JP2014037518A - 廃プラスチック分解油の処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】塩素含有樹脂、ポリエステル樹脂などを除いた廃プラスチックの接触熱分解によって得た分解オイルをボイラ−燃料油、ディ−ゼル燃料油などに使用できる高品質の重質液体燃料に転換できるような廃プラスチックからの分解油を処理する方法を提供する。
【解決手段】ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂を主成分とする分別廃プラスチックを成形固形物にして、接触反応槽にて前記成形固形原料とゼオライト系粒子の触媒とで、高温範囲において無酸素状態で接触熱分解反応によって、炭素数１０〜３０の芳香族類、および脂肪族類からなる液体燃料を得た後に、アルカリ成分による中和処理と特定フルターによる不純微粒子の除去処理を行う廃プラスチック分解油の処理方法である。
【選択図】図２

Description

本発明は、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂を主成分とする分別した廃プラスチックをリサイクルする目的で、前記廃プラスチックを液体燃料にして、通常燃料に添加できるような燃料リサイクルシステムを確立することにあり、当該廃棄プラスチックの油化方法で、廃プラスチックからの液体燃料をボイラ−燃料油、ディ−ゼル発電燃料油などに使用できる液体燃料に転換できる廃プラスチック分解油における処理方法に関する。

最近、環境汚染や温暖化現象が顕著な問題となってきたことから、一般廃棄物や産業廃棄物をどのようにリサイクルするかが重要な課題になっている。また塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミド（ＰＡ），ポリウレタン（ＰＵ）を含有すると、熱分解によって環境に悪い成分を生成することになっている。主として塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド，ポリウレタンの混入は問題がある。

廃プラスチックは日用品や建材の原材料として利用されている。また、廃プラスチックを分解して得られた油は、ろ過し、加熱によって軽質油分を分離し、遠心分離機によってスラッジを除去して再生重油として利用されている。

また、廃食用油は石鹸、飼料、塗料の原料に利用されているが、最近はアルコ−ルでエステル化し、バス等のディ−ゼルエンジンやディーゼル発電の燃料にも利用されている。

最近、廃プラスチック、廃潤滑油、廃タイヤを熱分解することによって油化する方法が種々提案され、リサイクル性の点から注目されている（特許文献１〜４参照）。

プラスチックのリサイクルは、まず廃プラスチックからペレットを作り、パレット等のリサイクル利用可能な製品を製造するものである。しかし、ペレット等に利用する場合、ＰＰ，ＰＥ、ＰＳを選別回収し、これ以外の材質、ＰＶＣ，ＰＶＤＣ，ＰＥＴ，ポリアクリル酸等の樹脂類はリサイクルされず、産業廃棄物処分、埋立て処分されている。

実際のリサイクル率は５０％程度で、残りの５０％程度は処分されているという問題がある。また、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂を選別回収するのに人手が掛かるので、運転経費が掛かるだけでなく、リサイクルにおいては良質で汚れの付着していない純度を高めた状態でペレットを作らなければならない。

一般廃プラスチックの場合、自治体等にて分別収集された廃プラスチックは、まず選別施設の受入ストックヤードに入り、続いて、その廃プラスチックは破袋機で破袋され、手選別ラインにて大きな金属類の他、石、紙、木等の異物を選別除去された後、圧縮機によりペレット状に圧縮加工される。ここまでのラインを選別施設にて行っている。

この廃プラスチックの分解油は、熱分解、接触分解などによって得られているが、生成油回収塔（蒸留塔）に導かれ、沸点範囲の差により分留して、重油相当の重質油、軽油相当の中質油、灯油相当の軽質油として、各々重質油タンク、中質油タンク、軽質油タンクに各々回収される。回収された重質油、中質油、軽質油は、各々の利用先に出荷される。

また最近では、廃プラスチック油化処理装置で回収した廃プラ生成油をケミカルリサイクル、サーマルリサイクルするだけでなく、生成油回収工程で分留した軽質油を石油製油所の石油精製プロセスに戻す真の究極のリサイクルであるフィードストックリサイクルガ開始されている。これにより、限られた石油資源を有効にリサイクルすることも実用化している。

このようなシステム構成の廃プラスチック油化処理リサイクルは、廃プラスチックを連続的に油化処理し、生成物（生成重質油、中質油、軽質油、オフガス）を全てリサイクルできるという有効な処理形態である。

また、収集した廃プラスチック中には、ＰＶＣ、ＰＥＴ等の油化不適合物樹脂も混入している為、これらが混入しても安定して油化処理できるように、追加設備が必要になるという問題がある。ＰＥＴが混入してくる対策として、アルカリ添加に伴うランニングコストの増大が生じるという問題がある。また、ＰＶＣ等が混入してくる対策として、脱塩装置、脱塩ガス燃焼炉等の塩酸回収工程を設置しなくてはならない。従って、この為の施設、ランニングコストの増大が生じるという問題がある。

一般に分解油ドラムに回収された熱分解油は、蒸留塔に導かれ、沸点範囲の差により分留し、重油相当の重質油、軽油相当の中質油、灯油相当の軽質油として回収される。下流工程の生成油回収工程（蒸留工程）が非常に大掛かりになり、施設の敷地面積が大きくなり、プラントの運転が複雑になってしまうという問題がある。プラスチックの真のリサイクルが達成できるとともに、シンプルな油化処理装置が構築できることが期待されている。

塩素含有系樹脂やポリエステルのＰＥＴ等を含む廃プラスチックを受け入れて油化処理を行う廃プラスチック油化処理装置、及び廃プラスチックの油化処理方法に関する技術も存在する（特許文献５参照）。しかし装置は高価になり、煩雑になる。

また、廃プラスチックを溶融・混合・脱塩素処理し、溶融状態の廃プラスチックと可燃ごみや紙屑等の可燃性廃棄物とを攪拌・混合して加圧成形し固形燃料を製造するという技術が開示されている。また燃料品質判定装置の品質判定結果に基づいて、発熱量に応じて分類された原料の個々の供給量を調節することにより、得られる燃料の発熱量を調整し、所望の品質の燃料を安定に製造する技術が開示されている。

一方、脱塩素処理した廃プラスチックに可燃ごみや紙屑等を混合して成形し固形燃料を得ているが、固形燃料の塩素含有量及び発熱量を制御することはできず、ユーザーの要求等に応じて液体燃料としての製品の品質を任意に調整することは不可能である（特許文献６参照）。

廃プラスチック及び古紙を破砕する破砕装置と、該破砕装置で破砕された廃プラスチック及び古紙を混練して成型する成型装置とを備え、前記軸部の軸心周りで回転するスクリューと、該スクリューが内装されると共に、破砕された廃プラスチック及び古紙をスクリューとノズルとを備えた固体燃料製造設備において、成形装置の状況に対応した破砕処理量に調節されるように構成された装置が提案されている（特許文献７参照）。

廃プラスチックを固形燃料にして、さらにこの固体燃料を分解して、分解油を得るにおいて、有効な分解油を回収することは十分ではなく、酸性物質を含有していたり、あるいは微小浮遊物を存在していたりする。これらを除去して、液体燃料に提供できるものは存在していなかった。

特開平０７−２３３３７３号公報 特開平０８−１４３８７２号公報 特開平０９−５７２２８号公報 特表２０００−５１６６５８号公報 特開２００６−１６５９４号公報 特開平８−６０１６８号公報 特開２００６−７０２０９号公報

また、一般廃棄物のプラスチックは可燃物であるため、一部は焼却炉で焼却されている。しかしながら、塩素を含むプラスチックの種類によっては有毒ガスやススを排出し、ダイオキシンの排出、あるいは大気汚染の原因になったり、高温となるため焼却炉が長期使用できない等の問題があった。

このため、近年、一般廃棄物プラスチックのリサイクルが奨励されているが、技術的、経済的観点から、生ゴミと廃プラスチックの一部にとどまっている。最近は紙おむつの再利用についても検討が進められている。

一方、廃プラスチックを高温で加熱して液化し、燃料油を製造することも行われている。しかしながら、この熱分解法による場合、得られる燃料油が着色していたり、強い臭気がしたり、粘度が高く、加えて処理が概ね４００℃以上の高温を必要とし、このため処理容器に残渣が付着し、連続して安定的に液化して燃料油を製造することが困難であった。

上記の廃プラスチックの熱分解において液体化には、シリカ・アルミナ触媒などが使用されるが、廃プラスチックの分解速度を速めることはできるものの、廃プラスチックとの混合性、特に溶融した廃プラスチックへの分散性が悪く、シリカ・アルミナ触媒粒子が凝集体を形成して、反応せずに残ってしまう残渣量も多いなどの欠点もあった。

このような廃プラスチックのリサイクル手法の抱えている問題と熱分解油化リサイクルの抱えている問題の両方を鑑み、廃プラスチック、特にＰＶＣ、ＰＥＴ等を含む廃プラスチックを除去した混合廃プラスチックを油化処理する廃プラスチック処理において、従来の廃プラスチックのオイルへのリサイクル手法が複雑である問題を解決し、従来の分解オイル製造システムから大幅にシンプル化、効率化、合理化を図り、ランニングコストも大幅な低減を図れる効率的な廃プラスチック回収システムにおける廃プラスチック分解した液体燃料油の処理方法を提供して、廃プラスチックからの液体燃料をボイラ−燃料油、ディ−ゼル発電燃料油などに使用できる液体燃料に転換できる廃プラスチック分解油における処理方法を確立することを目的とする。

重質油などの燃料に使用する場合には、分解の性状において、中性以外であって、固形浮遊物が存在することは問題である。この原因としては、廃プラスチックの接触分解においてＰＥＴ、ＰＶＣなどの混入によって有機酸、あるいは塩酸によること、あるいは重合物などの浮遊物の混入がある。この除去を行わないと製品として使用できない。廃プラスチックの接触分解による分解オイルに対して、これらを経済的に除去することが必要である。

そこで、本発明に係る廃棄プラスチック物の油化方法は、上記の有効な廃棄物プラスチックを熱分解反応装置にて、加熱して溶融させて、触媒によって低分子に熱分解を行って液体燃料としての熱分解油を回収し、得られた熱分解油の中から酸性物質、並びに浮遊固形物を分離除去し、この液体燃料として適した油留分を製造する。

ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂を主成分とする分別廃プラスチックを成形物にして、当該固形粒状物を反応器に窒素ガスと同伴して投入して、触媒反応槽にて前記プラスチック固形粒状物と無機酸化物粒子触媒とで、高温温度範囲において無酸素状態で接触熱分解反応によって、炭素数５〜３５の芳香族類、オレフィン類、パラフィン類からなる液体燃料を得た後に、中和処理と不純微粒子の除去処理を行う廃プラスチック分解油の処理方法である。

前記分別廃プラスチック成形固形燃料は、触媒の平均粒子径が１〜２０ｍｍの範囲にある無機酸化物粒子を使用する、流動型反応器、又は移動型撹拌式反応器にて３００〜４５０℃の温度範囲で接触時間１〜６０分で、無酸素状態で触媒的熱分解して、液体燃料化された成分を無機塩基性物質による中和処理する。好ましくは３５０〜４００℃の温度範囲で接触時間１０〜５０分である。

無酸素状態で接触熱分解は、移動層反応器にて、触媒として無機の固体酸である酸化物粒子のシリカ・アルミナ、シリカ・チタニア、シリカ・ジルコニア、アルミナ・マグネシア、アルミナ・ジルコニア、アルミナ・チタニア、ベントナイト、カオリナイト、セオライトからなる群から選ばれる一種又は二種以上であって、前記触媒を前記の廃プラスチックに対して５〜３０重量％の割合で接触熱分解反応して得られた液体油分を、カルシウム酸化物を添加した後、微粒固体分を分別した液体燃料を金属製、又は繊維製フィルターにて濾別する。好ましくは、固体酸である酸化物粒子のシリカ・アルミナ、シリカ・チタニア、セオライトである。フレッシュのものでなくて、ＦＣＣの分解反応に使用したものでもよい。

前記熱分解油は、分別不可能な材質の前記廃プラスチック樹脂中に、微小の塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミド（ＰＡ），ポリウレタン（ＰＵ）の含有において、熱分解装置に投入される廃プラスチック投入材料中の、主として塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド，ポリウレタンの混入に応じて、塩基性物質の添加量を調整して添加する機能として、熱分解装置への投入段階の手前か、又は熱分解装置からの留出した液体分に、添加する塩基性物質アルカリの量を、分解生成油のＰＨ測定値により調整して添加する。

添加する塩基性物質の量は、生成分解油のＰＨ測定値により調整して、添加する塩基性物質のカルシウム酸化物を消石灰、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、炭酸カルシウムである廃プラスチック分解油の処理方法である。

ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂の成分を主体の廃プラスチックを熱分解槽にて加熱して溶融させ、熱分解を行って熱分解ガスを回収し、この熱分解ガスを凝縮させた熱分解油成分中で、軽質油及びガス留分の燃焼ガスと熱交換し、熱分解槽に循環させて熱源にすること、及び得られた熱分解油のうちの軽質油、及び重質油に含有する浮遊する微粒子のコーキング物質をサイクロン分離器と、５０〜１５０ミクロンと１〜５０ミクロンの金属製、又は繊維製フィルターにて三段階にて分離精製する。

分解油に含有する浮遊、微粒子のコーキング物質を、金属製及び繊維状フィルターは、無機、又は有機の分離膜であって、サイクロン分離器と二段目に５０〜１５０ミクロン、及び三段目に１〜５０ミクロンの細孔の透過膜を有する分離機である。

前記廃プラスチック分解油を中和、濾過処理を施した液体油は、重質油に対して１０〜７０重量％添加して、重質油用燃料として使用できるものである廃プラスチック分解油の処理方法である。

一般的に高沸点炭化水素ほど熱力学安定度が低く、分解が起こりやすく、又沸点が同等の場合にはパラフインが最も分解しやすく、オレフイン、ナフテン、芳香族の順に続く。パラフインは低級のものほど熱安定性は高い。芳香族環縮合において例えばベンゼンの縮合によりビフエニル（Ｃ_１２Ｈ_１０、沸点２５５℃）、フルオレン（沸点２９５℃）、アントラセン（沸点３４２℃）の生成が促進される。これらの物質は盛んにコーキングを生成する傾向があるため、高温度の分留によって軽質油から低減し除去する。

本発明者等は、上記問題点に鑑み、鋭意検討した結果、廃プラスチック等の含有塩素、エステルを含む原料を分別除去して、さらに熱量の高い廃プラスチックで原料の全体の熱量を調整した固体原料ペレットを製造して、前記燃料を流動性に富んだ微粒の無機酸化物粒子の触媒を加えて加熱することによって、比較的低い温度で液化・分解が可能であるとともに、残渣が低減し、着色、臭気等が低減した燃化油が高収率で得られることを見出して、さらにこれらに含有する酸成分、浮遊粒子など完全に除去して、液体燃料と適正な製品にすることによって本発明を完成するに至った。

前記成形固体燃料は、触媒の平均粒子径が５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲にある無機酸化物粒子で、反応層にて３００〜４５０℃の温度範囲で触媒的熱分解して液体化される。特に撹拌式移動層反応器にて３００〜４５０℃の温度範囲で接触時間１〜６０分で、触媒的熱分解して液体燃料化される

固形燃料の液体化は、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂を主体に成形して固体燃料にして、この固体燃料を反応器に窒素ガスと同伴して投入して、触媒反応槽には、前記の無機酸化物粒子触媒を含んでおり、前記成形固体燃料を、触媒の平均粒子径が５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲にある無機酸化物粒子で、３００〜４５０℃の温度範囲において無酸素状態で接触熱分解して、炭素数５〜３０の芳香族類、オレフィン類、パラフィン類の液体燃料を得る。

前記固体燃料の液体化に使用した使用済触媒は、残渣物から分離・回収して、触媒粒子を調整した後再使用する。また、流動性に優れた接触分解用の無機酸化物粒子は、シリカ・アルミナ、ゼオライトの濃度を固形分として概ね５〜３０重量％に調整し、噴霧乾燥し、必要に応じて加熱処理することによって流動床触媒を得ることができる。

上記において、シリカアルミナヒドロゲルの代わりにシリカゾル、アルミナゾル、シリカアルミナゾル等を用いてもよく、さらにゼオライト、粘土鉱物を配合して用いてもよい。また石油の分解処理に使用したゼオライト触媒を使用することもできる。

廃プラスチックとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等の廃プラスチックを用いることができる。これらは、汎用品、日用品、レジャー用品、情報記録媒体、家電、包装容器、農業用品、規格外品などを回収して使用される。

このように無機酸化物粒子の触媒と廃プラスチックとを高温で接触させれば、廃プラスチックが接触分解されて、分解油が得られる。得られた分解油は通常留出されて、未反応物、燃料油などとして使用される。

無機酸化物粒子触媒が廃プラスチックの０．１重量％未満の場合は、廃プラスチックの液化温度を低下させたり、液化油の着色や臭気の低減効果が不充分となることがあり、無機酸化物粒子が廃プラスチックの３０重量％を越えると、液化温度を低下させたり、液化した溶融油の着色や臭気の低減効果がさらに向上することもなく、液体燃料と無機酸化物粒子触媒との分離に負荷がかかる。

廃プラスチックと無機酸化物粒子触媒との混合物の溶融槽での加熱温度は、回分式の場合は３００℃〜５００℃、さらには３５０℃〜４５０℃の範囲にあることが好ましい。廃プラスチックと無機酸化物粒子触媒との混合物の加熱温度が３００℃未満の場合は、廃プラスチックの種類によっては全量を液化できない場合があり、できたとしても液化に長時間を要したり、液化油の収率が不充分となる。

具体的にはポリプロピレンが３１０℃〜４２０℃、ポリエチレンが３１０℃〜４５０℃程度の温度である。このような温度であれば、廃プラスチックが分解され、同時に生成した液化油は留出される。

本発明は上記のように構成されているので、つぎのような効果を奏する。
産業廃棄物であるポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂を主成分有効廃プラスチックからの液体燃料の製造により、有効な液体燃料用原料を提供することができて、重油添加用原料となる、酸を含有しておらず、浮遊物の存在しない液体燃料が提供できる。

ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂を主成分の有効廃プラスチックからの燃料原料を固形化して、流動性に富んだ微粒の無機酸化物粒子触媒を加えて加熱熱分解させることによって、燃料として有効な成分である芳香族成分と脂肪族成分である相対的に低い温度で揮発できる有効な成分を液化するとともに、酸性分もなくして、残渣も少なく、着色、臭気等が低減した燃料油が高収率で得られる。これは一般の液体燃料として重油ボイラーなどの燃料に単独に、混合して使用ができる。

廃プラスチックからの液体燃料の製造フロー図 液体燃料の製造工程の図 液体燃料の精製処理工程の全体フロー図 液体燃料の中和処理装置の詳細図 液体燃料の精製処理装置の詳細図 廃プラからの液体燃料の成分のＧＣ分析図 廃プラからの液体燃料の成分と性状の図 廃プラからの液体燃料の組成比状況図 廃プラからの液体燃料に処理前の浮遊物の写真

本発明の実施の形態について説明するが、下記の実施の形態に何ら限定されるものではなく、適宜変更して実施することができるものである。図１は廃プラスチックからの液体燃料の製造フロー図、図２は液体燃料の製造工程の図、図３は液体燃料の精製処理工程の全体フロー図、図４は、液体燃料の中和処理装置の詳細図、図５は液体燃料の精製処理装置の詳細図、図６は廃プラからの液体燃料の成分のＧＣ分析図、図７は廃プラからの液体燃料の成分と性状の図、図８は廃プラからの液体燃料の組成比状況図、図９は廃プラからの液体燃料に処理前の浮遊物の写真を示した。

ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂を主成分とする分別廃プラスチックを成形固形物にして、当該固形燃料の粒状物を反応器に窒素ガスと同伴して投入して、触媒反応槽にて前記成形固形燃料と無機酸化物粒子の触媒とで、高温温度範囲において無酸素状態で接触熱分解反応によって、炭素数５〜３５の芳香族類、オレフィン類、パラフィン類からなる液体燃料を得た後に、中和処理と不純微粒子の除去の処理を行う。

この固体燃料は、使用済ゼオライトを充填した流動床反応器によって３００℃〜５００℃で接触熱分解して、液体留分を回収して、液体燃料とした。
触媒としては、ＦＣＣ触媒の使用後のもの、新規のものも使用している。

図１は、選別したＰＥ，ＰＰ，ＰＳの廃プラスチックの処理方法の一例フロー図である。
前記分別廃プラスチック成形固形ペレット原料は、図２の熱分解装置で示すように触媒の平均粒子径が１〜２０ｍｍの範囲にあるゼオライト系無機酸化物粒子を使用した。移動型撹拌式反応器にて４００℃の温度範囲で接触時間３０分で、無酸素状態で触媒的熱分解して、冷却後オイル成分として得られた。得られた液体成分には、廃プラのコーキングによる浮遊物、及び塩素含有樹脂、およびエステル系樹脂によって、カルボン酸、および塩酸の含有が予測された。

そのためＰＨ＝４程度であって、液体燃料化された成分を図３、図４のような装置によってカルシウムの無機塩基性物質による中和処理をした。中和処理は消石灰をバッチ式で分解油１００Ｌに対して５００ｇ添加して、十分に撹拌して、カルボン酸成分の安息香酸、塩酸などを完全に中和して、固形物を分離除去した。添加する塩基性物質の量は、生成分解油のＰＨ測定値により調整して、ＰＨ＝７になるまで添加する塩基性物質のカルシウム酸化物の消石灰を使用した。

また図９に示されるように、中和処理した後分解油は含有が予想されるコーキング浮遊物物質、固形浮遊物を二段に、図３、図５に示すようにフルター分離機による分離精製した。一段目は１００ミクロンの金属製フィルター、二段目は５ミクロンの繊維製フルター によって行った。

得られた液体成分は、ＰＨは７程度であって、大きな固形浮遊物は存在していなく、また分解油の成分は、図６，図７，図８のようであった。これは燃料として、あるいはエンジンの燃料としても使用できる性状であった。

図６のＧＣ分析によると、芳香族化合物として約７１．９％であって、 ポリスチレンに起因する化合物由来の化合物である。また脂肪族化合物は２８．１％であって、ポリエチレン、ポリプロピレンに起因する化合物に由来の化合物であった。これらの組成は使用した原料の廃プラスチックに由来することが大きい。又ＧＣ分析のチャートの保持時間４分から１５分までにさらに小さいピークが存在することから脂肪族が増えることが考えられる。芳香族：脂肪族の比率は、６５〜７０％：３０〜３５％程度であった。

図１は、選別したＰＥ，ＰＰ，ＰＳの廃プラスチックの処理方法の一例フロー図である。
前記分別廃プラスチック成形固形ペレット原料は、図２の熱分解装置で示すように触媒の平均粒子径が１〜２０ｍｍの範囲にあるゼオライト系無機酸化物粒子を使用した。移動型撹拌式反応器にて３５０℃の温度範囲で接触時間４０分で、無酸素状態で触媒的熱分解して、冷却後オイル成分として得られた。得られた液体成分には、廃プラのコーキング浮遊物と塩素含有樹脂、およびエステル系樹脂によって、カルボン酸、および塩酸の含有が予測された。

そのため液体燃料化された成分を図３、図４のように無機塩基性物質による中和処理をした。中和処理は消石灰をバッチ式で分解油１００Ｌに対して６００ｇ添加して、十分に撹拌して、カルボン酸成分の安息香酸、塩酸などを完全に中和して、固形物を分離除去した。添加する塩基性物質の量は、生成分解油のＰＨ測定値により調整して、添加する塩基性物質のカルシウム酸化物の消石灰を使用した。

また図９に示すような中和処理した後分解油は含有が予想されるコーキング物質、固形浮遊物を二段精製装置によって、図３、図５に示すようにフルター精製装置による分離精製した。一段目は１００ミクロンの金属製フィルター、二段目は５ミクロンの繊維製フルターによって行った。

得られた液体成分は、ＰＨは７程度であって、固形浮遊物は存在していなく、また分解油の成分は、図６，図７，図８のようであった。これは燃料として、あるいはエンジンの燃料としても使用できる性状であった。

図６のＧＣ分析によると、芳香族化合物として約７０％であって、 ポリスチレンに起因する化合物由来の化合物である。また脂肪族化合物は３０％であって、ポリエチレン、ポリプロピレンに起因する化合物に由来の化合物であった。これらの組成は使用した原料の廃プラスチックに由来することが大きい。又ＧＣ分析のチャートの保持時間４分から１５分までにさらに小さいピークが存在することから脂肪族が増えることが考えられる。芳香族：脂肪族の比率は、６０〜７０％：３０〜４０％程度であった。

図１は、選別したＰＥ，ＰＰ，ＰＳの廃プラスチックの処理方法の一例フロー図である。
前記分別廃プラスチック成形固形ペレット原料は、図２の熱分解装置で示すように触媒の平均粒子径が１〜２０ｍｍの範囲にあるゼオライト系無機酸化物粒子を使用した。移動型撹拌式反応器にて４００℃の温度範囲で接触時間６０分で、無酸素状態で触媒的熱分解して、冷却後オイル成分として得られた。得られた液体成分には、廃プラのコンタミの塩素含有樹脂、およびエステル系樹脂によって、カルボン酸、および塩酸の含有が予測された。

そのため液体燃料化された成分を図３、図４のように無機塩基性物質による中和処理をした。中和処理は消石灰をバッチ式で分解油１００Ｌに対して８００ｇ添加して、十分に撹拌して、カルボン酸成分の安息香酸、塩酸などを完全に中和して、固形物を分離除去した。添加する塩基性物質の量は、生成分解油のｐＨ測定値により調整して、添加する塩基性物質のカルシウム酸化物の消石灰を使用した。

また中和処理した後分解油は含有が予想されるコーキング物質、固形浮遊物を二段に、図３、図５に示すようにフルターによる分離精製した。一段目は１００ミクロンの金属製フィルター、二段目は５ミクロンの繊維製フルターによって行った。

得られた液体成分は、ＰＨは７程度であって、固形浮遊物は存在していなく、また分解油の成分は、図６，図７，図８のようであった。これは燃料として、あるいはエンジンの燃料としても使用できる性状であった。

図６のＧＣ分析によると、芳香族化合物として約６９％であって、ポリスチレンに起因する化合物由来の化合物である。また脂肪族化合物は３１％であって、ポリエチレン、ポリプロピレンに起因する化合物に由来の化合物であった。これらの組成は使用した原料の廃プラスチックに由来することが大きい。又ＧＣ分析のチャートの保持時間４分から１５分までにさらに小さいピークが存在することから脂肪族が増えることが考えられる。芳香族：脂肪族の比率は、６０〜７０％：３０〜４０％程度であると考えられる。

１．一般廃棄物の分別
２．廃プラの選別
３．搬送、運搬
４．原料貯蔵槽
５．ペレット
６．定量機
７．スクリュウコンベヤー
８．ロータリーバルブ
９．加熱炉
１０．触媒
１１．バーナー
１２．熱分解装置
１３．煤塵除去装置
１４．戻し配管
１５．バーナー
１６．煙突
１７．第一冷却装置
１８．第二冷却装置
１９．第三冷却装置
２０．オイル貯蔵タンク
２１．オイル中間タンク
２２．オイル捕集タンク
２３．安全弁
３０．撹拌機
３１．ポンプ
３２．中和反応槽
３３．中和処理分離器
３４．中和物質タンク
３５．サイクロン式分離器（１００ミクロン）
３６．浮遊物、コンタミ分離器
３７．第一濾過装置（５０ミクロン）
３８．第二濾過装置（５ミクロン）
３９．製品タンク
４０．保温ジャケット

Claims (8)

1. ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂を主成分とする分別廃プラスチックを成形物にして、当該固形粒状物を反応器に窒素ガスと同伴して投入して、接触熱分解反応装置にて前記プラスチック固形粒状物と無機酸化物粒子触媒とで、高温温度の範囲において無酸素状態で接触熱分解反応によって、炭素数５〜３５の芳香族類、オレフィン類、パラフィン類からなる液体燃料を得た後に、中和処理と不純微粒子の除去処理を行うことを特徴とする廃プラスチック分解油の処理方法
2. 前記分別廃プラスチック成形固形燃料は、触媒の平均粒子径が１〜２０ｍｍの範囲にある無機酸化物粒子を使用する、流動型反応装置、又は移動型撹拌式反応装置にて３００〜４５０℃の温度範囲で接触時間１〜６０分で、無酸素状態で触媒的熱分解して、液体燃料化された成分を無機塩基性物質による中和処理することを特徴とする請求項１に記載の廃プラスチック分解油の処理方法
3. 無酸素状態で接触熱分解は、移動層反応器にて、触媒として無機の固体酸である酸化物粒子のシリカ・アルミナ、シリカ・チタニア、シリカ・ジルコニア、アルミナ・マグネシア、アルミナ・ジルコニア、アルミナ・チタニア、ベントナイト、カオリナイト、セオライトからなる群から選ばれる一種又は二種以上であって、前記触媒を前記の廃プラスチックに対して５〜３０重量％の割合で接触熱分解反応して得られた液体油分を、カルシウム酸化物を添加した後、微粒固体分を分別した液体燃料を金属製、又は繊維製フィルターにて濾別することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の廃プラスチック分解油の処理方法
4. 前記熱分解油は、分別不可能な材質の前記廃プラスチック樹脂中に、微小の塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミド（ＰＡ），ポリウレタン（ＰＵ）の含有において、接触熱分解反応装置に投入される廃プラスチック投入材料中の、主として塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド，ポリウレタンの混入に応じて、塩基性物質の添加量を調整して添加する機能として、熱分解反応装置からの留出した液体分に、添加する塩基性物質アルカリの量を、分解生成油のＰＨ測定値によって調整して添加することを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに廃プラスチック分解油の処理方法
5. 添加する塩基性物質の量は、生成分解油のＰＨ測定値により調整して、添加する塩基性物質のカルシウム酸化物を消石灰、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、炭酸カルシウムであることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れかに記載の廃プラスチック分解油の処理方法
6. ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂の成分を主体の廃プラスチックを接触熱分解反応装置にて加熱して溶融させ、熱分解を行って熱分解ガスを回収し、この熱分解ガスを凝縮させた熱分解油成分中で、軽質油及びガス留分の燃焼ガスと熱交換し、熱分解反応装置に循環させて熱源にすること、及び得られた熱分解油のうちの軽質油、及び重質油に含有する浮遊する微粒子のコーキング物質をサイクロン分離器、５０〜１５０ミクロンと１〜５０ミクロンの金属製、又は繊維製フィルターにて三段階にて分離精製することを特徴とする請求項１〜請求項５の何れかに廃プラスチック分解油の処理方法
7. 前記廃プラスチックの接触分解で得た分解油に含有する微粒子のコーキング物質を、金属製及び前記繊維状フィルターは、無機、又は有機の分離膜であって、サイクロン分離器と、二段目に５０〜１５０ミクロンと、三段目に１〜５０ミクロンの細孔を有する透過膜であることを特徴とする請求項１〜請求項６の何れかに廃プラスチック分解油の処理方法
8. 前記廃プラスチック分解油を中和、濾過処理を施した液体油は、重質油に対して１０〜７０重量％添加して、重質油用燃料として使用できるものであることを特徴とする請求項１〜請求項７の何れかに廃プラスチック分解油の処理方法