(57)【要約】  炭化水素類液体流から第一ガス流および炭化水素産物（Ｃ５＋）を生成すること、炭化水素産物および／または飽和炭化水素類を改質して改質器産物、第二ガス流および水素流を生成すること、改質器産物を分離して非芳香族化合物類リサイクル流と第二芳香族化合物類流とを生成すること、非芳香族化合物類リサイクル流を改質器にリサイクルすること、第一芳香族化合物類流および／または第二芳香族化合物類流を分離して第一Ｃ６芳香族化合物、Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９、Ｃ１０およびＣ１１＋芳香族化合物を生成すること、Ｃ７、Ｃ９、およびＣ１０芳香族化合物またはそれらの組み合わせを不均化およびトランスアルキル化ユニットに導入して第三芳香族化合物類流を生成すること、およびＣ１１＋芳香族化合物をハイドロプロセッサーに搬送することを含んでなるベンゼンおよびキシレン類を製造する方法。
2020514297.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベンゼンおよびキシレン類を製造する方法であって：
（ａ）水素化処理ユニットにおいて水素の存在下で炭化水素類液体流を水素化処理触媒に接触させることにより炭化水素産物および第一ガス流を生成することを含んでなり、該炭化水素産物がＣ５＋炭化水素類を含む工程、
（ｂ）任意に前記炭化水素産物の少なくとも一部を第一芳香族化合物類分離ユニットに導入することにより飽和炭化水素類流および第一芳香族化合物類流を生成することを含んでなり、該飽和炭化水素類流がＣ５＋飽和炭化水素類を含み、該第一芳香族化合物類流がＣ６＋芳香族炭化水素類を含む工程、
（ｃ）前記炭化水素産物の少なくとも一部および／または前記飽和炭化水素類流の少なくとも一部を改質ユニットに供給することにより改質ユニット産物、第二ガス流および水素流を生成することを含んでなり、該改質ユニットが改質触媒を含み、該改質ユニット産物中のＣ６〜Ｃ８芳香族炭化水素類の量が該飽和炭化水素類流中のＣ６〜Ｃ８芳香族炭化水素類の量より多い工程、
（ｄ）前記改質ユニット産物の少なくとも一部を第二芳香族化合物類分離ユニットに導入することにより非芳香族化合物類リサイクル流および第二芳香族化合物類流を生成することを含んでなり、該第二芳香族化合物類流がＣ６＋芳香族炭化水素類を含む工程、
（ｅ）前記非芳香族化合物類リサイクル流の少なくとも一部を前記改質ユニットにリサイクルすることを含んでなる工程、
（ｆ）前記第一芳香族化合物類流および／または前記第二芳香族化合物類流の少なくとも一部を第三芳香族化合物類分離ユニットに導入することにより第一Ｃ６芳香族化合物類流、Ｃ７芳香族化合物類流、Ｃ８芳香族化合物類流、Ｃ９芳香族化合物類流、Ｃ１０芳香族化合物類流およびＣ１１＋芳香族化合物類流を生成することを含んでなり、該第一Ｃ６芳香族化合物類流がベンゼンを含み、該Ｃ７芳香族化合物類流がトルエンを含み、該Ｃ８芳香族化合物類流がキシレン類およびエチルベンゼンを含む工程、
（ｇ）不均化およびトランスアルキル化ユニットにおいて水素の存在下で前記Ｃ７芳香族化合物類流の少なくとも一部、前記Ｃ９芳香族化合物類流の少なくとも一部、前記Ｃ１０芳香族化合物類流の少なくとも一部またはそれらの組み合わせを不均化およびトランスアルキル化触媒と接触させることにより第三芳香族化合物類流を生成することを含んでなり、該第三芳香族化合物類流がベンゼンおよびキシレン類を含む工程、ならびに、
（ｈ）前記Ｃ１１＋芳香族化合物類流の少なくとも一部を前記水素化処理ユニットに搬送する工程、を含む方法。
【請求項２】
熱分解ユニットにおいてプラスチック廃棄物を前記炭化水素類液体流と熱分解ガス流とに変換することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記Ｃ１１＋芳香族化合物類流の少なくとも一部を前記熱分解ユニットに搬送することをさらに含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記熱分解ガス流、前記第一ガス流、前記第二ガス流、またはそれらの組み合わせが、Ｈ２およびＣ１〜Ｃ４炭化水素類を含む請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記熱分解ガス流、前記第一ガス流、前記第二ガス流、またはそれらの組み合わせが、前記改質ユニット、前記熱分解ユニット、前記水素化処理ユニット、またはそれらの組み合わせにおいて燃料として使用される請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記水素流の少なくとも一部を前記水素化処理ユニットにリサイクルすることをさらに含む請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
炭化水素類液体流を水素化処理触媒と接触させる前記工程（ａ）が、約２５０℃から約６００℃の温度および約１ｂａｒｇから約２００ｂａｒｇの圧力で行われる請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記水素化処理ユニットが穏やかな水素化分解ユニットを含む請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記炭化水素産物が、該炭化水素産物の全重量に基づいて約９０重量％以上のＣ１０−炭化水素類を含む請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記炭化水素産物が、該炭化水素産物の全重量に基づいて約１重量％未満のオレフィン類を含む請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記Ｃ８芳香族化合物類流を第一キシレン類流とエチルベンゼン流とに分離することをさらに含む請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記エチルベンゼン流の少なくとも一部を前記不均化およびトランスアルキル化ユニットに搬送することをさらに含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
さらに、（ｉ）異性化ユニットにおいて前記エチルベンゼン流の少なくとも一部を異性化することによりキシレンを生成することを含み、該異性化ユニットが異性化触媒を含み、および／または、（ｉｉ）脱アルキル化ユニットにおいて前記エチルベンゼン流の少なくとも一部を脱アルキル化することによりベンゼンを生成することを含み、該脱アルキル化ユニットが脱アルキル化触媒を含む請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記第一Ｃ６芳香族化合物類流、Ｃ８芳香族化合物類流および第三芳香族化合物類流の組合せのうちのＣ９＋芳香族炭化水素類の含有量が、該第一Ｃ６芳香族化合物類流、Ｃ８芳香族化合物類流および第三芳香族化合物類流の組合せの重量に基づいて約５重量％未満である請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
ベンゼンおよびキシレン類の全収率が約４０％以上である請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
ベンゼンの全収率が約１８重量％以上である請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
キシレン類の全収率が約２０重量％以上である請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記第三芳香族化合物類流を、ベンゼンを含む第二Ｃ６芳香族化合物類流と、第二キシレン類流と、に分離することをさらに含む請求項１〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
ベンゼンおよびキシレン類を製造する方法であって：
（ａ）熱分解ユニットにおいてプラスチック廃棄物を炭化水素類液体流と熱分解ガス流とに変換する工程、
（ｂ）水素化処理ユニットにおいて水素の存在下で前記炭化水素類液体流の少なくとも一部を水素化処理触媒に接触させることにより炭化水素産物および第一ガス流を生成することを含んでなり、該炭化水素産物がＣ５＋炭化水素類を含む工程、
（ｃ）任意に前記炭化水素産物の少なくとも一部を第一芳香族化合物類分離ユニットに導入することにより飽和炭化水素類流および第一芳香族化合物類流を生成することを含んでなり、該飽和炭化水素類流がＣ５＋飽和炭化水素類を含み、該第一芳香族化合物類流がＣ６＋芳香族炭化水素類を含む工程、
（ｄ）前記炭化水素産物の少なくとも一部および／または前記飽和炭化水素類流の少なくとも一部を改質ユニットに供給することにより改質ユニット産物、第二ガス流および水素流を生成することを含んでなり、該改質ユニットが改質触媒を含み、該改質ユニット産物中のＣ６〜Ｃ８芳香族炭化水素類の量が該飽和炭化水素類流中のＣ６〜Ｃ８芳香族炭化水素類の量より多い工程、
（ｅ）前記改質ユニット産物の少なくとも一部を第二芳香族化合物類分離ユニットに導入することにより非芳香族化合物類リサイクル流および第二芳香族化合物類流を生成することを含んでなり、該第二芳香族化合物類流がＣ６＋芳香族炭化水素類を含む工程、
（ｆ）前記非芳香族化合物類リサイクル流の少なくとも一部を前記改質ユニットにリサイクルすることを含んでなる工程、
（ｇ）前記第一芳香族化合物類流および／または前記第二芳香族化合物類流の少なくとも一部を第三芳香族化合物類分離ユニットに導入することにより第一Ｃ６芳香族化合物類流、Ｃ７芳香族化合物類流、Ｃ８芳香族化合物類流、Ｃ９芳香族化合物類流、Ｃ１０芳香族化合物類流およびＣ１１＋芳香族化合物類流を生成することを含んでなり、該第一Ｃ６芳香族化合物類流がベンゼンを含み、該Ｃ７芳香族化合物類流がトルエンを含み、該Ｃ８芳香族化合物類流がキシレン類およびエチルベンゼンを含む工程、
（ｈ）不均化およびトランスアルキル化ユニットにおいて水素の存在下で前記Ｃ７芳香族化合物類流の少なくとも一部、前記Ｃ９芳香族化合物類流の少なくとも一部、前記Ｃ１０芳香族化合物類流の少なくとも一部またはそれらの組み合わせを不均化およびトランスアルキル化触媒と接触させることにより第三芳香族化合物類流を生成することを含んでなり、該第三芳香族化合物類流がベンゼンおよびキシレン類を含む工程、ならびに、
（ｉ）前記Ｃ１１＋芳香族化合物類流の少なくとも一部を前記水素化処理ユニットに搬送する工程、を含む方法。
【請求項２０】
熱分解ユニット、水素化処理ユニット、任意の第一芳香族化合物類分離ユニット、改質ユニット、第二芳香族化合物類分離ユニット、第三芳香族化合物類分離ユニット、ならびに不均化およびトランスアルキル化ユニットを含んでなる、ベンゼンおよびキシレン類を製造するシステムであって、
前記熱分解ユニットは、プラスチック廃棄物を受け取り、炭化水素類液体流および熱分解ガス流を生成するように構成されており、
前記水素化処理ユニットは水素化処理触媒を含み、該水素化処理ユニットは、水素および前記炭化水素類液体流の少なくとも一部を受け取り、炭化水素産物および第一ガス流を生成するように構成されており、該炭化水素産物はＣ５＋炭化水素類を含み、該炭化水素産物は、該炭化水素産物の全重量に基づいて約９０重量％以上のＣ１０−炭化水素類を含み、該炭化水素産物は、該炭化水素産物の全重量に基づいて約１重量％未満のオレフィン類を含んでおり、
前記任意の第一芳香族化合物類分離ユニットは、前記炭化水素産物の少なくとも一部を受け取り、飽和炭化水素類流および第一芳香族化合物類流を生成するように構成されており、該飽和炭化水素類流はＣ５＋飽和炭化水素類を含み、該第一芳香族化合物類流はＣ６＋芳香族炭化水素類を含んでおり、
前記改質ユニットは改質触媒を含み、該改質ユニットは、前記炭化水素産物の少なくとも一部および／または前記飽和炭化水素類流の少なくとも一部を受け取り、改質ユニット産物、第二ガス流および水素流を生成するように構成されており、該改質ユニット産物中のＣ６〜Ｃ８芳香族炭化水素類の量が該飽和炭化水素類流中のＣ６〜Ｃ８芳香族炭化水素類の量より多く、
前記第二芳香族化合物類分離ユニットは、前記改質ユニット産物の少なくとも一部を受け取り、非芳香族化合物類リサイクル流および第二芳香族化合物類流を生成するように構成されており、該第二芳香族化合物類流はＣ６＋芳香族炭化水素類を含んでおり、
前記第三芳香族化合物類分離ユニットは、前記第一芳香族化合物類流および／または前記第二芳香族化合物類流の少なくとも一部を受け取り、第一Ｃ６芳香族化合物類流、Ｃ７芳香族化合物類流、Ｃ８芳香族化合物類流、Ｃ９芳香族化合物類流、Ｃ１０芳香族化合物類流およびＣ１１＋芳香族化合物類流を生成するように構成されており、該第一Ｃ６芳香族化合物類流はベンゼンを含み、該Ｃ７芳香族化合物類流はトルエンを含み、該Ｃ８芳香族化合物類流はキシレン類およびエチルベンゼンを含み、該Ｃ１１＋芳香族化合物類流の少なくとも一部が前記水素化処理ユニットにリサイクルされ、かつ、
前記不均化およびトランスアルキル化ユニットは不均化およびトランスアルキル化触媒を含み、該不均化およびトランスアルキル化ユニットは、前記Ｃ７芳香族化合物類流の少なくとも一部、前記Ｃ９芳香族化合物類流の少なくとも一部、前記Ｃ１０芳香族化合物類流の少なくとも一部またはそれらの組み合わせを受け取り、第三芳香族化合物類流を生成するように構成されており、該第三芳香族化合物類流はベンゼンおよびキシレン類を含み、前記第一Ｃ６芳香族化合物類流、Ｃ８芳香族化合物類流および第三芳香族化合物類流の組合せのうちのＣ９＋芳香族炭化水素類の含有量が、該第一Ｃ６芳香族化合物類流、Ｃ８芳香族化合物類流および第三芳香族化合物類流の組合せの重量に基づいて約５重量％未満である、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、熱分解、水素化処理、改質、ならびに不均化およびアルキル化を含むプロセスを介する混合プラスチックからの芳香族炭化水素類の製造に関し、ベンゼンおよびキシレン類が好ましい産物である。
【背景技術】
【０００２】
ベンゼンおよびキシレン類は重要な化学薬品であり、その用途は化学中間体から溶媒に及ぶ。ベンゼンは原油の天然成分であり、エチルベンゼン、クメン、シクロヘキサン、ニトロベンゼン、アルキルベンゼン類などのより複雑な構造を持つ化学物質を製造するための前駆体として主に使用されている。ベンゼンはまた高いオクタン価を有し、それ自体ガソリンの重要な成分である。ベンゼンは、ある種のゴム、潤滑剤、染料、洗剤、薬物、爆薬および農薬の製造にも使用できる。
【０００３】
キシレン類は原油中に低濃度で存在するが、キシレン類は、「改質油」として知られる接触改質の産物から抽出されたＢＴＸ芳香族化合物類（ベンゼン、トルエン、およびキシレン類）の一部として主に生成される。キシレン類は主に、印刷、ゴムおよび皮革産業のような種々の用途で溶剤として使用されており、インク、ゴム、接着剤、希釈性塗料、ワニスおよび洗浄剤（例：スチール、シリコンウエハー、集積回路用）の一般的な成分である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第８８９５７９０号明細書
【特許文献２】国際公開第２０１６／００９３３３号明細書
【特許文献３】米国特許出願第１５／０８５４４５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、有限の原油埋蔵量の枯渇が懸念されている。したがって、原油以外の供給原料、たとえば廃棄プラスチック由来の供給原料からベンゼンおよびキシレン類のような芳香族炭化水素類を製造する方法を開発する要望が続いている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書に開示されているのは、ベンゼンおよびキシレン類を製造する方法であって、（ａ）水素化処理ユニットにおいて水素の存在下で炭化水素類液体流を水素化処理触媒に接触させることにより炭化水素産物および第一ガス流を生成することを含んでなり、該炭化水素産物がＣ５＋炭化水素類を含む工程、（ｂ）任意に前記炭化水素産物の少なくとも一部を第一芳香族化合物類分離ユニットに導入することにより飽和炭化水素類流および第一芳香族化合物類流を生成することを含んでなり、該飽和炭化水素類流がＣ５＋飽和炭化水素類を含み、該第一芳香族化合物類流がＣ６＋芳香族炭化水素類を含む工程、（ｃ）前記炭化水素産物の少なくとも一部および／または前記飽和炭化水素類流の少なくとも一部を改質ユニットに供給することにより改質ユニット産物、第二ガス流および水素流を生成することを含んでなり、該改質ユニットが改質触媒を含み、該改質ユニット産物中のＣ６〜Ｃ８芳香族炭化水素類の量が該飽和炭化水素類流中のＣ６〜Ｃ８芳香族炭化水素類の量より多い工程、（ｄ）前記改質ユニット産物の少なくとも一部を第二芳香族化合物類分離ユニットに導入することにより非芳香族化合物類リサイクル流および第二芳香族化合物類流を生成することを含んでなり、該第二芳香族化合物類流がＣ６＋芳香族炭化水素類を含む工程、（ｅ）前記非芳香族化合物類リサイクル流の少なくとも一部を前記改質ユニットにリサイクルすることを含んでなる工程、（ｆ）前記第一芳香族化合物類流および／または前記第二芳香族化合物類流の少なくとも一部を第三芳香族化合物類分離ユニットに導入することにより第一Ｃ６芳香族化合物類流、Ｃ７芳香族化合物類流、Ｃ８芳香族化合物類流、Ｃ９芳香族化合物類流、Ｃ１０芳香族化合物類流およびＣ１１＋芳香族化合物類流を生成することを含んでなり、該第一Ｃ６芳香族化合物類流がベンゼンを含み、該Ｃ７芳香族化合物類流がトルエンを含み、該Ｃ８芳香族化合物類流がキシレン類およびエチルベンゼンを含む工程、（ｇ）不均化およびトランスアルキル化ユニットにおいて水素の存在下で前記Ｃ７芳香族化合物類流の少なくとも一部、前記Ｃ９芳香族化合物類流の少なくとも一部、前記Ｃ１０芳香族化合物類流の少なくとも一部またはそれらの組み合わせを不均化およびトランスアルキル化触媒と接触させることにより第三芳香族化合物類流を生成することを含んでなり、該第三芳香族化合物類流がベンゼンおよびキシレン類を含む工程、ならびに、（ｈ）前記Ｃ１１＋芳香族化合物類流の少なくとも一部を前記水素化処理ユニットに搬送する工程、を含む方法である。
【０００７】
また、本明細書で開示されるのは、ベンゼンおよびキシレン類を製造する方法であって、（ａ）熱分解ユニットにおいてプラスチック廃棄物を炭化水素類液体流と熱分解ガス流とに変換する工程、（ｂ）水素化処理ユニットにおいて水素の存在下で前記炭化水素類液体流の少なくとも一部を水素化処理触媒に接触させることにより炭化水素産物および第一ガス流を生成することを含んでなり、該炭化水素産物がＣ５＋炭化水素類を含む工程、（ｃ）任意に前記炭化水素産物の少なくとも一部を第一芳香族化合物類分離ユニットに導入することにより飽和炭化水素類流および第一芳香族化合物類流を生成することを含んでなり、該飽和炭化水素類流がＣ５＋飽和炭化水素類を含み、該第一芳香族化合物類流がＣ６＋芳香族炭化水素類を含む工程、（ｄ）前記炭化水素産物の少なくとも一部および／または前記飽和炭化水素類流の少なくとも一部を改質ユニットに供給することにより改質ユニット産物、第二ガス流および水素流を生成することを含んでなり、該改質ユニットが改質触媒を含み、該改質ユニット産物中のＣ６〜Ｃ８芳香族炭化水素類の量が該飽和炭化水素類流中のＣ６〜Ｃ８芳香族炭化水素類の量より多い工程、（ｅ）前記改質ユニット産物の少なくとも一部を第二芳香族化合物類分離ユニットに導入することにより非芳香族化合物類リサイクル流および第二芳香族化合物類流を生成することを含んでなり、該第二芳香族化合物類流がＣ６＋芳香族炭化水素類を含む工程、（ｆ）前記非芳香族化合物類リサイクル流の少なくとも一部を前記改質ユニットにリサイクルすることを含んでなる工程、（ｇ）前記第一芳香族化合物類流および／または前記第二芳香族化合物類流の少なくとも一部を第三芳香族化合物類分離ユニットに導入することにより第一Ｃ６芳香族化合物類流、Ｃ７芳香族化合物類流、Ｃ８芳香族化合物類流、Ｃ９芳香族化合物類流、Ｃ１０芳香族化合物類流およびＣ１１＋芳香族化合物類流を生成することを含んでなり、該第一Ｃ６芳香族化合物類流がベンゼンを含み、該Ｃ７芳香族化合物類流がトルエンを含み、該Ｃ８芳香族化合物類流がキシレン類およびエチルベンゼンを含む工程、（ｈ）不均化およびトランスアルキル化ユニットにおいて水素の存在下で前記Ｃ７芳香族化合物類流の少なくとも一部、前記Ｃ９芳香族化合物類流の少なくとも一部、前記Ｃ１０芳香族化合物類流の少なくとも一部またはそれらの組み合わせを不均化およびトランスアルキル化触媒と接触させることにより第三芳香族化合物類流を生成することを含んでなり、該第三芳香族化合物類流がベンゼンおよびキシレン類を含む工程、ならびに、（ｉ）前記Ｃ１１＋芳香族化合物類流の少なくとも一部を前記水素化処理ユニットに搬送する工程、を含む方法である。
【０００８】
本明細書でさらに開示されるのは、熱分解ユニット、水素化処理ユニット、任意の第一芳香族化合物類分離ユニット、改質ユニット、第二芳香族化合物類分離ユニット、第三芳香族化合物類分離ユニット、ならびに不均化およびトランスアルキル化ユニットを含んでなる、ベンゼンおよびキシレン類を製造するシステムであって、前記熱分解ユニットは、プラスチック廃棄物を受け取り、炭化水素類液体流および熱分解ガス流を生成するように構成されており、前記水素化処理ユニットは水素化処理触媒を含み、該水素化処理ユニットは、水素および前記炭化水素類液体流の少なくとも一部を受け取り、炭化水素産物および第一ガス流を生成するように構成されており、該炭化水素産物はＣ５＋炭化水素類を含み、該炭化水素産物は、該炭化水素産物の全重量に基づいて約９０重量％以上のＣ１０−炭化水素類を含み、該炭化水素産物は、該炭化水素産物の全重量に基づいて約１重量％未満のオレフィンを含んでおり、前記任意の第一芳香族化合物類分離ユニットは、前記炭化水素産物の少なくとも一部を受け取り、飽和炭化水素類流および第一芳香族化合物類流を生成するように構成されており、該飽和炭化水素類流はＣ５＋飽和炭化水素類を含み、該第一芳香族化合物類流はＣ６＋芳香族炭化水素類を含んでおり、前記改質ユニットは改質触媒を含み、該改質ユニットは、前記炭化水素産物の少なくとも一部および／または前記飽和炭化水素類流の少なくとも一部を受け取り、改質ユニット産物、第二ガス流および水素流を生成するように構成されており、該改質ユニット産物中のＣ６〜Ｃ８芳香族炭化水素類の量が該飽和炭化水素類流中のＣ６〜Ｃ８芳香族炭化水素類の量より多く、前記第二芳香族化合物類分離ユニットは、前記改質ユニット産物の少なくとも一部を受け取り、非芳香族化合物類リサイクル流および第二芳香族化合物類流を生成するように構成されており、該第二芳香族化合物類流はＣ６＋芳香族炭化水素類を含んでおり、前記第三芳香族化合物類分離ユニットは、前記第一芳香族化合物類流および／または前記第二芳香族化合物類流の少なくとも一部を受け取り、第一Ｃ６芳香族化合物類流、Ｃ７芳香族化合物類流、Ｃ８芳香族化合物類流、Ｃ９芳香族化合物類流、Ｃ１０芳香族化合物類流およびＣ１１＋芳香族化合物類流を生成するように構成されており、該第一Ｃ６芳香族化合物類流はベンゼンを含み、該Ｃ７芳香族化合物類流はトルエンを含み、該Ｃ８芳香族化合物類流はキシレン類およびエチルベンゼンを含み、該Ｃ１１＋芳香族化合物類流の少なくとも一部が前記水素化処理ユニットにリサイクルされ、かつ、前記不均化およびトランスアルキル化ユニットは不均化およびトランスアルキル化触媒を含み、該不均化およびトランスアルキル化ユニットは、前記Ｃ７芳香族化合物類流の少なくとも一部、前記Ｃ９芳香族化合物類流の少なくとも一部、前記Ｃ１０芳香族化合物類流の少なくとも一部またはそれらの組み合わせを受け取り、第三芳香族化合物類流を生成するように構成されており、該第三芳香族化合物類流はベンゼンおよびキシレン類を含み、前記第一Ｃ６芳香族化合物類流、Ｃ８芳香族化合物類流および第三芳香族化合物類流の組合せのうちのＣ９＋芳香族炭化水素類の含有量が、該第一Ｃ６芳香族化合物類流、Ｃ８芳香族化合物類流および第三芳香族化合物類流の組合せの重量に基づいて約５重量％未満であるシステムである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ベンゼンおよびキシレン類を製造するためのシステムの構成を示す図。
【図２Ａ】ベンゼンおよびキシレン類を製造するためのシステムの別の構成を示す図。
【図２Ｂ】ベンゼンおよびキシレン類を製造するためのシステムのさらに別の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本明細書に開示されているのは、炭化水素類液体流、たとえばプラスチック廃棄物を処理することによって製造される炭化水素類液体流からベンゼン類およびキシレン類などの高価値産物を製造するためのプロセスおよびシステムである。この方法は、少量のパラフィン類、イソパラフィン類、オレフィン類およびナフタレン類とともに、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼンおよびキシレン類のような芳香族化合物類を高収率として、ガスを最少化するとともに液体産物を最大化しつつ、廃棄プラスチックを変換することを含む。プラスチック廃棄物は、低温または高温の熱分解、および熱または触媒熱分解によって分解または熱分解することができ、熱分解産物の組成は、プロセス条件および触媒を変えることによって所望の産物を最大にするように変えることができる。次いで、ベンゼンを熱分解産物から回収することができ、残りの液体産物をさらにベンゼンのような芳香族化合物類に変換することができる。ベンゼン生成を最大にするために、低過酷度および／または高過酷度熱分解から得られた液体をさらに水素化分解および／または水素化処理して、重質物の沸点を下げることができ（たとえば、重質物を大部分Ｃ１０−炭化水素類に分解できる）、液体オレフィンを飽和させることもできる。Ｃ１０＋重質物をＣ１０−材料に変換するための水素化分解および／または水素化処理反応は、ナフテン類の異性化、パラフィン類のナフテン類への脱水素環化、ナフテン類の芳香族化合物類への脱水素化、水素化分解など、またはそれらの組み合わせを含みうる。水素化分解および／または水素化処理から回収された処理液は、さらに、芳香族化合物類抽出および／または他の炭化水素類を芳香族化合物類に変換するための改質に、付することができる。６個を超える炭素原子を有する芳香族産物は、不均化によりベンゼンに変換することができる。トルエンとともにＣ９＋材料を含む重質分は、ベンゼンおよびキシレン類の全収率を最大にするために不均化およびトランスアルキル化反応に付することができる。
【００１１】
操作実施例以外にまたは他に指示がある場合を除き、明細書および特許請求の範囲において使用される成分の量、反応条件などに関する全ての数または表現は、全ての場合において用語「約」により修飾されると理解されるべきである。様々な数値範囲が本明細書に開示されている。これらの範囲は連続的なので、最小値と最大値の間のすべての値が含まれる。同じ特徴または構成要素を列挙しているすべての範囲の終点は、独立して組み合わせ可能でありおよび列挙された終点を含む。他に明示的に示されない限り、本出願において特定される様々な数値範囲は近似値である。同じ成分または特性を対象とするすべての範囲の端点は、端点を含み、独立して組み合わせることができる。「Ｘ以上」という用語は、指定された成分が値Ｘ、およびＸより大きい値の量で存在することを意味する。
【００１２】
用語「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、量の制限を意味するのではなく、むしろ言及された項目のうちの少なくとも一つの存在を意味する。本明細書で使用されるとき、単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、複数の指示対象を含む。
【００１３】
本明細書で使用されるとき、「それらの組み合わせ」は、列挙された要素のうちの一つまたは複数を、任意に、列挙されていない同様の要素とともに含み、たとえば、一つまたは複数の指定された構成要素と、任意に、本質的に同じ機能を有する具体的に指定されていない一つまたは複数の他の構成要素との組み合わせを含む。本明細書で使用されるとき、用語「組み合わせ」は、ブレンド、混合物、合金、反応産物などを含む。
【００１４】
本明細書における開示の目的において、特に断りのない限り、「量」という用語は、その特定の組成物の全重量（たとえば、その特定の組成物中に存在する全成分の全重量）に基づく、特定の組成物中の所定の成分の重量％を指す。
【００１５】
たとえば混合プラスチック（たとえばプラスチック廃棄物）からベンゼンおよびキシレン類を製造する方法を、図１を参照してより詳細に説明する。
【００１６】
図１を参照すると、ベンゼンおよびキシレン類製造システム１００が開示されている。ベンゼンおよびキシレン類製造システム１００は、一般に、熱分解ユニット１０、水素化処理ユニット２０、任意の第一芳香族化合物類分離ユニット３０、改質ユニット４０、第二芳香族化合物類分離ユニット５０、第三芳香族化合物類分離ユニット６０、ならびに、不均化およびトランスアルキル化ユニット７０（たとえば、Ｔａｔｏｒａｙユニット）を含む。
【００１７】
ベンゼンおよびキシレン類を製造するための方法は、熱分解ユニット内でプラスチック廃棄物を炭化水素類液体流および熱分解ガス流に変換する工程を含むことができる。この方法は、廃棄プラスチックを熱分解ユニットに導入して熱分解産物を製造することを含むことができ、ここで熱分解産物は気相と液相とを含む。
【００１８】
混合プラスチック（たとえば、廃棄プラスチック）は、熱分解ユニット１０に入れるか、または廃棄プラスチック流１１を介して熱分解ユニット１０に供給することができる。熱分解ユニット１０では、廃棄プラスチック流１１は熱分解を介して熱分解産物に変換され、その熱分解産物は気相（たとえば、Ｃ１〜Ｃ４ガス、水素（Ｈ２）、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ２）、塩酸（ＨＣｌ）ガスなどの熱分解ガス）および液相（たとえば、熱分解液）を含む。
【００１９】
廃棄プラスチック流１１を介して熱分解ユニット１０に装填または供給する（loaded into or fed to）ことができるプラスチック廃棄物は、混合プラスチック廃棄物のような消費後廃棄プラスチックを含みうる。混合プラスチックは、非塩素化プラスチック（たとえば、ポリオレフィン類、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、コポリマーなど）、塩素化プラスチック（たとえば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）など）など、またはそれらの混合物を含みうる。一般に、廃棄プラスチックは長鎖分子またはポリマー炭化水素類を含む。本明細書に開示される廃棄プラスチックは、使用済みタイヤも含む。
【００２０】
熱分解ユニット１０は、廃棄プラスチックを気相および液相産物に（たとえば同時に）変換するように構成された任意の適切な容器でありうる。容器は、気相、液相、気液相、気固相、液固相、またはスラリー相の操作用に構成することができる。容器は、砂、ゼオライト、アルミナ、接触分解触媒、またはそれらの組み合わせを含む不活性材料または熱分解触媒の一つ以上の床を含みうる。一般に、熱分解触媒は、熱分解ユニット１０内で熱分解プロセスを受ける構成要素に熱を伝達することができる。あるいは、熱分解ユニット１０は、触媒なしで動作させることができる（たとえば、純粋熱分解）。熱分解ユニット１０は、断熱的に、等温的に、非断熱的に、非等温的に、またはそれらの組み合わせで運転することができる。本開示の熱分解反応は、一段階または多段階で実施することができる。たとえば、熱分解ユニット１０は、直列に流体接続された二つの反応容器でありうる。
【００２１】
熱分解ユニット１０が二つの容器を含む構成では、熱分解プロセスは、第一の容器内で行われる第一の段階と、第二の容器内で行われる第一の段階の下流で流体接続される第二の段階とに分けられうる。当業者には理解されるように、および本開示の助けを借りて、第二の段階は、第一の段階から第二の段階へ流れる中間熱分解産物流の熱分解を促進して、第二の段階から流れる熱分解産物を生成することができる。いくつかの構成では、第一の段階は廃棄プラスチックの熱分解を利用し、第二の段階は廃棄プラスチックの熱分解または接触分解を利用して第二の段階から流れる熱分解産物を生じさせることができる。あるいは、第一の段階で廃棄プラスチックの接触分解を利用し、第二の段階で廃棄プラスチックの熱分解または接触分解を利用して第二の段階から流れる熱分解産物を得ることができる。
【００２２】
いくつかの構成では、熱分解ユニット１０は、混合プラスチックを気相産物および液相産物に変換するように構成された一つまたは複数の装置を含みうる。一つ以上の装置は、上記のような不活性材料または熱分解触媒を含んでも含まなくてもよい。そのような装置の例には、一つ以上の加熱押出機、加熱回転キルン、加熱タンク型反応器、充填床反応器、バブリング流動床反応器、循環流動床反応器、空の加熱容器、プラスチックが壁に沿って流下してクラッキングする密閉加熱面、オーブンまたは炉に囲まれた容器、またはクラッキングを助長するために加熱面を提供する他の適切な機器が含まれる。
【００２３】
熱分解ユニット１０は、熱分解（たとえば、クラッキング）するように構成することができ、いくつかの態様においては（たとえば、水素が熱分解ユニット１０に添加される場合）、熱分解ユニット１０に供給される廃棄プラスチック流１１の成分をさらに水素化する。熱分解ユニット１０内で起こりうる反応の例としては、一つ以上のノルマルパラフィン類の一つ以上のｉ−パラフィン類への異性化、一つ以上のシクロパラフィン類の一つ以上のｉ−パラフィン類への選択的開環、長鎖分子から短鎖分子へのクラッキング、ヘテロ原子含有炭化水素類からのヘテロ原子の除去（たとえば、脱塩素）、プロセスで発生したコークスの水素化、またはそれらの組み合わせが挙げられるが、それらに限定されない。
【００２４】
熱分解ユニット１０の一つ以上の構成において、熱分解段階（廃棄プラスチックの液相および／または気相産物への変換）の全体または一部においてヘッドスペースパージガスを利用することによって、プラスチックの分解を促進する、価値ある産物を生産する、水蒸気分解のための供給原料を提供する、またはそれらの組み合わせを行うことができる。ヘッドスペースパージガスとしては、水素（Ｈ２）、Ｃ１〜Ｃ４炭化水素ガス（たとえば、アルカン類、メタン、エタン、プロパン、ブタン、イソブタン）、不活性ガス類（たとえば、窒素（Ｎ２）、アルゴン、ヘリウム、蒸気）など、またはそれらの組み合わせが挙げられる。廃棄プラスチックが塩素化プラスチックを含む場合、ヘッドスペースパージガスの使用は、熱分解ユニット１０内の脱塩素を助ける。ヘッドスペースパージガスを熱分解ユニット１０に導入して、熱分解ユニット１０内に存在する溶融混合プラスチックに混入した揮発物の除去を促進することができる。
【００２５】
たとえば、廃棄プラスチック流１１とは無関係に熱分解ユニットに直接供給されるＨ２含有流を介して、水素（Ｈ２）含有流を熱分解ユニット１０に添加することにより、熱分解ユニット環境をＨ２で富化する、熱分解ユニット内に閉じ込められた水素をストリッピングするのを助ける、熱分解溶融物または液体中の水素に富む局所環境を提供する、またはそれらの組み合わせを奏することができる。いくつかの態様では、プラスチック供給物を用いた水素処理のために適切な安全対策が組み込まれた状態で、Ｈ２を流１１とともに熱分解ユニット１０に導入することもできる。
【００２６】
熱分解ユニット１０は、水素の存在下で、または水素とともに、廃棄プラスチック流１１の成分のあらゆる反応を促進することができる。不飽和分子（たとえば、オレフィン類）の二重結合への水素原子の付加などの反応が起こる可能性があり、飽和分子（たとえば、パラフィン類、ｉ−パラフィン類、ナフテン類）を生じる。追加的または代替的に、熱分解ユニット１０内の反応は、有機化合物の結合の開裂を引き起こすことがあり、その後、反応および／またはヘテロ原子の水素との置換を伴う。
【００２７】
熱分解ユニット１０における水素の使用は、ｉ）クラッキングの結果としてのコークスを減らす、ｉｉ）プロセス中に使用される触媒（もしあれば）を活性状態に保つ、ｉｉｉ）熱分解ユニット１０からの熱分解産物が廃棄プラスチック流１１に対して実質的に脱塩素化されるように流１１からの塩化物の除去を改善し、熱分解ユニット１０の下流のユニットにおける塩化物除去要求を最小にする、ｉｖ）オレフィン類を水素化する、ｖ）熱分解産物中のジオレフィン類を減少させる、ｖｉ）熱分解ユニット１０内の廃棄プラスチック流１１の同レベルの変換のために低温で熱分解ユニット１０を操作するのを助ける、またはｉ）〜ｖｉ）の組み合わせの有益な効果を有することができる。
【００２８】
熱分解ユニット１０における熱分解プロセスは、低過酷度または高過酷度でありうる。低過酷度熱分解プロセスは、２５０℃〜４５０℃、あるいは２７５℃〜４２５℃、あるいは３００℃〜４００℃の温度で起こる可能性があり、かなりの量の芳香族化合物類とともにモノオレフィン類およびジオレフィン類に富む熱分解油を生成しうる。高過酷度熱分解プロセスは、４５０℃〜７５０℃、あるいは５００℃〜７００℃、あるいは５５０℃〜６５０℃の温度で起こる可能性があり、芳香族化合物類に富む熱分解油を生成しうる。
【００２９】
廃棄プラスチックの熱分解プロセスの一例が米国特許第８８９５７９０号明細書（特許文献１）に開示されており、これはその全体が参考として援用される。熱分解プロセスの別の例が、国際公開第２０１６／００９３３３号明細書（特許文献２）、および２０１６年３月３０日に出願された米国特許出願第１５／０８５４４５号明細書（特許文献３）に開示されており、その各々はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００３０】
熱分解産物は、熱分解ユニット１０からの流出物として回収され、熱分解分離ユニットに運ばれる（たとえば、ポンプ輸送、重力、圧力差などを介して流れる）ことができる。熱分解産物は、熱分解分離ユニットにおいて熱分解ガス流１２と炭化水素類液体流１３とに分離することができ、熱分解ガス流１２は熱分解産物の気相の少なくとも一部を含み、炭化水素類液体流１３は熱分解産物の液相の少なくとも一部を含む。熱分解分離ユニットは、任意の好適な気液分離器、たとえば、蒸気−液体分離器、オイル−ガス分離器、ガス−液体分離器、脱気器、脱液器、スクラバー、トラップ、フラッシュドラム、コンプレッサーサクションドラム、重力分離器、遠心分離器、フィルターベーンセパレーター、ミストエリミネーターパッド、液−ガスコアレッサー、蒸留塔など、またはそれらの組み合わせを含みうる。
【００３１】
いくつかの構成では、熱分解分離ユニットは、熱分解産物の一部を炭化水素類液体（たとえば、液体産物）に凝縮しながら炭化水素ガスを気相（たとえば、ガス産物）に残した状態で作動する凝縮器でありうる。液体産物は熱分解分離ユニットから炭化水素類液体流１３中を流れ、ガス産物は熱分解分離ユニットから熱分解ガス流１２中を流れる。熱分解ガス流１２は、Ｈ２、Ｃ１〜Ｃ４炭化水素類、不活性ガス類（たとえば、窒素（Ｎ２）、アルゴン、ヘリウム、水蒸気、ＣＯ、ＣＯ２）など、またはそれらの組み合わせを含むことができる。
【００３２】
炭化水素類液体流１３は、パラフィン類、ｉ−パラフィン類、オレフィン類、ナフテン類、芳香族化合物類、有機塩化物類、またはそれらの組み合わせを含むことができる。炭化水素類液体流１３がパラフィン類、ｉ−パラフィン類、オレフィン類、ナフテン類、および芳香族化合物類を含むとき、その流れはＰＩＯＮＡ流と呼ぶことができ、炭化水素類液体流１３がパラフィン類、オレフィン類、ナフテン類、および芳香族化合物類を含むとき、その流れはＰＯＮＡ流と呼ぶことができる。いくつかの態様では、炭化水素類液体流１３はプラスチック熱分解油および／またはタイヤ熱分解油を含むことができる。
【００３３】
本明細書で論じられるように、本明細書に開示される方法の態様は、分子、特に炭化水素類液体流１３の重質炭化水素分子の水素化分解を企図する。このように、炭化水素類液体流１３の少なくとも一部は重炭化水素分子（たとえば、熱分解油の重質末端とも呼ばれる）を含むと考えられる。一つの態様では、炭化水素類液体流１３中の重質炭化水素分子の量は、炭化水素類液体流１３の全重量に基づいて１０重量％未満でありうる。あるいは、炭化水素類液体流１３中の重質炭化水素分子の量は、炭化水素類液体流１３の全重量に基づいて１０重量％〜９０重量％でありうる。本明細書において後により詳細に記載されるように、重質炭化水素分子は、パラフィン類、ｉ−パラフィン類、オレフィン類、ナフテン類、芳香族炭化水素類、またはそれらの組み合わせを含みうる。いくつかの態様では、重質炭化水素分子はＣ１６以上の炭化水素類を含みうる。炭化水素類液体流１３中の５、１０、１５、２０、２５、３０重量％、またはそれ以上の重質炭化水素分子が水素化処理ユニット２０内で水素化分解される。
【００３４】
炭化水素類液体流１３中に存在してもよいパラフィン類の例としては、限定されるものではないが、Ｃ１〜Ｃ２２のｎ−パラフィン類およびｉ−パラフィン類が挙げられる。パラフィン類は、炭化水素類液体流１３の全重量に基づいて１０重量％未満の量で炭化水素類液体流１３中に存在することができる。あるいは、パラフィン類は、炭化水素類液体流１３中に、炭化水素類液体流１３の全重量に対して１０重量％、２０重量％、３０重量％、４０重量％、５０重量％、６０重量％、またはそれ以上の量で存在することができる。特定の炭化水素類液体流は炭素数２２までのパラフィン類を含むが、本開示はパラフィン類の適切な範囲の上限として炭素数２２に限定されず、そのパラフィン類はより高い炭素数、たとえば、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、およびそれ以上を含むことができる。いくつかの態様では、炭化水素類液体流１３中のパラフィン類の少なくとも一部は重質炭化水素分子の少なくとも一部を含む。
【００３５】
炭化水素類液体流１３中に存在しうるオレフィン類の例としては、Ｃ２〜Ｃ１０オレフィン類およびそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。熱分解ユニット１０における水素化反応のために水素が熱分解ユニット１０に導入される場合、オレフィン類は、炭化水素類液体流１３の全重量に基づいて１０重量％未満の量で炭化水素類液体流１３中に存在しうる。あるいは、オレフィン類は、炭化水素類液体流１３中に、炭化水素類液体流１３の合計重量に基づいて５重量％、１０重量％、２０重量％、３０重量％、４０重量％、またはそれ以上の量で存在することができる。特定の炭化水素類流は１０までの炭素数のオレフィン類を含むが、本開示はオレフィン類の適切な範囲の上限値としての炭素数１０に限定されず、オレフィン類はより高い炭素数、たとえば１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、およびそれ以上を含む。いくつかの態様では、炭化水素類液体流１３中の一つまたは複数のオレフィン類の少なくとも一部は、重質炭化水素分子の少なくとも一部を含む。あるいは、炭化水素類液体流１３中の重質炭化水素分子はいずれもオレフィン類ではない。
【００３６】
いくつかの態様では、炭化水素類液体流１３はオレフィン類を含まず、たとえば炭化水素類液体流１３は実質的にオレフィン類を含まない。いくつかの態様では、炭化水素類液体流１３は、１、０．１、０．０１、または０．００１重量％未満のオレフィン類を含む。
【００３７】
炭化水素類液体流１３中に存在しうるナフテン類の例としては、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、およびシクロオクタンが挙げられるが、これらに限定されない。ナフテン類は、炭化水素類液体流１３の全重量に基づいて、１０重量％未満の量で炭化水素類液体流１３中に存在することができる。あるいは、ナフテン類は、炭化水素類液体流１３の全重量に基づいて１０重量％、２０重量％、３０重量％、４０重量％、またはそれ以上の量で炭化水素類液体流１３中に存在することができる。特定の炭化水素類流は炭素数８までのナフテン類を含むが、本開示はナフテン類の適切な範囲の上限として炭素数８に限定されず、ナフテン類はより高い炭素数、たとえば９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、およびそれ以上を含むことができる。いくつかの態様では、炭化水素類液体流１３中のナフテン類の少なくとも一部は重質炭化水素分子の少なくとも一部を含む。
【００３８】
炭化水素類液体流１３は、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、およびそれ以上の炭素数を有する芳香族炭化水素類を含むことができる。一つの態様では、芳香族炭化水素類の炭素数は２２程度でありうる。炭化水素類液体流１３の一部として本開示での使用に適した芳香族炭化水素類の非限定的な例としては、ベンゼン、トルエン、キシレン類、エチルベンゼン、プロピルベンゼン類、トリメチルベンゼン類、テトラメチルベンゼン類、ブチルベンゼン類、ジメチルナフタレン、ビフェニルなど、またはそれらの組み合わせが挙げられる。芳香族炭化水素類は、炭化水素類液体流１３中に、炭化水素類液体流１３の全重量に基づいて５重量％、１０重量％、１５重量％、２０重量％、２５重量％、３０重量％、３５重量％、４０重量％、５０重量％、６０重量％、またはそれ以上の量で存在することができる。いくつかの態様では、炭化水素類液体流１３中の芳香族炭化水素類の少なくとも一部は重質炭化水素分子の少なくとも一部を含む。
【００３９】
ベンゼンおよびキシレン類を製造する方法は、水素化処理ユニット２０において水素（たとえば、水素流２３）の存在下で炭化水素類液体流１３を水素化処理触媒と接触させて、炭化水素産物流２１および第一ガス流２２を生成する工程を含むことができ、その炭化水素産物流２１はＣ５＋炭化水素類を含む。第一ガス流２２は、Ｈ２、Ｃ１〜Ｃ４炭化水素類、不活性ガス類（たとえば、窒素（Ｎ２）、アルゴン、ヘリウム、水蒸気、ＣＯ、ＣＯ２）など、またはそれらの組み合わせを含むことができる。
【００４０】
水素化処理ユニット２０は、水素化分解ユニット、水素化熱分解モードで操作される接触分解ユニット、水素化分解モードで操作される流動接触分解ユニット、水素化処理装置など、またはそれらの組み合わせのような任意の適切な水素化処理反応器（たとえば、ハイドロプロセッサー）でありうる。水素化処理ユニット２０は、長鎖分子（たとえば、炭化水素類液体流１３に含まれる重質炭化水素分子）を水添分解し、水素化処理ユニット２０に供給された炭化水素類液体流１３の成分を水素化および脱塩素化（流１３が塩化物を含む場合）するように構成されている。水素化処理ユニット２０において、炭化水素類液体流１３が水素の存在下で水素化処理触媒と接触されて炭化水素産物流２１が生成される。炭化水素類液体流１３、Ｈ２流またはそれらの組み合わせを段階的に添加してまたは添加せずに、炭化水素類液体流１３を、上向流、下向流、半径方向流またはそれらの組み合わせで、水素化処理触媒と接触させることができると考えられる。
【００４１】
水素化処理ユニット２０は、本明細書に開示された水素化処理触媒を収容するように構成された任意の容器とすることができる。容器は、気相、液相、気液相、気液固相、またはスラリー相の操作用に構成することができる。水素化処理ユニット２０は、固定床、流動床、移動床、沸騰床、スラリー床、またはそれらの組み合わせの構成で、水素化処理触媒の一つ以上の床を含みうる。水素化処理ユニット２０は、断熱的に、等温的に、非断熱的に、非等温的に、またはそれらの組み合わせで運転することができる。一つの態様では、水素化処理ユニット２０は一つまたは複数の容器を含むことができる。
【００４２】
水素化処理ユニット２０は、水素の存在下または水素とともに、炭化水素類液体流１３の構成要素の任意の反応を促進することができる。反応は、不飽和分子（たとえば、オレフィン類、芳香族化合物類）の二重結合への水素原子の付加として起こる可能性があり、飽和分子（たとえば、パラフィン類、ｉ−パラフィン類、ナフテン類）を生じる。さらに、水素化処理ユニット２０内での反応は、有機化合物の結合の開裂を引き起こし、炭化水素分子の二つ以上のより小さな炭化水素分子への「クラッキング」をもたらし、またはその後の反応および／またはヘテロ原子の水素での置換をもたらす。水素化処理ユニット２０で起こりうる反応の例としては、オレフィン類の水素化、ヘテロ原子含有炭化水素類からのヘテロ原子の除去（たとえば、脱塩素化）、長鎖パラフィン類またはｉ−パラフィン類の短鎖炭化水素分子への水素化分解、芳香族炭化水素類からより小さい環式または非環式炭化水素類への水素化分解、一種以上の芳香族化合物類から一種以上のシクロパラフィン類への変換、一種以上のノルマルパラフィン類から一種以上のｉ−パラフィン類への異性化、一種以上のシクロパラフィン類から一種以上のｉ−パラフィン類への選択的開環、またはそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
【００４３】
一つの態様では、水素の存在下で炭化水素類液体流１３を水素化処理触媒と接触させると、Ｃ１〜Ｃ４ガスおよびＣ５＋（Ｃ５以上の重質）液体炭化水素類が生じる。廃棄プラスチック流１１が塩化物を含有するとき、本明細書に記載されるような水素化処理触媒を用いた脱塩素化を、塩素吸着剤を使用することなく、脱塩素剤として機能するのに有効な量のＮａ２ＣＯ３を添加することなく、またはその両方の条件で、水素化処理ユニット２０内で行いうると考えられる。
【００４４】
水素化処理触媒は、オレフィン類および芳香族炭化水素類の水素化（たとえば、飽和）に使用される任意の触媒（たとえば、市販の水素化処理触媒）であってもよい。水素化処理触媒は、アルミナ担体上のコバルトおよびモリブデン触媒（Ｃｏ−Ｍｏ触媒）、アルミナ担体上のニッケルおよびモリブデン触媒（Ｎｉ−Ｍｏ触媒）、アルミナ担体上のタングステンおよびモリブデン触媒（Ｗ−Ｍｏ触媒）、アルミナ担体上の酸化コバルトおよび酸化モリブデン、アルミナ担体上の酸化ニッケルおよび酸化モリブデン、アルミナ担体上の酸化タングステンおよび酸化モリブデン、アルミナ担体上の硫化コバルトおよび硫化モリブデン、アルミナ担体上の硫化ニッケルおよび硫化モリブデン、アルミナ担体上の硫化タングステンおよび硫化モリブデン、一種以上の金属を含むゼオライトなど、またはそれらの組み合わせ、を含むことができる。水素化処理触媒としての使用に適した他の触媒としては、アルミナ担体上の白金およびパラジウム触媒（Ｐｔ−Ｐｄ触媒）、スラリー加工に適した硫化ニッケル、スラリー加工に適した硫化モリブデンなど、またはそれらの組み合わせが挙げられる。ゼオライトは、ＺＳＭ−５、ＺＳＭ−１１、Ｙ、高シリカＹ、ＵＳＹなど、またはそれらの組み合わせを含むことができる。ゼオライトの一種以上の金属の各金属は、コバルト、モリブデン、タングステン、ニッケル、チタン、銅、マグネシウム、スズ、鉄、亜鉛、タングステン、バナジウム、ガリウム、カルシウム、マンガン、ルテニウムおよびレニウムからなる群より独立して選択することができる。
【００４５】
炭化水素類液体流１３が一種以上の硫化物類および一種以上の塩化物化合物類を含有する構成では、炭化水素類液体流１３を水素化処理触媒と接触させることは、硫化によって水素化処理触媒を活性化し、塩素化によって水素化処理触媒を酸性化するように作用する。水素化処理触媒を、一種以上の硫化物類、一種以上の塩化物化合物類、またはその両方を含有する炭化水素類液体流１３と連続的に接触させると、触媒活性を連続的に維持することができる。本明細書の開示の目的において、水素化処理触媒に関する用語「触媒の活性」または「触媒活性」は、水素化分解反応、水素化脱塩素化反応などの水素化処理反応を触媒する水素化処理触媒の能力を指す。
【００４６】
たとえば、炭化水素類液体流１３とは無関係に直接水素化処理ユニットに供給される流れ２３を介して、水素化処理ユニット２０に水素流２３を添加して、水素化処理ユニット環境をＨ２で富化することができる。追加的または代替的に、水素化処理ユニット２０に入る前に、Ｈ２含有流を炭化水素類液体流１３に加えることができる。水素化処理ユニット２０への水素添加速度は、本明細書に開示される水素対炭化水素類の比を達成するのに一般的に十分である。
【００４７】
開示された水素化処理ユニット２０は様々な処理条件で運転することができる。たとえば、水素の存在下で炭化水素類液体流１３を水素化処理触媒と接触させることは、水素化処理ユニット２０内で２５０℃〜６００℃、あるいは２７５℃〜５５０℃、あるいは３００℃〜５００℃の温度で起こりうる。水素化処理ユニット２０内の温度は、供給原料（たとえば、炭化水素類液体流１３）予熱炉および／または供給原料−水素化処理ユニット流出物熱交換器を使用することによって達成することができる。炭化水素類液体流１３を水素の存在下で水素化処理触媒と接触させることは、水素化処理ユニット２０において１ｂａｒｇ〜２００ｂａｒｇ、あるいは１０ｂａｒｇ〜１５０ｂａｒｇ、あるいは２０ｂａｒｇ〜６０ｂａｒｇの圧力で起こりうる。炭化水素類液体流１３を水素の存在下で水素化処理触媒と接触させることは、水素化処理ユニット２０において０．１／ｈｒ〜１０／ｈｒ、あるいは１／ｈｒ〜３／ｈｒの重量時間空間速度（ＷＨＳＶ）で起こりうる。炭化水素類液体流１３を水素の存在下で水素化処理触媒と接触させることは、水素化処理ユニット２０において１０ＮＬ／Ｌ〜３０００ＮＬ／Ｌ、あるいは２００ＮＬ／Ｌ〜８００ＮＬ／Ｌの水素対炭化水素類（Ｈ２／ＨＣ）流量比で起こりうる。
【００４８】
いくつかの構成では、水素化処理ユニット２０は、精製操作で使用される穏やかな水素化分解ユニットなどの穏やかな水素化分解ユニットであってよく、水素化処理ユニット２０は１００ｂａｒｇまでの圧力および４３０℃までの温度で操作できる。当業者には理解されるように、および本開示の助けを借りて、水素化処理ユニット２０は、水素消費を節約し、単環式芳香族化合物類（および飽和の二環式芳香族化合物類および多環式芳香族化合物類、ならびにオレフィン類のみ）を保存するために、より低い圧力で運転することができる。一般に、穏やかな水素化分解ユニットは、穏やかな水素化分解ユニットに導入された液体オレフィン類を飽和させることができ、および選択的分解および水素化によって重質分を減らすことができ、その結果、単環芳香族化合物類の少なくとも一部を保存できる。当業者には理解されるように、および本開示の助けを借りると、プラスチック熱分解油は石油残留物と比較して水素含有量が豊富であるので、１００ｂａｒｇ未満のより低い圧力で水素化処理を行うことが可能である。さらに、当業者には理解されるように、および本開示の助けを借りると、１００ｂａｒｇを超えるより高い圧力もプラスチック熱分解油とともに使用することができる。
【００４９】
いくつかの態様では、水素化処理ユニット２０はさらに水素化脱アルキル化ユニットを含むことができ、ここで水素化脱アルキル化ユニットは水素化脱アルキル化触媒を含むことができる。水素化脱アルキル化ユニットは、水素化分解ユニット、水素化分解モードで操作される接触分解ユニット、水素化分解モードで操作される流動接触分解ユニット、水素化処理ユニット、水素化脱アルキル化反応器など、またはそれらの組み合わせのような任意の適切な水素化処理装置でありうる。水素化脱アルキル化ユニットは、水素化脱アルキル化するように、およびいくつかの構成では、炭化水素類液体流１３の成分をさらに水素化分解、脱塩素化および水素化するように構成することができる。
【００５０】
水素化脱アルキル化ユニットは、本明細書に開示されている水素化脱アルキル化触媒を収容するように構成された任意の容器でありうる。容器は、気相、液相、気液相、気固相、気液固相、またはスラリー相の操作用に構成することができる。水素化脱アルキル化ユニットは、固定床、流動床、移動床、沸騰床、スラリー床、またはそれらの組み合わせにおける一つ以上の水素化脱アルキル化触媒の床を含みうる。水素化脱アルキル化ユニットは、断熱的に、等温的に、非断熱的に、非等温的に、またはそれらの組み合わせで運転することができる。一つの態様では、水素化脱アルキル化ユニットは一つまたは複数の容器を含みうる。
【００５１】
水素化脱アルキル化ユニットは、水素の存在下または水素とともに炭化水素類液体流１３の成分の任意の適切な反応を促進しうる。水素化脱アルキル化ユニットにおける反応は、Ｃ９＋芳香族炭化水素類の水素化脱アルキル化反応を含み、ここで、水素の存在下でのＣ９＋芳香族炭化水素類は、低分子量芳香族炭化水素類（たとえば、Ｃ６−８芳香族炭化水素類）およびアルカン類を形成する。たとえば、トリメチルベンゼン類は水素化脱アルキル化反応を受けてキシレン類およびメタンを生成することができる。不飽和分子（たとえば、オレフィン類、芳香族化合物類）の二重結合に水素原子が付加するなど、他の反応が水素化脱アルキル化ユニットにおいて起こる可能性があり、飽和分子（たとえば、パラフィン類、ｉ−パラフィン類、ナフテン類）をもたらす。さらに、水素化脱アルキル化ユニット中の反応は、有機化合物の結合の切断を引き起こし、炭化水素分子の二つ以上のより小さい炭化水素分子への「クラッキング」をもたらし、または後続の反応および／またはヘテロ原子の水素による置換をもたらす。水素化脱アルキル化ユニット中で起こりうる反応の例には、Ｃ９＋芳香族炭化水素類の水素化脱アルキル化、オレフィン類の水素化、ヘテロ原子含有炭化水素類からのヘテロ原子の除去（たとえば脱塩素）、高分子量のパラフィン類またはｉ−パラフィン類の低分子量の炭化水素分子への水素化分解、芳香族炭化水素類からより小さい環式または非環式炭化水素類への水素化分解、一種以上の芳香族化合物類から一種以上のシクロパラフィン類への変換、一種以上のノルマルパラフィン類から一種以上のｉ−パラフィン類への異性化、一種以上のシクロパラフィン類から一種以上のｉ−パラフィン類への選択的開環、またはそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
【００５２】
水素化脱アルキル化触媒は、水素化処理触媒について記載された触媒のような、オレフィン類および芳香族炭化水素類の水素化（たとえば、飽和）に使用される任意の適切な触媒でありうる（たとえば、市販の水素化処理触媒）。さらに、水素化脱アルキル化触媒は、アルミナ担体上の酸化クロム、シリカ担体上の酸化クロム、アルミナ担体上の酸化モリブデン、シリカ担体上の酸化モリブデン、アルミナ担体上の白金、シリカ担体上の白金、アルミナ担体上の白金酸化物、シリカ担体上の白金酸化物など、またはそれらの組み合わせのような、任意の適切な水素化脱アルキル化触媒（たとえば、市販の水素化脱アルキル化触媒）でありうる。
【００５３】
炭化水素産物流２１はＣ５＋液体炭化水素類を含み、Ｃ５＋液体炭化水素類は重質炭化水素分子を含む。水素化処理ユニット２０において水素の存在下で炭化水素類液体流１３を水素化処理触媒と接触させる工程の間の、炭化水素類液体流からの重質炭化水素分子の少なくとも一部の水素化分解が原因で、炭化水素産物流２１中の重質炭化水素分子の量は、炭化水素類液体流１３中の重質炭化水素分子の量より少ない。
【００５４】
いくつかの態様では、炭化水素産物流２１は、炭化水素産物流２１の全重量に基づいて約９０重量％以上、あるいは約９２．５重量％以上、あるいは約９５重量％以上のＣ１０−炭化水素類を含むことができる。当業者には理解されるように、および本開示の助けを借りると、水素化処理ユニット２０の内部の条件は、生成された炭化水素産物がほとんどＣ１０−炭化水素類を含むようなものでありうる。
【００５５】
いくつかの態様では、炭化水素産物流２１は、炭化水素産物流２１の全重量に基づいて約１重量％未満のオレフィン類を含むことができる。
【００５６】
ベンゼンおよびキシレン類を製造する方法は、炭化水素産物流の少なくとも一部２１ａを第一芳香族化合物類分離ユニット３０に任意に導入して飽和炭化水素類流３１および第一芳香族化合物類流３２を生成する工程を含むことができ、飽和炭化水素類流３１はＣ５＋飽和炭化水素類を含み、第一芳香族化合物類流３２はＣ６＋芳香族炭化水素類を含む。当業者には理解されるように、および本開示の助けを借りると、飽和炭化水素類流３１のＣ５＋飽和炭化水素類は（ｉ）Ｃ６＋芳香族炭化水素類を排除し、（ｉｉ）Ｃ５＋オレフィン類を排除し、（ｉｉｉ）Ｃ５＋パラフィン類、イソパラフィン類およびナフテン類を含む。第一芳香族化合物類流３２は、Ｃ６芳香族炭化水素類、Ｃ７芳香族炭化水素類、Ｃ８芳香族炭化水素類、Ｃ９芳香族炭化水素類、Ｃ１０芳香族炭化水素類、およびこれらの組み合わせを含む。
【００５７】
第一芳香族化合物類分離ユニット３０は、炭化水素産物流２１を飽和炭化水素類流３１と第一芳香族化合物類流３２とに分離するように構成された任意の適切な分離ユニットを含むことができる。たとえば、第一芳香族化合物類分離ユニット３０は、選択的吸着、選択的吸収、抽出蒸留、溶媒抽出とそれに続く蒸留など、またはそれらの組み合わせを使用することができる。
【００５８】
ベンゼンおよびキシレン類を製造するための方法は、炭化水素産物流２１の少なくとも一部および／または飽和炭化水素類流３１の少なくとも一部を改質ユニット４０（たとえば、改質器４０）に供給して、改質ユニット産物流４１（たとえば、改質器産物流４１）、第二ガス流４２および水素流４３を生成することを含むことができ、該改質ユニット４０は改質触媒を含む。一つの態様では、水素流４３の少なくとも一部を、たとえば水素流２３を介して水素化処理ユニット２０にリサイクルすることができる。第二ガス流４２は、Ｈ２およびＣ１〜Ｃ４炭化水素類を含むことができる。
【００５９】
いくつかの態様では、熱分解ガス流１２の少なくとも一部、第一ガス流２２の少なくとも一部、第二ガス流４２の少なくとも一部、またはそれらの組み合わせを、熱分解ユニット１０、水素化処理ユニット２０、改質ユニット４０、またはそれらの組み合わせにおいて燃料として使用することができる。
【００６０】
改質ユニット４０は、連続触媒改質器（ＣＣＲ）、半再生改質器、ＡＲＯＭＡＸユニットなど、またはそれらの組み合わせのような任意の適切な芳香族化ユニットを含むことができる。芳香族化ユニットは、一般に、特定の芳香族化合物類の供給源としてナフテン類およびパラフィン類から芳香族化合物類を製造する。いくつかの態様では、改質ユニット４０への供給物（たとえば、炭化水素産物流２１および／または飽和炭化水素類流３１）は、一般に、ベンゼン、トルエンおよびキシレン類のようなＣ６〜Ｃ８芳香族炭化水素類の製造を最大化するためにＣ６〜Ｃ１０化合物に制限することができる。一つの態様では、改質ユニット産物流４１中のＣ６〜Ｃ８芳香族炭化水素類の量は、炭化水素産物流２１および／または飽和炭化水素類流３１中のＣ６〜Ｃ８芳香族炭化水素類の量より多い。
【００６１】
改質ユニット４０は、改質触媒の存在下で、炭化水素産物流２１および／または飽和炭化水素類流３１の成分のあらゆる適切な反応を促進することができる。改質ユニット４０における反応は、ナフテン類の芳香族化合物類への脱水素化、パラフィン類およびナフテン類の異性化、パラフィン類の芳香族化合物類への脱水環化など、またはそれらの組み合わせを含む。
【００６２】
改質触媒は、炭化水素類芳香族化に使用される任意の適切な触媒でありうる。改質触媒は、単金属（たとえば、Ｐｔ）、二金属（Ｐｔ、Ｒｅ）、多金属（たとえば、Ｐｔ、Ｒｅ、Ｐｄ、Ｎｉなど）でありうる。改質触媒の金属は一般に、脱水素化および水素化を促進し、ならびに脱水素環化および異性化に寄与する。改質触媒は酸活性を有することができる（たとえば、アルミナベースに組み込まれたハロゲン／シリカ）。酸活性は異性化、水素化分解の最初の段階、ならびにパラフィン脱水素環化への関与を促進する。
【００６３】
改質ユニット産物流４１は、改質ユニット産物流４１の全重量に基づいて、約５５重量％、６５重量％または７５重量％以上の芳香族炭化水素類を含み、および約４５重量％、３５重量％または２５重量％未満の非芳香族炭化水素類（たとえば、パラフィン類、イソパラフィン類、ナフテン類）を含むことができる。
【００６４】
ベンゼンおよびキシレン類を製造するための方法は、改質ユニット産物流４１の少なくとも一部を第二芳香族化合物類分離ユニット５０に導入して非芳香族化合物類リサイクル流５１および第二芳香族化合物類流５２を生成する工程を含むことができ、第二芳香族化合物類流５２は、Ｃ６＋芳香族炭化水素類を含む。第二芳香族化合物類流５２は、Ｃ６芳香族炭化水素類、Ｃ７芳香族炭化水素類、Ｃ８芳香族炭化水素類、Ｃ９芳香族炭化水素類、Ｃ１０芳香族炭化水素類、およびそれらの組み合わせを含む。当業者には理解されるように、および本開示の助けを借りると、非芳香族化合物類リサイクル流５１は（ｉ）Ｃ６＋芳香族炭化水素類を排除し、（ｉｉ）Ｃ５＋パラフィン類、イソパラフィン類およびナフテン類を含む。さらに、当業者には理解されるように、および本開示の助けを借りると、改質ユニットまたは改質器への供給物は、一般に、パラフィン類、イソパラフィン類、ナフテン類および芳香族化合物類を含み、オレフィン類は含まないが、芳香族化合物類は、改質ユニットへの供給物から分離することができ、そのような場合、非芳香族化合物類リサイクル流５１および／または飽和炭化水素類流３１の場合のように、改質ユニットへの供給物はパラフィン類、イソパラフィン類およびナフテン類を含むことができる。
【００６５】
第二芳香族化合物類分離ユニット５０は、改質ユニット産物流４１を非芳香族化合物類リサイクル流５１と第二芳香族化合物類流５２とに分離するように構成された任意の適切な分離ユニットを含むことができる。たとえば、第二芳香族化合物類分離ユニット５０は、選択的吸着、選択的吸収、抽出蒸留、溶媒抽出とそれに続く蒸留など、またはそれらの組み合わせを用いることができる。
【００６６】
いくつかの態様では、非芳香族化合物類リサイクル流５１の少なくとも一部を改質ユニット４０にリサイクルすることができる。他の態様では、非芳香族化合物類リサイクル流５１の少なくとも一部を熱分解ユニット１０および／または水素化処理ユニット２０にリサイクルすることができる。当業者には理解されるように、および本開示の助けを借りると、所望の生成物が液体芳香族化合物類であるとき、非芳香族化合物類リサイクル流５１を改質ユニット４０にリサイクルすることが好ましい。さらに、当業者には理解されるように、および本開示の助けを借りると、熱分解ガス流１２および／または第一ガス流２２のようなガス産物を最大にすることが望まれる場合、非芳香族化合物類リサイクル流５１をそれぞれ熱分解ユニット１０および／または水素化処理ユニット２０にリサイクルすることが好ましい。
【００６７】
ベンゼンおよびキシレン類を製造するための方法は、第一芳香族化合物類流３２の少なくとも一部および／または第二芳香族化合物類流５２の少なくとも一部を第三芳香族化合物類分離ユニット６０に導入して、第一Ｃ６芳香族化合物類流６１、Ｃ７芳香族化合物類流６２、Ｃ８芳香族化合物類流６３、Ｃ９芳香族化合物類流６４、Ｃ１０芳香族化合物類流６５、およびＣ１１＋芳香族化合物類流６６を生成することを含むことができ、第一Ｃ６芳香族化合物類流６１はベンゼンを含み、Ｃ７芳香族化合物類流６２はトルエンを含み、Ｃ８芳香族化合物類流６３はキシレン類およびエチルベンゼン（ＥＢ）を含む。Ｃ９芳香族化合物類流６４は、トリメチルベンゼン、メチルエチルベンゼン、プロピルベンゼンなど、またはそれらの組み合わせを含むことができる。Ｃ１０芳香族化合物類流６５は、テトラメチルベンゼン、ジエチルベンゼン、ジメチルエチルベンゼン、メチルプロピルベンゼンなど、またはこれらの組み合わせを含むことができる。
【００６８】
第三芳香族化合物類分離ユニット６０は、第一芳香族化合物類流３２および／または第二芳香族化合物類流５２をその成分（たとえば、流６１、６２、６３、６４、６５および６６）に分離するように構成された任意の適切な分離ユニットを含むことができる。いくつかの態様では、第三芳香族化合物類分離ユニット６０は一つまたは複数の蒸留塔を含むことができる。一般に、一つ以上の蒸留塔は、第一芳香族化合物類流３２および／または第二芳香族化合物類流５２の成分をそれらの沸点に基づいて分離することができる。
【００６９】
いくつかの態様では、Ｃ１１＋芳香族化合物類流６６の少なくとも一部を水素化処理ユニット２０に搬送することができる。他の態様では、Ｃ１１＋芳香族化合物類流の一部６６ａを熱分解ユニット１０に搬送することができる。Ｃ１１＋芳香族化合物類流６６はメチルブチルベンゼン、ジエチルメチルベンゼン、ペンタメチルベンゼン、１−メチルナフタレン、２−メチルナフタレン、２−エチルナフタレン、ジメチルナフタレンなど、またはそれらの組み合わせを含むことができる。
【００７０】
いくつかの態様では、ベンゼンおよびキシレン類を製造する方法は、たとえば抽出蒸留、分別結晶化、モレキュラーシーブを使用する選択的吸着、またはそれらの組み合わせによって、Ｃ８芳香族化合物類流６３を第一キシレン類流とＥＢ流とに分離するステップをさらに含みうる。第一キシレン類流はｐ−キシレンを含みうる。ＥＢ流は、ＥＢと、ｏ−キシレンおよびｍ−キシレンと、を含みうる。
【００７１】
いくつかの態様では、ＥＢ流の少なくとも一部をさらに異性化して異性化ユニット中にキシレン類（たとえば、ｐ−キシレン）を生成することができ、異性化ユニットは異性化触媒を含む。異性化触媒は酸触媒、たとえば二官能性触媒を含むことができる。当業者には理解されるように、および本開示の助けを借りると、二官能性異性化触媒は、一官能性異性化触媒よりもコーキングによる失活に対してより安定である。二官能性異性化触媒は、ゼオライト（たとえば、ＺＳＭ−５、モルデナイト）およびアルミナまたはシリカ−アルミナ上に担持された貴金属（たとえば、Ｐｔ）を含みうる。触媒コーキングを回避するために異性化ユニットに水素を導入することができる。
【００７２】
他の態様では、ＥＢ流の少なくとも一部をさらに脱アルキル化して脱アルキル化ユニット中にベンゼンを生成することができ、ここで脱アルキル化ユニットは脱アルキル化触媒を含む。ＥＢ脱アルキル化の主産物はベンゼンであり、脱アルキル化触媒は一般に金属担持ゼオライトを含み、ここで金属はＰｔ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｍｏなどでありうる。
【００７３】
ベンゼンおよびキシレン類を製造するための方法は、不均化およびトランスアルキル化ユニット７０において水素の存在下でＣ７芳香族化合物類流の少なくとも一部６２ａ、Ｃ９芳香族化合物類流６４の少なくとも一部、Ｃ１０芳香族化合物類流６５の少なくとも一部、ＥＢ流の少なくとも一部、またはそれらの組み合わせを不均化およびトランスアルキル化触媒に接触させて第三芳香族化合物類流７１を生成することを含むことができ、第三芳香族化合物類流７１はベンゼンおよびキシレン類を含む。一つの態様では、不均化およびトランスアルキル化ユニット７０は、Ｔａｔｏｒａｙユニット、すなわちＴａｔｏｒａｙプロセス（たとえば、不均化およびトランスアルキル化プロセス）を収容する不均化およびトランスアルキル化ユニットを含む。
【００７４】
不均化およびトランスアルキル化プロセス（たとえば、Ｔａｔｏｒａｙプロセス）は、一般に、たとえばキシレン類（たとえば、パラキシレン）生成を最大にするために、トルエンおよびＣ９芳香族化合物類、場合によってはＣ１０芳香族化合物類を選択的にベンゼンおよびキシレン類に変換するために用いられる。Ｔａｔｏｒａｙプロセスは、トルエンおよび重質芳香族化合物類から混合キシレン類を生成する。当業者には理解されるように、および本開示の助けを借りると、Ｔａｔｏｒａｙプロセスは一般に化学平衡をベンゼンの生成からキシレン類の生成にシフトさせる。
【００７５】
Ｔａｔｏｒａｙプロセスにおける二つの主な反応は、不均化およびトランスアルキル化である。本明細書における開示の目的において、トルエンのベンゼンおよびキシレン類への変換は、「不均化」（たとえば、トルエンの不均化）と呼ぶことができる。さらに、本明細書の開示の目的のために、「トランスアルキル化」という用語は、トルエンとＣ９芳香族類との混合物、場合によってはＣ１０芳香族類の、キシレン類への変換を指す。Ｔａｔｏｒａｙプロセス反応は、触媒上でのコークス形成を最小限に抑えるために水素雰囲気中で行われる。Ｔａｔｏｒａｙプロセスでは無視できるほどの環破壊があるため、水素の消費はほとんどない。Ｔａｔｏｒａｙプロセスにおける水素消費の大部分は、Ｔａｔｏｒａｙユニット（たとえば、不均化およびトランスアルキル化ユニット７０）への供給物中の非芳香族不純物の分解に起因しうる。一般に、Ｔａｔｏｒａｙプロセスは、約１０〜５０気圧の全圧、約３５０〜５３０℃の温度、約０．５〜２０モル／モルの水素対炭化水素類比、および約７０モル％以上のＴａｔｏｒａｙ装置（たとえば、不均化およびトランスアルキル化反応装置７０）へのリサイクルガス中の水素濃度で実施することができる。新鮮なおよび／またはリサイクルされた水素とともにＴａｔｏｒａｙユニットへの供給物を炉内で予熱し、次いでＴａｔｏｒａｙ装置に供給することができる。Ｔａｔｏｒａｙプロセスは、断熱固定床反応器（たとえば、Ｔａｔｏｒａｙユニット）において行うことができる。Ｔａｔｏｒａｙユニットからの産物中の望ましくない芳香族化合物類（たとえば、トルエン、Ｃ９＋芳香族化合物類）は、そのような産物から回収され、Ｔａｔｏｒａｙユニットへの供給物に戻してリサイクルすることができる。
【００７６】
一つの態様では、ベンゼンおよびキシレン類を製造する方法は、水素流４３の少なくとも一部を不均化およびトランスアルキル化ユニット７０に搬送することをさらに含むことができる。
【００７７】
本開示での使用に適した不均化およびトランスアルキル化触媒の非限定的な例には、ゼオライト、約１５：１以上のＳｉ／Ａｌ比を特徴とするＺＳＭ−５、金属を担持したＺＳＭ−５（ここで金属は白金、モリブデン、マグネシウム、レニウム、またはそれらの組み合わせを含む）、モルデナイト、酸化ビスマス担持モルデナイト、ベータゼオライト、ＭＣＭ−２２など、またはそれらの組み合わせが含まれる。
【００７８】
一つの態様では、第一Ｃ６芳香族化合物類流６１、Ｃ８芳香族化合物類流６３、および第三芳香族化合物類流７１の組合せにおけるＣ９＋芳香族炭化水素類の含有量は、第一Ｃ６芳香族化合物類流６１、Ｃ８芳香族化合物類流６３、および第三芳香族化合物類流７１の組合せの重量に基づいて約５重量％未満、あるいは約３重量％未満、あるいは約１重量％未満である。
【００７９】
一つの態様では、第三芳香族化合物類流７１は、たとえば蒸留によって、ベンゼンを含む第二Ｃ６芳香族化合物類流と第二キシレン類流とにさらに分離することができる。いくつかの態様では、第二キシレン類流は、ｐ−キシレン、ｏ−キシレンおよびｍ−キシレンを含む。第二キシレン類流は、たとえば抽出蒸留、分別結晶化、モレキュラーシーブを使用する選択的吸着、またはそれらの組み合わせによって、ｐ−キシレン画分と、ｏ−キシレンおよびｍ−キシレン画分とに、さらに分離することができる。
【００８０】
一つの態様では、本明細書に開示されているベンゼンおよびキシレン類の製造方法は、約１８重量％以上、あるいは約２０重量％以上、あるいは約２３重量％以上の全ベンゼン収率によって特徴付けることができる。本明細書の開示の目的のために、全ての収率は、他に特定されない限り、プラスチック供給物（たとえば、熱分解ユニットまたは熱分解器に供給されるプラスチック）の全重量の重量％（ｗｔ．％）として計算および報告される。さらに、本明細書の開示の目的のために、全ベンゼン収率は、たとえば第一Ｃ６芳香族化合物類流６１および第二Ｃ６芳香族化合物類流を介して、プロセスから任意の時点で回収されるベンゼンの占める割合を表す。
【００８１】
一つの態様では、本明細書に開示されているベンゼンおよびキシレン類の製造方法は、約２０重量％以上、あるいは約２５重量％以上、あるいは約３０重量％以上の全キシレン類収率によって特徴付けることができる。本明細書の開示の目的のために、全キシレン類収率は、たとえば第一キシレン類流および第二キシレン類流を介して、プロセスから任意の時点で回収されるキシレン類の占める割合を表す。
【００８２】
一つの態様では、本明細書に開示されるベンゼンおよびキシレン類の製造方法は、約４０重量％以上、あるいは約５０重量％以上、あるいは約５５重量％以上のベンゼンおよびキシレン類の全収率によって特徴付けることができる。
【００８３】
ベンゼンおよびキシレン類を製造するための方法は、（ａ）低過酷熱分解ユニットにおいて約３５０℃〜約４５０℃の温度でおよび／または高過酷熱分解ユニットにおいて約４５０℃以上の温度でプラスチック廃棄物を炭化水素類液体流および熱分解ガス流に変換する工程、（ｂ）穏やかな水素化分解ユニットにおいて水素の存在下で約３００℃〜約４３０℃の温度および約１０ｂａｒｇ〜約１００ｂａｒｇの圧力で炭化水素類液体流の少なくとも一部を水素化処理触媒に接触させることにより炭化水素産物および第一ガス流を生成することを含んでなり、該炭化水素産物がＣ５＋炭化水素類を含む工程、（ｃ）任意に炭化水素産物の少なくとも一部を第一芳香族化合物類分離ユニットに導入することにより飽和炭化水素類流および第一芳香族化合物類流を生成することを含んでなり、該飽和炭化水素類流がＣ５＋飽和炭化水素類を含み、該第一芳香族化合物類流がＣ６＋芳香族炭化水素類を含む工程、（ｄ）炭化水素産物の少なくとも一部および／または飽和炭化水素類流の少なくとも一部を改質ユニットに供給することにより改質ユニット産物、第二ガス流および水素流を生成することを含んでなり、該改質ユニットが改質触媒を含み、該改質ユニット産物中のＣ６〜Ｃ８芳香族炭化水素類の量が該飽和炭化水素類流中のＣ６〜Ｃ８芳香族炭化水素類の量より多い工程、（ｅ）改質ユニット産物の少なくとも一部を第二芳香族化合物類分離ユニットに導入することにより非芳香族化合物類リサイクル流および第二芳香族化合物類流を生成することを含んでなり、該第二芳香族化合物類流がＣ６＋芳香族炭化水素類を含む工程、（ｆ）非芳香族化合物類リサイクル流の少なくとも一部を改質ユニットにリサイクルすることを含んでなる工程、（ｇ）第一芳香族化合物類流および／または第二芳香族化合物類流の少なくとも一部を第三芳香族化合物類分離ユニットに導入することにより第一Ｃ６芳香族化合物類流、Ｃ７芳香族化合物類流、Ｃ８芳香族化合物類流、Ｃ９芳香族化合物類流、Ｃ１０芳香族化合物類流およびＣ１１＋芳香族化合物類流を生成することを含んでなり、該第一Ｃ６芳香族化合物類流がベンゼンを含み、該Ｃ７芳香族化合物類流がトルエンを含み、該Ｃ８芳香族化合物類流がキシレン類およびエチルベンゼンを含む工程、（ｈ）Ｔａｔｏｒａｙユニット（たとえば、不均化およびトランスアルキル化ユニット）において水素の存在下でＣ７芳香族化合物類流の少なくとも一部、Ｃ９芳香族化合物類流の少なくとも一部、Ｃ１０芳香族化合物類流の少なくとも一部またはそれらの組み合わせをＴａｔｏｒａｙ触媒（たとえば、不均化およびトランスアルキル化触媒）と接触させることにより第三芳香族化合物類流を生成することを含んでなり、該第三芳香族化合物類流がベンゼンおよびキシレン類を含む工程、ならびに、（ｉ）Ｃ１１＋芳香族化合物類流の少なくとも一部を穏やかな水素化分解ユニットに搬送する工程、を含むことができる。本明細書に開示されるようなベンゼンおよびキシレン類を製造するための方法は、芳香族化合物類の製造を主にベンゼンおよびキシレン類に集中させるために、下流の穏やかな水素化分解ユニット、改質ユニットおよびＴａｔｏｒａｙユニットと組み合わせて、（低過酷度熱分解ユニットに対して）約４５０℃以上の熱分解温度で作動する高過酷度熱分解ユニットを用いることができるが、低過酷度熱分解ユニットを用いてベンゼンおよびキシレン類を製造するための他の点では類似の方法と比較して、高過酷度熱分解ユニットを用いてベンゼンおよびキシレン類を製造する方法について、ベンゼンおよびキシレン類の収率が低下する。当業者には理解されるように、および本開示の助けを借りると、熱分解液体（たとえば、炭化水素類液体流１３）の収率は、高過酷度熱分解ユニット（たとえば、約５０％未満の炭化水素類液体産物収率）において低熱分解ユニットと比較して低下する。これは、高過酷度熱分解ユニットにおいてガス状産物（たとえば、約５０％以上）と軽ガスオレフィン類（たとえば、約３５％以上）とが同時に高収率であるためである。
【００８４】
いくつかの態様では、ベンゼンおよびキシレン類を製造するためのシステムは、低過酷度熱分解ユニット、穏やかな水素化分解ユニット、任意の第一芳香族化合物類分離ユニット、改質ユニット、第二芳香族化合物類分離ユニット、第三芳香族化合物類分離ユニット、およびＴａｔｏｒａｙユニット（たとえば、不均化およびトランスアルキル化ユニット）を含むことができ、該低過酷度熱分解ユニットは、プラスチック廃棄物を受け取り、約３５０℃から約４５０℃の温度で炭化水素類液体流と熱分解ガス流とを生成するように構成されており、穏やかな水素化分解ユニットは水素化処理触媒を含み、穏やかな水素化分解ユニットは水素と炭化水素類液体流の少なくとも一部を受け取り、炭化水素産物と第一ガス流を約３００℃〜約４３０℃の温度および１０ｂａｒｇ〜約１００ｂａｒｇの圧力で生成するように構成されており、該炭化水素産物はＣ５＋炭化水素類を含み、該炭化水素産物は、炭化水素産物の全重量に基づいて約９０重量％以上のＣ１０−炭化水素類を含み、該炭化水素産物は、炭化水素産物の全重量に基づいて約１重量％未満のオレフィン類を含み、任意の第一芳香族化合物類分離ユニットは、炭化水素産物の少なくとも一部を受け取り、飽和炭化水素類流および第一芳香族化合物類流を生成するように構成されており、該飽和炭化水素類流はＣ５＋飽和炭化水素類を含み、該第一芳香族化合物類流はＣ６＋芳香族炭化水素類を含んでおり、改質ユニットは改質触媒を含み、該改質ユニットは、炭化水素産物の少なくとも一部および／または飽和炭化水素類流の少なくとも一部を受け取り、改質ユニット産物、第二ガス流および水素流を生成するように構成されており、該改質ユニット産物中のＣ６〜Ｃ８芳香族炭化水素類の量が該飽和炭化水素類流中のＣ６〜Ｃ８芳香族炭化水素類の量より多く、第二芳香族化合物類分離ユニットは、改質ユニット産物の少なくとも一部を受け取り、非芳香族化合物類リサイクル流および第二芳香族化合物類流を生成するように構成されており、該第二芳香族化合物類流はＣ６＋芳香族炭化水素類を含んでおり、第三芳香族化合物類分離ユニットは、第一芳香族化合物類流および／または第二芳香族化合物類流の少なくとも一部を受け取り、第一Ｃ６芳香族化合物類流、Ｃ７芳香族化合物類流、Ｃ８芳香族化合物類流、Ｃ９芳香族化合物類流、Ｃ１０芳香族化合物類流およびＣ１１＋芳香族化合物類流を生成するように構成されており、該第一Ｃ６芳香族化合物類流はベンゼンを含み、該Ｃ７芳香族化合物類流はトルエンを含み、該Ｃ８芳香族化合物類流はキシレン類およびエチルベンゼンを含み、該Ｃ１１＋芳香族化合物類流の少なくとも一部が穏やかな水素化分解ユニットにリサイクルされ、および、ＴａｔｏｒａｙユニットはＴａｔｏｒａｙ触媒（たとえば、不均化およびトランスアルキル化触媒）を含み、該Ｔａｔｏｒａｙユニットは、Ｃ７芳香族化合物類流の少なくとも一部、Ｃ９芳香族化合物類流の少なくとも一部、Ｃ１０芳香族化合物類流の少なくとも一部またはそれらの組み合わせを受け取り、第三芳香族化合物類流を生成するように構成されており、該第三芳香族化合物類流はベンゼンおよびキシレン類を含み、第一Ｃ６芳香族化合物類流、Ｃ８芳香族化合物類流および第三芳香族化合物類流の組合せにおけるＣ９＋芳香族炭化水素類の含有量が、第一Ｃ６芳香族化合物類流、Ｃ８芳香族化合物類流および第三芳香族化合物類流の組合せの重量に基づいて約５重量％未満である。
【００８５】
他の態様では、ベンゼンおよびキシレン類を製造するためのシステムは、高過酷度熱分解ユニット、穏やかな水素化分解ユニット、任意の第一芳香族化合物類分離ユニット、改質ユニット、第二芳香族化合物類分離ユニット、第三芳香族化合物類分離ユニット、およびＴａｔｏｒａｙユニット（たとえば、不均化およびトランスアルキル化ユニット）を含むことができ、該高過酷度熱分解ユニットは、プラスチック廃棄物を受け取り、約４５０℃以上の温度で炭化水素類液体流と熱分解ガス流とを生成するように構成されており、穏やかな水素化分解ユニットは水素化処理触媒を含み、穏やかな水素化分解ユニットは水素と炭化水素類液体流の少なくとも一部を受け取り、炭化水素産物と第一ガス流を約３００℃〜約４３０℃の温度および１０ｂａｒｇ〜約１００ｂａｒｇの圧力で生成するように構成されており、該炭化水素産物はＣ５＋炭化水素類を含み、該炭化水素産物は、炭化水素産物の全重量に基づいて約９０重量％以上のＣ１０−炭化水素類を含み、該炭化水素産物は、炭化水素産物の全重量に基づいて約１重量％未満のオレフィン類を含み、任意の第一芳香族化合物類分離ユニットは、炭化水素産物の少なくとも一部を受け取り、飽和炭化水素類流および第一芳香族化合物類流を生成するように構成されており、該飽和炭化水素類流はＣ５＋飽和炭化水素類を含み、該第一芳香族化合物類流はＣ６＋芳香族炭化水素類を含んでおり、改質ユニットは改質触媒を含み、該改質ユニットは、炭化水素産物の少なくとも一部および／または飽和炭化水素類流の少なくとも一部を受け取り、改質ユニット産物、第二ガス流および水素流を生成するように構成されており、該改質ユニット産物中のＣ６〜Ｃ８芳香族炭化水素類の量が該飽和炭化水素類流中のＣ６〜Ｃ８芳香族炭化水素類の量より多く、第二芳香族化合物類分離ユニットは、改質ユニット産物の少なくとも一部を受け取り、非芳香族化合物類リサイクル流および第二芳香族化合物類流を生成するように構成されており、該第二芳香族化合物類流はＣ６＋芳香族炭化水素類を含んでおり、第三芳香族化合物類分離ユニットは、第一芳香族化合物類流および／または第二芳香族化合物類流の少なくとも一部を受け取り、第一Ｃ６芳香族化合物類流、Ｃ７芳香族化合物類流、Ｃ８芳香族化合物類流、Ｃ９芳香族化合物類流、Ｃ１０芳香族化合物類流およびＣ１１＋芳香族化合物類流を生成するように構成されており、該第一Ｃ６芳香族化合物類流はベンゼンを含み、該Ｃ７芳香族化合物類流はトルエンを含み、該Ｃ８芳香族化合物類流はキシレン類およびエチルベンゼンを含み、該Ｃ１１＋芳香族化合物類流の少なくとも一部が穏やかな水素化分解ユニットにリサイクルされ、および、ＴａｔｏｒａｙユニットはＴａｔｏｒａｙ触媒（たとえば、不均化およびトランスアルキル化触媒）を含み、該Ｔａｔｏｒａｙユニットは、Ｃ７芳香族化合物類流の少なくとも一部、Ｃ９芳香族化合物類流の少なくとも一部、Ｃ１０芳香族化合物類流の少なくとも一部またはそれらの組み合わせを受け取り、第三芳香族化合物類流を生成するように構成されており、該第三芳香族化合物類流はベンゼンおよびキシレン類を含み、第一Ｃ６芳香族化合物類流、Ｃ８芳香族化合物類流および第三芳香族化合物類流の組合せのうちのＣ９＋芳香族炭化水素類の含有量が、該第一Ｃ６芳香族化合物類流、Ｃ８芳香族化合物類流および第三芳香族化合物類流の組合せの重量に基づいて約５重量％未満である。当業者には理解されるように、および本開示の助けを借りると、低過酷度熱分解ユニットを含む本明細書に開示されるようなベンゼンおよびキシレン類を製造するためのシステムは、高過酷度熱分解ユニットを含むベンゼンおよびキシレン類を製造するための他の点では類似のシステムと比較して、ベンゼンおよびキシレン類のより高い全収率によって特徴付けられ、これは、高過酷度熱分解ユニットについての炭化水素類液体収率と比較して、低過酷度熱分解ユニットについてのより高い炭化水素類液体収率が原因である。
【００８６】
本明細書に開示されるようなベンゼンおよびキシレン類を製造するための方法は、重質流（たとえば、Ｃ１１＋炭化水素類）の再利用を用いない他の類似の方法と比較したとき、一つ以上のプロセス特性における改善を有利に示しうる。本明細書に開示されるようなプラスチック廃棄物を処理するためのプロセスおよびシステムは、有利には熱分解、水素化分解、芳香族化、ならびに不均化およびトランスアルキル化を統合して、ベンゼンおよびキシレン類のようなＣ６〜Ｃ８範囲の単環芳香族類の生成を最大にする。
【００８７】
本明細書に開示されるようなベンゼンおよびキシレン類を製造するための方法は、追加のまたは外部の水素入力が必要とされないように、その方法で発生した水素を有利に消費することができる。
【００８８】
本明細書に開示されるようなベンゼンおよびキシレン類を製造するための方法は、ポリオレフィンを多く含む供給原料を有利に利用して高収率の芳香族化合物類を製造する。本明細書中に開示されるようにベンゼンおよびキシレン類を製造することのさらなる利点は、この開示を見れば当業者に明らかでありうる。
【実施例】
【００８９】
課題を一般的に説明してきたが、以下の実施例は、本開示の特定の実施形態として、およびその実施および利点を実証するために与えられている。実施例は説明のために与えられており、特許請求の範囲の仕様をどのようにも限定することを意図するものではないことが理解される。
【００９０】
〔実施例１〕
芳香族化合物類の生成を調べるために、混合廃棄プラスチックの低および高過酷度熱分解を行った。混合廃棄プラスチックは、８２％のオレフィン系供給物（たとえば、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、およびポリプロピレン（ＰＰ））、１１％ポリスチレン（ＰＳ）を有しており、残りの７％はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）であった。熱分解は、循環流動床、ならびにその場の流動床実験室規模バッチ反応器中で、連続的接触／熱分解で行なった。表１の第１欄のデータは、６の触媒／供給比および約３９５℃の平均カップ混合温度で運転された実験室規模の反応器からのの低過酷接触分解の結果を提供しており、表１の残りの３列のデータは、表１に示した触媒／供給比に従って運転した連続運転循環流動床パイロット装置からの接触分解データを示している。ＺＳＭ−５系ゼオライト添加剤を含み、供給原料と触媒とのカップ混合温度が３９０〜５６０℃で操作される使用済み流動接触分解（ＦＣＣ）触媒の異なる組成を用いて分解を行った。すべての場合において、液体中の芳香族化合物類の濃度は、表１のデータから分かるように、７５％を超えていた。分解カップ混合の温度は、３９０℃を超えて維持された。表１のデータは、プラスチック供給物に基づいて２４０℃未満で沸騰する芳香族化合物類の収率を２０重量％から３６重量％の高い値まで変えることができ、軽ガスオレフィン類の収率が対応して変化することを示している。
【００９１】
【表１】
2020514297.tif 000003
【００９２】
〔実施例２〕
表２中のＰＯＮＡ組成物（たとえば、パラフィン類、オレフィン類、ナフテン類、および芳香族化合物類）は、循環流動床において、実施例１に概説したような触媒混合物を用いて、約４５０℃でのモジュール式低過酷度分解ユニットにおける熱分解および約４５２℃の平均カップ混合温度での接触分解の両方からの芳香族濃度を示す。芳香族化合物類の濃度は９〜９０％の間で変化した。ＰＯＮＡ芳香族に富む流れは、改質によってさらに処理されると、多量のＣ６−Ｃ９高価値芳香族化合物類を生成した。
【表２】
2020514297.tif 000004
【００９３】
〔実施例３〕
循環流動床反応器中での混合プラスチックの連続分解を、触媒の様々な組み合わせで行い、熱分解および接触分解の両方の結果が表３に示されている。
【００９４】
【表３−１】
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【表３−２】
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【００９５】
熱分解産物中の芳香族濃度類は、９〜８７重量％の間で変動することができ、Ｃ６−Ｃ８芳香族化合物類の濃度は、５〜６２重量％の間で変動することができる。Ｃ９＋芳香族化合物類も８〜４２重量％の間で変動しうる。Ｃ８芳香族化合物類単独の濃度は、３５重量％を超えることができる。
【００９６】
図１および２に示される図面によれば、表３に示すデータから分かるように、Ｃ７、Ｃ９およびＣ１０芳香族化合物類の不均化およびトランスアルキル化、アルキル芳香族化合物類の穏やかな水素化分解または脱アルキル化、または非芳香族材料の改質が、ベンゼンおよびキシレンの形成を増加させる。さまざまな操作例について、ガソリン留分（＜２２１℃）およびディーゼル留分範囲（２２１〜３７０℃）における分解液体産物の分布、ならびにガソリン留分中のＣ６−Ｃ１２芳香族化合物含有量を表３に示す。
【００９７】
表３に記載の液体産物（たとえば、表３中の様々な液体画分）は、ベンゼンおよびキシレンの収率を最大にするために、穏やかな水素化分解に続いて脱アルキル化することができる。二環式芳香族化合物類および三環式芳香族化合物類を飽和させてアルキル単環式芳香族化合物類を得ることができ、そのようなアルキル単環式芳香族化合物類は穏やかな水素化分解工程で脱アルキル化することができる。図１および２にそれぞれ示すように、穏やかな水素化分解工程からの液体産物は単環式芳香族化合物類および非芳香族化合物類を有し、それらは「そのまま」下流の改質器に送ることができ、または芳香族抽出後に下流の改質器に送ることができる。改質器は芳香族化合物類の収率を増加させるであろう。Ｔａｔｏｒａｙユニットで特定の芳香族フラクションをさらに処理すると、ベンゼンおよびキシレンの収率が上がる。改質は、一般に、半再生式固定床改質器において、または連続式接触改質器（ＣＣＲ）型ユニットにおいて実施することができる。半再生式改質器において、芳香族改質油を生成するために、一般に、約１８−３０ｂａｒｇの圧力および約４８０から５２０℃のおよび温度が使用される。
【００９８】
〔実施例４〕
ベンゼンおよびキシレン類を製造するためのシステム２０１の構成を図２Ａに示す。混合プラスチック廃棄物（たとえば、固体供給物）は、固体の形で低過酷度熱分解器に供給され、次に、その後の液体産物（たとえば、熱分解油（py oil）またはパイガス油）は穏やかな水素化分解ユニット（ＭＨＣ）中で水素化分解されて全ての液体オレフィン類を飽和すると同時に、液体を穏やかなまたは選択的分解および水素化により重質分の減少も行い、次に、ＭＨＣからの産物は芳香族類を最大にするために改質器に送られる。改質ユニットからの産物流は次に芳香族装置に送られ、そこでベンゼン、トルエン、キシレン（ＢＴＸ）およびエチルベンゼン（ＥＢ）が分離される。芳香族ユニットは、ベンゼンおよびキシレン類の収率を高めるために、芳香族抽出ユニットに加えてＴａｔｏｒａｙユニットを含むこともできる。
【００９９】
図１および図２に示されているプロセス概略図に従ってプラスチック供給物が処理される場合の、様々な段階での収率が計算され、表４に示されている。全体として、図２Ａに示される概略図によれば、約１９重量％の軽ガスオレフィン類（供給された混合プラスチックに基づいて）に加えて、約５６重量％の単環式芳香族化合物類（ベンゼンおよびキシレン類、質量比は供給された混合プラスチックに基づく）を生成することが可能である。全体として、製造された高価値化学物質は、供給された混合プラスチックに基づいて約７５重量％であった。簡単のため、改質中に生成された水素は表４に示さない。
【０１００】
【表４】
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【０１０１】
ベンゼンおよびキシレン類を製造するためのシステム２０２の構成が図２Ｂに示されており、ここで混合プラスチック廃棄物（たとえば、固形供給物）は、モジュール式ユニット（ＭＵ）中で熱分解され、液体産物（たとえば、熱分解油（py oil）またはパイガス油）の収率はプラスチック供給物に基づいて８０重量％、ガス収率は１５重量％、およびコークス収率は５重量％であった。システム２０２内の熱分解ＭＵからの液体産物収率（約８０重量％）はシステム２０１内の循環流動床熱分解器からの液体産物収率（約６７重量％）より高いので、システム２０１と比べてシステム２０２を用いると芳香族類の高い収率（約６０重量％以上）を得ることができるであろう。システム２０２は、システム２０１と比較して、ガスおよび軽ガスオレフィン類の収率が低いであろう。システム２０２において、改質中に生成される水素は、ＭＨＣにおいて内部消費されるであろう。
【０１０２】
高過酷度と低過酷度の熱分解の両方、およびそれに続く穏やかな水素化分解および改質の全体的組み合わせにより、トルエンの変換および重質物の変換により、ベンゼン収率が２０％を超え、キシレン類収率が３０％を超える。
【０１０３】
本開示は、以下の実施形態によってさらに説明されるが、これらの実施形態は、その範囲に制限を課すものとして決して解釈されるべきではない。それどころか、本明細書の説明を読んだ後に、本発明の精神からまたは添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、当業者に示唆されうる様々な他の態様、実施形態、修正、およびそれらの等価物に頼ることができることを明確に理解されたい。
【０１０４】
〔追加の開示〕
以下は、非限定的な例として提供される実施形態の列挙である。
【０１０５】
ベンゼンおよびキシレン類を製造する方法であって、（ａ）水素化処理ユニットにおいて水素の存在下で炭化水素類液体流を水素化処理触媒に接触させることにより炭化水素産物および第一ガス流を生成することを含んでなり、該炭化水素産物がＣ５＋炭化水素類を含む工程、（ｂ）任意に前記炭化水素産物の少なくとも一部を第一芳香族化合物類分離ユニットに導入することにより飽和炭化水素類流および第一芳香族化合物類流を生成することを含んでなり、該飽和炭化水素類流がＣ５＋飽和炭化水素類を含み、該第一芳香族化合物類流がＣ６＋芳香族炭化水素類を含む工程、（ｃ）前記炭化水素産物の少なくとも一部および／または前記飽和炭化水素類流の少なくとも一部を改質ユニットに供給することにより改質ユニット産物、第二ガス流および水素流を生成することを含んでなり、該改質ユニットが改質触媒を含み、該改質ユニット産物中のＣ６〜Ｃ８芳香族炭化水素類の量が該飽和炭化水素類流中のＣ６〜Ｃ８芳香族炭化水素類の量より多い工程、（ｄ）前記改質ユニット産物の少なくとも一部を第二芳香族化合物類分離ユニットに導入することにより非芳香族化合物類リサイクル流および第二芳香族化合物類流を生成することを含んでなり、該第二芳香族化合物類流がＣ６＋芳香族炭化水素類を含む工程、（ｅ）前記非芳香族化合物類リサイクル流の少なくとも一部を前記改質ユニットにリサイクルすることを含んでなる工程、（ｆ）前記第一芳香族化合物類流および／または前記第二芳香族化合物類流の少なくとも一部を第三芳香族化合物類分離ユニットに導入することにより第一Ｃ６芳香族化合物類流、Ｃ７芳香族化合物類流、Ｃ８芳香族化合物類流、Ｃ９芳香族化合物類流、Ｃ１０芳香族化合物類流およびＣ１１＋芳香族化合物類流を生成することを含んでなり、該第一Ｃ６芳香族化合物類流がベンゼンを含み、該Ｃ７芳香族化合物類流がトルエンを含み、該Ｃ８芳香族化合物類流がキシレン類およびエチルベンゼンを含む工程、（ｇ）不均化およびトランスアルキル化ユニットにおいて水素の存在下で前記Ｃ７芳香族化合物類流の少なくとも一部、前記Ｃ９芳香族化合物類流の少なくとも一部、前記Ｃ１０芳香族化合物類流の少なくとも一部またはそれらの組み合わせを不均化およびトランスアルキル化触媒と接触させることにより第三芳香族化合物類流を生成することを含んでなり、該第三芳香族化合物類流がベンゼンおよびキシレン類を含む工程、ならびに、（ｈ）前記Ｃ１１＋芳香族化合物類流の少なくとも一部を前記水素化処理ユニットに搬送する工程を含む第一の態様。
【０１０６】
前記炭化水素類液体流がプラスチック熱分解油および／またはタイヤ熱分解油を含む第一の態様の方法である第二の態様。
【０１０７】
熱分解ユニットにおいてプラスチック廃棄物を炭化水素類液体流および熱分解ガス流に変換することをさらに含む第一または第二の態様の方法である第三の態様。
【０１０８】
Ｃ１１＋芳香族化合物類流の少なくとも一部を熱分解ユニットに搬送することをさらに含む第三の態様の方法である第四の態様。
【０１０９】
熱分解ガス流、第一ガス流、第二ガス流、またはそれらの組み合わせが、Ｈ２およびＣ１−Ｃ４炭化水素類を含む第一から第四の態様のいずれか一つの方法である第五の態様。
【０１１０】
熱分解ガス流、第一ガス流、第二ガス流、またはそれらの組み合わせが改質ユニット、熱分解ユニット、水素化処理ユニット、またはそれらの組み合わせにおける燃料として使用される第一から第五の態様のいずれか一つの方法である第六の態様。
【０１１１】
プラスチック廃棄物がポリオレフィン類、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、またはそれらの組み合わせを含む第一から第六の態様のいずれか一つの方法である第七の態様。
【０１１２】
水素流の少なくとも一部を水素化処理ユニットにリサイクルすることをさらに含む第一から第七の態様のいずれか一つの方法である第八の態様。
【０１１３】
水素化処理触媒が、アルミナ担体上のコバルトおよびモリブデン、アルミナ担体上のニッケルおよびモリブデン、アルミナ担体上のタングステンおよびモリブデン、アルミナ担体上の酸化コバルトおよび酸化モリブデン、アルミナ単体上の酸化ニッケルおよび酸化モリブデン、アルミナ担体上の酸化タングステンおよび酸化モリブデン、アルミナ担体上の硫化コバルトおよび硫化モリブデン、アルミナ担体上の硫化ニッケルおよび硫化モリブデン、アルミナ担体上の硫化タングステンおよび硫化モリブデン、一種以上の金属を含むゼオライト、またはそれらの組み合わせ、を含む第一から第八の態様のいずれか一つの方法である第九の態様。
【０１１４】
一つ以上の金属の各金属が、コバルト、モリブデン、タングステン、ニッケル、チタン、銅、マグネシウム、スズ、鉄、亜鉛、タングステン、バナジウム、ガリウム、カルシウム、マンガン、ルテニウム、およびレニウムからなる群から選択することができ、ゼオライトがＺＳＭ−５、ＺＳＭ−１１、Ｙ、高シリカＹ、ＵＳＹ、またはそれらの組み合わせ、を含む第九の態様の方法である第十の態様。
【０１１５】
炭化水素類液体流を水素化処理触媒と接触させる工程（ａ）が約２５０℃〜約６００℃の温度で行われる第一から第十の態様のいずれか一つの方法である第十一の態様。
【０１１６】
炭化水素類液体流と水素化処理触媒とを接触させる工程（ａ）が、約１ｂａｒｇ〜約２００ｂａｒｇの圧力で行われる第一から第十一の態様のいずれか一つの方法である第十二の態様。
【０１１７】
水素化処理ユニットが穏やかな水素化分解ユニットを含む第一から第十二の態様のいずれか一つの方法である第十三の態様。
【０１１８】
水素化処理ユニットがさらに水素化脱アルキル化ユニットを含み、水素化脱アルキルユニットが水素化脱アルキル触媒を含む第十三の態様の方法である第十四の態様。
【０１１９】
炭化水素産物が、炭化水素産物の全重量に基づいて約９０重量％以上のＣ１０−炭化水素類を含む第一から第十四の態様のいずれか一つの方法である第十五の態様。
【０１２０】
炭化水素産物が、炭化水素産物の全重量に基づいて約１重量％未満のオレフィン類を含む第一から第十五の態様のいずれか一つの方法である第十六の態様。
【０１２１】
Ｃ８芳香族化合物類流を第一キシレン類流とエチルベンゼン流とに分離することをさらに含む第一から第十六の態様のいずれか一つの方法である第十七の態様。
【０１２２】
エチルベンゼン流の少なくとも一部を、不均化およびトランスアルキル化ユニットに搬送することをさらに含む第十七の態様の方法である第十八の態様。
【０１２３】
異性化ユニットにおいてエチルベンゼン流の少なくとも一部を異性化してキシレン類を生成することをさらに含み、異性化ユニットが異性化触媒を含む第一から第十八の態様のいずれか一つの方法である第十九の態様。
【０１２４】
脱アルキル化ユニットにおいてエチルベンゼン流の少なくとも一部を脱アルキル化してベンゼンを生成することをさらに含み、脱アルキル化ユニットが脱アルキル化触媒を含む第一から第十九の態様のいずれか一つの方法である第二十の態様。
【０１２５】
不均化およびトランスアルキル化触媒がゼオライト、約１５：１以上のＳｉ／Ａｌ比を特徴とするＺＳＭ−５、金属を担持したＺＳＭ−５（ここで金属は白金、モリブデン、マグネシウム、レニウム、またはそれらの組み合わせを含む）、モルデナイト、酸化ビスマス担持モルデナイト、ベータゼオライト、ＭＣＭ−２２、またはそれらの組み合わせ、を含む第一から第二十の態様のいずれか一つの方法である第二十一の態様。
【０１２６】
第一Ｃ６芳香族化合物類流、Ｃ８芳香族化合物類流、および第三芳香族化合物類流の組合せのＣ９＋芳香族炭化水素類の含有量が、第一Ｃ６芳香族化合物類流、Ｃ８芳香族化合物類流、および第三芳香族化合物類流の組合せの重量に基づいて約５重量％未満である第一から第二十一の態様のいずれか一つの方法である第二十二の態様。
【０１２７】
ベンゼンおよびキシレン類の全収率が約４０％以上である第一から第二十二の態様のいずれか一つの方法である第二十三の態様。
【０１２８】
ベンゼンの全収率が約１８重量％以上である第一から第二十三の態様のいずれか一つの方法である第二十四の態様。
【０１２９】
キシレンの全収率が約２０重量％以上である第一から第二十四の態様のいずれか一つの方法である第二十五の態様。
【０１３０】
キシレンの全収率が約３０重量％以上である第一から第二十五の態様のいずれか一つの方法である第二十六の態様。
【０１３１】
水素流の少なくとも一部を不均化およびトランスアルキル化ユニットに搬送することをさらに含む第一から第二十六の態様のいずれか一つの方法である第二十七の態様。
【０１３２】
第三芳香族化合物類流を、ベンゼンを含む第二Ｃ６芳香族化合物類流と第二キシレン類流とに分離することをさらに含む第一から第二十七の態様のいずれか一つの方法である第二十八の態様。
【０１３３】
ベンゼンおよびキシレン類を製造する方法であって、（ａ）熱分解ユニットにおいてプラスチック廃棄物を炭化水素類液体流と熱分解ガス流とに変換する工程、（ｂ）水素化処理ユニットにおいて水素の存在下で前記炭化水素類液体流の少なくとも一部を水素化処理触媒に接触させることにより炭化水素産物および第一ガス流を生成することを含んでなり、該炭化水素産物がＣ５＋炭化水素類を含む工程、（ｃ）任意に前記炭化水素産物の少なくとも一部を第一芳香族化合物類分離ユニットに導入することにより飽和炭化水素類流および第一芳香族化合物類流を生成することを含んでなり、該飽和炭化水素類流がＣ５＋飽和炭化水素類を含み、該第一芳香族化合物類流がＣ６＋芳香族炭化水素類を含む工程、（ｄ）前記炭化水素産物の少なくとも一部および／または前記飽和炭化水素類流の少なくとも一部を改質ユニットに供給することにより改質ユニット産物、第二ガス流および水素流を生成することを含んでなり、該改質ユニットが改質触媒を含み、該改質ユニット産物中のＣ６〜Ｃ８芳香族炭化水素類の量が該飽和炭化水素類流中のＣ６〜Ｃ８芳香族炭化水素類の量より多い工程、（ｅ）前記改質ユニット産物の少なくとも一部を第二芳香族化合物類分離ユニットに導入することにより非芳香族化合物類リサイクル流および第二芳香族化合物類流を生成することを含んでなり、該第二芳香族化合物類流がＣ６＋芳香族炭化水素類を含む工程、（ｆ）前記非芳香族化合物類リサイクル流の少なくとも一部を前記改質ユニットにリサイクルすることを含んでなる工程、（ｇ）前記第一芳香族化合物類流および／または前記第二芳香族化合物類流の少なくとも一部を第三芳香族化合物類分離ユニットに導入することにより第一Ｃ６芳香族化合物類流、Ｃ７芳香族化合物類流、Ｃ８芳香族化合物類流、Ｃ９芳香族化合物類流、Ｃ１０芳香族化合物類流およびＣ１１＋芳香族化合物類流を生成することを含んでなり、該第一Ｃ６芳香族化合物類流がベンゼンを含み、該Ｃ７芳香族化合物類流がトルエンを含み、該Ｃ８芳香族化合物類流がキシレン類およびエチルベンゼンを含む工程、（ｈ）不均化およびトランスアルキル化ユニットにおいて水素の存在下で前記Ｃ７芳香族化合物類流の少なくとも一部、前記Ｃ９芳香族化合物類流の少なくとも一部、前記Ｃ１０芳香族化合物類流の少なくとも一部またはそれらの組み合わせを不均化およびトランスアルキル化触媒と接触させることにより第三芳香族化合物類流を生成することを含んでなり、該第三芳香族化合物類流がベンゼンおよびキシレン類を含む工程、ならびに、（ｉ）前記Ｃ１１＋芳香族化合物類流の少なくとも一部を前記水素化処理ユニットに搬送する工程を含む、第二十九の態様。
【０１３４】
熱分解ユニット、水素化処理ユニット、任意の第一芳香族化合物類分離ユニット、改質ユニット、第二芳香族化合物類分離ユニット、第三芳香族化合物類分離ユニット、ならびに不均化およびトランスアルキル化ユニットを含んでなる、ベンゼンおよびキシレン類を製造するシステムであって、前記熱分解ユニットは、プラスチック廃棄物を受け取り、炭化水素類液体流および熱分解ガス流を生成するように構成されており、前記水素化処理ユニットは水素化処理触媒を含み、該水素化処理ユニットは、水素および前記炭化水素類液体流の少なくとも一部を受け取り、炭化水素産物および第一ガス流を生成するように構成されており、該炭化水素産物はＣ５＋炭化水素類を含み、該炭化水素産物は、該炭化水素産物の全重量に基づいて約９０重量％以上のＣ１０−炭化水素類を含み、該炭化水素産物は、該炭化水素産物の全重量に基づいて約１重量％未満のオレフィン類を含んでおり、前記任意の第一芳香族化合物類分離ユニットは、前記炭化水素産物の少なくとも一部を受け取り、飽和炭化水素類流および第一芳香族化合物類流を生成するように構成されており、該飽和炭化水素類流はＣ５＋飽和炭化水素類を含み、該第一芳香族化合物類流はＣ６＋芳香族炭化水素類を含んでおり、前記改質ユニットは改質触媒を含み、該改質ユニットは、前記炭化水素産物の少なくとも一部および／または前記飽和炭化水素類流の少なくとも一部を受け取り、改質ユニット産物、第二ガス流および水素流を生成するように構成されており、該改質ユニット産物中のＣ６〜Ｃ８芳香族炭化水素類の量が該飽和炭化水素類流中のＣ６〜Ｃ８芳香族炭化水素類の量より多く、前記第二芳香族化合物類分離ユニットは、前記改質ユニット産物の少なくとも一部を受け取り、非芳香族化合物類リサイクル流および第二芳香族化合物類流を生成するように構成されており、該第二芳香族化合物類流はＣ６＋芳香族炭化水素類を含んでおり、前記第三芳香族化合物類分離ユニットは、前記第一芳香族化合物類流および／または前記第二芳香族化合物類流の少なくとも一部を受け取り、第一Ｃ６芳香族化合物類流、Ｃ７芳香族化合物類流、Ｃ８芳香族化合物類流、Ｃ９芳香族化合物類流、Ｃ１０芳香族化合物類流およびＣ１１＋芳香族化合物類流を生成するように構成されており、該第一Ｃ６芳香族化合物類流はベンゼンを含み、該Ｃ７芳香族化合物類流はトルエンを含み、該Ｃ８芳香族化合物類流はキシレン類およびエチルベンゼンを含み、該Ｃ１１＋芳香族化合物類流の少なくとも一部が前記水素化処理ユニットにリサイクルされ、かつ、前記不均化およびトランスアルキル化ユニットは不均化およびトランスアルキル化触媒を含み、該不均化およびトランスアルキル化ユニットは、前記Ｃ７芳香族化合物類流の少なくとも一部、前記Ｃ９芳香族化合物類流の少なくとも一部、前記Ｃ１０芳香族化合物類流の少なくとも一部またはそれらの組み合わせを受け取り、第三芳香族化合物類流を生成するように構成されており、該第三芳香族化合物類流はベンゼンおよびキシレン類を含み、前記第一Ｃ６芳香族化合物類流、Ｃ８芳香族化合物類流および第三芳香族化合物類流の組合せのうちのＣ９＋芳香族炭化水素類の含有量が、該第一Ｃ６芳香族化合物類流、Ｃ８芳香族化合物類流および第三芳香族化合物類流の組合せの重量に基づいて約５重量％未満である、第三十の態様。
【０１３５】
本開示の実施形態を示し説明してきたが、本発明の精神および教示から逸脱することなくそれらの修正を行うことができる。本明細書に記載の実施形態および実施例は例示的なものにすぎず、限定的であることを意図するものではない。本明細書に開示された本発明の多くの変形および修正が可能であり、それらは本発明の範囲内である。
【０１３６】
したがって、保護の範囲は上記の説明によって限定されるのではなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定され、その範囲は特許請求の範囲の主題のすべての均等物を含む。各請求項は、本発明の実施形態として明細書に組み込まれる。したがって、特許請求の範囲はさらなる説明であり、本発明の詳細な説明への追加である。本明細書に引用された全ての特許、特許出願、および刊行物の開示は、参照により本明細書に組み込まれる。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【国際調査報告】
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