JP3477209B2 - プラスチツク液化用のガス処理方法 - Google Patents

プラスチツク液化用のガス処理方法

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  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 1.技術分野 本発明は廃棄プラスチツク材料の液化中に発生される
オフガス流から高分子量高溶融点炭化水素蒸気を除去す
る方法に関するもので、特に液化プロセス用のヒーター
燃料としてオフガス蒸気流を利用する方法に関するもの
である。
2.従来技術 減少する天然資源ならびに経済的な理由から、プラス
チック材料のスクラップまたは廃棄プラスチツク材料の
ような不純物質源から有機供給材料の使用を増大させる
課題が導かれた。
廃棄プラスチック材料またはスクラッププラスチツク
材料は充填剤および補強材料のような無機物質を含んで
いるかまたは含んでいない少なくとも1つの固体炭素系
熱可塑性材料および/または熱硬化性材料からなってい
る。かかるプラスチック材料は廃用設備、家庭用容器、
包装品、工業上の廃棄源、リサイクルセンターおよび処
分された自動車から入手され得る。スクラッププラスチ
ツクはシート、フィルム、押し出し形状品、成形品、強
化プラスチツク、ラミネートおよび発砲プラスチツクの
固体有機重合体からなっている。スクラッププラスチツ
クの混合物は資源により及び充填剤、触媒、顔料および
強化剤としてプラスチツクに組み込まれた不燃性の無機
物質の存在により種々に異なっている。
合成ガスまたはシンガスと言われている水素と一酸化
炭素の混合ガスを発生させるために粒子状スクラッププ
ラスチック材料を部分酸化反応用の液体炭化水素供給材
料に変えることが所望されている。シンガス(合成ガ
ス)は他の有用な有機化合物を形成するのに使用できる
と共に動力を発生させるための燃料として使用すること
ができる。
部分酸化反応は自由流動で未包装の非触媒急冷ガス化
装置で行うことができる。反応温度は約1800゜F(約982
℃)ないし約3000゜F(約1649℃)であり、反応圧力は
約1ないし約100気圧、好ましくは約30ないし約80気圧
である。
発明の概要 本発明は部分酸化反応用の液体供給材料として適する
オイルを発生させために固体廃棄プラスチツク材料の液
化中に発生された炭化水素蒸気オフガス流から高分子量
高溶融点炭化水素蒸気を除去する方法に関する。炭化水
素蒸気オフガス流はオフガス中に含有されている高分子
量炭化水素の溶融点以上の凝縮温度で水噴霧と直接接触
される。これは「ワックス」と言われている高溶融点炭
化水素の凝縮および好都合な除去を生じる。低温度で凝
縮可能な炭化水素を除去するために低い凝縮温度で1つ
またはそれ以上の連続的な凝縮工程が行なわれ得る。残
りの凝縮されていない蒸気は廃棄プラスチツク材料の液
化用のヒーター燃料として役立つようにその後再循環さ
れる。
発明を実施するための最良の形態 粒子状廃棄プラスチツク材料や、ハロゲンを含有して
いる粒子状廃棄プラスチツク材料は合成ガスを発生させ
るために急冷ガス化装置で部分酸化反応用の供給材料と
して適するオイル組成物に熱分解によって変換され得
る。
粒子状廃棄プラスチツク材料、とくに大量の廃棄プラ
スチツク材料の液化は、高温オイル溶融媒体中で廃棄プ
ラスチツク材料の溶融粘性混合物を発生させるために高
温オイル溶融媒体と直接接触させることにより廃棄プラ
スチツク材料を溶融することを含んでいる。廃棄プラス
チツク材料の溶融は各種分子量の炭化水素蒸気と、二酸
化炭素と、水蒸気とを含むオフガス蒸気をも発生する。
廃棄プラスチツク材料の性質に依存して、酸ハロゲン化
物およびハロゲン化炭化水素もオフガス蒸気中に含まれ
ている。
本発明の重要な態様は凝縮可能な炭化水素を回収しか
つ微粒子状のスクラッププラスチツク材料の液化に使用
されるヒーター用燃料として未凝縮の炭化水素蒸気を使
用するために粒子状廃棄プラスチツク材料の液化中に発
生されるオフガスを処理することにある。
オフガス蒸気は約210゜F(約99℃)ないし約280゜F
(約138℃)の範囲の温度において凝縮するワックスと
言われている高分子量炭化水素を含んでいる種々の分子
量の凝縮可能な炭化水素の混合物を含有している。オフ
ガス蒸気は約200゜F(約93℃)の温度で凝縮し、約200
゜F(約93℃)の温度以下で炭化水素ワックスが固化す
る低分子量の凝縮可能な炭化水素をも含んでいる。
それゆえ、廃棄プラスチツクの液化から生じる炭化水
素含有オフガスに炭化水素ワックスの溶融点以下の温度
を与えることにより、凝縮された液体炭化水素と、固化
されるかまたは非常に粘性を有する炭化水素ワックスと
の混合物を生じさせることができる。固化されたワック
スは凝縮装置中に重大な詰まりおよび汚れを生じさせる
と共にガス化装置のパイプラインとその設備に閉塞の問
題を発生する。
オフガス蒸気から高分子量炭化水素ワックスをワック
スの溶融点以上の凝縮温度で最初に凝縮および分離する
ことはガス化装置のパイプラインおよびその設備の閉塞
および詰まりの問題を回避することができる。
凝縮可能なワックスがオフガスから凝縮されかつ除去
された後、オフガス温度はオフガスの組成に依存して、
必要とされるその後の多くの冷却および凝縮工程におい
て低分子量の凝縮可能な炭化水素を凝縮しかつ除去する
ようにさらに低温にさせることができる。オフガス処理
はオフガスから水と多くの酸ハロゲン化物蒸気、特に塩
化水素(HCl)の除去を含んでいる。
従って、本発明は炭化水素の溶融点に依存して段階的
に凝縮可能な炭化水素を除去することを含んでいるの
で、低い溶融点の凝縮可能な炭化水素蒸気を除去するた
めに低い温度での連続的な炭化水素の凝縮以前に高分子
ワックスがオフガス蒸気から除去される。
本発明を図に関して詳細に説明する。図1において、
オフガス炭化水素蒸気流2は高温オイル液化装置中の粒
子状廃棄プラスチツク材料の溶融の副産物であり、溶融
粘性オイル混合物とオフガス流とを生成させる。オフガ
ス流2を約210゜F(約99℃)ないし280゜F(約138℃)
の温度に冷却するためにオフガス流2は水噴霧4と直接
接触される。
オフガス流2の噴霧冷却はワックスの溶融点以上の温
度で高融点高分子量炭化水素ワックスを凝縮し、それに
よりワックスを液化するが、しかしワックスを結晶化ま
たは固化しない。水の霧の形状にすることができる水噴
霧4に関する他の目的は水と、未凝縮炭化水素蒸気と、
凝縮炭化水素ワックス流6との混合物を発生させるため
にオフガスの温度変動を減ずることにあり、水と、炭化
水素蒸気と、炭化水素ワックス流6は約210゜F(約99
℃)乃至約280゜F(約138℃)の温度に維持された凝縮
物受器装置8に入る。
水噴霧4は好ましくは急冷ガス化装置(図示せず)を
出る合成ガス用の浄化媒体として使用された浄化水を処
理するために利用されているアンモニア除去装置(図示
せず)から出るアンモニア濃縮水流から供給される。
凝縮炭化水素ワックスは残りの未凝縮オフガス蒸気か
ら分離されそしてワックス流10で凝縮物受器8を出て、
約60゜F(約16℃)ないし約140゜F(約60゜)の温度に
維持されている第2凝縮物受器12に入る。第1凝縮物受
器8は第2凝縮物受器12の上方に物理的に配置され得る
ので、凝縮液体炭化水素ワックス流10は受器8から受器
12に重力により流動できる。
高分子量炭化水素ワックスが除かれた未凝縮蒸気流14
は約80゜F(約27℃)ないし約140゜F(約60℃)の温度
で凝縮物受器8を出て、そして炭化水素と、水と、二酸
化炭素と、酸ハロゲン化物を含有している。蒸気流14は
熱交換器16を通過するので、別の炭化水素蒸気が凝縮
し、残りの未凝縮蒸気を有する混合物を形成し、そして
約60゜F(約16℃)ないし約140゜F(約60℃)の温度に
維持されている第2凝縮物受器12に入る蒸気流18として
出ていく。受器12において、蒸気流18からの実質上ワッ
クスなしの炭化水素と、水、ハロゲン化水素、アルコー
ル、グリコール、アルデヒド、有機酸、エステル等のよ
うな多くの極性化学種とが残りの未凝縮の炭化水素蒸気
から分離され、そして高分子量の凝縮物ワックス流10と
結合され、ワックス流20として凝縮物受器12を出ていく
結合凝縮物を形成する。
未凝縮蒸気流22は蒸気流18から分離されそして凝縮物
受器12の頂部に直接取り付けられ得る浄化装置24を通過
させることにより凝縮物受器12を出ていく。浄化装置24
には腐食性または水酸化アンモニウム浄化溶液が供給さ
れ、蒸気流22に接触させかつ塩化水素のような微量の酸
ハロゲン化物を除去しそして収容装置12に戻されるメタ
ノールを形成させるために蒸気流22中に同様に存在する
クロロメタンで反応させる。浄化装置24からの過剰な浄
化溶液も凝縮物受器12に直接戻される。
浄化装置24を出ていく未凝縮蒸気流22は間接的な熱交
換器26で約40゜F(約5℃)ないし約80゜F(約27℃)の
温度に冷却される。蒸気流22から別の揮発性物質が凝縮
し、4ないし10炭素原子を含有している有機化合物と水
とからなる凝縮物流28を形成し、該凝縮物流28は熱交換
器26を出て、凝縮物受器12を出ていく凝縮物流20と結合
させ、ポンプ32に入る結合流30を形成する。ポンプ32は
凝縮物を貯蔵のために周期的に放出するか、又は化学供
給材料として又はガス化プロセスに供給材料の1部分と
して使用するために凝縮物を周期的に放出する。冷却さ
れた未凝縮炭化水素蒸気流34は熱交換器26を出て、そし
て約10゜F(約2℃)ないし約50゜F(約10℃)の温度に
さらに冷却されている熱交換器36に入り、そこで蒸気流
38が凝縮し、凝縮物流38は2〜5の炭素原子を含んでい
る炭化水素とハロゲン化炭化水素からなっており、凝縮
物受器12に入る。凝縮物流38のすべてまたは1部分は結
合流30と結合されかつ上述したごとくポンプ32を通って
放出される。
残りの冷却された未凝縮の炭化水素蒸気流40は約10゜
F(約2℃)ないし約50゜F(約10℃)の温度で熱交換器
36を出て、熱交換器42に入り、そして約−40゜F(約−
5℃)ないし約10゜F(約2℃)の温度で冷却された炭
化水素蒸気流44として出る。この蒸気流44は吸収器46に
入り、残っている微量の有機ハロゲン化物を除去し、そ
して次いで冷却媒体として熱交換器36を通って再循環さ
れる炭化水素蒸気流48として出て、そして廃棄プラスチ
ツク液化作業(図示せず)中の微粒子状廃棄プラスチツ
ク材料を溶融する液化ヒーター用の燃料として役立つよ
うに、約20゜F(約4℃)ないし60゜F(約12℃)の温度
で温められた炭化水素蒸気流50として出ていく。
図面の簡単な説明 図1はオフガス凝縮作業を簡単化して略示した概略図
である。
1 オフガス炭化水素蒸気流 8 第1凝縮物受器 12 第2凝縮物受器 16,26,36,42 熱交換器 24 浄化装置 32 ポンプ 46 吸収器
フロントページの続き (31)優先権主張番号 08/887,978 (32)優先日 平成9年7月3日(1997.7.3) (33)優先権主張国 米国(US) (56)参考文献 特開 平6−330053(JP,A) 特開 平5−245463(JP,A) 特開 昭54−71778(JP,A) 特開 平6−57267(JP,A) 特開 平6−229257(JP,A) 米国特許5002481(US,A) 米国特許4588659(US,A) 国際公開95/009901(WO,A1) 国際公開95/011379(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C10J 3/00

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】粒子状廃棄プラスチツク材料の液化中に発
    生される炭化水素含有オフガス蒸気から凝縮により高分
    子量高溶融点炭化水素蒸気を除去しかつ残りの未凝縮オ
    フガス蒸気を前記プラスチック材料の液化のためのヒー
    ター燃料として利用する方法において、 (a)炭化水素含有オフガス蒸気を高分子量炭化水素蒸
    気の溶融点以上の凝縮温度で水と直接接触させて、第1
    高分子量液体炭化水素凝縮物と第1未凝縮蒸気流とを発
    生させ、 (b)第1高分子量液体炭化水素凝縮物を第1未凝縮蒸
    気流から分離し、 (c)第1未凝縮蒸気流を約180゜F(約82℃)ないし約
    200゜F(約93℃)の温度に冷却して、第2液体凝縮物と
    第2未凝縮蒸気流とを発生させ、 (d)第2液体凝縮物を第2未凝縮蒸気流から分離し、 (e)第2未凝縮蒸気流を腐食性浄化溶液と接触させ
    て、ハロゲン化物蒸気を中和しかつ酸ハロゲン化物なし
    の蒸気流を形成し、 (f)酸ハロゲン化物なしの蒸気を粒子状廃棄プラスチ
    ツク材料を溶解するためのヒーター燃料として作用させ
    るために廃棄プラスチツク液化工程に流通させることを
    特徴とするオフガス流から高分子量高融点炭化水素蒸気
    を除去する方法。
  2. 【請求項2】第1炭化水素凝縮物と第2炭化水素凝縮物
    とを結合させ、単一の炭化水素凝縮物を形成することを
    特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】炭化水素含有オフガス蒸気に接触するのに
    使用する水を噴霧の形状にしたことを特徴とする請求項
    1に記載の方法。
  4. 【請求項4】水にはアンモニアまたは腐食剤を含有させ
    たことを特徴とする請求項3に記載の方法。
  5. 【請求項5】水をアンモニア除去装置から出てくるアン
    モニアの多い水流から供給させることを特徴とする請求
    項3に記載の方法。
  6. 【請求項6】アンモニア除去装置をガス浄化水を処理す
    るのに使用することを特徴とする請求項5に記載の方
    法。
  7. 【請求項7】水を約210゜F(約99℃)ないし約280゜F
    (約138℃)の温度にしたことを特徴とする請求項1に
    記載の方法。
  8. 【請求項8】炭化水素含有オフガス蒸気から凝縮される
    炭化水素ワックスにより配管および設備の遮断および詰
    まりを防止しかつワックスなしの未凝縮のオフガス蒸気
    を廃棄プラスチツク材料の液化用のヒーター燃料として
    利用するための方法において、 (a)炭化水素含有オフガス蒸気を高分子量炭化水素蒸
    気の溶融点以上の凝縮温度で水と直接接触させて、第1
    高分子量液体炭化水素凝縮物と第1未凝縮蒸気流とを発
    生させ、 (b)第1高分子量液体炭化水素凝縮物を第1未凝縮蒸
    気流から分離し、 (c)ワックスなしの未凝縮炭化水素蒸気を粒子状廃棄
    プラスチツク材料を溶解するためのヒーター燃料として
    作用させるために廃棄プラスチツク液化工程に流通させ
    ることを特徴とする請求項1に記載のオフガス流から高
    分子量高溶融点炭化水素蒸気を除去する方法。
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US60/021,876 1997-07-03
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