的工具，由此所述含控材料在各区域内保持一系列相 应的限定的停留时间的工具，用于旋转所述挤出机螺杆的工具，所述挤出机螺杆具有多个 飞行结构，用于进料、压缩和脱水、烙融所述含控材料，W将它们从固体转化为液体，用于使 所述含控材料混合、去稳定和脱面，用于旋转所述热害反应器的工具，所述热害反应器具有 多个内部飞行、挡板、叶片和/或升降机结构，用于使所述含控材料进一步去稳定，用于热 解所述含控材料，用于使经热解的含控材料脱挥发，用于排放生产的蒸气W及回收可冷凝 的、不可冷凝的和固体的控产物。
[0032] 在其第一阶段中，本发明包括一个或多个能接受含控材料的并联的挤出机。当引 入到挤出机后，在向第二阶段中直接注入脱面的和部分去稳定/分解的含控烙体之前，使 聚合物废物经历压缩、脱水、剪切、烙融、去稳定和脱面。第一阶段与第二阶段直接结合。
[0033] 本发明的第二阶段包括一个或多个反向旋转热害反应器，其各自具有至少两个通 过环状挡板巧分隔的室，其中每一个室在不同的溫度下操作。在通过在挡板巧中的中屯、开 口最终被动排放至第二阶段的第二室之前，在第二阶段的第一室中，含控材料累积和连续 去稳定达设计-受控的停留时间。在第一室的后面的区域和第二室的较早的区域中发生重 要的分子裂化。在第二阶段的该第二室中发生最终的热解，并且在所述第二室结束时，从末 端板组件排放固体炭残渣。
[0034] 本发明提供了将宽泛可变的原料流、高度污染的原料流和随着时间变化具有不一 致组成的原料流有效转化为可冷凝的、不可冷凝的和固体的控产物，比起在现有技术中描 述的热解系统生产的产物，该产物具有优异品质。
【附图说明】
[0035] 参考附图，当阅读W下说明时，本发明的前述和其它特征和优点对于本领域技术 人员来说显而易见，其中：
[0036] 图1为根据本发明两阶段、区域-划定的连续操作热解设备的侧面示意图。
[0037] 图2为根据本发明的区域-划定的连续操作热解设备的第一阶段的示意图。
[003引图3为根据本发明的区域-划定的连续操作热解设备的第二阶段的示意图。
[0039] 图4为根据本发明的双阶段、区域-划定的热解设备的降压冷凝器阵列及其部署 下游的侧面示意图。
【具体实施方式】
[0040] 本发明为用于在连续操作环境中连续转化含控材料的双阶段、区域-划定的连续 热解设备。其一种实施方式在图1中说明，本发明包括一种改进的区域-划定的设备10， 除了加热W外，该设备10还结合剪切力，在其第一阶段20中具有整体和渐进的添加剂引 入、蒸汽去除和面素酸去除，加上在其第二阶段30中带挡板的大体积的和连续操作的热害 反应器。本发明的设备和用于将含控材料连续转化可冷凝的、不可冷凝的和固体的控产物 的操作方法在整体的一系列降压冷凝器之前和之后二者，能同时排放终产物。它采用连续 方式操作。本发明足够稳健W接受包括通常不分解W得到油的热固性塑料的馈分的切碎的 聚合物废物。此外，它为模块化的和可伸缩的热解设备，能将聚合物废物和低价值的或污染 的聚合物连续转化为合成的石油和多种其馈分，所述包括但不限于轻质原油、燃料添加剂、 基础油、疏松石蜡、石蜡、微晶蜡和W芳族石油控为主的冷凝物。不可冷凝的控产物为气体。 固体控产物为细碎的焦炭，如果在其分解之前在原料中存在非聚合物固体，所述焦炭可含 有或不含运样的非聚合物固体。
[0041] 本发明具有灵活性W允许、任选地具有能力生产和经由设备直接排放而单独排放 主要共具有30-70个碳原子的微晶蜡或石蜡产物，在一个优选的实施方式中，在屯个连续 操作的、串联取向的操作区域（下文中称为区域）的第四个区域结束时排放。运些区域为 原料进料区域或区域1 404,压缩区域或区域2 402,烙融区域或区域3 403,混合、分子去 稳定和杂原子清除区域或区域4 404,热解区域或区域5 405,脱挥发区域或区域6 406,和 炭排放区域或区域7 407。具体地，微晶蜡或石蜡产物的该排放在混合、分子去稳定和杂原 子清除区域4 404之后、在300°C-338°C巧72。F-690。巧的溫度范围内发生，可W获得 不能事先从微晶蜡或石蜡产物的一致收率确定的溫度临界值。此外，在一个优选的实施方 式中，其允许另外的和同时能生产一种或多种另外的共具有4-30个碳数量的较轻馈分，该 较轻馈分从位于第五个和第六个连续操作的、串联取向的过程区域（即，分别为热解区域5 405W及炭和残余固体脱挥发区域6 406)的单独的排放口回收，经由在一系列降压冷凝器 中随后回收热解蒸气，当需要非常高效的分离时，所述降压冷凝器具有任选的在渐进较冷 的操作溫度范围下操作的除雾器与多个相应的冷凝器。虽然该设备不需要部署催化剂反应 器和/或回流反应器和/或分馈塔，但是在当例如期望生产仅轻质油、柴油添加剂或汽油添 加剂时，本发明的设备的模块化和可伸缩性提供了任选部署那些另外的装置的机会。
[0042] 供应给设备10的第一阶段20的原料可为混合的和/或不同的固体的组合。可将 不同比例的基于石油的液体（如果有的话，如可期望的）注入第一阶段20和/或第二阶段 30中，只要液体的注入速率不会使第二阶段30的加热能力负担过重。本文使用的"基于石 油的液体"和"控液体"可互换使用，并且指的是包括用过的油、废油、气油、精炼厂塔底物、 气缸油等。该操作控制提供了宽泛可变的原料流、高度污染的原料流和随着时间变化具有 不一致组成的原料流的有效转化。
[0043] 本发明的设备在所有方面为模块化的和可伸缩的。例如，在本发明的一个实施方 式中，如在图1和图3中预期的，在本发明的第一阶段20中的并联的挤出机201的数量为 设备10的模块化的和可伸缩的组件，提供了在单一系统中引入和共同处理多种含控原料 进料的机会，W潜在地不同的速率将每一种相应的原料进料引入到第二阶段30中并且共 同混合，该速率可随着时间有目的地控制和变化，如可期望的。
[0044] 区域-划定的操作控制提供了宽泛可变的原料流、高度污染的原料流和随着时间 不同具有不一致组成的原料流的有效转化。不需要干净的未受污染的原料进料流。甚至充 分容许被杀虫剂、除草剂、石油产物、药物等污染的聚合物废物。如果按照操作危险废物储 存、处理和处置设备的EPA许可来操作设备，某些特性和列举的危险废物可构成或被包括 作为含控原料的组分。
[0045] 本发明提供了改进的区域-划定的转化，通过分阶段的设备10连续原料进料，该 设备10具有渐进剪切至非剪切环境W及渐进的一系列溫度斜坡升溫和浸泡，其一种实施 方式在图I中说明。第一阶段20和第二阶段30W连续方式操作，由此将含控材料100进 料至第一阶段20,随后将经部分处理的含控材料从第一阶段20连续排放至第二阶段30,从 中将合成的石油和多种其馈分排放至冷凝器80,所述馈分包括但不限于轻质原油、燃料添 加剂、基础油、疏松石蜡、石蜡、微晶蜡和W芳族石油控为主的冷凝物。不可冷凝的控产物为 气体。固体控产物为细碎的焦炭加上可再循环的金属和/或聚集体。该固体控产物在本文 中也被称为"固体残渣"或"固体产物"。
[0046] 本文描述的许多蜡W液相离开热害反应器，但是一旦收集，倾向于冷却至固体或 缓慢流动的液体。出于该原因并且为了一致性的目的和就本发明的目的而言，除非明确另 外说明，否则一种或多种蜡，无论它们在过程中在何处被回收，将作为固体、固体产物和/ 或固体残渣处理。
[0047] 一些或所有设备10可采用带角度的结构40部署。整个设备10也可为运种带角 度的，但是热害反应器301为需要该带角度的排列的唯一的部件。换言之，在其它实施方式 中，挤出机201和其它部件可为水平的，或者与俯仰或倾斜的热害反应器301连接。在图1、 图2和图3中说明的本发明的实施方式中，关于水平50,设备10为带角度的，具有负倾斜或 斜率，即，下降，使得热害反应器301的入口端在比出口端较高的高度，当将热害反应器301 的内部部件设置为与重力一致促进输送时，允许重力辅助输送部分分解的含控材料通过下 降热害反应器301。负倾斜40可偏离水平50约r至约20°，其中优选的负倾斜偏离水平 50约1.5°至约6°。或者，当将热害反应器301的内部部件设置为物理前进含控材料时， 设备10或热害反应器30还可在相对的或正倾斜方向取向或俯仰，从而经由热害反应器301 的旋转克服重力。正倾斜40可偏离水平50约r至约20°，其中优选的正倾斜偏离水平 50约1. 5°至约6°。运样给出关于水平50约-20° (下降）至约巧0° (倾斜）的可能 的范围。
[0048] 操作设备10,使得当含控材料和分解产物前进通过并随后从设备排放时，含控材 料通过一系列连续操作环境，下文中也称为区域。通过确定和建立多种渐进的溫度区域W 影响优化的溫度斜坡升溫，W及通过改变挤出机201和热害反应器301的内部设计，从而控 制在每一个相应的溫度区域内的停留时间，实现优化的产物混合。运样产生多个溫度斜坡 升溫和保留时间（浸泡），导致作为连续过程操作的本发明的设备具有区域-划定的转化的 热效率优点。
[0049] 将切碎的聚合物废物100连续引入到设备10的第一阶段20,所述切碎的聚合物 废物100可能被非聚合物馈分污染或者不被非聚合物馈分污染。为了此目的，除了热塑性 和热固性塑料（"塑料"）W外，"聚合物废物"还可包括弹性体（或"废弹性体"），例如碎 轮胎、橡胶残渣、橡胶带、EPDM橡胶片材、膜或挤出物等。如果期望，在分带系列401 (区域 1)开始时，还可向挤出机201中W适当的比例加入基于矿物质的添加剂和/或烙融相催化 剂，W促进期望的化学反应。此外，可将不同比例的基于石油的液体（如果有的话，如可期 望的）注入挤出机201中的口 206中和/或热害反应器301中的口 320中，只要液体的注 入速率不会使第二阶段30的加热能力负担过重。
[0050] 当原料装载通过设备10前进时，当在区域2 402中其渐进压缩或另外经历体积降 低时，发生相变，W驱除夹带的大气，并且经由溫度斜坡升溫或梯度加热，直至在聚合物废 物中的夹带的水分沸腾，导致形成蒸汽，并且随后在区域3 403中烙融。烙体随后在另一个 热斜坡升溫中加热，并且通过在反应器中的最大受控溫度的混合、分子去稳定和杂原子清 除区域（区域4)404前进。在该区域（区域4)404中烙体经受控的停留时间和溫度的混 合导致分子去稳定，纤维素分解为炭和另外的蒸汽，多种增塑剂和有机添加剂分解为蒸气， 所述蒸汽可作为可冷凝的石油产物回收，几乎完全去除硫，几乎完全降低有机面素氯和漠， 部分降低有机面素氣，并且几乎完全将对苯二甲酸降低为苯甲酸和将苯甲酸降低为苯。硬 蜡产物可在其结束时从区域4 404排放并且过渡至区域5 405。在区域4 404结束时还未 从热害反应器直接排放W回收硬蜡的剩余的烙体随后通过又一个热斜坡升溫前进至区域 (区域5) 405,大多数热解在区域（区域5) 405中发生。对于每一种待分解的原料，经优化 的停留时间发生该热解W分解。使剩余的质量前进通过具有最大受控溫度和足够停留时 间的区域5 405环境导致了优化收率和组成的热解产物。当剩余的质量离开热解区域405 时，在引入到区域6 406时其又经历了又一个热斜坡升溫，从而经历足够的停留时间，促进 炭脱挥发和残余的芳族控和多环芳控的焦化。因此，在将残余固体从区域6 406移至区域 7 407后，其从区域7 407作为干的和脆的、细碎的残余固体材料连续排放，其不被吸附的 芳香控和多环芳控饱和。如果运些污染物存在于原料进料中，将运些剩余的固体从设备中 作为可含有夹带的金属（贵金属和/或非贵金属）、玻璃、石头等的炭连续除去。用另一种 方式陈述，"炭"为由含控材料的分解剩余的碳W外的碳残渣和残余固体。
[0051] 在多种实施方式中，设计挤出机201和热害反应器301W促进使各种各样的含控 原材料的输送、混合和反应。热害反应器301可任选地包括在区域4 404结束时从热害反 应器301排放石蜡或微晶蜡的工具。可冷凝的控从位于区域5 405的排放口 323排放。残 余固体炭从区域7 407中的出口 319排放。挤出机201和热害反应器301的内部设计结构 结合多个溫度区域和相应的停留时间。由于运是采用连续过程操作的单件设备，在区域之 间可能没有必要存在清楚的界限，使得一个区域可能偶然过渡到连接区域或与连接区域重 畳。
[0052] 区域通常由挤出机201中的螺杆的几何形状W及热害反应器301的内部部件的几 何形状和位置限定和/或划定，W建立期望的相应的区域停留时间，对于每一个期望速率 的过程处理量，结合在该区域中保持的相应的操作溫度。进行连续过程、区域-划定的转化 设备的设计，W允许构造在其相应的直径处具有适当的但无多余的长度的该设备，W促进 在每一个区域经适当的停留时间与含控材料充分传热，从而经所需的停留时间完成期望的 化学反应，对于过程处理量的期望的总体速率，达到期望的完成度。优选地，在结合变量的 相互作用的热力学和动力学模式的情境中设计连续过程组分，该变量（除了别的W外）还 包括反应器取向、反应器长度、反应器直径、反应器结构的材料、挤出机螺杆设计、害内部组 分设计、含控材料处理量速率、密度和导热性、动力学粘度、区域保留时间、区域压力、区域 间溫度斜坡升溫等。该模式必须具有预测操作本发明的结果的能力，W分解可能遇到期望 的或容许的结果的任何原料组成。在不存在运样的模式下，由试验可能衍生优化的几何形 状或者可能不能衍生优化的几何形状，错误（尤其是在本情境下的错误）可能具有不期望 的或甚至灾难性的结果。
[0053] 具有过程区域的本发明的任何实施方式可采用任何结构部署W完成聚合物废物 的转化，经宽泛的可伸缩性W适应所有经济上可行的处理量方案，所述过程区域由原料引 入到系统（区域1 401)开始，随后继续进行体积降低和/或压缩（区域2 402)，继续进行原 料相变W烙融（区域3 403)，随后继续进行某些增塑剂和添加剂的分解W及盐酸的释放， 除其他方面之外，同时和/或随后分子去稳定（区域4 404)，随后继续进行热解分解（区域 5 405