JP2957147B2

JP2957147B2 - 炭化水素油の製造方法

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Publication number: JP2957147B2
Application number: JP14682997A
Authority: JP
Inventors: 南己伊藤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-06-04
Filing date: 1997-06-04
Publication date: 1999-10-04
Anticipated expiration: 2017-06-04
Also published as: JPH10330764A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、炭化水素油および
その製造方法に関するものである。さらに詳しくは、本
発明は、例えば、ポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹
脂等の合成樹脂廃棄物（廃プラスチック）等の合成樹脂
から、ワックス状物質を経由して炭化水素油を低コスト
で製造する方法、並びに、その製造方法によって得られ
る炭化水素油に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、自治体においては、産業廃棄物を
廃棄する埋め立て処分地の確保が困難となっており、そ
れゆえ、産業廃棄物の処理方法が種々検討されている。
該処理方法としては、従来より、省資源化や産業廃棄物
の再資源化、つまり、産業廃棄物を減少させると共に該
産業廃棄物のリサイクルを図ることによって環境問題を
解決するために、産業廃棄物である合成樹脂廃棄物等の
合成樹脂を熱分解して、炭化水素油を製造する方法が種
々実施されている。

【０００３】合成樹脂から炭化水素油を製造する上記従
来の方法としては、例えば、合成樹脂を耐熱・耐圧容器
に密封して加熱することにより熱分解して炭化水素油を
製造する、いわゆる乾留方法、或いは、流動層による熱
分解方法が知られている。これら方法においては、合成
樹脂を液化（油化）して直接、炭化水素油を製造してい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法では、外部から加熱することにより合成樹脂を
熱分解して、炭化水素油を製造している。このため、該
熱分解によって炭化水素油を製造するには、多量の熱エ
ネルギ、例えば、重油を燃焼して得られる火力や電力を
必要とする。つまり、上記従来の方法では、炭化水素油
を製造するのに多量の熱エネルギを外部から供給しなけ
ればならない。具体的には、上記従来の方法では、得ら
れる炭化水素油の販売価格に対して、５倍程度の処理費
（コスト）が掛かってしまうので、合成樹脂を安価に処
理することができない。このように、上記従来の方法
は、採算性に劣っており、炭化水素油を低コストで製造
することができないという問題点を有している。それゆ
え、産業廃棄物である合成樹脂廃棄物等の合成樹脂を低
コストで処理する方法（採算性に優れた処理方法）、即
ち、炭化水素油を低コストで製造することができる方法
が求められている。

【０００５】本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされ
たものであり、その目的は、例えば、ポリエチレン樹脂
やポリプロピレン樹脂等の合成樹脂廃棄物（廃プラスチ
ック）等の合成樹脂から、ワックス状物質を経由して炭
化水素油を低コストで製造する方法を提供することにあ
る。また、他の目的は、該製造方法によって得られる炭
化水素油を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明の炭
化水素油の製造方法は、上記の課題を解決するために、
原料物質である合成樹脂を燃焼用バスケットに投入し、
該合成樹脂の一部を燃焼させることで残りを溶融させる
と共に、その一部を熱分解させることで低分子化して液
化し、それらの混合物である溶融物を酸欠状態の触媒槽
に滴下させることにより、溶融物における熱分解されて
いない合成樹脂や熱分解の不充分な合成樹脂を熱分解
し、低分子化してワックス状物質を得る一方、溶融状態
となっているワックス状物質の一部が気化して発生した
可燃性の高熱ガスを上記燃焼用バスケットで燃焼させる
ことにより、燃焼用バスケット内の温度を所定温度に制
御してワックス状物質を得ると共に、上記ワックス状物
質を受け溜める受溜用タンクから該ワックス状物質の一
部を抜き出して、高熱ガスを上記燃焼用バスケットで燃
焼させて得られた熱エネルギを用いて加熱し、酸欠状態
で熱分解して液化することにより、常温で液状の炭化水
素油を得ることを特徴としている。

【０００７】請求項２記載の発明の炭化水素油の製造方
法は、上記の課題を解決するために、原料物質である合
成樹脂を燃焼用バスケットに投入し、該合成樹脂の一部
を燃焼させることで残りを溶融させると共に、その一部
を熱分解させることで低分子化して液化し、それらの混
合物である溶融物を酸欠状態の触媒槽に滴下させること
により、溶融物における熱分解されていない合成樹脂や
熱分解の不充分な合成樹脂を熱分解し、低分子化してワ
ックス状物質を得る一方、溶融状態となっているワック
ス状物質の一部が気化して発生した可燃性の高熱ガスを
上記燃焼用バスケットで燃焼させることにより、燃焼用
バスケット内の温度を所定温度に制御するという方法に
よって得られるワックス状物質を、燃焼用バスケットの
外周に沿って流通させて加熱し、酸欠状態で熱分解して
液化することにより、常温で液状の炭化水素油を得るこ
とを特徴としている。

【０００８】上記の方法によれば、例えば、ポリエチレ
ン樹脂やポリプロピレン樹脂等の合成樹脂廃棄物（廃プ
ラスチック）等の合成樹脂を酸欠状態で熱分解して液化
することによってワックス状物質を一旦、製造した後、
該ワックス状物質を酸欠状態で熱分解して液化（油化）
することにより、常温で液状の炭化水素油を製造する。
上記合成樹脂並びにワックス状物質の熱分解に必要な熱
エネルギは、溶融状態となっているワックス状物質の一
部が気化して発生した可燃性の高熱ガスを燃焼させるこ
とによって得ることができる。つまり、上記の方法によ
れば、炭化水素油を製造するに際し、多量の熱エネルギ
を外部から供給する必要が無いので、従来の方法と比較
して処理費（コスト）が掛からず、それゆえ、合成樹脂
を安価に処理することができる。従って、多量の熱エネ
ルギを外部から供給する従来の方法と比較して、合成樹
脂、或いは、該合成樹脂から製造されたワックス状物質
から、炭化水素油を簡単にかつ低コストで製造すること
ができる。これにより、産業廃棄物である合成樹脂廃棄
物等の合成樹脂を低コストで処理する方法（採算性に優
れた処理方法）、即ち、炭化水素油を低コストで製造す
ることができる方法を提供することができる。

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態について図
１ないし図５に基づいて説明すれば、以下の通りであ
る。

【００１２】本実施の形態にかかる炭化水素油の製造方
法は、原料物質である合成樹脂を燃焼用バスケットに投
入し、該合成樹脂の一部を燃焼させることで残りを溶融
させると共に、その一部を熱分解させることで低分子化
して液化し、それらの混合物である溶融物を酸欠状態の
触媒槽に滴下させることにより、溶融物における熱分解
されていない合成樹脂や熱分解の不充分な合成樹脂を熱
分解し、低分子化してワックス状物質を得る一方、溶融
状態となっているワックス状物質の一部が気化して発生
した可燃性の高熱ガスを上記燃焼用バスケットで燃焼さ
せることにより、燃焼用バスケット内の温度を所定温度
に制御してワックス状物質を得ると共に、上記ワックス
状物質を受け溜める受溜用タンクから該ワックス状物質
の一部を抜き出して酸欠状態で熱分解して液化（油化）
することにより、常温で液状の炭化水素油を得る方法で
ある。また、本実施の形態にかかる炭化水素油の製造方
法は、上記方法によって得られるワックス状物質を、酸
欠状態で熱分解して液化（油化）することにより、常温
で液状の炭化水素油を得る方法である。上記のワックス
状物質は、常温・常圧でワックス状を呈する物質であ
り、加熱溶融させた原料物質である合成樹脂を熱分解反
応させることにより得られる。尚、合成樹脂がポリオレ
フィンである場合には、ワックス状物質は、主成分が飽
和鎖式炭化水素の混合物である。

【００１３】上記の合成樹脂としては、例えば、無架橋
や低架橋、或いは高架橋のポリエチレン樹脂（ＬＤＰ
Ｅ、ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）等のポリ
オレフィンや、ポリスチレン樹脂（ＰＳ）等が挙げられ
るが、特に限定されるものではなく、熱分解反応させる
ことによりワックス状物質を得ることが可能な樹脂であ
ればよい。例えば、ワックス状物質は、ポリエチレン樹
脂やポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂等の合成樹
脂廃棄物から低コストで製造可能である。

【００１４】次に、炭化水素油の製造方法について、一
例を挙げて以下に説明する。炭化水素油の製造装置は、
図１に示すように、ワックス状物質製造装置１０、熱分
解用タンク１１、冷却装置１２、および受油槽１３等か
ら構成されている。ワックス状物質製造装置１０は、合
成樹脂を熱分解反応させることによってワックス状物質
を製造する。

【００１５】ワックス状物質製造装置１０は、図２に示
すように、ワックス状物質Ｃを受け溜める受溜用タンク
１を備えている。この受溜用タンク１は、支脚１ａ…に
よって支持されている。受溜用タンク１のタンク上端開
口部１ｂには、筒状の燃焼用バスケット２が一体的に載
架して固設されている。そして、燃焼用バスケット２の
側壁には、無数の空気導入孔２ｂ…が穿設されている。
また、燃焼用バスケット２の上端開口部２ｃは、開放状
態となっている。上記燃焼用バスケット２内の下部に
は、燃焼用バスケット２の下端開口部２ａを上方から塞
ぐようにして、凸状の原料受け皿であるロストル３が設
置されている。ロストル３には多数のロストル孔部３ａ
…が穿設されている。そして、ロストル３上に原料Ａ
（後述する）が載置される。

【００１６】また、燃焼用バスケット２の下部には、上
記の下端開口部２ａを下方から塞ぐようにして、閉塞し
た箱状の触媒槽４が取り付けられている。触媒槽４は、
その全壁が網目状部４ａを有している。上記の触媒槽４
内には、溶融物Ｂ（後述する）の熱分解反応を促進する
触媒、例えば白金や銅等の金属からなる線状触媒４ｂが
充填されている。そして、上記の溶融物Ｂは、線状触媒
４ｂ間を通過する。

【００１７】燃焼用バスケット２の外周には、燃焼用バ
スケット２に供給すべき空気量を調節するために、筒状
のエアーバランサー５が設置されている。このエアーバ
ランサー５は、燃焼用バスケット２から所定の間隔を置
いて設置されている。また、エアーバランサー５の下部
には、空気を導入するための開口部５ａが設けられてい
る。上記のエアーバランサー５の上部は開放状態となっ
ている。

【００１８】また、受溜用タンク１と燃焼用バスケット
２との間には、図示しない連通管が複数設置されてい
る。これら連通管は、受溜用タンク１にて発生するガス
を燃焼用バスケット２に送り出すためのポンプ（図示せ
ず）に接続されている。

【００１９】そして、受溜用タンク１の内底部１ｃに
は、溶融しているワックス状物質Ｃの温度を上昇させる
ために、パイプ状のヒーター６が設置されている。ヒー
ター６は、ワックス状物質Ｃを例えばガス加熱や電気加
熱、高周波加熱等の方法を用いて加熱する。また、受溜
用タンク１の内部には、ワックス状物質Ｃの温度を検出
する例えばバイメタルや熱電対等の温度センサ７が設置
されている。ヒーター６は、制御手段８により、ＯＮ／
ＯＦＦ制御若しくは比例制御される。制御手段８は、上
記の温度センサ７からの信号に基づいて、ワックス状物
質Ｃを所定温度に保つようにヒーター６を制御する。

【００２０】また、受溜用タンク１における、触媒槽４
が取り付けられている位置よりも下側の所定位置には、
図１に示すように、該受溜用タンク１内のワックス状物
質Ｃの一部を溶融状態および／または気化状態で熱分解
用タンク１１に連続的に抜き出すためのパイプ１０ａが
接続されている。パイプ１０ａには、該パイプ１０ａ内
を流通する溶融状態および／または気化状態のワックス
状物質Ｃを所定温度に保つためのリボンヒーター等のヒ
ーター（図示せず）、或いは保温材等が巻装されてい
る。

【００２１】図１に示すように、熱分解用タンク１１
は、パイプ１０ａを介して受溜用タンク１に接続されて
いる。該熱分解用タンク１１には、溶融状態および／ま
たは気化状態のワックス状物質Ｃを所定温度に保つため
のヒーター（図示せず）が設置されている。該ヒーター
は、ワックス状物質Ｃが溶融状態および／または気化状
態を維持することができるように、つまり、該ワックス
状物質Ｃを保温するように、熱エネルギを供給する。ま
た、熱分解用タンク１１の内部には、ワックス状物質Ｃ
の温度を検出するバイメタルや熱電対等の温度センサ
（図示せず）が設置されている。熱分解用タンク１１
は、受溜用タンク１から抜き出されたワックス状物質Ｃ
の一部を酸欠状態で連続的に熱分解して液化し、常温・
常圧で液状の炭化水素油に変換する。つまり、熱分解用
タンク１１は、合成樹脂を熱分解してなるワックス状物
質Ｃの一部を、酸欠状態で連続的にさらに熱分解し、よ
り一層低分子化して常温・常圧で液状の炭化水素油に変
換する。熱分解用タンク１１の出口側は、冷却装置１２
に接続されている。尚、パイプ１０ａは受溜用タンク１
の内底部１ｃに接続されておらず、熱分解用タンク１１
には、ワックス状物質Ｃの一部が抜き出されるだけであ
る。それゆえ、受溜用タンク１が空になることはない。

【００２２】冷却装置１２は、熱分解用タンク１１の出
口側に接続されており、該熱分解用タンク１１と受油槽
１３とを連結するパイプ１２ａと、該パイプ１２ａを水
没させて冷却するための水槽１２ｂとからなっている。
冷却装置１２は、パイプ１２ａ内を流通する高温の炭化
水素油を冷却し、凝縮させて液状にする。

【００２３】受油槽１３は、冷却装置１２のパイプ１２
ａの先端部に設けられており、冷却装置１２にて冷却・
凝縮された常温・常圧で液状の炭化水素油を回収して貯
蔵する。

【００２４】上記構成の製造装置を用いた炭化水素油の
製造方法について説明する。先ず、原料物質である例え
ばポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂等の合成樹脂
廃棄物（廃プラスチック）等の合成樹脂（以下、原料Ａ
と記す）を、燃焼用バスケット２内に所定量投入する。
次に、原料Ａに着火して燃焼させることで、つまり、合
成樹脂の一部を燃焼させることで残りを溶融させると共
に、その一部を熱分解させることで、低分子化して液化
する。そして、それらの混合物である溶融物Ｂをロスト
ル孔部３ａ…から滴下させ、触媒槽４の線状触媒４ｂ間
を通過させて、受溜用タンク１に滴下させる。

【００２５】このとき、触媒槽４内および受溜用タンク
１内の酸素は、溶融物Ｂと反応して速やかに消費され
る。このため、触媒槽４内および受溜用タンク１内は酸
欠状態となる。これにより、溶融物Ｂにおける熱分解さ
れていない樹脂や熱分解の不充分な樹脂は、主に触媒槽
４内で酸欠状態で熱分解し、低分子化してワックス状物
質Ｃとなる。ワックス状物質Ｃは、溶融状態で受溜用タ
ンク１に溜められる。

【００２６】溶融状態となっているワックス状物質Ｃ
は、ヒーター６によって加熱されると共に、温度センサ
７および制御手段８によって制御されることにより、そ
の溶融温度が所定温度に維持される。従って、上記のワ
ックス状物質Ｃは、酸欠状態となっており、かつ、溶融
温度が安定しているため、ワックス状物質Ｃの一部が気
化した可燃性のエチレンガス等の高熱ガスＧを安定的に
発生する。尚、ワックス状物質Ｃの溶融温度は、特に限
定されるものではないが、約５００℃〜６００℃となる
ように設定すればよい。

【００２７】このように発生量が制御された高熱ガスＧ
は、触媒槽４およびロストル３を通って上昇することに
より、若しくは図示しない連通管およびポンプを介し
て、前記原料Ａの燃焼場所である燃焼用バスケット２に
達する。そして、高熱ガスＧは、各空気導入孔２ｂ…か
ら導入される空気と混合されて燃焼する。このため、燃
焼用バスケット２内の温度は、所定温度に制御される。
これにより、燃焼用バスケット２に継続的に投入される
原料Ａの溶融・分解が持続する。また、高熱ガスＧが燃
焼用バスケット２に連続的に供給されることにより、該
燃焼用バスケット２内の酸素濃度が低くなる。このた
め、原料Ａの燃焼炎が小さくなり、原料Ａ、即ち、合成
樹脂の燃焼が或る程度に抑制されるので、原料Ａがより
一層効率的に溶融・分解される。

【００２８】尚、燃焼用バスケット２における内部温度
としては、１，１００℃程度が望ましい。また、ワック
ス状物質Ｃから、高熱ガスＧと共に微粒子状カーボンも
生成するが、生成した微粒子状カーボンは、燃焼用バス
ケット２内で全て燃焼される。このため、燃焼用バスケ
ット２内にカーボン煤が付着することはない。従って、
ワックス状物質Ｃにカーボン煤が混入することはない。

【００２９】上記の方法により、ワックス状物質が、投
入した合成樹脂に対して、８０重量％程度の収率で得ら
れる。つまり、投入した合成樹脂のうちの凡そ２０重量
％は、合成樹脂並びにワックス状物質の熱分解に必要な
熱エネルギを得るために、高熱ガスＧ等の熱源として消
費される。ワックス状物質は、融解した状態で無臭であ
る。尚、ワックス状物質製造装置は、上記例示の製造装
置に限定されるものではなく、例えば、特許番号第２１
１４７９１号に開示されている製造装置等を好適に用い
ることができる。即ち、ワックス状物質は、上記例示の
製造装置によって製造されるものに限定されない。ま
た、例えば、ワックス状物質製造装置は、いわゆるスケ
ールアップを図るために、１つの受溜用タンクに対し
て、燃焼用バスケットや触媒槽が各々複数個備えられた
（組み合わされた）構成となっていてもよい。これによ
り、熱効率がより一層改善されるので、合成樹脂をさら
に一層効率的に溶融・分解することができる。

【００３０】ここで、合成樹脂がポリオレフィンである
場合における、上記ワックス状物質が備えている諸物性
（物理的性質）等の一例について述べる。但し、ワック
ス状物質は、これら諸物性を備えている物質にのみ、限
定されるものではない。

【００３１】ワックス状物質の元素分析を、以下に示す
方法により行った。即ち、炭素、水素、窒素および硫黄
の各重量％と、総クロム、カドミウムおよび鉛の各含有
量（μｇ／ｇ）とを測定した。炭素、水素および窒素の
各重量％は、Ｃ，Ｈ，Ｎ計により測定した。硫黄の重量
％は、ＪＩＳＫ２５４１に基づき、燃焼管式石英管
酸素法で燃焼後、比濁法により測定した。総クロム、カ
ドミウムおよび鉛の各含有量は、原子吸光法により測定
した。各測定は、試験室温１９℃の条件下で行った。そ
の結果、炭素、水素および窒素は、この順に８４．５重
量％、１４．３重量％および０．２重量％であった。硫
黄は、０．０２重量％未満であった。総クロム、カドミ
ウムおよび鉛の各含有量は、それぞれ検出限界以下であ
った。

【００３２】また、ワックス状物質の分子量および分子
量分布を、以下に示す方法により測定した。即ち、ＧＰ
Ｃ法により数平均分子量（Ｍｎ）と重量平均分子量（Ｍ
ｗ）とを測定した。測定条件は、カラム：ＡＤ８０Ｍ／
Ｓ，移動相：ｏ−ジクロロベンゼン，検出器：ＩＲ
（３．４２μｍ），温度：１４０℃，流量：１．０ｍｌ
／ｍｉｎ，試料濃度：２．０ｍｇ／ｍｌとした。測定
は、試験室温２２℃の条件下で行った。その結果、数平
均分子量は、６．１×１０³であり、重量平均分子量
は、２．８×１０⁴であった。尚、図示しないが、分子
量分布曲線のピークは、低分子量側に若干偏っていた。

【００３３】さらに、ワックス状物質の融点、比重、お
よび溶融開始温度を、以下に示す方法により測定した。
即ち、ＪＩＳＫ７１２２に基づき、ＤＳＣ法により
融解ピーク温度 (℃) を測定した。試験機は、セイコー
電子工業株式会社製・ＤＳＳ−２２０Ｃを使用した。測
定条件は、昇温速度：１０℃／ｍｉｎとした。測定は、
試験室温２１℃の条件下で行った。その結果、融解ピー
ク温度は、１０９℃であった。また、ＪＩＳＫ７１
１２に基づき、水中置換法により比重を測定した。測定
は、試験室温２１℃の条件下で行った。その結果、比重
は、０．９３１であった。さらに、ＪＩＳＫ７２１
０に基づき、高化式フローテスターを使用して、昇温試
験により溶融開始温度 (℃) を測定した。測定条件は、
ダイ径：１ｍｍ，試験荷重：１０ｋｇｆ，昇温速度：３
℃／ｍｉｎとした。測定は、試験室温２１℃の条件下で
行った。その結果、溶融開始温度は、９７℃であった。

【００３４】次いで、上記の方法によって得られるワッ
クス状物質は、その一部が溶融状態および／または気化
状態で受溜用タンク１から熱分解用タンク１１に抜き出
され、該熱分解用タンク１１内で酸欠状態で連続的に熱
分解して液化される。この際、ワックス状物質の熱分解
には、溶融状態および／または気化状態となっているワ
ックス状物質自体が有する熱エネルギの一部が用いられ
る。従って、熱分解用タンク１１に設置されているヒー
ターは、該熱分解用タンク１１内におけるワックス状物
質が所定温度、具体的には約４５０℃〜５５０℃を維持
することができるように、該ワックス状物質に上記熱分
解に消費された熱エネルギに見合う熱エネルギを供給す
る。熱分解用タンク１１におけるワックス状物質の滞留
時間は、特に限定されるものではないが、３分間程度で
充分である。

【００３５】以上の方法により、常温・常圧で液状の炭
化水素油が、投入した合成樹脂に対して、８０重量％程
度の収率で連続的に得られる。該炭化水素油は、冷却装
置１２にて常温にまで冷却されることにより、凝縮して
液状となり、受油槽１３に回収・貯蔵される。尚、得ら
れた炭化水素油が例えば茶褐色を帯びている場合には、
必要に応じて、該炭化水素油をガス化した後、冷却する
という精製工程を適宜繰り返せばよい。これにより、殆
ど無色の炭化水素油を得ることができる。

【００３６】炭化水素油の製造装置は、図１に示される
構成にのみ限定されるものではない。例えば、熱分解用
タンク１１、並びに、受溜用タンク１と熱分解用タンク
１１とを接続するパイプ１０ａを設ける代わりに、図３
に示すように、受溜用タンク１と冷却装置１２とを接続
するパイプ１０ｂを設けることにより、炭化水素油の製
造装置を構成することもできる。該パイプ１０ｂは、受
溜用タンク１内のワックス状物質Ｃの一部を溶融状態お
よび／または気化状態で連続的に抜き出す。

【００３７】この場合、上記のパイプ１０ｂは、受溜用
タンク１における、触媒槽４が取り付けられている位置
よりも下側の所定位置（つまり、パイプ１０ａと同様の
位置）にその入口側を接続すると共に、パイプ１０ｂの
大部分を、燃焼用バスケット２の外周、即ち、燃焼用バ
スケット２とエアーバランサー５との隙間部分に巻装す
ればよい。そして、パイプ１０ｂにおける燃焼用バスケ
ット２の外周に巻装されていない部分には、該パイプ１
０ｂ内を流通する溶融状態および／または気化状態のワ
ックス状物質Ｃを所定温度に保つためのリボンヒーター
等のヒーター（図示せず）、或いは保温材等を巻装すれ
ばよい。上記の構成により、パイプ１０ｂ内を流通する
溶融状態および／または気化状態のワックス状物質に、
燃焼用バスケット２にて発生する熱エネルギが供給され
る。従って、該パイプ１０ｂが熱分解用タンクとしての
機能を果たすことになる。つまり、燃焼用バスケット２
にて発生する熱エネルギを用いて、より一層効率的にワ
ックス状物質を熱分解させることができる。

【００３８】さらに、炭化水素油の製造装置は、例え
ば、図１に示される構成と図３に示される構成とを組み
合わせた構成であってもよい。即ち、受溜用タンク１と
熱分解用タンク１１とを接続するパイプ１０ａを設ける
代わりに、図４に示すように、受溜用タンク１と熱分解
用タンク１１とを接続するパイプ１０ｂを設けることに
より、炭化水素油の製造装置を構成することもできる。
上記の構成により、パイプ１０ｂ並びに熱分解用タンク
１１の両方でワックス状物質を熱分解させることができ
る。つまり、さらに一層効率的にワックス状物質を熱分
解させることができる。

【００３９】原料として用いた合成樹脂がポリオレフィ
ンである場合には、ヘキサンやオクタン等の直鎖状炭化
水素を主成分とする炭化水素油が得られる。また、原料
として用いた合成樹脂がポリスチレン樹脂である場合に
は、スチレンやトルエン、エチルベンゼン等の芳香族炭
化水素を主成分とする炭化水素油が得られる。

【００４０】例えば、合成樹脂としてポリオレフィンを
用いて得られる炭化水素油は、黄色ないしは褐色であ
り、その炭素含有量、水素含有量および窒素含有量は、
この順に８７．６４重量％〜８９．４４重量％、９．０
８重量％〜１１．６８重量％、および０．０１重量％で
ある。また、硫黄分は、痕跡程度である。さらに、該炭
化水素油の比重は０．８４４６〜０．９１９６であり、
引火点は３４℃〜４０℃である。また、炭化水素油の発
熱量は、総発熱量が１０，１９０ｋｃａｌ／ｋｇ〜１
０，６７０ｋｃａｌ／ｋｇであり、真発熱量が９，７０
０ｋｃａｌ／ｋｇ〜１０，０４０ｋｃａｌ／ｋｇであ
る。それゆえ、上記の炭化水素油は、例えば燃料として
好適に用いることができる。

【００４１】尚、上記の方法においては、ワックス状物
質製造装置１０で得られたワックス状物質を熱分解用タ
ンク１１に直ちに供給して熱分解させる場合を例に挙げ
て説明したが、例えば、ワックス状物質製造装置１０を
用いてワックス状物質を予め製造した後、該ワックス状
物質を溶融状態および／または気化状態で熱分解用タン
ク１１に供給して熱分解させることもできる。この場
合、ワックス状物質を溶融状態および／または気化状態
にするのに必要な熱エネルギは、例えば、ワックス状物
質製造装置１０を用いて新たに別のワックス状物質を製
造する際に発生する熱エネルギを用いればよい。これに
より、従来の製造方法のように、炭化水素油を製造する
のに多量のエネルギを供給する必要が無いので、炭化水
素油を低コストで製造することができる。

【００４２】本実施の形態にかかる炭化水素油の製造方
法は、以上のように、原料物質である合成樹脂を燃焼用
バスケットに投入し、該合成樹脂の一部を燃焼させるこ
とで残りを溶融させると共に、その一部を熱分解させる
ことで低分子化して液化し、それらの混合物である溶融
物を酸欠状態の触媒槽に滴下させることにより、溶融物
における熱分解されていない合成樹脂や熱分解の不充分
な合成樹脂を熱分解し、低分子化してワックス状物質を
得る一方、溶融状態となっているワックス状物質の一部
が気化して発生した可燃性の高熱ガスを上記燃焼用バス
ケットで燃焼させることにより、燃焼用バスケット内の
温度を所定温度に制御してワックス状物質を得ると共
に、上記ワックス状物質を受け溜める受溜用タンクから
該ワックス状物質の一部を抜き出して酸欠状態で熱分解
して液化（油化）することにより、常温で液状の炭化水
素油を得る方法である。また、本実施の形態にかかる炭
化水素油の製造方法は、以上のように、上記方法によっ
て得られるワックス状物質を、酸欠状態で熱分解して液
化（油化）することにより、常温で液状の炭化水素油を
得る方法である。

【００４３】上記の方法によれば、例えば、ポリエチレ
ン樹脂やポリプロピレン樹脂等の合成樹脂廃棄物（廃プ
ラスチック）等の合成樹脂を酸欠状態で熱分解して液化
することによってワックス状物質を一旦、製造した後、
該ワックス状物質を酸欠状態で熱分解して液化（油化）
することにより、常温で液状の炭化水素油を製造する。
上記合成樹脂並びにワックス状物質の熱分解に必要な熱
エネルギは、溶融状態となっているワックス状物質の一
部が気化して発生した可燃性の高熱ガスを燃焼させるこ
とによって得ることができる。つまり、上記の方法によ
れば、炭化水素油を製造するに際し、多量の熱エネルギ
を外部から供給する必要が無いので、従来の方法と比較
して処理費（コスト）が掛からず、それゆえ、合成樹脂
を安価に処理することができる。従って、多量の熱エネ
ルギを外部から供給する従来の方法と比較して、合成樹
脂、或いは、該合成樹脂から製造されたワックス状物質
から、炭化水素油を簡単にかつ低コストで製造すること
ができる。これにより、産業廃棄物である合成樹脂廃棄
物等の合成樹脂を低コストで処理する方法（採算性に優
れた処理方法）、即ち、炭化水素油を低コストで製造す
ることができる方法を提供することができる。また、産
業廃棄物である合成樹脂廃棄物等の合成樹脂、或いは、
該合成樹脂から製造されたワックス状物質から、低コス
トで製造された炭化水素油を提供することができる。該
炭化水素油は、例えば燃料として好適に用いることがで
きる。

【００４４】ここで、図２に示される構成のワックス状
物質製造装置１０を用いた、より具体的なワックス状物
質の製造方法を、一例を挙げて説明する。尚、以下に説
明する具体例においては、図５に示すように、ワックス
状物質製造装置１０における燃焼用バスケット２の上端
開口部２ｃの上部に、余剰の熱エネルギを水を加熱する
ことによって回収する温水器１５を設置すると共に、該
温水器１５の上部に、排出ガス中の塵を除去する洗浄集
塵器１６を設置した。そして、燃焼用バスケット２の大
きさを、直径３００ｍｍ、高さ２００ｍｍとし、温水器
１５の容量を９０Ｌとした。また、燃焼用バスケット２
に供給する空気比を２．８０とした。

【００４５】合成樹脂として高架橋のポリエチレン樹脂
（ＨＤＰＥ）を用い、該樹脂を燃焼用バスケット２に連
続的に供給することにより、ワックス状物質の製造を開
始した。そして、受溜用タンク１内に所定量のワックス
状物質が溜まることにより、装置が定常状態となった時
点で、上記の樹脂を供給量１０ｋｇ／ｈで燃焼用バスケ
ット２に供給したところ、ワックス状物質が８ｋｇ／ｈ
で得られた（粗収率８０重量％）。受溜用タンク１内の
平均温度は３２０℃であり、排出ガスの温度は３００℃
であり、温水器１５の水温は１時間で１５℃から８５℃
に昇温した。また、排出ガス量は、６６ｍ³／ｈであ
り、その組成は、Ｎ₂が７８．３８％、Ｏ₂が１３．４
５％、ＣＯ₂が４．２３％、ＣＯが０．０％、Ｈ₂Ｏが
３．９４％であった。該排出ガスの組成から、ポリエチ
レン樹脂の燃焼率が１７．４％であり、ワックス状物質
の収率が８２．６％であることが判った。

【００４６】また、排出ガス中の塵の濃度は０．０６ｇ
／ｍ³（Ｏ₂％換算値）であり、硫黄酸化物の濃度は１
３ｐｐｍであり、窒素酸化物の濃度は５ｐｐｍ（Ｏ₂％
換算値）であった。尚、乾燥状態の上記排出ガス量は、
６３ｍ³／ｈであり、その組成は、Ｎ₂が８１．６％、
Ｏ₂が１４．０％、ＣＯ₂が４．４％、ＣＯが０．０％
であった。

【００４７】一方、燃焼用バスケット２等で発生した熱
量は、ポリエチレン樹脂の２０重量％が燃焼しており、
該樹脂の発熱量が１１，０４０ｋｃａｌ／ｋｇであるこ
とから、２２，０８０ｋｃａｌ／ｈであることが判る。
これに対し、温水器１５にて回収された熱量は６，３０
０ｋｃａｌ／ｈであり、排出ガスと共に排出された熱量
（顕熱）は、乾燥状態の排出ガスの比熱を０．３３ｋｃ
ａｌ／ｍ³℃として、凡そ６，２００ｋｃａｌ／ｈであ
った。また、ワックス状物質が有する熱量は、平均比熱
を１ｋｃａｌ／ｋｇ℃として、凡そ２，５００ｋｃａｌ
／ｈであった。従って、ポリエチレン樹脂をワックス状
物質に熱分解するのに要した熱量と、損失した熱量との
合計は、凡そ７，０００ｋｃａｌ／ｈであることが判っ
た。

【００４８】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の炭化水素油の製
造方法は、以上のように、原料物質である合成樹脂を燃
焼用バスケットに投入し、該合成樹脂の一部を燃焼させ
ることで残りを溶融させると共に、その一部を熱分解さ
せることで低分子化して液化し、それらの混合物である
溶融物を酸欠状態の触媒槽に滴下させることにより、溶
融物における熱分解されていない合成樹脂や熱分解の不
充分な合成樹脂を熱分解し、低分子化してワックス状物
質を得る一方、溶融状態となっているワックス状物質の
一部が気化して発生した可燃性の高熱ガスを上記燃焼用
バスケットで燃焼させることにより、燃焼用バスケット
内の温度を所定温度に制御してワックス状物質を得ると
共に、上記ワックス状物質を受け溜める受溜用タンクか
ら該ワックス状物質の一部を抜き出して、高熱ガスを上
記燃焼用バスケットで燃焼させて得られた熱エネルギを
用いて加熱し、酸欠状態で熱分解して液化することによ
り、常温で液状の炭化水素油を得る方法である。

【００４９】本発明の請求項２記載の炭化水素油の製造
方法は、以上のように、原料物質である合成樹脂を燃焼
用バスケットに投入し、該合成樹脂の一部を燃焼させる
ことで残りを溶融させると共に、その一部を熱分解させ
ることで低分子化して液化し、それらの混合物である溶
融物を酸欠状態の触媒槽に滴下させることにより、溶融
物における熱分解されていない合成樹脂や熱分解の不充
分な合成樹脂を熱分解し、低分子化してワックス状物質
を得る一方、溶融状態となっているワックス状物質の一
部が気化して発生した可燃性の高熱ガスを上記燃焼用バ
スケットで燃焼させることにより、燃焼用バスケット内
の温度を所定温度に制御するという方法によって得られ
るワックス状物質を、燃焼用バスケットの外周に沿って
流通させて加熱し、酸欠状態で熱分解して液化すること
により、常温で液状の炭化水素油を得る方法である。

【００５０】これにより、産業廃棄物である合成樹脂廃
棄物等の合成樹脂を低コストで処理する方法（採算性に
優れた処理方法）、即ち、炭化水素油を低コストで製造
することができる方法を提供することができるという効
果を奏する。

【００５１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態にかかる炭化水素油の製
造装置を示す概略の構成図である。

【図２】上記炭化水素油の製造装置が備えるワックス状
物質製造装置の概略の構成を示す断面図である。

【図３】上記炭化水素油の製造装置の変形例を示す概略
の構成図である。

【図４】上記炭化水素油の製造装置の他の変形例を示す
概略の構成図である。

【図５】図３の炭化水素油の製造装置が備えるワックス
状物質製造装置の変形例を示す概略の構成図である。

【符号の説明】

１受溜用タンク２燃焼用バスケット４触媒槽１０ワックス状物質製造装置１０ａパイプ１０ｂパイプ１１熱分解用タンク１２冷却装置１３受油槽Ａ原料（合成樹脂）Ｂ溶融物Ｃワックス状物質Ｇ高熱ガス

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】原料物質である合成樹脂を燃焼用バスケッ
トに投入し、該合成樹脂の一部を燃焼させることで残り
を溶融させると共に、その一部を熱分解させることで低
分子化して液化し、それらの混合物である溶融物を酸欠
状態の触媒槽に滴下させることにより、溶融物における
熱分解されていない合成樹脂や熱分解の不充分な合成樹
脂を熱分解し、低分子化してワックス状物質を得る一
方、溶融状態となっているワックス状物質の一部が気化
して発生した可燃性の高熱ガスを上記燃焼用バスケット
で燃焼させることにより、燃焼用バスケット内の温度を
所定温度に制御してワックス状物質を得ると共に、上記ワックス状物質を受け溜める受溜用タンクから該ワ
ックス状物質の一部を抜き出して、高熱ガスを上記燃焼
用バスケットで燃焼させて得られた熱エネルギを用いて
加熱し、酸欠状態で熱分解して液化することにより、常
温で液状の炭化水素油を得ることを特徴とする炭化水素
油の製造方法。
【請求項２】原料物質である合成樹脂を燃焼用バスケッ
トに投入し、該合成樹脂の一部を燃焼させることで残り
を溶融させると共に、その一部を熱分解させることで低
分子化して液化し、それらの混合物である溶融物を酸欠
状態の触媒槽に滴下させることにより、溶融物における
熱分解されていない合成樹脂や熱分解の不充分な合成樹
脂を熱分解し、低分子化してワックス状物質を得る一
方、溶融状態となっているワックス状物質の一部が気化
して発生した可燃性の高熱ガスを上記燃焼用バスケット
で燃焼させることにより、燃焼用バスケット内の温度を
所定温度に制御するという方法によって得られるワック
ス状物質を、燃焼用バスケットの外周に沿って流通させて加熱し、酸
欠状態で熱分解して液化することにより、常温で液状の
炭化水素油を得ることを特徴とする炭化水素油の製造方
法。