JP2003041050A - ハロゲン含有樹脂の処理方法と処理設備 - Google Patents
ハロゲン含有樹脂の処理方法と処理設備Info
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/54—Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling
Landscapes
- Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ハロゲン含有樹脂を超臨界条件の溶媒を用い
て処理する当たり、有用な固形炭化水素を高収率で得、
腐食性の強いガスの発生を抑制可能な、ハロゲン含有樹
脂の処理方法と処理設備を提供する。 【解決手段】 塩基性物質の存在下において、ハロゲン
含有樹脂を少なくとも超臨界条件下のアルコールを含む
溶媒中にて処理するハロゲン含有樹脂の処理方法と処理
設備。
て処理する当たり、有用な固形炭化水素を高収率で得、
腐食性の強いガスの発生を抑制可能な、ハロゲン含有樹
脂の処理方法と処理設備を提供する。 【解決手段】 塩基性物質の存在下において、ハロゲン
含有樹脂を少なくとも超臨界条件下のアルコールを含む
溶媒中にて処理するハロゲン含有樹脂の処理方法と処理
設備。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はハロゲン含有樹脂の
処理方法と処理設備に関し、詳しくは、ポリ塩化ビニル
などのハロゲン含有樹脂を超臨界状態の溶媒により分解
処理する方法とその処理設備に関する。
処理方法と処理設備に関し、詳しくは、ポリ塩化ビニル
などのハロゲン含有樹脂を超臨界状態の溶媒により分解
処理する方法とその処理設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年におけるプラスチックの使用量の増
加に伴い、その廃棄量も増加の一途をたどっているが、
プラスチック廃棄物の処理は、埋め立て、焼却がかなり
の部分を占めており、リサイクルして活用するのは未だ
低い割合に留まっているのが現状である。これまで、リ
サイクルして活用する技術としては、マテリアル・リサ
イクルとしての分別・破砕技術や再生技術、サーマル・
リサイクルおよびケミカル・リサイクルとしての熱分解
による油化、オリゴマー・モノマー化、化学反応を利用
する有用物質への変換などが検討されてきた。
加に伴い、その廃棄量も増加の一途をたどっているが、
プラスチック廃棄物の処理は、埋め立て、焼却がかなり
の部分を占めており、リサイクルして活用するのは未だ
低い割合に留まっているのが現状である。これまで、リ
サイクルして活用する技術としては、マテリアル・リサ
イクルとしての分別・破砕技術や再生技術、サーマル・
リサイクルおよびケミカル・リサイクルとしての熱分解
による油化、オリゴマー・モノマー化、化学反応を利用
する有用物質への変換などが検討されてきた。
【０００３】更に、最近では超臨界域の水（３７４℃以
上で、２２．１ＭＰａ以上の状態にある水または蒸気）
の特性を利用する分解反応の研究が進められており、ポ
リエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等のポリオ
レフィン系樹脂については、処理技術がかなり進展して
いる。
上で、２２．１ＭＰａ以上の状態にある水または蒸気）
の特性を利用する分解反応の研究が進められており、ポ
リエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等のポリオ
レフィン系樹脂については、処理技術がかなり進展して
いる。
【０００４】しかしながら、ポリ塩化ビニル等のハロゲ
ン含有樹脂については、超臨界水による処理は常圧下の
熱分解による処理に比べて反応は速いものの十分ではな
く、大量の処理をするには、未だ有効な処理技術が見出
されておらず、そのためにより高温・高圧（４００〜６
００℃で２２．１〜５０ＭＰａ）で処理して油化する方
法が提案されている（例えば、特開平１０−６７９９１
号公報）。
ン含有樹脂については、超臨界水による処理は常圧下の
熱分解による処理に比べて反応は速いものの十分ではな
く、大量の処理をするには、未だ有効な処理技術が見出
されておらず、そのためにより高温・高圧（４００〜６
００℃で２２．１〜５０ＭＰａ）で処理して油化する方
法が提案されている（例えば、特開平１０−６７９９１
号公報）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ハロゲ
ン含有樹脂を上記した従来技術におけるように高温に加
熱すると、例えば、ポリ塩化ビニルの場合、その構造
上、主鎖の開裂と脱塩化水素によって低分子化し、同時
に油状炭化水素が生じるようになるが、その際に有機塩
素化合物が副生し、条件によってはダイオキシンが生成
することもあって、新たな処理設備を要したり、酸性の
強い塩化水素が大量に発生するために反応槽などを高価
な耐食性材料で構成する必要があるなど、決して好まし
いものではない。得られる分解生成物も、主鎖の開裂が
進んでいるため燃料へ利用する以外に利用方法は見ださ
れていない。また、発生したダイオキシンを分解し無害
化可能な高温にまで加熱すると、有用な油状炭化水素の
収量が低下してしまう。
ン含有樹脂を上記した従来技術におけるように高温に加
熱すると、例えば、ポリ塩化ビニルの場合、その構造
上、主鎖の開裂と脱塩化水素によって低分子化し、同時
に油状炭化水素が生じるようになるが、その際に有機塩
素化合物が副生し、条件によってはダイオキシンが生成
することもあって、新たな処理設備を要したり、酸性の
強い塩化水素が大量に発生するために反応槽などを高価
な耐食性材料で構成する必要があるなど、決して好まし
いものではない。得られる分解生成物も、主鎖の開裂が
進んでいるため燃料へ利用する以外に利用方法は見ださ
れていない。また、発生したダイオキシンを分解し無害
化可能な高温にまで加熱すると、有用な油状炭化水素の
収量が低下してしまう。
【０００６】そこで、本発明の目的は、上記従来技術の
有する問題点に鑑みて、ポリ塩化ビニル等のハロゲン含
有樹脂を超臨界条件の溶媒を用いて処理する当たり、有
用な油状または固形炭化水素の収量が低下することな
く、しかも腐食性の強いガスの発生を極力抑制可能な、
ハロゲン含有樹脂の処理方法と処理設備を提供すること
にある。
有する問題点に鑑みて、ポリ塩化ビニル等のハロゲン含
有樹脂を超臨界条件の溶媒を用いて処理する当たり、有
用な油状または固形炭化水素の収量が低下することな
く、しかも腐食性の強いガスの発生を極力抑制可能な、
ハロゲン含有樹脂の処理方法と処理設備を提供すること
にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明者らは塩基性物質の存在下、３００℃以下の
超臨界条件下のアルコールを含む溶媒中でハロゲン含有
樹脂、例えばポリ塩化ビニルを処理すると、その主鎖が
ほとんど開裂せず、脱塩化水素が進行して、塩素原子を
含まない固形炭化水素が生成することを見出し、本発明
を完成した。
め、本発明者らは塩基性物質の存在下、３００℃以下の
超臨界条件下のアルコールを含む溶媒中でハロゲン含有
樹脂、例えばポリ塩化ビニルを処理すると、その主鎖が
ほとんど開裂せず、脱塩化水素が進行して、塩素原子を
含まない固形炭化水素が生成することを見出し、本発明
を完成した。
【０００８】すなわち、本発明に係るハロゲン含有樹脂
の処理方法の特徴構成は、塩基性物質の存在下におい
て、ハロゲン含有樹脂を少なくとも超臨界条件下のアル
コールを含む溶媒中にて処理することにある。
の処理方法の特徴構成は、塩基性物質の存在下におい
て、ハロゲン含有樹脂を少なくとも超臨界条件下のアル
コールを含む溶媒中にて処理することにある。
【０００９】ハロゲン含有樹脂は、常温、常圧下では水
やアルコールのような溶媒に難溶であり、化学反応はほ
とんど進行しないが、超臨界状態ではこれら溶媒分子が
樹脂を構成するポリマー分子内部に浸透・拡散し、塩基
性物質による脱ハロゲン化水素反応が進行する。本発明
で使用するアルコールの超臨界条件は、水のそれより低
温、低圧で達成され、従って、本発明によれば、ハロゲ
ン含有樹脂からの脱ハロゲン化水素が優先的に生じ、ポ
リ塩化ビニル等の場合に主鎖の開裂をほとんど生じさせ
ることなく、固形炭化水素を高収率で得ることができる
ようになり、ハロゲン含有樹脂を処理できる。しかも、
処理中に発生したハロゲン化水素は除去されるので、ハ
ロゲン含有樹脂を確実に無害化できる。
やアルコールのような溶媒に難溶であり、化学反応はほ
とんど進行しないが、超臨界状態ではこれら溶媒分子が
樹脂を構成するポリマー分子内部に浸透・拡散し、塩基
性物質による脱ハロゲン化水素反応が進行する。本発明
で使用するアルコールの超臨界条件は、水のそれより低
温、低圧で達成され、従って、本発明によれば、ハロゲ
ン含有樹脂からの脱ハロゲン化水素が優先的に生じ、ポ
リ塩化ビニル等の場合に主鎖の開裂をほとんど生じさせ
ることなく、固形炭化水素を高収率で得ることができる
ようになり、ハロゲン含有樹脂を処理できる。しかも、
処理中に発生したハロゲン化水素は除去されるので、ハ
ロゲン含有樹脂を確実に無害化できる。
【００１０】その結果、ポリ塩化ビニル等のハロゲン含
有樹脂を超臨界状態の溶媒を用いて処理するに当たり、
有用な固形炭化水素が高収率で得られ、しかも腐食性の
強いガスの発生を極力抑制可能な、ハロゲン含有樹脂の
処理方法を提供することができた。
有樹脂を超臨界状態の溶媒を用いて処理するに当たり、
有用な固形炭化水素が高収率で得られ、しかも腐食性の
強いガスの発生を極力抑制可能な、ハロゲン含有樹脂の
処理方法を提供することができた。
【００１１】前記溶媒は、容量比で水１に対してメタノ
ールが２〜１０含まれていることが好ましい。
ールが２〜１０含まれていることが好ましい。
【００１２】この構成によれば、超臨界状態のメタノー
ルと亜臨界状態の水との混合溶媒中でのハロゲン含有樹
脂の分解を効率よく促進できて都合がよい。
ルと亜臨界状態の水との混合溶媒中でのハロゲン含有樹
脂の分解を効率よく促進できて都合がよい。
【００１３】また、処理温度と処理圧力がそれぞれ、２
４０℃＜Ｔ（温度）＜３７４℃、８．０９ＭＰａ＜Ｐ
（圧力）＜２２．１２ＭＰａであることが好ましい。
４０℃＜Ｔ（温度）＜３７４℃、８．０９ＭＰａ＜Ｐ
（圧力）＜２２．１２ＭＰａであることが好ましい。
【００１４】この構成によれば、溶媒を例えばメタノー
ル−水系とした場合、メタノールは超臨界状態になり、
水は亜臨界状態になるので、被処理物であるハロゲン含
有樹脂の内部にこれら溶媒分子が浸透・拡散し、塩基性
物質の存在下で分解が進行して、ハロゲン含有樹脂は純
度の高い分子式−（ＣＨ）n −で表される固形炭化水素
に変化するので都合がよい。得られた固形炭化水素は、
種々の用途に利用可能であり、有価物として再利用でき
ることになる。尚、亜臨界とは反応容器内において、溶
媒が沸点以上の温度で、０．１ＭＰａ以上、臨界圧以下
の分圧を示す状態をいい、超臨界とは溶媒が臨界温度以
上の温度で臨界圧以上の分圧を示す状態をいうものとす
る。
ル−水系とした場合、メタノールは超臨界状態になり、
水は亜臨界状態になるので、被処理物であるハロゲン含
有樹脂の内部にこれら溶媒分子が浸透・拡散し、塩基性
物質の存在下で分解が進行して、ハロゲン含有樹脂は純
度の高い分子式−（ＣＨ）n −で表される固形炭化水素
に変化するので都合がよい。得られた固形炭化水素は、
種々の用途に利用可能であり、有価物として再利用でき
ることになる。尚、亜臨界とは反応容器内において、溶
媒が沸点以上の温度で、０．１ＭＰａ以上、臨界圧以下
の分圧を示す状態をいい、超臨界とは溶媒が臨界温度以
上の温度で臨界圧以上の分圧を示す状態をいうものとす
る。
【００１５】前記塩基性物質が、アルカリ金属元素また
はアルカリ土類金属元素の水酸化物の１種または２種以
上であることが好ましい。
はアルカリ土類金属元素の水酸化物の１種または２種以
上であることが好ましい。
【００１６】この構成によれば、これらの物質は腐食性
が低く、それでいて反応中に生ずる塩化水素を確実に中
和できるので都合がよい。
が低く、それでいて反応中に生ずる塩化水素を確実に中
和できるので都合がよい。
【００１７】又、本発明に係るハロゲン含有樹脂処理設
備の特徴構成は、塩基性物質の存在下において、ハロゲ
ン含有樹脂を少なくとも超臨界条件下のアルコールを含
む溶媒中にて処理する密閉可能な反応容器と、この反応
容器内のハロゲン含有樹脂を加熱する加熱装置と、を有
することにある。
備の特徴構成は、塩基性物質の存在下において、ハロゲ
ン含有樹脂を少なくとも超臨界条件下のアルコールを含
む溶媒中にて処理する密閉可能な反応容器と、この反応
容器内のハロゲン含有樹脂を加熱する加熱装置と、を有
することにある。
【００１８】この構成によれば、ポリ塩化ビニル等のハ
ロゲン含有樹脂を超臨界条件の溶媒を用いて処理するに
当たり、有用な固形炭化水素の収量が低下することな
く、しかも腐食性の強いガスの発生を極力抑制可能な、
ハロゲン含有樹脂の処理設備を提供することができた。
ロゲン含有樹脂を超臨界条件の溶媒を用いて処理するに
当たり、有用な固形炭化水素の収量が低下することな
く、しかも腐食性の強いガスの発生を極力抑制可能な、
ハロゲン含有樹脂の処理設備を提供することができた。
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図面を参
照して詳細に説明する。本実施形態では、ハロゲン含有
樹脂としてポリ塩化ビニルを被処理物とした例について
説明する。図１は、本実施形態で用いた反応装置の概略
断面構造を示す。この反応装置は、内部に耐圧機能を備
えた反応容器（オートクレーブ）１を収納可能で、その
周囲に配置されたヒーター２などの加熱手段を有する加
熱装置である電気炉３とを備えると共に、反応容器１の
上方において電気炉３に固着可能な蓋板４が配置可能に
なっていて、更に、電気炉３上部を覆うようにして保温
カバー８が配置されて構成されている。反応容器１はス
テンレス鋼（ＳＵＳ３１６）製からなり、蓋板４を介し
て反応容器内部の温度が検知できるようになっていると
共に、図示はしないが、安全弁が設けられている。蓋板
４は、上部４ａと下部４ｂとから構成されており、両者
はステンレス鋼製の固着ボルト５により一体的に固着さ
れる。反応容器１、固着ボルト５などは、ステンレス鋼
以外にハステロイ、インコネル、チタン等の材質で製造
されたものを採用してもよい。
照して詳細に説明する。本実施形態では、ハロゲン含有
樹脂としてポリ塩化ビニルを被処理物とした例について
説明する。図１は、本実施形態で用いた反応装置の概略
断面構造を示す。この反応装置は、内部に耐圧機能を備
えた反応容器（オートクレーブ）１を収納可能で、その
周囲に配置されたヒーター２などの加熱手段を有する加
熱装置である電気炉３とを備えると共に、反応容器１の
上方において電気炉３に固着可能な蓋板４が配置可能に
なっていて、更に、電気炉３上部を覆うようにして保温
カバー８が配置されて構成されている。反応容器１はス
テンレス鋼（ＳＵＳ３１６）製からなり、蓋板４を介し
て反応容器内部の温度が検知できるようになっていると
共に、図示はしないが、安全弁が設けられている。蓋板
４は、上部４ａと下部４ｂとから構成されており、両者
はステンレス鋼製の固着ボルト５により一体的に固着さ
れる。反応容器１、固着ボルト５などは、ステンレス鋼
以外にハステロイ、インコネル、チタン等の材質で製造
されたものを採用してもよい。
【００１９】電気炉３は、断熱材でその外郭が構成され
ていると共に、図示はしないが、ヒーター２には温度制
御機構が接続されていて、反応容器１を所定の温度に制
御できるようになっている。電気炉３の加熱は、ニクロ
ム線、カンタル線などに通電する直接加熱方式の他に、
誘導加熱方式を採用してもよい。尚、図番６は反応容器
１内に延設される熱電対を保護する保護管であり、図番
７は、上部４ａと下部４ｂとの間に挿入されて、反応容
器内の機密性を保つためのパッキングである。
ていると共に、図示はしないが、ヒーター２には温度制
御機構が接続されていて、反応容器１を所定の温度に制
御できるようになっている。電気炉３の加熱は、ニクロ
ム線、カンタル線などに通電する直接加熱方式の他に、
誘導加熱方式を採用してもよい。尚、図番６は反応容器
１内に延設される熱電対を保護する保護管であり、図番
７は、上部４ａと下部４ｂとの間に挿入されて、反応容
器内の機密性を保つためのパッキングである。
【００２０】次に、この反応装置を用いてポリ塩化ビニ
ルを処理する方法について説明する。まず、被処理物で
あるポリ塩化ビニルと、塩基性物質、例えば処理中に発
生する塩化水素を中和可能な水酸化ナトリウム、水酸化
カリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属の水酸化
物、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化バ
リウム等のアルカリ土類金属の水酸化物などの１種また
は２種以上と、アルコール−水系の溶媒の１種であるメ
タノールと水とを反応容器１中に挿入し、反応容器１を
密閉する。この溶媒は、容量比で水１に対してメタノー
ルが２〜１０程度の割合であることが、ポリ塩化ビニル
の分解効率を高める上で好ましい。
ルを処理する方法について説明する。まず、被処理物で
あるポリ塩化ビニルと、塩基性物質、例えば処理中に発
生する塩化水素を中和可能な水酸化ナトリウム、水酸化
カリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属の水酸化
物、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化バ
リウム等のアルカリ土類金属の水酸化物などの１種また
は２種以上と、アルコール−水系の溶媒の１種であるメ
タノールと水とを反応容器１中に挿入し、反応容器１を
密閉する。この溶媒は、容量比で水１に対してメタノー
ルが２〜１０程度の割合であることが、ポリ塩化ビニル
の分解効率を高める上で好ましい。
【００２１】被処理物は、ポリ塩化ビニルを主成分とす
るものであればよく、安定剤、可塑剤など処理条件下で
加水分解、または加溶媒分解可能な配合剤が含まれてい
てもよい。この場合、塩基性物質の挿入量は、発生が予
想される塩化水素を確実に中和できる量であればよい
が、反応後の処理液のｐＨが７．０近傍になるように設
定することが好ましい。
るものであればよく、安定剤、可塑剤など処理条件下で
加水分解、または加溶媒分解可能な配合剤が含まれてい
てもよい。この場合、塩基性物質の挿入量は、発生が予
想される塩化水素を確実に中和できる量であればよい
が、反応後の処理液のｐＨが７．０近傍になるように設
定することが好ましい。
【００２２】反応容器１への処理溶液の充填率は、３０
〜７０％程度であればよいが、５０％程度であることが
処理温度、処理圧力を制御し易くなって都合がよい。
又、反応容器内での処理圧力は、溶媒の種類と組成、充
填率、処理温度などによって決まるので、用いる溶媒の
組成−充填率−温度−圧力の関係を事前に検討・調査し
ておくことが、効率良く処理する上で好ましい。
〜７０％程度であればよいが、５０％程度であることが
処理温度、処理圧力を制御し易くなって都合がよい。
又、反応容器内での処理圧力は、溶媒の種類と組成、充
填率、処理温度などによって決まるので、用いる溶媒の
組成−充填率−温度−圧力の関係を事前に検討・調査し
ておくことが、効率良く処理する上で好ましい。
【００２３】反応容器１内を、２４０℃＜Ｔ（温度）＜
３７４℃、８．０９ＭＰａ＜Ｐ（圧力）＜２２．１２Ｍ
Ｐａの状態にする。水の臨界状態は、Ｔｃ（臨界温度）
＝３７４℃、Ｐｃ（臨界圧力）＝２２．１２ＭＰａであ
り、メタノールの臨界状態は、Ｔｃ（臨界温度）＝２４
０℃、Ｐｃ（臨界圧力）＝８．０９ＭＰａであるので、
反応容器１内の上記条件では、水は亜臨界状態となり、
メタノールは超臨界状態となる。ポリ塩化ビニルのよう
なハロゲン含有樹脂は、常温、常圧下では水やメタノー
ルに難溶であり、化学反応はほとんど進行しないが、超
臨界状態ではこれら溶媒分子が樹脂を構成するポリマー
分子内部に浸透・拡散し、塩基性物質による分解反応が
進行するようになる。すなわち、反応容器１内に挿入さ
れたポリ塩化ビニルは、塩基性物質の存在下、溶媒の浸
透・拡散を受けて、分子式−（ＣＨ）n −を有し、ハロ
ゲン、窒素、酸素などのヘテロ原子を含まない純度の高
い固形炭化水素に変化する。この固形炭化水素は、３０
０℃付近から分解し始め、多様な有機化合物や炭素材料
の合成原料として有効に利用できる。例えば、固形炭化
水素を加熱することにより、下記化１で表されるポリア
センを主成分とする縮合芳香環化合物や、結晶性の高い
炭素に変化する。
３７４℃、８．０９ＭＰａ＜Ｐ（圧力）＜２２．１２Ｍ
Ｐａの状態にする。水の臨界状態は、Ｔｃ（臨界温度）
＝３７４℃、Ｐｃ（臨界圧力）＝２２．１２ＭＰａであ
り、メタノールの臨界状態は、Ｔｃ（臨界温度）＝２４
０℃、Ｐｃ（臨界圧力）＝８．０９ＭＰａであるので、
反応容器１内の上記条件では、水は亜臨界状態となり、
メタノールは超臨界状態となる。ポリ塩化ビニルのよう
なハロゲン含有樹脂は、常温、常圧下では水やメタノー
ルに難溶であり、化学反応はほとんど進行しないが、超
臨界状態ではこれら溶媒分子が樹脂を構成するポリマー
分子内部に浸透・拡散し、塩基性物質による分解反応が
進行するようになる。すなわち、反応容器１内に挿入さ
れたポリ塩化ビニルは、塩基性物質の存在下、溶媒の浸
透・拡散を受けて、分子式−（ＣＨ）n −を有し、ハロ
ゲン、窒素、酸素などのヘテロ原子を含まない純度の高
い固形炭化水素に変化する。この固形炭化水素は、３０
０℃付近から分解し始め、多様な有機化合物や炭素材料
の合成原料として有効に利用できる。例えば、固形炭化
水素を加熱することにより、下記化１で表されるポリア
センを主成分とする縮合芳香環化合物や、結晶性の高い
炭素に変化する。
【００２４】
【化１】
処理液中の塩化水素は、塩基性物質により中和され、無
害な無機物（主として塩化ナトリウム）として底に沈積
するが、僅かに発生する気体成分は反応容器１を適時開
口（反応容器に付設した安全弁を操作する等により）し
て排出し、捕集して処理することができる。そして、所
定時間、所定条件で処理が終了すると、冷却し反応生成
物を取り出す。冷却は、単に所定場所に放置して放冷し
てもよいし、冷風を吹き付けることにより空冷してもよ
いし、冷却器を用いて強制冷却するようにしてもよい。
害な無機物（主として塩化ナトリウム）として底に沈積
するが、僅かに発生する気体成分は反応容器１を適時開
口（反応容器に付設した安全弁を操作する等により）し
て排出し、捕集して処理することができる。そして、所
定時間、所定条件で処理が終了すると、冷却し反応生成
物を取り出す。冷却は、単に所定場所に放置して放冷し
てもよいし、冷風を吹き付けることにより空冷してもよ
いし、冷却器を用いて強制冷却するようにしてもよい。
【００２５】反応処理物として得られた固形炭化水素は
有価物として種々の用途に利用できると共に、処理液中
の大部分を占める溶媒は、回収して再利用することがで
きる。
有価物として種々の用途に利用できると共に、処理液中
の大部分を占める溶媒は、回収して再利用することがで
きる。
【００２６】
【実施例】以下に、本発明を実施例により具体的に説明
するが、もとより本発明は実施例に限定されるものでは
ない。
するが、もとより本発明は実施例に限定されるものでは
ない。
【００２７】＜処理装置＞図１に示す構造の反応装置を
使用した。反応容器は、耐圧硝子（株）製の超臨界反応
容器ＴＳＣ−００２型（ステンレス鋼製、内容積２１．
６ｃｍ3 ）を使用すると共に、外郭を構成する電気炉と
しては、横河電機（株）製ＵＴ３５０型のデジタル指示
温度計付き電気炉を用いた。
使用した。反応容器は、耐圧硝子（株）製の超臨界反応
容器ＴＳＣ−００２型（ステンレス鋼製、内容積２１．
６ｃｍ3 ）を使用すると共に、外郭を構成する電気炉と
しては、横河電機（株）製ＵＴ３５０型のデジタル指示
温度計付き電気炉を用いた。
【００２８】＜処理圧力＞反応容器内圧力の直接測定は
困難であるので、次の方法により算出して処理圧力とし
た。すなわち、溶媒を封入した容器内の圧力は、容器の
内容積、溶媒の種類と組成、仕込み量、温度により決ま
る。本実施例では、溶媒としてメタノールと水の混合溶
媒を使用するので、この混合溶媒にはメタノールと水の
夫々の溶媒の圧力が加算されるものとして、各溶媒のＰ
（圧力）−Ｖ（体積）−Ｔ（温度）の関係式から混合溶
媒の圧力を算出した。
困難であるので、次の方法により算出して処理圧力とし
た。すなわち、溶媒を封入した容器内の圧力は、容器の
内容積、溶媒の種類と組成、仕込み量、温度により決ま
る。本実施例では、溶媒としてメタノールと水の混合溶
媒を使用するので、この混合溶媒にはメタノールと水の
夫々の溶媒の圧力が加算されるものとして、各溶媒のＰ
（圧力）−Ｖ（体積）−Ｔ（温度）の関係式から混合溶
媒の圧力を算出した。
【００２９】＜脱塩化水素率（塩素除去率）＞ポリ塩化
ビニルの脱塩化水素処理後、処理液を室温まで冷却し、
析出した固体生成物をろ別してから、ろ液中に含まれる
塩化物イオン（Ｃｌ- ）の量をＭｏｈｒ法（重クロム酸
イオンを指示薬としてＡｇＮＯ3 によりＣｌ- を定量す
る方法）によって測定した。そして、測定された量から
脱塩化水素率（塩素除去率）を算出した。尚、Ｃｌ- の
定量は処理液のｐＨを７〜８に調整後に行った。
ビニルの脱塩化水素処理後、処理液を室温まで冷却し、
析出した固体生成物をろ別してから、ろ液中に含まれる
塩化物イオン（Ｃｌ- ）の量をＭｏｈｒ法（重クロム酸
イオンを指示薬としてＡｇＮＯ3 によりＣｌ- を定量す
る方法）によって測定した。そして、測定された量から
脱塩化水素率（塩素除去率）を算出した。尚、Ｃｌ- の
定量は処理液のｐＨを７〜８に調整後に行った。
【００３０】＜固体生成物の分析＞脱塩化水素処理終了
後、処理液をろ別して得られた固体生成物を水、メタノ
ール、次いでヘキサンで洗浄した後、乾燥した。固体生
成物の生成量から、生成物の収率、ポリ塩化ビニルの分
解率（気体成分として失われた成分の量）を求めた。
後、処理液をろ別して得られた固体生成物を水、メタノ
ール、次いでヘキサンで洗浄した後、乾燥した。固体生
成物の生成量から、生成物の収率、ポリ塩化ビニルの分
解率（気体成分として失われた成分の量）を求めた。
【００３１】＜固体生成物の性状＞元素分析装置、ＦＴ
−ＩＲ（フーリェ変換赤外分光）装置、13Ｃを核種とす
るＮＭＲ（核磁気共鳴）装置、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分
光）装置、ＴＧ／ＤＴＡ（熱重量分析／示差熱分析）装
置、ＧＣ／ＭＳ（ガスクロマトグラフ質量分析計）など
の測定機器を用いて解析、評価した。
−ＩＲ（フーリェ変換赤外分光）装置、13Ｃを核種とす
るＮＭＲ（核磁気共鳴）装置、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分
光）装置、ＴＧ／ＤＴＡ（熱重量分析／示差熱分析）装
置、ＧＣ／ＭＳ（ガスクロマトグラフ質量分析計）など
の測定機器を用いて解析、評価した。
【００３２】（実施例１）ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ１１
００。平均重合度約１１００）３７５ｍｇ（６ｍｍｏ
ｌ）と４モル濃度（ｍｏｌ／ｄｍ3 ）の水酸化ナトリウ
ム水溶液１．５ｃｍ 3 （６ｍｍｏｌ）とメタノール７．
５ｃｍ3 （メタノール／水の容量比５／１相当）とを、
上記反応装置の反応容器内に挿入し、十分に攪拌混合し
た。反応容器を密閉後、３００℃まで加熱（加熱速度３
〜５℃／分）し、同温度で９０分保持した後、室温まで
空冷した。
００。平均重合度約１１００）３７５ｍｇ（６ｍｍｏ
ｌ）と４モル濃度（ｍｏｌ／ｄｍ3 ）の水酸化ナトリウ
ム水溶液１．５ｃｍ 3 （６ｍｍｏｌ）とメタノール７．
５ｃｍ3 （メタノール／水の容量比５／１相当）とを、
上記反応装置の反応容器内に挿入し、十分に攪拌混合し
た。反応容器を密閉後、３００℃まで加熱（加熱速度３
〜５℃／分）し、同温度で９０分保持した後、室温まで
空冷した。
【００３３】内容物を別の容器に移し、沈降した固体生
成物をろ別すると共に、ろ液についてはｐＨを７〜８に
調整後、液中に含まれるＣｌ- の量をＭｏｈｒ法により
定量した。固体生成物については、水および各種有機溶
媒で洗浄し、乾燥後、その性状を解析・評価した。
成物をろ別すると共に、ろ液についてはｐＨを７〜８に
調整後、液中に含まれるＣｌ- の量をＭｏｈｒ法により
定量した。固体生成物については、水および各種有機溶
媒で洗浄し、乾燥後、その性状を解析・評価した。
【００３４】（実施例２）被処理物としてポリ塩化ビニ
ル（ＰＶＣ７００。平均重合度約７００）を用いた他
は、実施例１と同様な条件で処理した。
ル（ＰＶＣ７００。平均重合度約７００）を用いた他
は、実施例１と同様な条件で処理した。
【００３５】（実施例３）反応容器での加熱温度を２５
０℃とした他は、実施例１と同様な条件で処理した。
０℃とした他は、実施例１と同様な条件で処理した。
【００３６】（実施例４）メタノール／水の容量比を２
／１とした溶媒を用いた他は、実施例３と同様な条件で
処理した。
／１とした溶媒を用いた他は、実施例３と同様な条件で
処理した。
【００３７】（比較例１）溶媒としてメタノールを含ま
ず、水のみを用いた他は、実施例１と同様な条件に処理
した。
ず、水のみを用いた他は、実施例１と同様な条件に処理
した。
【００３８】（比較例２）比較例１と同様に、溶媒とし
ては水のみを用いると共に、処理温度を４００℃とした
他は、実施例１と同様な条件に処理した。
ては水のみを用いると共に、処理温度を４００℃とした
他は、実施例１と同様な条件に処理した。
【００３９】上記実施例１〜４と比較例１、２の結果を
表１に示す。
表１に示す。
【００４０】
【表１】
処理されて得られた固体生成物の色調は、ポリ塩化ビニ
ルの主鎖の開裂が生じることなく塩化水素が確実に脱離
すると淡黄褐色となり、塩化水素の脱離が不十分で塩素
原子が樹脂中に残存すると赤褐色などの濃い色調とな
り、塩化水素が脱離すると共にポリ塩化ビニルの主鎖の
開裂が生じる場合は、黒色の油状物質や炭素質物質が生
成して黒色となり、同時に二酸化炭素などの低分子化合
物が副生する。
ルの主鎖の開裂が生じることなく塩化水素が確実に脱離
すると淡黄褐色となり、塩化水素の脱離が不十分で塩素
原子が樹脂中に残存すると赤褐色などの濃い色調とな
り、塩化水素が脱離すると共にポリ塩化ビニルの主鎖の
開裂が生じる場合は、黒色の油状物質や炭素質物質が生
成して黒色となり、同時に二酸化炭素などの低分子化合
物が副生する。
【００４１】従って、表１から判明するように、実施例
１〜４の場合は、ポリ塩化ビニルの主鎖の開裂が生じる
ことなく塩化水素がほとんど脱離しているのに対して、
比較例１、２の場合は、必要以上に分解が進行してお
り、ポリ塩化ビニルの主鎖の開裂が生じて、有用物質へ
の利用は著しく制限されたものとなっている。
１〜４の場合は、ポリ塩化ビニルの主鎖の開裂が生じる
ことなく塩化水素がほとんど脱離しているのに対して、
比較例１、２の場合は、必要以上に分解が進行してお
り、ポリ塩化ビニルの主鎖の開裂が生じて、有用物質へ
の利用は著しく制限されたものとなっている。
【００４２】〔別実施の形態〕
（１） 上記実施形態では、バッチ式の圧力容器で処理
する例について説明したが、より大量に処理する場合に
は、図２に示す処理システムを用いて処理すると、効率
的である。すなわち、この処理システムは、被処理物で
あるハロゲン含有樹脂導入口１０ａと、アルコール−水
系溶媒を導入する溶媒導入口１０ｂと、塩基性物質導入
口１０ｃとを備えて、これらを混合可能にする混合容器
１０と、十分に混合されスラリー状になった混合物を反
応容器１１に送給するスラリーポンプＰ１と、ヒーター
等の加熱装置１２を備え被処理物を密閉状態で加圧・加
熱して分解処理する反応容器１１と、分解処理された反
応生成物を次工程に送給するスラリーポンプＰ２と、送
給された反応生成物を冷却すると共に固体生成物を取り
出す取出口１３ａを備えた冷却器１３と、反応生成物の
うち、次工程に液体成分を送給する液体輸送ポンプＰ３
と、送給された液体成分を発生する気体と分離する気液
分離装置１４と、を有して構成されている。
する例について説明したが、より大量に処理する場合に
は、図２に示す処理システムを用いて処理すると、効率
的である。すなわち、この処理システムは、被処理物で
あるハロゲン含有樹脂導入口１０ａと、アルコール−水
系溶媒を導入する溶媒導入口１０ｂと、塩基性物質導入
口１０ｃとを備えて、これらを混合可能にする混合容器
１０と、十分に混合されスラリー状になった混合物を反
応容器１１に送給するスラリーポンプＰ１と、ヒーター
等の加熱装置１２を備え被処理物を密閉状態で加圧・加
熱して分解処理する反応容器１１と、分解処理された反
応生成物を次工程に送給するスラリーポンプＰ２と、送
給された反応生成物を冷却すると共に固体生成物を取り
出す取出口１３ａを備えた冷却器１３と、反応生成物の
うち、次工程に液体成分を送給する液体輸送ポンプＰ３
と、送給された液体成分を発生する気体と分離する気液
分離装置１４と、を有して構成されている。
【００４３】反応容器１１は攪拌機構を有しており、ス
ラリー状のハロゲン含有樹脂を攪拌しながら超臨界ある
いは亜臨界状態にして、ハロゲン含有樹脂の分解を促進
できるようになっている。気液分離装置１４は、気体生
成物取出口１４ａと溶媒回収口１４ｂとを有していて、
取り出された気体は更に無害化処理されると共に、回収
された溶媒は再利用される。
ラリー状のハロゲン含有樹脂を攪拌しながら超臨界ある
いは亜臨界状態にして、ハロゲン含有樹脂の分解を促進
できるようになっている。気液分離装置１４は、気体生
成物取出口１４ａと溶媒回収口１４ｂとを有していて、
取り出された気体は更に無害化処理されると共に、回収
された溶媒は再利用される。
【００４４】ハロゲン含有樹脂が反応容器１１で処理さ
れると、処理済みの反応生成物はスラリーポンプＰ２で
冷却器１３に送給されると同時に、混合容器１０からス
ラリー状に混合されたハロゲン含有樹脂と溶媒とが反応
容器１１に送給されてきて、順次、連続的に処理される
ようになっている。このように、図２に示す処理システ
ムは連続式てあるので、大量のハロゲン含有樹脂を処理
するのに特に好適である。
れると、処理済みの反応生成物はスラリーポンプＰ２で
冷却器１３に送給されると同時に、混合容器１０からス
ラリー状に混合されたハロゲン含有樹脂と溶媒とが反応
容器１１に送給されてきて、順次、連続的に処理される
ようになっている。このように、図２に示す処理システ
ムは連続式てあるので、大量のハロゲン含有樹脂を処理
するのに特に好適である。
【００４５】（２） 上記実施形態では、被処理物とし
てポリ塩化ビニル樹脂を例に挙げて説明したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、塩化ビニルー酢酸ビ
ニル共重合体樹脂などの塩化ビニル共重合体樹脂、塩素
化ポリエチレン樹脂などであってもよい。
てポリ塩化ビニル樹脂を例に挙げて説明したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、塩化ビニルー酢酸ビ
ニル共重合体樹脂などの塩化ビニル共重合体樹脂、塩素
化ポリエチレン樹脂などであってもよい。
【図１】本実施形態で用いた反応装置の概略断面図
【図２】別実施形態に係るハロゲン含有樹脂処理システ
ムの概略全体構成図
ムの概略全体構成図
１，１１ 反応容器
３ 加熱装置
Claims (5)
- 【請求項１】 塩基性物質の存在下において、ハロゲン
含有樹脂を少なくとも超臨界条件下のアルコールを含む
溶媒中にて処理するハロゲン含有樹脂の処理方法。 - 【請求項２】 前記溶媒は、容量比で水１に対してメタ
ノールが２〜１０含まれている請求項１のハロゲン含有
樹脂の処理方法。 - 【請求項３】 前記超臨界条件が、２４０℃＜Ｔ（温
度）＜３７４℃、８．０９ＭＰａ＜Ｐ（圧力）＜２２．
１２ＭＰａである請求項１又は２のハロゲン含有樹脂の
処理方法。 - 【請求項４】 前記塩基性物質が、アルカリ金属元素ま
たはアルカリ土類金属元素の水酸化物の１種または２種
以上である請求項１〜３のいずれか１のハロゲン含有樹
脂の処理方法。 - 【請求項５】 塩基性物質の存在下において、ハロゲン
含有樹脂を少なくとも超臨界条件下のアルコールを含む
溶媒中にて処理する密閉可能な反応容器と、この反応容
器内のハロゲン含有樹脂を加熱する加熱装置と、を有す
るハロゲン含有樹脂処理設備。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001228829A JP2003041050A (ja) | 2001-07-30 | 2001-07-30 | ハロゲン含有樹脂の処理方法と処理設備 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001228829A JP2003041050A (ja) | 2001-07-30 | 2001-07-30 | ハロゲン含有樹脂の処理方法と処理設備 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003041050A true JP2003041050A (ja) | 2003-02-13 |
Family
ID=19061268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001228829A Pending JP2003041050A (ja) | 2001-07-30 | 2001-07-30 | ハロゲン含有樹脂の処理方法と処理設備 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003041050A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1088146A (ja) * | 1996-09-20 | 1998-04-07 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | ハロゲン含有樹脂の油化処理方法 |
| JPH10219258A (ja) * | 1997-02-07 | 1998-08-18 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | ハロゲン含有高分子材料の熱分解処理方法 |
| JPH11263871A (ja) * | 1998-03-18 | 1999-09-28 | Toshiba Corp | 窒素原子又はハロゲン原子含有廃有機物の処理方法 |
-
2001
- 2001-07-30 JP JP2001228829A patent/JP2003041050A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1088146A (ja) * | 1996-09-20 | 1998-04-07 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | ハロゲン含有樹脂の油化処理方法 |
| JPH10219258A (ja) * | 1997-02-07 | 1998-08-18 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | ハロゲン含有高分子材料の熱分解処理方法 |
| JPH11263871A (ja) * | 1998-03-18 | 1999-09-28 | Toshiba Corp | 窒素原子又はハロゲン原子含有廃有機物の処理方法 |
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| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080317 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100127 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100129 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100525 |