[发明专利]塑料热解油的碱强化水热纯化

说明书

本发明提供了一种由废热解油制备燃料组分的方法，包括：a)提供废热解油，其包含作为主要部分的塑料热解油和/或轮胎热解油，并且包含氯、氮、硫和可选的硅酮或溴化物形式的杂质；b)通过用水或碱性水对所述废热解油进行水热处理而将其提纯；c)将所述水热处理的废热解油与水相分离；d)由所述水热处理废热解油，可选地以与一种或多种具有氯和硅杂质的含氧生物油的进料的混合物，制备加氢处理进料；e)用氢催化加氢处理所述加氢处理进料，以导致氢化和可选的加氢脱氧、加氢脱硫、加氢脱硝、加氢脱氯、加氢脱芳构化和加氢异构化中的一种或多种；f)回收在液体燃料范围内沸腾的烃馏分。

技术领域

本发明涉及一种从废热解油(WPO)制备燃料组分的方法。

背景技术

寻找更可持续的炼油厂原料的需求不断增加。因此，可再生或回收型原材料连同传统的化石原料进料一起在现有炼油厂单元中协同处理，或甚至改造(retro-fitting)现有单元以单独处理这些新原材料，正受到越来越多的关注。

回收型原材料或减碳原料(reduced-carbon feedstock)是通过处理化石-基废物(如废塑料或报废轮胎)产生的进料。从炼油厂的角度而言，这些原料的吸引人的特征是它们在很大程度上代表了传统的炼油厂进料，因为它们只包含少量的氧并且由烃组成。

废热解油(WPO)不是加氢处理工艺过程中作为炼油厂流股的常见原料。它在组成上与基于植物来源的油和脂肪酸组分的原料显著不同，并且现有技术中的加氢处理反应器通常不具有处理具有废热解油特性的原料的能力。废热解油，如塑料热解油，含有不同的元素杂质，主要取决于原始原料，但也取决于所采用的热解技术。废热解油中最相关的三种杂质是氮、硫和氯，它们对热解油的利用会产生不利影响。这些杂质主要以有机形式存在，这意味着它们在结构上与不同尺寸和复杂性的烃链相关。使用像水洗或吸附等的简单方法无法有效去除像氯化烃等有机杂质。诸如这些物质的化合物的去除有必要使用反应性方法，以易于与热解油分离的形式释放出氯。一种这样的形式是氯化氢(HCl)，这在氯化烃催化加氢处理时会产生。这类催化加工要求元素杂质低，以避免催化剂失活，这对于加工复杂材料如塑料热解油可能产生问题。

具体而言，包含氮、硫和氯的烃链的加氢处理将会导致HCl、NH₃和H₂S的产生。加氢处理产物冷却后，所产生的HCl如果与水接触，则可能对加氢处理反应的入口管道产生腐蚀。该HCl也可能与NH₃反应而产生NH₄Cl，这可能会堵塞催化剂床。NH₄Cl还会导致热交换器结垢。

因此，需要采用不同的技术以制备作为炼油厂原料的WPO，并且迫切需要开发有效且稳健的纯化方法，从而可以在对原料进行加氢处理之前去除污染物如氯化烃。

现有技术通常教导炼油厂环境中加工塑料热解油的四种不同概念，它们中的每一种都旨在解决加氢处理前去除有害元素杂质的挑战，特别是卤素，如氯和溴，但有时也包括氮和硫：

√通过固体塑料原料的分选去除有害杂质；

√最常使用所谓的预裂化去除热解期间的有害杂质；

√在专用加氢处理单元中去除有害杂质；

√在常规炼油厂加氢处理之前使用液体热解油的预处理步骤去除有害杂质。

本发明是基于最后提到的这些概念的原理，但根据本发明的解决方案不同于现有技术中对该概念的教导。具体而言，从塑料热解油中去除杂质的公开文献很少，并且没有讨论在用于加氢处理的炼油单元之前的塑料热解油预处理。

WO 2017088015 A1公开了一种液-液萃取，一种专门用于塑料热解油的纯化方法。

US 2016/0264874 A1公开了塑料热解油的催化加氢处理。