JP3078953B2 - Method for producing cracking catalyst - Google Patents

Method for producing cracking catalyst

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JP3078953B2
JP3078953B2 JP05104271A JP10427193A JP3078953B2 JP 3078953 B2 JP3078953 B2 JP 3078953B2 JP 05104271 A JP05104271 A JP 05104271A JP 10427193 A JP10427193 A JP 10427193A JP 3078953 B2 JP3078953 B2 JP 3078953B2
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chlorine
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、廃プラスチック材また
は廃ゴム材等からなる有機材料を熱分解させて低沸点炭
化水素油を生成する際に使用するクラッキング触媒の製
造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a cracking catalyst for use in producing a low-boiling hydrocarbon oil by thermally decomposing an organic material such as a waste plastic material or a waste rubber material.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、プラスチック材およびゴム材等の
廃棄物によって地球環境が汚染されるのを防止するとと
もに、エネルギー問題の解決を図るため、上記廃棄物を
熱分解することにより、燃料として再利用することが考
えられている。例えば特開昭63−178195号公報
に示されるように、ポリオレフィン系のプラスチック材
を熱分解して低沸点炭化水素油を製造する際に、ゼオラ
イト触媒を使用して上記熱分解反応を促進するととも
に、異性化反応を生起させることにより、低温での流動
性が高い低沸点炭化水素油が得られるようにすることが
行われている。
2. Description of the Related Art In recent years, in order to prevent the global environment from being polluted by wastes such as plastic materials and rubber materials, and to solve energy problems, the wastes are thermally decomposed to be reused as fuel. It is considered to be used. For example, as disclosed in JP-A-63-178195, when a polyolefin-based plastic material is thermally decomposed to produce a low-boiling hydrocarbon oil, a zeolite catalyst is used to promote the above-mentioned thermal decomposition reaction and By causing an isomerization reaction, a low-boiling hydrocarbon oil having high fluidity at low temperatures is obtained.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記のようにゼオライ
ト触媒を使用してポリオレフィン系のプラスチック廃棄
物からなる有機材料から低沸点炭化水素油を製造する方
法において、上記原材料中にポリ塩化ビニルやポリ塩化
ビニリデン等の塩素系プラスチック材が混入している
と、その熱分解時に塩酸等の塩素化合物が生成されるこ
とになる。そして上記塩素化合物によって上記ゼオライ
ト触媒が侵食されてその活性が早期に低下することにな
るという問題がある。
As described above, in a method for producing a low-boiling hydrocarbon oil from an organic material composed of a polyolefin-based plastic waste using a zeolite catalyst, the raw material contains polyvinyl chloride or polyvinyl chloride. When a chlorine-based plastic material such as vinylidene chloride is mixed, a chlorine compound such as hydrochloric acid is generated at the time of thermal decomposition. Then, there is a problem that the zeolite catalyst is eroded by the chlorine compound and its activity is reduced early.

【0004】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、廃プラスチック材等からなる有機材
料中に塩素系プラスチック材が混入している場合におい
ても、侵食されることなく上記有機材料を効果的に熱分
解することができるクラッキング触媒の製造方法を提供
することを目的としている。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems. Even when a chlorine-based plastic material is mixed in an organic material such as a waste plastic material, the above-mentioned problem is prevented without erosion. It is an object of the present invention to provide a method for producing a cracking catalyst capable of effectively thermally decomposing an organic material.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
廃プラスチック材または廃ゴム材等からなる有機材料を
熱分解させて低沸点炭化水素油を生成する際に使用する
クラッキング触媒の製造方法であって、塩化アルミニウ
ム6水塩を含有する固体酸触媒を300〜700°Cの
温度で焼成して、上記塩化アルミニウム6水塩中の塩素
成分および水分子を放出させることにより、非晶質で表
面酸性質がルイス酸であるとともに、Cl/(Cl+A
l)の重量比が0.1〜0.2で、180〜240m2
/gの表面積を有する固体酸触媒を製造するようにした
ものである。
The invention according to claim 1 is
A method for producing a cracking catalyst used when a low-boiling hydrocarbon oil is produced by thermally decomposing an organic material such as waste plastic material or waste rubber material, comprising a solid acid catalyst containing aluminum chloride hexahydrate. By calcining at a temperature of 300 to 700 ° C. to release the chlorine component and water molecules in the aluminum chloride hexahydrate, it is amorphous and has a surface acid property of Lewis acid, and has a Cl / (Cl + A
l) is 0.1 to 0.2, and 180 to 240 m 2
/ G of solid acid catalyst.

【0006】[0006]

【作用】上記請求項1記載の発明によれば、塩化アルミ
ニウム6水塩を含有する固体酸触媒を300〜700°
Cの温度で加熱して上記塩化アルミニウム6水塩中の塩
素成分および水分子を放出させることにより、アルミニ
ウムの酸化物を主体とするとともに、アルミニウムの一
部に水酸基あるいは塩素が付加された化学構造を有する
非晶質の固体酸触媒からなるクラッキング触媒が製造さ
れることになる。
According to the first aspect of the present invention, a solid acid catalyst containing aluminum chloride hexahydrate is used at a temperature of 300 to 700 °.
By heating at the temperature of C to release the chlorine component and water molecules in the aluminum chloride hexahydrate, a chemical structure mainly composed of aluminum oxide and having a hydroxyl group or chlorine added to part of aluminum Thus, a cracking catalyst comprising an amorphous solid acid catalyst having the following formula:

【0007】[0007]

【実施例】本発明に係るクラッキング触媒の製造方法
は、塩化アルミニウム6水塩(AlCl3・6H2O)
を、空気中あるいは窒素雰囲気中において加熱して焼成
することにより、下式に示すように、上記塩化アルミニ
ウム6水塩中の塩素成分および水分子を放出させて固体
酸触媒からなるクラッキング触媒を製造するようにした
ものである。
Manufacturing method of EXAMPLE cracking catalyst according to the present invention, aluminum chloride hexahydrate (AlCl 3 · 6H 2 O)
Is heated and calcined in the air or in a nitrogen atmosphere to release the chlorine component and water molecules in the aluminum chloride hexahydrate to produce a cracking catalyst comprising a solid acid catalyst as shown in the following formula. It is something to do.

【0008】AlCl3・6H2O→1/2Al23+3
HCl+9/2H2O 上記の焼成温度は、300〜700°Cの範囲内であ
る。この焼成温度が300°Cよりも低いと、後述する
ように塩素成分の放出が不十分となり、700°Cより
も高いと触媒としての活性が失われることになるからで
ある。
AlCl 3 .6H 2 O → 1/2 Al 2 O 3 +3
HCl + 9 / 2H 2 O The above calcination temperature is in the range of 300 to 700 ° C. If the calcination temperature is lower than 300 ° C., the release of chlorine components will be insufficient as described later, and if it is higher than 700 ° C., the activity as a catalyst will be lost.

【0009】上記のようにして製造された固体酸触媒か
らなるクラッキング触媒は、非晶質で表面酸性質がルイ
ス酸であり、塩素成分の残留量がCl/(Cl+Al)
の重量比で0.1〜0.2となるとともに、180〜2
40m2/gの表面積を有し、さらにアルミニウムの酸
化物を主体としてアルミニウムの一部に水酸基あるいは
塩素が付加されてなるものである。
The cracking catalyst comprising the solid acid catalyst produced as described above is amorphous, has a surface acid property of a Lewis acid, and has a residual chlorine component of Cl / (Cl + Al).
Of 0.1 to 0.2, and 180 to 2
It has a surface area of 40 m 2 / g, and is formed by adding a hydroxyl group or chlorine to a part of aluminum mainly of aluminum oxide.

【0010】図1は、上記クラッキング触媒を使用して
低沸点炭化水素油を生成する油化装置の具体例を示して
いる。この油化装置は、有機材料を系内に導入する導入
手段1と、導入された有機材料を加熱して溶融させる溶
融槽2と、この溶融槽2からスクリュコンベア3によっ
て導出された溶融状態の有機材料を熱分解させる熱分解
槽4と、この熱分解槽4から導出された蒸気状生成物を
重質成分と軽質成分とに分留する分留塔5と、この分留
塔5から導出された軽質成分の蒸気状成分を冷却する冷
却槽6と、上記蒸気状成分が冷却されることによって得
られた分解油と分解ガスとを分離する気液分離槽7とを
有している。
FIG. 1 shows a specific example of an oiling apparatus for producing a low-boiling hydrocarbon oil using the cracking catalyst. This oiling apparatus includes an introduction means 1 for introducing an organic material into a system, a melting tank 2 for heating and melting the introduced organic material, and a molten state drawn out of the melting tank 2 by a screw conveyor 3. A pyrolysis tank 4 for thermally decomposing the organic material, a fractionation tower 5 for fractionating a vaporous product derived from the pyrolysis tank 4 into a heavy component and a light component, and derived from the fractionation tower 5 It has a cooling tank 6 for cooling the vapor component of the light component, and a gas-liquid separation tank 7 for separating a cracked oil and a cracked gas obtained by cooling the vapor component.

【0011】上記熱分解槽4の底部には、残渣の取出し
部8が設けられている。また、熱分解層4の上部には、
この熱分解層4から導出されたガス成分をクラッキング
して改質する上記クラッキング触媒が充填された第1触
媒槽9が設けられている。上記分留塔5には、分留され
た重質成分を上記溶融槽2に戻す戻し通路10が設けら
れている。また上記分留塔5の下流部には、この分留塔
5から導出された軽質成分をクラッキングして改質する
上記クラッキング触媒が充填された第2触媒槽11が設
けられている。
At the bottom of the pyrolysis tank 4, a residue take-out section 8 is provided. Moreover, on the upper part of the thermal decomposition layer 4,
A first catalyst tank 9 filled with the cracking catalyst for cracking and reforming the gas component derived from the thermal decomposition layer 4 is provided. The fractionation tower 5 is provided with a return passage 10 for returning fractionated heavy components to the melting tank 2. A second catalyst tank 11 filled with the cracking catalyst for cracking and reforming the light components derived from the fractionation tower 5 is provided downstream of the fractionation tower 5.

【0012】上記導入手段1から溶融槽2内に導入され
る有機材料は、下記の汎用プラスチックもしくは高性能
のエンジニアリングプラスチック材またはゴム材等が考
えられる。上記汎用プラスチック材としては、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリロニトリ
ルブタジエンスチレン、ポリメチルメタクリレートある
いはポリビニルアルコール等が挙げられる。また、上記
高性能のエンジニアリングプラスチックとしては、ポリ
アミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリフェ
ニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリサ
ルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサ
ルファイド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリアミド
イミドあるいはポリエーテルエーテルケトンなどを挙げ
ることができる。
The organic material introduced into the melting tank 2 from the introduction means 1 may be the following general-purpose plastic, high-performance engineering plastic or rubber. Examples of the general-purpose plastic material include polyethylene, polypropylene, polystyrene, acrylonitrile butadiene styrene, polymethyl methacrylate, and polyvinyl alcohol. Examples of the high-performance engineering plastic include polyamide, polyacetal, polycarbonate, polyphenylene ether, polybutylene terephthalate, polysulfone, polyether sulfone, polyphenylene sulfide, polyarylate, polyimide, polyamide imide, and polyether ether ketone. Can be.

【0013】また、上記有機材料となるゴム材について
も特にその種類は限定されるものではなく、スチレンブ
タジエンゴム、ハイスチレンゴム、ブタジエンゴム、イ
ソプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、エチレンプロ
ピレンジエンゴム、アクリルニトリルブタジエンゴム、
クロロプレンゴム、ブチルゴムあるいはウレタンゴムな
どの合成ゴムや、天然ゴムを挙げることができる。
The type of rubber material used as the organic material is not particularly limited, and styrene butadiene rubber, high styrene rubber, butadiene rubber, isoprene rubber, ethylene propylene rubber, ethylene propylene diene rubber, acrylonitrile Butadiene rubber,
Synthetic rubber such as chloroprene rubber, butyl rubber or urethane rubber, and natural rubber can be used.

【0014】そして、上記有機材料は、通常プラスチッ
ク材もしくはゴム材の廃棄物等が予め所定の大きさに粉
砕されることによってペレット状に形成され、上記導入
手段1から溶融槽2内に導入されるようになっている。
上記溶融槽2から熱分解槽4内に導出された有機材料
は、この熱分解槽4内において加熱されて気化した後、
上記第1触媒槽9内に導入されてクラッキングされる。
The organic material is usually formed into pellets by previously pulverizing plastic or rubber waste into a predetermined size, and is introduced into the melting tank 2 from the introduction means 1. It has become so.
The organic material led out of the melting tank 2 into the pyrolysis tank 4 is heated and vaporized in the pyrolysis tank 4,
It is introduced into the first catalyst tank 9 and cracked.

【0015】上記クラッキング触媒の製造方法について
行った実験例について以下に説明する。まず図2に示す
ように、石英ガラス容器12内に3塩化アルミニウム6
水塩の粉末13を入れる。そして上記容器12の一端部
から窒素ガスを注入しつつ、ヒータ14の熱で各種の温
度(200°C、250°C、300°C、500°
C、700°C、1000°C)に1時間加熱する。こ
のようにして上記3塩化アルミニウム6水塩の粉末13
を焼成することによりクラッキング触媒を製造した。
An example of an experiment conducted on the method for producing the cracking catalyst will be described below. First, as shown in FIG.
Put the salt 13 of water salt. Then, while injecting nitrogen gas from one end of the container 12, various temperatures (200 ° C., 250 ° C., 300 ° C., 500 ° C.)
C, 700 ° C, 1000 ° C) for 1 hour. Thus, the powder of aluminum trichloride hexahydrate 13
Was calcined to produce a cracking catalyst.

【0016】そして図3に示すように、製造された各種
のクラッキング触媒15を石英ガラス容器16内に装填
するとともに、磁性ボート17内にABS樹脂のペレッ
ト18を1g充填する。その後、窒素雰囲気中で上記A
BS樹脂のペレット18を450°Cの温度で加熱して
熱分解ガスを生成するとともに、この熱分解ガスを、2
00°Cの条件下に置いた上記ラッキング触媒15によ
って気層接触分解させることにより油19を生成する。
この生成油19をガスクロマトグラフィー分析装置にか
け、1−クロロエチルベンゼン等の有機塩素化合物の有
無を検出したところ、下記のような試験結果が得られ
た。
Then, as shown in FIG. 3, various manufactured cracking catalysts 15 are loaded in a quartz glass container 16 and 1 g of ABS resin pellets 18 are filled in a magnetic boat 17. Then, the above A
The pellet 18 of the BS resin is heated at a temperature of 450 ° C. to generate a pyrolysis gas, and the pyrolysis gas is
An oil 19 is produced by gas-phase catalytic cracking with the racking catalyst 15 placed under the condition of 00 ° C.
The product oil 19 was subjected to a gas chromatography analyzer to detect the presence of an organic chlorine compound such as 1-chloroethylbenzene, and the following test results were obtained.

【0017】すなわち、塩化アルミニウム6水塩を30
0°C以上の温度で焼成してなるクラッキング触媒を使
用した場合には、有機塩素化合物が全く検出されなかっ
たのに対し、焼成温度が200°Cのクラッキング触媒
を使用した場合には、全油分中に0.7%の有機塩素化
合物の存在が検出され、焼成温度が250°Cの場合に
は、0.2%の有機塩素化合物の存在が検出された。
That is, aluminum chloride hexahydrate is added to 30
When a cracking catalyst fired at a temperature of 0 ° C. or more was used, no organochlorine compound was detected, whereas when a cracking catalyst at a firing temperature of 200 ° C. was used, The presence of 0.7% of an organic chlorine compound was detected in the oil, and when the firing temperature was 250 ° C., the presence of 0.2% of the organic chlorine compound was detected.

【0018】上記の試験結果から焼成温度が300°C
未満の場合には、焼成時に上記触媒中の塩素成分が十分
に放出されていないため、上記低沸点炭化水素油の生成
時に触媒中の塩素成分が放出されることが確認された。
なお、塩化アルミニウム6水塩の焼成を行うことなく、
これをそのままクラッキング触媒として使用し、図3に
示す上記試験装置において試験を行ったところ、2.0
%の有機塩素化合物の存在が検出され、上記塩化アルミ
ニウム6水塩から放出された多量の塩素成分が生成され
た油分中に混入していることが確認された。
From the above test results, the firing temperature was 300 ° C.
If it is less than 3, the chlorine component in the catalyst was not sufficiently released during the calcination, and it was confirmed that the chlorine component in the catalyst was released when the low-boiling hydrocarbon oil was generated.
In addition, without baking aluminum chloride hexahydrate,
This was used as it was as a cracking catalyst, and a test was conducted in the test apparatus shown in FIG.
% Of the organic chlorine compound was detected, and it was confirmed that a large amount of the chlorine component released from the aluminum chloride hexahydrate was mixed in the generated oil.

【0019】また、上記クラッキング触媒を製造する際
における焼成時間の変化に対応する塩素成分の放出状態
を確認するため、焼成温度を250°C、300°Cお
よび350°Cに設定するとともに、焼成時間を15
分、30分、1時間および2時間に設定して塩化アルミ
ニウム6水塩の粉末を焼成し、その重量変化に応じて塩
化アルミニウム6水塩の残存率を確認したところ、図4
に示すような試験結果が得られた。
Further, in order to confirm the release state of the chlorine component corresponding to the change in the calcination time when producing the cracking catalyst, the calcination temperature was set to 250 ° C., 300 ° C. and 350 ° C. 15 hours
The aluminum chloride hexahydrate powder was calcined for minutes, 30 minutes, 1 hour and 2 hours, and the residual ratio of aluminum chloride hexahydrate was confirmed according to the change in weight.
The test results as shown in the following were obtained.

【0020】上記試験結果から、300°Cおよび35
0°Cの温度で塩化アルミニウム6水塩を1時間焼成し
た後には、塩化アルミニウム6水塩の残存率が変化しな
くなり、塩素成分および水分の放出が完了したことが確
認された。なお、焼成温度が200°Cの場合には、1
時間以上焼成しても塩化アルミニウム6水塩の残存率が
低下する傾向が見られ、塩素成分および水分の放出が完
了していないことが確認された。
From the above test results, 300 ° C. and 35 ° C.
After calcining aluminum chloride hexahydrate at a temperature of 0 ° C. for 1 hour, the residual ratio of aluminum chloride hexahydrate did not change, confirming that the release of chlorine component and moisture was completed. When the firing temperature is 200 ° C., 1
Even after baking for more than an hour, the residual ratio of aluminum chloride hexahydrate tended to decrease, confirming that the release of chlorine components and moisture was not completed.

【0021】また、上記のように300°C〜700°
Cの温度で塩化アルミニウム6水塩を1時間以上に亘っ
て焼成することにより、製造されたクラッキング触媒の
物理的性質および化学的性質を検査したところ、以下の
ようなデータが得られた。すなわち、赤外分光光度法に
より赤外線吸収数スペクトルを作成して上記クラッキン
グ触媒の化学構造を検査したところ、図5および図6に
示すようなデータが得られた。
Also, as described above, 300 ° C. to 700 ° C.
By examining the physical and chemical properties of the produced cracking catalyst by calcining aluminum chloride hexahydrate for 1 hour or more at the temperature of C, the following data was obtained. That is, when an infrared absorption number spectrum was prepared by infrared spectrophotometry and the chemical structure of the cracking catalyst was examined, data as shown in FIGS. 5 and 6 were obtained.

【0022】上記クラッキング触媒は、図5に示すデー
タから、アルミニウム酸化物を主成分とし、その一部に
水酸基または塩素が付加された化学構造を有しているこ
とが確認された。また、図6に示すデータから、上記ク
ラッキング触媒中の塩素成分の残留量がCl/(Cl+
Al)の重量比で、0.1〜0.2の範囲内であること
が確認された。
From the data shown in FIG. 5, it was confirmed from the data shown in FIG. 5 that the cracking catalyst had a chemical structure in which aluminum oxide was a main component and a hydroxyl group or chlorine was added to a part thereof. Further, from the data shown in FIG. 6, the residual amount of the chlorine component in the cracking catalyst was Cl / (Cl +
It was confirmed that the weight ratio of Al) was in the range of 0.1 to 0.2.

【0023】次に上記クラッキング触媒が結晶構造を有
しているか否かを確認するため、X線回折法によりX線
回折スペクトル図を作成したところ、図7に示すような
データが得られた。このデータから、図7(A)および
(B)に示すように、塩化アルミニウム6水塩の焼成を
行ったものでは、図7(C)に示す焼成しないものに比
べて結晶構造の存在を示すピークが小さいことが確認さ
れた。特に、図7(A)に示すように、300〜700
°Cの温度で2時間焼成したものでは、シャープなピー
クが存在せず、非晶質であることが確認された。
Next, in order to confirm whether or not the cracking catalyst has a crystal structure, an X-ray diffraction spectrum diagram was prepared by an X-ray diffraction method, and data as shown in FIG. 7 was obtained. From this data, as shown in FIGS. 7 (A) and (B), the results obtained by firing aluminum chloride hexahydrate show the existence of a crystal structure as compared with the results obtained by not firing shown in FIG. 7 (C). It was confirmed that the peak was small. In particular, as shown in FIG.
In the case of baking at a temperature of ° C. for 2 hours, no sharp peak was present, and it was confirmed that the material was amorphous.

【0024】また、塩化アルミニウム6水塩を500°
Cの温度で2時間焼成することにより製造したクラッキ
ング触媒にピリジンを吸着させてX線回折法によりX線
回折スペクトル図を作成したところ、図8に示すよう
に、ルイス酸を持つことを示す領域(1450cm~1
にピークが生じ、表面酸の性質がルイス酸であることが
確認された。
Also, aluminum chloride hexahydrate is added at 500 °
When pyridine was adsorbed on the cracking catalyst produced by calcining at the temperature of C for 2 hours, an X-ray diffraction spectrum was prepared by an X-ray diffraction method. As shown in FIG. (1450cm ~ 1 )
, A peak was confirmed, and the nature of the surface acid was confirmed to be a Lewis acid.

【0025】また、上記クラッキング触媒の比表面積を
測定したところ、図8に示すようなデータが得られ、比
表面積が180〜240m2/gの範囲内にあることが
確認された。
When the specific surface area of the cracking catalyst was measured, data as shown in FIG. 8 was obtained, and it was confirmed that the specific surface area was in the range of 180 to 240 m 2 / g.

【0026】次に、上記クラッキング触媒を使用した油
化装置により生成された低沸点炭化水素油の成分を確認
する実験を行ったところ、図10に示すようなデータが
得られた。なお、上記実験は、図3に示す実験装置にお
いて、磁性ボート17内に高密度ポリエチレン(HDP
E)のペレット0.5gと、クラッキング触媒0.1g
とを充填し、これらを窒素雰囲気中で450°Cの温度
で加熱して熱分解ガスを生成した後、この熱分解ガス
を、280°Cの条件下に置いた上記ラッキング触媒1
5によって気相接触分解させることにより行った。
Next, an experiment was conducted to confirm the components of the low-boiling hydrocarbon oil produced by the oiling apparatus using the cracking catalyst, and data as shown in FIG. 10 was obtained. Note that the above experiment was conducted using the experimental apparatus shown in FIG.
0.5 g of pellets of E) and 0.1 g of cracking catalyst
Are heated at a temperature of 450 ° C. in a nitrogen atmosphere to generate a pyrolysis gas, and then the pyrolysis gas is supplied to the racking catalyst 1 placed at 280 ° C.
5 by gas phase catalytic decomposition.

【0027】上記のデータから、生成された油の分子量
が小さい成分が多く、優れたクラッキング性能が得られ
たのは、塩化アルミニウム6水塩を300〜700°C
の温度で焼成してなるクラッキング触媒を使用した場合
(A),(B)であることが確認された。これに対して
に塩化アルミニウム6水塩を1000°Cの温度で焼成
してなるクラッキング触媒を使用した場合(C)では、
油の分子量が大きい成分が多く、非焼成の塩化アルミニ
ウム6水塩をクラッキング触媒として使用した比較例
(D)に比べ、クラッキング性能が著しく劣っているこ
とが確認された。
From the above data, it was found that the oil produced had many components with low molecular weight and excellent cracking performance was obtained because aluminum chloride hexahydrate was heated at 300-700 ° C.
(A) and (B) were confirmed when a cracking catalyst calcined at a temperature of was used. On the other hand, when a cracking catalyst obtained by calcining aluminum chloride hexahydrate at a temperature of 1000 ° C. is used (C),
It was confirmed that the cracking performance was remarkably inferior to that of Comparative Example (D) in which unoiled aluminum chloride hexahydrate was used as a cracking catalyst, because there were many components having a large oil molecular weight.

【0028】なお、上記塩化アルミニウム6水塩を窒素
雰囲気中で焼成した場合と、空気中で焼成した場合とに
おいて、そのクラッキング性能を比較する実験を行った
ところ、両者の間にほとんど差は見られなかった。
An experiment was conducted to compare the cracking performance between the case where the aluminum chloride hexahydrate was fired in a nitrogen atmosphere and the case where the aluminum chloride was fired in air. I couldn't.

【0029】また、塩化アルミニウム6水塩を500°
Cの温度で2時間焼成することによって製造したクラッ
キング触媒を、図1に示す油化装置の第1触媒層9およ
び第2触媒層11に充填し、ポリプロピレン(PP)、
ABS、ポリエチレン(PE)の廃プラスチック材を
7:1:2の割合で配合してなるペレット2kgを熱分
解して油化させたところ、64重量%(1600ml)
の油分が回収され、残りの大半は軽質ガス成分として回
収された。
Further, aluminum chloride hexahydrate is added at 500 °
The cracking catalyst produced by calcining at a temperature of C for 2 hours is filled in the first catalyst layer 9 and the second catalyst layer 11 of the oiling apparatus shown in FIG. 1, and polypropylene (PP),
When 2 kg of pellets composed of a waste plastic material of ABS and polyethylene (PE) mixed in a ratio of 7: 1: 2 were thermally decomposed into oil, 64% by weight (1600 ml) was obtained.
Was recovered, and most of the rest was recovered as light gas components.

【0030】このように塩化アルミニウム6水塩を30
0〜700°Cの温度で焼成して上記塩化アルミニウム
6水塩中の塩素成分および水分を放出させることによ
り、低沸点炭化水素油を生成する際に使用するクラッキ
ング触媒を製造するように構成したため、上記低沸点炭
化水素油の生成時に発生する塩素化合物の影響を受ける
ことなく、有機材料を効果的にクラッキングすることが
できるクラッキング触媒を製造することができる。
Thus, aluminum chloride hexahydrate was added to 30
By firing at a temperature of 0 to 700 ° C. to release a chlorine component and water in the aluminum chloride hexahydrate, a cracking catalyst used for producing a low-boiling hydrocarbon oil is manufactured. Thus, it is possible to produce a cracking catalyst that can effectively crack organic materials without being affected by chlorine compounds generated when the low-boiling hydrocarbon oil is generated.

【0031】したがって、上記クラッキング触媒を用い
て低沸点炭化水素油の生成するのに塩素系プラスチック
材を原材料として使用した場合においても、上記クラッ
キング触媒の活性が早期に低下するという事態を生じる
ことなく、長期間に亘って上記クラッキング触媒を使用
することができる。また、上記低沸点炭化水素油の生成
時に上記クラッキング触媒から塩素成分が発生すること
がないので、上記低沸点炭化水素油の製造装置が塩素成
分の影響を受けて腐食するのを効果的に抑制することが
できる。
Therefore, even when a chlorine-based plastic material is used as a raw material for producing a low-boiling hydrocarbon oil by using the cracking catalyst, the activity of the cracking catalyst does not deteriorate early. The cracking catalyst can be used for a long period of time. In addition, since the chlorine component is not generated from the cracking catalyst when the low-boiling hydrocarbon oil is generated, the low-boiling hydrocarbon oil production apparatus is effectively prevented from being corroded by the chlorine component. can do.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、塩化ア
ルミニウム6水塩を300〜700°Cの温度で焼成し
て上記塩化アルミニウム6水塩中の塩素成分および水分
を放出させることにより、非晶質で表面酸性質がルイス
酸であるとともに、Cl/(Cl+Al)の重量比が
0.1〜0.2で、180〜240m2/gの表面積を
有する固体酸触媒からなるクラッキング触媒を製造する
ように構成したため、上記低沸点炭化水素油の生成時に
発生する塩素化合物の影響を受けることのないクラッキ
ング触媒を製造することができる。
As described above, according to the present invention, aluminum chloride hexahydrate is calcined at a temperature of 300 to 700 ° C. to release the chlorine component and water in the aluminum chloride hexahydrate. A cracking catalyst comprising a solid acid catalyst which is amorphous and has a surface acid property of Lewis acid, a Cl / (Cl + Al) weight ratio of 0.1 to 0.2 and a surface area of 180 to 240 m 2 / g. Since it is configured to be manufactured, it is possible to manufacture a cracking catalyst that is not affected by chlorine compounds generated when the low-boiling hydrocarbon oil is generated.

【0033】したがって、上記クラッキング触媒を使用
して塩素系プラスチック材からなる原材料を熱分解する
ことにより低沸点炭化水素油を生成する際に、上記クラ
ッキング触媒の活性が早期に低下するという事態を生じ
ることなく、長期間に亘って上記クラッキング触媒を使
用することができる。これによって、高品質の燃料油お
よびナフサ原料として有効に利用できる低沸点炭化水素
油を効果的に生成することができる。
Therefore, when a low-boiling hydrocarbon oil is produced by thermally cracking a raw material made of a chlorine-based plastic material using the cracking catalyst, a situation occurs in which the activity of the cracking catalyst is reduced early. Without using the cracking catalyst for a long period of time. As a result, a high-boiling hydrocarbon oil that can be effectively used as a high-quality fuel oil and a naphtha raw material can be effectively produced.

【0034】また、上記低沸点炭化水素油の生成時に上
記クラッキング触媒から塩素成分が発生することがない
ので、上記低沸点炭化水素油の製造装置が塩素成分の影
響を受けて腐食するのを効果的に抑制することができる
という利点がある。
In addition, since the chlorine component is not generated from the cracking catalyst when the low-boiling hydrocarbon oil is generated, the low-boiling hydrocarbon oil production apparatus is effectively prevented from being corroded by the chlorine component. There is an advantage that it can be suppressed effectively.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る製造方法によって製造されたクラ
ッキング触媒を使用した低沸点炭化水素油の油化装置の
一例を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory view showing an example of a low-boiling hydrocarbon oil liquefaction apparatus using a cracking catalyst produced by a production method according to the present invention.

【図2】上記クラッキング触媒を製造する試験装置を示
す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory view showing a test device for producing the cracking catalyst.

【図3】上記クラッキング触媒を使用して低沸点炭化水
素油を生成する試験装置を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory view showing a test apparatus for producing a low-boiling hydrocarbon oil using the cracking catalyst.

【図4】上記クラッキング触媒を焼成する試験のデータ
を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing data of a test for calcining the cracking catalyst.

【図5】上記クラッキング触媒の赤外線吸収スペクトル
図である。
FIG. 5 is an infrared absorption spectrum of the cracking catalyst.

【図6】上記クラッキング触媒に残留する塩素成分量を
示す図表である。
FIG. 6 is a chart showing the amount of chlorine components remaining in the cracking catalyst.

【図7】(A)および(B)は本発明によって製造され
たクラッキング触媒の結晶構造示すX線回折スペクトル
図、(C)は比較例に係るクラッキング触媒の結晶構造
示すX線回折スペクトル図である。
FIGS. 7A and 7B are X-ray diffraction spectrum diagrams showing the crystal structure of a cracking catalyst produced according to the present invention, and FIG. 7C is an X-ray diffraction spectrum diagram showing the crystal structure of a cracking catalyst according to a comparative example. is there.

【図8】上記クラッキング触媒の表面酸性質を示す赤外
線吸収スペクトル図である。
FIG. 8 is an infrared absorption spectrum showing the surface acid properties of the cracking catalyst.

【図9】上記クラッキング触媒の比表面積を示す図表で
ある。
FIG. 9 is a table showing the specific surface area of the cracking catalyst.

【図10】上記クラッキング触媒を使用した低沸点炭化
水素油の生成試験の結果を示すガスクロマトグラフであ
る。
FIG. 10 is a gas chromatograph showing the results of a test for producing a low-boiling hydrocarbon oil using the cracking catalyst.

【符号の説明】 15 クラッキング触媒[Description of Signs] 15 Cracking catalyst

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 敏貴 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭53−172322(JP,A) 特開 平5−287281(JP,A) 特開 平6−220431(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01J 21/00 - 37/36 C10G 1/10 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Toshitaka Takahashi 3-1 Shinchi, Fuchu-cho, Aki-gun, Hiroshima Prefecture Inside Mazda Corporation (56) References JP-A-53-172322 (JP, A) JP-A-5 -287281 (JP, A) JP-A-6-220431 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B01J 21/00-37/36 C10G 1/10

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 廃プラスチック材または廃ゴム材等から
なる有機材料を熱分解させて低沸点炭化水素油を生成す
る際に使用するクラッキング触媒の製造方法であって、
塩化アルミニウム6水塩を含有する固体酸触媒を300
〜700°Cの温度で焼成して、上記塩化アルミニウム
6水塩中の塩素成分および水分子を放出させることによ
り、非晶質で表面酸性質がルイス酸であるとともに、C
l/(Cl+Al)の重量比が0.1〜0.2で、18
0〜240m2/gの表面積を有する固体酸触媒を製造
するようにしたことを特徴とするクラッキング触媒の製
造方法。
1. A method for producing a cracking catalyst used for producing a low-boiling hydrocarbon oil by thermally decomposing an organic material such as waste plastic material or waste rubber material,
300 solid acid catalysts containing aluminum chloride hexahydrate
By firing at a temperature of about 700 ° C. to release the chlorine component and water molecules in the aluminum chloride hexahydrate, the amorphous acid having a surface acid property of Lewis acid,
When the weight ratio of 1 / (Cl + Al) is 0.1 to 0.2, 18
Method of manufacturing a cracking catalyst, characterized in that so as to produce a solid acid catalyst having a surface area of 0~240m 2 / g.
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KR20020048350A (en) * 2002-05-20 2002-06-22 박준호 The catalytic composition to stimulate cracking reaction in oil process of utilizing waste synthetic resins

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