JP2023532532A - プラスチック廃棄物材料を処理するための方法およびシステム - Google Patents
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Abstract
プラスチック廃棄物を前処理するための方法およびシステム、ならびにプラスチック廃棄物から自動車燃料を製造するための方法およびシステム。プラスチック廃棄物を前処理するための方法は、工程1)プラスチック廃棄物を、不純物除去のための前処理剤および溶剤油と接触させる工程;および、工程2)工程1)からの流出溶液を、固液分離に供して、不溶性材料および不純物除去プラスチック含有溶液を得る工程を含む。金属含有量、塩素含有量、およびケイ素含有量は、前記不純物除去プラスチック含有溶液において低いので、後続の処理装置への影響が低減される。
Description
(関連出願への相互参照)
本願は、中国特許出願第202010617815.X号、2020年6月30日に出願された表題「プラスチック廃棄物から自動車燃料を製造するための方法およびシステム」、および、中国特許出願第202011171603.X号、2020年10月28日に出願された表題「プラスチック廃棄物を前処理するための方法およびシステム」に対して優先権を主張し、その内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本願は、中国特許出願第202010617815.X号、2020年6月30日に出願された表題「プラスチック廃棄物から自動車燃料を製造するための方法およびシステム」、および、中国特許出願第202011171603.X号、2020年10月28日に出願された表題「プラスチック廃棄物を前処理するための方法およびシステム」に対して優先権を主張し、その内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
(技術分野)
本願は、固体プラスチック廃棄物処理の技術分野に関するものであり、特に、プラスチック廃棄物を処理するための方法およびシステムに関するものである。
本願は、固体プラスチック廃棄物処理の技術分野に関するものであり、特に、プラスチック廃棄物を処理するための方法およびシステムに関するものである。
(背景技術)
プラスチック産業の発展は、社会の発展に大きく貢献している。現在、中国の年間プラスチック生産能力は約1.2億トンと高く、プラスチックの大部分は、1度使用された後に環境へと廃棄されている。統計によれば、中国のプラスチック廃棄物の産出量は、約240万トン/年~480万トン/年であり;2035年には、約8億トンのプラスチック廃棄物が自然環境中に存在する可能性がある。プラスチックの完全な分解に必要な時間は、200年~500年でありうるので、プラスチック廃棄物の連続的な蓄積は、深刻な環境汚染を引き起こすだけでなく、自然環境における生態学的バランスにもまた影響する。
プラスチック産業の発展は、社会の発展に大きく貢献している。現在、中国の年間プラスチック生産能力は約1.2億トンと高く、プラスチックの大部分は、1度使用された後に環境へと廃棄されている。統計によれば、中国のプラスチック廃棄物の産出量は、約240万トン/年~480万トン/年であり;2035年には、約8億トンのプラスチック廃棄物が自然環境中に存在する可能性がある。プラスチックの完全な分解に必要な時間は、200年~500年でありうるので、プラスチック廃棄物の連続的な蓄積は、深刻な環境汚染を引き起こすだけでなく、自然環境における生態学的バランスにもまた影響する。
既存のプラスチック廃棄物処理技術には、主に2種類が含まれる。すなわち、埋立と焼却である。埋立処理は、大量の土地を占め、二次汚染を起こしやすいため、本質的に問題点を解決することはできない。しかしながら、現在、中国には、プラスチック廃棄物を処理する能力を有する廃棄物焼却発電所(waste incineration power plants)が約400しか存在しておらず、すべてのプラスチック廃棄物を発電のために廃棄物焼却によって処理する場合、1000を超える廃棄物焼却発電所が建設されなければならず、これは明らかに実行不可能である。また、プラスチック廃棄物の物理的回収処理は、コストが高く、経済的価値が低く、したがって、企業にとって不十分な利益を生み出しており、回収処理において二次汚染を引き起こしやすく、それ故、プラスチック廃棄物資源回収の開発の遅れに繋がっている。
プラスチック廃棄物の化学変換はプラスチック廃棄物の迅速な回収および転換を実現するための効果的な手段であり、特に、熱可塑性プラスチック廃棄物は、熱分解工程を通して油およびガスを得ることができるので、熱分解工程は、現在、プラスチック廃棄物の化学的転換の主要な工程経路の1つである。
中国特許第CN106635115B号は、混合プラスチック廃棄物ごみから油を効率的かつ清潔に製造するための方法および水熱反応システムを開示している。当該方法は、160℃~300℃の温度および20bar~220barの圧力を含む条件下において、アルカリ性水溶液を使用することによって、混合プラスチック廃棄物ごみに対して水熱分解処理を実施する工程を含み;前記混合プラスチック廃棄物ごみは、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、およびポリスチレン(PS)の1つ以上、並びにPETを含み、任意で、前記混合プラスチック廃棄物ごみは、ポリ塩化ビニル(PVC)もまた含むことができ;前記水熱処理後に得られる材料において、固体層から水層を分離し、分離した固体層から油を製造する。当該方法は、混合プラスチック廃棄物中のPETおよびPVCの油への悪影響を回避し、油を効率的かつ清潔に製造することができ、TA粉末または粒子およびPSリサイクルプラスチックなどの高付加価値製品を製造することができる。
中国特許出願第CN108456328A号は、接触分解反応器にプラスチック廃棄物、改質触媒および反応溶媒を添加し、均一に混合し、次いで接触分解反応を実施する工程を含む、プラスチック廃棄物の処理法を開示している。前記改質触媒は、改質酸化物によって改質されたHZSM-5およびHY複合モレキュラーシーブ触媒であり、前記改質剤は、Sn、Fe、TiおよびZnからなる群より選択される1つ以上であり、前記反応溶媒は、テトラリンおよびn-ヘキサデカンの混合物であり、前記接触分解条件は以下を含む:150℃~300℃の反応温度、120分~240分の反応時間、撹拌速度600rpm~1000rpm、水素分圧4MPa~7MPaの水素の導入。
中国特許第CN102786980B号は、プラスチック廃棄物から油を製造するための方法および製造ラインを開示している。当該方法は、工程1)プラスチック廃棄物を前処理する工程;工程2)分解反応を行う工程;工程3)接触反応を行う工程;工程4)濃縮工程;ならびに工程5)濾過および水除去工程を含む。プラスチック廃棄物を油処理に供することによって、当該方法は、高い油収率および低いスラグ速度を達成することができる。製造ラインは、供給装置(device)と、高周波電気加熱反応釜と、触媒塔と、冷却フィルタタンクと、冷却液化塔と、油貯蔵タンクとを含み、前記供給装置は前記高周波電気加熱反応釜と接続され、前記高周波電気加熱反応釜はパイプラインを介して前記触媒塔と接続され、前記触媒塔はパイプラインを介して前記冷却フィルタタンクと接続され、前記冷却フィルタタンクはパイプラインを介して前記冷却液化塔と接続され、前記冷却液化塔はパイプラインを介して前記油貯蔵タンクと接続される。
プラスチック廃棄物は、複雑な組成を有し、それ自体が多量のヘテロ原子を含有し;プラスチックの製造工程では、多量の様々な有機または無機添加剤がさらに添加されることにより、その性能が改善され;大量の不純物が、廃棄されたプラスチックに付着しやすくなり得る。上述した理由により、既存の熱分解方法では、主に、熱分解油の質が要件を満たさず、特に、ClおよびSi不純物の含有量が多いという問題点があった。熱分解油中のClは、主にプラスチック廃棄物中のPVCの分解に由来し、Clの大部分は、小分子有機塩化物として存在し、後続の油生成物処理において容易に分解されてHClを形成し得、それによって深刻な腐食を引き起こし得る。従来技術では、熱分解油の脱塩素化には、アルカリ性物質が主に採用されているが、一方では、多量の固形廃棄物が発生し、他方では、PVCは、最終的にNaCl、CaCl2等の無機塩に変換され、PVCの価値は本質的に低下する。熱分解油中のSiは、主にシリコーンオイル、シリコーン樹脂、シリコーンゴム粉末等の高分子添加剤の分解に由来し、SiO2等の無機添加剤は、主にアルキルエポキシシランとして存在するが、後続の処理において使用される触媒の毒であり、触媒の永久的な失活を引き起こす可能性がある。
このため、従来技術において直面している、その後の工程においてパイプラインおよび設備の腐食ならびに触媒の容易な失活を招く、プラスチック廃棄物から製造される熱分解油に含まれる高含有量の有害元素ClおよびSiの問題点を解決するためには、新たなプラスチック廃棄物処理技術が依然として急務となっている。
(発明の開示)
本願の目的は、上述の従来技術において直面する1つ以上の問題点を解決することができる、プラスチック廃棄物を処理するための新規な方法およびシステムを提供することである。
本願の目的は、上述の従来技術において直面する1つ以上の問題点を解決することができる、プラスチック廃棄物を処理するための新規な方法およびシステムを提供することである。
上記目的を達成するために、一態様において、本願は、以下の工程を含む、プラスチック廃棄物の前処理方法を提供する:
工程1)不純物除去のために、プラスチック廃棄物を、前処理剤および溶剤油と接触させる工程であって、前記前処理剤は、腐植土、赤泥、精油装置(unit)からの廃棄触媒、カオリン、半成コークス、活性炭、ガス化灰およびガス化スラグ、またはそれらの組み合わせから選択される工程;および
工程2)工程1)からの前記流出液を固液分離に供して、不溶性材料と不純物除去プラスチック含有溶液とを得る工程。
工程1)不純物除去のために、プラスチック廃棄物を、前処理剤および溶剤油と接触させる工程であって、前記前処理剤は、腐植土、赤泥、精油装置(unit)からの廃棄触媒、カオリン、半成コークス、活性炭、ガス化灰およびガス化スラグ、またはそれらの組み合わせから選択される工程;および
工程2)工程1)からの前記流出液を固液分離に供して、不溶性材料と不純物除去プラスチック含有溶液とを得る工程。
好ましくは、工程1)で使用される前記プラスチック廃棄物の少なくとも一部は、以下の工程を含む脱塩素化処理に供されたものである:
工程i)前記プラスチック廃棄物を、テトラヒドロフラン、ケトン溶媒、塩素化脂肪族炭化水素、またはそれらの組み合わせから選択される第1の有機溶媒に溶解させる工程;および
工程ii)工程i)で得られた前記混合物を固液分離に供し、塩素含有溶液と塩素除去プラスチック廃棄物とを得る工程。
工程i)前記プラスチック廃棄物を、テトラヒドロフラン、ケトン溶媒、塩素化脂肪族炭化水素、またはそれらの組み合わせから選択される第1の有機溶媒に溶解させる工程;および
工程ii)工程i)で得られた前記混合物を固液分離に供し、塩素含有溶液と塩素除去プラスチック廃棄物とを得る工程。
別の実施形態において、本願は、プラスチック廃棄物前処理装置と固液分離装置とを含み、前記プラスチック廃棄物前処理装置は、プラスチック廃棄物注入口と、任意の塩素除去プラスチック廃棄物注入口と、前処理剤注入口と、溶剤油注入口と、前処理流出液排出口とを備え、前記固液分離装置は、注入口と、不溶性材料排出口と、不純物除去プラスチック含有溶液排出口とを備え、前記プラスチック廃棄物前処理装置の前記前処理流出液排出口は、前記固液分離装置の前記注入口と連通している、本願に記載のプラスチック廃棄物の前記前処理方法を実施するためのプラスチック廃棄物前処理システムを提供する。
好ましくは、前記プラスチック廃棄物前処理システムは、プラスチック廃棄物注入口、第1の有機溶媒注入口および溶解流出液排出口を備えたプラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置と、注入口、塩素含有溶液排出口および塩素除去プラスチック廃棄物排出口を備えた脱塩素化-分離装置とをさらに含み、前記プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置の前記溶解流出液排出口は、前記脱塩素化-分離装置の前記注入口と連通し、前記脱塩素化-分離装置の前記塩素除去プラスチック廃棄物排出口は、前記プラスチック廃棄物前処理装置の前記塩素除去プラスチック廃棄物注入口と連通している。
さらに別の態様において、本願は、以下の工程を含む、プラスチック廃棄物から自動車燃料を製造するための方法を提供する:
工程I)本願に記載のプラスチック廃棄物前処理方法または本願に記載のプラスチック廃棄物前処理システムを用いてプラスチック廃棄物を前処理することにより、不純物除去プラスチック含有溶液を得る工程;
工程II)前記不純物除去プラスチック含有溶液および任意の接触分解供給原料を、反応のための接触分解触媒と接触させる工程;および
工程III)工程II)の前記反応生成物を分離して、ガソリン留分および/またはディーゼル留分を得る工程。
工程I)本願に記載のプラスチック廃棄物前処理方法または本願に記載のプラスチック廃棄物前処理システムを用いてプラスチック廃棄物を前処理することにより、不純物除去プラスチック含有溶液を得る工程;
工程II)前記不純物除去プラスチック含有溶液および任意の接触分解供給原料を、反応のための接触分解触媒と接触させる工程;および
工程III)工程II)の前記反応生成物を分離して、ガソリン留分および/またはディーゼル留分を得る工程。
さらに別の態様において、本願は、本願に記載のプラスチック廃棄物前処理システムと、接触分解装置と、を含む、本願のプラスチック廃棄物から自動車燃料を製造する方法を実施するためのシステムを提供する。前記システムにおいて、前記接触分解装置は、不純物除去プラスチック含有溶液注入口と、任意の接触分解供給原料注入口と、少なくとも1つの排出口とを備え、前記プラスチック廃棄物前処理システムの前記固液分離装置の前記不純物除去プラスチック含有溶液排出口は、前記接触分解装置の前記不純物除去プラスチック含有溶液注入口と連通している。
本願によるプラスチック廃棄物を前処理するための方法およびシステムは、プラスチック廃棄物中の金属不純物、塩素不純物およびケイ素不純物を効果的に除去することができ、前記金属不純物および前記塩素不純物が後続の処理装置に及ぼす影響を回避することができ;前記ケイ素不純物は、前記プラスチックの処理中に添加された有機ケイ素ポリマーの元の形態で除去され、それにより、後続の処理装置における触媒失活の問題点を効果的に回避する。さらに、本願によるプラスチック廃棄物を前処理するための前記方法およびシステムは、汚染排出が小さく、良好に環境を保護し、および動作中の炭素排出を低減するという利点を有する。
プラスチック廃棄物から自動車燃料を製造するための方法およびシステムは、プラスチック廃棄物から自動車燃料を製造するために使用することができ、したがって、白い公害(white pollution)の問題点を解決するのに有益であり、良好な環境上の利点、社会上の利点、および経済上の利点を有する。
本願の他の特徴および利点は、以下の詳細な説明において詳細に説明される。
(図面の簡単な説明)
本明細書の一部を形成する図面は、本願の理解を助けるために提供され、限定的であるとみなされるべきではない。本願は、以下の詳細な説明と組み合わせて図面を参照して解釈することができる。図面において:
図1は、本願によるプラスチック廃棄物を前処理するための方法およびシステムの好ましい実施形態の概略図を示し;および
図2は、本願によるプラスチック廃棄物から自動車燃料を製造するための方法およびシステムの好ましい実施形態の概略図を示す。
本明細書の一部を形成する図面は、本願の理解を助けるために提供され、限定的であるとみなされるべきではない。本願は、以下の詳細な説明と組み合わせて図面を参照して解釈することができる。図面において:
図1は、本願によるプラスチック廃棄物を前処理するための方法およびシステムの好ましい実施形態の概略図を示し;および
図2は、本願によるプラスチック廃棄物から自動車燃料を製造するための方法およびシステムの好ましい実施形態の概略図を示す。
(発明の詳細な説明)
本願は、その特定の実施形態および図面を参照して、以下においてさらに詳細に説明される。本願の特定の実施形態は、説明の目的のためにのみ提供され、いかなる方法でも限定することを意図するものではないことに留意されたい。
本願は、その特定の実施形態および図面を参照して、以下においてさらに詳細に説明される。本願の特定の実施形態は、説明の目的のためにのみ提供され、いかなる方法でも限定することを意図するものではないことに留意されたい。
本願の文脈において記載される、数値範囲の終点を含む任意の具体的な数値は、その正確な値に限定されず、例えば、前記正確な値の±5%内の全ての値のような、前記正確な値に近い全ての値、をさらに包含すると解釈されるべきである。さらに、本明細書に記載される任意の数値範囲に関して、範囲の端点間、各端点と範囲内の任意の特定の値との間、または範囲内の任意の2つの特定の値との間で任意の組み合わせを行って、1つ以上の新しい数値範囲を提供することができ、前記新しい数値範囲はまた、本願において具体的に記載されているともまたみなされるべきである。
特に明記しない限り、本明細書で使用される用語は当業者によって一般に理解されるものと同じ意味を有し;用語が本明細書で定義され、その定義が当技術分野における通常の理解と異なる場合、本明細書で提供される定義が優先するものとする。
本明細書で使用されるとき、用語「腐植土」は、埋立地から掘削されたプラスチック廃棄物に混入される、様々な腐敗した植物物質および有機廃棄物によって形成される混合物を指す。
本願において、用語「半成コークス」は、350℃~600℃の温度で、石炭、バイオマスおよびプラスチック廃棄物などの炭素質材料の熱分解によって生成される固体生成物を指す。
本明細書で使用するとき、用語「ガス化灰およびガス化スラグ」は、600℃を超える温度で、常圧または加圧状態下において、石炭、半成コークス、コークス、バイオマス、石油コークス、プラスチック廃棄物などの炭素質材料を、ガス化剤と反応させることにより得られる固体残渣を指す。
本明細書で使用するとき、用語「赤泥」は、ボーキサイトからアルミナを抽出した後に排出される産業固形廃棄物を指す。
本明細書で使用するとき、用語「溶剤油」は、当技術分野で周知の意味を有し、当該用語は、典型的には炭化水素の複合混合物である。好ましくは、「溶剤油」は、芳香族炭化水素において豊富な蒸留油であり、芳香族炭化水素において豊富な前記蒸留油は、石油精製、石炭熱分解、直接石炭液化、バイオマスおよび/もしくはプラスチック廃棄物の熱分解、または液体蒸留油の2つ以上の混合物から得られる液体蒸留油の1つであり得る。
本明細書で使用するとき、用語「任意に/任意の」は、対応する工程、装置、構成要素または成分が必須ではないが任意であること、すなわち、前記工程、装置、構成要素または成分が存在しても存在しなくてもよいことを意味する。
本願の文脈において、特に明記しない限り、与えられる反応圧力および処理圧力は、すべてゲージ圧力である。
本願の文脈において、明示的に述べられた事柄に加えて、言及されていない事柄または任意の事柄は、いかなる変更もなしに、当技術分野で知られているものと同じであるとみなされる。さらに、本明細書に記載される実施形態のいずれも、本明細書に記載される1つ以上の実施形態と自由に組み合わせることができ、このようにして得られる技術的解決策または考えは、本願の当初の開示または当初の記載の一部とみなされ、そのような組み合わせが明らかに不合理であることが当業者に明らかでない限り、本明細書に開示または予想されていない新規事項であるとみなされるべきではない。
教科書および学術論文を含むがこれらに限定されない、本明細書に引用される特許および非特許文献の全ては、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
第1の態様において、本願は、以下の工程を含む、プラスチック廃棄物の前処理方法を提供する:
工程1)不純物除去のために、プラスチック廃棄物を、前処理剤および溶剤油と接触させる工程であって、前記前処理剤は、腐植土、赤泥、精油装置からの廃棄触媒、カオリン、半成コークス、活性炭、ガス化灰およびガス化スラグ、またはそれらの組み合わせから選択され、任意に、アルカリ性酸化物をさらに含む工程;および
工程2)工程1)からの前記流出液を固液分離に供して、不溶性材料と不純物除去プラスチック含有溶液とを得る工程。
工程1)不純物除去のために、プラスチック廃棄物を、前処理剤および溶剤油と接触させる工程であって、前記前処理剤は、腐植土、赤泥、精油装置からの廃棄触媒、カオリン、半成コークス、活性炭、ガス化灰およびガス化スラグ、またはそれらの組み合わせから選択され、任意に、アルカリ性酸化物をさらに含む工程;および
工程2)工程1)からの前記流出液を固液分離に供して、不溶性材料と不純物除去プラスチック含有溶液とを得る工程。
好ましい実施形態において、工程1)は、200℃~450℃の温度で実施され;さらに好ましくは、工程1)の前記処理条件は、250℃~410℃の温度、0.1~5MPaの圧力、および10分~60分の時間(すなわち、前記プラスチック廃棄物の滞留時間)を含む。いくつかのさらに好ましい実施形態では、工程1)の前記処理条件は、320℃~390℃の温度、0.5MPa~4.0MPaの圧力、および15分~45分の時間を含む。いくつかの他のさらに好ましい実施形態では、工程1)の前記処理条件が280℃~390℃の温度、0.1MPa~5MPaの圧力、および10分~30分の時間を含む。
好ましい実施形態において、工程1)で使用される前記溶剤油の蒸留範囲は、80℃~550℃の範囲であり、前記溶剤油は、50質量%を超える全芳香族化合物含有量、および20質量%を超える単環式芳香族化合物含有量を有する。さらに好ましくは、前記溶剤油は、40質量%を超える単環式芳香族化合物含有量を有する。例えば、前記溶剤油は、減圧軽油(VGO)、水素化ライトサイクルオイル(HLCO)、直留ディーゼル(すなわち直留ディーゼル油)、コールタール等であってもよい。
好ましい実施形態において、工程1)における、前記プラスチック廃棄物に対する前記溶剤油の重量比率は、1:10~10:1であり、より好ましくは1:1~7:1である。
本願によれば、工程1)において使用される前記前処理剤は、腐植土、赤泥、精油装置からの廃棄触媒、カオリン、半成コークス、活性炭、ならびにガス化灰およびガス化スラグの1つ、またはそれらの2つ以上の混合物であり得、任意にアルカリ性酸化物を含む。好ましい実施形態において、工程1)において使用される前記前処理剤は、廃棄接触分解触媒、腐植土、活性炭、またはそれらの組み合わせからなる群より選択され、任意にアルカリ性酸化物を含む。
好ましい実施形態において、工程1)において使用される前記前処理剤の粒径は、75μm~150μmの範囲内であり;さらに好ましくは、工程1)における前記プラスチック廃棄物に対する前記前処理剤の前記重量比率は、1:10~2:1、より好ましくは1:7~1:5である。例えば、いくつかの特に好ましい実施形態では、前記前処理剤は、工程1)で得られた前記混合材料の総重量に基づいて1重量%~10重量%の量で使用される。
好ましい実施形態において、工程1)において使用される前記プラスチック廃棄物は、洗浄、乾燥および破砕されたものであり、前記破砕されたプラスチック廃棄物は、1mm~200mm、好ましくは1mm~50mmの粒径を有する。
好ましい実施形態において、工程2)の前記固液分離の前記動作温度は、250℃~410℃である。
本願の方法において、慎重に選択された前処理剤および溶剤油の種類、ならびに処理条件を使用することによって、得られる不純物除去プラスチック含有溶液中の不純物の含有量は、接触分解などの、後に続くさらなる工程および処理を容易にするために、所望の範囲内に制御され得る。好ましい実施形態において、前記不純物除去プラスチック含有溶液は、5μg/g未満の金属含有量、20μg/g未満の塩素含有量、および3μg/g未満のケイ素含有量を有し;さらに好ましくは、前記不純物除去プラスチック含有溶液は、5μg/g未満の金属含有量、3μg/g未満の塩素含有量、および3μg/g未満のケイ素含有量を有し;特に好ましくは、前記不純物除去プラスチック含有溶液は、3μg/g未満の金属含有量、1μg/g未満の塩素含有量、および1μg/g未満のケイ素含有量を有する。
好ましい実施形態において、工程1)で使用される前記プラスチック廃棄物の少なくとも一部は、以下の工程を含む脱塩素化処理に供されたものである:
工程i)前記プラスチック廃棄物を、テトラヒドロフラン、ケトン溶媒、塩素化脂肪族炭化水素、またはそれらの組み合わせから選択される第1の有機溶媒に溶解させる工程;および
工程ii)工程i)で得られた前記混合物を固液分離に供し、塩素含有溶液と塩素除去プラスチック廃棄物とを得る工程。
工程i)前記プラスチック廃棄物を、テトラヒドロフラン、ケトン溶媒、塩素化脂肪族炭化水素、またはそれらの組み合わせから選択される第1の有機溶媒に溶解させる工程;および
工程ii)工程i)で得られた前記混合物を固液分離に供し、塩素含有溶液と塩素除去プラスチック廃棄物とを得る工程。
当該好ましい実施形態によれば、前記プラスチック廃棄物中の前記塩素含有プラスチックは、工程i)における前記第1の有機溶媒による、前記プラスチック廃棄物の選択的溶解によって溶液中に溶解される。ポリスチレンが前記プラスチック廃棄物中に含まれる場合、塩素含有プラスチックおよびポリスチレンの両方は、工程i)において前記第1の有機溶媒中に溶解される。本願によれば、前記塩素含有プラスチックは、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンおよびそれらの共重合体からなる群から選択される1つ以上であってもよい。
当該好ましい実施形態において、工程i)では、前記塩素含有プラスチックに対する良好な溶解効果および高い溶解効率を有する第1の有機溶媒を使用することが好ましい。さらに好ましい実施形態において、工程i)において使用される前記第1の有機溶媒は、テトラヒドロフランとケトン溶媒との任意の重量比率での混合溶媒であり、さらに好ましくは、前記第1の有機溶媒は、テトラヒドロフランとケトン溶媒との重量比率1:3~3:1、より好ましくは1:2~2:1での混合溶媒であり、前記ケトン溶媒は、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン、またはそれらの組み合わせから選択され、好ましくはメチルエチルケトン、シクロヘキサノン、またはそれらの組み合わせから選択され、より好ましくはメチルエチルケトンである。
さらに好ましい実施形態において、工程i)において、前記プラスチック廃棄物を、前記第1の有機溶媒に、50℃~100℃で30分間~60分間溶解させる。
さらに好ましい実施形態において、工程i)で使用される前記プラスチック廃棄物に対する前記第1の有機溶媒の重量比率は、1:10~10:1である。
いくつかのさらに好ましい実施形態では、工程i)において使用される前記第1の有機溶媒は、40℃~60℃の温度に予熱されたものである。
さらに好ましい実施形態において、工程ii)の前記固液分離の前記動作温度は、50℃~100℃である。好ましくは、前記塩素除去プラスチック廃棄物における塩素含有量は、20μg/g未満である。
さらに好ましい実施形態において、前記脱塩素化処理は、さらに以下の工程を含む:
工程iii)工程ii)で得られた前記塩素含有溶液を、逆抽出、単蒸留(simple distillation)、フラッシュ蒸発、精留またはそれらの組み合わせから選択される析出処理および分離に供して、プラスチック(例えば、PVCおよび/またはPS)粒子および回収された第1の有機溶媒を得る工程。
工程iii)工程ii)で得られた前記塩素含有溶液を、逆抽出、単蒸留(simple distillation)、フラッシュ蒸発、精留またはそれらの組み合わせから選択される析出処理および分離に供して、プラスチック(例えば、PVCおよび/またはPS)粒子および回収された第1の有機溶媒を得る工程。
さらに好ましい実施形態において、工程iii)の前記析出処理は、逆抽出結合蒸留であり、前記逆抽出溶媒は水であり、前記逆抽出温度は70℃~100℃であり、前記蒸留温度は80℃~100℃である。いくつかの特に好ましい実施形態では、工程iii)において前記塩素含有溶液を前記逆抽出剤水と接触させた後、溶解させたプラスチック(例えばPVCおよび/またはPS)は固体粒子として析出し、残りの液体部分は、水を含む第1の有機溶媒であり得;水を含む前記第1の有機溶媒を蒸留して水および回収された第1の有機溶媒を得た後、回収された第1の有機溶媒を再利用することができる。いくつかの特定の実施形態では、前記逆抽出された流出液は、ろ過により分離されて、プラスチック(例えば、PVCおよび/またはPS)粒子および有機溶媒を含む廃水が得られる。
好ましい実施形態において、本願によるプラスチック廃棄物の前処理方法は、以下の工程をさらに含む:
工程3)工程2)において得られた前記不溶性材料を、溶媒抽出のために第2の有機溶媒と接触させ、得られた前記生成物を固液分離に供して、固体材料および液体材料を得る工程であって、前記第2の有機溶媒は、ベンゼン、トルエン、トリクロロメタン、シクロヘキサノン、酢酸エチル、酢酸ブチル、二硫化炭素、テトラヒドロフラン、ガソリンまたはそれらの組み合わせから選択される工程;
工程4)工程3)で得られた前記固体材料を処理して、前記前処理剤を回収し、前記回収された前処理剤の少なくとも一部を、工程1)に再生利用する工程であって、前記処理は、スクリーニング、再生(regeneration)、またはそれらの組み合わせから選択される工程;および
工程5)工程3)で得られた前記液体材料を析出処理および分離に供して、固体プラスチック粒子および回収された第2の有機溶媒を得る工程であって、前記析出処理は、逆抽出、単蒸留、フラッシュ蒸発、精留またはそれらの組み合わせから選択される工程。
工程3)工程2)において得られた前記不溶性材料を、溶媒抽出のために第2の有機溶媒と接触させ、得られた前記生成物を固液分離に供して、固体材料および液体材料を得る工程であって、前記第2の有機溶媒は、ベンゼン、トルエン、トリクロロメタン、シクロヘキサノン、酢酸エチル、酢酸ブチル、二硫化炭素、テトラヒドロフラン、ガソリンまたはそれらの組み合わせから選択される工程;
工程4)工程3)で得られた前記固体材料を処理して、前記前処理剤を回収し、前記回収された前処理剤の少なくとも一部を、工程1)に再生利用する工程であって、前記処理は、スクリーニング、再生(regeneration)、またはそれらの組み合わせから選択される工程;および
工程5)工程3)で得られた前記液体材料を析出処理および分離に供して、固体プラスチック粒子および回収された第2の有機溶媒を得る工程であって、前記析出処理は、逆抽出、単蒸留、フラッシュ蒸発、精留またはそれらの組み合わせから選択される工程。
本願において使用されるのに適したプラスチック廃棄物は、生鮮家庭ごみ中のプラスチック廃棄物、産業および農業生産からのプラスチック廃棄物、ならびに熟成ごみ中の廃棄プラスチック等の任意の一般的なプラスチック廃棄物材料であり得、好ましくは物理的にリサイクルすることができない低品質のプラスチック廃棄物であり得る。前記プラスチック廃棄物は、上記プラスチック廃棄物の初期処理によって得られる、プラスチック廃棄物ロッド、プラスチック廃棄物ペレット、プラスチック廃棄物フレーク、またはそれらの組み合わせの形態であってもよい。前記プラスチック廃棄物は、PE、PP、PS、およびPVCプラスチックのうちの任意の1つ以上を含むことができる。
いくつかの好ましい実施形態において、本願のプラスチック廃棄物の前処理方法は、以下の工程を含む:
工程1)プラスチック廃棄物前処理装置において、不純物除去のために、プラスチック廃棄物を、前処理剤および溶剤油と接触させる工程;および
工程2)固液分離装置における、工程1)の前記流出液を分離して、不溶性材料と不純物除去プラスチック含有溶液とを得る工程であって、前記不純物除去プラスチック含有溶液は、5μg/g未満の金属含有量、20μg/g未満の塩素含有量、および3μg/g未満のケイ素含有量を有する工程。
工程1)プラスチック廃棄物前処理装置において、不純物除去のために、プラスチック廃棄物を、前処理剤および溶剤油と接触させる工程;および
工程2)固液分離装置における、工程1)の前記流出液を分離して、不溶性材料と不純物除去プラスチック含有溶液とを得る工程であって、前記不純物除去プラスチック含有溶液は、5μg/g未満の金属含有量、20μg/g未満の塩素含有量、および3μg/g未満のケイ素含有量を有する工程。
いくつかのさらに好ましい実施形態において、プラスチック廃棄物の前処理方法は、以下の工程をさらに含む:
工程3)抽出装置において、工程2)で得られた前記不溶性材料を、溶媒抽出のために第2の有機溶媒と接触させ、得られた前記生成物を固液分離に供して、固体材料および液体材料を得る工程;
工程4)前処理剤回収装置において工程3)で得られた前記固体材料を処理して、前記前処理剤を回収し、前記回収された前処理剤の少なくとも一部を、工程1)のプラスチック廃棄物前処理装置に循環前処理剤として再生利用する工程;および
工程5)工程3)で得られた前記液体材料を、第2の溶媒回収装置において析出処理および分離に供して、固体プラスチック粒子および回収された第2の有機溶媒を得る工程。
工程3)抽出装置において、工程2)で得られた前記不溶性材料を、溶媒抽出のために第2の有機溶媒と接触させ、得られた前記生成物を固液分離に供して、固体材料および液体材料を得る工程;
工程4)前処理剤回収装置において工程3)で得られた前記固体材料を処理して、前記前処理剤を回収し、前記回収された前処理剤の少なくとも一部を、工程1)のプラスチック廃棄物前処理装置に循環前処理剤として再生利用する工程;および
工程5)工程3)で得られた前記液体材料を、第2の溶媒回収装置において析出処理および分離に供して、固体プラスチック粒子および回収された第2の有機溶媒を得る工程。
いくつかの他の好ましい実施形態では、本願のプラスチック廃棄物の前処理法は、以下の工程を含む:
工程a)プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置において、第1の有機溶媒中に完全に溶解させる工程;
工程b)工程a)で得られた前記溶解流出液を脱塩素化-分離装置において固液分離に供し、塩素含有溶液と塩素除去プラスチック廃棄物とを得る工程;
工程c)工程b)で得られた前記塩素除去プラスチック廃棄物と、任意で追加のプラスチック廃棄物とを、不純物除去のために、プラスチック廃棄物前処理装置中で前処理剤および溶剤油と接触させる工程;
工程d)工程c)における前記流出液を固液分離装置において分離し、不溶性材料と、5μg/g未満の金属含有量、20μg/g未満の塩素含有量、および3μg/g未満のケイ素含有量を有する不純物除去プラスチック含有溶液と、を得る工程であって、
工程。
工程a)プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置において、第1の有機溶媒中に完全に溶解させる工程;
工程b)工程a)で得られた前記溶解流出液を脱塩素化-分離装置において固液分離に供し、塩素含有溶液と塩素除去プラスチック廃棄物とを得る工程;
工程c)工程b)で得られた前記塩素除去プラスチック廃棄物と、任意で追加のプラスチック廃棄物とを、不純物除去のために、プラスチック廃棄物前処理装置中で前処理剤および溶剤油と接触させる工程;
工程d)工程c)における前記流出液を固液分離装置において分離し、不溶性材料と、5μg/g未満の金属含有量、20μg/g未満の塩素含有量、および3μg/g未満のケイ素含有量を有する不純物除去プラスチック含有溶液と、を得る工程であって、
工程。
さらに好ましい実施形態では、工程a)において、前記プラスチック廃棄物は、プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置において、50℃~100℃の温度で、第1の有機溶媒に完全に溶解される。前記工程a)において、前記プラスチック廃棄物の滞留時間は、30分~60分であり;そして、前記溶解流出液は、工程b)において、脱塩素化-分離装置において固液分離に供される。前記脱塩素化-分離装置の前記動作温度は、50℃~100℃である。
さらに好ましい実施形態において、工程b)において前記脱塩素化-分離装置から得られる前記塩素含有溶液は、第1の溶媒回収装置において析出処理および分離に供され、プラスチック(PVCおよび/またはPS等)粒子および回収された第1の有機溶媒が得られ、前記析出処理の前記動作および条件は、上述したとおりであり、ここでは再度繰り返さない。
いくつかのさらに好ましい実施形態において、プラスチック廃棄物の前処理方法は、さらに以下の工程を含む:
工程e)抽出装置において、工程d)で得られた前記不溶性材料を、溶媒抽出のために第2の有機溶媒と接触させ、得られた前記生成物を固液分離に供して、固体材料および液体材料を得る工程;
工程f)工程e)で得られた前記固体材料を、前処理剤回収装置において処理して、前記前処理剤を回収し、前記回収された前処理剤の少なくとも一部を、循環前処理剤として、工程c)の前記プラスチック廃棄物前処理装置へと再生利用する工程;および
工程g)工程e)で得られた前記液体材料を、第2の溶媒回収装置において析出処理および分離に供して、固体プラスチック粒子および回収された第2の有機溶媒を得る工程。
工程e)抽出装置において、工程d)で得られた前記不溶性材料を、溶媒抽出のために第2の有機溶媒と接触させ、得られた前記生成物を固液分離に供して、固体材料および液体材料を得る工程;
工程f)工程e)で得られた前記固体材料を、前処理剤回収装置において処理して、前記前処理剤を回収し、前記回収された前処理剤の少なくとも一部を、循環前処理剤として、工程c)の前記プラスチック廃棄物前処理装置へと再生利用する工程;および
工程g)工程e)で得られた前記液体材料を、第2の溶媒回収装置において析出処理および分離に供して、固体プラスチック粒子および回収された第2の有機溶媒を得る工程。
上述したさらに好ましい実施形態において、工程3)または工程e)における前記抽出装置の動作条件は、使用される前記第2の有機溶媒と調和し、前記抽出の目的は、排出される前記固体材料に付着した溶剤油を除去し、排出される前記固体材料の総量を低減し、最終的に排出削減の目的を達成することである。
上述したさらに好ましい実施形態において、工程5)または工程g)における前記析出処理は、好ましくは、逆抽出、単蒸留、フラッシュ蒸発、精留またはそれらの組み合わせから選択され、前記動作温度は、使用される溶媒の種類および量に従って柔軟に制御することができる。
本願によるプラスチック廃棄物の前処理方法は、プラスチック廃棄物から金属不純物、塩素不純物およびケイ素不純物を効果的に除去することができ、前記得られた不純物除去プラスチック含有溶液は、炭化水素供給原料として使用することができ、更なる処理に供されて、オレフィンおよび芳香族等の化学原料を製造するか、または自動車燃料等の製品を製造することができる。特に、前記ケイ素不純物は、プラスチックの処理中に添加される有機ケイ素ポリマーの原形で除去することができ、それによって、後続の処理装置において使用される触媒に対する前記ケイ素不純物の影響は効果的に回避される。一方、プラスチック廃棄物中の塩素含有量を低減することにより、後続の処理装置に対する塩素不純物の影響を効果的に回避することができる。
第2の態様において、本願は、
プラスチック廃棄物前処理装置と固液分離装置とを含み、前記プラスチック廃棄物前処理装置は、プラスチック廃棄物注入口と、任意の塩素除去プラスチック廃棄物注入口と、前処理剤注入口と、溶剤油注入口と、前処理流出液排出口とを備え、前記固液分離装置は、注入口と、不溶性材料排出口と、不純物除去プラスチック含有溶液排出口とを備え、前記プラスチック廃棄物前処理装置の前記前処理流出液排出口は、前記固液分離装置の前記注入口と連通している、本願のプラスチック廃棄物の前処理方法を実施するためのプラスチック廃棄物前処理システムを提供する。
プラスチック廃棄物前処理装置と固液分離装置とを含み、前記プラスチック廃棄物前処理装置は、プラスチック廃棄物注入口と、任意の塩素除去プラスチック廃棄物注入口と、前処理剤注入口と、溶剤油注入口と、前処理流出液排出口とを備え、前記固液分離装置は、注入口と、不溶性材料排出口と、不純物除去プラスチック含有溶液排出口とを備え、前記プラスチック廃棄物前処理装置の前記前処理流出液排出口は、前記固液分離装置の前記注入口と連通している、本願のプラスチック廃棄物の前処理方法を実施するためのプラスチック廃棄物前処理システムを提供する。
本願のプラスチック廃棄物前処理システムでは、前記プラスチック廃棄物前処理装置において、前記プラスチックの大部分が前記溶剤油に溶解され、前記前処理剤の存在下において、脱ケイ素化および脱金属化に供され、前記プラスチック廃棄物中のPVCは適切にHClに分解され、前記前処理剤によって捕捉され、それによって脱塩素化効果がもたらされる。不純物除去後に得られる前記流出液は、固液分離装置に送られ、不溶性材料と不純物除去プラスチック含有溶液とに分離される。
本願の前記プラスチック廃棄物前処理システムにおいて、前記プラスチック廃棄物前処理装置は、前記プラスチック廃棄物中の金属不純物、塩素不純物およびケイ素不純物を効果的に除去することができ、前記得られる不純物除去プラスチック含有溶液は、金属含有量が5μg/g未満、塩素含有量が20μg/g未満、ケイ素含有量が3μg/g未満であることが好ましく;金属含有量が5μg/g未満、塩素含有量が3μg/g未満、ケイ素含有量が3μg/g未満であることがさらに好ましく;金属含有量が3μg/g未満、塩素含有量が1μg/g未満、ケイ素含有量が1μg/g未満であることが特に好ましい。特に、前記ケイ素不純物は、前記プラスチックの処理中に添加される前記有機ケイ素ポリマーの原形で除去され、それによって、後続の処理装置において使用される前記触媒に対する前記ケイ素不純物の影響が効果的に回避される。一方、塩素不純物が後続の処理装置に及ぼす影響は、前記プラスチック廃棄物中の前記塩素含有量を低減することによって効果的に回避される。
好ましい実施形態では、前記プラスチック廃棄物前処理装置は、1段(stage)の釜型溶解器、または、直列もしくは並列に接続された複数段の釜型溶解器、または溶解作用を有するプロファイルド溶解器(profiled dissolver)、または連続スクリュー抽出器等の同一の機能を有する装置であり得る。さらに好ましくは、攪拌装置および加熱装置がプラスチック廃棄物前処理装置に設けられ、前記攪拌装置は電気的に駆動または磁気的に駆動することができ、パドル型、アンカー型、フレーム型、およびスパイラル型のうちの1つまたは複数であり得、前記攪拌装置の攪拌速度は1r/分~300r/分、好ましくは60r/分~100r/分であり得;前記加熱装置は、内部加熱および/または外部加熱装置のうちの1つ以上であってもよい。例えば、前記外部加熱装置は、ジャケット型または半円コイルパイプ加熱装置のうちの1つ以上であってもよく、前記内部加熱装置は、様々な内蔵コイルパイプであってもよく;前記熱源は、電力、熱伝導油、水蒸気、および直火のうちの1つ以上であってもよい。
本願の前記プラスチック廃棄物前処理システムは、固液分離装置の形態に関して、特定の要件を有さず、様々な形態のろ過器、遠心分離機、またはそれらの組み合わせであってもよい。好ましい実施形態では、前記固液分離装置は、様々な形態で、熱保存機能、耐油性および有機溶媒耐性を有する、連続自動固液分離装置が直列に接続された1段または複数段であってもよく、または、ろ過器のふるいの自動交換を伴う様々な種類のろ過器、スクレーパープレート(scraper plate)を有する圧搾ろ過器、直交流型ろ過器、水平スクリュー遠心分離機およびスクリュー圧搾脱溶媒器のうちの1つ以上であってもよい。さらに好ましくは、前記固液分離装置は、加熱装置および熱保存装置を備えていてもよく、前記加熱装置は、外部加熱装置または内部加熱装置のうちの1つ以上であってもよく、前記外部加熱装置は、ジャケット型または半円コイルパイプ加熱装置のうちの1つ以上であってもよく、前記内部加熱装置は様々な内蔵コイルパイプであってもよく;前記熱源は電力、熱伝導油、水蒸気および直火のうちの1つ以上であり得る。好ましくは、前記固液分離装置の動作温度は、例えば、250℃~410℃であり得る。前記固液分離装置がろ過器である場合、前記ろ過器のメッシュ直径は、0.1mm~1mm、好ましくは0.1μm~10μmであり得る。
好ましい実施形態において、前記プラスチック廃棄物前処理システムは、プラスチック廃棄物注入口、第1の有機溶媒注入口および溶解流出液排出口を備えたプラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置と、注入口、塩素含有溶液排出口および塩素除去プラスチック廃棄物排出口を備えた脱塩素化-分離装置と、をさらに含み、前記プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置の前記溶解流出液排出口は、前記脱塩素化-分離装置の前記注入口と連通し、前記脱塩素化-分離装置の前記塩素除去プラスチック廃棄物排出口は、前記プラスチック廃棄物前処理装置の前記塩素除去プラスチック廃棄物注入口と連通している。
この好ましい実施形態において、前記プラスチック廃棄物は、前記プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置において、例えば50℃~100℃の温度で前記第1の有機溶媒中で適切な溶解処理に供されてもよく、前記プラスチック廃棄物の滞留時間は、例えば30分~60分であり得る。前記処理材料は、前記脱塩素化-分離装置において固液分離に供され、前記脱塩素化-分離装置は、例えば50℃~100℃で動作され得、塩素含有液と塩素除去プラスチック廃棄物とを得る。
この好ましい実施形態において、前記プラスチック廃棄物は、前記プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置に通される。ここで、前記プラスチック廃棄物中の前記塩素含有プラスチック廃棄物の大部分が除去され、前記脱塩素化-分離装置における前記分離後に得られる前記塩素除去プラスチック廃棄物は、20μg/g未満の塩素含有量を有し得る。
さらに好ましい実施形態では、前記プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置が、1段の釜型溶解器、または直列もしくは並列に接続された複数段の釜型溶解器、または溶解作用を有するプロファイルド溶解器、または同一の機能を有する装置(例えば、連続スクリュー抽出器)であってもよい。さらに好ましくは、撹拌装置および加熱装置は、前記プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置中に備えられ、前記撹拌装置は、電気駆動または磁気駆動され得、パドル型、アンカー型、フレーム型、およびスパイラル型のうちの1つ以上であり得、前記撹拌装置の撹拌速度は1r/分~300r/分、好ましくは60r/分~100r/分であり得;前記加熱装置は、内部加熱および/または外部加熱装置のうちの1つ以上であり得る。例えば、前記外部加熱装置は、ジャケット型または半円コイルパイプ加熱装置のうちの1つ以上であってもよく、前記内部加熱装置は、様々な内蔵コイルパイプであってもよく;前記熱源は、電力、熱伝導油、水蒸気、および直火のうちの1つ以上であってもよい。
さらに好ましい実施形態では、前記脱塩素化-分離装置は、様々な形態で熱保存機能、耐油性および有機溶媒耐性を有する、連続自動固液分離装置が直列に接続された1段または複数段であってもよく、または、ろ過器のふるいの自動交換を伴う様々な種類のろ過器、スクレーパープレートを有する圧搾ろ過器、直交流型ろ過器、水平スクリュー遠心分離機およびスクリュー圧搾脱溶媒器のうちの1つ以上であってもよい。さらに好ましくは、前記脱塩素化-分離装置は、加熱装置および熱保存装置を備えていてもよく、前記加熱装置は、外部加熱装置または内部加熱装置のうちの1つ以上であってもよく、前記外部加熱装置は、ジャケット型または半円コイルパイプ加熱装置のうちの1つ以上であってもよく、前記内部加熱装置は様々な内蔵コイルパイプであってもよく;前記熱源は電力、熱伝導油、水蒸気および直火のうちの1つ以上であり得る。前記脱塩素化-分離装置がろ過器である場合、前記ろ過器のメッシュ直径は、0.1mm~10mm、さらに好ましくは0.1mm~1mmであり得る。
さらに好ましい実施形態において、前記プラスチック廃棄物前処理システムは、塩素含有溶液注入口を備える第1の溶媒回収装置、プラスチック粒子排出口、および、回収された第1の有機溶媒排出口をさらに含み、前記プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置の前記塩素含有溶液排出口は、前記第1の溶媒回収装置の前記塩素含有溶液注入口と連通している。
このさらに好ましい実施形態において、前記脱塩素化-分離装置から得られた前記塩素含有溶液は、前記第1の溶媒回収装置において析出処理および分離に供されて、プラスチック(PVCおよび/またはPSなど)粒子および回収された第1の有機溶媒を得る。好ましくは、前記析出処理は、逆抽出、単蒸留、フラッシュ蒸留、精留、またはそれらの組み合わせから選択され、それに対応して、使用される前記析出処理装置は、逆抽出釜、逆抽出カラム、分留カラム、フラッシュカラム、精留塔それらの組み合わせから選択され得る。
さらに好ましくは、前記析出処理は、前記逆抽出剤が水である、逆抽出結合蒸留である。例えば、いくつかの実施形態では、前記塩素含有溶液に前記第1の溶媒回収装置を通過させ、逆抽出剤水と接触させた後、溶解させたプラスチック(例えば、PVCおよび/またはPS)は、固体粒子として析出し、残りの液体部分は、水を含む前記第1の有機溶媒となり;水を含む前記第1の有機溶媒を蒸留して、水および回収された第1の有機溶媒を得た後、回収された第1の有機溶媒を再利用することができる。
いくつかのさらなる好ましい実施形態では、前記逆抽出された流出溶液は、ろ過により分離されて、プラスチック(PVCおよび/またはPS)粒子および有機溶媒を含む廃水が得られ、使用される前記ろ過装置は、圧搾ろ過器、プレートおよびフレームろ過器、遠心分離機、スクリュー圧搾脱溶媒機、またはそれらの組合せの直列または並列に接続された1段または複数の段から選択される。
好ましい実施形態において、前記プラスチック廃棄物前処理システムは、抽出装置と、前処理剤回収装置と、第2の溶媒回収装置と、をさらに含み;
前記抽出装置は、不溶性材料注入口、第2の有機溶媒注入口、固体材料排出口および液体材料排出口を備え、前記固液分離装置の前記不溶性材料排出口は、前記抽出装置の前記不溶性材料注入口と連通しており;
前記前処理剤回収装置は、固体材料注入口と循環前処理剤排出口とを備え、前記抽出装置の前記固体材料排出口は、前記前処理剤回収装置の前記固体材料注入口と連通し、前記前処理剤回収装置の前記循環前処理剤排出口は、前記プラスチック廃棄物前処理装置の前記前処理剤注入口と連通しており;
前記第2の溶媒回収装置は、液体材料注入口と、固体プラスチック粒子排出口と、回収された第2の有機溶媒排出口とを備え、前記抽出装置の前記液体材料排出口は、前記第2の溶媒回収装置の前記液体材料注入口と連通する。
前記抽出装置は、不溶性材料注入口、第2の有機溶媒注入口、固体材料排出口および液体材料排出口を備え、前記固液分離装置の前記不溶性材料排出口は、前記抽出装置の前記不溶性材料注入口と連通しており;
前記前処理剤回収装置は、固体材料注入口と循環前処理剤排出口とを備え、前記抽出装置の前記固体材料排出口は、前記前処理剤回収装置の前記固体材料注入口と連通し、前記前処理剤回収装置の前記循環前処理剤排出口は、前記プラスチック廃棄物前処理装置の前記前処理剤注入口と連通しており;
前記第2の溶媒回収装置は、液体材料注入口と、固体プラスチック粒子排出口と、回収された第2の有機溶媒排出口とを備え、前記抽出装置の前記液体材料排出口は、前記第2の溶媒回収装置の前記液体材料注入口と連通する。
この好ましい実施形態では、溶媒抽出塔および静的混合抽出器のうちの1つ以上を前記抽出装置内に設けることができ、前記抽出装置の動作条件は、使用される前記第2の有機溶媒と調和し、前記抽出の目的は、排出される前記固体材料に付着した溶剤油を除去し、排出される前記固体材料の総量を低減し、最終的に排出削減の目的を達成することである。
この好ましい実施形態では、前記抽出装置から得られた前記固体材料は、前処理剤回収装置において処理され、次いで、その一部または全部は、循環前処理剤として前記プラスチック廃棄物前処理装置に戻される。前記前処理剤回収装置において行われる処理は、スクリーニング、再生、またはそれらの組み合わせから選択され得る。前記前処理剤回収装置は、振動ふるい、回転ふるい、単一セクション(single-section)または複数セクション(multi-section)流動床再生器、回転炉再生器、赤外線加熱炉等の形態であってもよい。
この好ましい実施形態において、前記抽出装置から得られた前記液体材料は、前記第2の溶媒回収装置において析出処理および分離に供されて、固体プラスチック粒子および回収された第2の有機溶媒が得られ、前記析出処理は、逆抽出、単蒸留、フラッシュ蒸発、精留またはそれらの組み合わせから選択され得、前記動作温度は、使用される溶媒の種類および量に従って柔軟に制御することができる。前記第2の溶媒回収装置において使用可能な装置の種類は、前記第1の溶媒回収装置について上述したものと同じであり、ここでは詳細に説明しない。
図1は、本願によるプラスチック廃棄物を前処理するための方法およびシステムの好ましい実施形態の概略図である。図1に示すように、乾燥および破砕されたプラスチック廃棄物25は、プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置1に投入され、第1の有機溶媒8に完全に溶解され、この溶解流出液は、脱塩素化-分離装置において固液分離に供され、塩素含有溶液10と塩素除去プラスチック廃棄物9とが得られる。前記得られた塩素含有溶液10は、第1の溶媒回収装置2に通され、析出処理および分離後、プラスチック(PVCおよび/またはPS等)粒子12および回収された第1の有機溶媒11が得られ、前記回収された第1の有機溶媒11は再生利用される。
前記乾燥および破砕されたプラスチック廃棄物13および任意の塩素除去プラスチック廃棄物9は、プラスチック廃棄物前処理装置3に通され、溶剤油14および前処理剤15と接触して不純物除去処理を行い、前記処理された流出液16は、固液分離装置4を通過し、不溶性材料17および不純物除去プラスチック含有溶液24に分離される。
前記得られた不溶性材料17は抽出装置5に通され、溶媒抽出のための第2の有機溶媒18と接触し、得られた生成物は、固液分離に供され、固体材料21および液体材料19が得られる。前記得られた固体材料21は、前処理剤回収装置7において処理された後、前記固体材料の少なくとも一部は、循環前処理剤22としてプラスチック廃棄物前処理装置3に戻され、残りの前記固体材料23は装置外へ排出される。得られた前記液体材料19は、前記第2の溶媒回収装置6において析出処理および分離に供されて、固体プラスチック粒子26および回収された第2の有機溶媒20が得られ、前記回収された第2の有機溶媒20は、再生利用される。
第3の態様において、本願は、以下の工程を含む、プラスチック廃棄物から自動車燃料を製造するための方法を提供する:
工程I)本願に記載の前記プラスチック廃棄物の前処理方法、または、前記プラスチック廃棄物前処理システムを用いて、不純物除去プラスチック含有溶液を得る工程;
工程II)前記不純物除去プラスチック含有溶液および任意の接触分解供給原料を、反応のための接触分解触媒と接触させる工程;および
工程III)工程II)の前記反応生成物を分離して、ガソリン留分および/またはディーゼル留分を得る工程。
工程I)本願に記載の前記プラスチック廃棄物の前処理方法、または、前記プラスチック廃棄物前処理システムを用いて、不純物除去プラスチック含有溶液を得る工程;
工程II)前記不純物除去プラスチック含有溶液および任意の接触分解供給原料を、反応のための接触分解触媒と接触させる工程;および
工程III)工程II)の前記反応生成物を分離して、ガソリン留分および/またはディーゼル留分を得る工程。
本願によれば、前記任意の接触分解供給原料は、VGO、常圧残油(atmospheric residue、AR)、脱アスファルト油(DAO)等の、任意の従来の接触分解供給原料であり得る。
本願によれば、工程II)において使用される前記接触分解触媒は、任意の従来の接触分解触媒であり得る。好ましい実施形態において、前記接触分解触媒は、ゼオライト、無機酸化物結合剤、および任意で粘土を含み;好ましくは、前記触媒の総重量に基づいて、
前記ゼオライトは、5重量%~50重量%の量で存在し、前記無機酸化物は、5重量%~90重量%の量で存在し、前記粘土は、0重量%~70重量%の量で存在する。
前記ゼオライトは、5重量%~50重量%の量で存在し、前記無機酸化物は、5重量%~90重量%の量で存在し、前記粘土は、0重量%~70重量%の量で存在する。
さらに好ましくは、前記ゼオライトは、希土類含有または希土類フリーのYまたはHYゼオライト、希土類含有または希土類フリーの超安定Yゼオライト、MFI構造を有するゼオライト、またはそれらの組合せからなる群から選択される。
好ましい実施形態において、工程II)において使用される前記接触分解条件は、以下を含む:反応温度460℃~530℃、反応圧力0.1MPa~0.4MPa、油に対する触媒の比率3~10、および反応時間2秒~4秒。前記接触分解反応がライザー反応器(riser reactor)中で実施される場合、前記油に対する触媒の比率は、全供給量に対する前記触媒循環量の重量比率を指し、前記反応時間は、サイクロン(cyclone)の入口に入る前の、前記ライザー反応器中の反応流の平均滞留時間を指す。
好ましい実施形態において、工程II)で得られた前記接触分解生成物は、工程III)において分離されて、少なくともガス、ガソリン留分およびディーゼル留分が得られる。前記得られたガソリン留分およびディーゼル留分の両方は、高品質の自動車燃料成分であり、さらなる処理に供されてもよい。例えば、前記ガソリン留分は、SinopecのS-Zorb技術、Sinopec Research Institute of Petroleum Processing Co., Ltd.のRSDS技術等を用いて処理され、中国の国家V基準または国家VI基準を満たすクリーンなガソリンを製造することができる。前記ディーゼル留分は、RTS技術またはSinopec Research Institute of Petroleum Processing Co., Ltd.のディーゼル水素化超深部脱硫技術等を用いて直留ディーゼル留分と共に処理されて、中国の国家V基準または国家VI基準を満たすクリーンなディーゼルを製造することができる。
いくつかの好ましい実施形態では、本願のプラスチック廃棄物から自動車燃料を製造するための方法は、以下の工程を含む:
工程A)プラスチック廃棄物を、第1の有機溶媒(本明細書では、溶媒Iとも称する)と混合し、プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置(本明細書では、第1のプラスチック廃棄物不純物除去装置とも称する)において、25℃~120℃の温度で、完全に溶解させる工程;
工程B)工程A)の前記溶解流出液を、脱塩素化-分離装置(本明細書では、固液分離装置Iまたは分離装置Iとも称する)で固液分離に供して、塩素含有溶液(本明細書では、第1の溶液とも称する)および塩素除去プラスチック廃棄物(本明細書では第1の固体混合物とも称する)を得る工程;
工程C)工程B)で得られた前記塩素除去プラスチック廃棄物と、任意で追加のプラスチック廃棄物と、を、前処理剤(本明細書では、不純物除去添加剤とも称される)および溶剤油(本明細書では、溶媒IIとも称される)と接触させ、プラスチック廃棄物前処理装置(本明細書では、第2のプラスチック廃棄物不純物除去装置とも称される)において、200℃~450℃の温度で不純物除去処理を実施する工程;
工程D)工程C)の前記流出液を、固液分離装置(本明細書では、分離装置IIとも称される)で分離して、不溶性材料(本明細書では、第2の固体混合物とも称される)と、3μg/g未満の塩素含有量および3μg/g未満のケイ素含有量を有する、不純物除去プラスチック含有溶液(本明細書では、第2の溶液とも称される)と、を得る工程;
工程E)工程D)で得られた前記不純物除去プラスチック含有溶液および任意の接触分解供給原料を、反応のための接触分解装置において接触分解触媒と接触させる工程;および
工程F)工程E)の前記反応生成物を分離して、ガス、ガソリン留分およびディーゼル留分を得る工程。
工程A)プラスチック廃棄物を、第1の有機溶媒(本明細書では、溶媒Iとも称する)と混合し、プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置(本明細書では、第1のプラスチック廃棄物不純物除去装置とも称する)において、25℃~120℃の温度で、完全に溶解させる工程;
工程B)工程A)の前記溶解流出液を、脱塩素化-分離装置(本明細書では、固液分離装置Iまたは分離装置Iとも称する)で固液分離に供して、塩素含有溶液(本明細書では、第1の溶液とも称する)および塩素除去プラスチック廃棄物(本明細書では第1の固体混合物とも称する)を得る工程;
工程C)工程B)で得られた前記塩素除去プラスチック廃棄物と、任意で追加のプラスチック廃棄物と、を、前処理剤(本明細書では、不純物除去添加剤とも称される)および溶剤油(本明細書では、溶媒IIとも称される)と接触させ、プラスチック廃棄物前処理装置(本明細書では、第2のプラスチック廃棄物不純物除去装置とも称される)において、200℃~450℃の温度で不純物除去処理を実施する工程;
工程D)工程C)の前記流出液を、固液分離装置(本明細書では、分離装置IIとも称される)で分離して、不溶性材料(本明細書では、第2の固体混合物とも称される)と、3μg/g未満の塩素含有量および3μg/g未満のケイ素含有量を有する、不純物除去プラスチック含有溶液(本明細書では、第2の溶液とも称される)と、を得る工程;
工程E)工程D)で得られた前記不純物除去プラスチック含有溶液および任意の接触分解供給原料を、反応のための接触分解装置において接触分解触媒と接触させる工程;および
工程F)工程E)の前記反応生成物を分離して、ガス、ガソリン留分およびディーゼル留分を得る工程。
第4の態様において、本願に記載の前記プラスチック廃棄物前処理システムと、接触分解装置と、を含む、本願のプラスチック廃棄物から自動車燃料を製造する方法を実施するためのシステムを提供し;前記接触分解装置は、不純物除去プラスチック含有溶液注入口と、任意の接触分解供給原料注入口と、少なくとも1つの排出口とを備え、前記プラスチック廃棄物前処理システムの前記固液分離装置の前記不純物除去プラスチック含有溶液排出口は、前記接触分解装置の前記不純物除去プラスチック含有溶液注入口と連通している。
本願のプラスチック廃棄物から自動車燃料を製造するためのシステムにおいて、前記接触分解装置は、接触分解反応を実施するのに適した様々な反応装置のいずれかであってもよく、例えば、固定床接触分解装置、移動床接触分解装置、流動床接触分解装置、ライザー反応器接触分解装置、またはそれらの組合せから選択されてもよい。特に、前記接触分解装置は、TSRFCC、MIP、MIP-CGP、FDF-CC、MGG、MIO、ARGG接触分解装置、またはそれらの組み合わせから選択され得、製油所の既存の設備に応じて柔軟に選択することができる。
いくつかの好ましい実施形態では、プラスチック廃棄物から自動車燃料を製造するための前記システムは、プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置、脱塩素化-分離装置、プラスチック廃棄物前処理装置、固液分離装置、および接触分解装置を含み;
前記プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置は、プラスチック廃棄物注入口と、第1の有機溶媒注入口と、撹拌装置と、加熱装置と、溶解流出液排出口と、を備え;
前記脱塩素化-分離装置は、注入口、塩素含有溶液排出口および塩素除去プラスチック廃棄物排出口を備え;
前記プラスチック廃棄物前処理装置は、プラスチック廃棄物注入口と、塩素除去プラスチック廃棄物注入口と、前処理剤注入口と、溶剤油注入口と、撹拌装置と、加熱装置と、前処理流出液排出口とを備え;
前記固液分離装置は、注入口と、不溶性材料排出口と、不純物除去プラスチック含有溶液排出口とを備え;
前記接触分解装置は、不純物除去プラスチック含有溶液注入口、任意の接触分解供給原料注入口、ガス排出口、ガソリン留分排出口およびディーゼル留分排出口を備え;
前記プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置の前記溶解流出液排出口は、前記脱塩素化-分離装置の前記注入口と連通し、前記脱塩素化-分離装置の前記塩素除去プラスチック廃棄物排出口は、前記プラスチック廃棄物前処理装置の前記塩素除去プラスチック廃棄物注入口と連通しており、前記プラスチック廃棄物前処理装置の前記前処理流出液排出口は、前記固液分離装置の前記注入口と連通しており、前記固液分離装置の前記不純物除去プラスチック含有溶液排出口は、前記接触分解装置の前記不純物除去プラスチック含有溶液注入口と連通している。
前記プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置は、プラスチック廃棄物注入口と、第1の有機溶媒注入口と、撹拌装置と、加熱装置と、溶解流出液排出口と、を備え;
前記脱塩素化-分離装置は、注入口、塩素含有溶液排出口および塩素除去プラスチック廃棄物排出口を備え;
前記プラスチック廃棄物前処理装置は、プラスチック廃棄物注入口と、塩素除去プラスチック廃棄物注入口と、前処理剤注入口と、溶剤油注入口と、撹拌装置と、加熱装置と、前処理流出液排出口とを備え;
前記固液分離装置は、注入口と、不溶性材料排出口と、不純物除去プラスチック含有溶液排出口とを備え;
前記接触分解装置は、不純物除去プラスチック含有溶液注入口、任意の接触分解供給原料注入口、ガス排出口、ガソリン留分排出口およびディーゼル留分排出口を備え;
前記プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置の前記溶解流出液排出口は、前記脱塩素化-分離装置の前記注入口と連通し、前記脱塩素化-分離装置の前記塩素除去プラスチック廃棄物排出口は、前記プラスチック廃棄物前処理装置の前記塩素除去プラスチック廃棄物注入口と連通しており、前記プラスチック廃棄物前処理装置の前記前処理流出液排出口は、前記固液分離装置の前記注入口と連通しており、前記固液分離装置の前記不純物除去プラスチック含有溶液排出口は、前記接触分解装置の前記不純物除去プラスチック含有溶液注入口と連通している。
さらに好ましい実施形態において、プラスチック廃棄物から自動車燃料を製造する前記システムは、塩素含有溶液注入口、プラスチック粒子排出口(本明細書では、塩素含有プラスチック粒子排出口とも称する)、および回収された第1の有機溶媒排出口を備えた第1の溶媒回収装置をさらに含み、前記脱塩素化-分離装置の前記塩素含有溶液排出口は、前記第1の溶媒回収装置の前記塩素含有溶液注入口と連通し、および任意で、前記第1の溶媒回収装置の前記回収された第1の有機溶媒排出口は、前記プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置の前記第1の有機溶媒注入口と連通している。
図2は、本願によるプラスチック廃棄物から自動車燃料を製造するための方法およびシステムの好ましい実施形態の概略図を示す。図2に示すように、プラスチック廃棄物は、乾燥装置201および破砕装置202において順次処理され、乾燥および破砕されたプラスチック廃棄物粒子および第1の有機溶媒は、プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置203に投入され、完全に混合および溶解され、前記溶解流出液は、脱塩素化-分離装置204において、塩素含有溶液と塩素除去プラスチック廃棄物とに分離される。前記得られた塩素含有溶液は、第1の溶媒回収装置209において処理され、前記第1の有機溶媒およびプラスチック粒子(例えば、PVCおよび/またはPS)が得られる。前記得られた塩素除去プラスチック廃棄物は、プラスチック廃棄物前処理装置205に通され、溶剤油および前処理剤の存在下において不純物除去処理に供され、前記処理された材料は、固液分離部206を介して、不純物除去プラスチック含有溶液と不溶性材料とに分離される。前記得られた不純物除去プラスチック含有溶液は、流体搬送装置207を通って接触分解装置208に通され、接触分解触媒と接触し、任意で接触分解供給原料と共に接触して、接触分解反応を行い、前記反応生成物は分離されて、ガス、ガソリン留分、ディーゼル留分、重サイクルオイル(heavy cycle oil)留分およびスラリー油を得、前記ガソリン留分および前記ディーゼル留分は、自動車燃料として使用される。前記得られた不溶性材料と第2の有機溶媒とは混合されて抽出装置210へ通され、固形材料と液体材料とに分離される。得られた固体材料は、前処理剤回収装置211に通され、回収された前処理剤の一部は再生利用され、前記回収された前処理剤の残りは廃棄物前処理剤として排出され、前記得られた液体材料は第2の溶媒回収装置212に通され、そこで処理されて、回収された第2の有機溶媒および固体プラスチック粒子が得られる。
いくつかの特に好ましい実施形態において、本願は、以下の技術的解決策を提供する:
[項目A1]以下の工程を含む、プラスチック廃棄物を前処理する方法:
工程(1)プラスチック廃棄物を、プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置に任意に通過させ、それを第1の有機溶媒中に完全に溶解させ、前記溶解流出液を固液分離に供して、塩素含有溶液および塩素除去プラスチック廃棄物を得る工程であって、前記第1の有機溶媒は、テトラヒドロフラン、ケトン溶媒、塩素化脂肪族炭化水素またはそれらの組み合わせから選択される工程;
工程(2)プラスチック廃棄物を、任意で工程(1)で得られた前記塩素除去プラスチック廃棄物と共に、プラスチック廃棄物前処理装置を通過させ、それを、不純物除去のために前処理剤および溶剤油と接触させ、固液分離装置を通過した流出液を通過させて、不溶性材料と、5μg/g未満の金属含有量、20μg/g未満の塩素含有量、および3μg/g未満のケイ素含有量を有する不純物除去プラスチック含有溶液と、を得る工程であって;
前記前処理剤は、腐植土、赤泥、石油精油装置からの廃棄触媒、カオリン、半成コークス、活性炭、ガス化灰およびガス化スラグ、および任意に、アルカリ性酸化物から選択される1つ以上である工程。
[項目A1]以下の工程を含む、プラスチック廃棄物を前処理する方法:
工程(1)プラスチック廃棄物を、プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置に任意に通過させ、それを第1の有機溶媒中に完全に溶解させ、前記溶解流出液を固液分離に供して、塩素含有溶液および塩素除去プラスチック廃棄物を得る工程であって、前記第1の有機溶媒は、テトラヒドロフラン、ケトン溶媒、塩素化脂肪族炭化水素またはそれらの組み合わせから選択される工程;
工程(2)プラスチック廃棄物を、任意で工程(1)で得られた前記塩素除去プラスチック廃棄物と共に、プラスチック廃棄物前処理装置を通過させ、それを、不純物除去のために前処理剤および溶剤油と接触させ、固液分離装置を通過した流出液を通過させて、不溶性材料と、5μg/g未満の金属含有量、20μg/g未満の塩素含有量、および3μg/g未満のケイ素含有量を有する不純物除去プラスチック含有溶液と、を得る工程であって;
前記前処理剤は、腐植土、赤泥、石油精油装置からの廃棄触媒、カオリン、半成コークス、活性炭、ガス化灰およびガス化スラグ、および任意に、アルカリ性酸化物から選択される1つ以上である工程。
[項目A2]前記プラスチック廃棄物は、生鮮家庭ごみ中のプラスチック廃棄物、産業および農業生産からのプラスチック廃棄物、熟成ごみ中のプラスチック廃棄物、またはそれらの組み合わせから選択され、前記プラスチック廃棄物の種類は、PE、PP、PSおよびPVCの1つ以上である、項目A1に記載の方法。
[項目A3]前記プラスチック廃棄物は、前記任意のプラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置を通過する前に洗浄、乾燥および破砕され、前記破砕されたプラスチック廃棄物は、1mm~200mm、好ましくは1mm~50mmの粒径を有する、項目A1に記載の方法。
[項目A4]前記第1の有機溶媒は、テトラヒドロフランとケトン溶媒との任意の重量比率での混合溶媒であり、
前記ケトン溶媒は、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン、またはそれらの組み合わせから選択され;
前記プラスチック廃棄物に対する前記第1の有機溶媒の重量比率は、1:10~10:1である、項目A1に記載の方法。
前記ケトン溶媒は、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン、またはそれらの組み合わせから選択され;
前記プラスチック廃棄物に対する前記第1の有機溶媒の重量比率は、1:10~10:1である、項目A1に記載の方法。
[項目A5]前記ケトン溶媒は、メチルエチルケトンおよびシクロヘキサノンから選択される1つ以上であり;好ましくはメチルエチルケトンであり;
前記第1の有機溶媒は、テトラヒドロフランとケトン溶媒との、重量比率1:3~3:1からなる混合溶媒であり;
好ましくは、前記第1の有機溶媒は、テトラヒドロフランとケトン溶媒との、重量比率1:2~2:1からなる混合溶媒である、項目A1またはA4に記載の方法。
前記第1の有機溶媒は、テトラヒドロフランとケトン溶媒との、重量比率1:3~3:1からなる混合溶媒であり;
好ましくは、前記第1の有機溶媒は、テトラヒドロフランとケトン溶媒との、重量比率1:2~2:1からなる混合溶媒である、項目A1またはA4に記載の方法。
[項目A6]工程(1)において、前記プラスチック廃棄物は、前記プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置において、前記プラスチック廃棄物の滞留時間30分~60分で、50℃~100℃の温度で、前記第1の有機溶媒中に完全に溶解される、項目A1に記載の方法。
[項目A7]第1の溶媒回収装置を備え、工程(1)で得られた前記塩素含有溶液を前記第1の溶媒回収装置へと通過させ、析出処理および分離に供して、PVCおよび/またはPS粒子と回収された第1の有機溶媒とを得る工程であって;
前記析出処理は、逆抽出、単蒸留、フラッシュ蒸発、精留またはそれらの組み合わせから選択される、項目A1に記載の方法。
前記析出処理は、逆抽出、単蒸留、フラッシュ蒸発、精留またはそれらの組み合わせから選択される、項目A1に記載の方法。
[項目A8]前記第1の溶媒回収装置において、前記析出処理は、逆抽出結合蒸留であり、前記逆抽出溶媒は水であり、前記逆抽出温度は70℃~100℃であり、前記蒸留温度は80℃~100℃である、項目A7に記載の方法。
[項目A9]前記プラスチック廃棄物前処理装置の前記処理条件は、250℃~410℃の温度、0.1MPa~5MPaの圧力、および10分~60分の前記プラスチック廃棄物の滞留時間を含む、項目A1に記載の方法。
[項目A10]前記プラスチック廃棄物前処理装置の前記処理条件は、320℃~390℃の温度、0.5MPa~4.0MPaの圧力、および15分~45分の前記プラスチック廃棄物の滞留時間を含む、項目A9に記載の方法。
[項目A11]前記溶剤油の前記蒸留範囲は、80℃~550℃であり、前記溶剤油は、50質量%を超える全芳香族化合物含有量、および20質量%を超える単環式芳香族化合物含有量を有し;前記プラスチック廃棄物に対する前記溶剤油の前記重量比率は、1:10~10:1である、項目A1に記載の方法。
[項目A12]前記溶剤油における単環式芳香族化合物の含有量は、40質量%を超え;前記プラスチック廃棄物に対する前記溶剤油の前記重量比率は、1:1~7:1である、項目A11に記載の方法。
[項目A13]前記前処理剤の前記粒径は、75μm~150μmの範囲であり;
前記プラスチック廃棄物に対する前記前処理剤の前記重量比率は、1:10~2:1、好ましくは1:7~1:5である、項目A1に記載の方法。
前記プラスチック廃棄物に対する前記前処理剤の前記重量比率は、1:10~2:1、好ましくは1:7~1:5である、項目A1に記載の方法。
[項目A14]前記前処理剤は、廃棄接触分解触媒、腐植土、赤泥、活性炭、および任意でアルカリ性酸化物の1つ以上である、項目A1またはA13に記載の方法。
[項目A15]前記固液分離装置の前記動作温度が250℃~410℃であることを特徴とし;前記不純物除去プラスチック含有溶液は、3μg/g未満の金属含有量、1μg/g未満の塩素含有量、および1μg/g未満のケイ素含有量を有する、項目A1に記載の方法。
[項目A16]以下の工程をさらに含む、項目A1に記載の方法:
工程(3)工程(2)で得られた前記不溶性材料を、抽出装置に通過させ、それを溶媒抽出のために第2の有機溶媒と接触させ、得られた前記生成物を固液分離に供して、固体材料および液体材料を得る工程であって、
前記得られた固体材料を、前処理剤回収装置で処理し、前記固体材料の少なくとも一部を、循環前処理剤として、工程(2)におけるプラスチック廃棄物前処理装置に再生利用し;
前記得られた液状材料を、第2の溶媒回収装置において析出処理および分離に供して、固体プラスチック粒子および回収された第2の有機溶媒を得;
前記第2の有機溶媒は、ベンゼン、トルエン、トリクロロメタン、シクロヘキサノン、酢酸エチル、酢酸ブチル、二硫化炭素、テトラヒドロフラン、ガソリンまたはそれらの組み合わせから選択される工程。
工程(3)工程(2)で得られた前記不溶性材料を、抽出装置に通過させ、それを溶媒抽出のために第2の有機溶媒と接触させ、得られた前記生成物を固液分離に供して、固体材料および液体材料を得る工程であって、
前記得られた固体材料を、前処理剤回収装置で処理し、前記固体材料の少なくとも一部を、循環前処理剤として、工程(2)におけるプラスチック廃棄物前処理装置に再生利用し;
前記得られた液状材料を、第2の溶媒回収装置において析出処理および分離に供して、固体プラスチック粒子および回収された第2の有機溶媒を得;
前記第2の有機溶媒は、ベンゼン、トルエン、トリクロロメタン、シクロヘキサノン、酢酸エチル、酢酸ブチル、二硫化炭素、テトラヒドロフラン、ガソリンまたはそれらの組み合わせから選択される工程。
[項目A17]前記前処理剤回収装置における前記処理は、スクリーニングおよび再生のうちの1つ以上を含む、項目A16に記載の方法。
[項目A18]前記第2の溶媒回収装置において、前記析出処理は、逆抽出、単蒸留、フラッシュ蒸発、精留またはそれらの組み合わせから選択される、項目A16に記載の方法。
[項目A19]任意のプラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置、プラスチック廃棄物前処理装置および固液分離装置を含む項目A1~A18のいずれか1つに記載の方法において有用なシステムであって;
前記プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置は、プラスチック廃棄物注入口、第1の有機溶媒注入口、塩素含有溶液排出口、および塩素除去プラスチック廃棄物排出口を備え;
前記プラスチック廃棄物前処理装置は、プラスチック廃棄物注入口と、任意の塩素除去プラスチック廃棄物注入口と、前処理剤注入口と、溶剤油注入口と、前処理流出液排出口とを備え、前記前処理流出液排出口は、前記固液分離装置の前記注入口と連通しており、
前記固液分離装置は、不溶性材料排出口と、不純物除去プラスチック含有溶液排出口とを備える、システム。
前記プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置は、プラスチック廃棄物注入口、第1の有機溶媒注入口、塩素含有溶液排出口、および塩素除去プラスチック廃棄物排出口を備え;
前記プラスチック廃棄物前処理装置は、プラスチック廃棄物注入口と、任意の塩素除去プラスチック廃棄物注入口と、前処理剤注入口と、溶剤油注入口と、前処理流出液排出口とを備え、前記前処理流出液排出口は、前記固液分離装置の前記注入口と連通しており、
前記固液分離装置は、不溶性材料排出口と、不純物除去プラスチック含有溶液排出口とを備える、システム。
[項目A20]塩素含有溶液注入口、PVCおよび/またはPS粒子排出口、および回収された第1の有機溶媒排出口を備えた第1の溶媒回収装置をさらに含み;前記プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置の前記塩素含有溶液排出口は、前記第1の溶媒回収装置の前記塩素含有溶液注入口と連通している、項目A19に記載のシステム。
[項目A21]抽出装置と、前処理剤回収装置と、第2の溶媒回収装置と、をさらに含む、項目A19に記載のシステムであって;
前記抽出装置は、不溶性材料注入口、第2の有機溶媒注入口、固体材料排出口および液体材料排出口を備え、前記固液分離装置の前記不溶性材料排出口は、前記抽出装置の前記不溶性材料注入口と連通しており;
前記前処理剤回収装置は、固体材料注入口と循環前処理剤排出口とを備え、前記抽出装置の前記固体材料排出口は、前記前処理剤回収装置の前記固体材料注入口と連通し、
前記前処理剤回収装置の前記循環前処理剤排出口は、前記プラスチック廃棄物前処理装置の前記前処理剤注入口と連通しており;
前記第2の溶媒回収装置は、液体材料注入口と、固体プラスチック粒子排出口と、回収された第2の有機溶媒排出口とを備え、前記抽出装置の前記液体材料排出口は、前記第2の溶媒回収装置の前記液体材料注入口と連通するシステム。
前記抽出装置は、不溶性材料注入口、第2の有機溶媒注入口、固体材料排出口および液体材料排出口を備え、前記固液分離装置の前記不溶性材料排出口は、前記抽出装置の前記不溶性材料注入口と連通しており;
前記前処理剤回収装置は、固体材料注入口と循環前処理剤排出口とを備え、前記抽出装置の前記固体材料排出口は、前記前処理剤回収装置の前記固体材料注入口と連通し、
前記前処理剤回収装置の前記循環前処理剤排出口は、前記プラスチック廃棄物前処理装置の前記前処理剤注入口と連通しており;
前記第2の溶媒回収装置は、液体材料注入口と、固体プラスチック粒子排出口と、回収された第2の有機溶媒排出口とを備え、前記抽出装置の前記液体材料排出口は、前記第2の溶媒回収装置の前記液体材料注入口と連通するシステム。
[項目B1]以下の工程を含む、プラスチック廃棄物から自動車燃料を製造する方法:
工程(1)プラスチック廃棄物および第1の有機溶媒を、プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置に通し、25℃~120℃の温度で完全に混合および溶解させ、前記溶解流出液を、脱塩素化-分離装置において、塩素含有溶液および塩素除去プラスチック廃棄物に分離する工程であって、前記第1の有機溶媒は、テトラヒドロフラン、ケトン溶媒、塩素化脂肪族炭化水素、またはそれらの組み合わせから選択される工程;
工程(2)前記塩素除去プラスチック廃棄物を、プラスチック廃棄物前処理装置に通し、それを不純物除去のための溶剤油および不純物除去用前処理剤の存在下、200℃~450℃の温度での処理に供し、前記処理された材料を固液分離装置で分離し、3μg/g未満の塩素含有量および3μg/g未満のケイ素含有量を有する不純物除去プラスチック含有溶液と、不溶性材料とを得る工程;
工程(3)前記不純物除去プラスチック含有溶液を、任意で接触分解供給原料と共に、接触分解装置に通し、それを接触分解反応のための接触分解触媒と接触させ、分離して、少なくともガス、ガソリン留分およびディーゼル留分を得る工程。
工程(1)プラスチック廃棄物および第1の有機溶媒を、プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置に通し、25℃~120℃の温度で完全に混合および溶解させ、前記溶解流出液を、脱塩素化-分離装置において、塩素含有溶液および塩素除去プラスチック廃棄物に分離する工程であって、前記第1の有機溶媒は、テトラヒドロフラン、ケトン溶媒、塩素化脂肪族炭化水素、またはそれらの組み合わせから選択される工程;
工程(2)前記塩素除去プラスチック廃棄物を、プラスチック廃棄物前処理装置に通し、それを不純物除去のための溶剤油および不純物除去用前処理剤の存在下、200℃~450℃の温度での処理に供し、前記処理された材料を固液分離装置で分離し、3μg/g未満の塩素含有量および3μg/g未満のケイ素含有量を有する不純物除去プラスチック含有溶液と、不溶性材料とを得る工程;
工程(3)前記不純物除去プラスチック含有溶液を、任意で接触分解供給原料と共に、接触分解装置に通し、それを接触分解反応のための接触分解触媒と接触させ、分離して、少なくともガス、ガソリン留分およびディーゼル留分を得る工程。
[項目B2]前記第1の有機溶媒は、テトラヒドロフランとケトン溶媒との任意の重量比率での混合溶媒であり、前記ケトン溶媒は、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン、またはそれらの組み合わせから選択され;
前記プラスチック廃棄物に対する前記第1の有機溶媒の重量比率は、1:10~10:1である、項目B1に記載の方法。
前記プラスチック廃棄物に対する前記第1の有機溶媒の重量比率は、1:10~10:1である、項目B1に記載の方法。
[項目B3]前記ケトン溶媒は、メチルエチルケトンおよびシクロヘキサノンから選択される1つ以上であり、好ましくはメチルエチルケトンであり、
前記第1の有機溶媒は、テトラヒドロフランとケトン溶媒との重量比率が1:3~3:1からなる混合溶媒である、項目B2に記載の方法。
前記第1の有機溶媒は、テトラヒドロフランとケトン溶媒との重量比率が1:3~3:1からなる混合溶媒である、項目B2に記載の方法。
[項目B4]前記第1の有機溶媒は、テトラヒドロフランとケトン溶媒との重量比率1:2~2:1での混合溶媒である、項目B1~B3のいずれかに記載の方法。
[項目B5]工程(1)において、前記プラスチック廃棄物は、前記プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置において、50℃~100℃の温度で、前記第1の有機溶媒に完全に混合および溶解され;前記プラスチック廃棄物の前記滞留時間は、好ましくは30分間~60分間である、項目B1に記載の方法。
[項目B6]前記塩素除去プラスチック廃棄物の前記塩素含有量は、20μg/g未満である、項目B1に記載の方法。
[項目B7]工程(2)において、前記溶剤油は、80℃~540℃の蒸留範囲を有する、芳香族が豊富な蒸留液であり;前記溶剤油は、50質量%を超える全芳香族化合物含有量、および20質量%を超える単環式芳香族化合物含有量を有し;
好ましくは、前記溶剤油は、40質量%を超える単環式芳香族化合物含有量を有する、項目B1に記載の方法。
好ましくは、前記溶剤油は、40質量%を超える単環式芳香族化合物含有量を有する、項目B1に記載の方法。
[項目B8]工程(2)において、前記前処理剤は、腐植土、赤泥、精油装置からの廃棄触媒、カオリン、活性炭、半成コークス、ならびにガス化灰およびガス化スラグからなる群より選択される1つ以上であり;前記前処理剤の前記粒径は、75μm~150μmの範囲内である、項目B1に記載の方法。
[項目B9]工程(2)において、前記前処理剤は、接触分解装置からの廃棄接触分解触媒、腐植土および活性炭から選択される1種以上である、項目B8に記載の方法。
[項目B10]工程(2)において、前記プラスチック廃棄物に対する前記溶剤油の重量比率は、1:10~10:1であり;
前記前処理剤は、前記プラスチック廃棄物前処理装置における前記材料の総重量に基づいて、1重量%~10重量%の量で使用される、項目B1に記載の方法
[項目B11]工程(2)において、前記不純物除去処理の前記条件は、以下を含む、項目B1に記載の方法:温度280℃~390℃、圧力0.1MPa~5MPa、前記塩素含有溶液の滞留時間10分~30分。
前記前処理剤は、前記プラスチック廃棄物前処理装置における前記材料の総重量に基づいて、1重量%~10重量%の量で使用される、項目B1に記載の方法
[項目B11]工程(2)において、前記不純物除去処理の前記条件は、以下を含む、項目B1に記載の方法:温度280℃~390℃、圧力0.1MPa~5MPa、前記塩素含有溶液の滞留時間10分~30分。
[項目B12]工程(3)において、前記接触分解触媒は、ゼオライト、無機酸化物結合剤、および任意で粘土を含み;
前記触媒の総重量に基づいて、前記ゼオライトは、5重量%~50重量%の量で存在し、前記無機酸化物は、5重量%~90重量%の量で存在し、前記粘土は、0重量%~70重量%の量で存在し;
前記ゼオライトは、希土類含有または希土類フリーのYまたはHYゼオライト、希土類含有または希土類フリーの超安定Yゼオライト、MFI構造を有するゼオライト、またはそれらの組合せからなる群から選択される、項目B1に記載の方法。
前記触媒の総重量に基づいて、前記ゼオライトは、5重量%~50重量%の量で存在し、前記無機酸化物は、5重量%~90重量%の量で存在し、前記粘土は、0重量%~70重量%の量で存在し;
前記ゼオライトは、希土類含有または希土類フリーのYまたはHYゼオライト、希土類含有または希土類フリーの超安定Yゼオライト、MFI構造を有するゼオライト、またはそれらの組合せからなる群から選択される、項目B1に記載の方法。
[項目B13]
工程(3)において、前記接触分解条件は、反応温度460℃~530℃、油に対する触媒の比率5~10、および反応時間2秒~4秒を含む、項目B1に記載の方法。
工程(3)において、前記接触分解条件は、反応温度460℃~530℃、油に対する触媒の比率5~10、および反応時間2秒~4秒を含む、項目B1に記載の方法。
[項目B14]前記プラスチック廃棄物は、生鮮家庭ごみ中のプラスチック廃棄物、産業および農業生産からのプラスチック廃棄物、熟成ごみ中のプラスチック廃棄物、またはそれらの組み合わせから選択され、前記プラスチック廃棄物の種類は、PE、PP、PSおよびPVCのいずれか1つ以上である、項目B1に記載の方法。
[項目B15]前記プラスチック廃棄物は、前記プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置を通る前に、洗浄、乾燥および破砕され、前記破砕されたプラスチック廃棄物は、1mm~200mm、好ましくは1mm~50mmの粒径を有する、項目B1に記載の方法。
[項目B16]工程(1)において溶媒回収装置が提供され、前記塩素含有溶液は、前記溶媒回収装置に通され、逆抽出、単蒸留、フラッシュ蒸発、精留、またはそれらの組み合わせから選択される処理に供されて、回収された第1の有機溶媒および塩素含有プラスチック粒子を得る、項目B1~B15のいずれかに記載の方法。
[項目B17]工程(1)において、前記溶媒回収装置における前記処理は、逆抽出結合蒸留であり、前記逆抽出溶媒は水であり、前記逆抽出温度は70℃~100℃であり、前記蒸留温度は80℃~100℃である、項目B16に記載の方法。
[項目B18]
プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置と、プラスチック廃棄物前処理装置と、接触分解装置と、を含む、項目B1~B15のいずれか1つに記載の方法において有用なプラスチック廃棄物から自動車燃料を製造するためのシステムであって;
前記プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置は、プラスチック廃棄物注入口、第1の有機溶媒注入口、材料排出口、撹拌装置および加熱装置を備え、前記プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置の前記材料排出口は、前記脱塩素化-分離装置と連通し、前記脱塩素化-分離装置は、塩素含有溶液排出口および塩素除去プラスチック廃棄物排出口を備え;
前記プラスチック廃棄物前処理装置は、塩素除去プラスチック廃棄物注入口、溶剤油注入口、前処理剤注入口、材料排出口、撹拌装置および加熱装置を備え、前記脱塩素化-分離装置の前記塩素除去プラスチック廃棄物排出口は、前記プラスチック廃棄物前処理装置の前記塩素除去プラスチック廃棄物注入口と連通し;前記プラスチック廃棄物前処理装置の前記材料排出口は、固液分離装置と連通し、前記固液分離装置は、不純物除去プラスチック含有溶液排出口および不溶性材料排出口を備え;
前記接触分解装置は、不純物除去プラスチック含有溶液注入口と、任意の接触分解供給原料注入口と、ガス排出口と、ガソリン留分排出口と、ディーゼル留分排出口と、を備え、前記固液分離装置は、前記接触分解装置の前記不純物除去プラスチック含有溶液注入口と連通している、不純物除去プラスチック含有溶液排出口を備える、システム。
プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置と、プラスチック廃棄物前処理装置と、接触分解装置と、を含む、項目B1~B15のいずれか1つに記載の方法において有用なプラスチック廃棄物から自動車燃料を製造するためのシステムであって;
前記プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置は、プラスチック廃棄物注入口、第1の有機溶媒注入口、材料排出口、撹拌装置および加熱装置を備え、前記プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置の前記材料排出口は、前記脱塩素化-分離装置と連通し、前記脱塩素化-分離装置は、塩素含有溶液排出口および塩素除去プラスチック廃棄物排出口を備え;
前記プラスチック廃棄物前処理装置は、塩素除去プラスチック廃棄物注入口、溶剤油注入口、前処理剤注入口、材料排出口、撹拌装置および加熱装置を備え、前記脱塩素化-分離装置の前記塩素除去プラスチック廃棄物排出口は、前記プラスチック廃棄物前処理装置の前記塩素除去プラスチック廃棄物注入口と連通し;前記プラスチック廃棄物前処理装置の前記材料排出口は、固液分離装置と連通し、前記固液分離装置は、不純物除去プラスチック含有溶液排出口および不溶性材料排出口を備え;
前記接触分解装置は、不純物除去プラスチック含有溶液注入口と、任意の接触分解供給原料注入口と、ガス排出口と、ガソリン留分排出口と、ディーゼル留分排出口と、を備え、前記固液分離装置は、前記接触分解装置の前記不純物除去プラスチック含有溶液注入口と連通している、不純物除去プラスチック含有溶液排出口を備える、システム。
[項目B19]プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置、溶媒回収装置、プラスチック廃棄物前処理装置および接触分解装置を含む、項目B16に記載の方法において有用なプラスチック廃棄物から自動車燃料を製造するためのシステムであって;
前記プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置は、プラスチック廃棄物注入口、第1の有機溶媒注入口、材料排出口、撹拌装置、および加熱装置を備え、
前記プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置の前記材料排出口は、前記脱塩素化-分離装置と連通し、
前記脱塩素化-分離装置は、塩素含有溶液排出口と、塩素除去プラスチック廃棄物排出口と、を備え;
前記溶媒回収装置は、塩素含有溶液注入口と、回収された第1の有機溶媒排出口と、塩素含有プラスチック粒子排出口と、を備え、
前記脱塩素化-分離装置の前記塩素含有溶液排出口は、前記溶媒回収装置の前記塩素含有溶液注入口と連通し、
前記溶媒回収装置の前記回収された第1の有機溶媒排出口は、前記プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置の前記第1の有機溶媒注入口と連通し;
前記プラスチック廃棄物前処理装置は、塩素除去プラスチック廃棄物注入口、溶剤油注入口、前処理剤注入口、材料排出口、撹拌装置および加熱装置を備え、
前記脱塩素化-分離装置の前記塩素除去プラスチック廃棄物排出口は、前記プラスチック廃棄物前処理装置の前記塩素除去プラスチック廃棄物注入口と連通し;前記プラスチック廃棄物前処理装置の前記材料出口は固液分離装置と連通し、前記プラスチック廃棄物前処理装置の前記材料排出口は、固液分離装置と連通し、前記固液分離装置は、不純物除去プラスチック含有溶液排出口および不溶性材料排出口を備え;
前記接触分解装置は、不純物除去プラスチック含有溶液注入口と、任意の接触分解供給原料注入口と、ガス排出口と、ガソリン留分排出口と、ディーゼル留分排出口と、を備え、前記固液分離装置は、前記接触分解装置の前記不純物除去プラスチック含有溶液注入口と連通している、不純物除去プラスチック含有溶液排出口を備える、システム。
前記プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置は、プラスチック廃棄物注入口、第1の有機溶媒注入口、材料排出口、撹拌装置、および加熱装置を備え、
前記プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置の前記材料排出口は、前記脱塩素化-分離装置と連通し、
前記脱塩素化-分離装置は、塩素含有溶液排出口と、塩素除去プラスチック廃棄物排出口と、を備え;
前記溶媒回収装置は、塩素含有溶液注入口と、回収された第1の有機溶媒排出口と、塩素含有プラスチック粒子排出口と、を備え、
前記脱塩素化-分離装置の前記塩素含有溶液排出口は、前記溶媒回収装置の前記塩素含有溶液注入口と連通し、
前記溶媒回収装置の前記回収された第1の有機溶媒排出口は、前記プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置の前記第1の有機溶媒注入口と連通し;
前記プラスチック廃棄物前処理装置は、塩素除去プラスチック廃棄物注入口、溶剤油注入口、前処理剤注入口、材料排出口、撹拌装置および加熱装置を備え、
前記脱塩素化-分離装置の前記塩素除去プラスチック廃棄物排出口は、前記プラスチック廃棄物前処理装置の前記塩素除去プラスチック廃棄物注入口と連通し;前記プラスチック廃棄物前処理装置の前記材料出口は固液分離装置と連通し、前記プラスチック廃棄物前処理装置の前記材料排出口は、固液分離装置と連通し、前記固液分離装置は、不純物除去プラスチック含有溶液排出口および不溶性材料排出口を備え;
前記接触分解装置は、不純物除去プラスチック含有溶液注入口と、任意の接触分解供給原料注入口と、ガス排出口と、ガソリン留分排出口と、ディーゼル留分排出口と、を備え、前記固液分離装置は、前記接触分解装置の前記不純物除去プラスチック含有溶液注入口と連通している、不純物除去プラスチック含有溶液排出口を備える、システム。
〔実施例〕
本願は、以下の実施例を参照してさらに説明されるが、本願はこれらに限定されるものではない。
本願は、以下の実施例を参照してさらに説明されるが、本願はこれらに限定されるものではない。
以下の実施例では、前記固体材料中の塩素含有量は、RIPP 64-90(「石油化学分析方法(RIPP試験方法、RIPP Test Methods)」、Cuiding YANGら編、Science Press、1990年刊、164頁~167頁、「電量法による原油中の全塩素量の測定」参照)の基準法に準拠して、電量法により、測定した。使用した器具はThermo Fisher ECS300マイクロクーロン分析器であり、試料は、凍結され破砕されたプラスチック廃棄物粉末試料であった。
以下の実施例では、液体材料の塩素含有量もまた、試料が液体混合物であることを除いて、RIPP 64-90方法によって測定した。
以下の実施例では、液体材料のケイ素含有量および金属含有量は、GB17476-1998「誘導結合プラズマ原子発光分光法(ICP-AES)による、使用潤滑油中の添加元素、摩耗金属および汚染物質の定量と、基油中の選択元素の定量のための標準試験法」に従って、測定した。
以下の実施例では、特に規定しない限り、プラスチック廃棄物の破砕は、メッシュ径50mmのせん断破砕機を用いて実施した。
実施例シリーズIおよび比較例シリーズIで使用したプラスチック廃棄物原料は、以下の通りであった:
プラスチック廃棄物A1は、清浄および乾燥された後に破砕された、山東省の場所からの温室フィルム、マルチングフィルム等であり、得られたプラスチック廃棄物A1は、4.3%の灰、および0.5%の水を含有し、主プラスチック成分としてPE、少量のEVA、および、微量の、PP、PS等の他の分離不可能な材料を含み、平均全塩素含有量は約850ppmである;
プラスチック廃棄物B1は、江蘇省の製紙工場のごみから分離されたプラスチック廃棄物であり、洗浄され、強く乾燥された後に破砕され、得られたプラスチック廃棄物B1は、9.5%の灰および0%の水を含有し、主プラスチック成分としてPEおよびPP、ならびに、少量のPVC、PET、PS等を含有し、平均塩素含有量は2.2%である;
プラスチック廃棄物Cは、広東省のごみ埋立処理場から掘削された熟成ゴミ中のプラスチック廃棄物であり、洗浄され、強く乾燥された後に破砕され、得られたプラスチック廃棄物Cは、7.3%の灰と0%の水とを含み、PE、PP、PS、PETおよびPVCを含む混合プラスチック廃棄物であり、平均塩素含有量は1.9%である;
プラスチック廃棄物Dは、江西省カンチョウのごみ埋立処理場から掘削されたプラスチック廃棄物であり、洗浄され、強く乾燥された後に破砕され、得られたプラスチック廃棄物Dは、11.9%の灰と、0.5%の水と、2.2%の塩素と、を含み、その主成分はPE、PP、PS、PET、およびPVCを含む混合プラスチック廃棄物である。
プラスチック廃棄物A1は、清浄および乾燥された後に破砕された、山東省の場所からの温室フィルム、マルチングフィルム等であり、得られたプラスチック廃棄物A1は、4.3%の灰、および0.5%の水を含有し、主プラスチック成分としてPE、少量のEVA、および、微量の、PP、PS等の他の分離不可能な材料を含み、平均全塩素含有量は約850ppmである;
プラスチック廃棄物B1は、江蘇省の製紙工場のごみから分離されたプラスチック廃棄物であり、洗浄され、強く乾燥された後に破砕され、得られたプラスチック廃棄物B1は、9.5%の灰および0%の水を含有し、主プラスチック成分としてPEおよびPP、ならびに、少量のPVC、PET、PS等を含有し、平均塩素含有量は2.2%である;
プラスチック廃棄物Cは、広東省のごみ埋立処理場から掘削された熟成ゴミ中のプラスチック廃棄物であり、洗浄され、強く乾燥された後に破砕され、得られたプラスチック廃棄物Cは、7.3%の灰と0%の水とを含み、PE、PP、PS、PETおよびPVCを含む混合プラスチック廃棄物であり、平均塩素含有量は1.9%である;
プラスチック廃棄物Dは、江西省カンチョウのごみ埋立処理場から掘削されたプラスチック廃棄物であり、洗浄され、強く乾燥された後に破砕され、得られたプラスチック廃棄物Dは、11.9%の灰と、0.5%の水と、2.2%の塩素と、を含み、その主成分はPE、PP、PS、PET、およびPVCを含む混合プラスチック廃棄物である。
(実施例I-1)
破砕したプラスチック廃棄物A1を、スクリューフィーダを通して、プラスチック廃棄物前処理装置に送り、使用した前記プラスチック廃棄物前処理装置は外部加熱溶解釜であり、前記プラスチック廃棄物を、前処理剤および溶剤油と混合し、次いで、350℃および1.5MPaで不純物除去処理に供し、前記プラスチック廃棄物A1の滞留時間を30分とした。前記処理材料を、固液分離装置において、不溶性材料と不純物除去プラスチック含有溶液とに分離し、得られた不純物除去プラスチック含有溶液中のプラスチック成分は、主にPEおよびPP(EVAは分解されて溶剤油へと混合された)であり、前記溶液のプラスチック成分濃度は14.4%、ケイ素含有量は1μg/g未満、塩素含有量は6μg/g、全金属含有量は5.5μg/gであった。前記不溶性材料は抽出装置に送り、溶媒抽出のためにテトラヒドロフランと接触させ、得られた生成物を分離して、固体材料および液体材料を得、得られた固体材料を前処理剤回収装置において処理し、前記固体材料の一部を、循環前処理剤として前記プラスチック廃棄物前処理装置に再生利用した。前記液体材料は、逆抽出のために第2の溶媒回収装置中で逆抽出剤と接触させ、得られた固液混合物をろ過して、固体プラスチック粒子および混合溶液を得、得られた混合溶液を精留して、それぞれテトラヒドロフランおよび逆抽出剤を回収し、再生利用した。
破砕したプラスチック廃棄物A1を、スクリューフィーダを通して、プラスチック廃棄物前処理装置に送り、使用した前記プラスチック廃棄物前処理装置は外部加熱溶解釜であり、前記プラスチック廃棄物を、前処理剤および溶剤油と混合し、次いで、350℃および1.5MPaで不純物除去処理に供し、前記プラスチック廃棄物A1の滞留時間を30分とした。前記処理材料を、固液分離装置において、不溶性材料と不純物除去プラスチック含有溶液とに分離し、得られた不純物除去プラスチック含有溶液中のプラスチック成分は、主にPEおよびPP(EVAは分解されて溶剤油へと混合された)であり、前記溶液のプラスチック成分濃度は14.4%、ケイ素含有量は1μg/g未満、塩素含有量は6μg/g、全金属含有量は5.5μg/gであった。前記不溶性材料は抽出装置に送り、溶媒抽出のためにテトラヒドロフランと接触させ、得られた生成物を分離して、固体材料および液体材料を得、得られた固体材料を前処理剤回収装置において処理し、前記固体材料の一部を、循環前処理剤として前記プラスチック廃棄物前処理装置に再生利用した。前記液体材料は、逆抽出のために第2の溶媒回収装置中で逆抽出剤と接触させ、得られた固液混合物をろ過して、固体プラスチック粒子および混合溶液を得、得られた混合溶液を精留して、それぞれテトラヒドロフランおよび逆抽出剤を回収し、再生利用した。
使用した前記溶剤油は、蒸留範囲が195℃~355℃であり、全芳香族化合物含有量が73質量%であり、単環式芳香族化合物含有量が52質量%である、接触分解ライトサイクルオイルであり、前記プラスチック廃棄物に対する前記溶剤油の重量比率は、5:1であった。
使用された前記前処理剤は、製油所によって提供された廃棄FCC平衡触媒であり、その粒径は75μm~150μmであり、SiO2含有量は38.1%であり、主な金属成分の含有量は、以下の通りであった:Al2O3 50.5%;Fe2O3 1.31%;NiO 1.8%;La2O3 3.3%;CeO2 1.4%;前記プラスチック廃棄物に対する前記前処理剤の重量比率は、1:9であった。
前記逆抽出剤は水であり、前記液体材料の量の3倍の量で使用され、前記逆抽出温度は常温であった。
(実施例I-2)
破砕したプラスチック廃棄物B1を、スクリューフィーダを通して、プラスチック廃棄物前処理装置に送り、使用したプラスチック廃棄物前処理装置は外部加熱溶解釜であり、前記プラスチック廃棄物を、前処理剤および溶剤油と混合し、次いで、300℃および1.2MPaで不純物除去処理に供し、前記プラスチック廃棄物B1の滞留時間は40分であった。前記処理材料を、固液分離装置において、不溶性材料と不純物除去プラスチック含有溶液とに分離し、得られた不純物除去プラスチック含有溶液におけるプラスチック成分はPEおよびPPであり、前記溶液のプラスチック成分の濃度は14.2%であり、ケイ素含有量は1μg/g未満であり、塩素含有量は18μg/gであり、全金属含有量は7.9μg/gであった。前記不溶性材料を抽出装置に送り、溶媒抽出のためにテトラヒドロフランと接触させ、得られた生成物を分離して固体材料および液体材料を得、得られた固体材料を、前処理剤回収装置で処理し、前記固体材料の一部を、循環前処理剤として前記プラスチック廃棄物前処理装置に再生利用した。前記液体材料を、逆抽出のために、溶剤回収装置において、逆抽出剤水と接触させ、得られた固液混合物をろ過して、固体プラスチック粒子および混合溶液を得、得られた混合溶液を精留して、それぞれ、テトラヒドロフランおよび逆抽出剤を回収し、再生利用した。
破砕したプラスチック廃棄物B1を、スクリューフィーダを通して、プラスチック廃棄物前処理装置に送り、使用したプラスチック廃棄物前処理装置は外部加熱溶解釜であり、前記プラスチック廃棄物を、前処理剤および溶剤油と混合し、次いで、300℃および1.2MPaで不純物除去処理に供し、前記プラスチック廃棄物B1の滞留時間は40分であった。前記処理材料を、固液分離装置において、不溶性材料と不純物除去プラスチック含有溶液とに分離し、得られた不純物除去プラスチック含有溶液におけるプラスチック成分はPEおよびPPであり、前記溶液のプラスチック成分の濃度は14.2%であり、ケイ素含有量は1μg/g未満であり、塩素含有量は18μg/gであり、全金属含有量は7.9μg/gであった。前記不溶性材料を抽出装置に送り、溶媒抽出のためにテトラヒドロフランと接触させ、得られた生成物を分離して固体材料および液体材料を得、得られた固体材料を、前処理剤回収装置で処理し、前記固体材料の一部を、循環前処理剤として前記プラスチック廃棄物前処理装置に再生利用した。前記液体材料を、逆抽出のために、溶剤回収装置において、逆抽出剤水と接触させ、得られた固液混合物をろ過して、固体プラスチック粒子および混合溶液を得、得られた混合溶液を精留して、それぞれ、テトラヒドロフランおよび逆抽出剤を回収し、再生利用した。
使用した前記溶剤油は、蒸留範囲が195℃~355℃であり、全芳香族化合物含有量が73質量%であり、単環式芳香族化合物含有量が52質量%である、接触分解ライトサイクルオイルであり、前記プラスチック廃棄物に対する前記溶剤油の重量比率は5:1であった。
使用した前記前処理剤は、ふるい分けされた腐植土とCaOとの混合物であり、前記腐植土はふるい分け、そこに存在する有機物を除去し、粒径が75μm~150μmであるその一部を前処理剤として用い;塊状の酸化カルシウムを破砕してふるい分け、同じ粒径の試料に、腐植土を質量比8:2で配合し、前記プラスチック廃棄物に対する前記前処理剤の重量比率は1:7であった。
(実施例I-3)
前記破砕したプラスチック廃棄物B1を、スクリューフィーダを通してプラスチック廃棄物前処理装置に送り、使用した前記プラスチック廃棄物前処理装置は外部加熱溶解釜であり、前記プラスチック廃棄物を、前処理剤および溶剤油と混合し、次いで、350℃および1.8MPaで不純物除去処理に供し、プラスチック廃棄物B1の滞留時間は45分であった。前記処理材料を、固液分離装置で不溶性材料と不純物除去プラスチック含有溶液とに分離し、得られた不純物除去プラスチック含有溶液中のプラスチック成分はPEおよびPPであり、前記溶液のプラスチック成分濃度は14.2%であり、ケイ素含有量は1μg/g未満であり、塩素含有量は10μg/gであり、全金属含有量は3.8μg/gであった。
前記破砕したプラスチック廃棄物B1を、スクリューフィーダを通してプラスチック廃棄物前処理装置に送り、使用した前記プラスチック廃棄物前処理装置は外部加熱溶解釜であり、前記プラスチック廃棄物を、前処理剤および溶剤油と混合し、次いで、350℃および1.8MPaで不純物除去処理に供し、プラスチック廃棄物B1の滞留時間は45分であった。前記処理材料を、固液分離装置で不溶性材料と不純物除去プラスチック含有溶液とに分離し、得られた不純物除去プラスチック含有溶液中のプラスチック成分はPEおよびPPであり、前記溶液のプラスチック成分濃度は14.2%であり、ケイ素含有量は1μg/g未満であり、塩素含有量は10μg/gであり、全金属含有量は3.8μg/gであった。
使用した前記溶剤油は、蒸留範囲が275℃~581℃であり、全芳香族化合物含有量が45.1質量%であり、単環式芳香族化合物の含有量が21質量%である、精油所からのVGOであり;前記プラスチック廃棄物に対する、前記溶剤油の重量比率は、5:1であった。
使用した前記前処理剤は、石炭系(coal-based)活性炭とFe2O3との9:1の質量比での混合物であり、粒径は75μm~150μmであった。前記プラスチック廃棄物に対する前記前処理剤の重量比率は、1:8であった。
(実施例I-4)
破砕したプラスチック廃棄物B1を、スクリューフィーダを通して、プラスチック廃棄物前処理装置に送り、使用した前記プラスチック廃棄物前処理装置は外部加熱溶解釜であり、前記プラスチック廃棄物を前処理剤および溶剤油と混合し、次いで、350℃および1.8MPaで不純物除去処理に供し、プラスチック廃棄物B1の滞留時間は30分であった。前記処理された材料は、固液分離装置において、不溶性材料と不純物除去プラスチック含有溶液とに分離し、得られた不純物除去プラスチック含有溶液中のプラスチック成分はPEおよびPPであり、前記溶液のプラスチック成分の濃度は14.2%であり、ケイ素含有量は1μg/g未満であり、塩素含有量は11μg/gであり、全金属含有量は4.1μg/gであった。
破砕したプラスチック廃棄物B1を、スクリューフィーダを通して、プラスチック廃棄物前処理装置に送り、使用した前記プラスチック廃棄物前処理装置は外部加熱溶解釜であり、前記プラスチック廃棄物を前処理剤および溶剤油と混合し、次いで、350℃および1.8MPaで不純物除去処理に供し、プラスチック廃棄物B1の滞留時間は30分であった。前記処理された材料は、固液分離装置において、不溶性材料と不純物除去プラスチック含有溶液とに分離し、得られた不純物除去プラスチック含有溶液中のプラスチック成分はPEおよびPPであり、前記溶液のプラスチック成分の濃度は14.2%であり、ケイ素含有量は1μg/g未満であり、塩素含有量は11μg/gであり、全金属含有量は4.1μg/gであった。
使用した前記溶剤油は、蒸留範囲が156℃~338℃であり、全芳香族化合物含有量が76.8質量%であり、単環式芳香族化合物含有量が63.8質量%である、接触分解ライトサイクルオイルであり;前記プラスチック廃棄物に対する前記溶剤油の重量比率は5:1であった。
使用した前記前処理剤は、石炭系活性炭とFe2O3との、9:1の質量比での混合物であり、粒径は75μm~150μmであった。前記プラスチック廃棄物に対する前記前処理剤の重量比率は1:8であった。
(比較例I-1)
この比較例は、前処理剤を使用しなかったこと以外は、実施例I-4の記載と同じプラスチック廃棄物原料、溶剤油、不純物除去処理条件を用いて行った。前記処理材料を、固液分離装置において、不溶性材料と不純物除去プラスチック含有溶液とに分離し、得られた不純物除去プラスチック含有溶液中のプラスチック成分は、PEおよびPPであり、前記溶液は、前記プラスチック成分の濃度が14.2%であり、ケイ素含有量が42μg/gであり、塩素含有量が207μg/gであり、全金属含有量が13μg/gであった。
この比較例は、前処理剤を使用しなかったこと以外は、実施例I-4の記載と同じプラスチック廃棄物原料、溶剤油、不純物除去処理条件を用いて行った。前記処理材料を、固液分離装置において、不溶性材料と不純物除去プラスチック含有溶液とに分離し、得られた不純物除去プラスチック含有溶液中のプラスチック成分は、PEおよびPPであり、前記溶液は、前記プラスチック成分の濃度が14.2%であり、ケイ素含有量が42μg/gであり、塩素含有量が207μg/gであり、全金属含有量が13μg/gであった。
この比較例で得られた不純物除去プラスチック含有溶液中の不純物の含有量は、多すぎて、後続の処理装置の供給材料として直接的に使用することができなかった。
(実施例I-5~I-9)
破砕したプラスチック廃棄物Cを60℃に予熱し、プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置であるプラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置に投入し、60℃の第1の有機溶媒に溶解させ、前記プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置内のプラスチック廃棄物Cの滞留時間は30分であり、前記溶解溶出液を、スクリュー絞り脱溶媒装置(screw squeezing desolventizer)を用いて塩素含有溶液と塩素除去プラスチック廃棄物とに分離し、前記塩素除去プラスチック廃棄物を、前記第1有機溶媒の沸点よりわずかに高い温度でさらに乾燥して、溶媒を回収した。
破砕したプラスチック廃棄物Cを60℃に予熱し、プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置であるプラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置に投入し、60℃の第1の有機溶媒に溶解させ、前記プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置内のプラスチック廃棄物Cの滞留時間は30分であり、前記溶解溶出液を、スクリュー絞り脱溶媒装置(screw squeezing desolventizer)を用いて塩素含有溶液と塩素除去プラスチック廃棄物とに分離し、前記塩素除去プラスチック廃棄物を、前記第1有機溶媒の沸点よりわずかに高い温度でさらに乾燥して、溶媒を回収した。
実施例I-5において使用した第1の有機溶媒は、テトラヒドロフランであり、前記プラスチック廃棄物Cに対する前記有機溶媒の重量比率は、10:1であり;前記塩素除去プラスチック廃棄物中の塩素含有量は、23μg/gであった。
実施例I-6で使用した第1の有機溶媒は、メチルエチルケトンであり、前記プラスチック廃棄物Cに対する前記有機溶媒の重量比率は10:1であり;前記塩素除去プラスチック廃棄物中の塩素含有量は20μg/gであった。
実施例I-7で使用した第1の有機溶媒はシクロヘキサノンであり、前記プラスチック廃棄物Cに対する前記有機溶媒の重量比率は10:1であり;前記塩素除去プラスチック廃棄物中の塩素含有量は25μg/gであった。
実施例I-8で使用した前記第1の有機溶媒は、テトラヒドロフランとメチルエチルケトンとの重量比率1:1での混合物であり、前記プラスチック廃棄物Cに対する前記有機溶媒の重量比率は10:1であり;前記塩素除去プラスチック廃棄物中の塩素含有量は17μg/gであった。
実施例I-9で使用した第1の有機溶媒は、テトラヒドロフランとメチルエチルケトンとの重量比率1:2での混合物であり、前記プラスチック廃棄物Cに対する前記有機溶媒の重量比率は10:1であり;前記塩素除去プラスチック廃棄物中の塩素含有量は19μg/gであった。
(実施例I-10)
第1の有機溶媒がクロロベンゼンであり、溶解温度が80℃であり、塩素除去プラスチック廃棄物の乾燥温度が140℃であることを除いて、当該実験は、実施例I-5に記載のように実施した。塩素除去プラスチック廃棄物中の塩素含有量は32μg/gであった。
第1の有機溶媒がクロロベンゼンであり、溶解温度が80℃であり、塩素除去プラスチック廃棄物の乾燥温度が140℃であることを除いて、当該実験は、実施例I-5に記載のように実施した。塩素除去プラスチック廃棄物中の塩素含有量は32μg/gであった。
(実施例I-11)
破砕したプラスチック廃棄物Dを、プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置である連続プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置に、流速10kg/hで送り;THF/MEK=1:1の第1の有機溶媒を60℃に予熱し、流速100kg/hで前記連続プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置に供給し、前記プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置のプロペラの回転速度は、60分の滞留時間が得られるように調整した。混合溶液をスクリュー絞り脱溶媒装置に送り、60℃で塩素除去プラスチック廃棄物と塩素含有溶液に分離した。
破砕したプラスチック廃棄物Dを、プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置である連続プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置に、流速10kg/hで送り;THF/MEK=1:1の第1の有機溶媒を60℃に予熱し、流速100kg/hで前記連続プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置に供給し、前記プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置のプロペラの回転速度は、60分の滞留時間が得られるように調整した。混合溶液をスクリュー絞り脱溶媒装置に送り、60℃で塩素除去プラスチック廃棄物と塩素含有溶液に分離した。
塩素含有溶液を、80℃の逆抽出装置に送り、熱水を用いて逆抽出し、結果物を板枠式圧濾器圧搾(press)に通してPVCとPSとを分離し、前記溶媒を分留システムに通して、第1の有機溶媒と水を分留し、回収して再生利用した。
前記塩素除去プラスチック廃棄物を、スクリューフィーダを通して攪拌機付釜型プラスチック廃棄物前処理装置に送り、溶剤油として使用した、350℃に予熱した80kg/hの接触分解ライトサイクルオイルを、前処理剤として使用した、2kg/hのFCC平衡触媒と共に、前記プラスチック廃棄物前処理装置に送り、350℃および1.5MPaで35分間処理を行い、次いで、前記結果物を、スクリュー絞り脱溶媒装置に通して、油含有不溶性材料と不純物除去プラスチック含有溶液とを得た。得られた不純物除去プラスチック含有溶液中のプラスチック成分は、主にPEおよびPPであり、前記溶液は、プラスチック成分の濃度が9.7%であり、ケイ素含有量が2.3μg/gであり、塩素含有量が2.8μg/gであり、全金属含有量が1.8μg/gであった。
得られた油含有不溶性材料を抽出装置に送り、溶媒抽出のためのトルエンと接触させ、得られた生成物を分離して、固体材料と液体材料とを得、得られた固体材料を前処理剤回収装置において処理し、その一部を循環前処理剤としてプラスチック廃棄物前処理装置に再生利用した。前記液体材料を溶媒回収装置において精留して、それぞれ固体プラスチック粒子(PS)、回収トルエンおよび少量の付着溶剤油を得た。
実施例シリーズIIおよび比較例シリーズIIで使用したプラスチック廃棄物原料は、以下のとおりであった:
プラスチック廃棄物A2は、PE、PP、PS、およびPVCを、重量比率10:5:1:1.5で配合することにより得られた混合物であり、塩素含有量は0.88%であり、PE、PP、およびPVCはフィルムとして存在し、PSは泡として存在した。
プラスチック廃棄物A2は、PE、PP、PS、およびPVCを、重量比率10:5:1:1.5で配合することにより得られた混合物であり、塩素含有量は0.88%であり、PE、PP、およびPVCはフィルムとして存在し、PSは泡として存在した。
プラスチック廃棄物B2は、広東省のごみ埋立処理場から掘削された熟成ごみから分離したプラスチック廃棄物であり、PE、PP、ならびに少量のPS、PET、およびPVCを含む混合プラスチック廃棄物であり、前記分離したプラスチック廃棄物は、水分を実質的に含まず、灰の含有量は約9.9重量%であり、全塩素含有量は1.18%であった。
(実施例II-1~II-5)
粒子へと粉砕したプラスチック廃棄物A2を、65℃に予熱した第1の有機溶媒と共に、プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置に送り、65℃で60分間溶解し、前記溶解流出液を高温フィルターに通し、65℃で、塩素含有溶液と、塩素除去プラスチック廃棄物と、に分離した。塩素を除去したプラスチック廃棄物をさらに乾燥して溶媒を回収し、その中の塩素含有量を分析した。
粒子へと粉砕したプラスチック廃棄物A2を、65℃に予熱した第1の有機溶媒と共に、プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置に送り、65℃で60分間溶解し、前記溶解流出液を高温フィルターに通し、65℃で、塩素含有溶液と、塩素除去プラスチック廃棄物と、に分離した。塩素を除去したプラスチック廃棄物をさらに乾燥して溶媒を回収し、その中の塩素含有量を分析した。
実施例II-1で使用した第1の有機溶媒は、テトラヒドロフランであり、前記プラスチック廃棄物A2に対する前記第1の有機溶媒の重量比率は10:1であり;前記塩素除去プラスチック廃棄物中の塩素含有量は、23μg/gであった。
実施例II-2で使用した第1の有機溶媒は、メチルエチルケトンであり、前記プラスチック廃棄物A2に対する前記第1の有機溶媒の重量比率は10:1であり;前記塩素除去プラスチック廃棄物中の塩素含有量は、25μg/gであった。
実施例II-3で使用した第1の有機溶媒は、テトラヒドロフランとシクロヘキサノンとの重量比率1:1での混合物であり、前記プラスチック廃棄物A2に対する前記第1の有機溶媒の重量比率は5:1であり;前記塩素除去プラスチック廃棄物中の塩素含有量は、22μg/gであった。
実施例II-4で使用した第1の有機溶媒は、テトラヒドロフランとメチルエチルケトンとの重量比率1:1での混合物であり、前記プラスチック廃棄物A2に対する前記第1の有機溶媒の重量比率は10:1であり;前記塩素除去プラスチック廃棄物中の塩素含有量は、13μg/gであった。
実施例II-5で使用した第1の有機溶媒は、テトラヒドロフランとメチルエチルケトンとの重量比率1:2での混合物であり、前記プラスチック廃棄物A2に対する前記第1の有機溶媒の重量比率は10:1であり、前記塩素除去プラスチック廃棄物中の塩素含有量は19μg/gであった。
(実施例II-6)
実施例II-5で得られた塩素除去プラスチック廃棄物を、プラスチック廃棄物前処理装置に送り、不純物除去のための溶剤油および前処理剤の存在下、350℃および1.5MPaで30分間溶解させ、高温ろ過器を用いて、前記処理材料を、不純物除去プラスチック含有溶液と不溶性材料とに分離した。得られた不純物除去プラスチック含有溶液のプラスチック成分は、PEおよびPPであり、前記溶液のプラスチック成分の濃度は16.1%、塩素含有量は2.7μg/g、ケイ素含有量は3.0μg/g、および全金属含有量は2.1μg/gであった。
実施例II-5で得られた塩素除去プラスチック廃棄物を、プラスチック廃棄物前処理装置に送り、不純物除去のための溶剤油および前処理剤の存在下、350℃および1.5MPaで30分間溶解させ、高温ろ過器を用いて、前記処理材料を、不純物除去プラスチック含有溶液と不溶性材料とに分離した。得られた不純物除去プラスチック含有溶液のプラスチック成分は、PEおよびPPであり、前記溶液のプラスチック成分の濃度は16.1%、塩素含有量は2.7μg/g、ケイ素含有量は3.0μg/g、および全金属含有量は2.1μg/gであった。
使用した前記溶剤油は、芳香族炭化水素が豊富な蒸留油であり、石油処理において得られたワックスオイル(wax oil)留分の混合油であり、220℃~540℃の蒸留範囲、59.6質量%の全芳香族化合物含有量、および21質量%の単環式芳香族化合物含有量を有し;前記塩素除去プラスチック廃棄物に対する前記溶剤油の重量比率は、5:1であった。
使用した前処理剤は、75μm~100μmの粒径を有する半成コークスであった。前記前処理剤は、前記プラスチック廃棄物前処理装置における材料の総重量に基づいて、2.5重量%使用した。
(実施例II-7)
実施例II-5で得られた塩素除去プラスチック廃棄物を、プラスチック廃棄物前処理装置に送り、不純物除去のための溶剤油および前処理剤の存在下で、350℃および1.5MPaで30分間溶解させ、高温ろ過器を用いて、前記処理された材料を、不純物除去プラスチック含有液と不溶性材料とに分離した。得られた不純物除去プラスチック含有溶液のプラスチック成分は、PEおよびPPであり、前記溶液は、プラスチック成分の濃度が16.1%、塩素含有量が2.5μg/g、ケイ素含有量が2.2μg/g、および全金属含有量が1.2μg/gであった。
実施例II-5で得られた塩素除去プラスチック廃棄物を、プラスチック廃棄物前処理装置に送り、不純物除去のための溶剤油および前処理剤の存在下で、350℃および1.5MPaで30分間溶解させ、高温ろ過器を用いて、前記処理された材料を、不純物除去プラスチック含有液と不溶性材料とに分離した。得られた不純物除去プラスチック含有溶液のプラスチック成分は、PEおよびPPであり、前記溶液は、プラスチック成分の濃度が16.1%、塩素含有量が2.5μg/g、ケイ素含有量が2.2μg/g、および全金属含有量が1.2μg/gであった。
使用した溶剤油は、蒸留範囲が150℃~338℃であり、全芳香族化合物含有量が76.8質量%であり、単環式芳香族化合物含有量が63.8質量%である、接触分解蒸留油であり;前記塩素除去プラスチック廃棄物に対する前記溶剤油の重量比率は5:1であった。
使用した前処理剤は、75μm~100μmの粒径を有する腐植土であった。前記前処理剤は、前記プラスチック廃棄物前処理装置内の前記材料の全重量に基づいて、2.5重量%の量で使用した。
(実施例II-8)
実施例II-5で得られた塩素除去プラスチック廃棄物を、プラスチック廃棄物前処理装置に送り、不純物除去のための溶剤油および前処理剤の存在下、350℃および1.5MPaで30分間溶解させ、高温ろ過器を用いて、前記処理材料を、不純物除去プラスチック含有溶液と不溶性材料とに分離した。得られた不純物除去プラスチック含有溶液のプラスチック成分は、PEおよびPPであり、前記溶液は、プラスチック成分の濃度が15.9%であり、塩素含有量が2.5μg/gであり、ケイ素含有量が2.5μg/gであり、全金属含有量が1.3μg/gであった。
実施例II-5で得られた塩素除去プラスチック廃棄物を、プラスチック廃棄物前処理装置に送り、不純物除去のための溶剤油および前処理剤の存在下、350℃および1.5MPaで30分間溶解させ、高温ろ過器を用いて、前記処理材料を、不純物除去プラスチック含有溶液と不溶性材料とに分離した。得られた不純物除去プラスチック含有溶液のプラスチック成分は、PEおよびPPであり、前記溶液は、プラスチック成分の濃度が15.9%であり、塩素含有量が2.5μg/gであり、ケイ素含有量が2.5μg/gであり、全金属含有量が1.3μg/gであった。
使用した前記溶剤油は、138℃~362℃の蒸留範囲、90.9質量%の全芳香族化合物含有量および26.8質量%の単環式芳香族化合物含有量を有する芳香族炭化水素が豊富な蒸留油であり;前記塩素除去プラスチック廃棄物に対する前記溶剤油の重量比率は、5:1であった。
使用した前記前処理剤は、ガス化灰およびガス化スラグと、FCC平衡触媒と、の重量比率1:1での混合物であり、粒径は75μm~100μmである。前記前処理剤は、前記プラスチック廃棄物前処理装置における材料の総重量に基づいて、2.5重量%使用した。
(実施例II-9)
実施例II-5で得られた前記塩素除去プラスチック廃棄物を、プラスチック廃棄物前処理装置へと送り、不純物除去のための溶剤油および前処理剤の存在下、350℃および1.5MPaで30分間溶解させ、高温ろ過器を用いて、前記処理材料を、不純物除去プラスチック含有溶液と不溶性材料とに分離した。得られた不純物除去プラスチック含有溶液のプラスチック成分はPEおよびPPであり、前記溶液は、プラスチック成分の濃度が16.1%であり、塩素含有量が2.5μg/gであり、ケイ素含有量が2.8μg/gであり、全金属含有量が1.9μg/gであった。
実施例II-5で得られた前記塩素除去プラスチック廃棄物を、プラスチック廃棄物前処理装置へと送り、不純物除去のための溶剤油および前処理剤の存在下、350℃および1.5MPaで30分間溶解させ、高温ろ過器を用いて、前記処理材料を、不純物除去プラスチック含有溶液と不溶性材料とに分離した。得られた不純物除去プラスチック含有溶液のプラスチック成分はPEおよびPPであり、前記溶液は、プラスチック成分の濃度が16.1%であり、塩素含有量が2.5μg/gであり、ケイ素含有量が2.8μg/gであり、全金属含有量が1.9μg/gであった。
使用した前記溶剤油は、138℃~362℃の蒸留範囲、90.9質量%の全芳香族化合物含有量および26.8質量%の単環式芳香族化合物含有量を有する、芳香族炭化水素が豊富な蒸留油であり;前記塩素除去プラスチック廃棄物に対する前記溶剤油の重量比率は、5:1であった。
使用した前記前処理剤は、75μm~100μmの粒径を有するFCC平衡触媒であった。前記前処理剤は、前記プラスチック廃棄物前処理装置における前記材料の総重量に基づいて、2.5重量%の量を使用した。
(実施例II-10)
実施例II-6で得られた不純物除去プラスチック含有溶液を、ライザー反応器接触分解装置に供給し、接触分解反応のための接触分解触媒と接触させ、反応生成物を分離して、ガス、ガソリン留分、ディーゼル留分、重サイクルオイルおよびスラリー油(oil slurry)を得、得られた重サイクルオイルを接触分解装置に循環させた。
実施例II-6で得られた不純物除去プラスチック含有溶液を、ライザー反応器接触分解装置に供給し、接触分解反応のための接触分解触媒と接触させ、反応生成物を分離して、ガス、ガソリン留分、ディーゼル留分、重サイクルオイルおよびスラリー油(oil slurry)を得、得られた重サイクルオイルを接触分解装置に循環させた。
前記接触分解触媒は、GOR-Qの商標名の下、Sinopec Catalyst Co.、Ltd.から入手可能であり、その平衡触媒の特性は、以下の通りであった:比表面積≧240m2/g;かさ密度>0.68g/ml;細孔容積>0.34ml/g;耐摩耗性≦2.8%/h;マイクロ活性≧76%(800℃において4時間測定);平均粒径70μm~75μm;Al2O3≧46%;およびRe2O3≧3%。
前記接触分解条件は、500℃の温度、0.15MPaの圧力、4の、油に対する触媒の比率、2.02秒の反応時間を含んでいた。
得られた生成物収率を表1に示す。有機ケイ素の分解生成物は、主に、オクタメチルシクロテトラシロキサンおよびデカメチルシクロペンタシロキサンであり、主にガソリン留分中に濃縮されるので、前記ガソリン留分中の不純物の含有量が主に分析される。
(実施例II-11)
実施例II-7で得られた不純物除去プラスチック含有溶液を、接触分解供給原料VGOと共に、当該VGOに対する前記不純物除去プラスチック含有溶液の重量比率が1:1で、ライザー反応器接触分解装置に送り、接触分解反応のための接触分解触媒と接触させ、反応生成物を分離して、ガス、ガソリン留分、ディーゼル留分、重サイクルオイルおよびスラリー油を得、得られた重サイクルオイルを前記接触分解装置において循環させた。
実施例II-7で得られた不純物除去プラスチック含有溶液を、接触分解供給原料VGOと共に、当該VGOに対する前記不純物除去プラスチック含有溶液の重量比率が1:1で、ライザー反応器接触分解装置に送り、接触分解反応のための接触分解触媒と接触させ、反応生成物を分離して、ガス、ガソリン留分、ディーゼル留分、重サイクルオイルおよびスラリー油を得、得られた重サイクルオイルを前記接触分解装置において循環させた。
使用した接触分解触媒は、GOR-Qであり、前記接触分解条件は、500℃の温度、0.15MPaの圧力、4の、油に対する触媒の比率、および2.02秒の反応時間を含んでいた。
得られた生成物収率を表1に示す。
(実施例II-12)
プラスチック廃棄物B2を、コンベヤベルトを介して間欠熱交換型乾燥機に送り、使用した熱源は低級水蒸気であり、前記乾燥機の温度は105℃であり、前記乾燥機内のプラスチック廃棄物の滞留時間は30分であり;乾燥したプラスチック廃棄物を、コンベヤベルトを介して、10mmのメッシュ直径を有するせん断型破砕機に送った。破砕したプラスチック廃棄物を、スクリューフィーダを介して、プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置の外部加熱釜形溶解釜に通し、一方、メチルエチルケトンとテトラヒドロフランとの2:1の比率での混合溶媒もまた、前記溶媒に対する前記プラスチック廃棄物の重量比率1:5で、定量ポンプを介して前記外部加熱釜型溶解釜に通した。前記溶解釜において、溶解温度は65℃であり、動作圧力は常圧であり、攪拌パドルの回転速度は60r/分であった。前記溶解釜中のプラスチック廃棄物B2の溶解を30分間行った後、溶解を、3回、総使用時間90分行うまで、前記溶媒を次の溶解のために新たな溶媒と交換した。前記溶解釜は、並列に接続された2つの釜を含み、前記混合物は、前記溶解釜の底部の排出口を通して高温ろ過器に通され、前記混合物は、65℃で、塩素除去プラスチック廃棄物および塩素含有溶液に分離された。前記塩素含有溶液を、フラッシュ蒸発に供して、第1の有機溶媒および塩素含有プラスチック廃棄物を回収した。
プラスチック廃棄物B2を、コンベヤベルトを介して間欠熱交換型乾燥機に送り、使用した熱源は低級水蒸気であり、前記乾燥機の温度は105℃であり、前記乾燥機内のプラスチック廃棄物の滞留時間は30分であり;乾燥したプラスチック廃棄物を、コンベヤベルトを介して、10mmのメッシュ直径を有するせん断型破砕機に送った。破砕したプラスチック廃棄物を、スクリューフィーダを介して、プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置の外部加熱釜形溶解釜に通し、一方、メチルエチルケトンとテトラヒドロフランとの2:1の比率での混合溶媒もまた、前記溶媒に対する前記プラスチック廃棄物の重量比率1:5で、定量ポンプを介して前記外部加熱釜型溶解釜に通した。前記溶解釜において、溶解温度は65℃であり、動作圧力は常圧であり、攪拌パドルの回転速度は60r/分であった。前記溶解釜中のプラスチック廃棄物B2の溶解を30分間行った後、溶解を、3回、総使用時間90分行うまで、前記溶媒を次の溶解のために新たな溶媒と交換した。前記溶解釜は、並列に接続された2つの釜を含み、前記混合物は、前記溶解釜の底部の排出口を通して高温ろ過器に通され、前記混合物は、65℃で、塩素除去プラスチック廃棄物および塩素含有溶液に分離された。前記塩素含有溶液を、フラッシュ蒸発に供して、第1の有機溶媒および塩素含有プラスチック廃棄物を回収した。
前記塩素除去プラスチック廃棄物を80℃の温度で乾燥し、第1の有機溶媒をさらに回収し、次いで、スクリューフィーダを介してプラスチック廃棄物前処理装置の外部加熱釜型溶解釜に送り、溶剤油を、定量ポンプを介して、前記溶剤油に対する前記プラスチック廃棄物の重量比率が1:10で、前記外部加熱釜型溶解釜に送り、また、廃棄FCC平衡触媒を、定量ポンプを介して、前記プラスチック廃棄物に対する前記前処理剤の重量比率が1:10で、前記外部加熱釜型溶解釜に送った。前記不純物除去処理温度は390℃であり、前記動作圧力は0.5MPaであり、撹拌パドルの回転速度は60r/分であり、前記溶解釜における前記塩素除去プラスチック廃棄物の滞留時間は30分であった。前記溶解釜は、並列に接続された2つの釜を含み;前記処理された混合物は、前記溶解釜の底部の排出口を通って高温ろ過器に通され、350℃で不溶性不純物を除去するために濾過され、不純物除去プラスチック含有溶液を得た。前記不純物除去プラスチック含有溶液中のプラスチック成分は、主にPEおよびPPであり、前記溶液は、前記プラスチック成分の濃度が約8.7%であり、塩素含有量が2.2μg/gであり、ケイ素含有量が1.7μg/gであり、および全金属含有量が3.6μg/gであった。
前記不純物除去プラスチック含有溶液を、一軸(single-screw)ポンプを用いてライザー反応器接触分解装置に送り、接触分解反応のための接触分解触媒と接触させ、反応生成物を分離して、ガス、ガソリン留分、ディーゼル留分、スラリー油および半成コークスを得た。
前記溶剤油は、蒸留範囲が150℃~338℃であり、全芳香族化合物含有量が76.8質量%であり、単環式芳香族化合物含有量が63.8質量%である、接触分解蒸留油であった。
前記接触分解触媒はGOR-Qであり、接触分解条件は、500℃の温度、0.15MPaの圧力、4の、油に対する触媒の比率、2.02秒の反応時間を含んでいた。
生成物収率およびいくつかの不純物の含有量を、表2に示す。
(実施例II-13)
接触分解装置に供給される供給原料が、不純物除去プラスチック含有溶液と、接触分解供給原料の混合供給原料、すなわち、ションリー(Shengli)油田のVGO(Shengli VGO)と、の重量比率1:1での混合供給原料であり、接触分解装置が従来の循環流動床装置であることを除いて、実施例II-12と同一の、プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置のためのプラスチック廃棄物B2原料、第1の有機溶媒および処理条件と、プラスチック廃棄物前処理装置のための溶剤油、前処理剤、および処理条件と、接触分解装置のための触媒および反応条件と、を用いて実験を行った。
接触分解装置に供給される供給原料が、不純物除去プラスチック含有溶液と、接触分解供給原料の混合供給原料、すなわち、ションリー(Shengli)油田のVGO(Shengli VGO)と、の重量比率1:1での混合供給原料であり、接触分解装置が従来の循環流動床装置であることを除いて、実施例II-12と同一の、プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置のためのプラスチック廃棄物B2原料、第1の有機溶媒および処理条件と、プラスチック廃棄物前処理装置のための溶剤油、前処理剤、および処理条件と、接触分解装置のための触媒および反応条件と、を用いて実験を行った。
本実施例では、再生器において失活触媒を再生し、装置の定常運転を維持する間に、供給原料油1トンの処理に必要な触媒の置換量を指標として用いることにより、本実施例における接触分解触媒の置換量を1.2kg/トンとした。
生成物収率およびいくつかの不純物の含有量を表2に示す。
(比較例II-1)
実施例II-12と同一の触媒および反応条件を用いて、接触分解装置でShengli VGOを反応させた。生成物収率およびいくつかの不純物の含有量を表2に示す。
実施例II-12と同一の触媒および反応条件を用いて、接触分解装置でShengli VGOを反応させた。生成物収率およびいくつかの不純物の含有量を表2に示す。
(比較例II-2)
プラスチック廃棄物前処理装置に前処理剤を使用しなかったこと以外は、実施例II-13と同一の、プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置のためのプラスチック廃棄物B2原料、第1の有機溶媒および処理条件と、プラスチック廃棄物前処理装置のための溶剤油および処理条件と、接触分解装置のための原料、触媒および反応条件と、を用いて実験を行った。
プラスチック廃棄物前処理装置に前処理剤を使用しなかったこと以外は、実施例II-13と同一の、プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置のためのプラスチック廃棄物B2原料、第1の有機溶媒および処理条件と、プラスチック廃棄物前処理装置のための溶剤油および処理条件と、接触分解装置のための原料、触媒および反応条件と、を用いて実験を行った。
この比較例の接触分解触媒の置換量は、1.22kg/トンであった。
生成物収率およびいくつかの不純物の含有量を表2に示す。
表2に示される結果から、本願の方法およびシステムは、得られる油製品における有害元素の相対含有量を大幅に低減し、適格な製品油を生成することができることが分かる。VGO中にいくらかのプラスチックが添加されるため、FCC装置中の乾燥ガス、液化ガスおよびコークスの収率はわずかに増加し、一方、ガソリンおよびディーゼル油の収率はわずかに減少することに留意すべきである。
本願は好ましい実施形態を参照して、上記で詳細に説明されているが、これらの実施形態に限定されることは意図されていない。本願の発明概念に従い、様々な変更を行うことができ、これらの変更は本願の範囲内でなされなければならない。
なお、上記実施の形態において説明した様々な技術的特徴を、矛盾なく、任意の適した方法において組み合わせることが可能であり、不必要な繰り返しを避けるために、本願では様々な可能な組み合わせについて説明しないことは留意すべきである。
また、本願の各実施形態は、本願の趣旨を逸脱しない範囲で任意に組み合わせることが可能であり、これらを組み合わせた実施形態を本願の開示内容とすべきである。
Claims (16)
- 以下の工程を含む、プラスチック廃棄物の前処理方法:
工程1)不純物除去のために、プラスチック廃棄物を、前処理剤および溶剤油と接触させる工程であって、
前記前処理剤は、腐植土、赤泥、精油装置からの廃棄触媒、カオリン、半成コークス、活性炭、ガス化灰およびガス化スラグ、またはそれらの組み合わせから選択され、
好ましくは、廃棄接触分解触媒、腐植土、活性炭、またはそれらの組み合わせから選択され、
任意に、アルカリ性酸化物を含む工程;および
工程2)工程1)の前記流出液を固液分離に供して、不溶性材料と不純物除去プラスチック含有溶液とを得る工程であって、
好ましくは、前記不純物除去プラスチック含有溶液は、5μg/g未満の金属含有量、20μg/g未満の塩素含有量、および3μg/g未満のケイ素含有量を有する工程。 - 以下の特徴の1つ以上を有する、請求項1に記載の方法:
工程1)の前記処理条件は、250℃~410℃、好ましくは320℃~390℃の処理温度と;0.1MPa~5MPa、好ましくは0.5MPa~4.0MPaの圧力と;10分~60分、好ましくは15分~45分の処理時間を含むこと;
工程1)で使用される前記溶剤油は、80℃~550℃の蒸留範囲、50質量%を超える全芳香族化合物含有量、および20質量%を超える、好ましくは40質量%を超える単環式芳香族化合物含有量を有すること;
工程1)で使用される前記プラスチック廃棄物に対する前記溶剤油の前記重量比率は、1:10~10:1、好ましくは1:1~7:1であること;
工程1)において使用される前記前処理剤は、75μm~150μmの範囲の粒径を有すること;
工程1)において使用される前記プラスチック廃棄物に対する前記前処理剤の前記重量比率は、1:10~2:1、好ましくは1:7~1:5であること;および、
工程1)において使用される前記プラスチック廃棄物は、予め洗浄、乾燥および破砕され、前記破砕されたプラスチック廃棄物は、1mm~200mm、好ましくは1mm~50mmの粒径を有すること。 - 工程2)の前記固液分離の前記動作温度は、250℃~410℃であり;
前記不純物除去プラスチック含有溶液は、3μg/g未満の金属含有量、1μg/g未満の塩素含有量、および1μg/g未満のケイ素含有量を有する、請求項1または2に記載の方法。 - 工程1)で使用される前記プラスチック廃棄物の少なくとも一部は、以下の工程を含む脱塩素化処理に供されたものである、請求項1~3のいずれか1項に記載の方法:
工程i)前記プラスチック廃棄物を、テトラヒドロフラン、ケトン溶媒、塩素化脂肪族炭化水素、またはそれらの組み合わせから選択される第1の有機溶媒に溶解させる工程;および
工程ii)工程i)で得られた前記混合物を固液分離に供し、塩素含有溶液と塩素除去プラスチック廃棄物とを得る工程。 - 以下の特徴の1つ以上を有する、請求項4に記載の方法:
工程i)において、前記プラスチック廃棄物を、前記第1の有機溶媒に50℃~100℃で30分間~60分間溶解させること;
工程i)において使用される前記第1の有機溶媒は、テトラヒドロフランとケトン溶媒との任意の重量比率での混合溶媒であり、好ましくは前記第1の有機溶媒は、テトラヒドロフランとケトン溶媒との重量比率1:3~3:1、より好ましくは1:2~2:1での混合溶媒であり、前記ケトン溶媒は、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン、またはそれらの組み合わせから選択され、好ましくはメチルエチルケトン、シクロヘキサノン、またはそれらの組み合わせから選択され、より好ましくはメチルエチルケトンであること;および、
工程i)で使用される前記プラスチック廃棄物に対する前記第1の有機溶媒の重量比率は、1:10~10:1であること。 - 前記脱塩素化処理は、さらに以下の工程を含む、請求項4または5に記載の方法:
工程iii)工程ii)で得られた前記塩素含有溶液を析出処理および分離に供して、プラスチック粒子および回収された第1の有機溶媒を得る工程であって、前記析出処理は、逆抽出、単蒸留、フラッシュ蒸発、精留またはそれらの組み合わせから選択され、
好ましくは、前記析出処理は、逆抽出結合蒸留であり、前記逆抽出溶媒は水であり、前記逆抽出温度は70℃~100℃であり、前記蒸留温度は80℃~100℃である工程。 - 以下の工程をさらに含む、請求項1~6のいずれか1項に記載の方法:
工程3)工程2)で得られた前記不溶性材料を、溶媒抽出のために第2の有機溶媒と接触させ、得られた前記生成物を固液分離に供して、固体材料および液体材料を得る工程であって、前記第2の有機溶媒は、ベンゼン、トルエン、トリクロロメタン、シクロヘキサノン、酢酸エチル、酢酸ブチル、二硫化炭素、テトラヒドロフラン、ガソリンまたはそれらの組み合わせから選択される工程;
工程4)工程3)で得られた前記固体材料を処理して、前記前処理剤を回収し、前記回収された前処理剤の少なくとも一部を、工程1)に再生利用する工程であって、前記処理は、スクリーニング、再生、またはそれらの組み合わせから選択される工程;および
工程5)工程3)で得られた前記液体材料を析出処理および分離に供して、固体プラスチック粒子および回収された第2の有機溶媒を得る工程であって、前記析出処理は、逆抽出、単蒸留、フラッシュ蒸発、精留またはそれらの組み合わせから選択される工程。 - 前記プラスチック廃棄物は、生鮮家庭ごみ中のプラスチック廃棄物、産業および農業生産からのプラスチック廃棄物、熟成ごみ中のプラスチック廃棄物、またはそれらの組み合わせから選択され、
前記プラスチック廃棄物は、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)およびポリ塩化ビニル(PVC)プラスチック、またはそれらの組み合わせから選択される1つ以上を含む、請求項1~7のいずれか1項に記載の方法。 - プラスチック廃棄物前処理装置と固液分離装置とを含み、
前記プラスチック廃棄物前処理装置は、プラスチック廃棄物注入口と、任意の塩素除去プラスチック廃棄物注入口と、前処理剤注入口と、溶剤油注入口と、前処理流出液排出口とを備え、
前記固液分離装置は、注入口と、不溶性材料排出口と、不純物除去プラスチック含有溶液排出口とを備え、
前記プラスチック廃棄物前処理装置の前記前処理流出液排出口は前記固液分離装置の前記注入口と連通している、請求項1~8のいずれか1項に記載のプラスチック廃棄物の前処理方法を実施するためのプラスチック廃棄物前処理システム。 - プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置および脱塩素化-分離装置をさらに含み、
前記プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置は、プラスチック廃棄物注入口、第1の有機溶媒注入口および溶解流出液排出口を備え、
前記脱塩素化-分離装置は、注入口、塩素含有溶液排出口および塩素除去プラスチック廃棄物排出口を備え、
前記プラスチック廃棄物溶解-脱塩素化装置の前記溶解流出液排出口は、前記脱塩素化-分離装置の前記注入口と連通し、前記脱塩素化-分離装置の前記塩素除去プラスチック廃棄物排出口は、前記プラスチック廃棄物前処理装置の前記塩素除去プラスチック廃棄物注入口と連通している、請求項9に記載のシステム。 - 塩素含有溶液注入口、プラスチック粒子排出口、および回収された第1の有機溶媒排出口を備えた第1の溶媒回収装置をさらに含み、
前記脱塩素化-分離装置の前記塩素含有溶液排出口は、前記第1の溶媒回収装置の前記塩素含有溶液注入口と連通している、請求項10に記載のシステム。 - 抽出装置と、前処理剤回収装置と、第2の溶媒回収装置と、をさらに含む、請求項9~11のいずれか1項に記載のシステムであって;
前記抽出装置は、不溶性材料注入口、第2の有機溶媒注入口、固体材料排出口および液体材料排出口を備え、
前記固液分離装置の前記不溶性材料排出口は、前記抽出装置の前記不溶性材料注入口と連通しており;
前記前処理剤回収装置は、固体材料注入口と循環前処理剤排出口とを備え、
前記抽出装置の前記固体材料排出口は、前記前処理剤回収装置の前記固体材料注入口と連通し、
前記前処理剤回収装置の前記循環前処理剤排出口は、前記プラスチック廃棄物前処理装置の前記前処理剤注入口と連通しており;
前記第2の溶媒回収装置は、液体材料注入口と、固体プラスチック粒子排出口と、回収された第2の有機溶媒排出口とを備え、前記抽出装置の前記液体材料排出口は、前記第2の溶媒回収装置の前記液体材料注入口と連通するシステム。 - 以下の工程を含む、プラスチック廃棄物から自動車燃料を製造するための方法:
工程I)請求項1~8のいずれか1項に記載の方法でプラスチック廃棄物を前処理すること、または、請求項9~12のいずれか1項に記載のプラスチック廃棄物前処理システムを使用することにより、不純物除去プラスチック含有溶液を得る工程;
工程II)前記不純物除去プラスチック含有溶液および任意の接触分解供給原料を、反応のための接触分解触媒と接触させる工程;および
工程III)工程II)の前記反応生成物を分離して、ガソリン留分および/またはディーゼル留分を得る工程。 - 工程II)で使用される前記接触分解触媒は、ゼオライト、無機酸化物結合剤、および任意で粘土を含み;
前記触媒の総重量に基づいて、
前記ゼオライトは、5重量%~50重量%の量で存在し、
前記無機酸化物は5重量%~90重量%の量で存在し、
前記粘土は0重量%~70重量%の量で存在し;
前記ゼオライトは、希土類含有または希土類フリーのYまたはHYゼオライト、希土類含有または希土類フリーの超安定Yゼオライト、MFI構造を有するゼオライト、またはそれらの組合せからなる群から選択される、請求項13に記載の方法。 - 工程II)において使用される前記反応条件は、
反応温度460℃~530℃、反応圧力0.1MPa~0.4MPa、油に対する触媒の比率5~10、および反応時間2秒~4秒を含む、請求項13または14に記載の方法。 - 請求項9~12のいずれか1項に記載のプラスチック廃棄物前処理システムと、接触分解装置と、を含む、請求項13~15のいずれか1項に記載のプラスチック廃棄物から自動車燃料を製造する方法を実施するためのシステムであって;
前記接触分解装置は、不純物除去プラスチック含有溶液注入口と、任意の接触分解供給原料注入口と、少なくとも1つの排出口とを備え、
前記プラスチック廃棄物前処理システムの前記固液分離装置の前記不純物除去プラスチック含有溶液排出口は、前記接触分解装置の前記不純物除去プラスチック含有溶液注入口と連通しているシステム。
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