難である。しかしながら、表３のデータは、４０％のＺＳＭ－５を含有する触媒Ａでは、ＰＰを４８．６重量％の全軽質オレフィン（エチレン、プロピレン、及びブテン）に変換することが可能であり、これはＨＤＰＥの場合とほぼ同じであることを示している。しかしながら、わずか３０％のＺＳＭ－５含量で、触媒Ｂは、約０．２％低いエチレン、３．９％低いプロピレン、及び１．８％低いブテンを生じた。これらの結果は、ドラフトチューブ及び制限器を有する円錐形噴流層反応器と、４０％ｗ／ｗ超のＺＳＭ－５を有する触媒組成物との組み合わせにより、石油化学原料に好適な高収率の軽質オレフィンがプラスチック熱分解から得られたことを示す。

【0068】

【表3】

【0069】

実施例６
７０ミクロンの平均粒径を有する噴霧乾燥触媒試料を、以下に記載するように調製した。ゼオライト、擬ベーマイトアルミナ、リン酸、及びハロイサイト粘土の４０％スラリーを噴霧乾燥に送り、次いで４５０～６００℃で焼成して、０．２～２重量％のＴＶを有する球状粒子にする。得られた粒子を１５００°Ｆで２４時間蒸気処理して、商業的適用中の触媒の失活をシミュレートした。それぞれ４０％及び５５％のＺＳＭ－５を含有する例示的な実施形態の触媒（触媒Ｃ及びＤ）を、５０％の市販のフォージャサイト系ＦＣＣ触媒をブレンドした同じ触媒（比較試料、触媒Ｅ及びＦ）と比較した。触媒の特性を表４に示す。

【0070】

【表4】

【0071】

実施例７
実施例６からの触媒Ｃ及びＤ（例示的な実施形態）並びに触媒Ｅ及びＦ（比較例）を、ドラフトチューブ及び制限器を含有する噴流層反応器におけるポリエチレンの接触熱分解に使用した。結果を表５にまとめた。これらの結果は、Ｙゼオライト－ゼオライト系触媒をＺＳＭ－５触媒との５０／５０ブレンドとして添加すると、オレフィン収率が減少することを示している（触媒Ｃを触媒Ｅと、触媒Ｄを触媒Ｆと比較されたい）。

【0072】

【表5】

【0073】

段落１．プラスチック原料から、オレフィン及び芳香族化合物のうちの少なくとも１つ以上を生成するプロセスであって、プロセスが、
プラスチック原料と触媒組成物とを、円錐形噴流層反応器において約４５０℃～約６５０℃の温度で、かつプラスチック原料の少なくとも一部分を少なくとも１つ以上のオレフィン及び芳香族化合物に変換させるのに十分な期間、接触させることを含み、
触媒組成物が、触媒組成物の総重量に基づいて、約４０％ｗ／ｗ超のＺＳＭ－５を含む、プロセス。

【0074】

段落２．触媒組成物が、触媒組成物の総重量に基づいて、約４５％ｗ／ｗ、約５５％ｗ／ｗ、約６０％ｗ／ｗ、約６５％ｗ／ｗ、約７０％ｗ／ｗ、約７５％ｗ／ｗ、又は約８０％ｗ／ｗを超えるＺＳＭ－５を含む、段落１に記載のプロセス。

【0075】

段落３．触媒組成物が、触媒組成物の総重量に基づいて、約４０％ｗ／ｗ～約８０％ｗ／ｗ、約４５％ｗ／ｗ～約８０％ｗ／ｗ、約５０％ｗ／ｗ～約８０％ｗ／ｗ、約５５％ｗ／ｗ～約８０％ｗ／ｗ、約６０％ｗ／ｗ～８０％ｗ／ｗ、約６５％ｗ／ｗ～約８０％ｗ／ｗ、約７０％ｗ／ｗ～約８０ｗ／ｗ、又は約７５％ｗ／ｗ～約８０％ｗ／ｗのＺＳＭ－５を含む、段落１に記載のプロセス。

【0076】

段落４．触媒組成物が、約０．０５ｍｍ～約５ｍｍの範囲のサイズを有する粒子を含む、段落１～３のいずれか１つに記載のプロセス。

【0077】

段落５．触媒組成物が、約０．８ｍｍ～約５ｍｍ又は約１．０ｍｍ～約２．５ｍｍのサイズを有する粒子を含む、段落１～４のいずれか１つに記載のプロセス。

【0078】

段落６．触媒組成物が、約０．０５、約０．０６ｍｍ、約０．０７ｍｍ、約０．０８ｍｍ、約０．０９ｍｍ、約０．１ｍｍ、約０．２ｍｍ、約０．３、約０．４、約０．５、約０．６、約０．７、約０．８、約０．９、約１．０、約１．１、約１．２、約１．３、約１．４、約１．５、約１．６、約１．７、約１．８、約１．９、約２．０、約２．１、約２．２、約２．３、約２．４、又は約２．５ｍｍのサイズを有する粒子を含む、段落１～５のいずれか１つに記載のプロセス。

【0079】

段落７．触媒組成物が、組成物の総重量に基づいて、約５％ｗ／ｗ～約１５％ｗ／ｗのＰ_２Ｏ_５を含む、段落１～６のいずれか１つに記載のプロセス。

【0080】

段落８．触媒組成物が、組成物の総重量に基づいて、約５％、約６％ｗ／ｗ、約７％ｗ／ｗ、約８％ｗ／ｗ、約９％ｗ／ｗ、約１０％ｗ／ｗ、約１１％ｗ／ｗ、約１２％ｗ／ｗ、約１３％ｗ／ｗ、約１４％ｗ／ｗ、又は約１５％ｗ／ｗのＰ_２Ｏ_５を含む、段落１～７のいずれか１つに記載のプロセス。

【0081】

段落９．触媒組成物が、組成物の総重量に基づいて、約４０％ｗ／ｗ以下のＡｌ_２Ｏ_３を含む、段落１～８のいずれか１つに記載のプロセス。

【0082】

段落１０．ＺＳＭ－５が、約０．４ミクロン未満の結晶子サイズを有する、段落１～９のいずれか１つに記載のプロセス。

【0083】

段落１１．触媒組成物が、噴霧乾燥、押出、又はビーズ形成方法によって形成される、段落１～１０のいずれか１つに記載のプロセス。

【0084】

段落１２．ビーズ形成方法が、凝集である、段落１１に記載のプロセス。

【0085】

段落１３．ＺＳＭ－５が、粒子内で活性マトリックスと組み合わされる、段落１～１２のいずれか１つに記載のプロセス。

【0086】

段落１４．ＺＳＭ－５が、別個の粒子として活性マトリックスと組み合わされる、段落１～１２のいずれか１つに記載のプロセス。

【0087】

段落１５．ＺＳＭ－５が、ＺＳＭ－１１、フォージャサイト、モルデナイト、及びベータから選択される１つ以上のゼオライトと組み合わされる、段落１～１４のいずれか１つに記載のプロセス。

【0088】

段落１６．ＺＳＭ－５と１つ以上のゼオライトとの組み合わせが、高分子の熱分解を促進する、段落１５に記載のプロセス。

【0089】

段落１７．ＺＳＭ－５が、別個の粒子として、ゼオライトＹ、超安定Ｙゼオライト（ＵＳＹ）、希土類交換Ｙ（ＲＥＹ）、希土類交換ＵＳＹ（ＲＥＵＳＹ）、脱アルミニウム化Ｙ（ＤｅＡＩＹ）、及び超疎水性Ｙ（ＵＨＰＹ）から選択される１つ以上のＹ型ゼオライトと組み合わされる、段落１６に記載のプロセス。

【0090】

段落１８．プラスチック原料と触媒組成物とを接触させることが、約５００℃～約６００℃の温度で接触させることである、段落１～１７のいずれか１つに記載のプロセス。

【0091】

段落１９．プラスチック原料と触媒組成物とを接触させることが、約４５０℃、約４６０℃、約４７０℃、約４８０℃、約４９０℃、約５００℃、約５１０℃、約５２０℃、約５３０℃、約５４０℃、約５５０℃、約５６０℃、約５７０℃、約５８０℃、約５９０℃、約６００℃、約６１０℃、約６２０℃、約６３０℃、約６４０℃、又は約６５０℃の温度で接触させることである、段落１～１７のいずれか１つに記載のプロセス。

【0092】

段落２０．プラスチック原料が、溶媒に溶解された、ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリエステル、天然及び合成ゴム、タイヤ、充填ポリマー、複合材料、プラスチックアロイ、並びにプラスチックのうちの少なくとも１つを含む、段落１～１９のいずれか１つに記載のプロセス。

【0093】

段落２１．プラスチック原料が、溶媒に溶解されたポリエチレンを含む、段落２０に記載のプロセス。

【0094】

段落２２．プラスチック原料が、溶媒に溶解されたポリプロピレンを含む、段落２１に記載のプロセス。

【0095】

段落２３．少なくとも１つ以上のオレフィンが、エチレン、プロピレン、及びブテンから選択される、段落１～２２のいずれか１つに記載のプロセス。

【0096】

段落２４．プロセスが、プラスチック原料を、約３５重量％、約４０重量％、約４５重量％、約５０重量％、約５５重量％、約６０重量％、約６５重量％、又は約７０重量％を超えるエチレン、プロピレン、及びブテンに変換する、段落２３に記載のプロセス。

【0097】

段落２５．プロセスが、プラスチック原料を、約２０重量％、約２５重量％、約３５重量％、約４０重量％、約４５重量％、約５０重量％、約５５重量％、約６０重量％、約６５重量％、又は約７０重量％を超えるプロピレンに変換する、段落２３に記載のプロセス。

【0098】

段落２６．少なくとも１つ以上の芳香族化合物が、ベンゼン、トルエン、及びキシレンから選択される、段落１～２２のいずれか１つに記載のプロセス。

【0099】

段落２７．プラスチック原料の少なくとも一部分を少なくとも１つ以上のオレフィン及び芳香族化合物に変換させるのに十分な期間が、約０．２～約１０時間の範囲の空間時間である、段落１～２６のいずれか１つに記載のプロセス。

【0100】

段落２８．円錐形噴流層反応器が、ドラフトチューブ及び制限器を備える、段落１～２７のいずれか１つに記載のプロセス。

【0101】

段落２９．円錐形噴流層反応器が、Ｄ_Ｏのガス入口開口部、及びＤ_Ｃの、円錐形噴流層反応器の円筒部の直径を有し、制限器が、Ｄ_Ｇの直径を有し、ドラフトチューブが、Ｈ_Ｇの、ドラフトチューブの上部からドラフトチューブの底部までの距離を有する、段落２８に記載のプロセス。

【0102】

段落３０．Ｈ_Ｇが、約３～約４×Ｄ_Ｏである、段落２９に記載のプロセス。

【0103】

段落３１．Ｈ_Ｇが、約１．５～２．５×Ｄ_Ｏである、段落３０に記載のプロセス。

【0104】

段落３２．Ｈ_Ｇが、約２×Ｄ_Ｏである、段落３１に記載のプロセス。

【0105】

段落３３．Ｄ_Ｇが、約３×Ｄ_Ｏ～約０．７Ｄ_Ｃである、段落２９～３２のいずれか１つに記載のプロセス。

【0106】

段落３４．Ｄ_Ｇが、約４～約６×Ｄ_Ｏである、段落３３に記載のプロセス。

【0107】

段落３５．Ｄ_Ｇが、約５×Ｄ_Ｏである、段落３４に記載のプロセス。［０１１３］ある特定の実施形態を例示及び記載してきたが、以下の特許請求の範囲において定義されるようなそのより広い態様における技術から逸脱することなく、当業者によって、その中で変更及び修正が行われ得ることが理解されるべきである。

【0108】

本明細書に例示的に記載される実施形態は、本明細書に具体的に開示されない任意の要素（複数可）、限定（複数可）の非存在下で好適に実践され得る。したがって、例えば、「含む（comprising）」、「含む（including）」、「含有する（containing）」などの用語は、広範囲に、かつ限定せずに読み取られるべきである。加えて、本明細書で用いられる用語及び表現は、限定的なものではなく説明の用語として使用されており、そのような用語及び表現の使用において、示され、記載される特徴又はそれらの一部分のいずれの均等物も除外することを意図していないが、様々な修正が特許請求される技術の範囲内で可能であることが認識される。加えて、「から本質的になる（consisting essentially of）」という語句は、具体的に列挙されたこれらの要素、並びに特許請求される技術の基本的な特徴及び新規の特徴に物質的に影響しないこれらの追加の要素を含むことが理解されよう。「からなる（consisting of）」という語句は、指定されていないあらゆる要素を除外する。

【0109】

本開示は、本出願に記載される特定の実施形態に関して限定されるものではない。当業者には明らかなように、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、多くの修正及び変形が行われ得る。本明細書に列挙されたものに加えて、本開示の範囲内の機能的に均等な方法及び組成物は、前述の記載から当業者には明らかであろう。そのような修正及び変形は、添付の特許請求の範囲の範疇内に収まることが意図される。本開示は、そのような特許請求の範囲が権利を有する均等物の全範囲とともに、添付の特許請求の範囲の条件によってのみ限定されるものである。本開示は、特定の方法、試薬、化合物、又は組成物に限定されず、当然のことながら変化し得ることが理解されるべきである。本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を記載するためのものに過ぎず、限定するものとしては意図されていないことも理解されたい。

【0110】

加えて、本開示の特徴又は態様がマーカッシュ群に関して記載される場合、当業者は、本開示が、それによって、マーカッシュ群の任意の個々のメンバー又はメンバーのサブグループに関しても記載されることを認識するであろう。

【0111】

当業者によって理解されるように、あらゆる及び全ての目的で、特に書面による説明を提供するという観点で、本明細書に開示される全ての範囲は、あらゆる及び全ての可能性のある部分範囲及びその部分範囲の組み合わせも包含する。いずれの列記された範囲も、同じ範囲が、少なくとも二等分、三等分、四等分、五等分、十等分などに細分されることを十分に記載し、それを可能にすることが簡単に認識され得る。非限定的な例として、本明細書で考察される各範囲は、下部３分の１、中部３分の１、及び上部３分の１などに容易に細分され得る。また、当業者によって理解されるように、「最大」、「少なくとも」、「～超の（～を超える）」、「未満」などの全ての文言は、列挙される数を含み、かつその後、上で考察した部分範囲に細分され得る範囲を指す。最後に、当業者には理解されるように、範囲は、各個々のメンバーを含む。

【0112】

本明細書において参照される全ての刊行物、特許出願、発行済み特許、及び他の文献は、各個々の刊行物、特許出願、発行済み特許、又は他の文献が、参照によりその全体が組み込まれることが具体的かつ個々に示されているかのように、参照によって本明細書に組み込まれる。参照によって組み込まれる記載内容に含まれる定義は、それらが本開示における定義に矛盾する限りにおいて除外される。

【0113】

他の実施形態は、以下の特許請求の範囲に記載される。

【図1】

【図2】

【図3(a)】

【図3(b)】

【図4】

【国際調査報告】