(57)【要約】  プラスチックを炭化水素液体と熱分解ガスとに変換すること、炭化水素液体から炭化水素産物および第一ガス流を生成すること、炭化水素産物から改質産物、第二ガス流および水素を生成すること、改質産物を分離すること、非芳香族化合物類リサイクル流をリサイクルすること、第二芳香族化合物類流をベンゼン、Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９、Ｃ１０およびＣ１１＋芳香族化合物類に分離すること、Ｃ７、Ｃ９および／またはＣ１０芳香族化合物類からベンゼンおよびキシレン類を生成すること、Ｃ１１＋芳香族化合物類をハイドロプロセッサーに搬送すること、熱分解ガス、第一および／または第二ガス流から第一プロピレン流、第一Ｃ２およびＣ４不飽和流および飽和ガスを生成すること、第一Ｃ２およびＣ４不飽和流から第二プロピレン流を生成すること、ならびに、ベンゼン、ならびに第一および／または第二プロピレン流からクメンを生成することを含む方法。
2020514296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クメン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液体流の少なくとも一部を水素化処理触媒と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）前記炭化水素産物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、および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炭化水素産物中のＣ６〜Ｃ８芳香族炭化水素類の量より大きい工程、
（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工程、
（ｆ）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ベンゼン流、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、該ベンゼン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、および該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に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、
（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、
（ｉ）前記熱分解ガス流の少なくとも一部、前記第一ガス流の少なくとも一部、前記第二ガス流の少なくとも一部、またはそれらの組み合わせを第一分離ユニットに導入することにより第一プロピレン流、第一Ｃ２およびＣ４不飽和流および飽和ガス流を生成することを含んでなり、該第一プロピレン流がプロピレンを含み、該第一Ｃ２およびＣ４不飽和流がエチレンおよびブチレン類を含み、および該飽和ガス流が水素およびＣ１〜Ｃ４飽和炭化水素類を含む工程、
（ｊ）前記第一Ｃ２およびＣ４不飽和流の少なくとも一部をメタセシス反応器に供給することにより第二プロピレン流を生成することを含んでなり、該メタセシス反応器がメタセシス触媒を含み、および該第二プロピレン流がプロピレンを含む工程、ならびに、
（ｋ）前記ベンゼン流の少なくとも一部および前記第一プロピレン流の少なくとも一部および／または前記第二プロピレン流の少なくとも一部をアルキル化ユニットに供給することによりクメンを生成することを含んでなり、該アルキル化ユニットがアルキル化触媒を含む工程、を含む方法。
【請求項２】
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熱分解ユニットにリサイクル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して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さらに含み、該飽和炭化水素類流がＣ５＋飽和炭化水素類を含み、および該第一芳香族化合物類流がＣ６＋芳香族炭化水素類を含む請求項１〜２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４】
（ｉ）前記飽和炭化水素類流の少なくとも一部を前記改質ユニットに搬送すること、および／または、（ｉｉ）前記第一芳香族化合物類流の少なくとも一部を前記第三芳香族化合物類分離ユニットに搬送すること、をさらに含む請求項３に記載の方法。
【請求項５】
クメンの全収率が約２５重量％以上である請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記第三芳香族化合物類流から前記ベンゼンの少なくとも一部を回収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】
ベンゼンの全収率が約１６重量％以上である請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記Ｃ８芳香族化合物類流から前記キシレン類の少なくとも一部を回収することをさらに含む請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
キシレン類の全収率が約１６重量％以上である請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
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液体流と熱分解ガス流とに変換する前記工程（ａ）が約４５０℃未満の温度で行われる請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記熱分解ユニットが低過酷度熱分解ユニットである請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記炭化水素産物が、該炭化水素産物の総重量に基づいて約９５重量％以上のＣ８−炭化水素類を含む請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
クメンを製造する方法であって、
（ａ）第一熱分解ユニットにおいて第一プラスチック廃棄物を第一炭化水素液体流と第一熱分解ガス流とに変換する工程、
（ｂ）任意に第一水素化処理ユニットにおいて水素の存在下で前記第一炭化水素液体流の少なくとも一部を第一水素化処理触媒と接触させることにより第一炭化水素産物および第一Ｃ１−４ガス流を生成することを含んでなり、該第一炭化水素産物がＣ５＋炭化水素類を含む工程、
（ｃ）前記第一炭化水素液体流の少なくとも一部および／または前記第一炭化水素産物の少なくとも一部を前記第一熱分解ユニットにリサイクルする工程、
（ｄ）第二熱分解ユニットにおいて第二プラスチック廃棄物を第二炭化水素液体流と第二熱分解ガス流とに変換する工程、
（ｅ）第二水素化処理ユニットにおいて水素の存在下で前記第二炭化水素液体流の少なくとも一部を第二水素化処理触媒に接触させることにより第二炭化水素産物および第二Ｃ１−４ガス流を生成することを含んでなり、該第二炭化水素産物がＣ５〜Ｃ８炭化水素類を含み、および該第一水素化処理触媒と該第二水素化処理触媒とが同じまたは異なる工程、
（ｆ）前記第二炭化水素産物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、第三Ｃ１−４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、および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第二炭化水素産物中のＣ６〜Ｃ８芳香族炭化水素類の量より多い工程、
（ｇ）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、
（ｈ）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工程、
（ｉ）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ベンゼン流、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、該ベンゼン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、および該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、
（ｊ）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、
（ｋ）前記Ｃ１１＋芳香族化合物類流の少なくとも一部を前記第一水素化処理ユニットおよび／または前記第二水素化処理ユニットに搬送する工程、
（ｌ）前記第一熱分解ガス流の少なくとも一部、前記第二熱分解ガス流の少なくとも一部、前記第一Ｃ１−４ガス流の少なくとも一部、前記第二Ｃ１−４ガス流の少なくとも一部、前記第三Ｃ１−４ガス流の少なくとも一部、またはそれらの組み合わせを第一分離ユニットに導入することにより第一プロピレン流、第一Ｃ２およびＣ４不飽和流および飽和ガス流を生成することを含んでなり、該第一プロピレン流がプロピレンを含み、該第一Ｃ２およびＣ４不飽和流がエチレンおよびブチレン類を含み、および該飽和ガス流が水素およびＣ１〜Ｃ４飽和炭化水素類を含む工程、
（ｍ）前記第一Ｃ２およびＣ４不飽和流の少なくとも一部をメタセシス反応器に供給することにより第二プロピレン流を生成することを含んでなり、該メタセシス反応器がメタセシス触媒を含み、および該第二プロピレン流がプロピレンを含む工程、ならびに、
（ｎ）前記ベンゼン流の少なくとも一部、および前記第一プロピレン流の少なくとも一部および／または前記第二プロピレン流の少なくとも一部をアルキル化ユニットに供給することによりクメンを生成することを含んでなり、該アルキル化ユニットがアルキル化触媒を含む工程、を含む方法。
【請求項１４】
第一熱分解ユニットにおいて第一プラスチック廃棄物を第一炭化水素液体流と第一熱分解ガス流とに変換する前記工程（ａ）が約４５０℃以上の温度で行われる請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
第二熱分解ユニットにおいて第二プラスチック廃棄物を第二炭化水素液体流と第二熱分解ガス流とに変換する前記工程（ｄ）が約４５０℃未満の温度で行われる請求項１３〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
クメンの全収率が約２７重量％以上である請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記第三芳香族化合物類流から前記ベンゼンの少なくとも一部を回収することをさらに含む請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
ベンゼンの全収率が約１８重量％以上である請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記Ｃ８芳香族化合物類流から前記キシレン類の少なくとも一部を回収することをさらに含む請求項１３〜１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
キシレン類の全収率が約１８重量％以上である請求項１９に記載の方法。
【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、不均化、アルキル化およびオレフィンメタセシスを含むプロセスによる混合プラスチックからの芳香族炭化水素類のような高付加価値産物の製造に関し、クメンが好ましい産物である。
【背景技術】
【０００２】
クメンは重要な化学中間体であり、製造されたほとんどすべてのクメンがクメンヒドロペルオキシドに変換され、これは、ビスフェノールＡの製造にさらに使用することができるフェノールおよびアセトンのような工業的に重要な他の化学物質の合成における中間体である。クメンを製造するための現在の方法は、石油原料をベンゼンおよびプロピレンに変換し、次いでそれらが反応させられてクメンを形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【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
【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】
【０００４】
石油原料から誘導された中間体から製造されたクメンは高価であり、その結果、ビスフェノールＡの製造方法の経済性に影響を与える。したがって、原油以外の供給原料から、たとえば廃棄プラスチックから誘導される供給原料からクメンを製造する方法を開発することが継続的に必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書に開示されているのは、クメン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液体流の少なくとも一部を水素化処理触媒と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）前記炭化水素産物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、および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炭化水素産物中のＣ６〜Ｃ８芳香族炭化水素類の量より大きい工程、（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工程、（ｆ）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ベンゼン流、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、該ベンゼン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、および該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に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、（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、（ｉ）前記熱分解ガス流の少なくとも一部、前記第一ガス流の少なくとも一部、前記第二ガス流の少なくとも一部、またはそれらの組み合わせを第一分離ユニットに導入することにより第一プロピレン流、第一Ｃ２およびＣ４不飽和流および飽和ガス流を生成することを含んでなり、該第一プロピレン流がプロピレンを含み、該第一Ｃ２およびＣ４不飽和流がエチレンおよびブチレン類を含み、および該飽和ガス流が水素およびＣ１〜Ｃ４飽和炭化水素類を含む工程、（ｊ）前記第一Ｃ２およびＣ４不飽和流の少なくとも一部をメタセシス反応器に供給することにより第二プロピレン流を生成することを含んでなり、該メタセシス反応器がメタセシス触媒を含み、および該第二プロピレン流がプロピレンを含む工程、ならびに、（ｋ）前記ベンゼン流の少なくとも一部および前記第一プロピレン流の少なくとも一部および／または前記第二プロピレン流の少なくとも一部をアルキル化ユニットに供給することによりクメンを生成することを含んでなり、該アルキル化ユニットがアルキル化触媒を含む工程、を含む方法である。
【０００６】
本明細書に開示されるのは、また、クメンを製造する方法であって、（ａ）第一熱分解ユニットにおいて第一プラスチック廃棄物を第一炭化水素液体流と第一熱分解ガス流とに変換する工程、（ｂ）任意に第一水素化処理ユニットにおいて水素の存在下で前記第一炭化水素液体流の少なくとも一部を第一水素化処理触媒と接触させることにより第一炭化水素産物および第一Ｃ１−４ガス流を生成することを含んでなり、該第一炭化水素産物がＣ５＋炭化水素類を含む工程、（ｃ）前記第一炭化水素液体流の少なくとも一部および／または前記第一炭化水素産物の少なくとも一部を前記第一熱分解ユニットにリサイクルする工程、（ｄ）第二熱分解ユニットにおいて第二プラスチック廃棄物を第二炭化水素液体流と第二熱分解ガス流とに変換する工程、（ｅ）第二水素化処理ユニットにおいて水素の存在下で前記第二炭化水素液体流の少なくとも一部を第二水素化処理触媒に接触させることにより第二炭化水素産物および第二Ｃ１−４ガス流を生成することを含んでなり、該第二炭化水素産物がＣ５〜Ｃ８炭化水素類を含み、および該第一水素化処理触媒と該第二水素化処理触媒とが同じまたは異なる工程、（ｆ）前記第二炭化水素産物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、第三Ｃ１−４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、および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第二炭化水素産物中のＣ６〜Ｃ８芳香族炭化水素類の量より多い工程、（ｇ）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、（ｈ）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工程、（ｉ）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ベンゼン流、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、該ベンゼン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、および該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、（ｊ）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、（ｋ）前記Ｃ１１＋芳香族化合物類流の少なくとも一部を前記第一水素化処理ユニットおよび／または前記第二水素化処理ユニットに搬送する工程、（ｌ）前記第一熱分解ガス流の少なくとも一部、前記第二熱分解ガス流の少なくとも一部、前記第一Ｃ１−４ガス流の少なくとも一部、前記第二Ｃ１−４ガス流の少なくとも一部、前記第三Ｃ１−４ガス流の少なくとも一部、またはそれらの組み合わせを第一分離ユニットに導入することにより第一プロピレン流、第一Ｃ２およびＣ４不飽和流および飽和ガス流を生成することを含んでなり、該第一プロピレン流がプロピレンを含み、該第一Ｃ２およびＣ４不飽和流がエチレンおよびブチレン類を含み、および該飽和ガス流が水素およびＣ１〜Ｃ４飽和炭化水素類を含む工程、（ｍ）前記第一Ｃ２およびＣ４不飽和流の少なくとも一部をメタセシス反応器に供給することにより第二プロピレン流を生成することを含んでなり、該メタセシス反応器がメタセシス触媒を含み、および該第二プロピレン流がプロピレンを含む工程、ならびに、（ｎ）前記ベンゼン流の少なくとも一部、および前記第一プロピレン流の少なくとも一部および／または前記第二プロピレン流の少なくとも一部をアルキル化ユニットに供給することによりクメンを生成することを含んでなり、該アルキル化ユニットがアルキル化触媒を含む工程、を含む方法である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１Ａ】クメンを製造するためのシステムの構成を示す図。
【図１Ｂ】クメンを製造するためのシステムの構成を示す図。
【図２Ａ】ベンゼンを製造するためのシステムの構成を示す図。
【図２Ｂ】ベンゼンを製造するためのシステムの構成を示す図。
【図３Ａ】クメンを製造するためのシステムの他の構成を示す図。
【図３Ｂ】クメンを製造するためのシステムの他の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本明細書で開示されるのは、プラスチック廃棄物を処理することによってクメンのような高付加価値産物を製造するための方法およびシステムである。この方法は、低温または高温熱分解によりおよび熱または接触熱分解によって分解または熱分解することができる廃棄プラスチックの変換を含むことができ、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。熱分解は、ベンゼン、トルエン、キシレン類（ＢＴＸ）およびエチルベンゼン（ＥＢ）を高収率として、プロピレンおよび／または芳香族化合物類を最大にするように構成することができる。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／または水素化処理することにより、重質分の沸点を下げることができる（たとえば、重質分は大部分Ｃ１０-炭化水素類に分解することができる）とともに、液体オレフィン類を飽和させることもできる。このような水素化分解および／または水素化処理から製造された液体はさらに芳香族化合物抽出装置および／または改質装置に送られて種々の芳香族炭化水素類を製造することができる。ベンゼンを回収することができ、より大きな芳香族化合物類（たとえば、Ｃ７＋芳香族化合物類）は不均化反応によってさらにベンゼンに変換することができる。ベンゼンをさらにプロピレンでアルキル化してクメンを形成することができる。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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）からクメンを製造する方法を、図１Ａおよび図１Ｂを参照してより詳細に説明する。図１Ａおよび図１Ｂを参照すると、クメン製造システム１０００が開示されている。クメン製造システム１０００は、一般に、熱分解ユニット１００、水素化処理ユニットまたはハイドロプロセッサー２００、第一分離ユニットまたは第一分離器３００、アルキル化ユニット５００、メタセシス反応器８００、およびベンゼン製造システム９００を含む。本開示を、単一の熱分解ユニット、単一の水素化処理ユニット、単一のアルキル化ユニット、単一のメタセシス反応器、および単一のベンゼン製造システムに関連して詳細に論じるが、クメン製造システムのための任意の適切な構成を使用することができ、クメン製造システムのための任意の所定の構成は、１、２またはそれ以上の熱分解ユニット、１、２またはそれ以上の水素化処理ユニット、１、２またはそれ以上のアルキル化ユニット、１、２またはそれ以上のメタセシス反応器、および１、２またはそれ以上のベンゼン製造システムを含むことができることを理解すべきである。
【００１４】
クメンを製造するためのプロセスは、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液体流と熱分解ガス流と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生成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。
【００１５】
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１００に入れるか、または廃棄プラスチック流１１０を介して熱分解ユニット１００に供給することができる。熱分解ユニット１００では、廃棄プラスチック流１１０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。
【００１６】
廃棄プラスチック流１１０を介して熱分解ユニット１００に装填または供給（loaded into or fed to）する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。
【００１７】
熱分解ユニット１００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１００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１００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１００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１００は、直列に流体接続された二つの反応容器でありうる。
【００１８】
熱分解ユニット１００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。
【００１９】
いくつかの構成では、熱分解ユニット１００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よいし、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。
【００２０】
熱分解ユニット１００は、熱分解するように構成することができ（たとえば、クラッキング）、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１００に添加される場合）、熱分解ユニット１００に供給される廃棄プラスチック流１１０の成分をさらに水素化する。熱分解ユニット１００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。
【００２１】
熱分解ユニット１００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１００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１００に導入して、熱分解ユニット１００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。
【００２２】
たとえば、廃棄プラスチック流１１０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１００に添加することにより、熱分解ユニット環境をＨ２で富化し、熱分解ユニット内で捕捉された塩化水素をストリッピングするのを助け、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、あるい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による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１１０とともに熱分解ユニット１００に導入することもできる。
【００２３】
熱分解ユニット１００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１１０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１００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。
【００２４】
熱分解ユニット１００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１００からの熱分解産物が廃棄プラスチック流１１０に対して実質的に脱塩素化されるように流１１０からの塩化物の除去を改善し、熱分解ユニット１００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１００内の廃棄プラスチック流１１０の同レベルの変換のために低温で熱分解ユニット１００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。
【００２５】
熱分解ユニット１００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、約４５０℃未満、あるいは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、モノオレフィン類およびジオレフィン類が豊富で、芳香族化合物類も多く含まれている熱分解油を生成することができる。高過酷度熱分解プロセスは、約４５０℃以上、あるいは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、芳香族化合物類およびより多くのガス産物（低過酷度熱分解と比較して）に富んだ熱分解油を生成する。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、熱分解の間により多くのガス（たとえば、プロピレン）を生成することが望ましい場合、低過酷度熱分解法よりも高過酷度熱分解法が好ましい。
【００２６】
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（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。
【００２７】
熱分解産物は、熱分解ユニット１００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１２０と炭化水素液体流１３０とに分離することができ、熱分解ガス流１２０は熱分解産物の気相の少なくとも一部を含み、炭化水素液体流１３０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。
【００２８】
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液体流１３０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１２０中を流れる。熱分解ガス流１２０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。
【００２９】
炭化水素液体流１３０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。炭化水素液体流１３０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、炭化水素液体流１３０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、炭化水素液体流１３０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。
【００３０】
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、特に炭化水素液体流１３０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、炭化水素液体流１３０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、炭化水素液体流１３０中の重質炭化水素分子の量は、炭化水素液体流１３０の全重量に基づいて１０重量％未満でありうる。あるいは、炭化水素液体流１３０中の重質炭化水素分子の量は、炭化水素液体流１３０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。炭化水素液体流１３０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２００内で水素化分解される。
【００３１】
炭化水素液体流１３０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、炭化水素液体流１３０の全重量に基づいて１０重量％未満の量で炭化水素液体流１３０中に存在することができる。あるいは、パラフィン類は、炭化水素液体流１３０中に、炭化水素液体流１３０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、炭化水素液体流１３０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。
【００３２】
炭化水素液体流１３０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１００における水素化反応のために水素が熱分解ユニット１００に導入される場合、オレフィン類は、炭化水素流１３０の全重量に基づいて１０重量％未満の量で炭化水素液体流１３０中に存在しうる。あるいは、オレフィン類は、炭化水素液体流１３０中に、炭化水素液体流１３０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。特定の炭化水素流は１００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１００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、炭化水素液体流１３０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、炭化水素液体流１３０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。
【００３３】
いくつかの態様では、炭化水素液体流１３０はオレフィン類を含まず、たとえば炭化水素液体流１３０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、炭化水素液体流１３０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。
【００３４】
炭化水素液体流１３０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、炭化水素液体流１３０の全重量に基づいて、１０重量％未満の量で炭化水素液体流１３０中に存在することができる。あるいは、ナフテン類は、炭化水素液体流１３０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液体流１３０中に存在することができる。特定の炭化水素流は炭素数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。
【００３５】
炭化水素液体流１３０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。炭化水素液体流１３０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、ブチルベンゼン、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、炭化水素液体流１３０中に、炭化水素液体流１３０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、炭化水素液体流１３０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。
【００３６】
クメンを製造する方法は、水素化処理ユニット２００において水素の存在下で炭化水素液体流１３０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流２１０および第一ガス流２２０を生成する工程を含むことができ、該炭化水素産物流２１０はＣ５＋炭化水素類を含む。第一ガス流２２０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。
【００３７】
水素化処理ユニット２００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でありうる。水素化処理ユニット２００は、長鎖分子（たとえば、炭化水素液体流１３０に含まれる重質炭化水素分子）を水素化分解し、水素化処理ユニット２００に供給された炭化水素液体流１３０の成分を水素化および脱塩素化（流１３０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２００において、炭化水素液体流１３０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２１０が生成される。炭化水素液体流１３０、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、炭化水素液体流１３０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。
【００３８】
水素化処理ユニット２００は、本明細書に開示される水素化処理触媒を含むように構成された任意の容器であってもよい。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２００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として構成された水素化処理触媒の一つ以上の床を含むことができる。水素化処理ユニット２００は、断熱的、等温的、非断熱的、非等温的、またはそれらの組み合わせで操作してもよい。一つの態様では、水素化処理ユニット２００は一つまたは複数の容器を含むことができる。
【００３９】
水素化処理ユニット２００は、水素の存在下または水素とともに、炭化水素液体流１３０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２００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２００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。
【００４０】
一つの態様では、水素の存在下で炭化水素液体流１３０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１１０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２００内で行いうると考えられる。
【００４１】
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、飽和化）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等、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。
【００４２】
炭化水素液体流１３０が一種以上の硫化物および一種以上の塩化物化合物を含有する構成では、炭化水素液体流１３０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、一種以上の塩化物化合物、またはその両方を含有する炭化水素液体流１３０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。
【００４３】
たとえば、炭化水素液体流１３０とは無関係に水素化処理ユニットに直接供給される流れを介して、水素流を水素化処理ユニット２００に添加して、水素化処理ユニット環境にＨ２を富化させることができる。さらにまたは代替的に、水素化処理ユニット２００に入る前にＨ２含有流を炭化水素液体流１３０に添加することができる。水素化処理ユニット２００への水素添加速度は、一般に、本明細書に開示の水素対炭化水素類比を達成するのに充分である。
【００４４】
開示された水素化処理ユニット２００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液体流１３０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２００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２００内の温度は、供給原料（たとえば、炭化水素液体流１３０）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。炭化水素液体流１３０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２００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。炭化水素液体流１３０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２００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。炭化水素液体流１３０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２００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。
【００４５】
いくつかの構成では、水素化処理ユニット２００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２００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２００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。
【００４６】
いくつかの態様では、水素化処理ユニット２００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、炭化水素液体流１３０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。
【００４７】
水素化脱アルキル化ユニットは、本明細書に開示され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として構成される水素化脱アルキル化触媒の一つ以上の床を含みうる。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。
【００４８】
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液体流１３０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）の二重結合への水素原子の付加など、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。
【００４９】
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。
【００５０】
炭化水素産物流２１０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２００において水素の存在下で炭化水素液体流１３０を水素化処理触媒と接触させる工程の間の、炭化水素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２１０中の重質炭化水素分子の量は、炭化水素液体流１３０中の重質炭化水素分子の量より少ない。
【００５１】
いくつかの態様では、炭化水素産物流２１０は、炭化水素産物流２１０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２００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。
【００５２】
他の態様では、炭化水素産物流２１０は、炭化水素産物流２１０の総重量に基づいて約９５重量％以上、あるいは約９６重量％以上、あるいは約９７．５重量％以上のＣ８−炭化水素類（たとえば、Ｃ５〜Ｃ８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２００の内部の条件を、製造された炭化水素産物が大部分Ｃ８−炭化水素類（たとえば、Ｃ５〜Ｃ８炭化水素類）を含むようにすることができる。
【００５３】
炭化水素産物流２１０は、炭化水素液体流１３０のオレフィン含有量より低いオレフィン含有量によって特徴付けることができる。いくつかの態様において、炭化水素産物流２１０は、炭化水素産物流２１０の総重量に基づいて、約１、０．１、０．０１または０．００１重量％未満のオレフィン含有量によって特徴付けることができる。
【００５４】
炭化水素産物流２１０は、炭化水素液体流１３０の沸点より低い沸点によって特徴付けることができる。一つの態様では、約９７重量％以上、あるいは９８重量％、あるいは９９．９重量％の炭化水素産物流２１０が３７０℃未満、あるいは約３５０℃未満の沸点を特徴とする。いくつかの態様では、炭化水素産物流２１０は約３７０℃未満の沸点を特徴としている。
【００５５】
炭化水素産物流２１０は、炭化水素液体流１３０の塩化物含有量より低い塩化物含有量を特徴とすることができ、塩化物含有量の減少は、水素化処理ユニット２００において水素の存在下で炭化水素液体流１３０を水素化処理触媒に接触させる工程の間の炭化水素液体流１３０の脱塩化水素から生じる。炭化水素産物流２１０は、炭化水素産物流２１０の総重量に基づいて約１０重量部パーミリオン（ｐｐｍｗ）未満、あるいは約５ｐｐｍｗ未満、あるいは約３ｐｐｍｗ未満の量で一種以上の塩化物化合物類を含むことができる。
【００５６】
クメンを製造する方法は、炭化水素産物流２１０の少なくとも一部をベンゼン製造システム９００に供給して、ベンゼン流９２０、キシレン類流９３０および第二ガス流４２を生成する工程を含むことができ、ベンゼン流９２０はベンゼン７５を含み、キシレン類流９３０はキシレン類７６を含む。
【００５７】
図２Ａおよび図２Ｂを参照すると、ベンゼン製造システム９００が開示されている。ベンゼン製造システム９００は、一般に、任意の第一芳香族化合物類分離ユニットまたは第一芳香族化合物類分離器３０、改質ユニット４０、第二芳香族化合物類分離ユニットまたは第二芳香族化合物類分離器５０、第三芳香族化合物類分離ユニットまたは第三芳香族化合物類分離器６０、ならびに不均化およびトランスアルキル化ユニット（たとえば、Ｔａｔｏｒａｙユニット）７０を備える。
【００５８】
クメンを製造する方法は、任意に、炭化水素産物流の少なくとも一部２１０ａを第一芳香族化合物類分離ユニット３０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、および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＋オレフィン類を除外し、および（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、およびそれらの組み合わせを含む。
【００５９】
第一芳香族化合物類分離ユニット３０は、炭化水素産物流２１０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、抽出蒸留など、またはそれらの組み合わせを採用することができる。
【００６０】
クメンを製造する方法は、炭化水素産物流２１０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に供給して改質ユニット産物流４１、第二ガス流４２および水素流４３を生成する工程を含むことができ、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水素化処理ユニット２００および／または熱分解ユニット１００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。
【００６１】
改質ユニット４０は、連続接触改質装置（ＣＣＲ）、半再生改質装置、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装置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の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２１０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生産を最大にするために、Ｃ６〜Ｃ１０化合物類あるいはＣ６〜Ｃ８化合物類に制限されうる。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２１０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も多い。
【００６２】
改質ユニット４０は、改質触媒の存在下で、炭化水素産物流２１０および／または飽和炭化水素類流３１の成分の任意の適切な反応を促進しうる。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、パラフィンの芳香族化合物類への脱水素環化など、またはそれらの組み合わせを含む。
【００６３】
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、水素化クラッキングの初期段階、ならびにパラフィン類脱水素環化への関与を促進する。
【００６４】
改質ユニット産物流４１は、約６０重量％、７０重量％または８０重量％以上の芳香族炭化水素類、および約４０重量％、３０重量％または２０重量％未満の非芳香族類炭化水素類（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。
【００６５】
クメンを製造する方法は、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、該第二芳香族化合物類流５２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、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。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。
【００６６】
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、抽出蒸留など、またはそれらの組み合わせを採用することができる。
【００６７】
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１００および／または水素化処理ユニット２００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、所望の産物が液体芳香族類である場合、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１２０および／または第一ガス流２２０のようなガス産物を最大化することが望ましい場合、非芳香族化合物類リサイクル流５１を熱分解ユニット１００および／または水素化処理ユニット２００にそれぞれリサイクルすることが好ましい。
【００６８】
クメンを製造する方法は、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（たとえば、ベンゼン流）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を生成する工程を含むことができ、ここで、ベンゼン流６１はベンゼン７５を含み、Ｃ７芳香族化合物類流６２はトルエンを含み、および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、またはそれらの組み合わせを含むことができる。
【００６９】
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みうる。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、それらの沸点に基づいて、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の成分を分離することができる。
【００７０】
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２００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少なくとも一部を熱分解ユニット１００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。
【００７１】
クメンを製造する方法は、Ｃ８芳香族化合物類流６３からキシレン類の少なくとも一部を回収することをさらに含むことができる。いくつかの態様では、クメンを製造する方法は、たとえば、抽出蒸留、分別結晶化、モレキュラーシーブを用いる選択的吸着、またはそれらの組み合わせにより、Ｃ８芳香族化合物類流６３を第一キシレン類流８３とＥＢ流８４とに分離することをさらに含むことができる。第一キシレン類流８３はキシレン類７６（たとえば、ｐ−キシレン）を含むことができる。ＥＢ流８４は、ＥＢとｏ−キシレンおよびｍ−キシレンとを含むことができる。
【００７２】
いくつかの態様では、異性化ユニットにおいてＥＢ流８４の少なくとも一部をさらに異性化してキシレン類（たとえば、ｐ−キシレン）を生成することができ、ここで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装置に水素を導入することができる。
【００７３】
他の態様では、脱アルキル化ユニットにおいてＥＢ流８４の少なくとも一部をさらに脱アルキル化して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（たとえば、ベンゼン７５）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。
【００７４】
クメン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８４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ることにより第三芳香族化合物類流７１を生成する工程を含むことができ、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。
【００７５】
たとえば、キシレン類（たとえば、パラキシレン）の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、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）が一般的に用いられる。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。
【００７６】
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のために、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芳香族化合物類との、場合によってはＣ１０芳香族化合物類との混合物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よう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無い。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反応ユニット７０）への供給物中の非芳香族類不純物の分解に起因しうる。一般に、Ｔａｔｏｒａｙプロセスにおける反応条件は、約３５０℃〜約５２５℃の温度、約１０気圧から約５０気圧の圧力、および約５：１から約２０：１の炭化水素類と水素とのモル比を含みうる。
【００７７】
一つの態様では、クメンを製造するための方法は、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。
【００７８】
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、Ｓｉ／Ａｌ比が約１０以上であることを特徴とする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。
【００７９】
クメンを製造する方法は、第三芳香族化合物類流７１からベンゼンの少なくとも一部を回収することをさらに含むことができる。一つの態様では、第三芳香族化合物類流７１は、さらに、たとえば蒸留により、ベンゼン７５を含む第二Ｃ６芳香族化合物類流（たとえばベンゼン流）７３とキシレン類７６を含む第二キシレン類流７２と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、ならびにｏ−キシレンおよびｍ−キシレン画分にさらに分離することができる。
【００８０】
本明細書の開示の目的のために、ベンゼン流９２０（図１Ｂ）は、第一Ｃ６芳香族化合物類流６１および／または第二Ｃ６芳香族化合物類流７３（図２Ａおよび図２Ｂ）を含むことができ、また、ベンゼン製造システム９００から回収された他のベンゼン、たとえばＥＢ脱アルキル化により製造されたベンゼンを含むことができる。さらに、本明細書の開示の目的のために、キシレン類流９３０（図１Ｂ）は、第一キシレン類流８３および／または第二キシレン類流７２（図２Ａ）、ならびにベンゼン製造システム９００から回収された他のキシレンを含むことができる。
【００８１】
クメンを製造する方法は、熱分解ガス流１２０の少なくとも一部、第一ガス流２２０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第一分離ユニット３００に導入して第一プロピレン流３１０、第一Ｃ２およびＣ４不飽和流３２０および飽和ガス流３３０を生成する工程を含むことができ、第一プロピレン流３１０がプロピレンを含み、第一Ｃ２およびＣ４不飽和流３２０がエチレンおよびブチレン類を含み、および飽和ガス流３３０がＣＯおよびＣＯ２とともに、水素およびＣ１〜Ｃ４飽和炭化水素類を含む。
【００８２】
第一分離ユニット３００は、熱分解ガス流１２０および／または第一ガス流２２０を、第一プロピレン流３１０、第一Ｃ２〜Ｃ４不飽和流３２０および飽和ガス流３３０に分離するように構成されている任意の適した分離ユニットでありうる。たとえば、第一分離ユニット３００は、蒸留塔、低温蒸留塔、抽出蒸留塔、選択的吸着装置、選択的吸収装置など、またはそれらの組み合わせを使用することができる。
【００８３】
クメンを製造する方法は、第一Ｃ２およびＣ４不飽和流３２０の少なくとも一部をメタセシス反応器８００に供給して第二プロピレン流８１０を生成する工程を含むことができ、メタセシス反応器８００がメタセシス触媒を含み、および第二プロピレン流８１０がプロピレンを含む。一般に、オレフィンメタセシスは、トランスアルキリデン化としても知られているプロセスである、炭素−炭素二重結合の切断および再生によるオレフィンフラグメントの再分配を伴う反応を指す。Ｌｕｍｍｕｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙのオレフィン変換技術（ＯＣＴ）は、エチレンおよびブチレン類をプロピレンに変換するためのオレフィンメタセシスの例を提供する。
【００８４】
メタセシス反応器８００は、連続流通反応器、バッチ反応器、固定床反応器、流動床反応器、接触蒸留塔反応器など、またはそれらの組み合わせのような任意の適切なメタセシス反応器を含むことができる。メタセシス反応器８００は、エチレンおよびブチレン類のプロピレンへのメタセシスに適した条件、たとえば約５０℃以上、あるいは約１００℃以上、あるいは約１５０℃以上、あるいは約２００℃以上の温度、約１ｐｓｉから約１，５００ｐｓｉ、あるいは約１０ｐｓｉから約１，０００ｐｓｉ、あるいは約２５ｐｓｉから約５００ｐｓｉの圧力、および約０．１／ｈｒから約１００／ｈｒ、あるいは約１／ｈｒから約５０／ｈｒ、あるいは約５／ｈｒから約２５／ｈｒのＷＨＳＶで操作することができる。
【００８５】
本開示における使用に適したメタセシス触媒の非限定的な例としては、有機金属化合物、Ｓｃｈｒｏｃｋ触媒、モリブデンアルキリデン、タングステンアルキリデン、グラブス（Ｇｒｕｂｂｓ’）触媒、ルテニウムカルベノイド錯体、キレート化イソプロポキシスチレン配位子で修飾されたルテニウムカルベノイド錯体、Ｈｏｖｅｙｄａ触媒、ジフェニルアルキルアミノ系触媒など、またはそれらの組み合わせを含む。
【００８６】
クメンを製造する方法は、ベンゼン流９２０の少なくとも一部、第一プロピレン流３１０の少なくとも一部および／または第二プロピレン流８１０の少なくとも一部をアルキル化ユニット５００に供給してクメン流５１０を生成する工程を含むことができ、アルキル化ユニット５００はアルキル化触媒を含み、クメン流５１０はクメンを含む。
【００８７】
アルキル化ユニット５００は、固定床反応器、流動床反応器などの、ベンゼンをプロピレンでアルキル化してクメンを得るのに適した任意の反応器（たとえば、アルキル化反応器）を含むことができる。
【００８８】
いくつかの態様では、アルキル化ユニット５００は、低温（たとえば、約１３５℃未満）および低圧（たとえば、約０．４ＭＰａ未満）で運転することができる。ベンゼンとプロピレンとをアルキル化反応器においてアルキル化触媒と接触させて、アルキルベンゼン類（たとえば、クメンまたはイソプロピルベンゼン）とポリアルキルベンゼン類（たとえば、ポリイソプロピルベンゼン類）との混合物を含むアルキル化反応器流出液を生成することができる。アルキル化反応器流出液は、さらに、トランスアルキル化触媒を含むトランスアルキル化反応器に導入することができ、ポリイソプロピルベンゼン類が、ベンゼンの存在下で、トランスアルキル化されてクメンになり、トランスアルキル化反応器からトランスアルキル化反応器流出液が回収される。アルキル化反応器流出液および／またはトランスアルキル化反応器流出液はさらに蒸留システムに導入することができ、蒸留システムは高純度クメン産物を回収するように設計することができる。蒸留システムはクメンを回収することができ、ならびに未変換のベンゼンおよびポリイソプロピルベンゼン類をアルキル化反応器および／またはトランスアルキル化反応器に分離してリサイクルすることができる。アルキル化触媒およびトランスアルキル化触媒は同じであってもよいし、異なっていてもよい。本開示における使用に適したアルキル化触媒および／またはトランスアルキル化触媒の非限定的な例としては、ゼオライト、β−ゼオライト、ゼオライトＹ、ＺＳＭ−１２、ＭＣＭ−２２、モルデナイトなど、またはそれらの組み合わせが挙げられる。Ｐｏｌｉｍｅｒｉ  ＥｕｒｏｐａおよびＬｕｍｍｕｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙのクメン製造プロセスは、独自のゼオライト触媒配合物であるＰＢＥ−１を使用して、プロピレンおよびベンゼンからクメンを製造する例を示している。
【００８９】
他の態様では、アルキル化ユニット５００は、高温（たとえば、約１５０℃以上）および高圧（たとえば、約１ＭＰａ以上）で運転することができる。そのような態様では、アルキル化触媒は固体リン酸系触媒を含むことができる。
【００９０】
一つの態様では、本明細書に開示されるクメンの製造方法は、約２５重量％以上、あるいは約３０重量％以上、あるいは約４０重量％以上のクメンの全収率によって特徴付けることができる。本明細書における開示の目的のために、他に特定されない限り、すべての収率はプラスチック供給物の総重量の重量％（ｗｔ．％）として計算され報告される。
【００９１】
一つの態様では、本明細書に開示されるクメンの製造方法は、約１６重量％以上、あるいは約１８重量％以上、あるいは約２０重量％以上、あるいは約２５重量％以上であるベンゼンの全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、ベンゼンの全収率は、たとえば、ＥＢ脱アルキル化からの第一Ｃ６芳香族化合物類流６１、第二Ｃ６芳香族化合物類流７３、またはそれらの組み合わせからのプロセスからの任意の時点で回収されるベンゼンを対象とする。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、ベンゼン製造システム９００を介したベンゼンの製造は、一般に、アルキル化ユニットの要求を超えることができ、そのようなものとして、ベンゼンをプロセスから高価値産物として回収することもできる。
【００９２】
一つの態様では、本明細書に開示されるクメンの製造方法は、約１６重量％以上、あるいは約１８重量％以上、あるいは約２０重量％以上、あるいは約２５重量％以上のキシレン類の全収率によって特徴付けることができる。
【００９３】
図３Ａおよび図３Ｂを参照すると、クメン製造システム２０００が開示されている。クメン製造システム２０００は、一般に、第一熱分解ユニット１５０、第二熱分解ユニット１６０、任意の第一水素化処理ユニット２５０、第二水素化処理ユニット２６０、第一分離ユニット３００、アルキル化ユニット５００、メタセシス反応器８００、およびベンゼン製造システム９００を備える。
【００９４】
一つの態様では、クメンを製造するためのプロセスは、（ａ）第一熱分解ユニット１５０において第一プラスチック廃棄物流１１５を第一炭化水素液体流１３５と第一熱分解ガス流１２５とに変換することを含んでなり、第一熱分解ユニット１５０が約４５０℃以上の温度で操作される高過酷度熱分解ユニットである工程、（ｂ）任意に、第一水素化処理ユニット２５０において水素の存在下で第一炭化水素液体流１３５の少なくとも一部を第一水素化処理触媒と接触させることにより第一炭化水素産物流２１５および第一Ｃ１−４ガス流２２５を生成することを含んでなり、第一炭化水素産物流２１５がＣ５＋炭化水素類を含む工程、（ｃ）第一炭化水素液体流１３５の少なくとも一部および／または第一炭化水素産物流２１５の少なくとも一部を第一熱分解ユニット１５０にリサイクルする工程、（ｄ）第二熱分解ユニット１６０において、第二プラスチック廃棄物流１１６を第二炭化水素液体流１３６と第二熱分解ガス流１２６とに変換することを含んでなり、第二熱分解ユニット１６０が約４５０℃未満の温度で操作される低過酷度熱分解ユニットである工程、（ｅ）第二水素化処理ユニット２６０において水素の存在下で第二炭化水素液体流１３６の少なくとも一部を第二水素化処理触媒と接触させることにより第二炭化水素産物流２１１および第二Ｃ１−４ガス流２２６を生成することを含んでなり、第二炭化水素産物流２１１がＣ５〜Ｃ８炭化水素類を含み、および第一水素化処理触媒と第二水素化処理触媒とが同じまたは異なるものである工程、（ｆ）第二炭化水素産物流２１１の少なくとも一部をベンゼン製造システム９００に供給することにより、ベンゼン７５を含むベンゼン流９２０、キシレン類７６を含むキシレン類流９３０、および第三Ｃ１−４ガス流９４２を生成する工程、（ｇ）第一熱分解ガス流１２５の少なくとも一部、第二熱分解ガス流１２６の少なくとも一部、第一Ｃ１−４のガス流２２５の少なくとも一部、第二Ｃ１−４ガス流２２６の少なくとも一部、第三Ｃ１−４ガス流９４２の少なくとも一部、またはそれらの組み合わせを第一分離ユニット３００に導入することにより第一プロピレン流３１０、第一Ｃ２およびＣ４不飽和流３２０および飽和ガス流３３０を生成することを含んでなり、第一プロピレン流３１０がプロピレンを含み、第一Ｃ２およびＣ４不飽和流３２０がエチレンおよびブチレン類を含み、および飽和ガス流３３０が水素およびＣ１〜Ｃ４飽和炭化水素類を含む工程、（ｈ）第一Ｃ２およびＣ４不飽和流３２０の少なくとも一部をメタセシス反応器８００に供給して第二プロピレン流８１０を生成することを含んでなり、メタセシス反応器８００がメタセシス触媒を含み、および第二プロピレン流８１０がプロピレンを含む工程、および（ｉ）ベンゼン流９２０の少なくとも一部、および第一プロピレン流３１０の少なくとも一部および／または第二プロピレン流８１０の少なくとも一部をアルキル化ユニット５００に供給してクメンを含むクメン流５１０を生成することを含んでなり、アルキル化ユニット５００がアルキル化触媒を含む工程、を含む。そのような態様において、クメンを製造する方法は、約２７重量％以上のクメンの全収率によって特徴付けることができる。第二炭化水素産物流２１１の少なくとも一部をベンゼン製造システム９００に供給する工程（ｆ）は、さらに、（ｆ１）第二炭化水素産物流２１１の少なくとも一部を改質ユニット４０に供給して改質ユニット産物流４１、第三Ｃ１−４ガス流９４２および水素流４３を生成することを含んでなり、改質ユニット４０が改質触媒を含み、および改質ユニット産物流４１中のＣ６〜Ｃ８芳香族炭化水素類の量が第二炭化水素産物流２１１中のＣ６〜Ｃ８芳香族炭化水素類の量より多い工程、（ｆ２）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を生成することを含んでなり、第二芳香族化合物類流５２がＣ６＋芳香族炭化水素類を含む工程、（ｆ３）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にリサイクルする工程、（ｆ４）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に導入してベンゼン流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んでなり、ベンゼン流６１がベンゼンを含み、Ｃ７芳香族化合物類流６２がトルエンを含み、およびＣ８芳香族化合物類流６３がキシレン類およびエチルベンゼンを含む工程、（ｆ５）Ｔａｔｏｒａｙ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６２の少なくとも一部、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、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ることにより、第三芳香族化合物類流７１を生成することを含んでなり、第三芳香族化合物類流７１がベンゼンおよびキシレン類を含む工程、および（ｆ６）Ｃ１１＋芳香族化合物類流６６の少なくとも一部を第一水素化処理ユニット２５０および／または第二水素化処理ユニット２６０に搬送する工程、を含むことができる。クメン製造システム２０００が任意の第一水素化処理ユニット２５０を含まない構成では、第一炭化水素液体流１３５の少なくとも一部を、（ｉ）第一熱分解ユニット１５０にリサイクルする、（ｉｉ）第二水素化処理ユニット２６０に搬送する、（ｉｉｉ）第二熱分解ユニット１６０に搬送する、または（ｉ）〜（ｉｉｉ）の組み合わせに付することができる。
【００９５】
本明細書に開示されるクメンの製造方法は、クメンを生成するためにさらに反応することができるプロピレンとベンゼンとの両方を生成するためにプラスチック廃棄物を加工することを用いない他は類似のプロセスと比較すると、一つ以上のプロセス特徴において有利に向上を示すことができる。本明細書に開示されるクメンの製造方法は、クメンの製造を最大にするために、熱分解、水素化分解、改質、オレフィンメタセシス、およびベンゼンアルキル化を有利に統合する。本明細書に開示されているクメンの製造方法は、プロピレン、エチレン、ブチレン類、ベンゼンなどのようなクメン以外の高価値化学物質を有利に製造することができる。本明細書に開示されているクメンの製造方法のさらなる利点は、本開示を参照して当業者にとって明らかである。
【実施例】
【００９６】
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。
【００９７】
〔実施例１〕
クメン合成のためのプロピレンおよびベンゼンの生成を調査するために、混合廃棄プラスチックの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％のポリスチレン（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での連続接触クラッキングで行われた。クラッキングは、５７．５％の使用済み流動接触クラッキング（ＦＣＣ）触媒および４２．５％のＺＳＭ−５系ゼオライト添加剤を用いて行われ、供給物および触媒の３９０〜５６０℃のカップ混合温度で行われた。プラスチック供給物の供給速度は３１６ｇ／ｈｒでありそして触媒／供給物重量比は約３０であった。単段階熱分解プロセスの場合には、表１のデータから分かるように、熱分解流出液のプロピレン含有量は２３．７％であった。軽ガスオレフィン類の全収率は約４３重量％であった。２４０℃未満で沸騰する液体産物は８７．５重量％の芳香族濃度を有していた。
【００９８】
【表１】
2020514296.tif 000003
【００９９】
熱分解から回収された熱分解油はさらに水素化クラッカーに供給することができる。
【０１００】
〔実施例２〕
クメン合成のためのプロピレンおよびベンゼンの生成を調べるために、混合廃棄プラスチックの低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％のポリスチレン（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。混合プラスチック廃棄物を、約４５０℃である温度を除いて、実施例１に記載したように熱分解した。熱分解流出液をさらに水素化処理して全ての液体オレフィン類を飽和させ、次いでさらにスチームクラッキングに送った。水素化処理熱分解液は、典型的には、３５〜４５％のパラフィン類、３５〜４５％のイソパラフィン類、１５〜２０％のナフテン類、および５〜１０％の芳香族化合物類を含むことができ、水素化処理熱分解液は４００℃未満で沸騰する。水素化処理熱分解液は、（ｉ）スチームクラッキング単独、（ｉｉ）スチームクラッキングと、それに続くＣ４−Ｃ５を分解する接触クラッキング、または、（ｉｉｉ）接触クラッキングに付すことができ、表２から分かるように各々の場合に異なるプロピレン収率が得られる。かくして、水素化処理熱分解液の下流でのクラッキングにより５０〜６０％の軽ガスオレフィン類を製造することが可能である。
【０１０１】
【表２】
2020514296.tif 000004
【０１０２】
〔実施例３〕
混合プラスチック廃棄物は、モジュール式ユニットにおいて低過酷度条件で分解され、あるいは循環流動層において高過酷度で接触分解され、あるいは循環流動床において低過酷度で接触分解されて、熱分解油を生成する。これらの分解実験からの結果を以下に示す。カップ混合温度は４００〜６００℃、具体的には４５０〜５５０℃の間で変動した。操作の過酷度に応じて、気体と液体産物とは分離された。分解液体産物の組成を以下の表３〜５に示す。ガス中に存在する飽和炭化水素類は、エタンクラッカーまたはプロパンクラッカーであるガスクラッカーに送られた。ガスクラッカーは、所望の最終産物に応じて選択された。熱分解ユニットからの分解液体は、水素化処理に送られて全ての液体オレフィン類を飽和させたが、これは液体／ナフサクラッカーの要件である。水素化処理は、市販の水素化処理触媒を用いて、３００〜４５０℃および２０〜１００ｂａｒｇの圧力で行って、水素化処理油を生成した。この水素化処理油の典型的な組成は、３５〜４５％のパラフィン類、３５〜４５％のイソパラフィン類、１５〜２０％のナフテン類および５〜１０％の芳香族化合物類であり、液体沸点は４００℃未満であった。以下の表３〜５は、水素化処理油（たとえば、流２１０のような炭化水素産物流）の組成の一例を示す。次いで水素化処理した油をスチームクラッキングに付して、そこで軽ガスオレフィン類は最大化され、生成したガス飽和物はガスクラッカーに送られた。この実施例では、熱分解によって生成された１６．３重量％の飽和物をガスクラッカーに送って、エチレンおよびプロピレンのようなより軽質のガスオレフィン類を形成した。
【０１０３】
水素化処理油、通常はパイガス（pygas）は、高い芳香族含有量を有するナフサ範囲の物質であった。この液体は、穏やかな水素化の後に芳香族抽出に付することができ、非芳香族類流をナフサ／スチームクラッカーに送り返して、さらにクラッキングすることができる。
【０１０４】
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（Ｐ／Ｏ／Ｎ／Ａ）の組成を有するスチームクラッカーへの飽和熱分解油の供給の結果を以下に示す。
【０１０５】
【表３】
2020514296.tif 000005
【０１０６】
【表４】
2020514296.tif 000006
【０１０７】
【表５】
2020514296.tif 000007
【０１０８】
熱分解液の組成に応じて、それが連続循環流動床からの低過酷接触分解からであれ、または任意のモジュール式技術からの熱分解からであれ、芳香族抽出ユニットをスチームクラッカーの前またはスチームクラッカーの後に配置することができる。熱分解液の芳香族含有量が４０％を超える場合、スチームクラッカーの前に芳香族抽出を行うことで、コークス形成を最小限に抑え、スチームクラッカーに送る前にベンゼン、トルエン、キシレンおよびエチルベンゼンのような高価値化学物質の回収を最大限にすることができる。
【０１０９】
スチームクラッカーから得られた産物は、２重量％のスチーム対オイル（Ｓ／Ｏ）比、０．１秒の反応滞留時間、および８５０℃の温度で、以下に示される。本明細書の開示の目的のために、Ｓ／Ｏ比は、スチームクラッカーの総炭化水素類供給量当たりのスチームクラッカーに添加された水蒸気の質量百分率で表される比を指す。
【０１１０】
【表６】
2020514296.tif 000008
【０１１１】
〔実施例４〕
この実施例は、８２％のオレフィン類供給原料（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％のポリスチレン（ＰＳ）を有し、残りの７％がポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）である混合廃棄プラスチックの低および高過酷度熱分解に関する。この実験は連続式接触クラッキング循環流動床中で行われた。全ての場合において、第一工程で生成された軽ガスオレフィン類は２８％より多く、飽和物も製造され、その飽和物を直接ガスクラッカーに送って軽ガスオレフィン類をさらに増やすことができる。ガソリンおよびディーゼル範囲の材料は、液体オレフィン類を飽和させるために水素化処理することができ、さらにナフサクラッカーに送ることができる。第一段階の熱分解とそれに続く飽和物用のガスクラッカーおよび液体用のナフサクラッカーとを組み合わせた軽ガスオレフィン類の全体的な製造は、プラスチック供給物（たとえば混合廃棄プラスチック）の総重量に基づいて＞６０重量％を示す。以下の表７に従って様々な触媒処方を試験した。
【０１１２】
【表７】
2020514296.tif 000009
【０１１３】
未転化の飽和物は、さらなるクラッキングおよび軽ガスオレフィン類の形成のためにクラッカーに再循環して戻すことができる。ナフサクラッカーから得られるパイガスは芳香族化合物類に富み、ベンゼン、トルエン、キシレン類（ＢＴＸ）およびエチルベンゼン（ＥＢ）（ＢＴＸ＋ＥＢ）の分離のために、芳香族抽出に送られる。
【０１１４】
全体的としては、熱分解器をガスクラッカーおよび液体クラッカーと組み合わせることにより、軽ガスオレフィン類のような高価値化学物質は＞６０％でありＢＴＸ＋ＥＢは＞１５〜２０％である。
【０１１５】
熱分解油のＰＩＯＮＡに基づくガソリンおよびディーゼルの範囲の液体飽和物の産物は、高価値の化学物質に変換するためにナフサクラッカーに送られるであろう。ＢＴＸ＋ＥＢであるＣ６−Ｃ８範囲の芳香族化合物類は、水素化後に分離される。通常二環式芳香族化合物類および三環式芳香族化合物類である高級芳香族化合物類もまた、開環によって飽和または変換され、次いで、ガソリン飽和物、ディーゼルおよび重質範囲飽和物からなる供給物全体がスチームクラッカーに送られて、軽ガスオレフィン類およびＢＴＸ＋ＥＢ範囲の芳香族化合物類の全収率を高める。
【０１１６】
〔実施例５〕
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％のポリスチレン（ＰＳ）を有し、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、循環流動床における連続的接触／熱分解で、および、実験室規模のｉｎ−ｓｉｔｕ流動式バッチ反応器で行われた。表８の第一列のデータは、６の触媒／供給物比および約３９５℃の平均カップ混合温度で操作される実験室規模反応器からの低過酷度接触分解の結果を提供し、一方、表３の残りの３列のデータは、表８に示す触媒／供給物比に従って操作される連続運転循環流動床パイロットユニットからの接触分解データを示す。ＺＳＭ−５系ゼオライト添加剤を使用しカップ混合温度３９０〜５６０℃の間で操作される使用済流体接触クラッキング（ＦＣＣ）触媒の異なる組成を用いてクラッキングを行った。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８のデータから分かるように７５％より高かった。クラッキングカップ混合温度は３９０℃より高く維持された。表８のデータは、プラスチック供給物に基づく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％の高収率まで変化させることが可能であり、軽ガスオレフィン類の収率がそれに対応して変換することを示している。
【０１１７】
【表８】
2020514296.tif 000010
【０１１８】
〔実施例６〕
表９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、実施例５に概説した触媒混合物を使用する約４５０℃でのモジュール式低過酷度クラッキングユニットにおける熱的クラッキングおよび約４５２℃の平均カップ混合温度における接触クラッキングの両方からの芳香族化合物濃度を示している。芳香族化合物類の濃度は９〜９０％の間で変動した。さらに改質により処理した芳香族に富むＰＯＮＡ流は、大量のＣ６〜Ｃ９高価値芳香族化合物類を生成した。
【０１１９】
【表９】
2020514296.tif 000011
【０１２０】
〔実施例７〕
循環流動床反応器中での混合プラスチックの連続分解が、触媒の種々の組み合わせで行われ、熱分解と接触分解との両方の結果が表１０に示されている。
【０１２１】
【表１０−１】
2020514296.tif 000012
【表１０−２】
2020514296.tif 000013
【０１２２】
熱分解産物中の芳香族化合物類の濃度は９〜８７重量％の間で変化させることができ、Ｃ６〜Ｃ８芳香族化合物類の濃度は５〜６２重量％の間で変化させることができる。Ｃ９＋芳香族化合物類も８〜４２重量％の間で変化させることができる。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。
【０１２３】
図１〜３に表示されている概略図に従って、表１０に示される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、または非芳香族類材料の改質は、ベンゼンおよびキシレン類の形成を増加させることができる。
【０１２４】
表１０に示される異なる操作ケースの全液体産物に対して、２２０℃未満で沸騰する液体は５０〜８５重量％であり、２２０〜３７０℃の間で沸騰する液体は１５〜３２重量％であり、そして３７０℃より高温で沸騰する液体は２〜２１重量％であった。これらの様々な液体画分を、穏やかな水素化分解とそれに続く脱アルキル化に付することにより、ベンゼンおよびキシレン類の収率を最大にすることができる。
【０１２５】
全体として、上記の実施例を通して、図１〜３に示されるような統合フローシートのプロセス構成に含まれるプロセスは、クメンの製造にさらに使用することができるプロピレンおよびベンゼンを生成することが示された。
【０１２６】
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。
【０１２７】
〔追加の開示〕
以下は、非限定的な例として提供される列挙された実施形態である。
【０１２８】
（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液体流の少なくとも一部を水素化処理触媒と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）前記炭化水素産物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、および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炭化水素産物中のＣ６〜Ｃ８芳香族炭化水素類の量より大きい工程、（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工程、（ｆ）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ベンゼン流、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、該ベンゼン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、および該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に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、（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、（ｉ）前記熱分解ガス流の少なくとも一部、前記第一ガス流の少なくとも一部、前記第二ガス流の少なくとも一部、またはそれらの組み合わせを第一分離ユニットに導入することにより第一プロピレン流、第一Ｃ２およびＣ４不飽和流および飽和ガス流を生成することを含んでなり、該第一プロピレン流がプロピレンを含み、該第一Ｃ２およびＣ４不飽和流がエチレンおよびブチレン類を含み、および該飽和ガス流が水素およびＣ１〜Ｃ４飽和炭化水素類を含む工程、（ｊ）前記第一Ｃ２およびＣ４不飽和流の少なくとも一部をメタセシス反応器に供給することにより第二プロピレン流を生成することを含んでなり、該メタセシス反応器がメタセシス触媒を含み、および該第二プロピレン流がプロピレンを含む工程、ならびに、（ｋ）前記ベンゼン流の少なくとも一部および前記第一プロピレン流の少なくとも一部および／または前記第二プロピレン流の少なくとも一部をアルキル化ユニットに供給することによりクメンを生成することを含んでなり、該アルキル化ユニットがアルキル化触媒を含む工程、を含むクメンを製造するための方法である第一の態様。
【０１２９】
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熱分解ユニットにリサイクルすることをさらに含む第一の態様の方法である第二の態様。
【０１３０】
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して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さらに含み、該飽和炭化水素類流がＣ５＋飽和炭化水素類を含み、および該第一芳香族化合物類流がＣ６＋芳香族炭化水素類を含む第一および第二の態様のいずれか一つの方法である第三の態様。
【０１３１】
（ｉ）前記飽和炭化水素類流の少なくとも一部を前記改質ユニットに搬送すること、および／または（ｉｉ）前記第一芳香族化合物類流の少なくとも一部を前記第三芳香族化合物類分離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。
【０１３２】
クメンの全収率が約２５重量％以上である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。
【０１３３】
前記第三芳香族化合物類流から前記ベンゼンの少なくとも一部を回収することをさらに含む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。
【０１３４】
ベンゼンの全収率が約１６重量％以上である第六の態様の方法である第七の態様。
【０１３５】
前記Ｃ８芳香族化合物類流から前記キシレン類の少なくとも一部を回収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。
【０１３６】
キシレン類の全収率が約１６重量％以上である第八の態様の方法である第九の態様。
【０１３７】
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液体流と熱分解ガス流とに変換する前記工程（ａ）が約４５０℃未満の温度で行われる第一から第九の態様のいずれか一つの方法である第十の態様。
【０１３８】
前記熱分解ユニットが低過酷度熱分解ユニットであ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。
【０１３９】
前記炭化水素産物が、該炭化水素産物の総重量に基づいて約９５重量％以上のＣ８−炭化水素類を含む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。
【０１４０】
（ａ）第一熱分解ユニットにおいて第一プラスチック廃棄物を第一炭化水素液体流と第一熱分解ガス流とに変換する工程、（ｂ）任意に第一水素化処理ユニットにおいて水素の存在下で前記第一炭化水素液体流の少なくとも一部を第一水素化処理触媒と接触させることにより第一炭化水素産物および第一Ｃ１−４ガス流を生成することを含んでなり、該第一炭化水素産物がＣ５＋炭化水素類を含む工程、（ｃ）前記第一炭化水素液体流の少なくとも一部および／または前記第一炭化水素産物の少なくとも一部を前記第一熱分解ユニットにリサイクルする工程、（ｄ）第二熱分解ユニットにおいて第二プラスチック廃棄物を第二炭化水素液体流と第二熱分解ガス流とに変換する工程、（ｅ）第二水素化処理ユニットにおいて水素の存在下で前記第二炭化水素液体流の少なくとも一部を第二水素化処理触媒に接触させることにより第二炭化水素産物および第二Ｃ１−４ガス流を生成することを含んでなり、該第二炭化水素産物がＣ５〜Ｃ８炭化水素類を含み、および該第一水素化処理触媒と該第二水素化処理触媒とが同じまたは異なる工程、（ｆ）前記第二炭化水素産物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、第三Ｃ１−４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、および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第二炭化水素産物中のＣ６〜Ｃ８芳香族炭化水素類の量より多い工程、（ｇ）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、（ｈ）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工程、（ｉ）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ベンゼン流、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、該ベンゼン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、および該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、（ｊ）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、（ｋ）前記Ｃ１１＋芳香族化合物類流の少なくとも一部を前記第一水素化処理ユニットおよび／または前記第二水素化処理ユニットに搬送する工程、（ｌ）前記第一熱分解ガス流の少なくとも一部、前記第二熱分解ガス流の少なくとも一部、前記第一Ｃ１−４ガス流の少なくとも一部、前記第二Ｃ１−４ガス流の少なくとも一部、前記第三Ｃ１−４ガス流の少なくとも一部、またはそれらの組み合わせを第一分離ユニットに導入することにより第一プロピレン流、第一Ｃ２およびＣ４不飽和流および飽和ガス流を生成することを含んでなり、該第一プロピレン流がプロピレンを含み、該第一Ｃ２およびＣ４不飽和流がエチレンおよびブチレン類を含み、および該飽和ガス流が水素およびＣ１〜Ｃ４飽和炭化水素類を含む工程、（ｍ）前記第一Ｃ２およびＣ４不飽和流の少なくとも一部をメタセシス反応器に供給することにより第二プロピレン流を生成することを含んでなり、該メタセシス反応器がメタセシス触媒を含み、および該第二プロピレン流がプロピレンを含む工程、ならびに、（ｎ）前記ベンゼン流の少なくとも一部、および前記第一プロピレン流の少なくとも一部および／または前記第二プロピレン流の少なくとも一部をアルキル化ユニットに供給することによりクメンを生成することを含んでなり、該アルキル化ユニットがアルキル化触媒を含む工程、を含むクメンを製造する方法である第十三の態様。
【０１４１】
第一熱分解ユニットにおいて第一プラスチック廃棄物を第一炭化水素液体流と第一熱分解ガス流とに変換する前記工程（ａ）が約４５０℃以上の温度で行われる第十三の態様の方法である第十四の態様。
【０１４２】
第二熱分解ユニットにおいて第二プラスチック廃棄物を第二炭化水素液体流と第二熱分解ガス流とに変換する前記工程（ｄ）が約４５０℃未満の温度で行われる第十三および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。
【０１４３】
クメンの全収率が約２７重量％以上である第十三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。
【０１４４】
前記第三芳香族化合物類流から前記ベンゼンの少なくとも一部を回収することをさらに含む第十三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。
【０１４５】
ベンゼンの全収率が約１８重量％以上である第十七の態様の方法である第十八の態様。
【０１４６】
前記Ｃ８芳香族化合物類流から前記キシレン類の少なくとも一部を回収することをさらに含む第十三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。
【０１４７】
キシレン類の全収率が約１８重量％以上である第十九の態様の方法である第二十の態様。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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１Ａ】
2020514296.tif 000014
【図１Ｂ】
2020514296.tif 000015
【図２Ａ】
2020514296.tif 000016
【図２Ｂ】
2020514296.tif 000017
【図３Ａ】
2020514296.tif 000018
【図３Ｂ】
2020514296.tif 000019
【国際調査報告】
2020514296.tif 000020
2020514296.tif 000021