使用回收成分或氢富集的燃料气体的化学设施和方法与流程

背景技术：

1、废塑料热解在多种化学回收技术中起作用。通常，废塑料热解设施产生回收成分热解油(r-热解油)和回收成分热解气(r-热解气)，其可进一步处理以提供多种回收成分化学产品和中间体，例如回收成分乙烯(r-乙烯)、回收成分乙烷(r-乙烷)、回收成分丙烯(r-丙烯)、回收成分丙烷(r-丙烷)和其它。不幸的是，在常规操作下，互连的热解和产物分离设施可能缺乏能量效率，从经济和环境的观点来看这可能是昂贵的。

2、然而，当热解设施被加入到现有的下游设施(例如裂化设施)时，所得组合设施的碳足迹通常不是最佳的，因为主要焦点在于特定回收成分产品的生产。因此，即使通过这些组合设施生产回收成分产品，组合设施的环境影响也可能不能被彻底分析以最大限度地减少释放到环境中的二氧化碳的量。因此，这些组合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的全球变暖潜在性。因此，需要一种提供较低碳足迹的废塑料热解的处理方案。

3、例如，天然气通常用作工艺炉(例如，热解炉和/或裂化器炉)的燃料。过去，已经使用了流例如热解气，但是这不是目前所希望的，因为热解气现在包括回收成分并且可以用于形成其它更高价值的化学产品和中间体。当使用外部(购买的)天然气时，这不包括回收成分，并且还提供了二氧化碳(co2)和一氧化碳(co)形式的较高水平的碳排放，这增加了一个或多个设施的碳足迹和gwp。因此，需要一种处理方案，其最大化地使用来自废塑料的回收成分，同时还最小化碳排放，特别是在集成设施中。

技术实现思路

1、在一个方面，本技术涉及化学回收方法，所述方法包括：(a)在热解设施中热解废塑料进料以提供回收成分热解流出物(r-热解流出物)，其中该热解包括在热解炉中燃烧第一燃料气体；(b)在裂化设施的裂化器炉中裂化烃进料以提供裂化器炉流出物，其中该裂化包括在裂化器炉中燃烧第二燃料气体；和(c)在裂化设施的分离区中分离回收成分裂化流(r-裂化流)以提供至少一种回收成分产物(r-产物)，其中r-裂化流包含至少一部分裂化器炉流出物，其中满足以下标准(i)至(vii)中的至少一个——(i)第一燃料气体具有至少10mol％的氢含量；(ii)第二燃料气体具有大于40摩尔百分比的氢含量；(iii)第一燃料气体包含来源于裂化设施的氢；(iv)第一燃料气体和第二燃料气体中的至少一种包含来源于热解设施的氢；(v)第一燃料气体和第二燃料气体中的至少一种包含回收成分氢(r-h2)；(vi)其中进入裂化器炉的烃进料包含至少一部分r-热解流出物，并且第一燃料气体包含来源于裂化设施的分离区的氢和/或甲烷；和(vii)其中在步骤(c)中分离的r-裂化流包含至少一部分r-热解流出物，并且第一燃料气体包含来源于裂化设施的分离区的氢和/或甲烷。

2、在一个方面，本技术涉及化学回收方法，所述方法包括：(a)将裂化器流出物压缩至至少200磅/平方英寸表压(psig)的压力，其中裂化器流出物包含回收成分裂化器流出物(r-裂化器流出物)；(b)在分离区中分离至少一部分压缩的r-裂化器流出物，从而产生回收成分甲烷(r-甲烷)和/或回收成分氢(r-h2)；以及(c)燃烧燃料以向热解设施和/或裂化设施中的至少一个工艺炉中的热解反应器和/或裂化器炉供应热能以加热至少一种工艺流，其中该燃料包含至少一部分r-甲烷和/或r-h2

3、在一个方面，本技术涉及化学回收方法，所述方法包括：(a)在分离区中分离回收成分合成气(r-合成气)，从而产生回收成分氢(r-h2)；以及(b)燃烧燃料以向热解设施和/或裂化设施中的至少一个工艺炉中的热解反应器和/或裂化器炉供应热能以加热至少一种工艺流，其中该燃料包含来自r-h2的回收成分。

4、在一个方面，本技术涉及化学回收方法，所述方法包括：(a)热解包含废塑料的流以提供回收成分热解流出物(r-热解流出物)；(b)将至少一部分r-热解流出物引入裂化设施；(c)从裂化设施回收塔顶流；(d)可选地使烃进料经受分子重整器以提供合成气；以及(e)使用至少一部分塔顶流和/或合成气作为燃料来为步骤(a)的热解提供热量。

技术特征：

1.一种化学回收方法，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，还包括从所述裂化设施回收塔顶流，并且其中所述第一燃料气体和所述第二燃料气体中的至少一种包含至少一部分所述塔顶流。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述塔顶流包含从脱甲烷塔取出的塔顶流或从冷藏盒取出的塔顶流。

4.根据权利要求2所述的方法，其中所述塔顶流从氢分离单元中取出，其中所述氢分离单元利用催化纯化、金属氢化物分离、变压吸附、低温分离或低温蒸馏和/或膜分离。

5.根据权利要求2所述的方法，其中所述塔顶流包含至少50mol％的氢和/或不超过95mol％的甲烷。

6.根据权利要求2所述的方法，还包括使至少一部分所述塔顶流膨胀以形成膨胀流，以及回收至少一部分由所述膨胀产生的功并将其用于另一部分热解设施和/或裂化设施中，并且其中所述第一燃料气体和所述第二燃料气体中的至少一种包含膨胀流。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中满足以下标准(i)至(xi)中的至少一个——

8.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中满足以下标准(i)至(xi)中的至少一个——

9.根据权利要求1所述的方法，还包括在分子重整设施中由烃进料形成合成气，以及分离所述合成气以除去纯化的氢流，其中所述第一燃料气体和/或所述第二燃料气体包含至少一部分所述纯化的氢流。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述裂化器炉身流出物和/或所述热解炉身流出物具有小于8mol％的co和co2的总量。

11.一种化学回收方法，所述方法包括：

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述燃料包含r-甲烷和r-h2两者的至少一部分。

13.根据权利要求11所述的方法，其中所述分离产生

14.根据权利要求11所述的方法，其中所述分离产生减压的r-裂化器流出物流，并且还包括分离至少一部分所述减压的r-裂化器流出物流以提供另一回收成分甲烷(r-甲烷)和/或另一回收成分氢(r-h2)，以及在另一工艺炉中燃烧至少一部分所述另一r-甲烷和/或所述另一r-h2。

15.根据权利要求11所述的方法，其还包括在所述热解设施的热解炉中热解废塑料以形成回收成分热解流出物(r-热解流出物)以及将至少一部分所述r-热解流出物引入所述裂化设施中以形成至少一种回收成分产物(r-产物)，还包括将所述r-热解流出物分离成回收成分热解气(r-热解气)和回收成分热解油(r-热解油)以及将所述r-热解气和所述r-热解油的至少一种引入所述裂化设施中，其中所述引入包括将至少一部分所述r-热解油引入所述裂化设施的裂化器炉中和/或在所述裂化器炉下游的一个或多个位置处引入至少一部分所述r-热解气以及在所述裂化设施的分离区中分离至少一部分所述流。

16.一种化学回收方法，所述方法包括：

17.根据权利要求16所述的方法，还包括使回收成分含烃进料(r-hc进料)经受分子重整以提供r-合成气，其中所述r-hc进料包含甲烷，其中所述甲烷包含回收成分甲烷。

18.一种化学回收方法，所述方法包括：

19.根据权利要求18所述的方法，还包括在裂化器炉中裂化含烃进料流以提供裂化流出物，以及在所述裂化设施的分离区中将所述裂化流出物分离成一种或多种回收成分产物(r-产物)，其中从所述分离区回收在步骤(c)中回收的塔顶流。

20.根据权利要求18所述的方法，还包括使烃进料经受分子重整以提供合成气，并使用至少一部分所述合成气作为燃料以提供用于步骤(a)的所述热解的热量。

技术总结提供了用于提供来自废塑料热解的回收成分烃产物(r‑产物)的方法和设施。本文描述了提高能量效率并有助于降低总体环境影响，同时从化学回收的废塑料生产有价值的最终产品处理方案。在一个或多个工艺炉中使用回收成分和/或高氢含量燃料还通过减少碳排放而降低了设施的全球变暖潜在性，同时还改进了能量整合。技术研发人员：武显春,达里尔·贝汀,大卫·尤金·斯莱文斯基,迈克尔·加里·波拉塞克,艾弗里·L·安德森受保护的技术使用者：伊士曼化工公司技术研发日：技术公布日：2024/5/8