JP2908778B1 - ポリエチレンテレフタレートからのモノマー回収方法 - Google Patents

ポリエチレンテレフタレートからのモノマー回収方法

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千代志 神澤
猛 菅田
勝人 大竹
雅之 津組
治久 首藤
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  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
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Abstract

【要約】 【課題】人体および自然環境等に対して無害であり、か
つ、モノマーの分離および回収等が簡単に工業的に有利
な条件で行える、ポリエチレンテレフタレートからのモ
ノマー回収方法を提供する。 【解決手段】ポリエチレンテレフタレートを超臨界エタ
ノールと反応させることにより、モノマーであるテレフ
タル酸ジエチルおよびエチレングリコールを得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリエチレンテレ
フタレートからこのモノマー成分であるテレフタル酸ジ
エチルとエチレングリコールとを回収する方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】ポリエチレンテレフタレート(以下、P
ETと言う)は、飲料水を充填するための容器、いわゆ
るペットボトルとして広く利用されている。このような
ペットボトルの多くは、現在のところ、使用後において
廃棄物として埋立処理および/または焼却処理等されて
いる。省資源および環境保護等の観点において、このよ
うな処理が好ましくないのは明らかであるため、PET
を分解しPETの原料となるモノマーを製造する様々な
方法が提案されている。
【0003】たとえば、次記(1)〜(5)の方法等で
ある。 (1)気相または液相下において、メタノールを用いて
PETを解重合してテレフタル酸ジメチルを生成させる
メタノリシス法。 (2)エチレングリコールを用いてPETを解重合し、
反応中間体であるテレフタル酸ビスヒドロキシエチルを
生成させてポリマー原料として使用するグリコリシス
法、あるいは、前記生成したテレフタル酸ビスヒドロキ
シエチルをメタノールを用いてテレフタル酸ジメチルに
変換するエステル交換法。 (3)アルカリ水溶液を用いてPETを加水分解し、こ
の加水分解により生成するテレフタル酸金属塩を酸を用
いて中和し、テレフタル酸を析出させる加水分解法。 (4)超臨界水を用いてPETを加水分解してテレフタ
ル酸を得る方法。 (5)超臨界メタノールを用いてPETを分解して、テ
レフタル酸ジメチルとエチレングリコールとを得る方
法。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
(1)の方法は、反応温度が450K前後と低いため、
反応を長時間行う必要があり、かつ反応促進のために酢
酸亜鉛等の触媒を用いなければならないため、工業的に
不利である。上記(2)の方法は、上記(1)の方法と
同様に触媒を用いなければならないと共に、反応工程が
複雑である。上記(3)および(4)のPETを加水分
解する方法においては、テレフタル酸の精製がテレフ
タル酸ジメチルおよび/またはテレフタル酸ビスヒドロ
キシエチルの精製に比べて難しいため、廃PET中の種
々の添加物が回収テレフタル酸中に混入してしまう、
上記(4)の方法では反応条件が、650K以上かつ3
0MPa以上という高温・高圧の過酷条件であると共
に、生成したテレフタル酸が水溶液中で酸触媒として作
用し、もう一方のモノマーであるエチレングリコールを
分解するためモノマーの完全回収が実質上不可能とな
る、等の問題点がある。また、(5)の方法において
は、メタノールは人体および自然環境等に対して有害
な物質である、メタノールに対するテレフタル酸ジメ
チルの溶解度は低く、分解および冷却の後に沈殿するた
め未分解PETと生成したテレフタル酸ジメチルとが混
合してしまい、未分解PETと生成したテレフタル酸ジ
メチルとの分離工程が複雑になり、反応槽内に析出(沈
殿)したテレフタル酸ジメチルの回収工程も当然複雑に
なる、等の問題点がある。
【0005】したがって、本発明の課題は、人体および
自然環境等に対して無害であり、かつ、モノマーの分離
および回収等が簡単に工業的に有利な条件で行える、ポ
リエチレンテレフタレートからのモノマー回収方法を提
供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決した本発
明の請求項1記載の発明は、ポリエチレンテレフタレー
トを超臨界エタノールと反応させることにより、テレフ
タル酸ジエチルおよびエチレングリコールを得ることを
特徴とする、ポリエチレンテレフタレートからのモノマ
ー回収方法である。
【0007】この方法によれば、エタノールを用いるた
め人体および自然環境等に対して無害であり、エタノー
ルに対する生成モノマーであるテレフタル酸ジエチルの
溶解度が高いためモノマーの分離および回収等が簡単に
工業的に有利な条件で行うことができる。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明は、臨界温度である51
3.9Kを超え、かつ、臨界圧力である6.14MPa
を超えた超臨界エタノールを用いてPETを分解し、こ
の分解により得られるモノマーであるテレフタル酸ジエ
チルおよびエチレングリコールを回収する方法である。
本発明によれば、エタノールは人体および自然環境等
に対して無害である、エタノールに対する生成モノマ
ーであるテレフタル酸ジエチルの溶解度が高いため、反
応(分解)および冷却後にエタノール中に沈殿する物質
は未反応PETのみとなり、そのためテレフタル酸ジエ
チルの分離および回収等が容易に行える、生成物であ
るテレフタル酸ジエチルは、上述した(5)の従来の方
法により生成されるテレフタル酸ジメチルに比べてはる
かに高価であり、かつ、融点が低い等の理由によりエン
ジニアリングプラスチックの原料とすることが比較的容
易にできる、等の工業的利点を得ることができるもので
ある。
【0009】具体的には、被処理原料であるPETとエ
タノールとを反応容器に充填し、次にこの反応容器を加
熱炉において、エタノールの臨界温度以上の温度条件お
よび臨界圧力以上の圧力条件、すなわち超臨界条件、と
なるように加熱する。超臨界条件に達した後、所定の反
応時間経過後において、反応容器中の生成物を取り出
し、この生成物を蒸留および晶析等の分離工程に供す
る。分離工程において、モノマーであるテレフタル酸ジ
エチルおよびエチレングリコールを、これらが溶解して
いるエタノールから分離精製して回収するものである。
さらに、ポリエチレンテレフタレートの分解反応におい
て用いられたエタノールも回収し、回収したエタノール
はPET分解用試薬として再利用する。
【0010】被処理原料であるPETは、粉砕して反応
容器に充填するのが好ましい。
【0011】エタノールの好ましい超臨界条件は、51
3.9〜673Kおよび3〜20MPaであり、より好
ましくは、573〜623Kおよび5〜15MPaであ
る。
【0012】反応容器内の圧力は、反応容器に充填され
たエタノールの重量を調整することにより、前記範囲内
になるように調整する。具体的には、約25ccの反応
容器において、エタノールを約3.5〜10g充填する
ことにより反応容器内の圧力を3〜20MPaとするこ
とができ、またエタノールを約5〜8g充填することに
より反応容器内の圧力を好適な5〜15MPaとするこ
とができる。
【0013】以下、実施例に基づいて、本発明の効果を
明らかにする。
【0014】PET0.5gと所定量のエタノールとを
反応容器に充填し、温度623Kおよび圧力5.39〜
20.10MPaの条件、かつ無触媒の条件下におい
て、反応時間30分で上述した方法によりPETの分解
を行った。このPETの分解反応における実施例1〜5
の実施条件およびその結果(テレフタル酸ジエチル収率
およびエチレングリコール収率)を表1に示す。表1に
おいて、収率は(1)式を用いて求めたものであり、ま
た、かっこ内に示す収率は(2)式を用いて求めたもの
である。
【0015】
【表1】
【0016】
【数1】
【0017】表1から明らかなように、30分という短
い反応時間において、PETのモノマーであるテレフタ
ル酸ジエチルおよびエチレングリコールをほぼ理論収量
で回収することができた。また、テレフタル酸ジエチル
のエタノールに対する溶解度が高いため、PET分解反
応後の反応溶液冷却後において反応溶液中に沈殿する物
質は未分解PETのみとなり、テレフタル酸ジエチルの
反応溶液からの分離および回収が容易であった。
【0018】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、人体お
よび自然環境等に対して無害であるエタノールを用いて
PETの分解を短時間で行うことができ、かつ、PET
の分解により生成したモノマーの分離および回収等が容
易に工業的に有利な条件で行える。また、本発明によれ
ば、モノマーの収率は高く、かつ、得られたモノマーは
容易にエンジニアリングプラスチック等の原料として再
利用できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅田 猛 茨城県つくば市東1丁目1番 工業技術 院物質工学工業技術研究所内 (72)発明者 大竹 勝人 茨城県つくば市東1丁目1番 工業技術 院物質工学工業技術研究所内 (72)発明者 津組 雅之 茨城県つくば市東1丁目1番 工業技術 院物質工学工業技術研究所内 (72)発明者 首藤 治久 東京都中央区日本橋本石町4丁目4番20 号 三井第二別館 新日本空調株式会社 内 審査官 渡辺 陽子 (56)参考文献 特開 平9−249597(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C07C 27/02 C07C 31/20 C07C 67/03 C07C 69/82

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリエチレンテレフタレートを超臨界エタ
    ノールと反応させることにより、テレフタル酸ジエチル
    およびエチレングリコールを得ることを特徴とする、ポ
    リエチレンテレフタレートからのモノマー回収方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2007076384A3 (en) * 2005-12-29 2007-08-23 Bp Corp North America Inc Ethanolysis of pet to form det and oxidation thereof

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