从热解气中回收回收成分CO2 |
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| 申请号 | CN202280063538.X | 申请日 | 2022-09-16 | 公开(公告)号 | CN117980058A | 公开(公告)日 | 2024-05-03 |
| 申请人 | 伊士曼化工公司; | 发明人 | 武显春; 艾弗里·L·安德森; 达里尔·贝汀; 迈克尔·加里·波拉塞克; 大卫·尤金·斯莱文斯基; | ||||
| 摘要 | 提供了一种用于回收回收成分二 氧 化 碳 的方法和系统，其可以降低化学回收设施的 碳足迹 和 全球变暖 潜势。更特别地，来自废塑料 热解 的热解气可以在吸收系统中处理，从而形成包含回收成分二氧化碳的回收的CO2流。因此，由于本文的二氧化碳回收方法和系统，化学回收设施的全球变暖潜势可被优化和降低。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种化学回收方法，所述方法包括： |
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| 说明书全文 | 从热解气中回收回收成分CO2背景技术[0001] 废塑料热解在多种化学回收技术中起着作用。通常，废塑料热解设施集中于产生可用于制备回收成分产物的回收成分热解油(r‑热解油)。废塑料热解还产生重质组分(例如蜡、焦油和炭)和回收成分热解气(r‑热解气)。尽管通过废塑料热解产生的r‑热解气通常具有100％的回收成分，但是通常的实践是将r‑热解气作为燃料燃烧以提供用于热解反应的热量。虽然作为燃料燃烧r‑热解气可能是经济有效的，但是这种实践与化学回收的主要目标之一背道而驰，化学回收是将尽可能多的废塑料转化为新产品。 [0002] 另外，热解设施可以包含热解反应器，热解反应器是使用常规燃料源经由一个或多个炉加热的。所得烟道气通常包含一定量的二氧化碳和/或下游分离和/或其它化学回收过程不期望的其它组分。因此，这种热解烟道气通常从热解设施中丢弃，这可能不利地影响热解设施的碳足迹。 [0003] 因此，即使正在通过这些热解设施生产回收成分产物，设施的环境影响也可能未被彻底分析以避免向环境中释放比必要的更多的二氧化碳。因此，这种热解设施可能表现出一种或多种工艺缺陷，其不利地影响组合设施所产生的全球变暖潜势。因此，需要一种提供较低碳足迹的废塑料热解的处理方案。发明内容 [0004] 在一个方面，本技术涉及化学回收方法。通常，该方法包括：(a)热解废塑料，从而形成包含热解气的热解流出物；(b)从至少一部分热解气中回收CO2，从而形成回收的CO2流。 [0005] 在一个方面，本技术涉及化学回收方法。通常，该方法包括：(a)热解废塑料，从而形成包含热解气的热解流出物；(b)将至少一部分热解流出物分离成热解气和热解油；(c)从至少一部分热解气回收CO2，从而形成回收的CO2流；以及(d)将至少一部分回收的CO2流作为原料引入气化设施中。附图说明 [0006] 图1是方框流程图，其说明了用于处理热解烟道气的方法和设施的主要步骤，所述热解烟道气用于下游加工以产生回收的化学产品和副产品； [0007] 图2是方框流程图，其说明了用于处理回收成分热解气的方法和设施的主要步骤，所述回收成分热解气用于下游加工以产生回收的化学产品和副产品；以及 具体实施方式[0009] 为了优化本文所述的描回收设施的碳足迹，我们已经发现回收成分CO2流可源自通常作为燃料燃烧的副产流，例如热解气。更特别地，我们已经发现回收成分CO2流可通过在吸收系统中处理至少一部分热解气而形成。因此，通过从这些利用不足的流中回收回收成分CO2，我们可降低本文所描述的热解设施的碳足迹和全球变暖潜势。 [0010] 图1和2描绘了示例性的化学回收设施10，其包括热解反应器12、吸收系统16、废塑料来源18、可选的废塑料液化区(未示出)和用于形成热解气流118和热解气流120的分离区24。此外，如图1所示，热解反应器可以包括一个或多个加热系统(例如炉)，该加热系统包括一个或多个用于加热热解反应器12的燃烧器，其产生热解烟道气流108。应当理解，图1和2描绘了本技术的示例性实施例。图1和2中描绘的某些特征可以被省略，和/或，本文其它地方描述的附加特征可以加入到图1和2中描绘的系统。下面将更详细地描述各种方法步骤以及相关的传热介质。 [0011] 整体化工回收设施 [0012] 现在转向图1和图2，示出了在化学回收设施10中化学回收废塑料的方法的主要步骤。如本文所描述的化学回收方法和设施可用于将废塑料转化成回收成分产品或用于形成多种最终用途材料的化学中间体。进料至化学回收设施/方法的废塑料可以是混合废塑料(MPW，mixed plastic waste)、预分选废塑料和/或预处理废塑料。如图1和图2所示，废塑料进料流102可衍生自废塑料来源18，废塑料来源18可包括废塑料预处理设施。 [0013] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，化学回收设施10可以是能够处理大量混合塑料废物的商业规模设施。如本文所用，术语“商业规模设施”是指：一年内平均，平均年进料速率为至少500磅/小时的设施。 [0014] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，图1和图2中所描绘的两个或更多个设施也可以彼此同地协作，这些设施例如裂化设施14、气化器设施20和热解设施(包括热解反应器12、吸收系统16、废塑料来源18、可选的废塑料液化区(未示出)和分离区24)。如本文所用，术语“同地协作”(co‑located)是指在两个设施之间共享至少一部分过程流和/或支持设备或服务的设施。当两个或更多个设施同地协作时，这些设施可以满足以下标准(i)至(v)中的至少一个：(i)设施共享至少一个非住宅公用事业服务；(ii)设施共享至少一个服务团体；(iii)设施由共享至少一个资产边界的各方拥有和/或操作；(iv)设施通过至少一个导管连接，所述导管被配置成将至少一种工艺材料(例如进料到设施、由设施使用或在设施中产生的固体、液体和/或气体)从一个设施运送到另一个设施；以及(v)设施在彼此的40英里内、35英里内、30英里内、20英里内、15英里内、12英里内、10英里内、8英里内、5英里内、2英里内或1英里内，是从它们的地理中心测量的。以上陈述(i)至(v)中的至少一个、至少两个、至少三个、至少四个或全部可以为真。 [0015] 关于(i)，合适的公用事业服务的例子包括但不限于：蒸汽系统(热电联产和分配系统)、冷却水系统、传热流体系统、工厂或仪表空气系统、氮气系统、氢气系统、非住宅发电和配电(包括8000V以上的配电)、非住宅废水/下水道系统、储存设施、输送管线、火炬系统(flare system)，及其组合。 [0016] 关于(ii)，服务团体和设施的例子包括但不限于：应急服务人员(消防和/或医疗)、第三方供应商、州或地方政府监督团体，及其组合。政府监督团体可以包括：例如在市、县和州级别的监管或环境机构以及市政和税务机构。 [0018] 关于(iv)，导管可以是流体导管，其携带气体、液体、固体/液体混合物(例如，浆料)、固体/气体混合物(例如，气动输送)、固体/液体/气体混合物或固体(例如，带式输送)。在一些情况下，两个单元可共享选自以上列表的一个或多个导管。 [0019] 再次转向图1和图2，可以将废塑料的流102从废塑料来源18引入化学回收设施10中，该废塑料可以是混合塑料废物(MPW)。如本文所用，术语“废塑料”和“塑料废物”是指用过的、废弃的和/或丢弃的塑料材料，例如通常送到垃圾填埋场的塑料材料。进料至化学回收设施10的废塑料流102可以包括未处理的或部分处理的废塑料。如本文所用，术语“未处理的废塑料”是指未经受任何自动化或机械化分拣、洗涤或粉碎的废塑料。未处理的废塑料的例子包括从家庭路边塑料回收箱或共享社区塑料回收容器收集的废塑料。部分处理的废塑料可源自例如市政回收设施(MRF，municipal recycling facility)或再生装置(reclaimer)。在某些实施例中，废塑料可包括工业后(或消费前)塑料和/或消费后塑料中的至少一种。 [0020] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，混合废塑料(MPW)包括至少两种不同类型的塑料。 [0021] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，废塑料流102中的全部或部分MPW可源自城市回收设施(MRF)。 [0022] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，废塑料流102中的全部或部分MPW可源自再生装置设施。 [0023] 合适的废塑料的例子可以包括但不限于：聚烯烃(PO)、芳族和脂族聚酯、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯、纤维素酯、聚四氟乙烯、丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯(ABS)、纤维素制品、环氧化物、聚酰胺、酚醛树脂、聚缩醛、聚碳酸酯、聚亚苯基合金、聚(甲基丙烯酸甲酯)、含苯乙烯的聚合物、聚氨酯、乙烯基聚合物、苯乙烯‑丙烯腈和含脲的聚合物以及三聚氰胺。 [0024] 具体的聚烯烃的例子可以包括：线型低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚甲基戊烯、聚丁烯‑1、高密度聚乙烯(HDPE)、无规立构聚丙烯、全同立构聚丙烯、间同立构聚丙烯、交联聚乙烯、无定形聚烯烃、以及上述任何一种聚烯烃的共聚物。 [0025] 聚酯的例子可以包括具有重复芳族或环状单元的那些，例如含有重复对苯二甲酸酯、间苯二甲酸酯或萘二甲酸酯单元的那些，例如PET、改性PET和PEN，或含有重复呋喃酸酯重复单元的那些。如本文所用，“PET”或“聚对苯二甲酸乙二醇酯”是指聚对苯二甲酸乙二醇酯的均聚物，或指用一种或多种酸和/或二醇改性剂改性的和/或含有除乙二醇和对苯二甲酸以外的残基或部分的聚对苯二甲酸乙二醇酯，该残基或部分例如间苯二甲酸、1,4‑环己烷二羧酸、二乙二醇、2,2,4,4‑四甲基‑1,3‑环丁二醇(TMCD)、环己烷二甲醇(CHDM)、丙二醇、异山梨醇、1,4‑丁二醇、1,3‑丙二醇和/或新戊二醇(NPG)。 [0026] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，废塑料流102包含至少20wt％、至少25wt％、至少30wt％、至少35wt％、至少40wt％、至少45wt％、至少50wt％、至少55wt％、至少60wt％、至少65wt％、至少70wt％、至少75wt％、至少80wt％、至少85wt％、至少90wt％、至少95wt％、或至少99wt％的一种或多种聚烯烃，基于流的总重量。替代性地或附加地，废塑料流102包含不超过99.9wt％、不超过99wt％、不超过97wt％、不超过92wt％、不超过90wt％、不超过85wt％、不超过80wt％、不超过75wt％、不超过70wt％、不超过65wt％、不超过60wt％、不超过55wt％、不超过50wt％、不超过45wt％、不超过40wt％、不超过35wt％、不超过30wt％、不超过25wt％、不超过20wt％、不超过15wt％、不超过10wt％、或至少不超过 5wt％的一种或多种聚烯烃，基于流的总重量。 [0027] 在一个实施例中或与任何提及的实施例组合，废塑料流102包含不超过20wt％、不超过15wt％、不超过12wt％、不超过10wt％、不超过8wt％、不超过6wt％、不超过5wt％、不超过4wt％、不超过3wt％、不超过2wt％、或至少不超过1wt％的聚酯，基于流的总重量。 [0028] 在一个实施例中或与任何提及的实施例组合，废塑料流102包含不超过20wt％、不超过15wt％、不超过12wt％、不超过10wt％、不超过8wt％、不超过6wt％、不超过5wt％、不超过4wt％、不超过3wt％、不超过2wt％、或至少不超过1wt％的生物废物材料，基于流的总重量。如本文所用，术语“生物废物”是指衍生自活生物体或有机来源的材料。示例性的生物废物材料包括但不限于：棉花、木材、锯屑、食物残渣、动物和动物部分、植物和植物部分，以及肥料。 [0029] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，废塑料流102可包含不超过10wt％、不超过5wt％、不超过4wt％、不超过3wt％、不超过2wt％、不超过1wt％、不超过 0.75wt％、或至少不超过0.5wt％的聚氯乙烯(PVC)，基于流的总重量。 [0030] 现在将在下面进一步详细描述可以存在于图1和图2所示的化学回收设施中的每个设施的一般构造和操作，从废塑料来源18的可选的预处理设施开始。 [0031] 可选的塑料预处理 [0032] 如图1和图2所示，未处理的、部分处理的和/或处理过的废塑料，如混合塑料废物(MPW)，可首先经由来自废塑料来源18的废塑料流102引入化学回收设施10。如上所述，废塑料来源18可包括可选的预处理设施，预处理设施可制备用于下游回收过程的废塑料原料。而在可选的预处理设施中，废塑料原料可经历一个或多个预处理步骤以使其准备用于化学回收。如本文所用，术语“预处理设施”是指包括进行废塑料预处理所需的所有设备、管线和控制装置的设施。如本文所描述的预处理设施可以采用任何合适的方法，来使用以下步骤中的一个或多个进行用于化学回收的废塑料的制备，其在下面进一步详细描述。或者，在某些实施例中，废塑料来源18不包括预处理设施，并且在本文所描述的任何下游化学回收步骤之前，废塑料流102不经受任何预处理。 [0033] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，废塑料来源18的预处理设施可包括至少一个分离步骤或分离区。分离步骤或分离区可以被配置成将废塑料流分离成富集某些类型塑料的两个或更多个流。当进料至化学回收设施10的废塑料是MWP时，这种分离是特别有利的。 [0034] 可以使用任何合适类型的分离装置、系统或设施将废塑料分离成富含某些类型塑料的两种或更多种流，例如PET富集流和PO富集流。合适类型的分离的例子包括机械分离和密度分离，密度分离可包括浮沉分离和/或离心密度分离。如本文所用，术语“浮沉分离”是指材料的分离主要由在选定液体介质中的漂浮或下沉引起的密度分离过程，而术语“离心密度分离”是指材料的分离主要由离心力引起的密度分离过程。。 [0035] 再次参考图1和图2，废塑料流102可以引入化学回收设施10内的一个或多个下游加工设施(或经历一个或多个下游加工步骤)中。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，至少一部分废塑料流102可以直接或间接引入可选的塑料液化区(未示出)中。以下更详细地讨论根据本技术的一个或多个实施例的每个步骤的另外细节以及这些步骤或设施中的每一个与其它步骤或设施中的一个或多个的一般整合。 [0036] 可选的液化/脱卤 [0037] 尽管图1和图2未描绘出，在将废塑料流102引入热解反应器12之前，可将其引入可选的塑料液化区。如本文所用，术语“液化”区是指至少一部分引入的塑料被液化的化学处理区或步骤。液化塑料的步骤可以包括化学液化、物理液化或其组合。使引入液化区18的塑料液化的示例性方法可包括：(i)加热/熔融；(ii)溶于溶剂中；(iii)解聚；(iv)增塑；及其组合。另外，选项(i)至(iv)中的一个或多个还可以伴随共混剂或液化剂的添加，以帮助促进聚合物材料的液化(黏度的降低)。因此，可以使用各种流变改性剂(例如溶剂、解聚剂、增塑剂和共混剂)来增强液化废塑料的流动和/或分散性。 [0038] 当加入到液化区时，至少50wt％、至少55wt％、至少60wt％、至少65wt％、至少70wt％、至少75wt％、至少80wt％、至少85wt％、至少90wt％、至少95wt％、或至少99wt％的最初存在于废塑料流102中的塑料(通常为废塑料)经历黏度降低。在一些情况下，黏度的降低可以通过加热(例如，添加直接或间接接触塑料的蒸汽)来促进，而在其他情况下，可以通过将塑料与能够溶解它的溶剂组合来促进。合适的溶剂的例子可以包括但不限于：醇，例如甲醇或乙醇；二醇，例如乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、新戊二醇、环己烷二甲醇；甘油，热解油，机油，以及水。这种溶解溶剂可以直接加入液化容器，或者它可以预先与进料到液化容器的一种或多种流(包括废塑料流102)组合。 [0039] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，溶解溶剂可包含从化学回收设施内的一个或多个其他设施取出的流。例如，溶剂可以包含从热解反应器12和/或分离区24取出的流。在某些实施例中，溶解溶剂可以是热解油或包含热解油。 [0040] 在一些情况下，可以解聚塑料，使得例如通过与解聚剂接触而降低塑料的数均链长。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，至少一种先前列出的溶剂可用作解聚剂，而在一个或多个其它实施例中，解聚剂可包括有机酸(例如乙酸、柠檬酸、丁酸、甲酸、乳酸、油酸、草酸、硬脂酸、酒石酸和/或尿酸)或无机酸例如硫酸(对于聚烯烃)。解聚剂可以通过降低其数均链长来降低聚合物的熔点和/或黏度。 [0041] 此外，液化废塑料流102的一种或多种方法还可包括：在液化容器中的液化过程之前、期间或之后，将至少一种共混剂添加到塑料流中。这种共混剂可以包括例如乳化剂和/或表面活性剂，并且可以用于将液化塑料更充分地混合成单相，特别是当混合塑料流的塑料组分之间的密度差异导致多个液相或半液相时。当使用时，基于废塑料流102的总重量，共混剂可以至少0.1wt％、至少0.5wt％、至少1wt％、至少2或至少5wt％和/或不超过10wt％、不超过8wt％、不超过5wt％、不超过3wt％、不超过2wt％或不超过1wt％的量存在，或者基于废塑料流102的总重量，它可以在0.1wt％‑10wt％、0.5wt％‑8wt％或1wt％‑5wt％的范围内。 [0042] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，从分离区24取出的热解油流120的一部分可以与废塑料流102合并以形成液化塑料。通常，在这样的实施例中，全部或部分热解油流120可以在引入液化容器之前或在废塑料流102进入液化容器之后与废塑料流 102合并。 [0043] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，离开可选的液化容器的液化塑料流的黏度可以为小于3,000、小于2,500、小于2,000、小于1,500、小于1,000、小于800、小于750、小于700、小于650、小于600、小于550、小于500、小于450、小于400、小于350、小于300、小于250、小于150、小于100、小于75、小于50、小于25、小于10、小于5或小于1泊，如使用带有V80‑40桨式转子的博勒飞R/S流变仪测量的，该流变仪是在10rad/s的剪切速率和350℃的温度下操作的。 [0044] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，液化区可以包括熔融罐和/或挤出机以促进塑料液化。附加地，在某些实施例中，液化区也可以含有至少一个汽提塔和至少一个分相容器(disengagement vessel)以促进可能在熔融罐和/或挤出机中形成的卤化化合物的去除。 [0046] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，熔融罐可包括一个或多个连续搅拌罐。当在液化区中使用一种或多种流变改性剂(例如溶剂、解聚剂、增塑剂和共混剂)时，可在引入到熔融罐中时或在引入到熔融罐之前将这种流变改性剂加入到废塑料流102和/或与废塑料流102混合。 [0047] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，将塑料加热的液化容器的内部空间保持在至少200℃、至少210℃、至少220℃、至少230℃、至少240℃、至少250℃、至少260℃、至少270℃、至少280℃、至少290℃、至少300℃、至少310℃、至少320℃、至少330℃、至少340℃、至少350℃、至少360℃、至少370℃、至少380℃、至少390℃或至少400℃的温度。附加地，或在替代方案中，液化容器的内部空间可以保持在不超过500℃、不超过475℃、不超过 450℃、不超过425℃、不超过400℃、不超过390℃、不超过380℃、不超过370℃、不超过365℃、不超过360℃、不超过355℃、不超过350℃或不超过345℃的温度。通常，在一个或多个实施例中，液化容器的内部空间可以保持在200℃至500℃、240℃至425℃、280℃至380℃或 320℃至350℃范围内的温度下。 [0048] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，进料至液化容器中的塑料在液化容器中的停留时间可以为至少1、至少5、至少10、至少20、至少30、至少40、至少50或至少60分钟和/或不超过10、不超过9、不超过8、不超过7、不超过6、不超过5、不超过4或不超过3小时。通常，在一个或多个实施例中，进料到液化容器中的塑料在液化容器中的停留时间可以在1分钟‑10小时、30分钟‑6小时，或者60分钟‑4小时的范围内。 [0049] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，液化容器内的压力可保持在绝对真空至100托的范围内。 [0050] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，液化区可以可选地包含用于从废塑料流102中去除卤素的设施。当在液化区中加热废塑料时，卤素富集气体可以逐渐形成(evolve)。通过使逐渐形成的卤素富集气体与液化塑料分相(disengage)，可以降低液化塑料流110中的卤素浓度。 [0051] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，脱卤可以通过将汽提气体(例如蒸汽)喷入液化容器中的液化塑料中来促进。 [0052] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，离开液化区的液化塑料流的卤素含量可以为小于500ppmv、小于400ppmv、小于300ppmv、小于200ppmv、小于100ppmv、小于50ppmv、小于10ppmv、小于5ppmv、小于2ppmv、小于1ppmv、小于0.5ppmv或小于0.1ppmv。 [0053] 如果在设施10中使用塑料液化区，则可将至少一部分液化塑料流引入下游热解反应器12中，从而生产热解流出物，包括热解油和热解气。 [0054] 热解反应 [0055] 如图1和2所示，化学回收设施10可以包括热解设施，热解设施包括热解反应器12。如本文所用，“热解设施”是包括对废塑料和由其衍生的原料进行热解所必需的所有设备、管线和控制装置的设施。在某些实施例中，热解设施可以包括至少一个热解反应器12、至少一个废塑料来源18、至少一个分离区24和至少一个吸收系统16。 [0056] 转回到图1和2，至少一部分塑料流102和/或液化塑料流(如果塑料液化区存在于设施10中)可以进料到热解设施处的下游热解反应器12中，以便产生热解流出物流104。 [0057] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，引入热解反应器12的塑料流102可以是液化塑料(例如液化、熔融、塑化、解聚或其组合)、塑料粒料或颗粒或其浆料的形式。 [0058] 当在热解反应器12中时，至少一部分进料可以经受热解反应，该热解反应产生包含热解油、热解气和热解残余物的热解流出物。通常，离开热解反应器12的热解流出物流104可以是包含热解气和未冷凝的热解油的热解蒸气的形式。 [0059] 热解是涉及所引入的进料的化学分解和热分解的过程。尽管所有热解过程通常可以以基本上不含氧的反应环境为特征，但是热解过程可以进一步由例如反应器内的热解反应温度、热解反应器中的停留时间、反应器类型、热解反应器内的压力和热解催化剂的存在与否来限定。 [0060] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，热解反应器12可以是例如膜式反应器、螺杆挤出机、管式反应器、罐、搅拌罐反应器、提升管反应器、固定床反应器、流化床反应器、回转窑、真空反应器、微波反应器或高压釜。在各种实施例中，热解反应器12包括膜式反应器，例如降膜式反应器或上流式膜式反应器。 [0061] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，提升气和/或进料气可用于将原料引入热解反应器12中和/或促进热解反应器12内的各种反应。例如，提升气和/或进料气可以包括氮气、二氧化碳和/或蒸汽，基本上由氮气、二氧化碳和/或蒸汽组成，或者由氮气、二氧化碳和/或蒸汽组成。提升气和/或进料气可以在引入到热解反应器12之前与进料流一起添加和/或可以直接添加到热解反应器12中。提升气和/或进料气可以包括蒸汽和/或还原气体，例如氢气、一氧化碳及其组合。 [0062] 此外，可以调节热解反应器12中的温度以促进某些最终产品的生产。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，热解反应器12中的热解温度可以在325℃至1,100℃、350℃至900℃、350℃至700℃、350℃至550℃、350℃至475℃、425℃至1,100℃、425℃至800℃、500℃至1,100℃、500℃至800℃、600℃至1,100℃、600℃至800℃、650℃至1,000℃或650℃至800℃的范围内。 [0063] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，原料在热解反应器12内的停留时间可以是至少0.1、至少0.2、至少0.3、至少0.5、至少1、至少1.2、至少1.3、至少2、至少3或至少4秒。或者，原料在热解反应器12内的停留时间可以是至少1、至少2、至少3、至少4、至少5、至少6、至少7、至少8、至少9、至少10、至少20、至少30、至少45、至少60、至少75或至少90分钟。附加地，或替代性地，原料在热解反应器12内的停留时间可以小于6、小于5、小于4、小于 3、小于2、小于1或小于0.5小时。此外，原料在热解反应器12内的停留时间可以小于100、小于90、小于80、小于70、小于60、小于50、小于40、小于30、小于20、小于10、小于9、小于8、小于 7、小于6、小于5、小于4、小于3、小于2或小于1秒。更特别地，原料在热解反应器12内的停留时间可以是0.1‑10秒、0.5‑10秒、30分钟‑4小时、或30分钟‑3小时，或1小时‑3小时，或1小时‑2小时。 [0064] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，热解反应器12内的压力可以保持在大气压力或0.1至100巴、或0.1至60巴、或0.1至30巴、或0.1至10巴、0.2至1.5巴、或0.3至1.1巴的范围内。如本文所用，除非另有说明，否则术语“巴”是指表压。 [0065] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，热解催化剂可在引入到热解反应器12中之前被引入到废塑料流102中和/或直接引入热解反应器12中。催化剂可以是均相的或非均相的，并且可以包括例如某些类型的沸石和其它介观结构催化剂。在一些实施例中，热解反应可以不被催化(例如，在不存在热解催化剂的情况下进行)，但可以在反应器中包括非催化的、热保持惰性添加剂，例如砂，以促进热传递。这种无催化剂的热解方法可称为“热力热解(thermal pyrolysis)”。 [0066] 在一个实施例中或与本文公开的一个或多个实施例组合，在热解反应器中进行的热解反应可以在低于700、低于650或低于600℃且至少300、至少350、或至少400℃的温度下进行。至热解反应器的进料可以包含废塑料、基本上由废塑料组成，或由废塑料组成。进料流和/或进料流中的废塑料组分的数均分子量(Mn)可以为至少3000g/mol、至少4000g/mol、至少5000g/mol或至少6000g/mol。如果至热解反应器的进料含有组分的混合物，则热解进料的Mn是所有进料组分的加权平均Mn，基于单个进料组分的质量。至热解反应器的进料中的废塑料可包括消费后废塑料、工业后废塑料或其组合。 [0067] 在某些实施例中，基于热解进料中固体的重量或基于整个热解进料的重量，至热解反应器12的进料包含小于5wt％、小于2wt％、小于1wt％、小于0.5wt％或约0.0wt％的煤和/或生物质(例如木质纤维素废物、柳枝稷(switchgrass)、衍生自动物的脂肪和油、衍生自植物的脂肪和油等)。至热解反应的进料还可以包含小于5wt％、小于2wt％、小于1wt％、小于0.5wt％或约0.0wt％的共进料流，包括蒸汽、含硫共进料流和/或非塑性烃(例如具有小于50、小于30或小于20个碳原子的非塑性烃)，基于除水之外的整个热解进料的重量或基于整个热解进料的重量。 [0068] 附加地，或替代性地，热解反应器12可以包括：膜反应器、螺杆挤出机、管式反应器、搅拌罐反应器、提升管反应器、固定床反应器、流化床反应器、回转窑、真空反应器、微波反应器或高压釜。反应器12也可以利用进料气体和/或提升气体，以促进将进料引入热解反应器。进料气体和/或提升气体可以包含氮气，并且可以包含小于5wt％、小于2wt％、小于1wt％、小于0.5wt％或约0.0wt％的蒸汽和/或含硫化合物。 [0069] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，热解反应器12可包括一个或多个加热系统(未示出)，用于向热解反应器12提供必要的热量。示例性的加热系统可包括一个或多个炉，所述炉包括一个或多个燃烧器。通常，加热系统可以燃烧燃料，从而为热解反应提供必要的热量。 [0070] 如图1所示，回收成分燃料(“r‑燃料”)106可被引入加热系统中，并用于为其中的必要部件(例如燃烧器)供能。回收成分燃料106可以包括源自设施10的任何工艺流，并且可以包括例如源自裂化设施14、吸收系统16和/或气化器设施20的回收成分烷烃(例如r‑甲烷)和/或回收成分氢。例如r‑燃料可以包括源自裂化设施(例如裂化设施中的脱甲烷塔)的r‑甲烷和/或r‑氢。 [0071] 如图1所示，热解反应器12的加热系统可由此提供热解烟道气流108。如下文更详细地描述，该热解烟道气流108的至少一部分可以与来自裂化器设施14的一种或多种CO2富集工艺流110(例如裂化器烟道气)组合，并进料至吸收系统16中，以便产生CO2贫化流112和回收的CO2流114。 [0072] 转向图2，至少一部分热解流出物104可以在分离区24中分离成热解气流118和热解油流120。分离区24可以包括各种类型的设备，包括但不限于过滤系统、多级分离器、冷凝器和/或骤冷塔。当在分离区24中时，可以冷却热解流出物104(例如热解蒸气)，以便冷凝最初存在于热解流出物104中的热解油级分。如图2所示，至少一部分热解气流118和/或热解油流120可从设施10中去除。附加地，或替代性地，如下文更详细讨论的，至少一部分热解气流118可进料到吸收系统16中，以便产生CO2贫化流112和回收的CO2流114。 [0073] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，热解流出物104可以包含至少1wt％、至少5wt％、至少10wt％、至少15wt％、至少20wt％、至少25wt％、至少30wt％、至少 35wt％、至少40wt％、至少45wt％、至少50wt％、至少55wt％、至少60wt％、至少65wt％、至少 70wt％或至少75wt％的热解油，基于该流的总重量。附加地，或替代性地，热解流出物104可以包含不超过99wt％、不超过95wt％、不超过90wt％、不超过85wt％、不超过80wt％、不超过 75wt％、不超过70wt％、不超过65wt％、不超过60wt％、不超过55wt％、不超过50wt％、不超过45wt％、不超过40wt％、不超过35wt％、不超过30wt％或者不超过25wt％的热解油，基于该流的总重量。如上所述，热解油可以在离开加热反应器12时在热解流出物中呈未冷凝的蒸气形式；然而，这些蒸气随后可以冷凝为所得热解油。热解流出物104可以包含基于该流总重量20wt％‑99wt％、25wt％‑80wt％、30wt％‑85wt％、30wt％‑80wt％、30wt％‑75wt％、 30wt％‑70wt％、或30wt％‑65wt％的热解油。 [0074] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，热解流出物104可以包含至少1wt％、至少5wt％、至少10wt％、至少15wt％、至少20wt％、至少25wt％、至少30wt％、至少 35wt％、至少40wt％、至少45wt％、至少50wt％、至少55wt％、至少60wt％、至少65wt％、至少 70wt％、至少75wt％或至少80wt％的热解气，基于该流的总重量。附加地，或替代性地，热解流出物104可以包含不超过99wt％、不超过95wt％、不超过90wt％、不超过85wt％、不超过 80wt％、不超过75wt％、不超过70wt％、不超过65wt％、不超过60wt％、不超过55wt％、不超过50wt％或者不超过45wt％的热解气，基于该流的总重量。热解流出物104可以包含1wt％至90wt％、10wt％至85wt％、15wt％至85wt％、20wt％至80wt％、25wt％至80wt％、30wt％至 75wt％、或35wt％至75wt％的热解气，基于该流的总重量。 [0075] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，热解流出物104可以包含至少0.5wt％、至少1wt％、至少2wt％、至少3wt％、至少4wt％、至少5wt％、至少6wt％、至少 7wt％、至少8wt％、至少9wt％或至少10wt％的热解残余物，基于该流的总重量。附加地，或替代性地，热解流出物104可以包含不超过60wt％、不超过50wt％、不超过40wt％、不超过 30wt％、不超过25wt％、不超过20wt％、不超过15wt％、不超过10wt％、不超过9wt％、不超过 8wt％、不超过7wt％、不超过6wt％或不超过5wt％的热解残余物，基于该流的总重量。基于该流的总重量，热解流出物104可以包含0.1wt％‑25wt％、1wt％‑15wt％、1wt％‑8wt％、或 1wt％‑5wt％的热解残余物。 [0076] 所得的热解气流118和/或热解油流120可以基于它们的制剂直接用于各种下游应用。热解油、热解气和热解残余物的各种特征和特性在下文描述。应当注意，虽然可以单独列出所有下列特征和特性，但是可以设想，热解气、热解油和/或热解残余物的下列特征和/或特性中的每一个不是相互排斥，且可以组合并且以任何组合存在。 [0077] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，热解油可主要包含每分子具有4至30个碳原子的烃(例如C4‑C30烃)。如本文所用，术语“Cx”或“Cx烃”是指每分子包括总共“x”个碳的烃化合物，并且涵盖具有该碳原子数的所有烯烃、链烷烃、芳香烃、杂环和异构体。例如，正丁烷、异丁烷和叔丁烷以及丁烯和丁二烯分子中的每一种都将落入一般性描述“C4”中。热解油的C4‑C30烃含量可以为至少55wt％、至少60wt％、至少65wt％、至少70wt％、至少75wt％、至少80wt％、至少85wt％、至少90wt％或至少95wt％，基于热解油流120的总重量。 [0078] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，热解油可以主要包含C5‑C25烃、C5‑C22烃或C5‑C20烃。例如，热解油可以包含至少55wt％、至少60wt％、至少65wt％、至少70wt％、至少75wt％、至少80wt％、至少85wt％、至少90wt％或至少95wt％的C5‑C25烃、C5‑C22烃或C5‑C20烃，基于热解油流120的总重量。 [0079] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，取决于反应器条件和是否使用催化剂，热解油也可以包括各种量的烯烃和芳香烃。热解油可以包含至少1wt％、至少5wt％、至少10wt％、至少15wt％、至少20wt％、至少25wt％、至少30wt％、至少35wt％或至少 40wt％的烯烃和/或芳族化合物，基于热解油流120的总重量。附加地，或替代性地，热解油可以包含不超过90wt％、不超过80wt％、不超过70wt％、不超过60wt％、不超过50wt％、不超过45wt％、不超过40wt％、不超过35wt％、不超过30wt％、不超过25wt％、不超过20wt％、不超过15wt％、不超过10wt％、不大于5wt％或不大于1wt％的烯烃和/或芳香烃，基于热解油流120的总重量。本文所用的术语“芳香烃”是指含有芳香族部分的任何化合物的总量(以重量计)，该化合物例如苯、甲苯、二甲苯和苯乙烯。 [0080] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，热解油可以具有根据ASTM D‑5399测量的75‑250℃、90‑225℃或115‑190℃的中沸点。如本文所用，“中沸点”是指热解油的中值沸点温度，其中按体积计50％的热解油在中沸点以上沸腾，按体积计50％的热解油在中沸点以下沸腾。 [0081] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，热解油的沸点范围可以使得至少90％的热解油在250℃、280℃、290℃、300℃或310℃的温度下汽化，是根据ASTM D‑5399测量的。 [0082] 转向热解气，基于热解气流118的总重量，热解气的甲烷含量可以在1wt％‑50wt％、5wt％‑50wt％或15wt％‑45wt％的范围内。 [0083] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，热解气的C3和/或C4烃含量(包括每分子具有3或4个碳原子的所有烃)可以在10wt％‑90wt％、25wt％‑90wt％或25wt％‑80wt％的范围内，基于热解气流118的总重量。 [0084] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，基于热解气流118的总重量，热解气的合计乙烯和丙烯含量可以为至少25wt％、至少40wt％、至少50wt％、至少60wt％、至少70wt％或至少75wt％。 [0085] 转向热解残余物，在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，热解残余物包含至少20wt％、至少25wt％、至少30wt％、至少35wt％、至少40wt％、至少45wt％、至少50wt％、至少55wt％、至少60wt％、至少65wt％、至少70wt％、至少75wt％、至少80wt％或至少85wt％的C20+烃，基于热解残余物的总重量。如本文所用，“C20+烃”是指每分子含有总共至少20个碳的烃化合物，并涵盖具有该碳原子数的所有烯烃、链烷烃和异构体。 [0086] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，可以将热解气流118和/或热解油流120的至少一部分送到一个或多个其它化学处理设施，包括例如裂化设施。在一些实施例中，可以将至少一部分热解气流118送到吸收系统16，以便产生CO2贫化流112和回收CO2流114。 [0087] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，可使至少一部分热解气流118和/或热解油流120被引导通过可选的热交换器40，以便在进一步下游加工之前进一步将流冷却。该热交换器40可以利用传热介质以经由间接热交换从热解气流118和/或热解油流120中去除热能。可以使用任何常规的热交换介质。在某些实施例中，热交换介质包括蒸汽、水、油、硅氧烷、熔融金属、熔融盐或其组合。 [0088] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，至少一部分热解气流118和/或热解油流120可经由在热交换器40中的间接换热被冷却至不超过100℃、不超过75℃或不超过50℃的温度。在某些实施例中，至少一部分热解气流118和/或热解油流120可经由在热交换器40中的间接换热冷却至25℃至45℃或30℃至40℃的温度。 [0089] 应当注意，热交换器40可以包括本领域已知的任何常规的交叉流动热交换器，例如输送管线交换器。在某些实施例中，热交换器可以包括钎焊的铝热交换器，其包括设置在其中的多个冷却和加热通道(例如芯)，用于促进一个或多个工艺流和至少一个传热介质流之间的间接热交换。尽管在图1和2中一般性地示出为包括单个芯或“壳”，但是应当理解，在一些实施例中，热交换器可以包括两个或更多个单独的芯或壳。 [0090] 吸收系统 [0091] 如上所述，我们已经发现，化学回收设施10的碳足迹和全球变暖潜势可以通过从至少一部分热解烟道气流108和/或至少一部分热解气流118回收(例如通过捕获和/或截存)回收的CO2流114而降低。如图3所示，至少一部分热解烟道气流108和/或至少一部分热解气流118可以引入包括至少一个吸收塔26和至少一个汽提塔/再生塔28的吸收系统16。尽管图3中仅显示了单个吸收塔26和汽提塔/再生塔28，但是吸收系统16可以包括一个或多个吸收塔26和一个或多个汽提塔/再生塔28。吸收塔26和汽提塔/再生塔28可以构造为本领域所理解的合适的尺寸和规格——基于进料流的组成和流速以及所用的吸收溶剂。 [0092] 如图3所示，可将至少一部分热解烟道气流108和/或热解气流118引入一个或多个吸收塔26，在那里该流与同时引入一个或多个吸收塔26的吸收溶剂(即贫吸收溶剂)接触。一经接触，可将热解烟道气流108和/或热解气流118中的至少一部分二氧化碳和/或其它杂质吸收并去除——在所得富吸收溶剂流122中。 [0093] 通常，吸收溶剂可以包括有机溶剂。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，吸收溶剂可包括选自以下构成的组的吸收组分：胺、甲醇、氢氧化钠、碳酸钠/碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸钾/碳酸氢钾、 乙二醇醚，和其组合。吸收组分可包括选自以下构成的组的胺：二乙醇胺(DEA)，单乙醇胺(MEA)，甲基二乙醇胺(MDEA)，二异丙醇胺(DIPA)，二甘醇胺(DGA)，哌嗪，其改性物、衍生物和组合。 [0094] 所得CO2贫化流112从吸收塔26塔顶离开，并且相对于进料至吸收塔26的热解烟道气流108和/或热解气流118通常贫含(depleted in)二氧化碳。 [0095] 在富吸收溶剂流122中的吸收的二氧化碳可在汽提塔/再生塔28中从吸收溶剂中去除。在汽提塔/再生塔28内，可通过使溶剂与水/蒸汽接触而从富吸收溶剂中汽提二氧化碳。然后，包含蒸汽和二氧化碳的塔顶流124可在冷凝罐34中冷却并至少部分地冷凝以去除二氧化碳气体，且残余水流126回收回到汽提塔/再生塔28中。回收的二氧化碳气体可作为回收的CO2流114去除。在CO2去除之后，所得贫吸收溶剂流132可以被回收回到吸收塔26。因此，再生吸收系统可以在吸收塔26和汽提塔/再生塔28之间使用，其中富吸收溶剂流122从吸收塔26经由流122被送到汽提塔/再生塔28，贫吸收溶剂流132从汽提塔/再生塔28返回到吸收塔26。 [0096] 在某些实施例中，热交换器32可用于进一步冷却和增强塔顶流124的冷凝。该热交换器32可以利用传热介质以经由间接热交换从塔顶流124中去除热能。可以使用任何常规的热交换介质。在某些实施例中，热交换介质包括蒸汽、水、油、硅氧烷、熔融金属、熔融盐或其组合。 [0097] 吸收系统16还可包括一个或多个本领域所理解的附加部件或过程，以便适当地操作该系统。例如，在一些实施例中，交叉热交换器30可用于提供对吸收溶剂的适当加热和冷却，特别是在富吸收溶剂流122和贫吸收溶剂流132之间。在一些实施例中，可以使用附加的热交换器38来进一步为引入吸收塔26的贫吸收溶剂流132提供加热/冷却。该热交换器38可以利用传热介质经由间接热交换从塔顶流124中去除热能。可以使用任何常规的热交换介质。在某些实施例中，热交换介质包括蒸汽、水、油、硅氧烷、熔融金属、熔融盐或其组合。附加地，或替代性地，吸收塔26也可包括补给水管线134以引入该方法认为必要的附加的水。 [0098] 应当注意，热交换器32和38可以包括本领域已知的任何常规的交叉流热交换器，例如输送管线交换器。在某些实施例中，热交换器可以包括钎焊的铝热交换器，其包括设置在其中的多个冷却和加热通道(例如芯)，用于促进一个或多个工艺流和至少一个传热介质流之间的间接热交换。尽管在图3中一般地示出为包括单个芯或“壳”，但是应当理解，在一些实施例中，热交换器可以包括两个或更多个单独的芯或壳。 [0099] 如图3所示，汽提塔/再生塔28通常包括至少一个再沸器36，再沸器36在高到足以从吸收溶剂中释放二氧化碳但低于吸收溶剂的降解温度的温度下操作。来自汽提塔/再生塔28的塔底流128可以被引入再沸器36中以形成蒸气塔顶流130，该蒸气塔顶流130被再引入回到汽提塔/再生塔28中。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，再沸器在105至150℃、105至145℃、105至140℃、105至130℃、110至125℃、115至120℃的温度下操作。 [0100] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，CO2贫化流112包含不超过1000ppmv、不超过500ppmv、不超过400ppmv、不超过300ppmv、不超过200ppmv或不超过 100ppmv的二氧化碳。在一些实施例中，相对于进料到吸收塔26的热解烟道气流108和/或热解气流118，CO2贫化流112也贫含硫和/或含硫化合物(例如H2S)。 [0101] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，基于CO2贫化流的总摩尔含量，CO2贫化流112包含不超过5mol％、不超过3mol％、不超过2mol％、不超过1.5mol％、不超过1.0mol％、不超过0.5mol％或不超过0.1mol％的CO2。 [0102] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，贫化CO2流112包含最初存在于热解烟道气流108和/或热解气流118中的CO2的不超过10％、不超过5％、不超过3％、不超过2％、不超过1.5％、不超过1.0％或不超过0.5％。 [0103] 如图2所示，至少一部分CO2贫化流112可从设施10中去除。附加地，或替代性地，至少一部分CO2贫化流112可与至少一部分热解气流118组合，并从设施10中去除以供下游加工或其它最终产物。 [0104] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，回收的CO2流114相对于热解烟道气流108或热解气流118富含CO2浓度。例如，回收的CO2流114可包含最初存在于热解烟道气流108或热解气流118中的CO2的至少30％、至少35％、至少40％、至少45％、至少50％、至少55％、至少60％、至少65％、至少70％、至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％或至少99％。 [0105] 由于吸收系统16，回收的CO2流114相对于CO2贫化流112包含显著更高量的CO2。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，回收的CO2流114包含至少50mol％、至少75mol％、至少80mol％、至少85mol％、至少90mol％、至少95mol％、至少96mol％或至少 97mol％的CO2，基于回收的CO2流的总摩尔含量。在这样的实施例中，回收的CO2流114中，回收的CO2的至少一部分或全部可被视为回收成分CO2，因为其可直接和/或间接衍生自废塑料。因此，回收的CO2流114可称为回收的r‑CO2流，其包含至少50mol％、至少75mol％、至少 80mol％、至少85mol％、至少90mol％、至少95mol％、至少96mol％或至少97mol％的r‑CO2，基于回收的CO2流的总摩尔含量。 [0106] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，回收的CO2流114包含至少0.1mol％、至少0.5mol％、至少1mol％、至少2mol％或至少2.5mol％和/或不超过10mol％、不超过5mol％、不超过4mol％或不超过3mol％的水，基于回收的CO2流的总摩尔含量。 [0107] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，回收的CO2流114包含不超过1,000ppmv、不超过500ppmv或不超过200ppmv的吸收溶剂，基于回收的CO2流的总摩尔含量。 [0108] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，回收的CO2流114和/或CO2贫化流112在离开吸收系统16时的温度为至少25℃、至少30℃、至少40℃、至少45℃或至少50℃和/或不超过100℃、不超过75℃、不超过70℃、不超过65℃或不超过60℃。 [0110] 化学回收设施10的全球变暖潜势和上述热集成步骤的有益效果可以根据ISO 14040:2006和14044:2006标准和WBCSD化学品(WBCSD Chemicals)的“化学产品生命周期指标(Life cycle Metrics for Chemical Products)”中描述的从摇篮到大门的方法论(cradle‑to‑gate methodology)(参见实例‑蒸汽裂化器)来计算。 [0111] 分子重整 [0112] 回到图1和2，至少一部分回收的CO2流114可引入到气化器设施20中。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例结合，该气化器设施20可以包括分子重整设施。示例性的分子重整设施可以包括部分氧化(POX)气化器设施或蒸汽重整设施。因此，在这样的实施例中，气化器设施20可包括POX气化器或蒸汽重整器。 [0113] 在气化器设施20内发生的反应包括回收的CO2流114到合成气的转化，具体的例子包括但不限于：部分氧化、水煤气变换、水煤气‑初级反应、布杜阿尔反应(Boudouard)、氧化、甲烷化、氢重整、蒸汽重整和二氧化碳重整。 [0114] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，气化器设施20包括POX气化设施。POX气化的进料可以包括固体、液体和/或气体。 [0115] 在POX气化设施中，至少一部分回收的CO2流114可在亚化学计量(sub‑stoichiometric)数量的氧的存在下转化成合成气。 [0116] POX气化设施包括至少一个POX气化反应器。POX气化单元可以包括气体进料反应器(或气化器)。在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，POX气化设施可以进行气体进料的POX气化。如本文所用，“气体进料POX气化”是指这样一种POX气化方法，其中该方法的进料主要(按重量计)包含在25℃和1atm下为气态的组分。 [0117] 气体进料的POX气化方法可以与较少量的在25℃和1atm下具有不同相的其它组分共同进料。因此，气体进料的POX气化器可以用液体和/或固体共同进料，但是仅以比进料到气相POX气化器的气体量少(以重量计)的量。 [0118] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，气体进料POX气化器的总进料可以包含至少60wt％、至少70wt％、至少80wt％、至少90wt％或至少95wt％的在25℃和1atm下为气态的组分。 [0119] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，所采用的气化技术的类型可以是产生合成气的部分氧化夹带流气化器。该技术不同于固定床(或者称为移动床)气化器和流化床气化器。美国专利号3,544,291中描绘了可使用的示例性气化器，在不会与本公开内容不一致的程度上，该美国专利的全部公开内容通过引用并入本文中。然而，在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，在本技术的范围内也可使用其它类型的气化反应器。 [0120] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，气化区和可选地气化器/气化反应器中的所有反应区可以在至少1000℃、至少1100℃、至少1200℃、至少1250℃或至少1300℃和/或不超过2500℃、不超过2000℃、不超过1800℃或不超过1600℃的温度下操作。 反应温度可以是自发的。有利地，以稳态模式操作的气化器可处于自发温度下，并且不需要应用外部能源来加热气化区。 [0121] 在一个实施例中或与本文所述的任何实施例组合，气化器可在气化区(或燃烧室)内的以下压力下操作：至少200psig(1.38MPa)、至少300psig(2.06MPa)、至少350psig(2.41MPa)、至少400psig(2.76MPa)、至少420psig(2.89MPa)、至少450psig(3.10MPa)、至少475psig(3.27MPa)、至少500psig(3.44MPa)、至少550psig(3.79MPa)、至少600psig(4.13MPa)、至少650psig(4.48MPa)、至少700psig(4.82MPa)、至少750psig(5.17MPa)、至少 800psig(5.51MPa)、至少900psig(6.2MPa)、至少1000psig(6.89MPa)、至少1100psig(7.58MPa)、或至少1200psig(8.2MPa)。附加地，或替代性地，气化器可在气化区(或燃烧室)内的以下压力下操作：不超过1300psig(8.96MPa)、不超过1250psig(8.61MPa)、不超过 1200psig(8.27MPa)、不超过1150psig(7.92MPa)、不超过1100psig(7.58MPa)、不超过 1050psig(7.23MPa)、不超过1000psig(6.89MPa)、不超过900psig(6.2MPa)、不超过800psig(5.51MPa)或不超过750psig(5.17MPa)。 [0122] 在一个实施例中或与本文提及的任何实施例组合，气化器是非成渣气化器或在不形成炉渣的条件下操作。 [0123] 再次转向图1和2，从气化容器排出的粗合成气流116可在硫/氮氧化物(“NOx”)去除区22中进一步处理以从粗合成气中去除硫、氮氧化物和含硫化合物，以便产生纯化的合成气流。可以使用本领域已知的任何常规脱硫技术。 [0124] 定义 [0125] 应当理解，以下内容并非旨在成为所定义术语的排他性列表。在前面的描述中可以提供其它定义，例如，当在上下文中伴随所定义术语的使用时。 [0126] 如本文所用，术语“一个/种(a/an)”和“该/所述”表示一个/种或多个/种。 [0127] 如本文所用，术语“和/或”在两个或多个项目的列表中使用时，是指所列项目中的任何一个可以单独使用，或可以使用所列项目中的两个或多个的任何组合。例如，如果组合物被描述为含有组分A、B和/或C，则该组合物可以含有：单独的A；单独的B；单独的C；A和B的组合；A和C的组合；B和C的组合；或A、B和C的组合。 [0128] 如本文所用，短语“至少一部分”包括至少一部分，至多并包括全部量或时间段。 [0129] 如本文所用，“水性”是指含有以重量计至少百分之五的分子水的流体。 [0130] 如本文所用，术语“塔底”是指在封闭结构内的其它所述结构下方的结构的物理位置。例如，“塔底”流是指从容器中于下述位置提取的流，该位置在高度上低于从容器中取出的其他流，例如“塔顶”流。 [0131] 如本文所用，术语“化学回收”是指废塑料回收过程，该过程包括将废塑料聚合物化学转化成较低分子量聚合物、低聚物、单体和/或非聚合物分子(例如氢气、一氧化碳、甲烷、乙烷、丙烷、乙烯和丙烯)的步骤，这些分子本身有用和/或用作另一个或多个化学生产过程的原料。 [0132] 如本文所用，术语“化学回收设施”是指通过化学回收废塑料产生回收成分产品的设施。 [0133] 如本文所用，术语“同地协作”是指至少两个物体的下述特征：它们位于共同的物理地点，和/或彼此相距一英里以内。 [0134] 如本文所用，术语“包含(comprising/comprises/comprise)”是开放式的过渡术语，用于从该术语之前所述的对象过渡到该术语之后所述的一个或多个要素，其中在过渡术语之后列出的一个或多个要素不一定是构成该对象仅有的要素。 [0135] 如本文所用，术语“直径”是指颗粒的最大弦长(即其最大尺寸)。 [0136] 如本文所用，术语“贫化/贫含”是指特定组分的浓度(以干基计)小于参比材料或流中该组分的浓度。 [0137] 如本文所用，术语“直接衍生”是指具有至少一种源自废塑料的物理组分。 [0138] 如本文所用，术语“富集/富含”是指具有特定组分的浓度(以干基计)，大于参比材料或流中该组分的浓度。 [0139] 如本文所用，术语“流体”可包括液体、气体、超临界流体或其组合。 [0140] 如本文所用，术语“卤化物”是指包含带有负电荷的卤素原子(即卤素离子)的组合物。 [0141] 本文所用的术语“卤素”是指包含至少一个卤素原子的有机或无机化合物、离子或元素物质。 [0142] 如本文所用，术语“具有(having/has/have)”具有与上文提供的“包含”相同的开放式含义。 [0143] 如本文所用，“传热介质(heat transfer medium)回路”或“HTM回路”是指包括一个或多个热交换器的系统，通过该热交换器，公共HTM循环到公共HTM供应或更大系统的一部分，目的是将热和/或能量传递到化学回收过程中和/或从化学回收过程中传递出来。 [0144] 如本文所用，术语“包括(including/include/included)”具有与上文提供的“包含”相同的开放式含义。 [0146] 如本文所用，术语“隔离的”是指一个或多个物体的下述特征：它或它们是独自的，并与其它材料分离，无论是运动的还是静止的。 [0147] 如本文所用，术语“混合塑料废物”和“MPW”是指至少两种类型的废塑料的混合物，所述废塑料包括但不限于以下塑料类型：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、一种或多种聚烯烃(PO)和聚氯乙烯(PVC)。 [0148] 如本文所用，术语”分子重整“是指部分氧化(POX，partial oxidation)气化和蒸汽重整。 [0149] 如本文所用，术语“分子重整设施”是指包括对废塑料和由其衍生的原料进行分子重整所需的所有设备、管线和控制器的设施。 [0150] 如本文所用，“非水性”是指含有以重量计小于百分之五的分子水的流体。 [0151] 如本文所用，术语“塔顶”是指在封闭结构内的其它所述结构上方的结构的物理位置。例如，“塔顶”流是指从容器中于下述位置提取的流，该位置在高度上高于从容器中取出的其他流，例如“塔底”流。 [0152] 如本文所用，术语“部分处理的废塑料”是指已经经受至少一个自动化或机械化分拣、洗涤或粉碎步骤或过程的废塑料。部分处理的废塑料可源自例如市政回收设施(MRF)或再生装置。当将部分处理的废塑料提供给化学回收设施时，可以跳过一个或多个预处理步骤。 [0153] 如本文所用，术语“物理回收”(也称为“机械回收”)是指这样的废塑料回收过程，该过程包括熔融废塑料并将熔融的塑料形成为新的中间产品(例如，粒料或片材)和/或新的最终产品(例如瓶子)的步骤。通常，物理回收基本上不改变塑料的化学结构，尽管可能发生一些降解。 [0154] 如本文所用，术语“塑料”可包括在25℃和1个大气压下为固体的任何有机合成聚合物。 [0155] 如本文所用，术语“部分氧化(POX)气化”或“POX气化”是指含碳进料高温转化为合成气(一氧化碳、氢气和二氧化碳)，其中所述转化在小于化学计量数量的氧的存在下进行。至POX气化的进料可以包括固体、液体和/或气体。 [0156] 如本文所用，术语“部分氧化(POX)反应”是指在含碳进料转化成合成气的过程中在部分氧化(POX)气化器内发生的所有反应，包括但不限于：部分氧化、水煤气变换、水煤气‑初级反应、布杜阿尔反应(Boudouard)、氧化、甲烷化、氢重整、蒸汽重整和二氧化碳重整。 [0157] 如本文所用，术语“主要”是指以重量计超过50％。例如，主要为丙烷的流、组合物、原料或产物是含有超过50wt％丙烷的流、组合物、原料或产物。 [0158] 如本文所用，术语“预处理”是指使用以下步骤中的一个或多个制备用于化学回收的废塑料：(i)粉碎，(ii)制粒，(iii)洗涤，(iv)干燥，和/或(v)分离。 [0159] 如本文所用，术语“热解”是指一种或多种有机材料在升高的温度下在惰性(即基本上无氧)气氛中的热分解。 [0160] 如本文所用，术语“热解焦炭”是指由热解获得的含碳组合物，其在200℃和1atm下为固体。 [0161] 如本文所用，术语“热解气(pyrolysis gas或pygas)”是指由热解获得的组合物，其在25℃和1atm下为气态。 [0162] 如本文所用，术语“热解重质蜡”是指由热解获得的C20+烃，其不是热解焦炭、热解气或热解油。 [0163] 如本文所用，术语“热解油(pyrolysis oil或pyoil)”是指由热解获得的组合物，其在25℃和1atm下为液体。 [0164] 如本文所用，术语“热解残余物”是指由热解获得的组合物，该组合物不是热解气或热解油，且主要包含热解焦炭和热解重质蜡。 [0165] 如本文所用，术语“回收成分”和“r‑成分”是指：是直接和/或间接衍生自废塑料的组合物，或包含这样的组合物。在整个本说明书中，各种回收成分组分可以由“r‑[组分]”表示。然而，应当理解，直接和/或间接地衍生自回收的材料的任何组分可以被认为是回收成分组分，而不管是否使用该表示。 [0166] 如本文所用，术语“残余”是指从含有产物或组分的原始来源中剩余的经鉴定的产物或组分的剩余数目或数量。例如，“残余热解油”可以指在大部分热解油已经预先从中去除之后，来自初始热解流出物的剩余热解油。 [0167] 如本文所用，术语“废塑料”和“塑料废物”是指用过的、废弃的和/或丢弃的塑料材料。进料至化学回收设施的废塑料可以是未处理的或部分处理的。 [0168] 如本文所用，术语“未处理的废塑料”是指未经受任何自动化或机械化分拣、洗涤或粉碎的废塑料。未处理的废塑料的例子包括从家庭路边塑料回收箱或共享社区塑料回收容器收集的废塑料。 [0169] 如本文所用，短语“至少一部分”包括至少一部分，至多并包括全部量或时间段。 [0170] 如本文所用，“下游”是指这样的目标单元操作、容器或设备： [0172] b.与来自裂化器炉辐射段的出口流曾经是流体(液体或气体)连通的或管道连通的，可选地通过一个或多个中间单元操作、容器或设备，前提是该目标单元操作、容器或设备保持在裂化器设施(包括炉和所有相关的下游分离设备)的界区内。 [0174] 在本技术的第一实施例中，提供了化学回收方法，该方法包括：(a)热解废塑料，从而形成包含热解气的热解流出物；(b)从至少一部分热解气中回收CO2，从而形成回收的CO2流。 [0175] 在前一段中描述的第一实施例还可以包括在以下指出的项目符号段中列出的附加方面/特征中的一个或多个。第一实施例的以下附加特征中的每一个可以是独立的特征，或者可以与一个或多个其他附加特征组合到一致的程度。另外，以下项目符号段可以被视为从属权利要求特征，其从属程度由项目符号列表中的缩进程度表示(即，比上面列出的特征缩进得更远的特征被视为从属于上面列出的特征)。 [0176] ●其中回收的CO2流包含至少50mol％、至少75mol％、至少80mol％、至少85mol％、至少90mol％、至少95mol％、至少96mol％或至少97mol％的CO2，基于回收的CO2流的总摩尔含量。 [0177] ●其中回收的CO2流包含至少0.1mol％、至少0.5mol％、至少1mol％、至少2mol％或至少2.5mol％和/或不超过10mol％、不超过5mol％、不超过4mol％或不超过3mol％的水，基于回收的CO2流的总摩尔含量。 [0178] ●其中回收的CO2流包含不超过1,000ppmv、不超过500ppmv或不超过200ppmv的吸收溶剂，基于回收的CO2流的总摩尔含量。 [0179] ●其中回收的CO2流相对于热解气富含CO2浓度。 [0180] ○其中回收的CO2流包含最初存在于热解气中的CO2的至少30％、至少35％、至少40％、至少45％、至少50％、至少55％、至少60％、至少65％、至少70％、至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％或至少99％。 [0181] ●其中步骤(b)的回收包括：将至少一部分的热解气引入吸收系统。 [0182] ○其中吸收系统包括吸收塔和汽提塔。 [0183] □还包括从吸收塔排出CO2贫化塔顶流。 [0184] □其中吸收系统使至少一种吸收溶剂在整个吸收塔和汽提塔中循环。 [0185] ●其中吸收溶剂包括有机溶剂。 [0186] ●其中吸收溶剂包括胺。 [0187] ●其中吸收溶剂包括胺、甲醇、selexol、乙二醇醚或其组合。 [0188] ●其中吸收溶剂包括二乙醇胺(DEA)、单乙醇胺(MEA)、甲基二乙醇胺(MDEA)、二异丙醇胺(DIPA)、二甘醇胺(DGA)、哌嗪或其组合。 [0189] ●其中吸收溶剂包括单乙醇胺(MEA)。 [0190] ●其中，吸收系统包括传热介质(HTM)。 [0191] ○其中HTM包括水、蒸汽、合成油、精炼油或硅氧烷。 [0192] ○其中HTM从吸收溶剂中去除热量和/或向吸收溶剂施加热量。 [0193] η其中汽提塔包括蒸汽再沸器。 [0194] ○其中蒸汽再沸器在足以释放CO2且低于吸收溶剂的降解温度的温度下操作。 [0195] ○其中蒸汽再沸器在105至150℃、105至145℃、105至140℃、105至130℃、110至125℃、115至120℃范围内的温度下操作。 [0196] □还包括从汽提塔排出回收的CO2流。 [0197] ○其中吸收系统包括再生吸收系统。 [0198] ○还包括：在步骤(b)的回收之前，将至少一部分的热解气冷却至不超过100℃、不超过75℃或不超过50℃的温度。 [0199] ○还包括：在步骤(b)的回收之前，将至少一部分的热解气冷却至25℃至45℃或30℃至40℃的温度。 [0200] ○其中步骤(b)的回收形成了CO2贫化流，其中回收的CO2流包含相对于CO2贫化流更高的CO2含量。 [0201] □其中CO2贫化流包含不超过5mol％、不超过3mol％、不超过2mol％、不超过1.5mol％、不超过1.0mol％、不超过0.5mol％或不超过0.1mol％的CO2，基于CO2贫化流的总摩尔含量。 [0202] □其中CO2贫化流包含最初存在于热解气中的CO2的不超过10％、不超过5％、不超过3％、不超过2％、不超过1.5％、不超过1.0％或不超过0.5％。 [0203] □其中回收的CO2流和/或CO2贫化流的温度为至少25℃、至少30℃、至少40℃、至少45℃或至少50℃和/或不超过100℃、不超过75℃、不超过70℃、不超过65℃或不超过60℃。 [0204] ●最终产物包含回收的r‑CO2流。 [0205] ●其中回收包括：截存和/或捕获至少一部分CO2。 [0206] 附加的权利要求支持说明——第二实施例 [0207] 在本技术的第二实施例中，提供了化学回收方法，该方法包括：(a)热解废塑料，从而形成包含热解气的热解流出物；(b)将至少一部分的热解流出物分离成热解气和热解油；(c)从至少一部分的热解气回收CO2，从而形成回收的CO2流；以及(d)将至少一部分的回收的CO2流作为原料引入气化设施中。 [0208] 在前一段中描述的第二实施例还可以包括在以下指出的项目符号段中列出的附加方面/特征中的一个或多个。第二实施例的以下附加特征中的每一个可以是独立的特征，或者可以与一个或多个其他附加特征组合到一致的程度。另外，以下项目符号段可以被视为从属权利要求特征，其从属程度由项目符号列表中的缩进程度表示(即，比上面列出的特征缩进得更远的特征被视为从属于上面列出的特征)。 [0209] ●其中回收的CO2流包含至少50mol％、至少75mol％、至少80mol％、至少85mol％、至少90mol％、至少95mol％、至少96mol％或至少97mol％的CO2，基于回收的r‑CO2流的总摩尔含量。 [0210] ●其中回收的CO2流包含至少50mol％、至少75mol％、至少80mol％、至少85mol％、至少90mol％、至少95mol％、至少96mol％或至少97mol％的CO2，基于回收的CO2流的总摩尔含量 [0211] ●其中回收的CO2流包含至少0.1mol％、至少0.5mol％、至少1mol％、至少2mol％或至少2.5mol％和/或不超过10mol％、不超过5mol％、不超过4mol％或不超过3mol％的水，基于回收的CO2流的总摩尔含量。 [0212] ●其中回收的CO2流包含不超过1,000ppmv、不超过500ppmv或不超过200ppmv的吸收溶剂，基于回收的CO2流的总摩尔含量。 [0213] ●其中回收的CO2流相对于热解气富含CO2浓度。 [0214] ○其中回收的CO2流包含最初存在于热解气中的CO2的至少30％、至少35％、至少40％、至少45％、至少50％、至少55％、至少60％、至少65％、至少70％、至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％或至少99％。 [0215] ●其中步骤(c)的回收包括：将至少一部分的热解气引入吸收系统。 [0216] ○其中吸收系统包括吸收塔和汽提塔。 [0217] □还包括：从吸收塔排出CO2贫化塔顶流。 [0218] □其中吸收系统使至少一种吸收溶剂在整个吸收塔和汽提塔中循环。 [0219] ●其中吸收溶剂包括有机溶剂。 [0220] ●其中吸收溶剂包括胺。 [0221] ●其中吸收溶剂包括胺、甲醇、selexol、乙二醇醚或其组合。 [0222] ●其中吸收溶剂包括二乙醇胺(DEA)、单乙醇胺(MEA)、甲基二乙醇胺(MDEA)、二异丙醇胺(DIPA)、二甘醇胺(DGA)、哌嗪或其组合。 [0223] ●其中吸收溶剂包括单乙醇胺(MEA)。 [0224] ●其中，吸收系统包括传热介质(HTM)。 [0225] ○其中HTM包括水、蒸汽、合成油、精炼油或硅氧烷。 [0226] ○其中HTM从吸收溶剂中去除热量和/或向吸收溶剂施加热量。 [0227] ●其中汽提塔包括蒸汽再沸器。 [0228] ○其中蒸汽再沸器在足以释放CO2且低于吸收溶剂的降解温度的温度下操作。 [0229] ○其中蒸汽再沸器在105至150℃、105至145℃、105至140℃、105至130℃、110至125℃、115至120℃范围内的温度下操作。 [0230] □还包括从汽提塔排出回收的CO2流。 [0231] ○其中吸收系统包括再生吸收系统。 [0232] ○还包括：在步骤(c)的回收之前，将至少一部分热解气冷却至不超过100℃、不超过75℃或不超过50℃的温度。 [0233] ○还包括：在步骤(c)的回收之前，将至少一部分热解气冷却至25℃至45℃或30℃至40℃的温度。 [0234] ○其中步骤(c)的回收形成了CO2贫化流，其中回收的CO2流包含相对于CO2贫化流更高的CO2含量。 [0235] □其中CO2贫化流包含不超过5mol％、不超过3mol％、不超过2mol％、不超过1.5mol％、不超过1.0mol％、不超过0.5mol％或不超过0.1mol％的CO2，基于CO2贫化流的总摩尔含量。 [0236] □其中CO2贫化流包含最初存在于热解气中的CO2的不超过10％、不超过5％、不超过3％、不超过2％、不超过1.5％、不超过1.0％或不超过0.5％。 [0237] □其中回收的CO2流和/或CO2贫化流的温度为至少25℃、至少30℃、至少40℃、至少45℃或至少50℃和/或不超过100℃、不超过75℃、不超过70℃、不超过65℃或不超过60℃。 [0238] ●其中引入包括：将至少一部分回收的CO2流进料至气化器中。 [0239] ○其中气化器产生合成气流。 [0240] ○还包括：处理至少一部分合成气流，以去除至少一部分硫和/或含硫化合物，从而形成纯化的合成气流。 [0241] ●最终产物包含回收的CO2流。 [0242] ●其中回收包括：截存和/或捕获至少一部分CO2。 [0243] ●其中步骤(a)的热解在热解反应器中进行。 [0244] ○其中热解反应器和气化设施是同地协作的。 [0245] ●其中热解反应器和气化设施在距离彼此的40英里内、35英里内、30英里内、20英里内、15英里内、12英里内、10英里内、8英里内、5英里内、2英里内或1英里内同地协作，是从其地理中心测量的。 [0246] 权利要求书不限于所公开的实施例 [0247] 当指示数字序列时，应当理解，每个数字被修饰为成与数字序列或句子中的第一个数字或最后一个数字相同，例如，每个数字视情况而定是“至少”或“至多”或“不超过”；并且每个数字处于“或”的关系中。例如，“至少10wt％、20wt％、30wt％、40wt％、50wt％、75wt％……”是指与“至少10wt％、或至少20wt％、或至少30wt％、或至少40wt％、或至少 50wt％、或至少75wt％等相同；并且“不超过90wt％wt％、85wt％、70wt％、60wt％……”是指与“不超过90wt％、或不超过85wt％、或不超过70wt％......”等相同；以及“按重量计至少 1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％……”是指与“至少1wt％、或至少2wt％、或至少3wt％……”等相同；以及“至少5、10、15、20和/或不超过99、95、90重量百分比”是指与“至少5wt％、或至少10wt％、或至少15wt％、或至少20wt％、和/或不超过99wt％、或不超过 95wt％、或不超过90重量百分比……”等相同。 |
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