用于轉(zhuǎn)化聚合物廢物的區(qū)域-劃定的熱解設(shè)備的制作方法
【專利摘要】用于熱解含烴材料以生產(chǎn)可用的蒸氣和固體產(chǎn)物的設(shè)備和方法包括常規(guī)圓柱形、線性反應(yīng)器，所述反應(yīng)器具有用于通過所述反應(yīng)器輸送含烴材料的螺桿工具，用于進(jìn)料和加熱所述含烴材料的工具，由此它們經(jīng)過處理和熱解，以生產(chǎn)蒸氣和固體產(chǎn)物；用于從所述經(jīng)處理的含烴材料中除去蒸氣產(chǎn)物的工具，用于除去固體產(chǎn)物的工具，由此將所述含烴材料保持在某一區(qū)域內(nèi)達(dá)一系列限定的停留時(shí)間的工具，用于旋轉(zhuǎn)所述螺桿的工具，所述螺桿具有多個(gè)飛行結(jié)構(gòu)，用于壓縮，并用于熔融所述含烴材料以將它們從固體轉(zhuǎn)化為液體，用于使所述含烴材料混合、去穩(wěn)定和脫鹵，用于熱解所述含烴材料，用于使經(jīng)熱解的含烴材料脫揮發(fā)，并用于排放固體產(chǎn)物。
【專利說明】用于轉(zhuǎn)化聚合物廢物的區(qū)域-劃定的熱解設(shè)備

【背景技術(shù)】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于將聚合物廢物（無(wú)論是固體和/或液體形式，本文中可互換 地描述為含烴材料、聚合物廢物和/或聚合材料）轉(zhuǎn)化為可冷凝的、不可冷凝的和固體烴產(chǎn) 物的設(shè)備?？衫淠臒N產(chǎn)物包括合成的石油和多種其餾分，包括但不限于輕質(zhì)原油、燃料添 加劑、基礎(chǔ)油、疏松石蠟、石蠟、微晶蠟和以芳族石油烴為主的冷凝物。不可冷凝的烴產(chǎn)物為 氣體。固體烴產(chǎn)物為細(xì)碎的焦炭。特別是，本發(fā)明為連續(xù)的區(qū)域-劃定的熱解設(shè)備，具有同 時(shí)生產(chǎn)多種產(chǎn)物的能力，其中一種（硬蠟）在低于特定的熱解轉(zhuǎn)化溫度的溫度下由該設(shè)備 生產(chǎn)。
[0002] 經(jīng)由熱解轉(zhuǎn)化廢聚合物以得到可用的終產(chǎn)物許多年來已成為許多人尋求的目標(biāo)。 涉及聚合物的熱解分解的現(xiàn)有技術(shù)主要依靠分批、半分批或串聯(lián)分批過程，由于它們的操 作復(fù)雜性和不能連續(xù)處理混合、差分類和/或污染的聚合物廢物而不能污損而受限于工業(yè) 可行的應(yīng)用。許多聲稱包括在一組順序中漸進(jìn)操作的一系列分批反應(yīng)器的串聯(lián)分批過程為 "連續(xù)的"，僅因?yàn)橐恍┊a(chǎn)物通過歧管或其它合適的出口結(jié)構(gòu)從與分批反應(yīng)器連接的一個(gè)或 多個(gè)出口不斷地排放。聚合物轉(zhuǎn)化過程包括化學(xué)解聚、具有部分氧化的氣化和熱裂化（包 括熱解，具有或不具有催化裂化和重整）的主要過程以及氫化的次要過程?；瘜W(xué)解聚已主 要局限于聚酯（例如PET)和聚氨酯的分解以及聚酰胺、聚碳酸酯和聚縮醛的次要應(yīng)用。該 方法通常受限于以單體收率為目標(biāo)的縮聚物的分解。
[0003] 廢聚合物的氣化和部分氧化通常以生產(chǎn)一氧化碳和氫的混合物（通常稱為合成 氣）為目標(biāo)。關(guān)于反應(yīng)器尺寸和處理速率，雖然部分氧化可為比蒸汽甲烷重整更有效的過 程，但是部分氧化獲得相對(duì)較低的氫收率。生產(chǎn)很少（如果有的話）可冷凝的烴。
[0004] 熱裂化過程采用熱分解，導(dǎo)致復(fù)雜的混合物。反應(yīng)溫度結(jié)合分子在相應(yīng)的期望的 溫度范圍內(nèi)的保留時(shí)間為最顯著的反應(yīng)變量，影響聚合物轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)化產(chǎn)物的分子分布二 者。因此，有效控制反應(yīng)溫度和停留時(shí)間對(duì)于使期望的產(chǎn)物混合物的收率最大化是最重要 的。由于該聚合物看起來呈現(xiàn)差的導(dǎo)熱性，尤其是，由于除了其他方面之外通過廢聚合物的 無(wú)效換熱引起的問題，分批、半分批和串聯(lián)分批過程經(jīng)歷難以有效實(shí)現(xiàn)和保持控制反應(yīng)溫 度和停留時(shí)間。與連續(xù)過程不同（連續(xù)過程實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)過程平衡，從而保持控制反應(yīng)溫度和 停留時(shí)間），分批、半分批和串聯(lián)分批過程不斷地處于不平衡狀態(tài)，造成每一個(gè)過程周期的 慢性控制挑戰(zhàn)和反應(yīng)器污損的急性問題。其它變量（包括催化劑）為優(yōu)化控制；雖然催化 裂化和重整提供了聚合物在較低溫度下分解和對(duì)產(chǎn)物品質(zhì)具有增加的控制的較高速率的 優(yōu)勢(shì)，但是催化裂化造成的挑戰(zhàn)包括過程復(fù)雜性、阻礙活性的殘?jiān)练e、催化劑中毒、催化 劑反應(yīng)器的高資金和操作成本以及處置廢催化劑的成本。
[0005] 氫化為在石油精煉和石化生產(chǎn)中的基本步驟，其已適用于次要處理由熱裂化過程 得到的油。該次要方法（通常結(jié)合蒸餾）用于生產(chǎn)需要?dú)滹柡拖N和除去雜原子的基于石 油的燃料和過程餾分。氫化為資金密集的，并且由于高壓操作、氫的成本、除去廢熱的成本 和其它因素，氫化可具有高操作成本。術(shù)語(yǔ)"雜原子"應(yīng)理解為指不是碳或氫的任何原子， 并且已適用于指非碳原子已代替在分子結(jié)構(gòu)的骨架中的碳或代替與分子結(jié)構(gòu)的骨架鍵合 的氫或烷基。典型的雜原子為氮、氧、硫、磷、氯、溴、氟和碘。氫化為在石油精煉和石化生產(chǎn) 中采用的次要過程。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)和過程還未實(shí)現(xiàn)涉及聚合物的熱解分解的寬泛接受或成功，并且這 是由于高操作成本，不能持續(xù)地處理污染的廢物流和具有不同組成的廢物流，過高的成本 或缺乏未污染的原料流的市場(chǎng)可用性，不能可靠和有效控制溫度和壓力操作條件，不能向 需要高體積的材料來維持運(yùn)行的工廠持續(xù)地供應(yīng)足夠數(shù)量的規(guī)范原料，不能控制由于炭、 對(duì)苯二甲酸、苯甲酸、礦物質(zhì)、金屬等的系統(tǒng)污損，試圖從寬泛變化的原料組成生產(chǎn)具有相 對(duì)較窄范圍的市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的規(guī)格的燃料，不能控制產(chǎn)物油的雜原子含量，因此限制了產(chǎn)物的 市場(chǎng)接受度，不能持續(xù)地和有效地處理由于在每一個(gè)分批反應(yīng)器周期中工人暴露于危險(xiǎn)蒸 氣和固體中的安全問題，并產(chǎn)生危險(xiǎn)廢物，該危險(xiǎn)廢物包括但不限于炭、廢水和不合格含烴 液體。
[0007] 更具體地，涉及分批或半分批過程的現(xiàn)有技術(shù)必須克服熱無(wú)效的挑戰(zhàn)以促進(jìn)轉(zhuǎn) 化?？紤]到聚合物廢物具有差的導(dǎo)熱性，大多數(shù)分批反應(yīng)器系統(tǒng)依賴在反應(yīng)器內(nèi)的混合元 件的一些結(jié)構(gòu)或者將含有原料的藥筒放置在分批反應(yīng)器中的復(fù)雜陣列或者含有經(jīng)歷熱能 的原料的同心管狀裝置或在分批反應(yīng)器的主體內(nèi)部署的管狀換熱幾何形狀等，意圖是提高 原料表面積，從而提高對(duì)熱能的表面暴露，否則熱能不充分地輸送通過具有差導(dǎo)熱性的材 料。已尋求專利保護(hù)的大量的分批反應(yīng)器結(jié)構(gòu)與解決分批反應(yīng)器系統(tǒng)固有的傳熱和過程控 制挑戰(zhàn)的廣譜系列努力一致。對(duì)限制的復(fù)雜的機(jī)械和/或幾何學(xué)方案是分批反應(yīng)器所固有 的。
[0008] 此外，大多數(shù)（如果不是所有）分批反應(yīng)器，無(wú)論是單一的還是串聯(lián)的，必須裝載 含烴原料，用含氧大氣吹掃，當(dāng)提取產(chǎn)物蒸氣時(shí)加熱至期望的溫度，隨后冷卻至低于殘余固 體的閃點(diǎn)的溫度以促進(jìn)它們的除去。這些系統(tǒng)經(jīng)歷的重復(fù)的熱周期具有差的熱效率，導(dǎo)致 過度消耗能量以完成聚合物轉(zhuǎn)化。
[0009] 在分批過程的一種實(shí)施方式中，Garrison等人的美國(guó)專利號(hào)8, 192, 587提供了過 程控制的有限的工具。在分批反應(yīng)器中，在Garrison描述的在分批反應(yīng)器中，所有的化學(xué) 品在相同的三維空間中以連續(xù)的時(shí)間分解。Garrison未加入復(fù)雜的幾何學(xué)工具來通過使 換熱流體循環(huán)通過密封的加熱系統(tǒng)提高在分批反應(yīng)器中可用于換熱的表面積，由于差的導(dǎo) 熱性和在原料裝載中不同的材料密度，在反應(yīng)器的內(nèi)部橫截面之上的溫度控制性差。當(dāng)發(fā) 生轉(zhuǎn)化時(shí)并且經(jīng)由蒸氣的排放從反應(yīng)器中除去質(zhì)量時(shí)，這樣的材料密度發(fā)生了變化。此外， 在分批反應(yīng)器中，例如在Garrison的分批反應(yīng)器中，即使部署內(nèi)部換熱流體，聚合物原料 的差的導(dǎo)熱性導(dǎo)致穿過分批反應(yīng)器的復(fù)雜的橫截面的原料傳熱能力程度的變化。另外的復(fù) 雜性源于，當(dāng)其分解時(shí)，原料的導(dǎo)熱性隨著其組成的變化而變化。在分批反應(yīng)器系統(tǒng)中，例 如在Garrison的分批反應(yīng)器系統(tǒng)中，其它無(wú)效起源于在內(nèi)部換熱系統(tǒng)的表面之上和在反 應(yīng)器主體本身的表面之上沉積重質(zhì)低聚物、多環(huán)芳烴、浙青質(zhì)和/或炭，從而提供不完全導(dǎo) 熱性溶液以促進(jìn)有效的傳熱。如Garrison描述的，當(dāng)在未攪拌的反應(yīng)器中在合適的位置廢 聚合物分解時(shí)，在用于大多數(shù)反應(yīng)器周期的反應(yīng)器的內(nèi)表面上沉積炭促進(jìn)了在炭的表面上 形成和吸附芳香烴和多環(huán)芳烴。除非將那些芳香烴和多環(huán)芳烴從炭上除去或除非防止該吸 附，如果其特征為危險(xiǎn)廢物，處置通過分批過程產(chǎn)生的炭可能特別昂貴。與所有分批反應(yīng)器 一樣，在每一個(gè)過程周期結(jié)束時(shí)，必須除去炭。
[0010] Cha等人的美國(guó)專利號(hào)5, 389, 961、5, 740, 384描述了一種連續(xù)的兩步熱過程，用 于共同再循環(huán)碎輪胎和油。該現(xiàn)有技術(shù)處理了具有相對(duì)大量的用過的發(fā)動(dòng)機(jī)油、氣缸油、真 空塔塔底物等的碎輪胎，Cha描述了一種串聯(lián)操作的雙-反應(yīng)器系統(tǒng)，由此在兩個(gè)反應(yīng)器之 間需要轉(zhuǎn)移點(diǎn)，以從第一傾斜的反應(yīng)器向第二水平反應(yīng)器排放未反應(yīng)的材料。由于污損的 結(jié)果，該轉(zhuǎn)移點(diǎn)導(dǎo)致了操作挑戰(zhàn)。Cha描述了雙-反應(yīng)器系統(tǒng)的橫截面形狀，其提供了敞開 的頂部空間，通過該頂部空間可除去未反應(yīng)的輪胎組分（包括鋼纖維），所述敞開的頂部空 間造成了將原料有效向上輸送至第一反應(yīng)器的斜面的挑戰(zhàn)。Cha描述了在提高的溫度下操 作傾斜的反應(yīng)器，并且在較高的溫度下水平操作，以從炭中驅(qū)除揮發(fā)性烴。
[0011] Wang的美國(guó)專利號(hào)5, 836, 524描述了一種在相對(duì)低的溫度下，在單一的連續(xù)步驟 中，處理固體聚合物廢物和用過的潤(rùn)滑油或再循環(huán)的重油的過程。該現(xiàn)有技術(shù)采用連續(xù)過 程傾斜的螺桿，其不具有用于控制升溫速率和控制停留時(shí)間的工具。Wang認(rèn)識(shí)到過程收率 隨著溫度而變。
[0012] Tadauchi等人的美國(guó)專利號(hào)6, 172, 275描述了一種用于分解可含有有機(jī)氯的廢 塑料的熱解方法和設(shè)備。Tadauchi教導(dǎo)了使用用于分解增塑劑和用于使鹵代聚合物（包括 聚氯乙烯（PVC))脫氯的加熱區(qū)域，通過該區(qū)域增塑劑可分解為油和可由PVC放出的鹽酸。 油和鹽酸二者單獨(dú)回收。Tadauchi進(jìn)一步描述了從可含有有機(jī)氯化合物的較輕分子中冷 凝和分離蠟，并且將該蠟餾分進(jìn)一步熱解為輕質(zhì)油。Tadauchi教導(dǎo)了增塑劑分解和鹽酸放 出，注意到僅在或超過450°C (842° F)的溫度下發(fā)生該另外的分解，以生產(chǎn)熱解產(chǎn)物，熱解 產(chǎn)物可為以4-15個(gè)碳原子為主的輕質(zhì)油。Tadauchi教導(dǎo)了在分解增塑劑和回收鹽酸后剩 余的材料經(jīng)歷通常超過450°C (842° F)的熱解過程。Tadauchi描述了使用真空從塑料中 除去鹽酸并提高符合熱解的反應(yīng)器壓力，以使分子分布偏移朝向具有4-15個(gè)碳數(shù)量的較 輕分子。
[0013] Grispin的美國(guó)專利號(hào)7, 344, 622描述了什么稱為連續(xù)過程，其中，通過在基本上 不存在氧下保持緩慢的加熱速率，產(chǎn)生具有熱梯度的炭床，實(shí)現(xiàn)控制由聚合物廢物的熱分 解得到的液體的組成。Grispin提出了炭床的性質(zhì)、反應(yīng)器尺寸、原料裝載的量、加熱速率和 氧氣的大量排除同時(shí)與產(chǎn)物的組成相關(guān)。Grispin描述的該過程通過在以反應(yīng)器體積和反 應(yīng)器裝載之間的關(guān)系為目標(biāo)的反應(yīng)器中，實(shí)現(xiàn)受控的單一加熱升溫達(dá)最佳時(shí)間段，以影響 因此形成的油的組成而運(yùn)行。Grispin的教導(dǎo)是生產(chǎn)具有6-12個(gè)碳數(shù)量的芳香族餾分的過 程。
[0014] Smith的美國(guó)專利號(hào)7, 893, 307描述了一種過程，由此"烴形式的材料，例如塑 料和其它廢物或其它再循環(huán)的材料"在"粘稠的剪切設(shè)備"例如擠出機(jī)中熔融，并且引入 到被稱為"帶狀通道"反應(yīng)器的裝置中，其中，具有薄橫截面面積的熔融的塑料的圓柱形 帶前進(jìn)，并且其中，塑料發(fā)生熱解分解。該設(shè)計(jì)的意圖是通過使熔融材料的薄的主體暴露 于遠(yuǎn)超過促進(jìn)聚合物分解所需的溫度的表面溫度，使可用于加熱的表面積最大化，因此 賦予反應(yīng)器中的材料高熱梯度。聲稱離開粘稠的剪切設(shè)備并且進(jìn)入帶狀通道反應(yīng)器的 熔體的溫度在約238°C (460° F)至約315°C (600° F)的范圍。在Smith過程中，在約 300°C (572° F)至約365°C (690° F)之間發(fā)生有效脫氯（如果有的話）。Smith進(jìn)一步 公開了在約524°C (975° F)至約538°C (1000° F)的溫度范圍，將殘余的材料從帶狀通 道反應(yīng)器中排放。為了實(shí)現(xiàn)在帶狀通道反應(yīng)器中分解，帶狀通道反應(yīng)器的表面溫度/加熱 元件溫度為約760°C(1400° F)至約1315°C(2400° F)，通過保持在反應(yīng)器表面和內(nèi)部 反應(yīng)器溫度之間的高溫差，努力有效加熱填充帶狀通道的材料的薄橫截面。該加熱導(dǎo)致 內(nèi)部帶狀通道反應(yīng)器溫度從338°C(640° F)-368°C(694° F)提高至高達(dá)實(shí)現(xiàn)熱解分解 的393°C(740° F)-524°C(975° F)，任選在熔融相催化劑存在下。在過程結(jié)束時(shí)，在約 524°C (975° F)至約538°C (1000° F)下排放炭材料、灰塵和小塊金屬。Smith的教導(dǎo)為 3, 000-10, 000磅/小時(shí)的生產(chǎn)量，并且集中于帶狀通道反應(yīng)器的幾何形狀，以優(yōu)化快速傳 熱。擠出機(jī)和帶狀通道反應(yīng)器不能接受比在擠出機(jī)螺桿和桶之間的空隙，或者在外部加熱 的氣缸的內(nèi)徑和內(nèi)部加熱的氣缸的外徑之間的有效距離（無(wú)論何時(shí)均較?。└蟮念w粒。 在橡膠的示例性情況下，Smith明確表示遠(yuǎn)遠(yuǎn)更小的粒徑，包括碎屑。Smith僅聚焦提供溶 液以有效傳熱。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 用于連續(xù)熱解含烴材料以生產(chǎn)可用的蒸氣和固體產(chǎn)物的設(shè)備和操作方法包括常 規(guī)圓柱形、線性反應(yīng)器，所述反應(yīng)器具有用于通過所述反應(yīng)器輸送含烴材料的螺桿工具，用 于進(jìn)料和加熱所述含烴材料的工具，由此它們經(jīng)過處理和熱解，以生產(chǎn)蒸氣和固體產(chǎn)物，其 中，所述螺桿工具基本上在所述反應(yīng)器的長(zhǎng)度上延伸；用于從所述經(jīng)處理的含烴材料中除 去蒸氣產(chǎn)物的工具，用于除去固體產(chǎn)物的工具，由此將所述含烴材料保持在某一區(qū)域內(nèi)達(dá) 一系列限定的停留時(shí)間的工具，用于旋轉(zhuǎn)所述螺桿的工具，所述螺桿具有多個(gè)飛行結(jié)構(gòu)，用 于壓縮，并用于熔融所述含烴材料以將它們從固體轉(zhuǎn)化為液體，用于使所述含烴材料混合、 去穩(wěn)定和脫鹵，用于熱解所述含烴材料，用于使經(jīng)熱解的含烴材料脫揮發(fā)，并用于排放固體 產(chǎn)物。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 參考附圖，當(dāng)閱讀以下說明時(shí)，本發(fā)明的前述和其它特征和優(yōu)點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù) 人員來說顯而易見，其中：
[0017] 圖1為根據(jù)本發(fā)明區(qū)域-劃定的熱反應(yīng)器的側(cè)面示意圖。
[0018] 圖2為根據(jù)本發(fā)明區(qū)域-劃定的熱反應(yīng)器的降壓冷凝器陣列及其部署下游的側(cè)面 示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019] 本發(fā)明為用于轉(zhuǎn)化含烴材料的區(qū)域-劃定的連續(xù)熱解設(shè)備。該熱解設(shè)備通常為圓 柱形、線性、加熱的、連續(xù)反應(yīng)器，沿著其軸在反應(yīng)器的中心具有螺旋鉆或螺桿，在整體的一 系列降壓冷凝器之前和之后二者，能同時(shí)排放終產(chǎn)物。該熱解設(shè)備采用連續(xù)方式操作。此 夕卜，該熱解設(shè)備為模塊化和可伸縮的熱解設(shè)備，能將聚合物廢物和低價(jià)值或污染的聚合物 轉(zhuǎn)化為合成的石油和多種其餾分，所述餾分包括但不限于輕質(zhì)原油、燃料添加劑、基礎(chǔ)油、 疏松石蠟、石蠟、微晶蠟和以芳族石油烴為主的冷凝物。不可冷凝的烴產(chǎn)物為氣體。固體烴 產(chǎn)物為細(xì)碎的焦炭，如果在其分解之前在原料中存在這樣的非聚合物固體，其可含有或不 含非聚合物固體。反應(yīng)器具有中心旋轉(zhuǎn)軸，其具有不同螺旋鉆或螺桿結(jié)構(gòu)的部分，以混合和 /或前進(jìn)待轉(zhuǎn)化的聚合物。
[0020] 本發(fā)明具有靈活性以允許并且具有能力生產(chǎn)和經(jīng)由設(shè)備直接排放而單獨(dú)排放主 要共具有30-70個(gè)碳原子的微晶蠟或石蠟產(chǎn)物，在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，在七個(gè)連續(xù)操 作的、串聯(lián)取向的過程區(qū)域（下文中稱為區(qū)域）的第四個(gè)區(qū)域結(jié)束時(shí)排放。具體地，這一點(diǎn) 在混合、分子去穩(wěn)定和雜原子清除區(qū)域之后、在300°C_338°C(572° F-690° F)的溫度范 圍內(nèi)發(fā)生，可以獲得不能事先從微晶蠟或石蠟產(chǎn)物的一致收率確定的溫度臨界值。此外， 在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，其允許另外的和同時(shí)能生產(chǎn)一種或多種另外的共具有4-30個(gè) 碳數(shù)量的較輕餾分，該較輕餾分從位于第五個(gè)和第六個(gè)連續(xù)操作的、串聯(lián)取向的過程區(qū)域 (即，分別為熱解區(qū)域以及炭和殘余固體脫揮發(fā)區(qū)域）的單獨(dú)的排放口回收，經(jīng)由在一系列 降壓冷凝器中的隨后的回收熱解蒸氣，當(dāng)需要非常高效的分離時(shí)，所述降壓冷凝器具有任 選的在漸進(jìn)較冷的操作溫度范圍下操作的除霧器與多個(gè)相應(yīng)的冷凝器。雖然該設(shè)備不需要 部署催化劑反應(yīng)器和/或回流反應(yīng)器和/或分餾塔，但是在當(dāng)例如需要生產(chǎn)僅輕質(zhì)油、柴油 添加劑或汽油添加劑的實(shí)例中，作為本發(fā)明主題的設(shè)備的模塊化和可伸縮性提供了任選部 署那些另外的裝置的機(jī)會(huì)。
[0021] 供應(yīng)給設(shè)備的原料可為混合的和/或不同的固體與混合的和/或不同比例的基于 石油的液體（如果有的話）的組合。區(qū)域-劃定的過程控制提供了寬泛可變的原料流、高 度污染的原料流和隨著時(shí)間變化具有不一致組成的原料流的有效轉(zhuǎn)化。不需要干凈的未受 污染的原料進(jìn)料流。甚至充分容許被殺蟲劑、除草劑、石油產(chǎn)物、藥物等污染的聚合物廢物。 如果按照操作危險(xiǎn)廢物儲(chǔ)存、處理和處置設(shè)備的EPA許可來操作設(shè)備，某些特性和列舉的 危險(xiǎn)廢物可構(gòu)成或被包括作為含烴原料的組分。
[0022] 本發(fā)明包括區(qū)域-劃定的、連續(xù)熱解設(shè)備10,用于轉(zhuǎn)化含烴材料，它的一種實(shí)施方 式在圖1中有所說明。該熱解設(shè)備為連續(xù)的、模塊化的和可伸縮的設(shè)備，用于制造可冷凝的 烴產(chǎn)物。這些烴產(chǎn)物包括合成的石油和多種其餾分，所述餾分包括但不限于輕質(zhì)原油、燃料 添加劑、基礎(chǔ)油、疏松石蠟、石蠟、微晶蠟和以芳族石油烴為主的冷凝物。不可冷凝的烴產(chǎn)物 為氣體。固體烴產(chǎn)物為細(xì)碎的焦炭加上可再循環(huán)的金屬和/或聚集體。該固體烴產(chǎn)物在本 文中也被稱為"固體殘?jiān)?或"固體產(chǎn)物"。
[0023] 它為常規(guī)圓柱形、線性、加熱的反應(yīng)器10,該反應(yīng)器10沿著其軸在反應(yīng)器10的中 心具有螺旋鉆或螺桿11。它采用連續(xù)方式操作。此外，它為模塊化的和可伸縮的熱解設(shè)備， 該熱解設(shè)備能將聚合物廢物和低價(jià)值的或污染的聚合物（統(tǒng)稱為100)轉(zhuǎn)化為液體和/或 可冷凝的烴產(chǎn)物，包括合成的石油和多種其餾分，所述餾分包括但不限于輕質(zhì)原油、燃料添 加劑、基礎(chǔ)油、疏松石蠟、石蠟、微晶蠟和以芳族石油烴為主的冷凝物。本文描述的許多蠟以 液相離開反應(yīng)器，但是一旦收集，傾向于冷卻至固體或緩慢流動(dòng)的液體。出于該原因并且為 了一致性的目的和就本發(fā)明的目的而言，除非明確另外說明，否則一種或多種蠟，無(wú)論它們 在過程中在何處被回收，將作為固體、固體產(chǎn)物和/或固體殘?jiān)幚怼?br> [0024] 該反應(yīng)器10具有帶截面的中心旋轉(zhuǎn)軸11，下文中也稱為具有不同的螺旋鉆或螺 桿結(jié)構(gòu)的區(qū)域。通過確定和建立多種漸進(jìn)的溫度區(qū)域以影響優(yōu)化的溫度斜坡升溫，以及通 過沿著反應(yīng)器的長(zhǎng)度變化螺桿結(jié)構(gòu)來控制在每一個(gè)相應(yīng)的溫度區(qū)域內(nèi)的停留時(shí)間，實(shí)現(xiàn)優(yōu) 化的產(chǎn)物混合。這樣產(chǎn)生多個(gè)溫度斜坡升溫和保留時(shí)間（浸泡），導(dǎo)致作為連續(xù)過程操作的 本發(fā)明的設(shè)備具有區(qū)域-劃定的轉(zhuǎn)化的熱效率優(yōu)點(diǎn)。供應(yīng)給設(shè)備的進(jìn)料可為混合的和/或 不同的固體與混合的和/或不同的基于石油的液體的組合，統(tǒng)稱為"含烴材料" 100。本文 使用的"基于石油的液體"和"烴液體"可互換使用，并且意味著包括用過的油、廢油、汽油、 精煉廠塔底物、氣缸油等。過程控制提供了寬泛可變的原料流、高度污染的原料流和隨著時(shí) 間變化具有不一致組成的原料流的有效轉(zhuǎn)化。
[0025] 本發(fā)明的設(shè)備接受切碎的聚合物廢物100,其可能被非聚合物餾分污染或者不被 非聚合物餾分污染。為了此目的，除了熱塑性和熱固性塑料（"塑料制品"）以外，"聚合物 廢物"可包括彈性體（或"廢彈性體")，例如碎輪胎、橡膠殘?jiān)?、橡膠帶、EPDM橡膠片材、膜或 擠出物等。將該聚合物廢物連續(xù)進(jìn)料至區(qū)域-劃定的熱反應(yīng)器10中。如果期望，在分帶系 列101 (區(qū)域1)開始時(shí)，還可向反應(yīng)器中加入任何比例的基于石油的液體和/或基于礦物 質(zhì)的添加劑和/或熔融相催化劑，并且在反應(yīng)器中與聚合物廢物混合。當(dāng)原料裝載沿著反 應(yīng)器的長(zhǎng)度前進(jìn)時(shí)，當(dāng)在區(qū)域2 201中其漸進(jìn)壓縮或另外經(jīng)歷體積降低時(shí)，發(fā)生相變，以驅(qū) 除夾帶的大氣，并且經(jīng)由溫度斜坡升溫或梯度加熱，直至在聚合物廢物中的夾帶的水分沸 騰，導(dǎo)致形成蒸汽，并且隨后在區(qū)域3301中熔融。熔體隨后在另一個(gè)熱斜坡升溫中加熱，并 且通過在反應(yīng)器中的最大受控溫度的混合、分子去穩(wěn)定和雜原子清除區(qū)域（區(qū)域4)401前 進(jìn)。在該區(qū)域（區(qū)域4)401中熔體經(jīng)受控的停留時(shí)間和溫度的混合導(dǎo)致分子去穩(wěn)定，纖維 素分解為炭和另外的蒸汽，多種增塑劑和有機(jī)添加劑分解為蒸氣，所述蒸汽可作為可冷凝 的石油產(chǎn)物回收，幾乎完全去除硫，幾乎完全降低有機(jī)鹵素氯和溴，部分降低有機(jī)鹵素氟， 并且?guī)缀跬耆珜?duì)苯二甲酸降低為苯甲酸和將苯甲酸降低為苯。硬蠟產(chǎn)物可在其結(jié)束時(shí)從 區(qū)域4 401排放并且過渡至區(qū)域5 501。在區(qū)域4 401結(jié)束時(shí)還未從熱反應(yīng)器直接排放以 回收硬蠟的剩余的熔體隨后通過另一個(gè)熱斜坡升溫前進(jìn)至區(qū)域（區(qū)域5) 501，大多數(shù)熱解 在區(qū)域5中發(fā)生。對(duì)于每一種待分解的原料，經(jīng)優(yōu)化的停留時(shí)間發(fā)生該熱解以分解。使剩 余的質(zhì)量前進(jìn)通過具有最大受控溫度和足夠停留時(shí)間的區(qū)域5 501環(huán)境導(dǎo)致了優(yōu)化收率 和組成的熱解產(chǎn)物。當(dāng)剩余的質(zhì)量離開熱解區(qū)域501時(shí)，在引入到區(qū)域6 601時(shí)其又經(jīng)歷 了一個(gè)熱斜坡升溫，從而經(jīng)歷足夠的停留時(shí)間，促進(jìn)炭脫揮發(fā)和殘余的芳族烴和多環(huán)芳烴 的焦化。因此，在將殘余固體從區(qū)域6 601移至區(qū)域7 701后，其從區(qū)域7 700作為干的和 脆的、細(xì)碎的殘余固體材料連續(xù)排放，其不被吸附的芳香烴和多環(huán)芳烴飽和。如果這些污染 物存在于原料進(jìn)料中，將這些剩余的固體從設(shè)備中作為可含有夾帶的金屬（貴金屬和/或 非貴金屬）、玻璃、石頭等的炭連續(xù)除去。用另一種方式陳述，"炭"為由含烴材料的分解剩 余的碳以外的碳?xì)垵O和殘余固體。
[0026] 將含烴材料作為原料100的共混物引入到主要的、熱的、厭氧的、傾斜的區(qū)域-劃 定的螺桿反應(yīng)器10中。該反應(yīng)器具有橫截面和傾斜（如果有的話）20或任選的下傾（如果 有的話）20量進(jìn)行選擇，以促進(jìn)不同的原料含烴材料的輸送、混合和反應(yīng)以及在區(qū)域4 401 結(jié)束時(shí)從排放口 420排放石蠟或微晶蠟和/或從位于區(qū)域5 501的排放口 520和530排放 可冷凝的烴，和在區(qū)域7 701中從出口 700排放殘余固體炭。不同的螺桿結(jié)構(gòu)結(jié)合多個(gè)溫 度區(qū)域。由于這是采用連續(xù)過程操作的單件設(shè)備，在區(qū)域之間可能沒有必要存在清楚的界 限，使得一個(gè)區(qū)域可能偶然過渡到連接區(qū)域或與連接區(qū)域重疊。
[0027] 區(qū)域通常由與在多個(gè)其外部反應(yīng)器中的內(nèi)部螺桿或螺旋鉆的幾何形狀限定和/ 或劃定，以建立期望的相應(yīng)的區(qū)域停留時(shí)間，對(duì)于每一個(gè)期望速率的過程處理量，結(jié)合在該 區(qū)域中保持的相應(yīng)的操作溫度。進(jìn)行圓柱形、連續(xù)過程區(qū)域-劃定的熱反應(yīng)器的設(shè)計(jì)，以允 許構(gòu)造在其相應(yīng)的直徑處具有適當(dāng)?shù)牡珶o(wú)多余的長(zhǎng)度的該反應(yīng)器，以促進(jìn)在每一個(gè)區(qū)域經(jīng) 適當(dāng)?shù)耐Ａ魰r(shí)間與含烴材料充分換熱，從而經(jīng)所需的停留時(shí)間完成期望的化學(xué)反應(yīng)，對(duì)于 過程處理量的期望的總體速率，達(dá)到期望的完成度。優(yōu)選地，在結(jié)合變量的相互作用的熱力 學(xué)和動(dòng)力學(xué)模式的情境中設(shè)計(jì)連續(xù)反應(yīng)器組分，該變量（除了別的以外）還包括反應(yīng)器取 向、反應(yīng)器長(zhǎng)度、反應(yīng)器直徑、反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的材料、螺桿設(shè)計(jì)、含烴材料處理量速率、密度和 導(dǎo)熱性、動(dòng)力學(xué)粘度、區(qū)域保留時(shí)間、區(qū)域間溫度斜坡升溫等。該模式必須具有預(yù)測(cè)操作本 發(fā)明的結(jié)果的能力，以分解可能遇到期望的或容許的結(jié)果的任何原料組成。在不存在這樣 的模式下，由試驗(yàn)可能衍生優(yōu)化的幾何形狀或者可能不能衍生優(yōu)化的幾何形狀，錯(cuò)誤（尤 其是在本情境下的錯(cuò)誤）可能具有不期望的或甚至災(zāi)難性的結(jié)果。
[0028] 螺桿運(yùn)送裝置的幾何形狀通常由飛行外部直徑與飛行（葉片）之間的空間的比率 決定。本文中將該比率稱為"節(jié)距"或"節(jié)距比率"。飛行外部直徑與葉片空間之間的典型 的比率為1:1，或者節(jié)距比率為1，其中空間與外部直徑相等。這將是標(biāo)準(zhǔn)節(jié)距，具有較少 的空間（例如，為較短的節(jié)距或節(jié)距比率大于1:1，或?yàn)閷?dǎo)致較長(zhǎng)的停留時(shí)間的一半節(jié)距或 2:1的節(jié)距比率，或?yàn)閷?dǎo)致更長(zhǎng)的停留時(shí)間的四分之一節(jié)距或4:1的節(jié)距比率），或者具有 較大的空間（為導(dǎo)致較短的停留時(shí)間的長(zhǎng)節(jié)距或小于1:1的節(jié)距比率）。在圖1中說明的 本發(fā)明的實(shí)施方式還包括符合區(qū)域4 401的混合部分，在區(qū)域4 401中在相鄰的螺桿運(yùn)送 裝置部分310和510之間部署帶狀混合器410,其具有敞開的帶有設(shè)計(jì)用于促進(jìn)混合而不是 輸送的飛行的部分。因此，本發(fā)明的區(qū)域1101、區(qū)域2 201和區(qū)域3 301共同用作螺桿反應(yīng) 器，區(qū)域4 401用作活塞反應(yīng)器，而區(qū)域5 501、區(qū)域6 601和區(qū)域7 701共同用作螺桿反應(yīng) 器。設(shè)備的直徑恒定；在螺桿運(yùn)送裝置部分內(nèi)的比率可變化，因?yàn)槿~片更緊密間隔或更寬泛 間隔。
[0029] 具有過程區(qū)域的本發(fā)明的其它實(shí)施方式可采用任何結(jié)構(gòu)部署，經(jīng)寬泛的可伸縮性 以適應(yīng)所有經(jīng)濟(jì)上可行的處理量方案，所述過程區(qū)域由原料引入到系統(tǒng)（區(qū)域1 101)開 始，隨后繼續(xù)進(jìn)行體積降低和/或壓縮（區(qū)域2 201)，繼續(xù)進(jìn)行原料相變以熔融（區(qū)域3 301)，隨后繼續(xù)進(jìn)行某些增塑劑和添加劑的分解以及鹽酸的釋放，除其他方面之外，同時(shí)和 /或隨后分子去穩(wěn)定（區(qū)域4 401)，隨后繼續(xù)進(jìn)行熱解分解（區(qū)域5 501)，隨后繼續(xù)進(jìn)行炭 脫揮發(fā)和/或焦化（區(qū)域6 601)，并以排放固體產(chǎn)物（區(qū)域7 701)結(jié)束。本發(fā)明體現(xiàn)的系 統(tǒng)為模塊化的、可伸縮的和通用的，適用于具有不同的原料組成和期望的處理量速率的應(yīng) 用。本發(fā)明的通用性的實(shí)例包括區(qū)域-劃定的過程在任何系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。注意到，雖 然本發(fā)明在以下的詳細(xì)說明中描述了本發(fā)明的一些但不是所有的優(yōu)選實(shí)施方式，但是由在 前面的和接下來的詳細(xì)說明中進(jìn)行的公開，在本發(fā)明的精神內(nèi)的多種修改和變化對(duì)于本領(lǐng) 域技術(shù)人員來說將變得顯而易見。因此，前面的和接下來的說明不是要限制本發(fā)明。
[0030] 應(yīng)注意到，在本申請(qǐng)中，術(shù)語(yǔ)"反應(yīng)器"、"蒸餾罐"和"設(shè)備"通?？苫Q使用。在 所有情況下，除非另外說明，否則這些術(shù)語(yǔ)適用于本發(fā)明。
[0031] 該反應(yīng)器10的特征為常規(guī)圓柱形、線性反應(yīng)器，其具有長(zhǎng)的中心旋轉(zhuǎn)軸11，運(yùn)轉(zhuǎn) 設(shè)備的長(zhǎng)度，包含具有不同螺旋鉆或螺桿結(jié)構(gòu)的部分。旋轉(zhuǎn)軸11的精確工具不是關(guān)鍵的， 并且可包括本行業(yè)已知的任何工具。不同的螺桿結(jié)構(gòu)一致并且劃定成多個(gè)溫度區(qū)域。
[0032] 傾斜20可偏離水平30約Γ至約20°，優(yōu)選的傾斜為約+2°至約+6°。反應(yīng)器 10還可在相對(duì)的方向取向或傾斜，或者偏離水平30下傾約Γ至約20°，其中對(duì)于下傾取 向，優(yōu)選下傾約-2°至約-6°。這樣得到相對(duì)于水平30約-20°至約+20°的可能的范圍。
[0033] 當(dāng)原料組合物在加熱后導(dǎo)致可通過傾斜的螺桿反應(yīng)器輸送的處理量粘度時(shí)，部署 傾斜的優(yōu)選實(shí)施方式。在整體冷凝器連串的相對(duì)真空下，由原料的分解放出的蒸氣向下游 移動(dòng)并且向上傾斜漸進(jìn)通過更熱的區(qū)域，直至到達(dá)排放口 520和530,其一種實(shí)施方式在圖 2中說明。在傾斜的部署中，區(qū)域-劃定的熱量控制容易在固相和熔融相中保持，而當(dāng)單獨(dú) 的外部加熱不能克服含烴材料的差的導(dǎo)熱性時(shí)，該較致密的材料使得與圓柱形反應(yīng)器和/ 或部署的任選的加熱內(nèi)部螺桿的加熱的表面連續(xù)接觸。在傾斜的部署中，通過在熱解區(qū)域 5 501中質(zhì)量損失的速率相對(duì)于在區(qū)域1 101中進(jìn)料引入的速率，將熔體水平50保持在指 定的垂直高度，處于動(dòng)態(tài)平衡。在任何傾斜的取向中，熱反應(yīng)器作為螺桿反應(yīng)器在區(qū)域1-3 和區(qū)域5-7中操作，并且作為攪動(dòng)的活塞反應(yīng)器在區(qū)域4 401中操作。
[0034] 當(dāng)原料組合物在加熱后導(dǎo)致難以通過在傾斜的螺桿反應(yīng)器中輸送的處理量粘度 時(shí)，部署下傾的相反取向。在該下傾的部署中，區(qū)域-劃定的熱量控制可在敞開的頂部空間 中的蒸氣相中保持，在整體冷凝器連串的相對(duì)真空下，由原料的分解放出的蒸氣向下游移 動(dòng)并且向下傾斜漸進(jìn)通過更熱的區(qū)域，直至到達(dá)排放口 520和530。為了進(jìn)一步促進(jìn)和加速 該蒸氣移動(dòng)，并為了使在下傾取向中過量熱量在反應(yīng)器的敞開的頂部空間中上升的傾向最 小化，從而潛在地過度裂化蒸氣相分子，從最終的冷凝器排放的一部分不可冷凝的氣體可 任選在注射口 400處再次注入反應(yīng)器和/或從排放口 200取出的蒸汽可任選在注射口 400 處再次注入反應(yīng)器。注射的不可冷凝的氣體和/或蒸汽（如果有的話）的優(yōu)選溫度稍微低 于注射點(diǎn)的操作溫度。注射溫度足夠高以防止任何冷凝，從而保持注射的蒸氣在蒸氣相中， 但是足夠低以消耗來自頂部空間的熱能，從而緩和蒸氣相分子的過度裂化的任何條件。雖 然在任何取向中在所有相中蒸氣相熱調(diào)節(jié)是重要的，但是在下傾取向中，考慮在蒸氣相中 的熱調(diào)節(jié)變得尤其關(guān)鍵，因?yàn)樽鳛轫憫?yīng)重力的熔體流動(dòng)的結(jié)果，熔體水平長(zhǎng)，在比起在相反 傾斜的取向中，在長(zhǎng)度大得多的反應(yīng)器10且溫度范圍寬得多的反應(yīng)器10之上將存在超過 該頂部空間敞開至蒸氣流的下傾表面。在下傾的部署中，區(qū)域-劃定的熱量控制還可在較 致密的固相和熔融相中保持，由于當(dāng)單獨(dú)的外部加熱不能克服含烴材料的差的導(dǎo)熱性時(shí)， 它們使得與圓柱形反應(yīng)器和/或部署的任選的加熱內(nèi)部螺桿的加熱的表面連續(xù)接觸。在下 傾的取向中，雖然熱反應(yīng)器作為螺桿反應(yīng)器在區(qū)域1-3和區(qū)域5-7中操作，并且作為攪動(dòng)的 活塞反應(yīng)器在區(qū)域4中操作，在區(qū)域4中固相和熔融相材料保留時(shí)間可能降低，由于其響應(yīng) 重力向下流動(dòng)的傾向，對(duì)于下傾的取向，需要提高區(qū)域4的長(zhǎng)度來保持足夠的停留時(shí)間，使 得分子去穩(wěn)定和雜原子清除反應(yīng)發(fā)生至期望的完成程度。
[0035] 在傾斜或下傾實(shí)施方式中，適當(dāng)設(shè)置排放口 520和530提供了優(yōu)化回收沒有過度 裂化的蒸氣相烴分子以及生成物過量的不可冷凝的氣體和炭產(chǎn)品。假定排放口 520和530 與冷凝器80成為復(fù)數(shù)，并且冷凝器的操作導(dǎo)致與從蒸氣流中除去蒸氣相分子一致的相對(duì) 真空，那么識(shí)別和使用該相對(duì)真空資源以有利于該過程是很重要的。因此，優(yōu)選的實(shí)施方式 是在反應(yīng)器10的傾斜的部署中直接在熔體水平50之上在區(qū)域5 501中設(shè)置排放口 520 ; 在反應(yīng)器10的下傾的部署中，對(duì)于該優(yōu)選的實(shí)施方式?jīng)]有調(diào)整。在蒸氣將另外經(jīng)歷在區(qū)域 6 601的較高溫度環(huán)境（在區(qū)域6 601中，氣體發(fā)生裂化和焦化）之前，如所描述的設(shè)置排 放口 520允許除去放出的蒸氣。同樣，在區(qū)域5 501和區(qū)域6 601之間的過渡處設(shè)置排放 口 530促進(jìn)了由區(qū)域6 601放出的蒸氣的立即淬滅，含有殘余的芳香烴的這樣的蒸氣如果 在進(jìn)入排放口 530時(shí)不被淬滅，如果它們保持在區(qū)域6 601和區(qū)域7 701中，將被焦化為炭 和甲烷。
[0036] 設(shè)備的溫度不同的沿著其長(zhǎng)度從一個(gè)區(qū)域到另一個(gè)區(qū)域而變，取決于期望的功 能，并且經(jīng)由外部加熱工具（未顯示）控制。任選地，當(dāng)單獨(dú)的外部加熱不能克服含烴材料 的差的導(dǎo)熱性時(shí)，還可加熱內(nèi)部螺桿。加熱工具不是關(guān)鍵的，并且可包括電加熱元件、輻射 加熱、直接點(diǎn)火加熱從而消耗由本發(fā)明生產(chǎn)的氣態(tài)產(chǎn)物、熱夾套，使用本行業(yè)已知的換熱介 質(zhì)，其包括但不限于Dowthemr?、熔融的鉛、熔融的鹽、熔融的鈉等。
[0037] 雖然在整個(gè)操作期間適度的溫度變化被反應(yīng)器10充分容許，但是為了提高效率 并在區(qū)域溫度和停留時(shí)間之間的保持復(fù)數(shù)性，期望在反應(yīng)器10中保持動(dòng)態(tài)平衡。當(dāng)操作接 著發(fā)生時(shí)，一旦已實(shí)現(xiàn)這些溫度，通過在每一個(gè)區(qū)域保持恒定的原料處理量速率和恒定的 反應(yīng)器溫度，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡。原料處理量越慢，則停留時(shí)間越長(zhǎng)。雖然動(dòng)態(tài)平衡已中斷，但是 只要在速率-決定性限制內(nèi)繼續(xù)操作，則可能需要較少的熱量以經(jīng)較長(zhǎng)的停留時(shí)間成功驅(qū) 動(dòng)期望的化學(xué)反應(yīng)。與此相反，原料處理量越快，則停留時(shí)間越短。雖然動(dòng)態(tài)平衡已中斷， 但是只要在速率-決定性限制內(nèi)繼續(xù)操作，則可能需要更多的熱量以經(jīng)較短的停留時(shí)間成 功驅(qū)動(dòng)化學(xué)反應(yīng)。在兩種情況下，如果速率-決定性限制被溫度和/或停留時(shí)間的變化超 越，將不能經(jīng)歷期望的反應(yīng)，并且可得到不期望的反應(yīng)。因此，如果不能保持動(dòng)態(tài)平衡，不平 衡的操作造成有效的系統(tǒng)操作和產(chǎn)物品質(zhì)一致性的風(fēng)險(xiǎn)。
[0038] 雖然關(guān)鍵的是在區(qū)域溫度和停留時(shí)間之間保持復(fù)數(shù)性，但是如果動(dòng)態(tài)平衡中斷， 存在關(guān)于保持該復(fù)數(shù)性的功能能力的限制。這些限制起源于（除其他方面之外）反應(yīng)器設(shè) 計(jì)能力、含烴材料的固定的導(dǎo)熱性和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。例如，超過在反應(yīng)器設(shè)計(jì)中預(yù)期的過量的 進(jìn)料速率可能導(dǎo)致停留時(shí)間不足以促進(jìn)與含烴材料換熱。對(duì)于期望的反應(yīng)，那些降低的停 留時(shí)間可能不足以實(shí)現(xiàn)期望的完成水平，即使足夠的熱量可轉(zhuǎn)移至含烴原料中。在另一個(gè) 實(shí)例中，在試圖補(bǔ)償較快的原料處理量中，人們可能提高加熱系統(tǒng)的溫度。雖然通過該行為 實(shí)現(xiàn)了有限的益處，但是加熱的表面和含烴材料之間的溫差可變得極大，以至于過早促進(jìn) 了理想地應(yīng)在連續(xù)區(qū)域中發(fā)生的反應(yīng)，從而失去在反應(yīng)器10中的區(qū)域限定。用于補(bǔ)償過量 處理量的通過過熱產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)包括產(chǎn)生過量反應(yīng)器壓力/不安全的操作條件，以及以固體 蠟和/或可冷凝的烴收率為代價(jià)過度生產(chǎn)氣體和炭。在另一個(gè)實(shí)例中，遠(yuǎn)低于反應(yīng)器10容 量的進(jìn)料速率或?qū)M(jìn)料的慢性中斷可導(dǎo)致過量的停留時(shí)間。在傾斜的反應(yīng)器取向中，含烴 材料的較致密的組分可沉降至熔融柱的底部，代替較低密度的材料并且在熔融柱的底部收 集，促進(jìn)需要不接計(jì)劃的生產(chǎn)停工的反應(yīng)器10污損以校正問題。類似地，在下傾取向中，含 烴材料的較致密的組分可沉降至反應(yīng)器的底部，并且在每一個(gè)飛行葉片后面收集，但是在 沿著反應(yīng)器的長(zhǎng)度的許多更多的地方，類似地污損反應(yīng)器10。
[0039] 反應(yīng)器10包含一系列不同的處理量過程區(qū)域，通過這些區(qū)域原料共混物連續(xù)加 熱和前進(jìn)。存在七個(gè)這些處理量過程區(qū)域：原料進(jìn)料區(qū)域101，壓縮區(qū)域201，熔融區(qū)域301， 混合、分子去穩(wěn)定和雜原子清除區(qū)域401，熱解區(qū)域501，脫揮發(fā)區(qū)域601，和炭排放區(qū)域 701。
[0040] 區(qū)域1 :原料講料區(qū)域。該區(qū)域101在環(huán)境溫度和壓力下操作小于1分鐘的停留 時(shí)間。在示于圖1的本發(fā)明的實(shí)施方式中，在入口 100處將原料引入到設(shè)備中。引入進(jìn)料 材料的精確工具不是關(guān)鍵的，并且可為本行業(yè)已知的任何方法，只要所選的進(jìn)料方法足夠 穩(wěn)健和有效，從而避免不能進(jìn)料切碎并且避免通常高度壓縮原料，并且將污損反應(yīng)器進(jìn)料 入口 100或反應(yīng)器10本身的不期望的大的和大體積的非聚合固體污染物分離。在該區(qū)域 中螺桿110的節(jié)距比為1. o-l. 5。該區(qū)域的目的是在設(shè)備10中接受材料并且將材料移動(dòng)至 下一個(gè)區(qū)域中。
[0041] 本發(fā)明的設(shè)備10允許混合的和/或不同的固體與任何量（包括零）的混合的和/ 或不同的基于石油的液體的有目的的組合。它提供了寬泛可變的原料流、高度污染的原料 流和隨著時(shí)間變化具有不一致組成的原料流的有效轉(zhuǎn)化。此外，含烴材料可在入口 100處 與細(xì)碎的、基于礦物質(zhì)的添加劑一起進(jìn)料至反應(yīng)器10,所述添加劑選自一種或多種熔融相 雜原子清除劑，其形式包括但不限于由堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、后過渡金屬和/或類 金屬組成的組的氧化物、氫氧化物和/或碳化物。任選地，例如，當(dāng)僅期望輕質(zhì)油、柴油添加 劑或汽油添加劑時(shí)，進(jìn)料材料可另外包括加入一種或多種熔融相催化劑，其形式包括但不 限于由堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、后過渡金屬、類金屬、非金屬和/或天然存在的和合成 的硅酸鹽礦物質(zhì)組成的組的氧化物、氫氧化物和/或碳化物。
[0042] 在入口 100處加入基于礦物質(zhì)的添加劑和/或熔融相催化劑是任選的，取決于各 種因素，這些因素包括但不限于含烴原材料的組成，期望的產(chǎn)物混合物，例如，生產(chǎn)的油與 生產(chǎn)的氣體的比率，生產(chǎn)的蠟與油的比率和可冷凝的烴產(chǎn)物的期望的分子組成。例如，當(dāng)期 望加入雜原子清除劑時(shí)，加入到反應(yīng)器的總含烴材料的雜原子清除劑的重量百分比（該百 分比為0%-20%或更多）由在反應(yīng)器中清除劑的命運(yùn)決定?；诘V物質(zhì)的添加劑和/或 熔融相催化劑的充分分散對(duì)于有效利用這些基于礦物質(zhì)的添加劑和/或熔融相催化劑并 防止反應(yīng)器污損是關(guān)鍵的，尤其是在由于過量的細(xì)碎的基于礦物質(zhì)的添加劑和/或熔融相 催化劑的存在得到的區(qū)域1-4中。如果在含烴材料中的清除劑的分散不完全，一些但不是 所有的雜原子清除劑可有效參與到期望的反應(yīng)。此外，在將含烴材料引入到反應(yīng)器中之前 或之后，一些雜原子清除劑可在含烴材料中聚集，從而降低其參與到期望的反應(yīng)的有效性。 如果預(yù)期僅一個(gè)涉及雜原子清除劑的主要反應(yīng)，那么加入到總含烴原料進(jìn)料中的雜原子清 除劑的優(yōu)化的重量百分比可為完成所有期望的脫鹵和脫硫反應(yīng)所需的雜原子清除劑的量 加上由于例如在系統(tǒng)中雜原子清除劑的不充分分散而不可用于期望的反應(yīng)的雜原子清除 劑的量的總和。如果預(yù)期多于一個(gè)涉及雜原子清除劑的主要反應(yīng)，通過競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)可消耗該 清除劑。作為許多可能的實(shí)例之一，在對(duì)苯二甲酸（PET)的聚酯存在下，如果含烴材料包括 聚氯乙烯（PVC)和/或聚偏二氯乙烯（PVDC)，競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)可包括將由PVC和PVDC放出的鹽酸 轉(zhuǎn)化為氯化鈣鹽和水，以及促進(jìn)將由PET的分解放出的升華物對(duì)苯二甲酸和苯甲酸轉(zhuǎn)化為 苯。因此，加入到含烴材料中的雜原子清除劑的量必須足以允許所有期望的競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)以實(shí) 現(xiàn)完成。類似地，在含烴原材料中聚合物物類的數(shù)量和它們的相對(duì)濃度將影響聚合物分解 速率。例如，引用簡(jiǎn)單的第一順序動(dòng)力學(xué)，速率局限于單一物類，加入更多該物類可促進(jìn)加 速分解速率。確定雜原子清除劑與含烴原材料的優(yōu)化重量百分比（如果有的話）必須在含 烴材料的組成以及該相同的材料隨著時(shí)間的任何預(yù)期變化的充分認(rèn)識(shí)下進(jìn)行。類似地，聚 合物分解速率可經(jīng)由向含烴材料中加入催化劑而改變，由此能量阻礙降低，導(dǎo)致相互作用， 以加速一些但不是所有的分解反應(yīng)。加入到含烴材料中的催化劑（如果有的話）的選擇和 量也隨著含烴材料的組成而變。
[0043] 區(qū)域2 :原料體積降低/壓縮區(qū)域。操作該區(qū)域201以降低含烴材料的體積，在 低于含烴材料的閃點(diǎn)的溫度下從含烴材料驅(qū)除大氣，并且當(dāng)在含烴材料中的水分沸騰時(shí)， 產(chǎn)生和驅(qū)除蒸汽。區(qū)域2 201在環(huán)境壓力下，任選地，例如當(dāng)在反應(yīng)器10中水蒸氣必須最 小化時(shí)，在小于0. 1大氣壓（更多或更少）的真空200下，在不小于環(huán)境溫度并且不大于 220° F(更多或更少）的內(nèi)部溫度（與表面溫度相對(duì)）下操作達(dá)小于3分鐘（更多或更 少）的停留時(shí)間。在示于圖1的本發(fā)明的實(shí)施方式中，在該區(qū)域中螺桿210的節(jié)距比率為 1. 5-2. 0。含烴材料的體積降低，并且進(jìn)料材料被旋轉(zhuǎn)螺桿210壓縮，在任選的真空200下， 旋轉(zhuǎn)螺桿210迫使空氣和水分（作為蒸汽）從系統(tǒng)出來。完成原料水分降低，從而至水分 含量為小于1重量％水分至高達(dá)15重量％水分（更多或更少）。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，水 分降低至約10重量％。驅(qū)除的空氣和水分可按規(guī)定路線送至碳床；水分冷凝并且作為廢水 處理。例如為了促進(jìn)氣味控制，可將剩余的空氣任選引向直接點(diǎn)火反應(yīng)器加熱系統(tǒng)的空氣 引入口或發(fā)生器組（"發(fā)電機(jī)組"，未顯示）的空氣引入口，該發(fā)生器組包括由從氣體排放口 830 (示于圖2)排放的不可冷凝的氣體產(chǎn)物作為燃料的柴油發(fā)生器加上發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)組 用于產(chǎn)生電，其可被設(shè)備利用和/或分布至設(shè)備的其它零件。發(fā)電機(jī)組的可能的應(yīng)用包括 但不限于加熱反應(yīng)器10和為旋轉(zhuǎn)軸11的發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。
[0044] 區(qū)域3 :原料焙融區(qū)域。該區(qū)域301在220° F_572° F(更多或更少）的內(nèi)部反 應(yīng)器溫度范圍內(nèi)、在原位衍生的反應(yīng)器壓力下操作不小于15分鐘并且不大于45分鐘（更 多或更少）的停留時(shí)間。例如，如果含烴材料包括聚異丁烯，一些或所有的聚異丁烯將作 為熔體進(jìn)入?yún)^(qū)域3,取決于構(gòu)成材料的聚異丁烯的異構(gòu)體。在另一個(gè)實(shí)例中，如果含烴材料 包括低密度聚乙烯，最低區(qū)域3的操作溫度為220° F或更高，其操作溫度足以完成熔點(diǎn)在 或低于220° F(更多或更少）的所有組分的熔融。在又一個(gè)實(shí)例中，如果含烴材料包括 聚苯乙烯，最低區(qū)域3的操作溫度為464° F或更高，其操作溫度足以完成熔點(diǎn)在或低于 464° F(更多或更少）的所有組分的熔融。在示于圖1的本發(fā)明的實(shí)施方式中，螺桿310 具有2. 0-5. 0的節(jié)距比率，優(yōu)選的節(jié)距為2. 5。如果在熔體中存在有機(jī)鹵素，本發(fā)明的操作 將導(dǎo)致在不小于305° F的溫度范圍內(nèi)獲得相對(duì)適度的鹵素酸收率。當(dāng)區(qū)域3的操作溫度 接近572° F時(shí)，可在區(qū)域3 301中放出另外的鹽酸。在該情況下，由雜原子清除劑和鹵素 酸的反應(yīng)得到的鹽將開始形成，與剩余的鹵素酸起作用，作為通過本發(fā)明的操作原位產(chǎn)生 的熔融相裂化催化劑。
[0045] 區(qū)域4 :混合、去穩(wěn)定和雜原子清除區(qū)域。該區(qū)域401在不小于572° F并且不大 于690° F(更多或更少）的內(nèi)部反應(yīng)器溫度范圍和原位衍生的反應(yīng)器壓力下操作不小于 30分鐘并且不大于120分鐘（更多或更少）的停留時(shí)間。設(shè)備的該部分的目的是充分混合 熔體達(dá)延長(zhǎng)的時(shí)間段，使含有熔體的分子去穩(wěn)定，清除硫（脫硫），和將有機(jī)鹵素轉(zhuǎn)化為固 體鹽（即，脫鹵）。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，在該區(qū)域中不存在螺旋狀螺桿；而是軸11驅(qū) 動(dòng)帶狀混合器410。其它實(shí)施方式（未顯示）可采用其它混合工具，例如葉片混合器、切割 和折疊螺旋鉆混合器等。反應(yīng)器10作為活塞反應(yīng)器在區(qū)域4中操作。
[0046] 通過多階段產(chǎn)生鹽酸、氫溴酸和/或氫氟酸，由于這些酸通常被認(rèn)為是裂化催化 齊U，因此促進(jìn)在原料中的聚合物裂化。同時(shí)和隨后，這些鹵素酸與雜原子清除劑的反應(yīng)導(dǎo)致 了將在含烴材料中的有機(jī)鹵素轉(zhuǎn)化為鹽，所述鹽也被認(rèn)為是裂化催化劑。因此，除了作為 在區(qū)域4中某些聚合物增塑劑和添加劑的分解的結(jié)果，區(qū)域4 401產(chǎn)生烴蒸氣以外，區(qū)域4 的操作還導(dǎo)致了在遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)模式預(yù)測(cè)的那些的溫度下生產(chǎn)烴蒸氣。冷凝 后，在區(qū)域4 401中生產(chǎn)的這些烴蒸氣導(dǎo)致了不小于2%也不多于22% (更多或更少）的 本發(fā)明的總可冷凝的產(chǎn)物收率。雜原子清除的效率和由區(qū)域4 401的操作生產(chǎn)得到的產(chǎn)物 油的產(chǎn)率受到多種因素的控制，這些因素包括但不限于實(shí)現(xiàn)區(qū)域4的操作溫度的斜坡升溫 速率，在區(qū)域4中的停留時(shí)間，和區(qū)域4的幾何形狀相對(duì)于原料處理量速率和組成的相互作 用。區(qū)域4的幾何形狀隨著各種因素而變，這些因素包括反應(yīng)器10長(zhǎng)度、反應(yīng)器直徑、螺桿 設(shè)計(jì)、從區(qū)域4熔體（遠(yuǎn)較小的程度）的總質(zhì)量損失。經(jīng)由在區(qū)域4中的反應(yīng)，從含烴熔體 中除去的雜原子主要作為鹽在炭材料中累積，其在后來的階段（如以下描述的）被除去。 [0047] 除了由本發(fā)明的隨后的段回收的熱解產(chǎn)物以外，微晶蠟和/或石蠟產(chǎn)物可從位于 從區(qū)域4 401到區(qū)域5 501的過渡的取出口 420直接排放。在冷凍后，當(dāng)排放和檢查時(shí)， 雖然在區(qū)域4的前一半內(nèi)的混合的熔體保持了熔融塑料的特性，當(dāng)材料在區(qū)域4的后一半 內(nèi)朝向區(qū)域4 401至區(qū)域5 501的過渡漸進(jìn)前進(jìn)時(shí)，材料開始經(jīng)歷裂化，其中以均質(zhì)裂化為 主，逐步失去粘度，并且在冷凍后，變得更脆，當(dāng)在352°C(670° F)-365°C(690° F)的溫 度范圍保持足夠的停留時(shí)間時(shí)，最后呈現(xiàn)硬蠟的特性。假定在區(qū)域5中熱解之前已形成相 對(duì)很少的炭，從取出口 420排放的蠟僅被作為蒸氣還未從蠟放出的溶解的較低分子量烴分 子、引入到反應(yīng)器中的原料的非含烴組分和雜原子清除劑（如果引入）的反應(yīng)副產(chǎn)物（如 果有的話）污染?？刹僮鞣磻?yīng)器，具有或不具有蠟取出。如果不除去蠟，其以液態(tài)保留在反 應(yīng)器中，由于溫度，其作為在液體熔體中的中間產(chǎn)物而被進(jìn)一步處理。如果其被除去和回 收，在室溫下將其冷卻至固態(tài)。因此，蠟不能看作是固體產(chǎn)物。
[0048] 在含烴材料中的某些非聚合材料將參與和/或促進(jìn)反應(yīng)，導(dǎo)致終產(chǎn)物分子組成發(fā) 生變化。例如，作為引入到反應(yīng)器10中的含烴原材料的污染物的紙的存在可引起成芳族和 多環(huán)芳烴的濃度比例提高，代價(jià)是蠟中的鏈烷烴和/或異鏈烷烴從取出口 420回收，如圖1 所示，以及可冷凝的烴蒸氣中的鏈烷烴和/或異鏈烷烴從取出口 831和/或833和/或835 冷凝和回收，如圖2所示。如果期望的主要產(chǎn)物包括芳族餾分，在原料中紙的存在可提供優(yōu) 點(diǎn)。在另一個(gè)實(shí)例中，包括鋁箔作為層壓材料的組分的層壓材料食物-包裝廢物可存在于 市政廢塑料中。在聚合物層熔融后，釋放鋁箔。鋁的金屬表面促進(jìn)了在其表面上快速解聚， 導(dǎo)致蠟餾分的提高的收率。
[0049] 比起沒有從取出口 420排放蠟的本發(fā)明的操作，從取出口 420排放蠟導(dǎo)致了可冷 凝的石油烴較高的總過程收率。當(dāng)可冷凝的烴作為蠟從取出口 420被除去時(shí)，那些除去的 分子在區(qū)域5 501和區(qū)域6 601中不經(jīng)歷熱解，并且氣體和炭的成比例的收率較低?？偟?來說，在從取出口 420排放的蠟中懸浮的相對(duì)有限量的炭主要包有碳，其由以下的分解得 至IJ :作為原料進(jìn)料的污染物包括的纖維素、作為原料進(jìn)料的污染物包括的非聚合物質(zhì)，反應(yīng) 的和未反應(yīng)的雜原子清除劑（如果加入雜原子清除劑）、原位產(chǎn)生的熔融相催化劑和加入 到原料進(jìn)料的任何熔融相催化劑。
[0050] 由混合的聚合物分解得到的和從取出口 420回收的蠟呈現(xiàn)出了與石蠟相反的微 晶蠟的許多特性，包括未支化的與支化的烷烴的比率、較深的顏色、較高的熔點(diǎn)、硬度和粘 合劑特性?？偟膩碚f，如果取出口 420位于更接近或在區(qū)域4 401和區(qū)域5 501之間的過 渡內(nèi)，蠟的性質(zhì)看起來更像石蠟，雖然懸浮的炭的含量較高。
[0051] 當(dāng)通過在適合的速率下向反應(yīng)器10加入含烴原材料以保持熔體邊界50的水平， 保持熔體邊界50的水平（也被稱為從區(qū)域4 401進(jìn)入?yún)^(qū)域5 501的熔融的和去穩(wěn)定的含 烴材料的水平）時(shí)，在傾斜的反應(yīng)器取向下，完成了從取出口 420成功回收微晶蠟和/或石 蠟產(chǎn)物。不能從取出口 420成功回收微晶蠟和/或石蠟產(chǎn)物是由于經(jīng)由蒸氣放出和蒸氣 排放的質(zhì)量損失，使得熔體邊界50降低至取出口 420以下的結(jié)果。如果進(jìn)料速率足夠快， 熔體邊界50將保持高于排放口 420。如果進(jìn)料太慢，熔體邊界50將降低至排放口 420以 下。如果進(jìn)料速率太快，熔體邊界50將足夠高以從排放口 420排放"蠟"，但是熔體邊界50 將上升，以覆蓋蒸氣排放口 520,在極端情況下，還覆蓋排放口 530,從而防止敞開的蒸氣流 動(dòng)通過孔口并且產(chǎn)生不期望的高壓條件。在這樣的情況下，以過量的處理量速率加入至反 應(yīng)器的原料可導(dǎo)致含烴材料不具有足夠的停留時(shí)間以在隨后的區(qū)域5 501中熱解的條件。 因此，以過量的速率加入至反應(yīng)器的原料還可導(dǎo)致用未反應(yīng)的含烴材料污損隨后的區(qū)域6 601和7 701。作為安全措施并防止未預(yù)期的急性或甚至災(zāi)難性的反應(yīng)器失效，在反應(yīng)器10 上包括區(qū)域4 401和區(qū)域5 501之間的過渡以及在區(qū)域6 601中的位置處布置標(biāo)準(zhǔn)安全閥 (未顯示）。
[0052] 在下傾的反應(yīng)器取向下，完成從取出口 420成功回收微晶蠟和/或石蠟產(chǎn)物，具有 較低的覆蓋蒸氣排放口 520和530的風(fēng)險(xiǎn)，因此降低了產(chǎn)生不期望的高壓條件的風(fēng)險(xiǎn)。
[0053] 區(qū)域5 :熱解區(qū)域。該區(qū)域501在適于引入到主要熱反應(yīng)器的原料的共混物的內(nèi)部 反應(yīng)器溫度范圍內(nèi)（通常該溫度范圍的下端為365°C(690° F)-393°C(740° F)(更多或 更少），并且該溫度范圍的上端為454°C _488°C (850° F-910。F)(更多或更少））和在原 位衍生的反應(yīng)器壓力下（通常不大于5. Opsig(更多或更少））下操作不小于30分鐘并且 不大于90分鐘（更多或更少）的停留時(shí)間。在示于圖1的本發(fā)明的實(shí)施方式中，螺桿510 具有2. 0-5. 0的節(jié)距比率，其中優(yōu)選的節(jié)距比率為2. 5-3. 0。缺乏氧結(jié)合在所需的停留時(shí)間 期間的高溫導(dǎo)致了發(fā)生受高序反應(yīng)動(dòng)力學(xué)支配的各種熱解反應(yīng)，將聚合材料破壞成為揮發(fā) 性蒸氣和炭材料。蒸氣流主要包含蒸氣，但是可含有氣溶膠液體和可冷凝的分子。該蒸氣 流經(jīng)歷進(jìn)一步的下游處理（如下所述），其中，將可冷凝的和不可冷凝的蒸氣分離。可冷凝 的蒸氣形成液體，包括油、輕質(zhì)原油、燃料添加劑和基礎(chǔ)油。餾分可形成疏松石蠟形式的固 體產(chǎn)物。不可冷凝的蒸氣或氣體被回收并且可任選地通向發(fā)電機(jī)組（如上所述），以生產(chǎn)電 力，或可在用于別處如蒸氣覆蓋在液體產(chǎn)物之上之前循環(huán)（以下更詳細(xì)討論）。
[0054] 通過若干因素控制可冷凝的烴的最終收率以及油、氣體、炭和無(wú)機(jī)殘?jiān)南鄬?duì)材 料平衡。這些因素包括但不限于操作溫度、區(qū)域5 501的幾何形狀相對(duì)于原料處理量速率、 完成熱解反應(yīng)所需的停留時(shí)間、期望的反應(yīng)完成量、原料組成和從取出口 420蠟產(chǎn)物（如果 有的話）的回收的相互作用。區(qū)域5的幾何形狀隨著各種因素而變，這些因素包括但不限 于反應(yīng)器長(zhǎng)度、反應(yīng)器直徑、螺桿/混合機(jī)設(shè)計(jì)和預(yù)測(cè)的經(jīng)由蒸氣放出和從區(qū)域5熔體排放 的質(zhì)量損失的速率，該質(zhì)量損失為來自相互作用的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)模式的關(guān)鍵的輸入成為 區(qū)域5幾何形狀的設(shè)計(jì)。本發(fā)明包括的過程的特征為在熱解區(qū)域5 501中實(shí)際上不存在氧 和有機(jī)鹵素結(jié)合存在原位衍生的催化劑（包括鹽）。
[0055] 由于熱解在連續(xù)前進(jìn)含烴材料上進(jìn)行并且將蒸氣從反應(yīng)器驅(qū)除，區(qū)域5501的操 作導(dǎo)致了含烴材料顯著的質(zhì)量損失。因此，當(dāng)反應(yīng)器10為傾斜的取向時(shí)，在從區(qū)域4 401 結(jié)束到區(qū)域5 501開始的過渡處，在區(qū)域5中傾斜的反應(yīng)器的內(nèi)部體積被熔融的含烴材料 飽和。然而，當(dāng)材料沿著區(qū)域5的長(zhǎng)度前進(jìn)時(shí)，在區(qū)域5中反應(yīng)器的內(nèi)部體積不再被熔融的 含烴材料飽和，導(dǎo)致了熔體邊界50。當(dāng)材料朝向區(qū)域6 601前進(jìn)時(shí)，這樣產(chǎn)生頂部空間并 提高在熔融和熱解含烴材料之上的頂部空間的相對(duì)體積。熱解含烴材料的熔體邊界50的 表面為在不完全熱解的含烴材料之上的蒸氣的沸騰的和動(dòng)態(tài)的過渡界面。當(dāng)在動(dòng)態(tài)平衡條 件下沸騰時(shí)，該表面50連續(xù)上升和下降，直至含烴材料有效熱解，僅留下固體炭材料和任 何不完全熱解的含烴材料前進(jìn)進(jìn)入?yún)^(qū)域6601，用于脫揮發(fā)和焦化。當(dāng)熱解繼續(xù)進(jìn)行至完成 時(shí)，在反應(yīng)器中經(jīng)歷含烴材料粘度的伴隨的和相關(guān)的變化。
[0056] 任選地，例如，在期望從反應(yīng)器10中加速產(chǎn)物蒸氣排空并且取決于期望的產(chǎn)物混 合物的情況下，可將不可冷凝的載氣在吹掃氣體口 500處引入到區(qū)域5 501的最冷的部分 中。這樣的不可冷凝的載氣包括氮和/或由本發(fā)明的操作得到的再循環(huán)的不可冷凝的氣體 餾分和/或來自天然氣的甲烷。使用再循環(huán)的氣體和/或甲烷作為氮的備選用于載氣具有 以下益處：提高在不存在氮稀釋下生產(chǎn)的過程氣體的BTU含量，以及通過消除購(gòu)買或產(chǎn)生 氮的需要降低操作費(fèi)用。取決于原料組成和操作條件的范圍，本發(fā)明的該方面還可導(dǎo)致提 高油收率的未預(yù)期的益處、稍微提高在熱解環(huán)境中反應(yīng)器氣氛的氫濃度的未預(yù)期的即使適 度的益處和未預(yù)期的提高所得到的過程氣體的氫濃度。
[0057] 區(qū)域6 :炭和殘金固體脫揮發(fā)區(qū)域。區(qū)域6 601用于從炭驅(qū)趕揮發(fā)性烴以及將任何 剩余的低聚物和半揮發(fā)性芳香烴轉(zhuǎn)化為焦炭。區(qū)域6在不小于適于引入到熱反應(yīng)器的原料 的共混物的最大熱解溫度的內(nèi)部反應(yīng)器溫度下（通常為454°C(850° F)-488°C(910° F) (更多或更少），并且不大于982 °C (1800 ° F)(更多或更少），通常并且優(yōu)選為 593°C(1100° F)-649°C(1200° F)(更多或更少））和在原位衍生的反應(yīng)器壓力下（通常 不大于5. Opsig(更多或更少））操作。區(qū)域6 601在原位衍生的反應(yīng)器壓力下操作，通常 不大于0. 8psig(更多或更少），并且停留時(shí)間不小于15分鐘并且不大于60分鐘（更多或 更少）。在示于圖1的本發(fā)明的實(shí)施方式中，螺桿610具有2. 0-5. 0的節(jié)距比率，其中優(yōu)選 的節(jié)距比率為2.5-3. 0。將由在區(qū)域5 501和6 601中發(fā)生的反應(yīng)得到的蒸氣排放至位于 區(qū)域5 501和區(qū)域6 601中的出口 520和530。出口可為單一出口 520,或多個(gè)出口，包括 備用或輔助出口 530。
[0058] 洗滌器（未顯示）可用于回收在排放至降壓冷凝器80之前未在區(qū)域 4 401中被捕獲的任何殘余鹵素。該雜原子洗滌器在適于在每一個(gè)獨(dú)特的原料共 混物中回收鹵素的溫度范圍內(nèi)操作，但是不在促進(jìn)裂化的過高溫度下操作，例如在 338°C(640。F)-365°C(690。F)(更多或更少）下操作。
[0059] 在排放至降壓冷凝器80之前，由區(qū)域6 601的操作得到的蒸氣可任選按規(guī)定路線 送至催化劑反應(yīng)器和/或回流反應(yīng)器和/或分餾塔（共同未顯示）用于進(jìn)一步處理。由主 要熱反應(yīng)器10的區(qū)域5 501、6 601和/或7 701和/或洗滌器放出的蒸氣可按規(guī)定路線送 至一個(gè)或多個(gè)次要催化劑反應(yīng)器和/或回流反應(yīng)器和/或分餾塔（共同未顯示）。將這些 反應(yīng)器和/或塔設(shè)計(jì)成優(yōu)化在可冷凝的產(chǎn)物中的分子尺寸和分子物類分布，如可期望的。
[0060] 此外，區(qū)域6 601的目的包括完成分子裂化至期望的終點(diǎn)，還以分解一些但不是 所有的娃燒和娃氧燒為目標(biāo)。
[0061] 顯著地，在包括聚氟乙烯（PTFE)、氯甲基芳族硅烷（柔韌的多層線路板的組分）或 動(dòng)力學(xué)模式描述在超過454°C (850° F)的溫度下脫鹵的其它鹵代物類的含烴材料中，所述 鹵素的捕獲必須在位于反應(yīng)器10下游和冷凝器陣列80上游的洗滌器（未顯示）處完成。
[0062] 任選地，如果可冷凝的產(chǎn)物的烯烴含量未確定，則可在來自反應(yīng)器10排放的下游 和來自任何催化劑反應(yīng)器和/或回流反應(yīng)器和/或其中溫度充分緩和的分餾塔的蒸氣排 放點(diǎn)的下游注入抗氧化劑/穩(wěn)定劑/抑制劑（下文中稱為"抑制劑"）。抑制劑可包括對(duì)叔 丁基鄰苯二酚、其它烷基兒茶酚、2, 6-二硝基-對(duì)甲苯酚（DNPC)、整個(gè)或頂部浙青質(zhì)原油的 餾分、苯二胺和/或氧代-化合物抑制劑類的市售可得的材料。引入抑制劑以抑制涉及亞 穩(wěn)定分子物類以及可能另外發(fā)生的添加劑聚合的廣譜下游氧化反應(yīng)。在約280° F的溫度 下，可與抑制劑一起注入回流的產(chǎn)物流，速率為約〇. 00001-0. 05摩爾％，如果冷凝器801在 低于約280° F的最大溫度下操作，則注入冷凝器801中，或者，如果冷凝器801在高于約 280° F的最大溫度下操作，則注入冷凝器803中。
[0063] 產(chǎn)物蒸氣從排放口 520和530 (或者，如果部署，下游催化劑反應(yīng)器和/或回流反 應(yīng)器和/或分餾塔和/或洗滌器）排放至串聯(lián)的降壓冷凝器80,例如排放至在圖2中顯示 的冷凝器801、803和805,任選補(bǔ)充在冷凝器之間的除霧器811、813和815,用于可實(shí)現(xiàn)比 起單獨(dú)的冷凝器更有效分離的那些所需的應(yīng)用。當(dāng)需要非常有效地從不可冷凝的氣體產(chǎn)物 中除去殘余的芳香烴時(shí)，可在冷凝連串結(jié)束時(shí)部署最終的除霧器系統(tǒng)（未顯示）。在串聯(lián)中 的每一個(gè)冷凝器在指定用于在期望的露點(diǎn)范圍內(nèi)分離分子的預(yù)定的溫度范圍內(nèi)操作，導(dǎo)致 具有相應(yīng)的API重力和傾倒點(diǎn)和/或熔點(diǎn)的可冷凝的產(chǎn)物。在圖2中，在串聯(lián)80中的第一 冷凝器801在最高溫度范圍下操作，而串聯(lián)中的最終的冷凝器805在最冷的溫度范圍下操 作。任選的多個(gè)除霧器811、813和815在相應(yīng)于它們的相應(yīng)的冷凝器的最低操作溫度的溫 度下操作。冷凝器和（當(dāng)部署時(shí)）除霧器安裝有收集容器821、823和825,也稱為分液器， 其提供油累積/取出和油-水分離，如對(duì)于可每一個(gè)待回收的石油餾分所需的。
[0064] 可冷凝的產(chǎn)物餾分從每一個(gè)冷凝器及其專用的除霧器回收至相應(yīng)的分液器821、 823和825中，其提供原位衍生的水和油的密度分離。在串聯(lián)80中部署的多個(gè)冷凝器構(gòu)成 一系列降壓冷凝器，也稱為冷凝器連串。作為一個(gè)實(shí)例，如果降壓冷凝器連串以足以回收 至少4種餾分的方式構(gòu)造，則在串聯(lián)中安裝四個(gè)降壓冷凝器。如果在300° F-360° F(更 多或更少）之間操作，疏松石蠟可從第一降壓冷凝器及其相應(yīng)的除霧器回收，或者，如果在 130° F-300° F (更多或更少）之間操作，疏松石蠟和基礎(chǔ)油可從第一降壓冷凝器及其相應(yīng) 的除霧器回收。如果在90° F-130° F(更多或更少）之間操作，輕質(zhì)原油（有時(shí)被稱為柴 油添加劑）可從第二降壓冷凝器及其相應(yīng)的除霧器回收。如果在60° F-90° F(更多或更 少）之間操作，與(：4-(：8烴（有時(shí)被稱為冷凝物或汽油添加劑）回收一致的大多數(shù)水可從第 三降壓冷凝器及其相應(yīng)的除霧器回收。如果在35° F-60° F(更多或更少）之間操作，輕 質(zhì)芳族餾分以及主要的余量的水從第四和最終的降壓冷凝器及其相應(yīng)的除霧器回收。
[0065] 液體產(chǎn)物可按規(guī)定路線送至遙遠(yuǎn)的日槽831、833和835(如在圖2中描述的）并 隨后進(jìn)行產(chǎn)物銷售。將含有具有較高傾倒點(diǎn)的液體或必須以熔融態(tài)輸送的蠟產(chǎn)物的產(chǎn)物槽 加熱至最低限度高于相應(yīng)的產(chǎn)物傾倒點(diǎn)和/或熔點(diǎn)的點(diǎn)，以提供產(chǎn)物轉(zhuǎn)移，而不會(huì)在它們 的相應(yīng)的日槽中蒸餾產(chǎn)物。優(yōu)選的實(shí)施方式是在液體產(chǎn)物之上保持無(wú)氧的不可冷凝的蒸氣 覆蓋層，使得經(jīng)由氧化的產(chǎn)物降解最小化，并且延遲由于存在烯烴，尤其是如果不向產(chǎn)物中 加入抑制劑（如上所述），可能發(fā)生的添加劑聚合得到的焦油和清漆的形成。蒸氣覆蓋層可 含有由設(shè)備生產(chǎn)的并且從氣體排放口 830排放的不可冷凝的產(chǎn)物氣體。槽蒸氣入口和出口 可為壓力調(diào)節(jié)的并且可與本發(fā)明的不可冷凝的氣體排放口 830成為整體。如果不期望回收 和銷售重質(zhì)餾分，從第一冷凝器801回收的重質(zhì)餾分可再循環(huán)返回至如上所述的過程中。
[0066] 殘余的不可冷凝的氣體從不可冷凝的氣體排放口 830回收并且可任選通向發(fā)電 機(jī)組（如上所述），以生產(chǎn)電力。如前所述，該電力的可能的用途包括但不限于加熱反應(yīng)器 10和為旋轉(zhuǎn)軸11的發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力?；蛘?，當(dāng)在別處用作在液體產(chǎn)物槽中在液體產(chǎn)物之上 的蒸氣覆蓋層之前，可以將回收的不可冷凝的氣體循環(huán)，作為燃料消耗用于直接點(diǎn)火加熱 反應(yīng)器設(shè)備，作為燃料消耗用于其它目的或閃光。
[0067] 當(dāng)電力生產(chǎn)為有利的（例如在遙遠(yuǎn)的位置或如果電價(jià)昂貴）時(shí)，部署的任選的發(fā) 電機(jī)組可吸收來自壓縮區(qū)域201和/或其中期望氣味控制的區(qū)域的補(bǔ)充空氣，例如，后消費(fèi) 塑料原料庫(kù)存儲(chǔ)存，產(chǎn)物干燥器等。來自發(fā)電機(jī)組的排氣按規(guī)定路線送至空氣污染控制系 統(tǒng)。
[0068] 從與含烴原材料一起進(jìn)入主要熱反應(yīng)器的水分中回收的并且通過在主要熱反應(yīng) 器和別處的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的原位衍生的水可從分液器821、823和825的底部單獨(dú)回收，如 在圖2中描述的，經(jīng)過碳床以吸附溶解的芳香烴化合物，并使用來自直接點(diǎn)火加熱反應(yīng)器 和/或來自別處的發(fā)電機(jī)組（如果部署）的廢熱，隨后氣化為蒸汽。任選地，該蒸汽的一些 部分可在位于區(qū)域3 (如在圖1中描述的）或在位于區(qū)域4中的注射口 400處返回至過程 中，或者在區(qū)域5吹掃氣體口 500中注入以促進(jìn)水煤氣交換反應(yīng)。或者，它可作為蒸汽按規(guī) 定路線送至空氣污染控制系統(tǒng)。
[0069] 區(qū)域7 :炭和固體棑放區(qū)域。在排放區(qū)域開始處，該區(qū)域701在不小于前面的區(qū)域 6 601的最大溫度并且不大于1，800° F(更多或更少）的內(nèi)部反應(yīng)器溫度范圍內(nèi)操作，至 在排放結(jié)束時(shí)為環(huán)境溫度。它在原位衍生的反應(yīng)器壓力下操作，通常小于在區(qū)域6 601中 經(jīng)歷的系統(tǒng)壓力并且不大于在區(qū)域7和蒸氣排放口 520和530下游中經(jīng)歷的1. Opsig(更 多或更少），該蒸氣排放口 520和530由于它們相應(yīng)的排放至冷凝器80而在相對(duì)真空下操 作。在炭排放區(qū)域中的停留時(shí)間不小于15分鐘并且不大于30分鐘。將固體炭從系統(tǒng)中除 去，并且將惰性污染物（包括但不限于玻璃、石頭、金屬等）從反應(yīng)器分開，從而與炭在一 起。在示于圖1的本發(fā)明的實(shí)施方式中，螺桿710具有2. 0-5.0的節(jié)距比率，其中優(yōu)選的節(jié) 距比率為3. 0-3. 5。來自區(qū)域7 701的固體經(jīng)由炭出口 700排放。可將固體排放至可為區(qū) 域7 701的一部分的密封的、冷卻的連續(xù)過程固體取出系統(tǒng)（未顯示）。在其熱端，炭用來 自天然氣的甲烷凈化。將系統(tǒng)設(shè)計(jì)為收集和/或分離并冷卻固體，經(jīng)由乙烷凈化，防止在炭 上再次吸附芳香烴和多環(huán)芳烴，并且在區(qū)域7 701結(jié)束時(shí)，在低于固體的閃點(diǎn)的溫度下，將 從炭出口 700下游在區(qū)域7 701中以甲烷凈化氣體為主的熱的厭氧氣氛的固體流中夾帶的 蒸氣轉(zhuǎn)化為大氣。以這種方式進(jìn)行這一點(diǎn)，以防止自發(fā)燃燒和減輕灰塵爆炸危險(xiǎn)?？紤]到 炭具有非常高的絕緣能力，足夠的停留時(shí)間以允許冷卻對(duì)于避免自發(fā)燃燒是關(guān)鍵的。
[0070] 比起先前回收炭的努力，本發(fā)明能防止在區(qū)域7 701中在炭上再次吸附芳香烴和 多環(huán)芳烴是重要的改進(jìn)。熱解炭眾所周知被稱為"粘性的"，由于存在由芳香烴和多環(huán)芳烴 組成的吸附的焦油。通過在將其排放時(shí)，在最終的冷卻之前通過熱的甲烷凈化，本發(fā)明的防 止在炭上再次吸附芳香烴和多環(huán)芳族烴的能力解決了該問題。結(jié)果是，假定不存在幾乎所 有的芳香烴和多環(huán)芳烴，如果炭必須作為廢物處理，從本發(fā)明的區(qū)域7 701排放的炭不呈 現(xiàn)如在40CFR第26L 20部分中描述的危險(xiǎn)廢物的D018、D023、D024、D025、D026或D036毒 性特性?？紤]到在非危險(xiǎn)固體廢物和危險(xiǎn)廢物之間處理成本大的差異，本發(fā)明的該改進(jìn)提 供了一種方法來處理（如果需要）炭作為非危險(xiǎn)固體廢物，與由先前認(rèn)定的危險(xiǎn)廢物編碼 認(rèn)定的危險(xiǎn)廢物相反。
[0071] 污損為常見的問題并且可在設(shè)備中的各個(gè)點(diǎn)發(fā)生。這些點(diǎn)包括離開主要熱反應(yīng)器 的排放噴嘴。該污損為炭、清漆、焦油、對(duì)苯二甲酸、苯甲酸、礦物質(zhì)鹽等的沉積的結(jié)果?？?采用各種方式將這些沉積物除去和/或防止累積。一種方法是通過操作在噴嘴的內(nèi)部或其 它孔口中安裝的一個(gè)或多個(gè)機(jī)械振蕩器系統(tǒng)。振蕩器系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式描述于 2013年 1月 7 日提交的美國(guó)專利申請(qǐng) 13/735677，"Anti_Fouling Apparatus for Cleaning Deposits in Pipes and Pipe Joints (用于清潔在管道和管道接頭中的沉積物的抗污損設(shè) 備）"。將該振蕩器設(shè)備設(shè)計(jì)為磨損易于污損的表面的內(nèi)部，同時(shí)允許旁過蒸氣，使得不產(chǎn)生 不需要的壓降和壓力波動(dòng)，并且經(jīng)由安排的手工使用或經(jīng)由電子控制操作。將所得到的蒸 氣通過包括陶瓷、玻璃纖維和/或靜電裝置的過濾器元件，以減輕懸浮的顆粒向系統(tǒng)的連 續(xù)段的通過。這樣降低下游系統(tǒng)污損，不期望的下游化學(xué)反應(yīng)，包括催化作用，所述下游化 學(xué)反應(yīng)可通過在可冷凝的產(chǎn)物中另外對(duì)總金屬濃度有貢獻(xiàn)的炭和/或鹽和氧化物和夾帶 的/懸浮的顆粒物質(zhì)的顆粒的存在得以促進(jìn)。
[〇〇72] 雖然已參考具體實(shí)施例和實(shí)施方式詳細(xì)描述了本發(fā)明，但是本文包括的實(shí)施例和 實(shí)施方式僅為說明性的，并且不是排他的列舉。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到本發(fā)明的變化和 修改。本發(fā)明包括所有這些修改和等價(jià)形式。單獨(dú)的權(quán)利要求旨在陳述本發(fā)明的范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于熱解含烴材料以生產(chǎn)可用的蒸氣產(chǎn)物和固體產(chǎn)物的設(shè)備，所述設(shè)備包括： 常規(guī)圓柱形、線性反應(yīng)器，所述反應(yīng)器具有用于通過所述反應(yīng)器輸送所述含烴材料的 螺桿工具， 用于將含烴材料進(jìn)料至所述反應(yīng)器的工具， 用于加熱所述含烴材料的工具，由此它們經(jīng)過處理和熱解，以生產(chǎn)蒸氣產(chǎn)物和固體產(chǎn) 物， 其中，所述螺桿工具基本上在所述線性反應(yīng)器的長(zhǎng)度上延伸； 其中，所述螺桿工具具有用于在所述反應(yīng)器中前進(jìn)和混合含烴材料的區(qū)域， 用于在所述反應(yīng)器中從所述經(jīng)處理的含烴材料中除去蒸氣產(chǎn)物的工具， 用于從所述反應(yīng)器中除去固體產(chǎn)物的工具， 其中，所述反應(yīng)器具有在設(shè)備中保持在限定的溫度范圍內(nèi)的區(qū)域， 由此將所述含烴材料保持在某一區(qū)域內(nèi)達(dá)一系列限定的停留時(shí)間的工具， 其中，所述區(qū)域共同包括熱解所需的完全環(huán)境， 用于旋轉(zhuǎn)所述螺桿的工具， 其中，所述螺桿工具具有多個(gè)飛行結(jié)構(gòu)，用于壓縮所述含烴材料，用于熔融所述含烴材 料以將所述含烴材料從固態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)，用于使所述含烴材料混合、去穩(wěn)定、脫硫和脫鹵， 用于熱解所述含烴材料，用于使經(jīng)熱解的含烴材料脫揮發(fā)，并用于從所述含烴材料中排放 固體產(chǎn)物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，用于從所述含烴材料中除去水分的工具包括用 于壓縮和加熱所述含烴材料以從所述含烴材料中除去空氣和水分的工具。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述螺桿的飛行結(jié)構(gòu)包括帶狀混合器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述反應(yīng)器相對(duì)于水平以約-20°至約+20°的 角度取向，優(yōu)選傾斜約+2°至約+6°。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述反應(yīng)器相對(duì)于水平以約-20°至約+20°的 角度取向，優(yōu)選下傾約-2°至約-6°。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備還包括一系列降壓冷凝器，用于從所述 蒸氣產(chǎn)物冷凝和回收液體產(chǎn)物。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備還包括位于混合、分子去穩(wěn)定和雜原子 清除區(qū)域和隨后的熱解區(qū)域之間的蠟收集取出口。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，使所述含烴材料混合、去穩(wěn)定、脫硫和脫鹵的順 序具有帶狀混合器的螺桿飛行結(jié)構(gòu)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備還包括用于除去和收集固體產(chǎn)物的工 具，其中，所述固體產(chǎn)物為炭。
10. -種用于轉(zhuǎn)化含烴材料以生產(chǎn)可用的蒸氣產(chǎn)物和固體產(chǎn)物的熱解方法，所述方法 包括： 提供常規(guī)圓柱形、線性反應(yīng)器，所述反應(yīng)器具有用于通過所述反應(yīng)器輸送所述含烴材 料的螺桿工具，具有用于加熱所述含烴材料的工具，由此它們經(jīng)過處理和熱解以生產(chǎn)蒸氣 產(chǎn)物和固體產(chǎn)物，在設(shè)備內(nèi)保持在限定的溫度范圍和限定的停留時(shí)間的區(qū)域， 壓縮所述含烴材料，以從所述含烴材料除去夾帶的空氣和水分， 熔融所述含烴材料， 混合所述熔融的含烴材料，以形成熔融的混合物，由此所述熔融的混合物經(jīng)歷分子去 穩(wěn)定、脫鹵、脫硫和雜原子清除， 使所述熔融的含烴材料經(jīng)歷熱解，以將所述含烴材料轉(zhuǎn)化為蒸氣產(chǎn)物和固體產(chǎn)物，和 回收所述蒸氣產(chǎn)物和所述固體產(chǎn)物。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，將所述含烴材料與細(xì)碎的基于礦物質(zhì)的添加 劑一起進(jìn)料至所述反應(yīng)器中，所述添加劑選自一種或多種熔融相雜原子清除劑，所述雜原 子清除劑選自由堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、后過渡金屬和類金屬以及它們的混合物組成 的組。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，將所述含烴材料與細(xì)碎的基于礦物質(zhì)的添加 劑一起進(jìn)料至所述反應(yīng)器中，所述添加劑選自（i) 一種或多種熔融相雜原子清除劑，所述 雜原子清除劑選自由堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、后過渡金屬和類金屬以及它們的混合物 組成的組；和，（ii) 一種或多種熔融相催化劑，所述催化劑選自由堿金屬、堿土金屬、過渡 金屬、后過渡金屬、類金屬、非金屬和硅酸鹽礦物質(zhì)以及它們的混合物組成的組。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，在壓縮區(qū)域中的停留時(shí)間小于約1分鐘。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述水分被除去至約10重量％的水分。
15. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述含烴材料保持在約220° F-572° F溫度 下的熔融區(qū)域中，以熔融所述含烴材料。
16. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，在熔融區(qū)域中的停留時(shí)間為約15分鐘至45分 鐘。
17. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，在約572° F-690° F溫度范圍內(nèi)將所述含烴 材料混合、去穩(wěn)定、脫硫和脫鹵。
18. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，在混合、分子去穩(wěn)定和雜原子清除區(qū)域中的停 留時(shí)間為約30分鐘至120分鐘。
19. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，在進(jìn)料區(qū)域中的停留時(shí)間小于約1分鐘。
20. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，回收的固體產(chǎn)物包括微晶蠟和石蠟以及它們 的混合物。
21. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，在熱解區(qū)域中的停留時(shí)間為約30分鐘至90分 鐘。
22. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述固體產(chǎn)物在約850° F至1，800° F溫度 范圍內(nèi)脫揮發(fā)。
23. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，在脫揮發(fā)區(qū)域中的停留時(shí)間為約15分鐘至60 分鐘。
24. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，在炭排放區(qū)域中的停留時(shí)間為約15分鐘至30 分鐘。
25. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述含烴材料選自由塑料、熱塑性聚合物、熱 固性聚合物、烴液體、用過的油、廢油、氣油、精煉廠塔底物、氣缸油、廢彈性體、碎輪胎、橡膠 殘?jiān)?、橡膠帶、EPDM橡膠片材、膜和擠出物以及它們的混合物組成的組。
26. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，該方法還包括冷凝所述蒸氣產(chǎn)物，以回收液體 產(chǎn)物。
27. -種用于轉(zhuǎn)化含烴材料以生產(chǎn)可用的蠟產(chǎn)物的方法，該方法包括： 提供常規(guī)圓柱形、線性反應(yīng)器，所述反應(yīng)器具有用于通過所述反應(yīng)器輸送所述含烴材 料的螺桿工具，具有用于加熱所述含烴材料的工具，由此它們經(jīng)過熔融和處理以生產(chǎn)蒸氣 產(chǎn)物和固體產(chǎn)物，其中，所述固體產(chǎn)物含有一種或多種蠟產(chǎn)物，在設(shè)備內(nèi)保持在限定的溫度 范圍和限定的停留時(shí)間的區(qū)域， 將含烴材料和雜原子清除組分的混合物進(jìn)料至所述反應(yīng)器中， 壓縮所述含烴材料，以從所述含烴材料除去夾帶的空氣和水分， 熔融所述含烴材料， 混合所述熔融的含烴材料，以形成熔融的混合物，由此所述熔融的混合物經(jīng)歷分子去 穩(wěn)定、脫鹵和雜原子清除， 回收所述蠟產(chǎn)物。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中，將所述含烴材料與細(xì)碎的基于礦物質(zhì)的添加 劑一起進(jìn)料至所述反應(yīng)器中，所述添加劑選自（i) 一種或多種熔融相雜原子清除劑，所述 雜原子清除劑選自由堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、后過渡金屬和類金屬以及它們的混合物 組成的組；和，（ii) 一種或多種熔融相催化劑，所述催化劑選自由堿金屬、堿土金屬、過渡 金屬、后過渡金屬、類金屬、非金屬和硅酸鹽礦物質(zhì)以及它們的混合物組成的組。
【文檔編號(hào)】C01B31/00GK104105781SQ201380008981
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2013年2月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月9日
【發(fā)明者】W·烏羅姆 申請(qǐng)人:梵德克斯能源有限責(zé)任公司