塑料转化为烯烃和芳族产物制造技术

由流化催化裂化(FCC)催化剂和ZSM-5沸石催化剂形成用于从原料来产生烯烃和芳族化合物的催化剂组合物，其中，按所述FCC催化剂和所述ZSM-5沸石催化剂的总重量计，ZSM-5沸石催化剂的量占10wt.％或更多。所述催化剂组合物可以用于通过将烃原料和所述催化剂组合物引入反应器，所述反应器的至少一部分处于550℃或更高的反应器温度下，从原料来产生烯烃和芳族化合物的方法中。以6或更大的催化剂与进料(C/F)比率将所述原料和催化剂组合物引入所述反应器中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及通过热解将塑料转化为烯烃和芳族化合物。
技术介绍
废塑料大部分被转入填埋或被焚烧，其中较小部分被转入循环利用。这些年来，随 着法规的增加和对填埋的征税，消费后废料被循环使用或焚烧用于能量回收的百分比正逐 渐增加。PlasticsEurope的2009年的统计表明，在欧洲产生大约24. 4百万吨的废塑料。 其中，通过循环利用（22. 6% )或能量回收（31. 3% )来处理54%。将塑料转入填埋是大约 46. 1%。因此，将废塑料处置成填埋正变得越来越困难。 可以根据废塑料的原料循环利用的类别来分类用来产生产物如石脑油、乙烯、丙 烯、和芳族化合物的废塑料的热解。随着石脑油价格显著提高，与对更便宜的气态烃进料进 行操作的蒸汽裂解装置相比，对石脑油进料进行操作的蒸汽裂解装置处于不利的地位。如 果用等效量的来自塑料转化过程，如热解的产物替换进入蒸汽裂解装置的一部分石脑油进 料，则对石脑油进料进行操作的蒸汽裂解装置的经济状况将会改善。 为了影响连续的非常大量的蒸汽裂解装置工厂运营的经济状况，必要的是热解过 程也是连续的。今天不存在这样的大规模工厂，其在单一步骤中将废塑料直接转化成石油 化学产品。世界各地的先前的尝试一直专注于从废塑料生成液体燃料。这些工厂是规模较 小的或特性为模块化的。在这样的小规模的工厂中进行的反应还进行较长的停留时间，从 而使得它们不太适用于更大规模上的连续操作。一些早期的尝试还集中于从废塑料生成用 于蒸汽裂解装置的原料。然而，这些依赖于蒸汽裂解炉成功的可用性。此外，在裂解炉中这 些产生的蒸汽裂解装置进料的转化通常将导致产生较高量的甲烷，其是不希望的。因此，需要用于将塑料直接转化成石油化工产物，如烯烃和芳族化合物的方法，其 最大限度地减少甲烷的形成，以及其最大化烯烃和芳族化合物的产率。
技术实现思路
通过在反应器内引入烃原料和催化剂组合物来进行由原料产生烯烃和芳族化合 物的方法，至少一部分的反应器是在550C或更高的反应器温度下。催化剂组合物是流化 催化裂化（FCC)催化剂和ZSM-5沸石催化剂，其中ZSM-5沸石催化剂的量占FCC催化剂和 ZSM-5沸石催化剂的总重量的IOwt. %或更多。以6或更大的催化剂与进料比将原料和催 化剂组合物引入反应器。在反应器内允许将至少一部分的原料转化为烯烃和芳族化合物中 的至少一种。从反应器移开包含所述烯烃和芳族化合物中的至少一种的产物流股。 在某些【具体实施方式】中，FCC催化剂包含以下至少一种：X型沸石、Y型沸石、 USY沸石、丝光沸石、八面沸石、纳米晶体沸石、MCM中孔材料、SBA-15、硅-铝磷酸盐 (silico-aluminophosphate)、磷酸嫁、和磷酸钦。FCC催化剂还可以包含包埋在基质中的Y沸石和USY沸石中的至少一种，FCC催化 剂具有IOOmVg至400m2/g的总表面积，按重量计0至0. 5%的焦炭沉积量。 在一些应用中，FCC催化剂是具有按重量计大于0至0. 5 %的焦炭沉积的非新鲜的 FCC催化剂。在某些实施方式中，FCC催化剂可以具有100m2/g至200m2/g的总表面积。 在一些实施方式中，催化剂组合物的ZSM-5沸石催化剂的量占FCC催化剂和ZSM-5 沸石催化剂的总重量的IOwt. %至50wt. %。在其它实施方式中，催化剂组合物的ZSM-5沸 石催化剂的量占FCC催化剂和ZSM-5沸石催化剂的总重量的30wt. %至45wt. %。 在某些情况下，可以操作反应器，其中所述至少一部分的反应器是在570°C至 730°C的反应器温度下。在一些实施方式中，反应器可以是以下至少一种：流化床反应器、鼓 泡床反应器、淤浆反应器、回转窑反应器、和填充床反应器。 在一些应用中，可以以8或更大的催化剂与进料比将原料和催化剂组合物引入反 应器。原料可以是以下至少一种：聚烯烃、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯 (PET)、聚氯乙烯（PVC)、聚酰胺、聚碳酸酯、聚氨酯、聚酯、天然和合成橡胶、轮胎、填充聚合 物、复合材料、塑料合金、溶解在溶剂中的塑料、生物质、生物油、和石油。 在本专利技术的另一个方面，提供了用于从烃原料产生烯烃和芳族化合物的催化剂组 合物。催化剂组合物包含流化催化裂化（FCC)催化剂和ZSM-5沸石催化剂的混合物，其中 ZSM-5沸石催化剂的量占FCC催化剂和ZSM-5沸石催化剂的总重量的IOwt. %至50wt. %。 在某些更具体的实施方式中，催化剂组合物的ZSM-5沸石催化剂的量占FCC催化 剂和ZSM-5沸石催化剂的总重量的30wt. %至45wt. %。 在一些应用中，FCC催化剂可以包含包埋在基质中的Y沸石和USY沸石中的至少 一种，FCC催化剂具有IOOmVg至400m2/g的总表面积，按重量计0至0. 5%的焦炭沉积量。 在其它应用中，FCC催化剂包含以下至少一种：X型沸石、Y型沸石、USY沸石、丝光沸石、八 面沸石、纳米晶体沸石、MCM中孔材料、SBA-15、硅铝磷酸盐、磷酸镓、和磷酸钛。 FCC催化剂可以是具有按重量计大于0至0. 5%的焦炭沉积的非新鲜的FCC催化 剂。在一些情况下，非新鲜的FCC催化剂可以具有100至200m2/g的总表面积。 在一些实施方式中，FCC催化剂包含包埋在基质中的Y沸石和USY沸石中的至少 一种，FCC催化剂具有100m2/g至400m2/g的总表面积。在某些情况下，这样的FCC催化剂 可以是具有按重量计大于〇至〇. 5%的焦炭沉积的非新鲜的催化剂。在一些实施方式中，这 样的FCC催化剂可以进一步具有100m2/g至200m2/g的总表面积。 在某些应用中，FCC催化剂包含Y沸石和USY沸石中的至少一种，所述Y沸石和USY 沸石中的至少一种以及ZSM-5沸石催化剂各自包埋在相同基体中。【附图说明】 为了更完整地理解本专利技术，现连同附图一起来参照以下描述，其中： 图1是轻气体烯烃产率相对于在塑料原料的热解转化中使用的催化剂组合物的 ZSM-5沸石催化剂含量的曲线图； 图2是轻气体烯烃产率相对于在利用本专利技术的催化剂组合物的塑料原料的热解 转化中的反应器温度的曲线图； 图3是不同的轻气体烯烃产率相对于在塑料原料的热解转化中使用的催化剂组 合物的ZSM-5沸石催化剂含量的曲线图；图4是不同的轻气体烯烃产率相对于在利用本专利技术的催化剂组合物的塑料原料 的热解转化中的反应器温度的曲线图；图5是甲烷和乙烯产率相对于在塑料原料的热解转化中使用的催化剂组合物的 ZSM-5沸石催化剂含量的曲线图；图6是甲烷和乙烯产率相对于在利用本专利技术的催化剂组合物的塑料原料的热解 转化中的反应器温度的曲线图；图7是重液体产物产率相对于在塑料原料的热解转化中使用的催化剂组合物的 ZSM-5沸石催化剂含量的曲线图；图8是重液体产物产率相对于在利用本专利技术的催化剂组合物的塑料原料的热解 转化中的反应器温度的曲线图；图9是芳族化合物产率相对于在塑料原料的热解转化中使用的催化剂组合物的 ZSM-5沸石催化剂含量的曲线图；图10是芳族化合物产率相对于在利用本专利技术的催化剂组合物的塑料原料的热解 转化中的反应器温度的曲线图；图11是焦炭产率相对于在塑料原料的热解转化中使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从原料来产生烯烃和芳族化合物的方法，所述方法包括：将烃原料和催化剂组合物引入反应器，所述反应器的至少一部分处于550℃或更高的反应器温度下，所述催化剂组合物包含流化催化裂化(FCC)催化剂和ZSM‑5沸石催化剂，其中ZSM‑5沸石催化剂的量占所述FCC催化剂和所述ZSM‑5沸石催化剂的总重量的至少10wt.％，以及以6或更大的催化剂与进料的比率将所述原料和催化剂组合物引入所述反应器中；在所述反应器内，允许将至少部分的所述原料转化为烯烃和芳族化合物的至少一种；以及从所述反应器移开包含所述烯烃和芳族化合物的至少一种的产物流股。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉维钱德·纳拉亚纳斯瓦米，克里希纳·库马尔·拉马穆尔蒂，普斯·斯里尼瓦桑，
申请(专利权)人：沙特基础工业公司，
类型：发明
国别省市：沙特阿拉伯;SA