由废塑料原料生产聚丙烯的方法技术

本发明专利技术涉及由废塑料原料生产丙烯基聚合物方法，所述方法包括如下顺序的步骤：(a)提供由废塑料原料生产的热解油加氢处理获得的烃物流A；(b)任选提供烃物流B；(c)将含部分烃物流A和任选的部分烃物流B的原料C提供给包括裂解盘管的热裂解炉；(d)在蒸汽存在下实施热裂解操作以获得裂解烃物流D；(e)将裂解烃物流D供给分离单元；(f)在分离单元中实施分离操作以获得包含丙烯的产品物流E；(g)将产品物流E供给聚合反应器；和(h)在聚合反应器中实施聚合反应以获得丙烯基聚合物；其中在步骤(d)中：盘管出口温度为≥800和≤850℃、优选≥805和≤835℃；和蒸汽与原料C的重量比为>0.3和<0.8。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】由废塑料原料生产聚丙烯的方法
本专利技术涉及由源自废塑料原料的产品生产聚丙烯的方法。具体地，本专利技术涉及在提高的聚丙烯碳效率下由源自废塑料原料的产品生产聚丙烯。
技术介绍
目前，作为废物的塑料材料的处置带来了越来越严重的环境问题。随着全球人口的增长和人均塑料材料使用量的增加，无论是工业用途还是消费用途，作为废物产生的塑料材料量都达到了一定水平，使得其处置方法中影响深远的创新正迅速地变得必要起来。具体地，非常希望这些创新也有助于减少不利于环境的问题，如化石碳的利用以及进入大气的碳排放。目前，在许多情况下，废塑料通过焚烧处理(导致大气碳排放)、丢弃至垃圾填埋场或乱扔到陆地和海洋中。这些不希望的废物处理越来越遭到社会反对。因此，工业发展的一个目标是寻找处理这些废塑料的方法以克服上述异议。实现这一目标的一种方法是通过化学转化过程将废塑料加工成可用于重新生产塑料的原料。这种路线不仅允许废物再利用(解决与之相关的上述问题)，而且还可以替代塑料生产中应用的常规原料。生产塑料的一种特定路线，也是目前为止最广泛使用的方法，是首先将化石石油或天然气衍生物加工成塑料的构成要素，和进一步通过聚合方法将这些构成要素转化为塑料。这方面的一个典型例子是包括通过对石脑油范畴的化石石油衍生物进行蒸汽裂解来制备这些构成要素(也称为单体)。这些单体具体包括低级单烯烃和二烯烃化合物如乙烯和丙烯以及其它有价值的化学构成要素如芳烃和含氧化合物产品。这些烯烃类化合物大规模地聚合成聚烯烃材料，特别是聚乙烯和聚丙烯材料。由于按上述路线生产聚乙烯和聚丙烯占全球塑料生产的主要部分，并且生产能力逐年增长，因此这条路线特别适合于利用废塑料基原料物流转化为新的聚合物材料。这种路线可提供将塑料转化为塑料的手段，也可称为循环塑料加工。为了能够将废塑料加工成蒸汽裂解操作的原料，必须以一定方式为蒸汽裂解装置提供原料，从而可在最高效率和可持续条件下操作裂解过程。在这种情况下，高的裂解效率意味着裂解条件导致丙烯最大化生产，而丙烯是蒸汽裂解装置产品列表的一部分。蒸汽裂解包括在一定时间内，在高流速下使混合化学结构的烃原料物流经受高温。作为这些条件的结果，原料物流中的化合物发生热降解，导致一些所需要的化合物可直接或通过进一步化学转化过程进入工业用途。作为一种产品，丙烯通常是形成这种蒸汽裂解方法中形成的部分产品的产品之一。在本专利技术的背景中，蒸汽裂解的可持续条件意味着蒸汽裂解的发生条件和原料物流组成使得所述裂解方法在工业上作为连续过程运行时的运行时长尽可能长，随后形成焦炭或因污染物和/或操作条件而结垢(所述污染物通常沉积于现有技术的蒸汽裂解装置中通常应用的管的内部)，迫使操作停止和必须清洗反应管。该运行时长在很大程度上取决于原料组成和裂解条件，和希望尽可能长以使装置经济地操作。丙烯作为蒸汽裂解过程的产品组合物的一部分获得，在经过分离步骤分离到所需纯度后，通过聚合工艺转化为聚丙烯产品。现在本专利技术的目的是提供一种方法，该方法允许以最大效率利用源自废塑料物流的碳生产聚丙烯。
技术实现思路
按照本专利技术，通过由废塑料原料生产丙烯基聚合物的方法实现了上述目的，所述方法包括以下顺序的步骤：(a)提供由废塑料原料生产的热解油加氢处理获得的烃物流A；(b)任选提供烃物流B；(c)将含部分烃物流A和任选的部分烃物流B的原料C提供给包括裂解盘管的热裂解炉；(d)在蒸汽存在下实施热裂解操作以获得裂解烃物流D；(e)将裂解烃物流D供给分离单元；(f)在分离单元中实施分离操作以获得包含丙烯的产品物流E；(g)将产品物流E供给聚合反应器；和(h)在聚合反应器中实施聚合反应以获得丙烯基聚合物；其中在步骤(d)中：盘管出口温度为≥800和≤850℃、优选≥805和≤835℃；和蒸汽与原料C的重量比为>0.3和<0.8。本专利技术的方法允许优化返回聚丙烯的废塑料材料量，所述聚丙烯作为方法输出而生产。该量越高(即转化为所生产的聚丙烯的废塑料材料中存在的化学构成要素的量越高)，该方法的可持续性足迹越好。所述方法允许循环应用塑料。另外，所述方法允许提高聚丙烯的生产效率，这是因为在裂解烃物流D中的丙烯分率增加。本专利技术方法的另一个优点在于降低了聚丙烯的总能耗。在本专利技术的上下文中，聚丙烯也称为丙烯基聚合物，这两个术语可互换使用。按照本专利技术，所述聚丙烯或丙烯基聚合物例如可以理解为相对于聚合物重量含>50wt％、优选>60wt％、更优选>70wt％、甚至更优选>80wt％、仍甚至更优选>90wt％的衍生自丙烯的单体单元的聚合物。蒸汽与原料C的重量比例如可以为>0.35和<0.8、优选>0.35和<0.75、更优选>0.40和<0.70。本专利技术方法允许转化废塑料材料为聚丙烯产品。用于生产本专利技术方法的烃物流A的废塑料原料例如可以包括聚烯烃、聚酯、热塑性弹性体、聚氯乙烯、聚苯乙烯或聚碳酸酯。可用于生产烃物流A的废塑料原料可以为包含聚烯烃、聚酯、热塑性弹性体、聚氯乙烯、聚苯乙烯或聚碳酸酯的混合物。具体地，可用于生产烃物流A的废塑料原料可以为相对于废塑料原料总重量含>25.0wt％的聚烯烃的混合物。废塑料原料优选可以包含>40.0wt％、更优选>50.0wt％、甚至更优选>60.0wt％、或>70.0wt％的聚烯烃。废塑料原料可以包含一部分非热塑性材料。这种非热塑性材料例如可以是烃基材料如橡胶材料，但也可以是包括纸张、砂子和泥土的材料。本专利技术的优点是在生产聚丙烯的方法中，可以应用含至多10wt％、优选至多5.0wt％、更优选至多2.0wt％的选自纸张、砂子、泥土及其组合的材料的废塑料原料。这使得处理这种原料不需应用可能需要溶剂或清洁剂的清洁过程。例如，废塑料原料可以包含相对于废塑料原料总重量≤10.0wt％的为如下物质含量总和的组分：玻璃、纸张、金属、纸板、可堆肥废料、木材、石头、织物、橡胶材料和超吸收性卫生用品。相对于废塑料原料的总重量，废塑料原料例如可以包含≥90.0wt％的聚合材料。废塑料原料例如可以包含一定量的聚酯。例如，废塑料原料可以包含<20.0wt％、优选<15.0wt％、更优选<10.0wt％、甚至更优选<5.0wt％、甚至进一步优选<2.0wt％的聚酯。在某些实施方案中废塑料原料可以不含聚酯。通常可以在例如用于制备本专利技术方法中应用的烃物流A的废塑料原料中存在的特定类型的聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯，其也称为PET。废塑料原料例如可以包含一定量的PET。例如，废塑料原料可以包含<20.0wt％、优选<15.0wt％、更优选<10.0wt％、甚至更优选<5.0wt％、甚至进一步优选<2.0wt％的PET。在某些实施方案中废塑料原料可以不含PET。聚酯如PET在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.由废塑料原料生产丙烯基聚合物的方法，所述方法包括如下顺序的步骤：/n(a)提供由废塑料原料生产的热解油加氢处理获得的烃物流A；/n(b)任选提供烃物流B；/n(c)将含部分烃物流A和任选的部分烃物流B的原料C提供给包括裂解盘管的热裂解炉；/n(d)在蒸汽存在下实施热裂解操作以获得裂解烃物流D；/n(e)将裂解烃物流D供给分离单元；/n(f)在分离单元中实施分离操作以获得包含丙烯的产品物流E；/n(g)将产品物流E供给聚合反应器；和/n(h)在聚合反应器中实施聚合反应以获得丙烯基聚合物；/n其中在步骤(d)中：/n盘管出口温度为≥800和≤850℃、优选≥803和≤835℃；和/n蒸汽与原料C的重量比为>0.3和<0.8。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20190124 EP 19153458.5;20190128 EP 19153897.4;20191.由废塑料原料生产丙烯基聚合物的方法，所述方法包括如下顺序的步骤：
(a)提供由废塑料原料生产的热解油加氢处理获得的烃物流A；
(b)任选提供烃物流B；
(c)将含部分烃物流A和任选的部分烃物流B的原料C提供给包括裂解盘管的热裂解炉；
(d)在蒸汽存在下实施热裂解操作以获得裂解烃物流D；
(e)将裂解烃物流D供给分离单元；
(f)在分离单元中实施分离操作以获得包含丙烯的产品物流E；
(g)将产品物流E供给聚合反应器；和
(h)在聚合反应器中实施聚合反应以获得丙烯基聚合物；
其中在步骤(d)中：
盘管出口温度为≥800和≤850℃、优选≥803和≤835℃；和
蒸汽与原料C的重量比为>0.3和<0.8。


2.权利要求1的方法，其中烃物流A的初沸点>25℃和终沸点<350℃，其中所述初沸点和终沸点按ASTMD86(2012)确定。


3.权利要求1-2任一项的方法，其中烃物流A的原子氯含量按ASTMUOP779-08确定为<10ppmw。


4.权利要求1-3任一项的方法，其中烃物流A的原子氮含量按ASTMD4629(2017)确定为<50ppmw。


5.权利要求1-4任一项的方法，其中烃物流A的溴值按ASTMD1159-07(2012)确定为<10。


6.权利要求1-5任一项的方法，其中烃物流A的总硫含量按ASTMD5453(2012)确定为<500ppm。


7.权利要求1-6任一项的方法，其中：
(i)相对于烃物流A的总重量，烃物流A包含：
≥25.0和≤95.0wt％、优选≥25.0和≤80.0wt％、更优选≥25.0和≤70.0wt％的正链烷烃；和/或
≥5.0和≤70.0wt％、优选≥5.0和≤50.0wt％、更优选≥7.5和≤40.0wt％的异链烷烃；和/或
≤5.0wt％、优选≤2.0wt％、更优选≤1.0wt％的烯烃；和/或
≥5.0和≤20.0wt％、优选≥5.0和≤15.0wt％、更优选≥7.5和≤15.0wt％的环烷烃；和/或
≥5.0和≤15.0wt％、优选≥5.0和≤12.5wt％、更优选≥7.5和≤12.5wt％的芳烃；和/或
(ii)相对于烃物流B的总重量，烃物流B包含：
≥25.0和≤95.0wt％、优选≥25.0和≤80.0wt％、更优选≥25.0和≤50.0wt％的正链烷烃；和/或
≥5.0和≤40.0wt％、优选≥5.0和≤30.0wt％、更优选≥7.5和≤25.0wt％的异链烷烃；和/或
≤2.0wt％、优选≥0.01和≤1.5wt％、更优选≥0.01和≤1.0wt％的烯烃；和/或
≥0.5和≤50.0wt％、优选≥5.0和≤40.0...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·范紫吉尔，N·高伊汗奈克斯，L·加兰桑切斯，C·卢森，J·帕斯特瓦，S·法拉扎德比巴兰，
申请(专利权)人：SABIC环球技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL