【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是相涉及指定用于化学回收再利用工艺的塑料材料的处置，该化学回收再利用工艺用于以其他方式指定用于废弃的实质上塑料材料的增值。特别地，本专利技术涉及一种监测实质上塑料材料的控制参数的方法，使用该方法的相关设备及实质上塑料材料的热裂解工艺。有利地，本专利技术可经应用以在分选设备中处置实质上经预处理的塑料材料，在该分选设备中，一些类型的塑料材料经识别并分离为单独的聚合物。以此方式，作为单一类型的聚合物可回收的部分可因此经重新使用(经由所谓“机械”或“实体”回收再利用)，且不能作为单一聚合物可回收的部分进行热裂解。在热裂解之后，产生碳氢化合物产物，该碳氢化合物产物进行进一步处置，诸如蒸汽裂化，产生可接着经聚合从而形成新塑料的单体。此情形允许关闭塑料循环，即实现所谓“闭合回路回收再利用”。该实质上塑料材料，特别是分选之后的残余物的回收再利用是特别困难的，这是由于自已选择作为单一聚合物(例如，聚乙烯及聚对苯二甲酸乙二醇酯)进行回收的材料起，残余物变得极其多样，且还包括难以回收的非塑料材料。通过本专利技术描述的方法、设备及工艺，其教导了一种分析实质上塑料材料的新颖方式，该材料自身是非常不均一的，并且根据所分析的结果进行热裂解，因此有可能的有效地关闭塑料循环(因此还由“化学”方法回收该残余物)。
技术介绍
1、存在关于塑料材料热裂解工艺的许多文章及专利申请案，但仅很小数目的文章及专利申请案还揭示涉及经处置的原始材料的测量系统。ep3405297揭示一种用于在硅含量(按重量计小于或大于15％的硅)基础上分类轮胎的方法及设备。该硅含量基于电
2、wo2012172527揭示了一种用于塑料的连续回收再利用及转换成液体燃料的方法，该方法包含通过连续地移除非气态产物而将塑料进料至旋转储槽中，此情形促进朝向由角向运动获得的产品末端的输送。一种描述的方法包含的非所要塑料材料(即包括“杂环原子”)的防止性分离。根据另一方法，该分离通过能够基于nir光谱识别包括杂环原子的不同塑料材料的nir系统来进行，以便在喷射器气体帮助下分离该部分。
3、在已知技术中，nir光谱由透射或透射率模式的光谱仪来分析。
4、在透射光谱学中，由光谱仪分析的辐射为通过样本的入射辐射的小部分，即，既不被样本吸收也不被该样本反射的小部分。
5、在透射反射(transflection)光谱学中，由光谱仪分析的辐射为入射辐射在通过样本之后专用反射屏幕反射超出样本的小部分，该专用反射屏幕由沿着辐射路径置放于测量空腔中；自屏幕反射的辐射在到达光谱仪之前第二次通过样本。
6、最后，提供涉及在不同于大气压的压力下进行的热裂解工艺的若干专利及科技类文章。
7、ep2348254描述了一种在10巴至15巴下同时进料纯氧流下进行的“零发射”热裂解工艺。
8、es2389799揭示了一种在压力(1巴至15巴)下预测两个阶段的生产柴油燃料(c13至c40)的工艺。第一阶段为热阶段，而第二阶段为催化阶段，且是在氢存在情况下。输入材料优选具有聚烯烃起源。输入材料可含有聚苯乙烯，但优选诸如pvc及pet的其他塑料的含量低于10％。还有揭示了在减压(次大气压)下进行的热裂解的多个专利技术，诸如wo2013187788、wo0231082和ep21849334。
9、从已知技术的分析清楚的是，涉及随后进料至热裂解设备的塑料材料进行性质测量的唯一目是选择热裂解反应器的电源或对所获得的产物分类。特别地，进行的分析并不用于控制热裂解工艺。还存在在低于或高于大气压的压力下进行的若干热裂解工艺，然而不存在概括性教导，但没有一般性的教导允许我们确定在大气压、次大气压(减压)或过压(即在高于大气压的压力下)下管理复杂聚合混合物的热裂解工艺降低压力。可用的信息常常是极其多样的，有时为相互矛盾的，且提供完全不同的指示。此外，所识别的文献皆不提供关于根据进料的聚合物的质量如何设定诸如热裂解系统的操作压力的工艺参数的信息。进料的材料绝不具有不一致组成，且在任何状况下，并不知晓如何管理组成的改变及对工艺和所获得的产物的效应。
10、在单一聚合物的选择及提取工艺之后剩余的实质上塑料材料替代地就其本质而言具有极易变的组成，且由多种类型的塑料材料以及非塑料材料构成。
11、此外，热裂解工艺需要进料至热裂解工艺的塑料先前已进行选择，以便减小很难处置的塑料(诸如pvc、pet、纤维素、聚苯乙烯)及非塑料材料的数量，从而替代地偏好聚烯烃(特别是聚乙烯及聚丙烯)。然而，通常含有于在实质上塑料材料中的聚烯烃的大部分在该选择工艺中被分离，且因此随后经回收再利用而不必进行热裂解。因此，首先在选择之后热裂解所有残余物部分的处置中存在关注事项，该残余物部分除了聚烯烃外还含有显著数量的其他塑料及较小数量的非塑料材料。
12、与这些光谱学模式相关联的另一问题链接至如下事实：实质上塑料材料通常具有可变组成且又包括非塑料材料，诸如碳黑及石墨，非塑料材料甚至在小数量上遮蔽透射辐射，因此使得光谱的读取是有问题的。此外，实质上塑料材料可部分被降级，且因此特别地，在存在高数量氧的情况下为部分不透明的。最终，聚合物化合物通常为不相容的。因此，因此产生的聚合熔融物通常为不透明且不均一的。
13、此外，因此实质上塑料材料的组成的评估(即，对如接收来自供货商的颗粒的评估)是不精确的，这这是因为实质上塑料材料并非同质的(每一单独的颗粒通常具有不同材料)。此外，分析还取决于不可控变量，诸如颗粒物质的大小及纵横比。尽管评估可解决这些临界问题，关于已处于熔融及混合状态的实质上塑料材料的组成的评估，归因于上文阐述的原因通常难以由本领域技术中已知的光谱技术来达成。
14、最终，将需要一种方法，该方法可至少确定在短时间内对热裂解工艺有最大影响的组成的特性，使得在实质上塑料材料进料至热裂解反应器的与诸如温度、压力或驻留时间的处理的改进之间存在低潜伏时间。实际上，在材料发送至热裂解反应器之前，通常该材料处于熔融状态的驻留时间为极短的。
15、出于上文指示的原因，因此需要识别可克服已知技术的限制的工艺及相关设备。
技术实现思路
1、申请人已令人满意地发现一种通过使实质上塑料材料进行特定热裂解工艺来热裂解实质上塑料材料以获得在25℃下处于液相的至少烃类的工艺，该实质上塑料材料甚至具有非恒定的组成，可选地还包含通常视为非所要的高数量的组份。
2、所述工艺包括以下步骤：
3、a)进料至少部分处于熔融状态的实质上塑料材料至热裂解反应器；
4、b)在在线模式下使进料至热裂解反应器的实质上塑料材料进行至少一个分析测量“ax”；...
【技术保护点】
1.用于热裂解实质上塑料材料以至少获得在25℃下处于液相的烃类的工艺，所述工艺所述包含以下步骤：
2.如权利要求1所述的用于热裂解实质上塑料材料的工艺，其中所述至少一个分析测量“Ax”和热裂解工艺的所述至少一个参数“Ox”的设定之间的潜伏时间不大于1小时，或不大于10分钟，或为1至60秒。
3.如权利要求1至2中任一项所述的用于热裂解实质上塑料材料的工艺，其中所述确定所述实质上塑料材料的至少一个性质“Px”的值通过所述分析测量“Ax”与通过获取塑料材料的多个模型吸收率获得的分析测量之间的相关性来进行，所述塑料材料具有所述至少一个性质“Px”的已知值。
4.如权利要求1至3中任一项所述的用于热裂解实质上塑料材料的工艺，其中热裂解工艺的所述至少一个参数“Ox”选自所述热裂解反应器的压力、所述热裂解反应器的温度、进料至所述热裂解反应器的实质上塑料材料的流动速率、所述热裂解反应器中实质上塑料材料的驻留时间以及所述参数的组合。
5.如权利要求4所述的用于热裂解实质上塑料材料的工艺，其中热裂解工艺的所述至少一个参数“Ox”为所述热裂解反应器的压
6.如权利要求3至5中任一项所述的用于热裂解实质上塑料材料的工艺，其中热裂解工艺的所述至少一个参数“Ox”通过“总指数”(O.I.)的函数的表达式来确定，所述“总指数”(O.I.)定义为：
7.如权利要求6所述的用于热裂解实质上塑料材料的工艺，其中所述压力在所述“总指数”(O.I.)大于或等于0.7时至少设定为临限压力PS，且在所述“总指数”(O.I.)小于0.7时设定为低于所述压力临限值的压力，且其中优选地，所述临限压力PS至少是1.5巴，甚至更优选是2至2.9巴，特别是2.5巴。
8.用于确定实质上塑料材料的至少一个性质“Px”的值的方法，所述方法包括以下步骤：
9.如权利要求8所述的用于确定至少一个性质“Px”的值的方法，其中在反射光谱测量的条件下，所述实质上塑料材料具有140至300℃或160至260℃的温度。
10.如权利要求8或9所述的用于确定至少一个性质“Px”的值的方法，其中在反射光谱测量的条件下，所述实质上塑料材料具有不小于2巴或3至300巴的压力。
11.如权利要求8至10中任一项所述的用于确定至少一个性质“Px”的值的方法，其中至少一个性质“Px”为至少二。
12.如权利要求8至11中任一项所述的用于确定至少一个性质“Px”的值的方法，其中步骤ii)中获取的所述实质上塑料材料的反射光谱在4000至12000cm-1的范围内、或在4500至10000cm-1的范围内、或在5000至9000cm-1的范围内。
13.如权利要求8至12中任一项所述的用于确定至少一个性质“Px”的值的方法，其中所述校准曲线“Cx”通过应用多变量回归方法来获得。
14.如权利要求13所述的用于确定至少一个性质“Px”的值的方法，其中所述多变量回归在多元线性回归(MLR)、主成分分析回归(PCR)和偏最小二乘回归(PLS)之间作选择。
15.如权利要求14所述的用于确定至少一个性质“Px”的值的方法，其中所述多变量回归是主成分分析回归(PCR)或偏最小二乘回归(PLS)。
16.如权利要求15所述的用于确定至少一个性质“Px”的值的方法，其中所述校准曲线“Cx”第一次自5至15个主成分进行计算，或第一次自8至11个主成分进行计算。
17.如权利要求15或16所述的用于确定至少一个性质“Px”的值的方法，其中所述校准曲线“Cx”通过在不同温度条件下对样本材料进行测量来获得。
18.如权利要求16所述的用于确定至少一个性质“Px”的值的方法，其中所述校准曲线“Cx”还包括所述样本材料的所述温度作为变量。
19.用于确定至少部分处于熔融状态的实质上塑料材料的至少一个性质“Px”的值的设备，其中所述实质上塑料材料的所述至少一个性质“Px”为H/C指数和/或碳指数，其中所述碳指数和所述氢/碳比率(H/C指数)根据以下公式来计算：
20.如权利要求19所述的用于确定至少一个性质“Px”的值的设备，其中置放用于温度读取的所述传感器，使得温度读取区域与测量反射光谱的区域之间的最小距离不大于100mm、或不大于30mm、或不大于3mm。
21.如权利要求19或20所述的用于确定至少一个性质“Px”的值的设备，其中与所述探针光学耦接的所述至少一个侦测系统被定位成使得所述探针的发射区域与所述发射的侦测区之间的最小距离不大于50mm、或不大于15mm、或不大于3mm。
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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.用于热裂解实质上塑料材料以至少获得在25℃下处于液相的烃类的工艺，所述工艺所述包含以下步骤：
2.如权利要求1所述的用于热裂解实质上塑料材料的工艺，其中所述至少一个分析测量“ax”和热裂解工艺的所述至少一个参数“ox”的设定之间的潜伏时间不大于1小时，或不大于10分钟，或为1至60秒。
3.如权利要求1至2中任一项所述的用于热裂解实质上塑料材料的工艺，其中所述确定所述实质上塑料材料的至少一个性质“px”的值通过所述分析测量“ax”与通过获取塑料材料的多个模型吸收率获得的分析测量之间的相关性来进行，所述塑料材料具有所述至少一个性质“px”的已知值。
4.如权利要求1至3中任一项所述的用于热裂解实质上塑料材料的工艺，其中热裂解工艺的所述至少一个参数“ox”选自所述热裂解反应器的压力、所述热裂解反应器的温度、进料至所述热裂解反应器的实质上塑料材料的流动速率、所述热裂解反应器中实质上塑料材料的驻留时间以及所述参数的组合。
5.如权利要求4所述的用于热裂解实质上塑料材料的工艺，其中热裂解工艺的所述至少一个参数“ox”为所述热裂解反应器的压力。
6.如权利要求3至5中任一项所述的用于热裂解实质上塑料材料的工艺，其中热裂解工艺的所述至少一个参数“ox”通过“总指数”(o.i.)的函数的表达式来确定，所述“总指数”(o.i.)定义为：
7.如权利要求6所述的用于热裂解实质上塑料材料的工艺，其中所述压力在所述“总指数”(o.i.)大于或等于0.7时至少设定为临限压力ps，且在所述“总指数”(o.i.)小于0.7时设定为低于所述压力临限值的压力，且其中优选地，所述临限压力ps至少是1.5巴，甚至更优选是2至2.9巴，特别是2.5巴。
8.用于确定实质上塑料材料的至少一个性质“px”的值的方法，所述方法包括以下步骤：
9.如权利要求8所述的用于确定至少一个性质“px”的值的方法，其中在反射光谱测量的条件下，所述实质上塑料材料具有140至300℃或160至260℃的温度。
10.如权利要求8或9所述的用于确定至少一个性质“px”的值的方法，其中在反射光谱测量的条件下，所述实质上塑料材料具有不小于2巴或3至300巴的压力。
11.如权利要求8至10中任一项所述的用于确定至少一个性质“px”的值的方法，其中至少一个性质“px”为至少二。
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【专利技术属性】
技术研发人员：R·费利萨里，A·加莱奥蒂，M·诺达里，F·博纳奇尼，A·蓬蒂切洛，
申请(专利权)人：维尔萨利斯股份公司，
类型：发明
国别省市：
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