JP2003301182A - Volume reducing agent and thermal decomposition method for plastic foam - Google Patents

Volume reducing agent and thermal decomposition method for plastic foam

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JP2003301182A
JP2003301182A JP2002208863A JP2002208863A JP2003301182A JP 2003301182 A JP2003301182 A JP 2003301182A JP 2002208863 A JP2002208863 A JP 2002208863A JP 2002208863 A JP2002208863 A JP 2002208863A JP 2003301182 A JP2003301182 A JP 2003301182A
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reducing agent
thermal decomposition
volume
volume reducing
molecular weight
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Takao Kimura
隆夫 木村
Toshio Inoue
敏夫 井上
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Nippon Petrochemicals Co Ltd
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  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a volume reducing agent and to provide a thermal decomposition method excellent in the balance of (1) low viscosity at an ordinary temperature, (2) solubility of polystyrene foams or the like, (3) safety (boiling point, flash point), (4) high thermal decomposition efficiency (efficiency in reducing the molecular weight), (5) boiling point suitable for recovering the volume reducing agent at a high energy efficiency, and (6) chemical stability in volume reducing and thermal decomposition steps, or in reuse, or the like, based on the comprehensive consideration of these factors in studying volume reducing agents for use in reducing the volume of plastic foams such as polystyrene resin foams and in pyrolytically reducing the molecular weight. <P>SOLUTION: The volume reducing agent comprises an 11-15C bicyclic aromatic hydrocarbon compound having at least one aliphatic hydrocarbon residue and two aromatic rings. A 200-330°C boiling-point distillate separated from heavy oil byproducts in the manufacture of ethyl benzene, or a dehydrated product thereof can also be used as a volume reducing agent. Plastic foams are thermally decomposed and reduced in molecular weights to form a product that is suitable for fuel oils or the like, by subjecting them to melting and/or dissolving followed by heat treatment in the presence of the volume reducing agent. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、包装容器・梱包材
等として広く用いられているポリエチレン系樹脂、ポリ
プロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂等の発泡プラス
チックから資源を回収する技術、特に発泡プラスチック
の減容化および熱分解による油化還元方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for recovering resources from foamed plastics such as polyethylene resins, polypropylene resins, polystyrene resins, etc., which are widely used as packaging containers, packing materials, etc. The present invention relates to an oil reduction method by liquefaction and thermal decomposition.

【0002】[0002]

【従来の技術】発泡ポリスチレン等の発泡プラスチック
は、軽量性や高い断熱性を有することなどから包装容器
や断熱材として広く使用されているが、生分解を受けに
くく処理方法が社会問題化している。そのままの形態で
の埋め立て処理、焼却処理も行われているが、回収再利
用できれば好ましい。
2. Description of the Related Art Foamed plastics such as foamed polystyrene are widely used as packaging containers and heat insulating materials because of their light weight and high heat insulating properties, but they are not susceptible to biodegradation and their treatment methods have become a social problem. . Although landfill treatment and incineration treatment are performed in the same form, it is preferable if they can be collected and reused.

【0003】しかし、魚肉の血や脂などで汚れた食品容
器包装関連の発泡ポリスチレン等の発泡プラスチック材
料はそのまま回収し再利用するには適さないため、近年
は、鉱油、植物油、有機溶剤等を使用した溶解・減容化
を含む廃棄、回収、焼却処理が検討されている。さらに
熱分解によりモノマーまたはダイマー、トリマー等の低
分子量化合物とし回収再利用または燃料化も検討されて
いる。これらはできるだけ使用済み現場での処理が好ま
しい。しかし、低分子量化合物には環境ホルモン等の新
たな環境問題が生じるおそれがある。
However, foamed plastic materials such as expanded polystyrene for food containers and packaging, which are contaminated with blood and fat of fish meat, are not suitable for recovery and reuse as they are. In recent years, mineral oil, vegetable oil, organic solvent, etc. have been used. Disposal, recovery and incineration treatment including dissolution and volume reduction used are being considered. Further, it is being studied to recover and reuse it as a low molecular weight compound such as a monomer or a dimer or a trimer by thermal decomposition, or use it as a fuel. It is preferable to treat these at the used site as much as possible. However, low molecular weight compounds may cause new environmental problems such as environmental hormones.

【0004】減容化技術には、発泡プラスチックの圧縮
または脱気により体積を減少させる方法と、減容化剤と
してプラスチックに対する溶剤を使用して発泡プラスチ
ックを溶解することにより体積を減少させる方法があ
る。減容化に関する従来技術として、特開平3−214
号公報、特開平4−219186号公報、特開平6−9
1647号公報等がある。回収に関しては、特開平5−
263065号公報、特開平5−59212号公報、特
開平6−143284号公報、特開平6−143285
号公報、特開平6−23753号公報、特開平6−31
6646号公報、特開平8−253618号公報、特開
平8−85735号公報、特開平9−157435号公
報、特開2001−164037公報等がある。
Volume reduction techniques include a method of reducing the volume by compressing or degassing the foamed plastic and a method of dissolving the foamed plastic by using a solvent for the plastic as a volume reducing agent. is there. As a conventional technique relating to volume reduction, Japanese Patent Laid-Open No. 3-214
Japanese Patent Laid-Open No. 4-219186, Japanese Patent Laid-Open No. 6-9
1647 and the like. Regarding collection, Japanese Patent Laid-Open No. 5-
263065, JP-A-5-59212, JP-A-6-143284, and JP-A-6-143285.
JP-A-6-23753, JP-A-6-31
6646, JP-A-8-253618, JP-A-8-85735, JP-A-9-157435 and JP-A-2001-164037.

【0005】上記の従来技術においては、減容化剤とし
て鉱油、植物油、有機溶剤の選定が重要であり、数多く
の具体的例示がある。しかし、d−リモネンに関してプ
ラスチックの物理的性質の低下が比較的小さいことが示
されている以外は、その選定は発泡プラスチックに対す
る溶解・減容化能力のみで行われていた。
In the above-mentioned prior art, it is important to select mineral oil, vegetable oil and organic solvent as the volume reducing agent, and there are many specific examples. However, except that it was shown that the deterioration of the physical properties of the plastic with respect to d-limonene was relatively small, the selection was made only by the ability to dissolve and reduce the volume of the foamed plastic.

【0006】本発明者は、先にα−メチルスチレン(M
SM)およびその2量体である2,4−ジフェニル−4
−メチル−1−ペンテン(MSD)が発泡ポリスチレン
の減容化用溶剤としての作用、熱分解促進(分子量低
下)作用および得られた油化物の安定化作用が優れてい
ることを見出した(特開2001−55467公報、日
本食品科学工学会誌第46巻第9号570頁)。それに
よると、従来のポリスチレンの熱分解がモノマー回収を
主目的として約400℃と比較的高温で処理されている
のに対し、本発明者は処理温度を200℃以下、具体的
には160℃〜200℃の範囲とし、その結果得られる
発泡ポリスチレンの熱分解生成物である燃料油に適した
低分子量のオリゴスチレン成分を含有するMSMあるい
はMSDをそのまま燃料油として使用することを可能に
した。
The inventor of the present invention firstly found that α-methylstyrene (M
SM) and its dimer 2,4-diphenyl-4
It was found that -methyl-1-pentene (MSD) is excellent in the action as a solvent for reducing the volume of expanded polystyrene, the action of promoting thermal decomposition (reduction of molecular weight), and the stabilizing action of the obtained oil product (special feature). Kai 2001-55467, Japan Food Science and Engineering Society, Vol. 46, No. 9, 570). According to this, while the conventional thermal decomposition of polystyrene is treated at a relatively high temperature of about 400 ° C. mainly for the purpose of recovering a monomer, the present inventor has a treatment temperature of 200 ° C. or less, specifically 160 ° C. The temperature range was set to ˜200 ° C., and MSM or MSD containing a low molecular weight oligostyrene component suitable for a fuel oil, which is a thermal decomposition product of expanded polystyrene obtained as a result, can be used as it is as a fuel oil.

【0007】しかしながら、MSMの沸点は165℃で
あり、また、引火点が45℃と低いことから、熱分解に
よる油化工程の安全性の確保のため装置および工程の簡
略化に限界があった。一方、MSDに関しては、沸点と
引火点は、それぞれ、350℃と160℃であるので装
置の簡略化、安全性の確保には優れる。しかしその反
面、多量に入手することが困難であること、常温で若干
の粘性があること、そして、溶剤の回収再利用を考えた
場合、沸点が350℃であるので蒸留熱媒の安定運転確
保が容易でないこと、蒸留による分離・回収に多くのエ
ネルギーを消費することに改善の余地が残った。また、
溶解・減容化能力と熱分解能力もMSMに比較すると不
満足であった。
However, since MSM has a boiling point of 165 ° C. and a low flash point of 45 ° C., there is a limit to the simplification of the equipment and process for ensuring the safety of the oilification process by thermal decomposition. . On the other hand, with respect to MSD, the boiling point and the flash point are 350 ° C. and 160 ° C., respectively, which is excellent in simplifying the device and ensuring safety. However, on the other hand, it is difficult to obtain a large amount, it has a little viscosity at room temperature, and when considering the recovery and reuse of the solvent, the boiling point is 350 ° C, so a stable operation of the distillation heat medium can be secured. However, there is room for improvement in that it is not easy and that it consumes a lot of energy for separation and recovery by distillation. Also,
Dissolution / volume reduction capacity and thermal decomposition capacity were also unsatisfactory compared to MSM.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、発泡ポリス
チレン系樹脂等の発泡プラチックの減容化および熱分解
による低分子量化に使用する減容化剤を、常温時の低
粘性、発泡ポリスチレン等の溶解性、安全性(沸点
・引火点)、高い熱分解効率(分子量低下効率)、
減容化剤を回収する際のエネルギー効率の高い適切な沸
点、減容化および熱分解工程中あるいは再利用におけ
る化学的安定性、等の総合的な観点から検討して、これ
らのバランスに優れた減容化剤および熱分解方法を提案
しようとするものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION According to the present invention, a volume reducing agent used for volume reduction of foamed plastic such as foamed polystyrene resin and reduction of molecular weight by thermal decomposition is used as low viscosity at room temperature, foamed polystyrene, etc. Solubility, safety (boiling point / flash point), high thermal decomposition efficiency (molecular weight reduction efficiency),
Excellent balance between these factors, considering the appropriate boiling point with high energy efficiency when recovering the volume reducing agent, chemical stability during volume reduction and thermal decomposition processes, or reuse, etc. It is intended to propose a volume reducing agent and a thermal decomposition method.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者は、発泡ポリス
チレン系等の発泡プラスチックの溶解・減容化および熱
分解・油化還元に適した特定の化学構造を有する減容化
剤を見出し、発泡プラスチックをこの減容化剤の存在下
に溶融および/または溶解したものを加熱してプラスチ
ックを熱分解して低分子量化し燃料油等に適したものに
する方法を完成させた。
The present inventor has found a volume reducing agent having a specific chemical structure suitable for dissolution / volume reduction and thermal decomposition / oil reduction of foamed plastic such as foamed polystyrene. A method of melting and / or dissolving foamed plastic in the presence of the volume reducing agent to heat the plastic to lower its molecular weight to make it suitable for fuel oil has been completed.

【0010】すなわち本発明の第1は、炭素数が11か
ら15であり、脂肪族炭化水素残基を少なくとも1個お
よび芳香族環を2個有する二環芳香族炭化水素化合物を
含むことを特徴とする発泡プラスチックの減容化剤に関
するものである。
That is, the first aspect of the present invention is characterized by containing a bicyclic aromatic hydrocarbon compound having 11 to 15 carbon atoms and having at least one aliphatic hydrocarbon residue and two aromatic rings. The present invention relates to a volume reducing agent for foamed plastics.

【0011】本発明の第2は、本発明の第1において、
二環芳香族炭化水素化合物が、1,1−ジフェニルメタ
ン、1,1−ジフェニルエタンまたは1,1−ジフェニ
ルエチレンであることを特徴とする発泡プラスチックの
減容化剤に関するものである。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention,
The present invention relates to a volume reducing agent for foamed plastics, wherein the bicyclic aromatic hydrocarbon compound is 1,1-diphenylmethane, 1,1-diphenylethane or 1,1-diphenylethylene.

【0012】本発明の第3は、エチレンとベンゼンとか
らエチルベンゼンを製造する際の重質副生油から得られ
る沸点200℃以上330℃以下の留分および/または
これの脱水素化物を含むことを特徴とする発泡プラスチ
ックの減容化剤に関するものである。
The third aspect of the present invention is to include a fraction having a boiling point of 200 ° C. or higher and 330 ° C. or lower and / or a dehydrogenated product thereof, which is obtained from a heavy by-product oil when ethylbenzene is produced from ethylene and benzene. And a volume reducing agent for foamed plastics.

【0013】本発明の第4は、炭素数が11から15で
あり、脂肪族炭化水素残基を少なくとも1個および芳香
族環を2個有する二環芳香族炭化水素化合物を含む液体
存在下に発泡プラスチックを溶融および/または溶解
し、120℃〜400℃の温度で加熱処理することを特
徴とする発泡プラスチックの熱分解方法に関するもので
ある。
A fourth aspect of the present invention is the presence of a liquid containing a bicyclic aromatic hydrocarbon compound having 11 to 15 carbon atoms, at least one aliphatic hydrocarbon residue and two aromatic rings. The present invention relates to a method for thermally decomposing a foamed plastic, which comprises melting and / or melting the foamed plastic and heat-treating the foamed plastic at a temperature of 120 ° C to 400 ° C.

【0014】本発明の第5は、本発明の第4において加熱
処理することにより該プラスチックの数平均分子量を1
5,000以下に低下させることを特徴とする発泡プラ
スチックの熱分解方法に関するものである。
The fifth aspect of the present invention is to increase the number average molecular weight of the plastic to 1 by heat treatment in the fourth aspect of the present invention.
The present invention relates to a method for thermally decomposing a foamed plastic, which is characterized by lowering it to 5,000 or less.

【0015】本発明の第6は、本発明の第4または第5に
おいて二環芳香族炭化水素化合物が1,1−ジフェニル
メタン、1,1−ジフェニルエタンまたは1,1−ジフ
ェニルエチレンであることを特徴とする発泡プラスチッ
クの熱分解方法に関するものである。
A sixth aspect of the present invention is that the bicyclic aromatic hydrocarbon compound according to the fourth or fifth aspect of the present invention is 1,1-diphenylmethane, 1,1-diphenylethane or 1,1-diphenylethylene. The present invention relates to a method for thermally decomposing a characteristic foamed plastic.

【0016】本発明の第7は、エチレンとベンゼンとか
らエチルベンゼンを製造する際の重質副生油から得られ
る沸点200℃以上330℃以下の液体および/または
これの脱水素化物を含む液体の存在下に発泡プラスチッ
クを溶融および/または溶解し、120℃〜400℃の
温度で加熱処理することにより該プラスチックの数平均
分子量を15,000以下に低下させることを特徴とす
る発泡プラスチックの熱分解方法に関するものである。
The seventh aspect of the present invention is to provide a liquid having a boiling point of 200 ° C. or higher and 330 ° C. or lower and / or a liquid containing a dehydrogenated product thereof, which is obtained from a heavy byproduct oil when ethylbenzene is produced from ethylene and benzene. Pyrolysis of a foamed plastic, characterized in that the number average molecular weight of the foamed plastic is reduced to 15,000 or less by melting and / or melting the foamed plastic in the presence and heat-treating at a temperature of 120 ° C to 400 ° C. It is about the method.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明において「減容化剤」と
は、その存在下に加熱することにより発泡プラスチック
を溶解して体積を減少させる作用および/またはその存
在下で溶融および/または溶解したプラスチックを高温
で加熱して所望の分子量に分解することを促進する作用
を有する液体を意味する。減容化剤はプラスチックを完
全に溶解させることを必須要件とするものではない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, the term "volume-reducing agent" means an action of dissolving foamed plastic by heating in the presence thereof to reduce the volume and / or melting and / or melting in the presence thereof. It means a liquid having an action of promoting the decomposition of the above-mentioned plastic at a high temperature to decompose it into a desired molecular weight. The volume reducing agent does not necessarily require the plastic to be completely dissolved.

【0018】本発明において、減容化および熱分解(分
子量低減化)に使用する減容化剤は、炭素数が11〜1
5であり、脂肪族炭化水素残基を少なくとも一個、かつ
芳香族環を2個有する二環芳香族炭化水素化合物を含む
ものである。二環芳香族炭化水素化合物の炭素数が16
以上の場合は、常温で粘性を示しはじめるので減容化剤
として好ましくない。
In the present invention, the volume reducing agent used for volume reduction and thermal decomposition (reduction of molecular weight) has 11 to 1 carbon atoms.
5, which contains a bicyclic aromatic hydrocarbon compound having at least one aliphatic hydrocarbon residue and two aromatic rings. The carbon number of the bicyclic aromatic hydrocarbon compound is 16
In the above cases, it begins to exhibit viscosity at room temperature and is not preferable as a volume reducing agent.

【0019】このような二環芳香族炭化水素化合物に
は、ナフタレン系化合物、ビフェニル系化合物およびジ
フェニル系化合物が属する。脂肪族炭化水素残基として
はアルキル基、アルケニル基、アルキリデン基などが含
まれる。
Such bicyclic aromatic hydrocarbon compounds include naphthalene compounds, biphenyl compounds and diphenyl compounds. Examples of the aliphatic hydrocarbon residue include an alkyl group, an alkenyl group and an alkylidene group.

【0020】好ましい二環芳香族炭化水素化合物の例
は、ジフェニルメタン、1,1−ジフェニルエタン、
1,2−ジフェニルエタン、1,1−ジフェニルエチレ
ン、1,2−ジフェニルエチレン、1,1−ジフェニル
プロパン、1,2−ジフェニルプロパン、2,2−ジフ
ェニルプロパン、1,1−ジフェニルプロペン、1,2
−ジフェニルプロペン、1−メチルフェニル−1−フェ
ニルエタン等である。当該構造は、優れた溶解能力を発
揮するのに加えて、優れた熱分解(分子量低減)促進能
力を有する。この理由は完全には明らかではないが、減
容化剤の当該化学構造が、ポリスチレンの熱分解の場
合、熱分解過程で生成するラジカル化したポリスチレン
熱分解物と減容化剤のラジカル移動に係る相互作用の発
生を容易とし、この相互作用が熱分解の進行に寄与して
いるものと想定される。この相互作用の発生のしやすさ
は、減容化剤がラジカル化したときの共鳴安定化構造が
大きく関与すると考えられるので、特に、一つの炭素に
二つの芳香族環が結合している構造の1,1−構造また
は2,2−構造がより好ましい。
Examples of preferred bicyclic aromatic hydrocarbon compounds are diphenylmethane, 1,1-diphenylethane,
1,2-diphenylethane, 1,1-diphenylethylene, 1,2-diphenylethylene, 1,1-diphenylpropane, 1,2-diphenylpropane, 2,2-diphenylpropane, 1,1-diphenylpropene, 1 , 2
-Diphenylpropene, 1-methylphenyl-1-phenylethane and the like. In addition to exhibiting an excellent dissolving ability, the structure has an excellent ability to accelerate thermal decomposition (reduction of molecular weight). The reason for this is not completely clear, but in the case of the thermal decomposition of polystyrene, the chemical structure of the volume reducing agent causes radical transfer between the radicalized polystyrene thermal decomposition product generated in the thermal decomposition process and the volume reducing agent. It is presumed that such interaction is facilitated and that this interaction contributes to the progress of thermal decomposition. The ease with which this interaction occurs is thought to be largely related to the resonance stabilizing structure when the volume reducing agent is radicalized. Therefore, in particular, the structure in which two aromatic rings are bonded to one carbon The 1,1-structure or 2,2-structure of is more preferable.

【0021】二環芳香族炭化水素は、芳香族環が主構成
成分であり、脂肪族炭化水素残基が3級炭素原子を含ま
ず、また、二重結合を有する場合でも芳香族環の立体障
害により付加反応性に乏しいオレフィン化合物となるか
ら、化学的に安定で、回収、リサイクルを容易に実行で
きる。また、芳香族環はd-リモネンに含有されるシク
ロヘキセン環に比べて化学的に安定であり、リサイクル
時の化学的安定性に優れる。
The bicyclic aromatic hydrocarbon has an aromatic ring as a main constituent, an aliphatic hydrocarbon residue does not contain a tertiary carbon atom, and even when it has a double bond, the steric ring of the aromatic ring. Olefin compounds with poor addition reactivity due to obstacles are chemically stable and can be easily collected and recycled. Further, the aromatic ring is chemically stable as compared with the cyclohexene ring contained in d-limonene, and has excellent chemical stability during recycling.

【0022】本発明の二環芳香族炭化水素化合物の多く
は沸点範囲が200℃〜330℃の範囲にあるので、溶
融および/または溶解しているプラスチックの熱分解の
ための加熱を、当該二環芳香族炭化水素化合物の沸点以
下で行っても、目的とする分子量低減効果が容易に得ら
れる。このことは熱分解における加熱負担の軽減、還流
設備の省略・加圧負担の軽減等による装置の簡素化、過
熱によるプラスチックの好ましくない劣化の防止、暴走
的熱分解や低分子揮発成分の発生の回避等を避けること
ができるという利点がある。
Since most of the bicyclic aromatic hydrocarbon compounds of the present invention have boiling points in the range of 200 ° C. to 330 ° C., the heating for the thermal decomposition of the molten and / or molten plastics is required. Even if it is carried out at a temperature not higher than the boiling point of the ring aromatic hydrocarbon compound, the desired molecular weight reduction effect can be easily obtained. This reduces the heating load in thermal decomposition, simplifies the equipment by omitting the reflux equipment and reducing the pressure load, prevents undesired deterioration of plastic due to overheating, and prevents runaway thermal decomposition and the generation of low-molecular volatile components. There is an advantage that avoidance can be avoided.

【0023】本発明の二環芳香族炭化水素化合物は、公
知の反応で得ることができる。また、単独で使用して
も、また、2以上の組合せで混合して使用してもよい。
また、これら減容化剤の効果を損なわない範囲におい
て、公知のポリスチレンの溶剤と混合して使用してもよ
い。
The bicyclic aromatic hydrocarbon compound of the present invention can be obtained by a known reaction. Further, they may be used alone or in combination of two or more.
Moreover, you may use it, mixing with a well-known polystyrene solvent in the range which does not impair the effect of these volume reducing agents.

【0024】また、エチレンとベンゼンからエチルベン
ゼンを製造する際の重質副生油であるエチルベンゼンを
分離した後の残油中には、本発明の好ましい二環芳香族
炭化水素であるジフェニルメタン、1,1−ジフェニル
エタン等が含まれているから、残油をそのまま、あるい
はこれらの成分を含有する適切な沸点範囲の留分を得て
減容化剤として好ましく使用することができる。好まし
くは、沸点200℃以上330℃以下、さらに好ましく
は220℃〜310℃、の範囲にあるものを使用すると
よい。または、これらのいずれかを脱水素したものを使
用することもできる。エチルベンゼンの製造方法には特
に制限はなく、製造方法の一例は、「工業有機化学−主
要原料と中間体−」(K.Weissermel, H-J.Arpe著:向山
光昭 監訳:東京化学同人1978年刊行) 中の322頁から32
4頁等に記載されている。
In the residual oil after separation of ethylbenzene, which is a heavy by-product oil in the production of ethylbenzene from ethylene and benzene, diphenylmethane, 1, 2, which is the preferred bicyclic aromatic hydrocarbon of the present invention, Since it contains 1-diphenylethane and the like, the residual oil can be preferably used as it is or as a volume reducing agent by obtaining a fraction containing these components in an appropriate boiling range. The boiling point is preferably 200 ° C. or higher and 330 ° C. or lower, and more preferably 220 ° C. to 310 ° C. Alternatively, a dehydrogenated product of any of these may be used. The method for producing ethylbenzene is not particularly limited, and an example of the production method is “industrial organic chemistry-main raw materials and intermediates-” (K. Weissermel, HJ. Arpe: Mitsuaki Mukaiyama, Translated by: Tokyo Kagaku Dojin, published in 1978). Page 322 to 32
It is described on page 4.

【0025】本発明の減容化剤による発泡プラスチック
の減容化に使用する装置に特に限定はなく公知のものを
使用できる。本発明者が先に特開2001−55467
公報で開示したものも好ましく使用できる。減容化に際
して発泡プラスチックを適宜裁断して減容化に供するこ
とができる。減容化に際して減容化剤の加熱は特に必要
ではないが、適宜加熱してもよい。加熱する場合は常温
から減容化剤の沸点以下の温度範囲で行うのが好まし
い。減容化剤の使用量に特に制限はないが、溶解性能が
高いので、発泡プラスチックのように密度が低いもので
は見かけの体積で相当量が溶解する。発泡ポリスチレン
の場合、モル比で0.01〜2.0が好ましく、さらに
0.01〜1.0が好ましいが特にこの範囲に限定する
必要はない。
The device used for reducing the volume of the foamed plastic with the volume reducing agent of the present invention is not particularly limited and a known device can be used. The present inventor first disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-55467.
Those disclosed in the publication can also be preferably used. When the volume is reduced, the foamed plastic can be appropriately cut and used for volume reduction. It is not particularly necessary to heat the volume reducing agent for volume reduction, but it may be appropriately heated. When heating, it is preferable to perform the heating within a temperature range from room temperature to the boiling point of the volume reducing agent or less. There is no particular limitation on the amount of the volume reducing agent used, but since it has a high dissolution performance, a foamed plastic having a low density dissolves a considerable amount in an apparent volume. In the case of expanded polystyrene, the molar ratio is preferably 0.01 to 2.0, more preferably 0.01 to 1.0, but it is not particularly limited to this range.

【0026】以上のようにして得られた発泡プラスチッ
クの減容化物は、減容化剤を分離回収すれば再びプラス
チックを得ることができる。ただし、この方法は減容化
剤の蒸留等に多くのエネルギーを要する。減容化物が適
度の流動性を有している場合は、燃料として使用するこ
とができる。減容化物に他の燃料を加えたり、減容化物
の蒸留等により、適宜その組成を変更して使用すること
もできる。さらに好ましくは、減容化物を熱分解処理し
て溶解しているプラスチックを低分子量化して、燃料等
の各種用途に適した物とすることができる。
The volume-reduced material of the foamed plastic obtained as described above can be re-obtained by separating and recovering the volume-reducing agent. However, this method requires a lot of energy for distillation of the volume reducing agent. When the volume-reduced material has an appropriate fluidity, it can be used as a fuel. Other fuels may be added to the volume-reduced material, or the composition may be appropriately changed and used by distillation of the volume-reduced material. More preferably, the dissolved plastic is subjected to a thermal decomposition treatment of the volume-reduced product to reduce the molecular weight thereof to obtain a product suitable for various uses such as fuel.

【0027】発泡プラスチックを熱分解して有用な低分
子量生成物とするには、発泡プラスチックを好適な液体
の存在下に減容化し、これを熱分解する。熱分解に際し
て他の成分を加えたり、蒸留等により適宜その成分を変
更することも所望によりできる。熱分解生成物を燃料油
として使用する際の、取り扱いやすさの指標である粘度
等を考慮した場合、熱分解生成物の数平均分子量が1
5,000以下が好ましく、さらに好ましくは10,0
00以下、特に好ましくは5,000以下、なので、温
度、圧力、時間、雰囲気等の熱分解条件を適宜調節して
行うことが好ましい。
To pyrolyze the foamed plastic to a useful low molecular weight product, the foamed plastic is reduced in volume in the presence of a suitable liquid and pyrolyzed. If desired, other components may be added during the thermal decomposition, or the components may be appropriately changed by distillation or the like. When considering the viscosity, which is an index of the ease of handling when using the thermal decomposition product as fuel oil, the number average molecular weight of the thermal decomposition product is 1
It is preferably 5,000 or less, more preferably 10,0
Since it is not more than 00, particularly preferably not more than 5,000, it is preferable to appropriately adjust the thermal decomposition conditions such as temperature, pressure, time and atmosphere.

【0028】熱分解温度は、被処理物が液相になる温度
以上であり、かつ使用する減容化剤の沸点範囲以下で行
うのが好ましい。好ましい熱分解温度は120℃から4
00℃の範囲である。120℃未満では熱分解効率が低
く長時間を要するので好ましくない。400℃を超える
とプラスチックがモノマーまで分解されて燃料油として
使用する場合には不適当であるし、加熱装置の熱媒負担
が大きくなる。燃料油として回収再利用する目的の場合
は、プラスチックの種類により適宜熱分解条件を選択で
きるが、温度が120℃〜400℃で時間が30分〜6
時間の範囲、好ましくは温度が180℃〜330℃で時
間が30分〜3時間、さらに好ましくは温度が180℃
〜310℃で時間が30分〜2時間の範囲である。本発
明の減容化剤は、その沸点範囲が適切であり、沸点以下
で加熱することにより分解物の生成を抑制して所望の分
子量の熱分解生成物を高収率で得ることができる。
The thermal decomposition temperature is preferably above the temperature at which the material to be treated becomes in the liquid phase and below the boiling point range of the volume reducing agent used. Preferred thermal decomposition temperature is 120 ° C to 4
It is in the range of 00 ° C. If it is lower than 120 ° C, the thermal decomposition efficiency is low and it takes a long time, which is not preferable. If the temperature exceeds 400 ° C, the plastic is decomposed into monomers and is unsuitable for use as fuel oil, and the heating medium burden on the heating device increases. For the purpose of recovering and reusing as fuel oil, thermal decomposition conditions can be appropriately selected depending on the type of plastic, but the temperature is 120 ° C to 400 ° C and the time is 30 minutes to 6 minutes.
Range of time, preferably temperature is 180 ° C to 330 ° C, time is 30 minutes to 3 hours, more preferably temperature is 180 ° C
The time is in the range of 30 minutes to 2 hours at ˜310 ° C. The boiling point range of the volume reducing agent of the present invention is appropriate, and by heating at a temperature not higher than the boiling point, generation of decomposition products can be suppressed and thermal decomposition products of desired molecular weight can be obtained in high yield.

【0029】プラスチックの熱分解においては、熱分解
により生じたポリマーのラジカルと減容化剤との相互作
用の有無およびその程度により分解の進行が影響を受け
る。減容化剤として連鎖移動剤としての作用を有する物
を使用すると、分解が促進されるので、減容化剤がない
場合あるいは他の減容化剤を使用した場合よりも低い温
度および短い時間で低分子量化が達成できる。1,1-ジ
フェニルアルカンもしくは1,1-ジフェニルアルケンま
たはこれらの同族体は、その連鎖移動作用による効果が
特に優れている。減容化剤の使用量に特に制限はない
が、減容化剤の使用量が過剰である場合にはかえってプ
ラスチックの分解の進行を阻害する場合がある。たとえ
ば発泡プラスチックに対して1以上のモル比で減容化剤
を使用した場合には、熱処理によっていったん低分子量
化したプラスチックが長時間の加熱処理によって反応し
て分子量が増加することがある。本発明の効果を得るた
めには、プラスチックに対する減容化剤の使用モル比を
0.01〜2.0の範囲、好ましくは0.01〜1.0
の範囲、さらに好ましくは0.1〜0.6の範囲、特に
好ましくは0.2〜0.4の範囲とする。
In the thermal decomposition of plastics, the progress of the decomposition is affected by the presence or absence of the interaction between the radicals of the polymer generated by the thermal decomposition and the volume reducing agent and the degree thereof. When a substance having a function as a chain transfer agent is used as the volume reducing agent, the decomposition is accelerated, so that the temperature and the time are shorter than those in the case where there is no volume reducing agent or when other volume reducing agents are used. Can achieve a low molecular weight. 1,1-Diphenylalkane, 1,1-diphenylalkene or their homologues are particularly excellent in their effects due to their chain transfer action. The amount of the volume-reducing agent used is not particularly limited, but if the amount of the volume-reducing agent used is excessive, it may rather hinder the progress of decomposition of the plastic. For example, when the volume reducing agent is used in a molar ratio of 1 or more with respect to the foamed plastic, the plastic once reduced in molecular weight by heat treatment may react with the heat treatment for a long time to increase the molecular weight. In order to obtain the effects of the present invention, the molar ratio of the volume reducing agent to the plastic used is in the range of 0.01 to 2.0, preferably 0.01 to 1.0.
Range, more preferably 0.1 to 0.6, particularly preferably 0.2 to 0.4.

【0030】熱分解装置の種類および形式について特に
制限はないが、本発明者が先に特開2001−5546
7号公報にて開示した装置を、この場合も好ましく使用
できる。
There is no particular limitation on the type and type of the thermal decomposition apparatus, but the present inventor first disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-5546.
The device disclosed in Japanese Patent No. 7 can be preferably used in this case as well.

【0031】[0031]

【実施例】以下、本発明の具体的実施態様についてさら
に詳しく説明する。もちろん本発明は以下の実施態様に
制限されるものではない。
EXAMPLES Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in more detail. Of course, the present invention is not limited to the following embodiments.

【0032】<使用材料> (1)発泡プラスチック:食品梱包用の廃材である発泡
ポリスチレン(数平均分子量(Mn)=67,000、
分子量分布(Mw/Mn)=1.75) (2)減容化剤:エチルベンゼン製造時の重質副生物か
ら蒸留により分離した1,1−ジフェニルエタン(DP
ET:分子量=182、沸点272℃)、その脱水素誘
導体である1,1−ジフェニルエチレン(DPEL:分
子量=180、沸点277℃)およびエチルベンゼン製
造時の重質副生油から蒸留により得られた沸点範囲26
5℃〜275℃の留分(MIX)。なお、MIXの組成
は、ジフェニルメタン45〜55質量%、1,1―ジフ
ェニルエタン20〜35質量%、1,2―ジフェニルエタ
ン20〜35質量%であった。 (3)比較減容化剤:α-メチルスチレン(MSM:分
子量=118、沸点165℃)、および、2,4-ジフ
ェニル-4-メチル-1-ペンテン(MSD:分子量=23
6、沸点350℃)
<Materials used> (1) Foamed plastic: expanded polystyrene (number average molecular weight (Mn) = 67,000, which is a waste material for food packaging)
Molecular weight distribution (Mw / Mn) = 1.75) (2) Volume reducing agent: 1,1-diphenylethane (DP) separated by distillation from heavy by-products during the production of ethylbenzene
ET: molecular weight = 182, boiling point 272 ° C.), its dehydrogenated derivative 1,1-diphenylethylene (DPEL: molecular weight = 180, boiling point 277 ° C.) and obtained by distillation from heavy by-product oil during ethylbenzene production Boiling range 26
Fraction (MIX) between 5 ° C and 275 ° C. The composition of MIX was 45 to 55 mass% of diphenylmethane, 20 to 35 mass% of 1,1-diphenylethane, and 20 to 35 mass% of 1,2-diphenylethane. (3) Comparative volume reducing agent: α-methylstyrene (MSM: molecular weight = 118, boiling point 165 ° C.) and 2,4-diphenyl-4-methyl-1-pentene (MSD: molecular weight = 23)
6, boiling point 350 ° C)

【0033】<溶解性評価>ねじ口キャップ付きの30
ml試験管に、減容化剤を10ml入れ、それぞれ30
℃と60℃の水浴に浸漬した。発泡ポリスチレンを試験
管に投入しやすい大きさに切り、減容化剤に溶解させ
た。発泡ポリスチレンの溶解の際に発生する気泡の消失
を確認した後で、新たな発泡ポリスチレンを投入した。
溶解速度が非常に遅くなったところ、すなわち、一晩放
置しても発泡ポリスチレンが溶けずに残存している状態
で溶解性評価試験を終了した。結果を表1に示す。DP
ETは、MSD以上の溶解能力を示した。
<Evaluation of Solubility> 30 with screw cap
Put 10 ml of volume reducing agent into a 30 ml test tube,
It was immersed in a water bath at 60 ° C and 60 ° C. Expanded polystyrene was cut into a size that was easy to put in a test tube and dissolved in a volume reducing agent. After confirming the disappearance of bubbles generated during the dissolution of the expanded polystyrene, new expanded polystyrene was added.
The solubility evaluation test was completed when the dissolution rate became very slow, that is, when the expanded polystyrene remained undissolved even after standing overnight. The results are shown in Table 1. DP
ET showed a dissolution capacity above MSD.

【0034】[0034]

【表1】 [Table 1]

【0035】<熱分解評価(1)>細かくちぎった食品
梱包用の廃材である発泡ポリスチレン2.5g(Mn=
67,000:Mw/Mn=1.75)に各減容化剤を
所定のモル比で添加し、冷却管、窒素導入管、攪拌翼お
よび温度センサーを装着した500ml四つ口フラスコ
に投入し、2時間、190℃の油浴で加熱しながら30
0個の直径5mmのガラスビーズと共に15rpmの速度で
攪拌した。結果を表2に示す。4種の溶剤はほぼ同等の
熱分解能力を示した。溶剤過剰系で処理した場合には分
子量低下作用が落ちる。この傾向はMSMの場合に強い
ことが明らかとなった。
<Pyrolysis Evaluation (1)> 2.5 g of expanded polystyrene, which is a waste material for food packaging that has been shredded into small pieces (Mn =
67,000: Mw / Mn = 1.75), and each volume reducing agent was added at a predetermined molar ratio, and the mixture was placed in a 500 ml four-necked flask equipped with a cooling tube, a nitrogen introducing tube, a stirring blade and a temperature sensor. 30 minutes while heating in an oil bath at 190 ° C for 2 hours
The mixture was stirred with 0 glass beads having a diameter of 5 mm at a speed of 15 rpm. The results are shown in Table 2. The four solvents showed almost the same thermal decomposition ability. When treated with an excess solvent system, the effect of lowering the molecular weight decreases. It was revealed that this tendency is strong in the case of MSM.

【0036】[0036]

【表2】 [Table 2]

【0037】<熱分解評価(2)>上記した評価に係る
各熱分解物の分子量分布を測定した。結果を表3に示
す。この分子量分布は、分子量低下(熱分解)が均一に
進行するか、部分的に進行するかの指標となるもので、
分子量分布が小さいほど均一に進行していることを示
す。
<Evaluation of Thermal Decomposition (2)> The molecular weight distribution of each thermally decomposed product according to the above evaluation was measured. The results are shown in Table 3. This molecular weight distribution is an indicator of whether the molecular weight reduction (pyrolysis) progresses uniformly or partially,
The smaller the molecular weight distribution, the more uniform the progress.

【0038】[0038]

【表3】 [Table 3]

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明の特定の減容化剤を使用すること
により、発泡ポリスチレン等の発泡プラスチックの減容
化および熱分解による資源回収が、効率よくかつ安全に
行うことができるようになった。また得られる熱分解物
は燃料油として利用できる物である。
EFFECT OF THE INVENTION By using the specific volume reducing agent of the present invention, it becomes possible to efficiently and safely reduce the volume of foamed plastic such as expanded polystyrene and recover resources by thermal decomposition. It was Further, the obtained thermal decomposition product can be used as fuel oil.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 炭素数が11から15であり、脂肪族炭
化水素残基を少なくとも1個および芳香族環を2個有す
る二環芳香族炭化水素化合物を含むことを特徴とする発
泡プラスチックの減容化剤。
1. A foamed plastic material having a carbon number of 11 to 15 and containing a bicyclic aromatic hydrocarbon compound having at least one aliphatic hydrocarbon residue and two aromatic rings. Agent.
【請求項2】 二環芳香族炭化水素化合物が、ジフェニ
ルメタン、1,1−ジフェニルエタンまたは1,1−ジ
フェニルエチレンであることを特徴とする請求項1に記
載の発泡プラスチックの減容化剤。
2. The volume reducing agent for a foamed plastic according to claim 1, wherein the bicyclic aromatic hydrocarbon compound is diphenylmethane, 1,1-diphenylethane or 1,1-diphenylethylene.
【請求項3】 エチレンとベンゼンとからエチルベンゼ
ンを製造する際の重質副生油から得られる沸点200℃
以上330℃以下の留分および/またはこれの脱水素化
物を含むことを特徴とする発泡プラスチックの減容化
剤。
3. A boiling point of 200 ° C. obtained from a heavy by-product oil when ethylbenzene is produced from ethylene and benzene.
A volume-reducing agent for foamed plastics, which comprises a fraction of not less than 330 ° C. and / or a dehydrogenated product thereof.
【請求項4】 炭素数が11から15であり、脂肪族炭
化水素残基を少なくとも1個および芳香族環を2個有する
二環芳香族炭化水素化合物を含む液体の存在下に発泡プ
ラスチックを溶融および/または溶解し、120℃〜4
00℃の温度で加熱処理することを特徴とする発泡プラ
スチックの熱分解方法。
4. A foamed plastic is melted in the presence of a liquid containing a bicyclic aromatic hydrocarbon compound having 11 to 15 carbon atoms, at least one aliphatic hydrocarbon residue and two aromatic rings. And / or melts, 120 ° C.-4
A thermal decomposition method for foamed plastics, which comprises heat-treating at a temperature of 00 ° C.
【請求項5】 加熱処理後の発泡プラスチックの数平均
分子量を15,000以下に低下させることを特徴とす
る請求項4に記載の発泡プラスチックの熱分解方法。
5. The thermal decomposition method for a foamed plastic according to claim 4, wherein the number average molecular weight of the foamed plastic after the heat treatment is reduced to 15,000 or less.
【請求項6】 二環芳香族炭化水素化合物が、ジフェニ
ルメタン、1,1−ジフェニルエタンまたは、1,1−
ジフェニルエチレンであることを特徴とする請求項4ま
たは5に記載の発泡プラスチックの熱分解方法。
6. The bicyclic aromatic hydrocarbon compound is diphenylmethane, 1,1-diphenylethane or 1,1-
It is diphenyl ethylene, The thermal decomposition method of the foamed plastic of Claim 4 or 5 characterized by the above-mentioned.
【請求項7】 エチレンとベンゼンとからエチルベンゼ
ンを製造する際の重質副生油から得られる沸点200℃
以上330℃以下の液体および/またはこれの脱水素化
物を含む液体の存在下に発泡プラスチックを溶融および
/または溶解し、120℃〜400℃の温度で加熱処理
することにより該プラスチックの数平均分子量を15,
000以下に低下させることを特徴とする発泡プラスチ
ックの熱分解方法。
7. A boiling point of 200 ° C. obtained from a heavy by-product oil when ethylbenzene is produced from ethylene and benzene.
Number average molecular weight of the plastic by melting and / or melting the foamed plastic in the presence of a liquid having a temperature of not less than 330 ° C. and / or a liquid containing a dehydrogenated product thereof, and heat-treating at a temperature of 120 ° C. to 400 ° C. 15
000 or less, the thermal decomposition method of the foamed plastic.
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