通过精炼厂FCC装置从塑料废物到聚丙烯的循环经济的制作方法

背景技术：

1、世界塑料生产的增长极为迅速。根据plasticseurope market research group，2016年世界塑料产量为3.35亿吨，2017年为3.48亿吨，2018年为3.59亿吨，并且2020年为3.67亿吨。根据麦肯锡公司，如果按目前的轨迹继续下去，预计到2030年全球塑料废物将达到每年4.60亿吨。

2、一次性塑料废物已成为一个日益重要的环境问题。目前，将聚乙烯和聚丙烯废塑料再生为增值化学品和燃料产品的选择似乎不多。当前，只有少量聚乙烯和聚丙烯通过化学再生法进行再生，其中将再生和清洁的聚合物粒料在热解装置中热解以制造燃料(石脑油、柴油)、蒸汽裂解器进料或软蜡。而超过80％的绝大部分被焚烧、填埋或丢弃。

3、目前通过热解进行化学再生的方法对塑料行业没有太大影响。目前的热解操作产生的燃料成分(石脑油和柴油系列产品)品质差，但数量足够小，以致于可以将这些产品掺混到燃料供应中。然而，如果要将大量废聚乙烯和聚丙烯再生来解决环境问题，这种简单的掺混就不能继续下去。热解装置生产的产品品质太差，以致于无法以大量掺混在运输燃料中。

4、将废塑料转化为烃润滑剂的方法是已知的。例如，美国专利号3845157公开了废的或原始聚烯烃如乙烯/烯烃共聚物裂解形成气态产物，再将其进一步加工以生产合成烃润滑剂。美国专利号4642401公开了通过在150-500℃的温度和20-300巴的压力下加热粉碎的聚烯烃废物来生产液态烃。美国专利号5849964公开了一种将废塑料材料解聚成挥发相和液相的方法。挥发相被分离成气相和冷凝物。使用标准精炼技术将液相、冷凝物和气相精炼成液体燃料组分。美国专利号6143940公开了一种将废塑料转化为重质蜡组合物的工序。美国专利号6150577公开了一种将废塑料转化为润滑油的方法。ep0620264公开了一种从废的或原始聚烯烃生产润滑油的方法，是在流化床中将废料热裂化以形成蜡状产物，任选地使用加氢处理，然后催化异构化和分馏以回收润滑油。

5、美国专利申请公开号2021/0130699公开了由再循环的废料制备再生物成分烃(recycle content hydrocarbons)的方法和系统。将再循环废料热解以形成热解油组合物，然后可以将其至少一部分裂解以形成再生烯烃组合物。

6、涉及将废塑料转化为润滑油的方法的其它文件包括美国专利号6288296、6774272、6822126、7834226、8088961、8404912和8696994，和美国专利申请公开号2019/0161683、2016/0362609和2016/0264885。前述专利文件通过引用以其全文并入本文。

7、在全球范围内，为了节约资源和环境，对塑料废物的再生(reecycling)或升级利用(upcycling)引起了极大的兴趣。由于所收集塑料的不同类型、性质、添加剂和污染物，塑料废物的机械再生相当有限。通常，再生的塑料具有降级的品质。通过化学再生得到起始材料或增值化学品已成为一条更令人向往的途径。

8、然而，为了实现工业上大量的一次性塑料的化学再生，以减少其对环境的影响，需要更稳健的方法。经过改进的方法应为废聚乙烯和聚丙烯塑料建立“循环经济”，其中用过的废塑料被有效再生收回，作为用于聚合物的起始原料或者增值化学品或燃料。

技术实现思路

1、提供一种将废塑料转化为用于聚丙烯聚合的再生物(recycle)的连续方法。所述方法包括选择含有聚乙烯和/或聚丙烯的废塑料。然后将这些废塑料与石油原料掺混。得到的掺混物通常是稳定的掺混物和均质混合物(尤其是在低于废塑料的熔点的温度下)。所述掺混物包括约20重量％以下的所选废塑料。然后将掺混物与常规精炼厂烃进料如vgo一起进料至精炼厂中的fcc装置。

2、将所述方法与油精炼厂结合是本发明方法的一个重要方面，并允许使用聚丙烯等一次性废塑料创立循环经济。因此，将掺混物送至精炼厂fcc装置。掺混物在高于其倾点的温度下传送，以便能够将掺混物泵送到精炼厂fcc装置。在注入反应器之前，将掺混物加热到高于塑料的熔点。从fcc装置回收液态石油气c3烯烃/链烷烃混合物。将c3烯烃/链烷烃混合物分离为c3链烷烃和c3烯烃馏分。将c3烯烃送至丙烯聚合反应器以生产聚丙烯。任选地，将c3链烷烃送至脱氢装置以生产额外的丙烯，其可用于生产聚丙烯。

3、精炼厂通常会有自己的烃进料流过精炼厂装置。本发明方法的一个重要方面是不会对精炼厂的操作产生负面影响。精炼厂必须仍生产有价值的化学品和燃料。否则，将所述方法与油精炼厂结合将不是可行的解决方案。因此，必须仔细观察流量体积(flowvolume)。

4、进入精炼厂装置的废塑料/石油掺混物的流量体积可以包括进入精炼厂装置的总流量的任何实际或适应的体积百分比。通常，掺混物的流量可以为总流量的多至约100体积％，即掺混物流量就是整个流量，没有精炼厂流量。在一个实施方案中，掺混物的流量是占总流量(即精炼厂流量和混合物流量)的至多约50体积％的量。

5、已经发现，除其他因素外，通过增加精炼厂操作，可以高效且有效地将塑料废物再生，同时还补充精炼厂在制备汽油、喷气燃料、基础油和柴油等较高价值产品方面的操作。而且发现，通过增加精炼厂的操作，可以高效且有效地从废塑料生产清洁的丙烷和丙烯，用于最终的聚丙烯聚合物生产。从再生的塑料到产品品质与原始聚合物相同的聚丙烯产品的整个过程实现了积极的经济效益。

技术特征：

1.将废塑料转化为用于聚丙烯聚合的再生物的连续方法，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中从所述精炼厂fcc装置回收汽油和重质馏分。

3.根据权利要求1所述的方法，其中(b)的所述掺混物是废塑料和石油的热的均质掺混物。

4.根据权利要求1所述的方法，其中(b)的所述掺混物是废塑料和石油的稳定掺混物。

5.根据权利要求1所述的方法，其中在(a)中选择的废塑料包含来自分类组2、4和/或5的塑料。

6.根据权利要求1所述的方法，其中从fcc装置蒸馏塔回收c4料流和重质馏分并在精炼厂进一步加工成清洁的汽油、柴油或喷气燃料。

7.根据权利要求1所述的方法，其中(c)中送至所述精炼厂fcc装置的所述掺混物的体积流量占送至所述fcc装置的总烃流量的至多100体积％。

8.根据权利要求1所述的方法，其中(c)中送至所述精炼厂fcc装置的所述掺混物的体积流量占送至所述fcc装置的总烃流量的至多50体积％。

9.根据权利要求8所述的方法，其中掺混物流量占送至所述fcc装置的总流量的至多25体积％。

10.根据权利要求1所述的方法，其中通过将所述废塑料加热到高于所述塑料的熔点并与所述石油混合、然后将掺混物冷却到低于所述废塑料的熔点的温度来制备(b)中的石油和所选废塑料的所述掺混物。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述掺混物中的石油包含常压瓦斯油、真空瓦斯油(vgo)、常压渣油、石油衍生油、基于石油的材料和/或从精炼厂操作中回收的重质原料。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述掺混物中的石油包含轻质循环油(lco)、重质循环油(hco)、fcc石脑油、汽油、柴油、甲苯和/或源自石油的芳族溶剂。

13.将废塑料转化为用于聚丙烯聚合的再生物的连续方法，包括：

14.根据权利要求13所述的方法，其中从所述精炼厂fcc装置回收汽油和重质馏分。

15.根据权利要求13所述的方法，其中(b)的所述掺混物是废塑料和石油的热的均质掺混物。

16.根据权利要求13所述的方法，其中(b)的所述掺混物是废塑料和石油的稳定掺混物。

17.根据权利要求13所述的方法，其中在(a)中选择的废塑料包含来自分类组2、4和/或5的塑料。

18.根据权利要求13所述的方法，其中从fcc装置蒸馏塔回收c4和重质馏分并在精炼厂进一步加工成清洁的汽油、柴油或喷气燃料。

19.根据权利要求13所述的方法，其中(c)中送至所述精炼厂fcc装置的所述掺混物的体积流量占送至所述fcc装置的总烃流量的至多100体积％。

20.根据权利要求13所述的方法，其中(c)中送至所述精炼厂fcc装置的所述掺混物的体积流量占送至所述fcc装置的总烃流量的至多50体积％。

21.根据权利要求13所述的方法，其中掺混物流量占送至所述fcc装置的总流量的至多25体积％。

22.根据权利要求13所述的方法，其中通过将所述废塑料加热到高于所述塑料的熔点并与所述石油混合、然后将掺混物冷却到低于所述废塑料的熔点的温度来制备(b)中的石油和所选废塑料的所述掺混物。

23.根据权利要求13所述的方法，其中所述掺混物中的石油包含常压瓦斯油、真空瓦斯油(vgo)、常压渣油、石油衍生油、基于石油的材料和/或从精炼厂操作中回收的重质原料。

24.根据权利要求13所述的方法，其中所述掺混物中的石油包含轻质循环油(lco)、重质循环油(hco)、fcc石脑油、汽油、柴油、甲苯和/或源自石油的芳族溶剂。

25.用于将废塑料转化为可用于制备聚丙烯的化学品的方法，包括：

26.将废塑料转化为用于聚丙烯聚合的再生物的连续方法，包括：

27.将废塑料转化为用于制备较低碳足迹燃料的再生物的方法，包括

28.根据权利要求27所述的方法，其中所述较低碳足迹燃料包括汽油、喷气燃料、柴油和/或船用油。

技术总结提供了一种将废塑料转化为用于聚丙烯聚合的再生物的连续方法。所述方法包括选择含有聚乙烯和/或聚丙烯的废塑料和制备石油和所选塑料的稳定掺混物。所述掺混物中所述塑料的量占所述掺混物的20重量％以下。将所述掺混物送至精炼厂FCC装置。从所述FCC装置回收液化石油气C<subgt;3</subgt;烯烃/链烷烃混合物。将C<subgt;3</subgt;链烷烃和C<subgt;3</subgt;烯烃分离成不同的馏分，其中C<subgt;3</subgt;烯烃馏分被送往丙烯聚合反应器，而C<subgt;3</subgt;链烷烃馏分可选地被送往脱氢装置以生产额外的丙烯。技术研发人员：J·E·施密特,H-K·C·蒂姆肯,刘腾飞,R·L·格罗夫,陈开东受保护的技术使用者：雪佛龙美国公司技术研发日：技术公布日：2024/11/18