特表2024-543306混合プラスチック流から燃料および石油化学原料を製造するためのプロセスおよびシステム
(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】2024-11-21
(54)【発明の名称】混合プラスチック流から燃料および石油化学原料を製造するためのプロセスおよびシステム
(51)【国際特許分類】
C10G 1/10 20060101AFI20241114BHJP
C10G 11/18 20060101ALI20241114BHJP
C08J 11/12 20060101ALI20241114BHJP
【ＦＩ】
C10G1/10
C10G11/18
C08J11/12 ZAB
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024519031
(86)(22)【出願日】2022-11-08
(85)【翻訳文提出日】2024-05-20
(86)【国際出願番号】 US2022049245
(87)【国際公開番号】W WO2023146614
(87)【国際公開日】2023-08-03
(31)【優先権主張番号】17/588,476
(32)【優先日】2022-01-31
(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】316017181
【氏名又は名称】サウジ アラビアン オイル カンパニー
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｕｄｉ Ａｒａｂｉａｎ Ｏｉｌ Ｃｏｍｐａｎｙ
(74)【代理人】
【識別番号】100073184
【弁理士】
【氏名又は名称】柳田 征史
(74)【代理人】
【識別番号】100175042
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 秀明
(74)【代理人】
【識別番号】100224775
【弁理士】
【氏名又は名称】南 毅
(72)【発明者】
【氏名】コセオグル，オマール レファ
【テーマコード（参考）】
4F401
4H129
【Ｆターム（参考）】
4F401AA27
4F401BA02
4F401CA70
4F401CA88
4F401CB01
4F401CB17
4F401EA77
4F401FA01Z
4F401FA02Z
4F401FA06Z
4F401FA07Z
4H129AA03
4H129BA04
4H129BB03
4H129CA22
4H129DA04
4H129GA03
4H129GA12
4H129GA13
4H129GA14
4H129KA02
4H129KC15X
4H129KC16X
4H129KC17X
4H129NA20
4H129NA22
4H129NA23
(57)【要約】
混合プラスチック流から熱分解生成物を製造するための方法およびシステムがここに記載されている。この方法は、プラスチック原料の熱分解を行って、プラスチック熱分解油の流れを生成する工程；プラスチック熱分解油を含む接触分解供給流および触媒再生器からの触媒を流動床反応器に供給する工程；流動床反応器内で接触分解供給流を分解して、生成物流および使用済み触媒を生成する工程；および使用済み触媒を触媒再生器に移送し、触媒再生器内で触媒を再生する工程を含むことがある。生成物流は、Ｃ２～Ｃ４の炭素数を有するオレフィンおよび留出燃料を含む。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
混合プラスチック流から熱分解生成物を製造する方法において、（ａ）プラスチック原料の熱分解を行って、プラスチック熱分解油の流れを生成する工程、
（ｂ）前記プラスチック熱分解油を含む接触分解供給流および触媒再生器からの触媒を流動床反応器に供給する工程、
（ｃ）前記流動床反応器内で前記接触分解供給流を分解して、生成物流および使用済み触媒を生成する工程、および
（ｄ）前記使用済み触媒を前記触媒再生器に移送し、該触媒再生器内で前記触媒を再生する工程、
を含み、
前記生成物流は、Ｃ２～Ｃ４の炭素数を有するオレフィンおよび留出燃料を含み、
前記プラスチック熱分解油は、３６から１８０℃の沸点を有する炭化水素を表すナフサ留分、１８０から３７０℃の沸点を有する炭化水素を表すディーゼル留分、および３７０℃より高い沸点を有する炭化水素を表す真空軽油留分を含む、方法。
【請求項2】
前記方法が、前記プラスチック熱分解油を脱金属化工程に供給して、該プラスチック熱分解油から金属成分を除去し、脱金属化プラスチック熱分解油の流れを生成する工程をさらに含み、前記接触分解供給流が、前記プラスチック熱分解油の代わりに、前記脱金属化プラスチック熱分解油を含む、請求項１記載の方法。
【請求項3】
前記接触分解供給流が、従来の流動接触分解原料流をさらに含む、請求項１または２記載の方法。
【請求項4】
前記流動床反応器が、４５０から７００℃の反応温度で作動され、該流動床反応器が、１から３バール（０．１から０．３ＭＰａ）の反応圧力で作動され、前記接触分解供給流が、該流動床反応器内で０．１から３０秒の滞留時間を有する、請求項１から３いずれか１項記載の方法。
【請求項5】
前記流動床反応器に入る前記接触分解供給流の流量で除算された前記触媒再生器から該流動床反応器に入る前記触媒の流量が、触媒対供給物比を定義し、該触媒対供給物比が３：１から６０：１の範囲にある、請求項１から４いずれか１項記載の方法。
【請求項6】
前記触媒が、流動クラッキング塩基触媒および触媒添加剤を含む、請求項１から３いずれか１項記載の方法。
【請求項7】
前記流動クラッキング塩基触媒がＵＳＹゼオライトを含む、請求項６記載の方法。
【請求項8】
前記触媒添加剤が形状選択性ゼオライトを含む、請求項６または７記載の方法。
【請求項9】
混合プラスチックをプラスチック熱分解生成物に処理するためのシステムにおいて、混合プラスチックを含む入口流、
前記入口流と流体連通し、プラスチック熱分解油出口で該入口流からプラスチック熱分解油の流れを生成するように機能するプラスチック熱分解ユニット、
触媒入口および接触分解供給流入口を含む流動床反応器、
前記流動床反応器の前記触媒入口と流体連通した触媒再生器、
前記触媒再生器から前記流動床反応器に循環し、該触媒再生器に戻る触媒、および
前記触媒と反応する、前記流動床反応器内に配置された接触分解供給流、
を含み、
前記接触分解供給流入口は、前記触媒と反応して生成物流を生成する接触分解供給流が、前記流動床反応器内に配置されるように前記プラスチック熱分解油出口と流体連通しており、
前記接触分解供給流は、前記プラスチック熱分解油を含み、
前記プラスチック熱分解油は、３６から１８０℃の沸点を有する炭化水素を表すナフサ留分、１８０から３７０℃の沸点を有する炭化水素を表すディーゼル留分、および３７０℃より高い沸点を有する炭化水素を表す真空軽油留分を含む、システム。
【請求項10】
前記流動床反応器がライザーである、請求項９記載のシステム。
【請求項11】
前記流動床反応器がダウナーである、請求項９記載のシステム。
【請求項12】
前記システムが、前記プラスチック熱分解油から金属成分を除去し、脱金属化プラスチック熱分解油の流れを生成するように作られた脱金属化ユニットを流体連通してさらに含み、前記接触分解供給流が、前記プラスチック熱分解油の代わりに、該脱金属化プラスチック熱分解油を含む、請求項９から１１いずれか１項記載のシステム。
【請求項13】
前記触媒が、流動クラッキング塩基触媒および触媒添加剤を含む、請求項９から１２いずれか１項記載のシステム。
【請求項14】
前記流動クラッキング塩基触媒がＵＳＹゼオライトを含む、請求項１３記載のシステム。
【請求項15】
前記触媒添加剤が形状選択性ゼオライトを含む、請求項１３または１４記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【優先権】
【0001】
本出願は、その全開示がここに引用される、２０２２年１月３１日に出願された米国特許出願第１７／５８８４７６号の恩恵を主張するものである。
【技術分野】
【0002】
本開示は、広く、混合プラスチック流から生成された熱分解生成物を化学分解するためのプロセスおよびシステムに関し、より詳しくは、プラスチック熱分解油の流動接触分解により留出燃料および軽質オレフィンとしてプラスチック熱分解の生成物を調製するためのプロセスおよびシステムに関する。
【背景技術】
【0003】
プラスチックは、主に炭素と水素からなる合成または半合成有機高分子である。さらに、プラスチックは、分解速度が遅く、耐久性である傾向にあり、したがって、それらは、長期間に亘り環境中に留まり、廃棄の際に急速分解しにくい。純粋なプラスチックは、一般に、水に不溶性であり、非毒性である。しかしながら、プラスチックの調製に使用される添加剤は、毒性があり、環境に浸出することがある。毒性添加剤の例に、フタル酸エステルがある。他の種類の添加剤としては、組成と性質を変えるために調製中に使用される充填剤、着色剤、可塑剤、安定剤、酸化防止剤、難燃剤、紫外（ＵＶ）線吸収剤、帯電防止剤、発泡剤、滑剤が挙げられる。
【0004】
プラスチックは高温で熱分解し、高分子は、気体または液体として元の単量体またはより小さい高分子に戻るように転化することができ、回収することができる。しかしながら、生産中にプラスチックに添加される添加剤は、熱分解から回収された生成物を効果的に利用する上で難題を突きつける。熱分解の際に、添加剤は、熱分解生成物となり、それゆえ、有用な生成物を生成するために、さらなる処理が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
したがって、プラスチックの熱分解により生成される熱分解生成物を利用するための解決策を提供する必要性が、明らかに長年に亘ってある。そのような熱分解生成物を利用するためには、熱分解生成物中の添加剤から残される残留物を除去しなければならないか、または熱分解生成物は、残留物が有害ではないようなやり方で利用されなければならない。本開示は、生成されたプラスチック熱分解油を流動接触分解（ＦＣＣ）のための原料として利用することによって、プラスチックの熱分解により生成された熱分解生成物の利用およびプラスチックの廃棄のためにそのような長年に亘る必要性に対処するものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
原油は、伝統的に、輸送燃料および石油化学原料を製造するために精製されるが、本開示により実証されるように、プラスチック熱分解油は、その代わりに、そのような輸送燃料および石油化学原料を生成するための原料として利用されることがある。輸送用の燃料は、典型的に、特定の最終用途の仕様を満たすために、原油からの蒸留留分の処理とブレンドにより生成される。留分は、最初の常圧および／または真空蒸留後、様々な触媒および非触媒プロセスによって、生成物に転化される。そのようなプロセスの１つに、流動接触分解（ＦＣＣ）プロセスがある。ＦＣＣプロセスでは、供給物は、流動触媒床上で接触分解される。そのようなプロセスからの主生成物は、従来、ガソリンであるが、液化石油ガスや分解軽油などの他の生成物も、ＦＣＣプロセスで少量生成され、しかし、石油化学原料として有用な軽質オレフィンが、本開示の方法にしたがってさらに生成される。触媒上に堆積したコークスは、反応区域に戻される前に、再生区域内で空気が存在する場合、比較的高温で焼き払われる。
【0007】
本開示の１つの実施の形態によれば、プラスチック原料は、プラスチック熱分解および流動接触分解により、輸送燃料および石油化学原料に転化されることがある。混合プラスチック流から熱分解生成物を製造する方法は、（ａ）プラスチック原料の熱分解を行って、プラスチック熱分解油の流れを生成する工程；（ｂ）プラスチック熱分解油を含む接触分解供給流および触媒再生器からの触媒を流動床反応器に供給する工程；（ｃ）流動床反応器内で接触分解供給流を分解して、生成物流および使用済み触媒を生成する工程；および（ｄ）使用済み触媒を触媒再生器に移送し、触媒再生器内で触媒を再生する工程を含む。生成物流は、Ｃ２～Ｃ４の炭素数を有するオレフィンおよび留出燃料を含む。さらに、プラスチック熱分解油は、３６から１８０℃の沸点を有する炭化水素を表すナフサ留分、１８０から３７０℃の沸点を有する炭化水素を表すディーゼル留分、および３７０℃より高い沸点を有する炭化水素を表す真空軽油留分を含む。
【0008】
本開示の別の実施の形態によれば、混合プラスチックを輸送燃料および石油化学原料を含むプラスチック熱分解生成物に処理するためのシステムは、混合プラスチックを含む入口流；入口流と流体連通し、プラスチック熱分解油出口で入口流からプラスチック熱分解油の流れを生成するように機能するプラスチック熱分解ユニット；触媒入口および接触分解供給流入口を含む流動床反応器；流動床反応器の触媒入口と流体連通した触媒再生器；触媒再生器から流動床反応器に循環し、触媒再生器に戻る触媒；および触媒と反応する、流動床反応器内に配置された接触分解供給流を含むことがある。接触分解供給流入口は、触媒と反応して生成物流を生成する接触分解供給流が、流動床反応器内に配置されるようにプラスチック熱分解油出口と流体連通している。さらに、接触分解供給流はプラスチック熱分解油を含み、そのプラスチック熱分解油は、３６から１８０℃の沸点を有する炭化水素を表すナフサ留分、１８０から３７０℃の沸点を有する炭化水素を表すディーゼル留分、および３７０℃より高い沸点を有する炭化水素を表す真空軽油留分を含む。
【0009】
ここに開示された技術の追加の特徴と利点は、以下の詳細な説明に述べられており、一部は、その説明から当業者に容易に明白となるか、または以下の詳細な説明、特許請求の範囲、並びに添付図面を含む、ここに記載された技術を実施することによって、認識されるであろう。
【0010】
先の一般的な説明および以下の詳細な説明の両方とも、前記技術の実施の形態を提示しており、請求項に記載されたその技術の性質と特徴を理解するための概要または骨子を提供する意図があることが理解されよう。添付図面は、本技術のさらなる理解を与えるために含まれ、本明細書に包含され、その一部を構成する。図面は、様々な実施の形態を示しており、説明と共に、この技術の原理と作動を説明する働きをする。それに加え、図面と説明は、単に実例となることを目的としており、特許請求の範囲をどのような方法でも限定する意図はない。
【図面の簡単な説明】
【0011】
本開示の特定の実施の形態の以下の詳細な説明は、同様の構造が同様の参照番号で示されている、以下の図面と共に読んだときに、もっともよく理解することができる。
【図1】プラスチック原料が熱分解されてプラスチック熱分解油を生成し、これがその後、流動接触分解によりＣ２～Ｃ４の炭素数を有するオレフィンおよび留出燃料に転化される、本開示の１つ以上の実施の形態の概略図
【図4】ここに記載された１つ以上の実施の形態による、ダウナーＦＣＣ反応装置の一般化図
【図5】ここに記載された１つ以上の実施の形態による、ライザーＦＣＣ反応装置の一般化図 この単純化された概略図と説明の目的のために、通例用いられ、特定の精製作業の技術分野の当業者に公知の多くの弁、温度センサ、電子制御装置などは含まれていない。さらに、例えば、空気の供給、触媒ホッパー、煙道ガスの取扱いなどのＦＣＣプロセスを含む従来の精製作業に伴う構成要素は、必ずしも示されていない。
【0012】
さらに、図面における矢印は、１つ以上のシステム装置を１つ以上の他のシステム装置に流体連通で接続する、パイプ、導管、通路、または他の物理的移送ラインを指すことに留意すべきである。それに加え、システム装置に繋がる矢印は、各所定のシステム装置における入口と出口を規定する。
【発明を実施するための形態】
【0013】
ここで、そのいくつかの実施の形態が添付図面に示されている、様々な実施の形態を詳しく参照する。できるときはいつでも、同じまたは同様の部分を称するために、図面に亘り、同じ参照番号が使用される。一般に、統合ＦＣＣユニットにおけるプラスチック原料の熱分解によるプラスチック熱分解油の生成およびプラスチック熱分解油の分解で、混合プラスチック流から熱分解生成物を製造するためのシステムおよび方法の様々な実施の形態がここに開示されている。一般に、ＦＣＣユニットは、流動床反応器を含む。触媒およびプラスチック熱分解油が流動床反応器に供給され、このプラスチック熱分解油は分解されて、所望の生成物を形成する。使用済み触媒は、生成物から分離され、再生され、追加のプラスチック熱分解油と共に、流動床反応器に再び供給される。
【0014】
ここに用いられているように、「燃料」は、石炭、石炭液化油、タール、油頁岩、油砂、タールサンド、バイオマス、ワックス、コークスなどの固体炭素質組成物；ガソリン、油、石油、ディーゼル、ジェット燃料、エタノールなどの液体炭素質組成物；および合成ガス、一酸化炭素、水素、メタン、気体状炭化水素ガス（Ｃ１～Ｃ４）、炭化水素蒸気などの気体組成物を含むことがある。
【0015】
ここに用いられているように、「ダウナー(downer)」という用語は、反応体が、例えば、反応器の頂部から入り底部から出るなど、概して下向き方向に流れる、流動床反応器などの反応器を称する。ダウナーは、ここに記載された下降流式ＦＣＣ反応装置の実施の形態に利用されることがある。同様に、「ライザー(riser)」という用語は、反応体が、例えば、反応器の底部から入り頂部から出るなど、概して上向き方向に流れる、流動床反応器などの反応器を称する。ライザーは、ここに記載された上向流式ＦＣＣ反応装置に利用されることがある。
【0016】
ここに用いられているように、「使用済み触媒」は、燃料との反応を経験し、少なくとも部分的にコークス化されている触媒を称する。また、ここに用いられているように、「再生触媒」は、触媒再生器から出て、コークスを少なくとも部分的にまたは実質的に含まない触媒を称し、「フレッシュ触媒」は、系に新たに入り、コークスを少なくとも部分的にまたは実質的に含まない触媒を称する。
【0017】
混合プラスチック流から熱分解生成物を製造する方法は、プラスチック原料の熱分解を行って、プラスチック熱分解油の流れを生成する工程；プラスチック熱分解油を含む接触分解供給流および触媒再生器からの触媒を流動床反応器に供給する工程；流動床反応器内でプラスチック熱分解油を分解して、生成物流および使用済み触媒を生成する工程；および使用済み触媒を触媒再生器に移送し、触媒再生器内で触媒を再生する工程を含む。流動床反応器内で生成された生成物流は、Ｃ２～Ｃ４の炭素数を有するオレフィンおよび留出燃料を含む。さらに、プラスチック原料の熱分解により生成されたプラスチック熱分解油は、３６から１８０℃の沸点を有する炭化水素を表すナフサ留分、１８０から３７０℃の沸点を有する炭化水素を表すディーゼル留分、および３７０℃より高い沸点を有する炭化水素を表す真空軽油留分を含む。
【0018】
混合プラスチックをプラスチック熱分解生成物に処理するための関連システムは、混合プラスチックを含む入口流、プラスチック熱分解ユニット、流動床反応器、触媒再生器、接触分解供給流、および触媒を含む。プラスチック熱分解ユニットは、入口流と流体連通するように設けられ、接触分解供給流の少なくとも一部を形成するプラスチック熱分解油の流れを生成するように作動する。流動床反応器は、触媒入口および接触分解供給流入口を含む。接触分解供給流入口は、接触分解供給流が、生成物流を生成するための触媒との反応のために流動床反応器内に配置されるようにプラスチック熱分解油出口と流体連通している。さらに、触媒再生器は、触媒が触媒再生器から流動床反応器に循環し、触媒再生器に戻るように流動床反応器と流体連通するように設けられている。
【0019】
統合ＦＣＣユニットにおけるプラスチック熱分解油の生成およびそのプラスチック熱分解油の分解により混合プラスチック流から熱分解生成物を製造するためのシステムおよび方法の様々な実施の形態を広く記載してきたが、その実施の形態が、様々な図面を参照して、より詳しく説明される。
【0020】
図１を参照すると、本開示の１つ以上の一般化された実施の形態の概略図が示されている。混合プラスチックを含む入口流１０１がプラスチック熱分解ユニット５０に供給される。プラスチック熱分解ユニット５０は、入口流１０１と流体連通しており、プラスチック熱分解油出口５２で入口流１０１からプラスチック熱分解油１０２の流れを生成するように機能する。ＦＣＣユニット１３０が、プラスチック熱分解ユニット５０のプラスチック熱分解油出口５２と流体連通しており、プラスチック熱分解油１０２を含む接触分解供給流１０３を生成物流１１０に分解するように機能する。プラスチック熱分解油１０２の流れが、さらにどのような処理も行わずにＦＣＣユニット１３０に供給される実施の形態において、接触分解供給流１０３は、プラスチック熱分解油１０２の流れと同義であることに留意のこと。生成物流１１０は、一般に、Ｃ２～Ｃ４の炭素数を有するオレフィンおよび留出燃料を含む。
【0021】
プラスチック原料
１つ以上の実施の形態において、入口流１０１は、組成が異なる混合プラスチックを含むプラスチック原料を含む。プラスチック熱分解ユニット５０に供給されるプラスチック原料は、様々な高分子類からのプラスチックの混合物であることがある。様々な実施の形態において、プラスチック原料は、表１に開示された高分子類の１つ以上を表すプラスチックを含むことがある。具体的に、プラスチック原料は、オレフィン、炭酸エステル、芳香族高分子、スルホン、フッ素化炭化水素高分子、塩素化炭化水素高分子、およびアクリロニトリルの１つ以上を表すプラスチックを含むことがある。さらに、プラスチック熱分解ユニット５０に供給されるプラスチック原料は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ、例えば、立方センチメートル当たり約０．９３から０．９７グラム（ｇ／ｃｍ３）の密度）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ、例えば、約０．９１０ｇ／ｃｍ３から０．９４０ｇ／ｃｍ３）、ポリプロピレン（ＰＰ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の混合物であることがある。混合プラスチック原料を利用することにより、プラスチックを細分類する必要なく、プラスチックの再生利用を可能にできることが認識されよう。
１つ以上の実施の形態において、入口流１０１は、組成が異なる混合プラスチックを含むプラスチック原料を含む。プラスチック熱分解ユニット５０に供給されるプラスチック原料は、様々な高分子類からのプラスチックの混合物であることがある。様々な実施の形態において、プラスチック原料は、表１に開示された高分子類の１つ以上を表すプラスチックを含むことがある。具体的に、プラスチック原料は、オレフィン、炭酸エステル、芳香族高分子、スルホン、フッ素化炭化水素高分子、塩素化炭化水素高分子、およびアクリロニトリルの１つ以上を表すプラスチックを含むことがある。さらに、プラスチック熱分解ユニット５０に供給されるプラスチック原料は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ、例えば、立方センチメートル当たり約０．９３から０．９７グラム（ｇ／ｃｍ３）の密度）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ、例えば、約０．９１０ｇ／ｃｍ３から０．９４０ｇ／ｃｍ３）、ポリプロピレン（ＰＰ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の混合物であることがある。混合プラスチック原料を利用することにより、プラスチックを細分類する必要なく、プラスチックの再生利用を可能にできることが認識されよう。
【0022】
【表1】
【0023】
入口流１０１のプラスチックは、様々な異なる形態で提供されることがある。プラスチックは、より小規模の操作では粉末の形態にあることがある。プラスチックは、より大規模の操作では、１から５ミリメートル（ｍｍ）の粒径を持つペレットなどのペレットの形態にあることがある。さらなる実施の形態において、プラスチックは、細断された、または挽いた生成物として提供されることがある。さらに、入口流１０１のプラスチックは、天然、合成または半合成高分子であることがある。様々な実施の形態において、入口流１０１のプラスチックは、廃棄プラスチック、製造規格外生成物、新たなプラスチック生成物、未使用のプラスチック生成物、並びにそれの組合せを含むことがある。
【0024】
プラスチック熱分解
プラスチック熱分解ユニット５０は、プラスチックの入口流１０１を気体生成物、液体生成物、および固体生成物に転化する。液体生成物は、プラスチック熱分解油１０２の流れとしてプラスチック熱分解油出口５２を介してプラスチック熱分解ユニット５０から流出物として提供される。気体生成物の流れは、排ガス流１０６として様々な図面に広く示されている。排ガス流１０６中の気体生成物は、水素と炭化水素ガス（Ｃ１～Ｃ４）、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ２）、および他の酸性ガスなどの様々な種を含むことがある。生成された固体材料は、固体流１０８として様々な図面に広く示されている。
プラスチック熱分解ユニット５０は、プラスチックの入口流１０１を気体生成物、液体生成物、および固体生成物に転化する。液体生成物は、プラスチック熱分解油１０２の流れとしてプラスチック熱分解油出口５２を介してプラスチック熱分解ユニット５０から流出物として提供される。気体生成物の流れは、排ガス流１０６として様々な図面に広く示されている。排ガス流１０６中の気体生成物は、水素と炭化水素ガス（Ｃ１～Ｃ４）、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ２）、および他の酸性ガスなどの様々な種を含むことがある。生成された固体材料は、固体流１０８として様々な図面に広く示されている。
【0025】
プラスチック熱分解ユニット５０として使用される特定の反応器は、異なるタイプのものであり得、本開示の目的のために限定されない。当業者には、プラスチック熱分解ユニット５０の機能を果たすために使用できる典型的な反応器のタイプに、タンク型反応器、回転窯、充填床、バブリングおよび循環流動床などがあることが認識されよう。１つ以上の実施の形態において、入口流１０１中のプラスチック原料の熱分解は、３００から１０００℃の温度で、熱分解触媒の存在下または不在下で行われる。様々なさらなる実施の形態において、プラスチック熱分解ユニット５０は、４５０℃以下の温度で低シビアリティーで、４５０℃より高い温度で高シビアリティーで、３００から４５０℃の温度で、４５０から１０００℃の温度で、４５０から７５０℃の温度で、６００から１０００℃の温度で、または７５０から１０００℃の温度で、作動することがある。様々な実施の形態において、プラスチック熱分解ユニット５０は、１から１００バール（０．１から１０ＭＰａ）、１から５０バール（０．１から５ＭＰａ）、１から２５バール（０．１から２．５ＭＰａ）、または１から１０バール（０．１から１ＭＰａ）の範囲の圧力で作動することがある。さらに、様々な実施の形態において、プラスチック熱分解ユニット５０中のプラスチック原料の滞留時間は、１から３６００秒、６０から１８００秒、または６０から９００秒であることがある。
【0026】
接触分解供給流
１つ以上の実施の形態において、プラスチック熱分解ユニット５０から出たプラスチック熱分解油１０２の流れは、精製留分と混合されることがある。図２を参照すると、ＦＣＣユニット１３０に導入される前に、二次炭化水素流１０４がプラスチック熱分解油１０２と混ぜ合わされる、本開示の１つ以上の一般化された実施の形態の概略図が提示されている。具体的に、ＦＣＣユニット１３０に供給される接触分解供給流１０３の流れの中のプラスチック熱分解油の組成は、０．１質量パーセント（質量％）から１００質量％まで変動することがあり、残りは二次炭化水素流１０４を含む。様々な実施の形態において、ＦＣＣユニット１３０に供給される接触分解供給流１０３の流れの中のプラスチック熱分解油の組成は、０．ｌから１００質量％のプラスチック熱分解油、２０から１００質量％のプラスチック熱分解油、４０から１００質量％のプラスチック熱分解油、６０から１００質量％のプラスチック熱分解油、８０から１００質量％のプラスチック熱分解油、または実質的に１００質量％のプラスチック熱分解油を含むことがある。１つ以上の実施の形態において、二次炭化水素流１０４は、水素添加分解装置ボトム、バージンまたは水素化処理真空軽油、脱歴油（ＤＡＯ）、コーカー軽油、循環油、ビスブレーキング油、常圧残油などの従来のＦＣＣ原料流であることがある。
１つ以上の実施の形態において、プラスチック熱分解ユニット５０から出たプラスチック熱分解油１０２の流れは、精製留分と混合されることがある。図２を参照すると、ＦＣＣユニット１３０に導入される前に、二次炭化水素流１０４がプラスチック熱分解油１０２と混ぜ合わされる、本開示の１つ以上の一般化された実施の形態の概略図が提示されている。具体的に、ＦＣＣユニット１３０に供給される接触分解供給流１０３の流れの中のプラスチック熱分解油の組成は、０．１質量パーセント（質量％）から１００質量％まで変動することがあり、残りは二次炭化水素流１０４を含む。様々な実施の形態において、ＦＣＣユニット１３０に供給される接触分解供給流１０３の流れの中のプラスチック熱分解油の組成は、０．ｌから１００質量％のプラスチック熱分解油、２０から１００質量％のプラスチック熱分解油、４０から１００質量％のプラスチック熱分解油、６０から１００質量％のプラスチック熱分解油、８０から１００質量％のプラスチック熱分解油、または実質的に１００質量％のプラスチック熱分解油を含むことがある。１つ以上の実施の形態において、二次炭化水素流１０４は、水素添加分解装置ボトム、バージンまたは水素化処理真空軽油、脱歴油（ＤＡＯ）、コーカー軽油、循環油、ビスブレーキング油、常圧残油などの従来のＦＣＣ原料流であることがある。
【0027】
図３を参照すると、１つ以上の実施の形態において、プラスチック熱分解油１０２が脱金属化操作６０に供給されて、プラスチック熱分解油１０２から金属成分を除去し、脱金属化プラスチック熱分解油１０５の流れを生成することがある。それゆえ、接触分解供給流１０３は、プラスチック熱分解油１０２の代わりに、脱金属化プラスチック熱分解油１０５を含むであろう。１つ以上の実施の形態において、脱金属化操作６０は、プラスチック熱分解油１０２と二次炭化水素流１０４の両方の成分が、ＦＣＣユニット１３０に導入される前に、脱金属化を経るように、プラスチック熱分解油１０２と二次炭化水素流１０４の合流点の後に配置されてもよいことがさらに認識されるであろう。
【0028】
１つ以上の実施の形態において、脱金属化操作６０は、接触水素化脱金属化であることがある。引用される米国特許第８４９１７７９号明細書には、接触水素化脱金属化（ＨＤＭ）の精製プロセスへの統合が教示されている。ＨＤＭ工程は、触媒と水素の存在下で行われる。さらに、１つ以上の実施の形態において、使用される水素は、下流工程に由来し得る。ＨＤＭは、一般に、３７０から４５０℃、および３０から２００バール（３から２０ＭＰａ）の圧力で行われる。また、ＨＤＭを教示した、ここに引用される米国特許第５４１７８４６号、並びに全てがここに引用される、米国特許第４９７６８４８号、同第４６５７６６４号、同第４１６６０２６号、および同第３８９１５４１号の各明細書を参照のこと。
【0029】
１つ以上の実施の形態において、脱金属化操作６０は、溶剤脱歴であることがある。溶剤脱歴のプロセスにより、処理された流れの金属含有炭化水素は溶剤脱歴ユニットのアスファルテン流になる。ここに引用される米国特許第７５６６３９４号明細書には、溶剤脱歴プロセスの詳細が教示されている。
【0030】
流動床反応器
ここで、ＦＣＣユニット１３０およびＦＣＣユニット１３０を組み込んだプロセスと方法の実施の形態を記載する。例示の実施の形態において、ＦＣＣユニット１３０は、図４を参照して下記に記載されるダウナーＦＣＣユニット１３０ａ、または図５を参照して下記に記載されるライザーＦＣＣユニット１３０ｂであることがある。ダウナーＦＣＣユニット１３０ａおよびライザーＦＣＣユニット１３０ｂの両方とも、接触分解供給流１０３が少なくとも部分的に分解されて、生成物流１１０を生成するように流動床反応器１１３を備える。
ここで、ＦＣＣユニット１３０およびＦＣＣユニット１３０を組み込んだプロセスと方法の実施の形態を記載する。例示の実施の形態において、ＦＣＣユニット１３０は、図４を参照して下記に記載されるダウナーＦＣＣユニット１３０ａ、または図５を参照して下記に記載されるライザーＦＣＣユニット１３０ｂであることがある。ダウナーＦＣＣユニット１３０ａおよびライザーＦＣＣユニット１３０ｂの両方とも、接触分解供給流１０３が少なくとも部分的に分解されて、生成物流１１０を生成するように流動床反応器１１３を備える。
【0031】
図４の工程系統図を参照すると、ダウナーＦＣＣユニット１３０ａが、ここに記載されたプロセスに使用されることがある。ダウナーＦＣＣユニット１３０ａは、流動床反応器１１３および分離区域１１５を含む反応器分離器ユニット１１１を備える。ダウナーＦＣＣユニット１３０ａは、使用済み触媒を再生するための触媒再生器１１７も備える。触媒は、一般に、触媒再生器１１７を通り、流動床反応器１１３に循環し、触媒再生器１１７に戻るであろう。
【0032】
ダウナーＦＣＣユニット１３０ａの稼働中、接触分解供給流１０３が移送ライン１１９を通じて供給物として流動床反応器１１３に導入される。いくつかの実施の形態において、接触分解供給流１０３は、供給物を噴霧化するために蒸気または他の適切な気体と共に、流動床反応器１１３に導入されることがある。触媒再生器１１７からのある量の加熱された新たなまたは高温再生固体クラッキング触媒粒子も、流動床反応器１１３の頂部で引き込みウェル(withdrawal well)またはホッパー（図示せず）に移送されることがある。新たな触媒は、エネルギー源により、または再生触媒粒子との接触により、加熱されることがある。再生触媒は、コークス除去中の酸化反応から生じる熱によって、加熱されることがある。触媒の量は、接触分解供給流１０３を所望の生成物プロファイルまで分解するのに十分であることがある。触媒粒子は、例えば、一般に移送ラインまたはスタンドパイプと呼ばれる、導管またはパイプなどの下向きの移送ライン１２１を通じて、流動床反応器１１３の触媒入口に移送されることがある。高温の触媒流は安定して、高温触媒を流動床反応器１１３の混合区域または供給物噴射部分に均一に向けることを確実にするであろう。いくつかの実施の形態において、移送ライン１２１、移送ライン１１９、またはその両方は、流動床反応器１１３に対して方向付けられて、それぞれ、触媒および接触分解供給流１０３を流動床反応器１１３の上部または頂部に導入する。
【0033】
接触分解供給流１０３は、流動床反応器１１３の混合区域に噴射されることがある。例えば、接触分解供給流１０３は、供給物噴射ノズルを通じて流動床反応器１１３に入ることがある。いくつかの実施の形態において、供給物噴射ノズルは、再生触媒粒子が流動床反応器１１３に導入される場所に近接して位置付けられることがある。いくつかの実施の形態において、例えば、多数の噴射ノズルを使用して、接触分解供給流１０３と触媒の完全かつ均一な混合を支援することがある。接触分解供給流１０３が流動床反応器１１３内で高温触媒と接触するときに、分解反応が起こり始める。炭化水素分解生成物の反応蒸気、未反応供給物、および触媒混合物が、流動床反応器１１３の残りを通り、反応器分離器ユニット１１１の底部分で迅速分離区域１１５中に急速に流れる。生成物流１１０の分解および未分解炭化水素は、導管またはパイプ１２３を通じて当該技術分野で公知の従来の生成物回収セクションに向けられることがある。
【0034】
温度制御が必要であれば、分離区域１１５の直前の、流動床反応器１１３の底部近くに、急冷噴射が設けられることがある。この急冷噴射は、分解反応を急速に減少させるか、または停止させ、例えば、プロセスの融通性を増すために、分解シビアリティーを制御するのに使用することができる。
【0035】
流動床反応器１１３の出口温度である、流動床反応器１１３内の反応温度は、触媒再生器１１７から流動床反応器１１３の頂部への再生触媒の流れを制御する触媒滑り弁（図示せず）の開閉により制御されることがある。吸熱分解反応に必要な熱の少なくとも一部は、触媒再生器１１７内の再生プロセスで獲得した熱を有する再生触媒により供給されることがある。高温の再生触媒の流量を変えることにより、例えば、軽質オレフィン炭化水素およびガソリンなどの燃料生成物を所望の収率で製造するために、流動床反応器１１３内の作動シビアリティーまたは分解条件を制御することができる。
【0036】
例えば、反応器分離器ユニット１１１におけるダウナーＦＣＣユニット１３０ａは、使用済み触媒から燃料を分離するためのストリッパー１３１を備えることがある。使用済み触媒は、ストリッパー１３１を通過した後、触媒再生器１１７に移送されることがある。分離区域１１５からの触媒は、触媒除去セクションを含むストリッパー１３１の下部セクションに流れ、触媒除去セクションには、蒸気などの適切なストリッピングガスが移送ライン１３３を通じて導入される。ストリッパー１３１は、いくつかのバッフルまたは構造化パッキン（図示せず）を備えることがあり、そこを下向きに流れる使用済み触媒が、流れるストリッピングガスと対向流で通過する。典型的に蒸気である、上向きに流れるストリッピングガスは、触媒の細孔中または触媒粒子間に残る任意の追加の炭化水素を「ストリッピングする(strip)」または除去するために使用される。
【0037】
ダウナーＦＣＣユニット１３０ａにおいて、ストリッピングされたまたは使用済み触媒は、例えば、移送ライン１２７を通じて、触媒再生器１１７の底部に供給される燃焼用空気からの揚力によって、移送ライン１２５を通じて移送されることがある。追加の燃焼用空気と接触させることもできる、この使用済み触媒は、制御された燃焼を経験し、これにより、使用済み触媒上に蓄積した任意のコークスが焼き払われる。煙道ガスは、導管１２９を通じて触媒再生器１１７から除去される。触媒再生器１１７において、副生成物のコークスの燃焼により生じた熱は、移送ライン１２１および移送ライン１２２内の触媒を通じて流動床反応器１１３に移送されることがある。それによって、流動床反応器１１３内の吸熱分解反応に必要な熱エネルギーの少なくとも一部が、触媒再生器１１７内の触媒再生中に生じた熱から提供されることがある。
【0038】
ダウナー反応器（ダウナー）は、一般に、反応器の頂部で供給物が導入され、下向流式であり、上向流式反応器（ライザー）と比べて滞留時間が短い。
【0039】
一般に、適切なダウナーＦＣＣユニット１３０ａの流動床反応器１１３の作動条件としては、約４５０℃から約７００℃、特定の実施の形態において、約５００℃から約６７５℃、さらなる実施の形態において、約５５０℃から約６５０℃の反応温度；約１ｋｇ／ｃｍ２から約２０ｋｇ／ｃｍ２（約９８ｋＰａから約１．９６ＭＰａ）、特定の実施の形態において、約１ｋｇ／ｃｍ２から約１０ｋｇ／ｃｍ２（約９８ｋＰａから約９８０ｋＰａ）、さらなる実施の形態において、約１ｋｇ／ｃｍ２から約３ｋｇ／ｃｍ２（約９８ｋＰａから約２９４ｋＰａ）の反応圧力；約０．１秒から約３０秒、特定の実施の形態において、約０．ｌ秒から約２０秒、さらなる実施の形態において、約０．１秒から約１０秒の接触時間（反応器内の）；および約３：１から約６０：１、特定の実施の形態において、約４：１から約５０：１、さらなる実施の形態において、約６：１から約４０：１の質量基準の触媒対供給物比が挙げられる。流動床反応器１１３に入る接触分解供給流１０３の流量で除算された触媒再生器１１７から流動床反応器１１３に入る触媒の流量は、ダウナーＦＣＣユニット１３０ａの触媒対供給物比を定義することに留意されたい。
【0040】
図５の一般化された工程系統図を参照すると、本開示によるシステムおよびプロセスに、ライザーＦＣＣユニット１３０ｂが使用されることがある。ライザーＦＣＣユニット１３０ｂは、流動床反応器区域２１３および分離区域２１５を有する反応器分離器２１１を備える。流動床反応器区域２１３は、ライザー反応器３１３および固体分離区域３１４を備える。分離区域２１５は、固体をさらに分離し、生成物流１１０中に固体が残る可能性を低下させることが認識されるであろう。固体分離区域３１４はサイクロンを含むことがある。ライザーＦＣＣユニット１３０ｂは、使用済み触媒を再生するための触媒再生器２１７も備える。
【0041】
接触分解供給流１０３は、供給物として移送ライン２１９を通じて流動床反応器区域２１３に搬送されることがある。いくつかの実施の形態において、接触分解供給流１０３は、供給物を噴霧化するために蒸気または他の適切な気体によって移送ライン２１９内で同伴されることがある。供給物を噴霧化することにより、流動床ライザー反応器３１３における接触分解供給流１０３の所望の分解に十分な量の加熱された新たなまたは再生された固体クラッキング触媒粒子との混合と密接な接触が促進されるであろう。触媒粒子は、触媒再生器２１７から移送ライン２２１を通じて流動床反応器区域２１３に搬送されることがある。接触分解供給流１０３およびクラッキング触媒は、流動床反応器３１２に導入される懸濁液を形成する条件下で接触させられる。
【0042】
ライザーＦＣＣユニット１３０ｂを使用する連続プロセスにおいて、クラッキング触媒と接触分解供給流１０３の混合物は、流動床ライザー反応器３１３を上方に進む。流動床ライザー反応器３１３において、高温のクラッキング触媒粒子は、炭素・炭素結合の開裂により炭化水素分子を接触分解する。炭化水素分解生成物の反応蒸気、未反応供給物、および触媒混合物が、流動床反応器区域２１３の残りを急速に流れる。反応が進むにつれて、反応成分はライザーを通って上方に移動する。
【0043】
流動床反応器区域２１３、より詳しくはライザー反応器３１３内の反応中に、ＦＣＣ工程で通常のように、クラッキング触媒は、コークス化されることがある。コークス化された触媒では、活性触媒部位へのアクセスは、制限されるか、または存在しない。ライザーＦＣＣユニット１３０ｂからの反応生成物は、一般に、ライザーＦＣＣユニット１３０ｂ内の分離区域２１５と称される、ＦＣＣユニットにおいて公知のどの適切な構成を使用して、コークス化された触媒から分離されてもよい。分離区域２１５は、固体分離区域３１４の上の反応器分離器２１１の頂部に配置されることがある。分離区域２１５は、例えば、サイクロンなど、当業者に公知の任意の適切な装置を含み得る。反応生成物は、生成物流１１０として移送ライン１２３を通じて引き出されることがある。
【0044】
炭化水素原料の流動分解からのコークス堆積物を含有する触媒粒子は、固体分離区域３１４、分離区域２１５、またはその両方から、移送ライン２２５を通じて、触媒再生器２１７に通過する。触媒再生器２１７において、コークス化した触媒は、移送ライン２２７を通じて触媒再生器２１７に入る、純酸素または空気などの酸素含有ガスの流れと接触する。触媒再生器２１７は、典型的なＦＣＣ工程で公知の条件下で、公知の構成で稼働されることがある。例えば、触媒再生器２１７は、移送ライン２２９を通じて排出される燃焼生成物を含む再生排ガスを生成する流動床の機能を果たすことができる。高温の再生触媒は、触媒再生器２１７から移送ライン２２１を通じて、上述したように接触分解供給流１０３と混合するために、ライザー反応器３１３で流動床反応器区域２１３の底部に移送されることがある。
【0045】
一般に、適切なライザーＦＣＣユニット１３０ｂの流動床ライザー反応器３１３の作動条件としては、約４５０℃から約７００℃、特定の実施の形態において、約５００℃から約６７５℃、さらなる実施の形態において、約５５０℃から約６５０℃の反応温度；約１ｋｇ／ｃｍ２から約２０ｋｇ／ｃｍ２（約９８ｋＰａから約１．９６ＭＰａ）、特定の実施の形態において、約１ｋｇ／ｃｍ２から約１０ｋｇ／ｃｍ２（約９８ｋＰａから約９８０ｋＰａ）、さらなる実施の形態において、約１ｋｇ／ｃｍ２から約３ｋｇ／ｃｍ２（約９８ｋＰａから約２９４ｋＰａ）の反応圧力；約０．１秒から約３０秒、特定の実施の形態において、約２秒から約２０秒、さらなる実施の形態において、約５秒から約１０秒の接触時間（反応器内の）；および約３：１から約２０：１、特定の実施の形態において、約４：１から約１０：１、さらなる実施の形態において、約６：１から約８：１の触媒対供給物比が挙げられる。流動床反応器区域２１３に入る接触分解供給流１０３の流量で除算された触媒再生器２１７から流動床反応器区域２１３に入る触媒の流量は、ライザーＦＣＣユニット１３０ｂの触媒対供給物比を定義することに留意されたい。
【0046】
特定の分量および所望の生成物に適した触媒が、流動接触分解反応器に搬送されることがある。特定の実施の形態において、水素転移反応など、オレフィンの形成を促進し、オレフィン消費反応を最小にするために、ＦＣＣ塩基クラッキング触媒（流動クラッキング塩基触媒）およびＦＣＣ触媒添加剤（触媒添加剤）を含むＦＣＣ触媒混合物が、ＦＣＣユニットに使用される。
【0047】
具体的には、ＦＣＣ塩基クラッキング触媒の基質としては、１種類以上のＹ型ゼオライト、カオリンなどの粘土、モンモリロナイト、ハロイサイトおよびベントナイト、および／またはアルミナ、シリカ、ボリア、クロミア、マグネシア、ジルコニア、チタニアおよびシリカ・アルミナなどの１種類以上の無機多孔質酸化物を含む、天然または合成ゼオライトが挙げられる。１つ以上の実施の形態において、ＦＣＣ塩基クラッキング触媒は、超安定Ｙ型（ＵＳＹ）ゼオライトを含む。適切なＦＣＣ塩基クラッキング触媒は、０．５ｇ／ｍＬから１．０ｇ／ｍＬの嵩密度、５０μｍから９０μｍの平均粒径、５０ｍ２／ｇから３５０ｍ２／ｇの表面積、および０．０５ｍＬ／ｇから０．５ｍＬ／ｇの細孔体積を有することがある。
【0048】
適切なＦＣＣ触媒混合物は、ＦＣＣ塩基クラッキング触媒に加え、形状選択性ゼオライトを含有するＦＣＣ触媒添加剤を含有することがある。ここに称される形状選択性ゼオライトは、Ｙ型ゼオライトの細孔径より小さい細孔径を有するゼオライトを意味し、よって、形状が制限された炭化水素のみがゼオライトにその細孔を通じて入ることができる。適切な形状選択性ゼオライト成分の例としては、ＺＳＭ－５ゼオライト、ベータゼオライト、ゼオライトオメガ、ＳＡＰＯ－５ゼオライト、ＳＡＰＯ－１１ゼオライト、ＳＡＰＯ３４ゼオライト、およびペンタシル型アルミノケイ酸塩が挙げられる。ゼオライトは、１つ以上の原子を骨格に、またはゼオライトの空洞に組み込むことによって、後改質されることがある。その１種類以上の組み込まれる原子は、チタン、ジルコニウム、ガリウム、ハフニウム、ホウ素、またはその組合せであり得る。詳述された形状選択性ゼオライトの１つ以上の組合せも使用してよい。ＦＣＣ触媒添加剤中の形状選択性ゼオライトの含有量は、一般に、約２０質量％から７０質量％、特定の実施の形態において、約３０質量％から６０質量％の範囲にある。
【0049】
適切なＦＣＣ触媒添加剤は、０．５ｇ／ｍＬから１．０ｇ／ｍＬの嵩密度、５０μｍから９０μｍの平均粒径、１０ｍ２／ｇから２００ｍ２／ｇの表面積、および０．０１ｍＬ／ｇから０．３ｍＬ／ｇの細孔体積を有することがある。
【0050】
いくつかの実施の形態において、ＦＣＣ触媒混合物は、ＦＣＣ触媒混合物の総質量に基づいて、６０質量％から９５質量％のＦＣＣ塩基クラッキング触媒を含有することがある。ＦＣＣ触媒混合物は、ＦＣＣ触媒混合物の総質量に基づいて、５質量％から４０質量％のＦＣＣ触媒添加剤を含有することがある。ＦＣＣ触媒混合物中のＦＣＣ塩基クラッキング触媒の質量分率が６０質量％より低い場合、またはＦＣＣ触媒混合物中のＦＣＣ触媒添加剤の質量分率が４０質量％より高い場合、接触分解供給流１０３の転化率が低くなるために、Ｃ２～Ｃ４の炭素数を有するオレフィンおよび留出燃料の収率が最適ではなくなるであろう。ＦＣＣ触媒混合物中のＦＣＣ塩基クラッキング触媒の質量分率が９５質量％より高い場合、またはＦＣＣ触媒混合物中のＦＣＣ触媒添加剤の質量分率が５質量％より低い場合、接触分解供給流１０３の転化率が高いにもかからわず、Ｃ２～Ｃ４の炭素数を有するオレフィンおよび留出燃料の収率が最適ではなくなることがある。
【実施例】
【0051】
プラスチック熱分解油の流動接触分解により、留出燃料および軽質オレフィンとしてプラスチック熱分解の生成物を調製するための方法およびシステムの様々な実施の形態が、以下の実施例によりさらに明白になるであろう。実施例は、事実上、説明に役立つものであり、本開示の主題を限定すると理解されるべきではない。
【0052】
実施例１
ＨＤＰＥ、ＬＤＰＥ、ＰＰ、ＬＬＤＰＥ、ＰＳ、およびＰＥＴの混合物を含むプラスチック供給物１０１をプラスチック熱分解ユニット５０に供給し、処理して、気体留分、液体留分、および固体留分を生成した。気体留分は、Ｃ１～Ｃ４炭化水素ガス、並びに他の汚染ガスを含んでいた。例えば、硫黄含有高分子は硫化水素を放出することがあり、窒素含有高分子はアンモニアや窒素を放出することがあり、酸素含有高分子は水や酸素を放出することがある。固体留分は、製造プロセス中にプラスチックに添加された添加剤から生成され、一般に、１０億分率の金属成分として生成される。プラスチック熱分解ユニット５０からの液体留分は、プラスチック熱分解油１０２の流れとして提供される。プラスチック熱分解油中の金属成分の濃度が、表２に与えられており、ここで、明確にするために、「＜」は「未満」を意味することに留意されたい。プラスチック熱分解油１０２のさらなる性質と組成が、表３Ａおよび３Ｂに示されている。
ＨＤＰＥ、ＬＤＰＥ、ＰＰ、ＬＬＤＰＥ、ＰＳ、およびＰＥＴの混合物を含むプラスチック供給物１０１をプラスチック熱分解ユニット５０に供給し、処理して、気体留分、液体留分、および固体留分を生成した。気体留分は、Ｃ１～Ｃ４炭化水素ガス、並びに他の汚染ガスを含んでいた。例えば、硫黄含有高分子は硫化水素を放出することがあり、窒素含有高分子はアンモニアや窒素を放出することがあり、酸素含有高分子は水や酸素を放出することがある。固体留分は、製造プロセス中にプラスチックに添加された添加剤から生成され、一般に、１０億分率の金属成分として生成される。プラスチック熱分解ユニット５０からの液体留分は、プラスチック熱分解油１０２の流れとして提供される。プラスチック熱分解油中の金属成分の濃度が、表２に与えられており、ここで、明確にするために、「＜」は「未満」を意味することに留意されたい。プラスチック熱分解油１０２のさらなる性質と組成が、表３Ａおよび３Ｂに示されている。
【0053】
【表2】
【0054】
【表3A】
【0055】
【表3B】
【0056】
実施例２
表３Ａおよび３Ｂにその性質が与えられているプラスチック熱分解油は、ＡＣＥユニット内で接触分解された流体であった。このプラスチック熱分解油は、３０秒の滞留時間および６の公称触媒対油比で、繰り返しの試行において５２０℃、６００℃、および６５０℃で分解された。使用した触媒は、ＣＡＮ－ＦＣＣ３（ＴｉおよびＺｒで後改質されたＵＳＹゼオライト、アルミナ結合剤、粘土およびカオリン）およびＺＳＭ－５ゼオライト添加剤であった。触媒対添加剤比は、質量％：質量％基準で９：１であった。作動条件と生成物の収量が、表４に纏められている。触媒と添加剤は、試験前に、分離ユニットにおいて６時間に亘る８１０℃での蒸気処理によって失活させたことに留意されたい。
表３Ａおよび３Ｂにその性質が与えられているプラスチック熱分解油は、ＡＣＥユニット内で接触分解された流体であった。このプラスチック熱分解油は、３０秒の滞留時間および６の公称触媒対油比で、繰り返しの試行において５２０℃、６００℃、および６５０℃で分解された。使用した触媒は、ＣＡＮ－ＦＣＣ３（ＴｉおよびＺｒで後改質されたＵＳＹゼオライト、アルミナ結合剤、粘土およびカオリン）およびＺＳＭ－５ゼオライト添加剤であった。触媒対添加剤比は、質量％：質量％基準で９：１であった。作動条件と生成物の収量が、表４に纏められている。触媒と添加剤は、試験前に、分離ユニットにおいて６時間に亘る８１０℃での蒸気処理によって失活させたことに留意されたい。
【0057】
【表4】
【0058】
表４から分かるように、分解温度が上昇するにつれて、熱分解油は、生成物流中で、エチレン、プロピレン、およびブチレンなどの軽質オレフィンが増加し、ガソリンが減少した。詳しくは、ガソリン留分は、分解温度を５２０℃から６５０℃まで上昇させると、５７．７１質量％から３３．５０質量％に減少した。同様に、全軽質オレフィン（エチレン、プロピレン、およびブチレンの合計で測定して）は、分解温度を５２０℃から６５０℃まで上昇させると、２５．４１質量％から４７．５１質量％に増加した。このように、プラスチック熱分解油から生成された生成物は、少なくとも一部には、接触分解温度を調節することによって、所望の生成物を得るように調整できることが実証された。
【0059】
実施例３
実施例１で得られたプラスチック熱分解油を、従来のＦＣＣ原料である水素添加分解装置ボトム流とブレンドした。水素添加分解装置ボトム流およびプラスチック熱分解油の組成と性質が、表５に与えられている。５質量％と２０質量％のプラスチック熱分解油で、２つのブレンドを調製した。これらのブレンドは、ＡＣＥユニット内で接触分解された流体であった。３０秒の滞留時間および５．６～６．１の範囲（公称６）の触媒対油比で、試験を５２０℃で行った。使用した触媒は、ＣＡＮ－ＦＣＣ３およびＺＳＭ－５触媒添加剤であった。触媒対添加剤比は、質量％：質量％基準で９：１であった。作動条件と生成物収量が、表６に纏められている。触媒と添加剤は、試験前に、分離ユニット内で６時間に亘る８１０℃での蒸気処理で不活性化したことに留意されたい。比較のために、純粋な水素添加分解装置ボトム流について、同じ作動条件での追加の試行を完了した。
実施例１で得られたプラスチック熱分解油を、従来のＦＣＣ原料である水素添加分解装置ボトム流とブレンドした。水素添加分解装置ボトム流およびプラスチック熱分解油の組成と性質が、表５に与えられている。５質量％と２０質量％のプラスチック熱分解油で、２つのブレンドを調製した。これらのブレンドは、ＡＣＥユニット内で接触分解された流体であった。３０秒の滞留時間および５．６～６．１の範囲（公称６）の触媒対油比で、試験を５２０℃で行った。使用した触媒は、ＣＡＮ－ＦＣＣ３およびＺＳＭ－５触媒添加剤であった。触媒対添加剤比は、質量％：質量％基準で９：１であった。作動条件と生成物収量が、表６に纏められている。触媒と添加剤は、試験前に、分離ユニット内で６時間に亘る８１０℃での蒸気処理で不活性化したことに留意されたい。比較のために、純粋な水素添加分解装置ボトム流について、同じ作動条件での追加の試行を完了した。
【0060】
【表5】
【0061】
【表6】
【0062】
表６から分かるように、熱分解油は、エチレン、プロピレンおよびブチレン並びにガソリンの生成に寄与する。生じた生成物の質量％としてのエチレン、プロピレン、およびブチレンの生成はかなり安定しているが、ガソリンの生成は、プラスチック熱分解油を利用すると、著しく増加する。具体的に、ガソリン留分は、供給流を純粋な水素添加分解装置ボトムから純粋なプラスチック熱分解油に変更すると、３７．４質量％から５７．７質量％に増加した。
【0063】
前述したことに基づいて、今では、混合プラスチック流から燃料および石油化学原料を製造するための方法およびシステムの様々な態様がここに開示されていることを理解すべきである。
【0064】
本開示の第１の態様によれば、混合プラスチック流から熱分解生成物を製造する方法は、（ａ）プラスチック原料の熱分解を行って、プラスチック熱分解油の流れを生成する工程；（ｂ）プラスチック熱分解油を含む接触分解供給流および触媒再生器からの触媒を流動床反応器に供給する工程；（ｃ）流動床反応器内で接触分解供給流を分解して、生成物流および使用済み触媒を生成する工程；および（ｄ）使用済み触媒を触媒再生器に移送し、触媒再生器内で触媒を再生する工程を含み、生成物流は、Ｃ２～Ｃ４の炭素数を有するオレフィンおよび留出燃料を含み、プラスチック熱分解油は、３６から１８０℃の沸点を有する炭化水素を表すナフサ留分、１８０から３７０℃の沸点を有する炭化水素を表すディーゼル留分、および３７０℃より高い沸点を有する炭化水素を表す真空軽油留分を含む。
【0065】
第２の態様は、プラスチック熱分解油が、酸素、硫黄、窒素、および塩素含有化合物を含む、第１の態様による方法を含む。
【0066】
第３の態様は、方法が、プラスチック熱分解油を脱金属化工程に供給して、プラスチック熱分解油から金属成分を除去し、脱金属化プラスチック熱分解油の流れを生成する工程をさらに含み、接触分解供給流が、プラスチック熱分解油の代わりに、脱金属化プラスチック熱分解油を含む、第１または第２の態様の方法を含む。
【0067】
第４の態様は、接触分解供給流が、従来のＦＣＣ原料流をさらに含む、第１から第３の態様のいずれかの方法を含む。
【0068】
第５の態様は、留出燃料がガソリンを含む、第１から第４の態様のいずれかの方法を含む。
【0069】
第６の態様は、方法が、接触分解供給流を流動床反応器に供給する前に、接触分解供給流を噴霧化する工程をさらに含む、第１から第５の態様のいずれかの方法を含む。
【0070】
第７の態様は、使用済み触媒が、分離区域内で生成物流から分離される、第１から第６の態様のいずれかの方法を含む。
【0071】
第８の態様は、使用済み触媒がコークス堆積物を含む、第１から第７の態様のいずれかの方法を含む。
【0072】
第９の態様は、流動床反応器が、４５０から７００℃の反応温度で作動される、第１から第８の態様のいずれかの方法を含む。
【0073】
第１０の態様は、流動床反応器が、１から３バール（０．１から０．３ＭＰａ）の反応圧力で作動される、第１から第９の態様のいずれかの方法を含む。
【0074】
第１１の態様は、接触分解供給流が、流動床反応器内で０．１から３０秒の滞留時間を有する、第１から第１０の態様のいずれかの方法を含む。
【0075】
第１２の態様は、流動床反応器に入る接触分解供給流の流量で除算された触媒再生器から流動床反応器に入る触媒の流量が、触媒対供給物比を定義し、触媒対供給物比が３：１から６０：１の範囲にある、第１から第１１の態様のいずれかの方法を含む。
【0076】
第１３の態様は、触媒が、流動クラッキング塩基触媒および触媒添加剤を含む、第１から第１２の態様のいずれかの方法を含む。
【0077】
第１４の態様は、流動クラッキング塩基触媒がＵＳＹゼオライトを含む、第１３の態様の方法を含む。
【0078】
第１５の態様は、流動クラッキング塩基触媒が、０．５ｇ／ｍｌから１．０ｇ／ｍｌの嵩密度、５０マイクロメートルから９０マイクロメートルの平均粒径、５０ｍ２／ｇから３５０ｍ２／ｇの表面積、および０．０５ｍｌ／ｇから０．５ｍｌ／ｇの細孔体積を有する、第１３または第１４の態様の方法を含む。
【0079】
第１６の態様は、触媒添加剤が形状選択性ゼオライトを含む、第１３から第１５の態様のいずれかの方法を含む。
【0080】
第１７の態様は、形状選択性ゼオライトが、Ｙ型ゼオライトの平均細孔径より小さい平均細孔径を有する、第１６の態様の方法を含む。
【0081】
第１８の態様は、形状選択性ゼオライトが、ＺＳＭ－５ゼオライト、ゼオライトオメガ、ＳＡＰＯ－５ゼオライト、ＳＡＰＯ－１１ゼオライト、ＳＡＰＯ３４ゼオライト、ペンタシル型アルミノケイ酸塩、およびその組合せからなる群より選択される、第１６または第１７の態様の方法を含む。
【0082】
第１９の態様は、形状選択性ゼオライトが、０．５ｇ／ｍｌから１．０ｇ／ｍｌの嵩密度、５０マイクロメートルから９０マイクロメートルの平均粒径、１０ｍ２／ｇから２００ｍ２／ｇの表面積、および０．０１ｍｌ／ｇから０．３ｍｌ／ｇの細孔体積を有する、第１６から第１８の態様のいずれかの方法を含む。
【0083】
第２０の態様は、触媒が、５質量％から４０質量％の触媒添加剤を含む、第１３から第１９の態様のいずれかの方法を含む。
【0084】
第２１の態様は、触媒添加剤が、約２０質量％から約７０質量％の形状選択性ゼオライトを含む、第２０の態様の方法を含む。
【0085】
第２２の態様は、流動床反応器がダウナーである、第１から第２１の態様のいずれかの方法を含む。
【0086】
第２３の態様は、流動床反応器がライザーである、第１から第２１の態様のいずれかの方法を含む。
【0087】
第２４の態様は、プラスチック原料が、異なる組成の混合プラスチックを含む、第１から第２３の態様のいずれかの方法を含む。
【0088】
第２５の態様は、プラスチック原料の熱分解が、３００℃から１０００℃の温度で触媒の存在下で行われる、第１から第２４の態様のいずれかの方法を含む。
【0089】
第２６の態様によれば、混合プラスチックをプラスチック熱分解生成物に処理するためのシステムは、混合プラスチックを含む入口流；入口流と流体連通し、プラスチック熱分解油出口で入口流からプラスチック熱分解油の流れを生成するように機能するプラスチック熱分解ユニット；触媒入口および接触分解供給流入口を含む流動床反応器；流動床反応器の触媒入口と流体連通した触媒再生器；触媒再生器から流動床反応器に循環し、触媒再生器に戻る触媒；および触媒と反応する、流動床反応器内に配置された接触分解供給流を含み、接触分解供給流入口は、触媒と反応して生成物流を生成する接触分解供給流が、流動床反応器内に配置されるようにプラスチック熱分解油出口と流体連通しており、接触分解供給流はプラスチック熱分解油を含み、そのプラスチック熱分解油は、３６から１８０℃の沸点を有する炭化水素を表すナフサ留分、１８０から３７０℃の沸点を有する炭化水素を表すディーゼル留分、および３７０℃より高い沸点を有する炭化水素を表す真空軽油留分を含む。
【0090】
第２７の態様は、流動床反応器がライザーである、第２６の態様のシステムを含む。
【0091】
第２８の態様は、流動床反応器がダウナーである、第２６の態様のシステムを含む。
【0092】
第２９の態様は、システムが、プラスチック熱分解油から金属成分を除去し、脱金属化プラスチック熱分解油の流れを生成するように作られた脱金属化ユニットを流体連通してさらに含み、接触分解供給流が、プラスチック熱分解油の代わりに、脱金属化プラスチック熱分解油を含む、第２６から第２８の態様のいずれかのシステムを含む。
【0093】
第３０の態様は、接触分解供給流入口が、従来のＦＣＣ原料流およびプラスチック熱分解油の流れが、流動床反応器に入る前に混合されるように、従来のＦＣＣ原料流とさらに流体連通している、第２６から第２９の態様のいずれかのシステムを含む。
【0094】
第３１の態様は、使用済み触媒が、分離区域内で生成物流から分離される、第２６から第３０の態様のいずれかのシステムを含む。
【0095】
第３２の態様は、流動床反応器が、４５０から７００℃の反応温度で作動される、第２６から第３１の態様のいずれかのシステムを含む。
【0096】
第３３の態様は、流動床反応器が、１から３バール（０．１から０．３ＭＰａ）の反応圧力で作動される、第２６から第３２の態様のいずれかのシステムを含む。
【0097】
第３４の態様は、接触分解供給流が、流動床反応器内で０．１から３０秒の滞留時間を有する、第２６から第３３の態様のいずれかのシステムを含む。
【0098】
第３５の態様は、触媒が、流動クラッキング塩基触媒および触媒添加剤を含む、第２６から第３４の態様のいずれかのシステムを含む。
【0099】
第３６の態様は、流動クラッキング塩基触媒がＵＳＹゼオライトを含む、第３５の態様のシステムを含む。
【0100】
第３７の態様は、流動クラッキング塩基触媒が、０．５ｇ／ｍｌから１．０ｇ／ｍｌの嵩密度、５０マイクロメートルから９０マイクロメートルの平均粒径、５０ｍ２／ｇから３５０ｍ２／ｇの表面積、および０．０５ｍｌ／ｇから０．５ｍｌ／ｇの細孔体積を有する、第３５または第３６の態様のシステムを含む。
【0101】
第３８の態様は、触媒添加剤が形状選択性ゼオライトを含む、第３５から第３７の態様のいずれかのシステムを含む。
【0102】
第３９の態様は、形状選択性ゼオライトが、Ｙ型ゼオライトの平均細孔径より小さい平均細孔径を有する、第３８の態様のシステムを含む。
【0103】
第４０の態様は、形状選択性ゼオライトが、ＺＳＭ－５ゼオライト、ゼオライトオメガ、ＳＡＰＯ－５ゼオライト、ＳＡＰＯ－１１ゼオライト、ＳＡＰＯ３４ゼオライト、ペンタシル型アルミノケイ酸塩、およびその組合せからなる群より選択される、第３８または第３９の態様のシステムを含む。
【0104】
第４１の態様は、形状選択性ゼオライトが、０．５ｇ／ｍｌから１．０ｇ／ｍｌの嵩密度、５０マイクロメートルから９０マイクロメートルの平均粒径、１０ｍ２／ｇから２００ｍ２／ｇの表面積、および０．０１ｍｌ／ｇから０．３ｍｌ／ｇの細孔体積を有する、第３８から第４０の態様のいずれかのシステムを含む。
【0105】
第４２の態様は、触媒が、５質量％から４０質量％の触媒添加剤を含む、第３５から第４１の態様のいずれかのシステムを含む。
【0106】
第４３の態様は、触媒添加剤が、約２０質量％から約７０質量％の形状選択性ゼオライトを含む、第４２の態様のいずれかのシステムを含む。
【0107】
請求項の主題の精神および範囲から逸脱せずに、記載された実施の形態に様々な改変および変更を行えることが、当業者に明白であるはずである。それゆえ、本明細書は、様々な記載された実施の形態の改変および変更を、そのような改変および変更が、付随の特許請求の範囲およびその等価物の範囲に入るという前提で、包含することが意図されている。
【0108】
名詞は、文脈上明白に他の意味に解釈すべき場合を除いて、複数の対象を含む。
【0109】
本開示に亘り、範囲が与えられている。その範囲により包含される各離散値も含まれると考えられる。それに加え、明白に開示された範囲により包含される各離散値により形成されるであろう範囲も、同じように考えられる。短く表現するために、開示された各範囲の後に同じものは明示的に示されず、現在の一般的な表示が与えられる。
【0110】
本開示および付随の特許請求の範囲で使用されるように、「含む(comprise)」、「有する(has)」、および「含む(include)」という単語、並びにその全ての文法的変形は、各々が、追加の要素またはステップを排除しない、開放された非限定的な意味を有することが意図される。
【符号の説明】
【0111】
５０ プラスチック熱分解ユニット
５２ プラスチック熱分解油出口
６０ 脱金属化工程
１０１ 入口流
１０２ プラスチック熱分解油
１０３ 接触分解供給流
１０４ 二次炭化水素流
１０５ 脱金属化プラスチック熱分解油
１０６ 排ガス流
１０８ 固体流
１１０ 生成物流
１１１ 反応器分離器ユニット
１１３ 流動床反応器
１１５、２１５ 分離区域
１１７、２１７ 触媒再生器
１１９、１２１、１２２、１２５、１２７、１３３、２１９、２２１、２２５ 移送ライン
１２３ 導管、パイプ
１３０ ＦＣＣユニット
１３０ａ ダウナーＦＣＣユニット
１３０ｂ ライザーＦＣＣユニット
１３１ ストリッパー
２１３ 流動床反応器区域
３１３ 流動床ライザー反応器
３１４ 固体分離区域
５２ プラスチック熱分解油出口
６０ 脱金属化工程
１０１ 入口流
１０２ プラスチック熱分解油
１０３ 接触分解供給流
１０４ 二次炭化水素流
１０５ 脱金属化プラスチック熱分解油
１０６ 排ガス流
１０８ 固体流
１１０ 生成物流
１１１ 反応器分離器ユニット
１１３ 流動床反応器
１１５、２１５ 分離区域
１１７、２１７ 触媒再生器
１１９、１２１、１２２、１２５、１２７、１３３、２１９、２２１、２２５ 移送ライン
１２３ 導管、パイプ
１３０ ＦＣＣユニット
１３０ａ ダウナーＦＣＣユニット
１３０ｂ ライザーＦＣＣユニット
１３１ ストリッパー
２１３ 流動床反応器区域
３１３ 流動床ライザー反応器
３１４ 固体分離区域
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【手続補正書】
【提出日】2024-06-06
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0110】
本開示および付随の特許請求の範囲で使用されるように、「含む(comprise)」、「有する(has)」、および「含む(include)」という単語、並びにその全ての文法的変形は、各々が、追加の要素またはステップを排除しない、開放された非限定的な意味を有することが意図される。
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
実施形態１
混合プラスチック流から熱分解生成物を製造する方法において、
（ａ）プラスチック原料の熱分解を行って、プラスチック熱分解油の流れを生成する工程、
（ｂ）前記プラスチック熱分解油を含む接触分解供給流および触媒再生器からの触媒を流動床反応器に供給する工程、
（ｃ）前記流動床反応器内で前記接触分解供給流を分解して、生成物流および使用済み触媒を生成する工程、および
（ｄ）前記使用済み触媒を前記触媒再生器に移送し、該触媒再生器内で前記触媒を再生する工程、
を含み、
前記生成物流は、Ｃ ２ ～Ｃ ４ の炭素数を有するオレフィンおよび留出燃料を含み、
前記プラスチック熱分解油は、３６から１８０℃の沸点を有する炭化水素を表すナフサ留分、１８０から３７０℃の沸点を有する炭化水素を表すディーゼル留分、および３７０℃より高い沸点を有する炭化水素を表す真空軽油留分を含む、方法。
実施形態２
前記方法が、前記プラスチック熱分解油を脱金属化工程に供給して、該プラスチック熱分解油から金属成分を除去し、脱金属化プラスチック熱分解油の流れを生成する工程をさらに含み、
前記接触分解供給流が、前記プラスチック熱分解油の代わりに、前記脱金属化プラスチック熱分解油を含む、実施形態１に記載の方法。
実施形態３
前記接触分解供給流が、従来の流動接触分解原料流をさらに含む、実施形態１または２に記載の方法。
実施形態４
前記流動床反応器が、４５０から７００℃の反応温度で作動され、該流動床反応器が、１から３バール（０．１から０．３ＭＰａ）の反応圧力で作動され、前記接触分解供給流が、該流動床反応器内で０．１から３０秒の滞留時間を有する、実施形態１から３いずれか１つに記載の方法。
実施形態５
前記流動床反応器に入る前記接触分解供給流の流量で除算された前記触媒再生器から該流動床反応器に入る前記触媒の流量が、触媒対供給物比を定義し、該触媒対供給物比が３：１から６０：１の範囲にある、実施形態１から４いずれか１つに記載の方法。
実施形態６
前記触媒が、流動クラッキング塩基触媒および触媒添加剤を含む、実施形態１から３いずれか１つに記載の方法。
実施形態７
前記流動クラッキング塩基触媒がＵＳＹゼオライトを含む、実施形態６に記載の方法。
実施形態８
前記触媒添加剤が形状選択性ゼオライトを含む、実施形態６または７に記載の方法。
実施形態９
混合プラスチックをプラスチック熱分解生成物に処理するためのシステムにおいて、
混合プラスチックを含む入口流、
前記入口流と流体連通し、プラスチック熱分解油出口で該入口流からプラスチック熱分解油の流れを生成するように機能するプラスチック熱分解ユニット、
触媒入口および接触分解供給流入口を含む流動床反応器、
前記流動床反応器の前記触媒入口と流体連通した触媒再生器、
前記触媒再生器から前記流動床反応器に循環し、該触媒再生器に戻る触媒、および
前記触媒と反応する、前記流動床反応器内に配置された接触分解供給流、
を含み、
前記接触分解供給流入口は、前記触媒と反応して生成物流を生成する接触分解供給流が、前記流動床反応器内に配置されるように前記プラスチック熱分解油出口と流体連通しており、
前記接触分解供給流は、前記プラスチック熱分解油を含み、
前記プラスチック熱分解油は、３６から１８０℃の沸点を有する炭化水素を表すナフサ留分、１８０から３７０℃の沸点を有する炭化水素を表すディーゼル留分、および３７０℃より高い沸点を有する炭化水素を表す真空軽油留分を含む、システム。
実施形態１０
前記流動床反応器がライザーである、実施形態９に記載のシステム。
実施形態１１
前記流動床反応器がダウナーである、実施形態９に記載のシステム。
実施形態１２
前記システムが、前記プラスチック熱分解油から金属成分を除去し、脱金属化プラスチック熱分解油の流れを生成するように作られた脱金属化ユニットを流体連通してさらに含み、前記接触分解供給流が、前記プラスチック熱分解油の代わりに、該脱金属化プラスチック熱分解油を含む、実施形態９から１１いずれか１つに記載のシステム。
実施形態１３
前記触媒が、流動クラッキング塩基触媒および触媒添加剤を含む、実施形態９から１２いずれか１つに記載のシステム。
実施形態１４
前記流動クラッキング塩基触媒がＵＳＹゼオライトを含む、実施形態１３に記載のシステム。
実施形態１５
前記触媒添加剤が形状選択性ゼオライトを含む、実施形態１３または１４に記載のシステム。
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
実施形態１
混合プラスチック流から熱分解生成物を製造する方法において、
（ａ）プラスチック原料の熱分解を行って、プラスチック熱分解油の流れを生成する工程、
（ｂ）前記プラスチック熱分解油を含む接触分解供給流および触媒再生器からの触媒を流動床反応器に供給する工程、
（ｃ）前記流動床反応器内で前記接触分解供給流を分解して、生成物流および使用済み触媒を生成する工程、および
（ｄ）前記使用済み触媒を前記触媒再生器に移送し、該触媒再生器内で前記触媒を再生する工程、
を含み、
前記生成物流は、Ｃ ２ ～Ｃ ４ の炭素数を有するオレフィンおよび留出燃料を含み、
前記プラスチック熱分解油は、３６から１８０℃の沸点を有する炭化水素を表すナフサ留分、１８０から３７０℃の沸点を有する炭化水素を表すディーゼル留分、および３７０℃より高い沸点を有する炭化水素を表す真空軽油留分を含む、方法。
実施形態２
前記方法が、前記プラスチック熱分解油を脱金属化工程に供給して、該プラスチック熱分解油から金属成分を除去し、脱金属化プラスチック熱分解油の流れを生成する工程をさらに含み、
前記接触分解供給流が、前記プラスチック熱分解油の代わりに、前記脱金属化プラスチック熱分解油を含む、実施形態１に記載の方法。
実施形態３
前記接触分解供給流が、従来の流動接触分解原料流をさらに含む、実施形態１または２に記載の方法。
実施形態４
前記流動床反応器が、４５０から７００℃の反応温度で作動され、該流動床反応器が、１から３バール（０．１から０．３ＭＰａ）の反応圧力で作動され、前記接触分解供給流が、該流動床反応器内で０．１から３０秒の滞留時間を有する、実施形態１から３いずれか１つに記載の方法。
実施形態５
前記流動床反応器に入る前記接触分解供給流の流量で除算された前記触媒再生器から該流動床反応器に入る前記触媒の流量が、触媒対供給物比を定義し、該触媒対供給物比が３：１から６０：１の範囲にある、実施形態１から４いずれか１つに記載の方法。
実施形態６
前記触媒が、流動クラッキング塩基触媒および触媒添加剤を含む、実施形態１から３いずれか１つに記載の方法。
実施形態７
前記流動クラッキング塩基触媒がＵＳＹゼオライトを含む、実施形態６に記載の方法。
実施形態８
前記触媒添加剤が形状選択性ゼオライトを含む、実施形態６または７に記載の方法。
実施形態９
混合プラスチックをプラスチック熱分解生成物に処理するためのシステムにおいて、
混合プラスチックを含む入口流、
前記入口流と流体連通し、プラスチック熱分解油出口で該入口流からプラスチック熱分解油の流れを生成するように機能するプラスチック熱分解ユニット、
触媒入口および接触分解供給流入口を含む流動床反応器、
前記流動床反応器の前記触媒入口と流体連通した触媒再生器、
前記触媒再生器から前記流動床反応器に循環し、該触媒再生器に戻る触媒、および
前記触媒と反応する、前記流動床反応器内に配置された接触分解供給流、
を含み、
前記接触分解供給流入口は、前記触媒と反応して生成物流を生成する接触分解供給流が、前記流動床反応器内に配置されるように前記プラスチック熱分解油出口と流体連通しており、
前記接触分解供給流は、前記プラスチック熱分解油を含み、
前記プラスチック熱分解油は、３６から１８０℃の沸点を有する炭化水素を表すナフサ留分、１８０から３７０℃の沸点を有する炭化水素を表すディーゼル留分、および３７０℃より高い沸点を有する炭化水素を表す真空軽油留分を含む、システム。
実施形態１０
前記流動床反応器がライザーである、実施形態９に記載のシステム。
実施形態１１
前記流動床反応器がダウナーである、実施形態９に記載のシステム。
実施形態１２
前記システムが、前記プラスチック熱分解油から金属成分を除去し、脱金属化プラスチック熱分解油の流れを生成するように作られた脱金属化ユニットを流体連通してさらに含み、前記接触分解供給流が、前記プラスチック熱分解油の代わりに、該脱金属化プラスチック熱分解油を含む、実施形態９から１１いずれか１つに記載のシステム。
実施形態１３
前記触媒が、流動クラッキング塩基触媒および触媒添加剤を含む、実施形態９から１２いずれか１つに記載のシステム。
実施形態１４
前記流動クラッキング塩基触媒がＵＳＹゼオライトを含む、実施形態１３に記載のシステム。
実施形態１５
前記触媒添加剤が形状選択性ゼオライトを含む、実施形態１３または１４に記載のシステム。
【手続補正2】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
混合プラスチック流から熱分解生成物を製造する方法において、（ａ）プラスチック原料の熱分解を行って、少なくとも１種類の金属成分を含むプラスチック熱分解油の流れを生成する工程、
（ｂ）接触分解供給流および触媒再生器からの触媒を流動床反応器に供給する工程であって、該接触分解供給流が、前記プラスチック熱分解油から前記少なくとも１種類の金属成分を除去せずに、プラスチック熱分解ユニットから直接供給される該プラスチック熱分解油を含む、工程、
（ｃ）前記流動床反応器内で前記接触分解供給流を分解して、生成物流および使用済み触媒を生成する工程、および
（ｄ）前記使用済み触媒を前記触媒再生器に移送し、該触媒再生器内で前記触媒を再生する工程、
を含み、
前記生成物流は、Ｃ２～Ｃ４の炭素数を有するオレフィンおよび留出燃料を含み、
前記プラスチック熱分解油は、３６から１８０℃の沸点を有する炭化水素を表すナフサ留分、１８０から３７０℃の沸点を有する炭化水素を表すディーゼル留分、および３７０℃より高い沸点を有する炭化水素を表す真空軽油留分を含む、方法。
【請求項2】
前記プラスチック熱分解油が、酸素、硫黄、窒素、および塩素含有化合物を含む、請求項１記載の方法。
【請求項3】
前記接触分解供給流が、従来の流動接触分解原料流をさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項4】
前記流動床反応器が、４５０から７００℃の反応温度で作動され、該流動床反応器が、１から３バール（０．１から０．３ＭＰａ）の反応圧力で作動され、前記接触分解供給流が、該流動床反応器内で０．１から３０秒の滞留時間を有する、請求項１から３いずれか１項記載の方法。
【請求項5】
前記流動床反応器に入る前記接触分解供給流の流量で除算された前記触媒再生器から該流動床反応器に入る前記触媒の流量が、触媒対供給物比を定義し、該触媒対供給物比が３：１から６０：１の範囲にある、請求項１から３いずれか１項記載の方法。
【請求項6】
前記触媒が、流動クラッキング塩基触媒および触媒添加剤を含む、請求項１から３いずれか１項記載の方法。
【請求項7】
前記流動クラッキング塩基触媒がＵＳＹゼオライトを含む、請求項６記載の方法。
【請求項8】
前記触媒添加剤が、ＺＳＭ－５ゼオライト、ベータゼオライト、ゼオライトオメガ、ＳＡＰＯ－５ゼオライト、ＳＡＰＯ－１１ゼオライト、ＳＡＰＯ３４ゼオライト、ペンタシル型アルミノケイ酸塩、およびその組合せからなる群より選択される形状選択性ゼオライトを含む、請求項６記載の方法。
【請求項9】
混合プラスチックをプラスチック熱分解生成物に処理するためのシステムにおいて、混合プラスチックを含む入口流、
前記入口流と流体連通し、プラスチック熱分解油出口で該入口流から、少なくとも１種類の金属成分を含むプラスチック熱分解油の流れを生成するように機能するプラスチック熱分解ユニット、
触媒入口および接触分解供給流入口を含む流動床反応器、
前記流動床反応器の前記触媒入口と流体連通した触媒再生器、
前記触媒再生器から前記流動床反応器に循環し、該触媒再生器に戻る触媒、および
前記触媒と反応する、前記流動床反応器内に配置された接触分解供給流、
を含み、
前記接触分解供給流入口は、前記触媒と反応して生成物流を生成する接触分解供給流が、前記流動床反応器内に配置されるように前記プラスチック熱分解油出口と流体連通しており、
前記接触分解供給流は、前記プラスチック熱分解油から前記少なくとも１種類の金属成分を除去せずに、前記プラスチック熱分解ユニットから直接供給される該プラスチック熱分解油を含み、
前記プラスチック熱分解油は、３６から１８０℃の沸点を有する炭化水素を表すナフサ留分、１８０から３７０℃の沸点を有する炭化水素を表すディーゼル留分、および３７０℃より高い沸点を有する炭化水素を表す真空軽油留分を含む、システム。
【請求項10】
前記流動床反応器がライザーである、請求項９記載のシステム。
【請求項11】
前記流動床反応器がダウナーである、請求項９記載のシステム。
【請求項12】
前記触媒が、流動クラッキング塩基触媒および触媒添加剤を含む、請求項９から１１いずれか１項記載のシステム。
【請求項13】
前記流動クラッキング塩基触媒がＵＳＹゼオライトを含む、請求項１２記載のシステム。
【請求項14】
前記触媒添加剤が、ＺＳＭ－５ゼオライト、ベータゼオライト、ゼオライトオメガ、ＳＡＰＯ－５ゼオライト、ＳＡＰＯ－１１ゼオライト、ＳＡＰＯ３４ゼオライト、ペンタシル型アルミノケイ酸塩、およびその組合せからなる群より選択される形状選択性ゼオライトを含む、請求項１２記載のシステム。
【請求項15】
前記形状選択性ゼオライトが、０．５ｇ／ｍｌから１．０ｇ／ｍｌの嵩密度、５０マイクロメートルから９０マイクロメートルの平均粒径、１０ｍ
２
／ｇから２００ｍ
２
／ｇの表面積、および０．０１ｍｌ／ｇから０．３ｍｌ／ｇの細孔体積を有する、請求項１４記載のシステム。
【国際調査報告】