JP2002060541A

JP2002060541A - ハロゲン含有プラスチックを含むプラスチック廃棄物の処理方法及び装置

Info

Publication number: JP2002060541A
Application number: JP2000251183A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Masunari; 光夫増成
Original assignee: NIKKEN ENGINEERING KK
Current assignee: NIKKEN ENGINEERING KK
Priority date: 2000-08-22
Filing date: 2000-08-22
Publication date: 2002-02-26
Anticipated expiration: 2020-08-22
Also published as: JP3490671B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ハロゲン含有プラスチックを含むプラスチッ
ク廃棄物から再利用可能なスチレンモノマー等の有価物
を高収率で回収することを可能とし、家電製品のプラス
チックのリサイクルを促進すること。【解決手段】ハロゲン含有プラスチックの溶融物もし
くはハロゲン含有プラスチックをスチレンモノマーを主
成分とする溶媒に溶解させた溶液を反応熱等の熱源とし
ての加熱水蒸気に混合させた後、この混合流体を内部に
充填物を入れた内壁がセラミック製の固定床反応器に供
給して該反応器内にて樹脂を分解し、該反応器から取り
出した流体を金属触媒に接触させて脱ハロゲン化した後
に加熱槽に供給して更に分解することを特徴とするプラ
スチック廃棄物の処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はハロゲン含有プラス
チックを含むプラスチック廃棄物の処理方法及び装置に
関し、その目的はハロゲン含有プラスチックを含むプラ
スチック廃棄物から再利用可能なスチレンモノマー等の
有価物を高収率で回収することを可能とし、家電製品の
プラスチックのリサイクルを促進することにある。

【０００２】

【従来の技術】従来、使用済み家電製品の処理は、自治
体によって一般廃棄物として収集・処理されるか、販売
店に引き取られて丸ごとシュレッダーで粉砕された後、
一部有価物として金属類が選別・回収されている程度で
あった。しかしながら、使用済み家電製品のリサイクル
促進を目的とした特定家庭用機器再商品化法（家電リサ
イクル法）の施行を間近に控えて、使用済み家電製品の
リサイクル技術を確立するための本格的な取り組みが家
電業界を中心に急ピッチですすめられている。使用済み
家電製品のリサイクルにおいて大きな問題となるのはプ
ラスチックのリサイクル技術が未だ充分に確立されてい
ないことである。特に、家電製品のプラスチックには発
火防止のためにポリ臭化ジフェニルエーテル（ＰＢＤ
Ｅ）等の臭素系難燃剤が混合されており、この臭素系難
燃剤が使用済み家電製品の処理の際にダイオキシンと同
程度の毒性をもつ臭素化ダイオキシンとして発生し、作
業者の健康を害したり周辺環境を汚染する危険性が懸念
されている。

【０００３】一方、一般的に使用されているポリスチレ
ン樹脂からスチレンモノマーを回収するための装置は、
図６に示すように、ポリスチレン樹脂を加熱して分解す
る槽型反応器ａを具えるとともに、該反応器ａはその周
りに配される加熱ジャケットｂと、内部の温度を均一に
攪拌する攪拌手段ｄとを有しており、必要に応じて分解
を促進するための触媒が加えられる。しかしながら、こ
のような従来の装置では、加熱ジャケットで加熱する外
熱型であるため、反応器の内壁温度が該反応器内の液温
より常に高く、その結果、反応器内の温度が不均一にな
って内壁にカーボンが付着し易かった。内壁にカーボン
が付着すると、内壁温度が更に上昇し、最終的に伝熱量
の低下およびコーキング発生による操業不能となるなど
して連続運転が難しくなり、実質的にポリスチレン樹脂
から高収率でスチレンモノマーを回収するに適した少な
くとも４００℃以上の反応温度を維持することが難しか
った。一方、所要反応温度の上昇を抑制するために触媒
の使用も考えられるが、この種の触媒は時間の経過とと
もにその活性が劣化していくので連続運転を継続するた
めには、連続的な触媒の抜き出し及び供給設備が必要と
なり、これも技術的に解決の難しい課題となっている。

【０００４】また、この種の外部加熱方式の反応器で
は、ポリスチレン樹脂の分解に必要な分解熱の授受は、
槽内にたまった分解残渣を通して行われることになる
が、溶媒としてのスチレンモノマーやポリスチレン樹脂
の分解により生成したスチレンモノマーがこの分解残渣
と容易に反応してエチルベンゼンに転化し、スチレンモ
ノマーの選択性を著しく低下させてしまうという致命的
欠点を本願発明者らは連続テスト設備により確認した。
すなわち、高収率でスチレンモノマーを回収するために
必要な反応温度を上げることは、設備上・操業上の問題
の発生と、それに伴う分解残渣の収率の増加、更にはス
チレンモノマーのエチルベンゼンへの転化により、総合
的に見てスチレンモノマーの回収率を著しく低下させる
ことに繋がり、これらを如何に克服するかが従来法の大
きな課題となっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
のもつ課題を解決するためになされたものであって、使
用済み家電製品に代表されるプラスチック廃棄物、特に
ポリスチレンを主体としたハロゲン含有プラスチックを
含むプラスチック廃棄物から再利用可能なスチレンモノ
マー等の有価物を高収率で連続的に回収することが可能
なプラスチック廃棄物の処理方法及び装置を提供せんと
するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
ハロゲン含有プラスチックの溶融物もしくはハロゲン含
有プラスチックをスチレンモノマーを主成分とする溶媒
に溶解させた溶液を反応熱等の熱源としての加熱水蒸気
に混合させた後、この混合流体を内部に充填物を入れた
内壁がセラミック製の固定床反応器に供給して該反応器
内にて樹脂を分解し、該反応器から取り出した流体を金
属触媒に接触させて脱ハロゲン化した後に加熱槽に供給
して更に分解することを特徴とするプラスチック廃棄物
の処理方法に関する。請求項２に係る発明は、前記加熱
槽にて発生した蒸気を触媒に接触させて該蒸気中に含ま
れる高分子成分を更に分解することを特徴とする請求項
１記載のプラスチック廃棄物の処理方法に関する。請求
項３に係る発明は、前記加熱槽にて発生した蒸気を加熱
水蒸気に混合させた後、この混合流体を内部に充填物を
入れた固定床反応器に供給して該蒸気中に含まれる高分
子成分を該反応器内にて更に分解することを特徴とする
請求項１記載のプラスチック廃棄物の処理方法に関す
る。

【０００７】請求項４に係る発明は、ハロゲン含有プラ
スチックを含むプラスチック廃棄物をＮ−メチル−２−
ピロリドンに溶解させ、得られた溶液から未溶解物を除
去した後、該溶液からＮ−メチル−２−ピロリドンを分
離回収して残りの溶液を反応熱等の熱源としての加熱水
蒸気に混合させた後、この混合流体を内部に充填物を入
れた内壁がセラミック製の固定床反応器に供給して該反
応器内にて分解し、該反応器から取り出した流体を金属
触媒に接触させて脱ハロゲン化した後に加熱槽に供給し
て分解することを特徴とするプラスチック廃棄物の処理
方法に関する。請求項５に係る発明は、前記充填物が高
比表面積を有する不活性物であることを特徴とする請求
項１乃至４のいずれかに記載のプラスチック廃棄物の処
理方法に関する。請求項６に係る発明は、前記充填物が
触媒であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか
に記載のプラスチック廃棄物の処理方法に関する。請求
項７に係る発明は、加熱水蒸気に代えて加熱スチレンモ
ノマー蒸気を用いることを特徴とする請求項１乃至６い
ずれかに記載のプラスチック廃棄物の処理方法に関す
る。

【０００８】請求項８に係る発明は、ハロゲン含有プラ
スチックの溶融物もしくはハロゲン含有プラスチックを
スチレンモノマーを主成分とする溶媒に溶解させた溶液
を反応熱等の熱源としての加熱水蒸気もしくは加熱スチ
レンモノマー蒸気に混合させる混合手段と、該混合手段
にて得られた混合流体を内部に取り入れて分解する固定
床反応器と、該反応器から取り出した流体を金属触媒に
接触させて脱ハロゲン化する触媒槽と、該触媒槽を通過
した流体を加熱して前記反応器での未分解物を更に分解
する加熱槽とを備えてなることを特徴とするプラスチッ
ク廃棄物の処理装置に関する。請求項９に係る発明は、
ハロゲン含有プラスチックを含むプラスチック廃棄物を
Ｎ−メチル−２−ピロリドンに溶解させるための溶解槽
と、該溶解槽から取り出された溶液から未溶解物を除去
する除去手段と、該除去手段にて未溶解物が除去された
溶液からＮ−メチル−２−ピロリドンを分離回収する分
離回収手段と、Ｎ−メチル−２−ピロリドンが分離され
た残りの溶液を反応熱等の熱源としての加熱水蒸気もし
くは加熱スチレンモノマー蒸気に混合させる混合手段
と、該混合手段にて得られた混合流体を内部に取り入れ
て分解する固定床反応器と、該反応器から取り出した流
体を金属触媒に接触させて脱ハロゲン化する触媒槽と、
該触媒槽を通過した流体を加熱して前記反応器での未分
解物を更に分解する加熱槽とを備えてなることを特徴と
するプラスチック廃棄物の処理装置に関する。請求項１
０に係る発明は、前記混合手段、固定床反応器及び触媒
槽の内面がセラミックから構成されてなることを特徴と
する請求項８又は９記載のプラスチック廃棄物の処理装
置に関する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るハロゲン含有
プラスチックを含むプラスチック廃棄物の処理方法及び
装置の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明
する。図１は本発明の第一実施形態を示す概略フロー図
である。本発明においては、使用済み家電製品に代表さ
れるプラスチック廃棄物、特にポリスチレンを主体とし
たハロゲン含有プラスチックが原料とされ、この原料
（Ａ）はスクリューフィーダー（エクストルーダ）によ
り加熱溶融された溶融物の形態で、もしくはスチレンモ
ノマーを主成分とする溶媒に溶解された溶液の形態で供
給される。

【００１０】上記形態により供給された原料（Ａ）は、
混合手段（１）により４００〜７００℃、例えば５００
℃の加熱水蒸気（ＳＨＳ）と混合され、ポリスチレン樹
脂の流動性を得るのに充分な２５０℃以上で固定床反応
器（２）に供給される。このとき、原料が溶液の形態で
供給された場合には、溶媒となったスチレンモノマーの
殆どは気化される。混合手段（１）の構成は特に限定さ
れず、例えば加熱水蒸気の供給管と、この供給管に接続
されて原料を混入する混入管とからなるものを使用する
ことができる。混合手段（１）の内壁はセラミックから
構成されており、これによってハロゲンによる腐食が防
がれ、長期間にわたる連続運転が可能となっている。
尚、本発明においては、加熱水蒸気に代えて加熱スチレ
ンモノマー蒸気を混合手段（１）により混合する構成を
採用することもできる。この場合、加熱スチレンモノマ
ー蒸気の温度は４００〜７００℃、例えば５００℃とさ
れる。

【００１１】固定床反応器（２）としては、触媒もしく
は比表面積が大きい不活性の充填物（例えばセラミック
製ラシヒリングやボールリング等）の充填層を備えた固
定床方式が採用され、溶融した樹脂は該触媒もしくは充
填物上を薄膜となって流下し、前記加熱水蒸気もしくは
加熱スチレンモノマー蒸気により与えられる少なくとも
２５０℃以上、好ましくは４００〜４５０℃の高温によ
り分解されることにより、スチレンモノマーが生成され
る。尚、固定床反応器（２）の内壁もセラミックから構
成されており、これによってハロゲンによる反応器内部
の腐食を防ぐようにしている。

【００１２】上記したように、反応熱等の供給に加熱蒸
気を用いた内熱型とすると、固定床反応器（２）内の混
合気体（加熱蒸気とスチレンモノマーとポリスチレン樹
脂分解生成物との混合気体）の流速が速く、従って、ス
チレンモノマーと分解残渣との接触時間が短くなり、ス
チレンモノマーのエチルベンゼンへの転化が充分低く抑
えられる。尚、この反応システムの操業圧力は絶対圧
０．０４〜０．３ＭＰａの範囲が好ましい。また、固定
床反応器（２）の出口温度を所望の温度とするために、
該反応器（２）の入口に別途、加熱水蒸気もしくは加熱
スチレンモノマー蒸気を必要量供給するようにしてもよ
い。

【００１３】本発明においては、固定床反応器（２）の
充填層として使用される触媒は特に限定されないが、硫
酸ナトリウム、硫酸鉄、硫酸マンガン、硫酸亜鉛、硫酸
アルミニウム、硫酸カルシウム、硫酸カリウム、硫酸ア
ンチモン等の硫酸塩や二酸化マンガンなどが好適に使用
される。これらの触媒は、比較的低温（３５０℃以下）
でポリスチレン樹脂を接触分解することができ、しかも
接触分解生成物中に含まれる低分子量成分の量を少なく
することが可能となるためである。また、これらの触媒
は比較的安価で容易に入手できるために触媒コストを低
減することができるという利点もある。

【００１４】また、本発明においては、固定床反応器
（２）で触媒を使用せずにポリスチレン樹脂を熱分解さ
せてもよい。このとき、混合手段（１）で混合される加
熱水蒸気もしくは加熱スチレンモノマー蒸気の温度は触
媒を用いる場合よりも高く、４００〜６００℃の範囲で
所定の反応温度を維持するために適宜設定される。この
場合、反応器（２）内には例えばセラミック製ラシヒリ
ングやボールリング等の比表面積の大きい不活性充填物
の層が設けられて熱分解を行わせる。尚、操業圧力につ
いては、絶対圧０．０４〜０．３ＭＰａの範囲が好まし
い。

【００１５】また、図２に示すように、２以上の固定床
反応器（２）を並列に接続し、バルブ（３）の動作によ
り選択的に１つの固定床反応器（２）を稼働させるよう
にしてもよく、これにより、該反応器（２）の開放、点
検、修復時に、他の固定床反応器（２）を用いることが
でき、長期連続運転が可能となる。

【００１６】固定床反応器（２）を通過した流体は、次
いで触媒槽（４）に供給される。触媒槽（４）には、
鉄、鉄触媒、亜鉛、アルミニウム、銅、ニッケル等の金
属触媒が充填されており、固定床反応器（２）から供給
された流体はこれらの金属触媒に接触することによって
脱ハロゲン化され、例えば原料となったポリスチレン樹
脂中に含まれている臭素成分はＦｅＢｒ₂ 又はＦｅＢｒ
₃ となって触媒槽（４）の底部から取り出される。ま
た、このとき原料中に含まれる塩素成分も同時に例えば
ＦｅＣｌ₃ となって除去される。

【００１７】触媒槽（４）を通過することにより脱ハロ
ゲン化された流体は、加熱槽（５）に落下供給され、こ
の加熱槽（５）内で加熱ジャケット（５ａ）及び攪拌翼
（５ｂ）の作動に伴って加熱、分解される。分解残渣は
最終的に加熱槽（５）の底部から排出する。尚、触媒槽
（４）についても、ハロゲンによる腐食を防ぐために内
面をセラミックから構成することが好ましい。一方、触
媒槽（４）を通過した混合気体及び加熱槽（５）におい
て加熱分解により発生した蒸気は、次いで凝縮器（６）
へと導入され、これによって凝縮液化される。加熱水蒸
気を使用した場合、この凝縮液化された液体は、分解生
成物である粗製スチレンモノマーに加えて加熱水蒸気に
液化によって得られた多量の水を含んでいるので、この
液体をセパレータ（７）に導入して粗製スチレンモノマ
ーと水とを分離する。セパレータ（７）の構成は特に限
定されないが、例えば図示のような分離壁（７ａ）を越
える上澄み液として粗製スチレンモノマーを回収できる
ものを採用することができる。

【００１８】図３は本発明の第二実施形態を示す概略フ
ロー図である。この第二実施形態が前記第一実施形態と
異なる点は、加熱槽（５）と凝縮器（６）との間に触媒
槽（８）が設けられており、加熱槽（５）において加熱
分解により発生した蒸気を触媒槽（８）を通過させた後
に凝縮器（６）へと導く構成とされている点である。
尚、これ以外の構成は第一実施形態と同じであるため、
同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。

【００１９】触媒槽（８）には、加熱槽（５）にて発生
した蒸気中に含まれる高分子成分を接触分解するための
触媒が充填されている。触媒の種類は特に限定されない
が、硫酸ナトリウム、硫酸鉄、硫酸マンガン、硫酸亜
鉛、硫酸アルミニウム、硫酸カルシウム、硫酸カリウ
ム、硫酸アンチモン等の硫酸塩や二酸化マンガンなどが
好適に使用される。

【００２０】この第二実施形態によれば、加熱槽（５）
にて発生した蒸気が触媒槽（８）を通過することによっ
て、蒸気中に含まれる高分子成分が更に分解されてスチ
レンモノマーに転化し、セパレータ（７）にて回収され
る粗製スチレンモノマー中に含まれるスチレンモノマー
の割合を更に高めることが可能となる。

【００２１】図４は本発明の第三実施形態を示す概略フ
ロー図である。この第三実施形態が前記第一実施形態と
異なる点は、加熱槽（５）と凝縮器（６）との間に加熱
水蒸気の混合手段（９）と固定床反応器（１０）とが設
けられている点である。即ち、この実施形態によれば、
加熱槽（５）において加熱分解により発生した蒸気に対
して加熱水蒸気が混合されて固定床反応器（１０）へと
導かれ、該反応器（１０）内にて加熱水蒸気により与え
られる少なくとも２５０℃以上、好ましくは４００〜４
５０℃の高温により分解されることにより、スチレンモ
ノマーが生成される。また、加熱水蒸気に代えて加熱ス
チレンモノマー蒸気を混合手段（９）により混合する構
成を採用することもできる。この場合、加熱スチレンモ
ノマー蒸気の温度は４００〜７００℃、例えば５００℃
とされる。

【００２２】固定床反応器（１０）としては、第一実施
形態にて説明した固定床反応器（２）と同様に、触媒も
しくは高比表面積を有する充填物（例えばセラミック製
ラシヒリング）の充填層を備えた固定床方式が採用され
る。尚、その他の構成は第一実施形態と同じであるた
め、同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。

【００２３】この第三実施形態によれば、加熱槽（５）
にて発生した蒸気に対して高温の加熱水蒸気もしくは加
熱スチレンモノマー蒸気が混合されることによって、加
熱槽（５）から取り出された蒸気中に含まれる高分子成
分が更に分解されてスチレンモノマーに転化し、セパレ
ータ（７）にて回収される粗製スチレンモノマー中に含
まれるスチレンモノマーの割合を更に高めることが可能
となる。

【００２４】以上説明した実施形態は、供給される原料
がポリスチレン樹脂のみである場合には非常に有効であ
るが、現実的には排出されるプラスチック廃棄物からポ
リスチレン樹脂のみを選別して原料として供給すること
は困難であり、原料中にポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ＡＢＳ樹脂等の異種合成樹脂が混入している場合が
多い。そこで本願発明者らは、上記実施形態に供給され
る前工程において、ポリスチレンとポリエチレン、ポリ
プロピレン、ＡＢＳ樹脂等の異種合成樹脂を選別するた
めの原料選別工程を新たに創出した。

【００２５】図５は本発明において使用される原料選別
工程の概略フロー図であり、この原料選別工程は、上記
したように、前述の第一乃至第三実施形態に示した処理
工程に供給される原料を得るための前工程となる。この
原料選別工程では、ポリスチレンを主体とするハロゲン
含有プラスチックにポリエチレン、ポリプロピレン、Ａ
ＢＳ樹脂等の異種合成樹脂が混入されたプラスチック廃
棄物が原料とされ、これらの原料は先ず破砕機（１１）
に供給されて一定大きさ以下に破砕された後、一旦貯蔵
タンク（１２）に貯蔵される。そして、この貯蔵タンク
（１２）に貯蔵された原料に対して、Ｎ−メチル−２−
ピロリドン（以下、ＮＭＰと略す）が供給され、原料は
供給されたＮＭＰと共に輸送用コンベア（１３）によっ
て溶解槽（１４）へと送られて、該溶解槽（１４）内に
て加熱・攪拌されながら選択的に溶解される。

【００２６】本発明においてＮＭＰを原料樹脂の溶剤と
して使用する最大の理由は、ＮＭＰはポリスチレンを非
常に良く溶解するが、ポリエチレン、ポリプロピレン、
ＡＢＳ樹脂は殆ど溶解しないという溶解特性にある。さ
らにＮＭＰは、蒸発熱が１０５ｋｃａｌ／ｋｇ：２０
４℃と低いため、蒸留を低エネルギーで行うことができ
て経済的である、蒸発温度が２０４℃と高いため、自
治体環境条例のＶＯＣ（揮発性炭化水素類）に関する規
制値をクリアすることができる（例えば、大阪府環境条
例では炭化水素類の規制値は「単体では沸点が１５０℃
以下の物質、混合物では５％留出点が１５０℃以下のも
の」と定められている）毒性が極めて低い、といった
特性を有しており、これらの特性もまた本発明において
ＮＭＰを溶剤として使用する理由である。

【００２７】溶解槽（１４）内にて得られた溶液は、ポ
ンプ（１５）によって分離装置（１６）へと送られる。
分離装置（１６）は溶液中の未溶解物を除去するための
除去手段としての役割を果たすものであり、遠心分離機
や濾過装置等を好適に使用することができる。分離装置
（１６）ではＮＭＰに溶解されないポリエチレン、ポリ
プロピレン、ＡＢＳ樹脂等の異種合成樹脂が溶液から分
離除去され、除去物は貯蔵タンク（１７）へと貯蔵さ
れ、固形燃料又は液体燃料の原料等として再利用に供さ
れる。

【００２８】異種合成樹脂が除去された後の溶液は、ポ
ンプ（１８）により蒸留装置（１９）へと送られる。蒸
留装置（１９）は溶液からＮＭＰを分離して回収する分
離回収手段としての役割を果たすものであり、真空蒸
留、常圧蒸留のいずれの装置であってもよい。蒸留装置
（１９）にて分離されたＮＭＰは凝縮器（２０）にて凝
縮液化された後、ＮＭＰ貯蔵タンク（２１）へと貯蔵さ
れて再利用に供される。そして、ＮＭＰが分離された後
の原料は一旦貯蔵タンク（２２）へと貯蔵された後、ポ
ンプ（２３）によりエクストルーダー（２４）へと送ら
れ、エクストルーダー（２４）によって２００℃以上の
温度で軟化した状態にて第一乃至第三実施形態の工程の
原料（Ａ）として供給される。

【００２９】上記した原料選別工程を設けることによっ
て、異種合成樹脂が混入した原料からポリスチレンリッ
チな原料を得ることができるため、この原料を使用する
ことによって、第一乃至第三実施形態として示した後工
程にて最終的に回収されるスチレンモノマーの収率を高
めることができる。

【００３０】尚、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）やポリフッ
化ビニリデン（ＰＶｄＦ）が原料中に含まれていた場
合、これらの樹脂もポリスチレンと共にＮＭＰに溶解さ
れて後工程に原料として供給されることになるが、本発
明では後工程において脱ハロゲンを行うことができるた
め、処理において問題となることはない。

【００３１】

【実施例】以下、本発明の実施例及び比較例を示すこと
によって本発明の効果をより明確にする。但し、本発明
は以下の実施例により何ら限定されるものではない。（実施例１）図１に示す装置を使用して、以下に示す方
法により臭素系難燃剤が含有されたポリスチレン樹脂
（臭素含有率４．５ｗｔ％）からなる原料の処理を行っ
た。原料をその３倍重量のスチレンモノマーに溶かした
溶液２．０ｋｇ／ｈ（６０〜７０℃）と、加熱水蒸気２
５ｋｇ／ｈ（４８０〜４９０℃）とを混合して固定床反
応器（充填物：ラシヒリング）に送り、ポリスチレン
（ＰＳ）を分解した。固定床反応器内の温度は４２０〜
４３０℃、圧力は０．０１ＭＰａＧであり、触媒槽
（４）に充填される金属触媒としてはＦｅ₂ Ｏ₃ を使用
した。セパレーターに回収された粗製スチレンモノマー
の量は１９８０ｇ／ｈであり、溶媒として使用したスチ
レンモノマーを差し引くと４８０ｇ／ｈ（回収率：９６
ｗｔ％）であった。また、分解残渣収率（対ＰＳ）は
１．０ｗｔ％であった。得られた粗製スチレンモノマー
をガスクロマトグラフィーにより分析した結果（溶媒ス
チレンモノマー補正）、スチレンモノマーの含有率は７
６．５ｗｔ％、二量体、三量体の含有率は２０．２４
％、臭素含有率は０．００１ｗｔ％であった。

【００３２】（実施例２）図３に示す装置を使用して、
触媒槽（８）に硫酸マグネシウムからなる触媒を充填し
た以外は実施例１と同じ条件で臭素系難燃剤が含有され
たポリスチレン樹脂（臭素含有率４．５ｗｔ％）からな
る原料の処理を行った。セパレーターに回収された粗製
スチレンモノマーの量は１９６０ｇ／ｈであり、溶媒と
して使用したスチレンモノマーを差し引くと４６０ｇ／
ｈ（回収率：９２ｗｔ％）であった。また、分解残渣収
率（対ＰＳ）は１．０ｗｔ％であった。得られた粗製ス
チレンモノマーをガスクロマトグラフィーにより分析し
た結果（溶媒スチレンモノマー補正）、スチレンモノマ
ーの含有率は９８．５ｗｔ％、臭素含有率は０．００１
ｗｔ％であった。

【００３３】（実施例３）図４に示す装置を使用して、
臭素系難燃剤が含有されたポリスチレン樹脂（臭素含有
率４．５ｗｔ％）からなる原料の処理を行った。混合手
段（９）にて混合される加熱水蒸気を２５ｋｇ／ｈ（４
８０〜４９０℃）として、固定床反応器（１０）の充填
物はラシヒリングとし、反応器内の温度は４２０〜４３
０℃、圧力は０．０１ＭＰａＧとした以外は、実施例１
と同じ条件とした。セパレーターに回収された粗製スチ
レンモノマーの量は１９８０ｇ／ｈであり、溶媒として
使用したスチレンモノマーを差し引くと４８０ｇ／ｈ
（回収率：９６ｗｔ％）であった。また、分解残渣収率
（対ＰＳ）は１．０ｗｔ％であった。得られた粗製スチ
レンモノマーをガスクロマトグラフィーにより分析した
結果（溶媒スチレンモノマー補正）、スチレンモノマー
の含有率は９６．０ｗｔ％、臭素含有率は０．００１ｗ
ｔ％であった。

【００３４】（比較例）図６に示すような従来の槽型反
応器を使用して、臭素系難燃剤が含有されたポリスチレ
ン樹脂（臭素含有率４．５ｗｔ％）からなる原料の処理
を行った。ポリスチレン樹脂をその４倍量のスチレンモ
ノマーに溶かした溶液を２．５ｋｇ／ｈ（６０〜７０
℃）で反応器に供給して熱分解した。尚、反応器内の温
度は３８０℃、圧力は０．００１ＭＰａＧであった。得
られた粗製スチレンモノマーをガスクロマトグラフィー
により分析した結果（溶媒スチレンモノマー補正無
し）、スチレンモノマーの含有率は７８．０ｗｔ％であ
り、溶媒として用いたスチレンモノマーよりも回収され
たスチレンモノマー量は減少していた。また、エチルベ
ンゼンの含有率は１８．６ｗｔ％、臭素含有率は４．５
ｗｔ％であった。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る方法
及び装置によれば、ポリスチレンを主体としたハロゲン
含有プラスチックを含むプラスチック廃棄物を脱ハロゲ
ン化してスチレンモノマーを回収することができるた
め、臭素系難燃剤を含んでいる家電製品のプラスチック
のリサイクルを促進することができ、しかも反応熱源と
して加熱水蒸気もしくは加熱スチレンモノマー蒸気を使
用して内熱によりポリスチレン等の樹脂を分解するた
め、反応温度を高温に設定することができ、その結果分
解残渣を殆ど生成しない条件の選択も可能となった。ま
たポリスチレンの分解生成物は瞬時に加熱蒸気相に移
り、ポリスチレン樹脂の分解残渣とスチレンモノマーと
の接触時間を短くできてエチルベンゼンへの転化が抑制
されるため、ポリスチレン樹脂廃棄物から工業的に有用
なスチレンモノマーを高収率、高選択率、高純度で回収
することが可能となる。更には、混合手段、固定床反応
器及び触媒槽の内壁をセラミック製としたことにより、
プラスチック廃棄物原料から分離したハロゲンによる反
応器内部の腐食が防がれ長期間にわたる連続運転が可能
となった。また、ハロゲン含有プラスチックを含むプラ
スチック廃棄物をＮ−メチル−２−ピロリドンに溶解さ
せることによって、ポリエチレンやポリプロピレン等の
異種合成樹脂が混入した原料からポリスチレンリッチな
原料を得ることができ、最終的に回収されるスチレンモ
ノマーの収率をより高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施形態を示す概略フロー図であ
る。

【図２】固定床反応器を２つ並列設置した形態を示す概
略図である。

【図３】本発明の第二実施形態を示す概略フロー図であ
る。

【図４】本発明の第三実施形態を示す概略フロー図であ
る。

【図５】本発明において使用される原料選別工程の概略
フロー図である。

【図６】従来の技術を示す概略図である。

【符号の説明】

１混合手段２固定床反応器４触媒槽５加熱槽８触媒槽９混合手段１０固定床反応器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハロゲン含有プラスチックの溶融物もし
くはハロゲン含有プラスチックをスチレンモノマーを主
成分とする溶媒に溶解させた溶液を反応熱等の熱源とし
ての加熱水蒸気に混合させた後、この混合流体を内部に
充填物を入れた内壁がセラミック製の固定床反応器に供
給して該反応器内にて樹脂を分解し、該反応器から取り
出した流体を金属触媒に接触させて脱ハロゲン化した後
に加熱槽に供給して更に分解することを特徴とするプラ
スチック廃棄物の処理方法。
【請求項２】前記加熱槽にて発生した蒸気を触媒に接
触させて該蒸気中に含まれる高分子成分を更に分解する
ことを特徴とする請求項１記載のプラスチック廃棄物の
処理方法。
【請求項３】前記加熱槽にて発生した蒸気を加熱水蒸
気に混合させた後、この混合流体を内部に充填物を入れ
た固定床反応器に供給して該蒸気中に含まれる高分子成
分を該反応器内にて更に分解することを特徴とする請求
項１記載のプラスチック廃棄物の処理方法。
【請求項４】ハロゲン含有プラスチックを含むプラス
チック廃棄物をＮ−メチル−２−ピロリドンに溶解さ
せ、得られた溶液から未溶解物を除去した後、該溶液か
らＮ−メチル−２−ピロリドンを分離回収して残りの溶
液を反応熱等の熱源としての加熱水蒸気に混合させた
後、この混合流体を内部に充填物を入れた内壁がセラミ
ック製の固定床反応器に供給して該反応器内にて分解
し、該反応器から取り出した流体を金属触媒に接触させ
て脱ハロゲン化した後に加熱槽に供給して分解すること
を特徴とするプラスチック廃棄物の処理方法。
【請求項５】前記充填物が高比表面積を有する不活性
物であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに
記載のプラスチック廃棄物の処理方法。
【請求項６】前記充填物が触媒であることを特徴とす
る請求項１乃至４のいずれかに記載のプラスチック廃棄
物の処理方法。
【請求項７】加熱水蒸気に代えて加熱スチレンモノマ
ー蒸気を用いることを特徴とする請求項１乃至６いずれ
かに記載のプラスチック廃棄物の処理方法。
【請求項８】ハロゲン含有プラスチックの溶融物もし
くはハロゲン含有プラスチックをスチレンモノマーを主
成分とする溶媒に溶解させた溶液を反応熱等の熱源とし
ての加熱水蒸気もしくは加熱スチレンモノマー蒸気に混
合させる混合手段と、該混合手段にて得られた混合流体
を内部に取り入れて分解する固定床反応器と、該反応器
から取り出した流体を金属触媒に接触させて脱ハロゲン
化する触媒槽と、該触媒槽を通過した流体を加熱して前
記反応器での未分解物を更に分解する加熱槽とを備えて
なることを特徴とするプラスチック廃棄物の処理装置。
【請求項９】ハロゲン含有プラスチックを含むプラス
チック廃棄物をＮ−メチル−２−ピロリドンに溶解させ
るための溶解槽と、該溶解槽から取り出された溶液から
未溶解物を除去する除去手段と、該除去手段にて未溶解
物が除去された溶液からＮ−メチル−２−ピロリドンを
分離回収する分離回収手段と、Ｎ−メチル−２−ピロリ
ドンが分離された残りの溶液を反応熱等の熱源としての
加熱水蒸気もしくは加熱スチレンモノマー蒸気に混合さ
せる混合手段と、該混合手段にて得られた混合流体を内
部に取り入れて分解する固定床反応器と、該反応器から
取り出した流体を金属触媒に接触させて脱ハロゲン化す
る触媒槽と、該触媒槽を通過した流体を加熱して前記反
応器での未分解物を更に分解する加熱槽とを備えてなる
ことを特徴とするプラスチック廃棄物の処理装置。
【請求項１０】前記混合手段、固定床反応器及び触媒
槽の内面がセラミックから構成されてなることを特徴と
する請求項８又は９記載のプラスチック廃棄物の処理装
置。