JP3490671B2 - Method and apparatus for treating plastic waste containing halogen-containing plastic - Google Patents
Method and apparatus for treating plastic waste containing halogen-containing plasticInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はハロゲン含有プラス
チックを含むプラスチック廃棄物の処理方法及び装置に
関し、その目的はハロゲン含有プラスチックを含むプラ
スチック廃棄物から再利用可能なスチレンモノマー等の
有価物を高収率で回収することを可能とし、家電製品の
プラスチックのリサイクルを促進することにある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for treating plastic waste containing halogen-containing plastics, and its object is to obtain valuable waste such as styrene monomer that can be reused from plastic waste containing halogen-containing plastics. It is to promote the recycling of plastics for home appliances by making it possible to collect them at a rate.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、使用済み家電製品の処理は、自治
体によって一般廃棄物として収集・処理されるか、販売
店に引き取られて丸ごとシュレッダーで粉砕された後、
一部有価物として金属類が選別・回収されている程度で
あった。しかしながら、使用済み家電製品のリサイクル
促進を目的とした特定家庭用機器再商品化法(家電リサ
イクル法)の施行を間近に控えて、使用済み家電製品の
リサイクル技術を確立するための本格的な取り組みが家
電業界を中心に急ピッチですすめられている。使用済み
家電製品のリサイクルにおいて大きな問題となるのはプ
ラスチックのリサイクル技術が未だ充分に確立されてい
ないことである。特に、家電製品のプラスチックには発
火防止のためにポリ臭化ジフェニルエーテル(PBD
E)等の臭素系難燃剤が混合されており、この臭素系難
燃剤が使用済み家電製品の処理の際にダイオキシンと同
程度の毒性をもつ臭素化ダイオキシンとして発生し、作
業者の健康を害したり周辺環境を汚染する危険性が懸念
されている。2. Description of the Related Art Conventionally, the disposal of used home electric appliances is collected and processed by municipalities as general waste, or it is taken to a store and crushed with shredders in whole,
Only some metals were sorted and collected as valuable resources. However, with the impending enforcement of the Specified Household Appliance Recycling Law (Home Appliance Recycling Law) for the purpose of promoting the recycling of used home appliances, we will make a full-scale effort to establish recycling technology for used home appliances. Is being promoted at a rapid pace, mainly in the home appliance industry. A major problem in recycling used home appliances is that plastic recycling technology is not yet well established. In particular, plastics for home electric appliances include polybrominated diphenyl ether (PBD) to prevent ignition.
E) and other brominated flame retardants are mixed, and this brominated flame retardant is generated as brominated dioxins with the same level of toxicity as dioxins when treating used home appliances, and it is harmful to the health of workers. There is concern about the danger of polluting the surrounding environment.
【0003】一方、一般的に使用されているポリスチレ
ン樹脂からスチレンモノマーを回収するための装置は、
図6に示すように、ポリスチレン樹脂を加熱して分解す
る槽型反応器aを具えるとともに、該反応器aはその周
りに配される加熱ジャケットbと、内部の温度を均一に
攪拌する攪拌手段dとを有しており、必要に応じて分解
を促進するための触媒が加えられる。しかしながら、こ
のような従来の装置では、加熱ジャケットで加熱する外
熱型であるため、反応器の内壁温度が該反応器内の液温
より常に高く、その結果、反応器内の温度が不均一にな
って内壁にカーボンが付着し易かった。内壁にカーボン
が付着すると、内壁温度が更に上昇し、最終的に伝熱量
の低下およびコーキング発生による操業不能となるなど
して連続運転が難しくなり、実質的にポリスチレン樹脂
から高収率でスチレンモノマーを回収するに適した少な
くとも400℃以上の反応温度を維持することが難しか
った。一方、所要反応温度の上昇を抑制するために触媒
の使用も考えられるが、この種の触媒は時間の経過とと
もにその活性が劣化していくので連続運転を継続するた
めには、連続的な触媒の抜き出し及び供給設備が必要と
なり、これも技術的に解決の難しい課題となっている。On the other hand, an apparatus for recovering styrene monomer from a commonly used polystyrene resin is
As shown in FIG. 6, a tank type reactor a for heating and decomposing polystyrene resin is provided, and the reactor a has a heating jacket b arranged around the reactor a and stirring for uniformly stirring the internal temperature. Means d, and if necessary, a catalyst for promoting decomposition is added. However, in such a conventional apparatus, the temperature of the inner wall of the reactor is always higher than the liquid temperature in the reactor because of the external heat type of heating by the heating jacket, and as a result, the temperature in the reactor becomes uneven. It became easy for carbon to adhere to the inner wall. If carbon adheres to the inner wall, the temperature of the inner wall will rise further, which will eventually lead to a decrease in heat transfer and the inability to operate due to coking, making continuous operation difficult. It was difficult to maintain a reaction temperature of at least 400 ° C. or higher, which is suitable for recovering the above. On the other hand, it is possible to use a catalyst to suppress the rise in the required reaction temperature, but since the activity of this type of catalyst deteriorates over time, in order to continue continuous operation, a continuous catalyst It is necessary to take out and supply equipment, which is also a technically difficult problem to solve.
【0004】また、この種の外部加熱方式の反応器で
は、ポリスチレン樹脂の分解に必要な分解熱の授受は、
槽内にたまった分解残渣を通して行われることになる
が、溶媒としてのスチレンモノマーやポリスチレン樹脂
の分解により生成したスチレンモノマーがこの分解残渣
と容易に反応してエチルベンゼンに転化し、スチレンモ
ノマーの選択性を著しく低下させてしまうという致命的
欠点を本願発明者らは連続テスト設備により確認した。
すなわち、高収率でスチレンモノマーを回収するために
必要な反応温度を上げることは、設備上・操業上の問題
の発生と、それに伴う分解残渣の収率の増加、更にはス
チレンモノマーのエチルベンゼンへの転化により、総合
的に見てスチレンモノマーの回収率を著しく低下させる
ことに繋がり、これらを如何に克服するかが従来法の大
きな課題となっている。In addition, in this type of external heating type reactor, the heat of decomposition required for the decomposition of the polystyrene resin is exchanged.
Although it is carried out through the decomposition residue accumulated in the tank, the styrene monomer as a solvent or the styrene monomer generated by the decomposition of polystyrene resin easily reacts with this decomposition residue and is converted into ethylbenzene, and the selectivity of the styrene monomer is increased. The inventors of the present application have confirmed a fatal drawback that the value is significantly reduced by continuous test equipment.
In other words, raising the reaction temperature required to recover styrene monomer in high yields causes problems in equipment and operation, increases the yield of decomposition residues, and further increases the yield of styrene monomer to ethylbenzene. This leads to a significant decrease in the recovery rate of the styrene monomer as a whole, and how to overcome these is a major problem of the conventional method.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
のもつ課題を解決するためになされたものであって、使
用済み家電製品に代表されるプラスチック廃棄物、特に
ポリスチレンを主体としたハロゲン含有プラスチックを
含むプラスチック廃棄物から再利用可能なスチレンモノ
マー等の有価物を高収率で連続的に回収することが可能
なプラスチック廃棄物の処理方法及び装置を提供せんと
するものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and it is a plastic waste typified by used electric home appliances, especially containing halogen containing polystyrene as a main component. It is intended to provide a method and an apparatus for treating a plastic waste capable of continuously recovering valuable materials such as reusable styrene monomer from a plastic waste containing plastic at a high yield.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
ポリスチレンを主体とするハロゲン含有プラスチックの
溶融物もしくはポリスチレンを主体とするハロゲン含有
プラスチックをスチレンモノマーを主成分とする溶媒に
溶解させた溶液を反応熱等の熱源としての加熱水蒸気に
混合させた後、この混合流体を内部に充填物を入れた内
壁がセラミック製の固定床反応器に供給して該反応器内
にて樹脂を分解し、該反応器から取り出した流体を金属
触媒に接触させて脱ハロゲン化した後に加熱槽に供給し
て更に分解することを特徴とするプラスチック廃棄物の
処理方法に関する。
請求項2に係る発明は、前記加熱槽にて発生した蒸気を
触媒に接触させて該蒸気中に含まれる高分子成分を更に
分解することを特徴とする請求項1記載のプラスチック
廃棄物の処理方法に関する。
請求項3に係る発明は、前記加熱槽にて発生した蒸気を
加熱水蒸気に混合させた後、この混合流体を内部に充填
物を入れた固定床反応器に供給して該蒸気中に含まれる
高分子成分を該反応器内にて更に分解することを特徴と
する請求項1記載のプラスチック廃棄物の処理方法に関
する。The invention according to claim 1 is
After mixing a melt of a halogen-containing plastic containing polystyrene as a main component or a halogen-containing plastic containing polystyrene as a main component with a solvent containing a styrene monomer as a mixture with heating steam as a heat source such as reaction heat, This mixed fluid is supplied to a fixed bed reactor having an inner wall filled with a ceramic material, the resin is decomposed in the reactor, and the fluid taken out from the reactor is brought into contact with a metal catalyst to remove it. The present invention relates to a method for treating plastic waste, which comprises halogenating and then supplying it to a heating tank for further decomposition. The invention according to claim 2 is characterized in that the vapor generated in the heating tank is brought into contact with a catalyst to further decompose the polymer component contained in the vapor, thereby treating the plastic waste according to claim 1. Regarding the method. In the invention according to claim 3, after the steam generated in the heating tank is mixed with the heated steam, the mixed fluid is supplied to a fixed bed reactor having a packing inside to be contained in the steam. The method for treating plastic waste according to claim 1, wherein the polymer component is further decomposed in the reactor.
【0007】請求項4に係る発明は、ポリスチレンを主
体とするハロゲン含有プラスチックを含むプラスチック
廃棄物をN−メチル−2−ピロリドンに溶解させ、得ら
れた溶液から未溶解物を除去した後、該溶液からN−メ
チル−2−ピロリドンを分離回収して残りの溶液を反応
熱等の熱源としての加熱水蒸気に混合させた後、この混
合流体を内部に充填物を入れた内壁がセラミック製の固
定床反応器に供給して該反応器内にて分解し、該反応器
から取り出した流体を金属触媒に接触させて脱ハロゲン
化した後に加熱槽に供給して分解することを特徴とする
プラスチック廃棄物の処理方法に関する。
請求項5に係る発明は、前記充填物が高比表面積を有す
る不活性物であることを特徴とする請求項1乃至4のい
ずれかに記載のプラスチック廃棄物の処理方法に関す
る。
請求項6に係る発明は、前記充填物が触媒であることを
特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のプラスチ
ック廃棄物の処理方法に関する。
請求項7に係る発明は、加熱水蒸気に代えて加熱スチレ
ンモノマー蒸気を用いることを特徴とする請求項1乃至
6いずれかに記載のプラスチック廃棄物の処理方法に関
する。The invention according to claim 4 is mainly polystyrene.
A plastic waste containing a halogen-containing plastic to be a body is dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone, undissolved material is removed from the obtained solution, and then N-methyl-2-pyrrolidone is separated and recovered from the solution. After mixing the remaining solution with heated steam as a heat source for heat of reaction, etc., the mixed fluid is supplied to a fixed bed reactor whose inner wall is filled with a ceramic material and the inside of the reactor is made of ceramic. The present invention relates to a method for treating plastic waste, which comprises decomposing halogenated by contacting a fluid that is decomposed and taken out from the reactor with a metal catalyst, and then supplies the heated fluid to a heating tank for decomposition. The invention according to claim 5 relates to the method for treating plastic waste according to any one of claims 1 to 4, wherein the filling material is an inert material having a high specific surface area. The invention according to claim 6 relates to the method for treating plastic waste according to any one of claims 1 to 4, wherein the packing is a catalyst. The invention according to claim 7 relates to the method for treating plastic waste according to any one of claims 1 to 6, characterized in that heated styrene monomer vapor is used in place of the heated steam.
【0008】請求項8に係る発明は、ポリスチレンを主
体とするハロゲン含有プラスチックの溶融物もしくはポ
リスチレンを主体とするハロゲン含有プラスチックをス
チレンモノマーを主成分とする溶媒に溶解させた溶液を
反応熱等の熱源としての加熱水蒸気もしくは加熱スチレ
ンモノマー蒸気に混合させる混合手段と、該混合手段に
て得られた混合流体を内部に取り入れて分解する固定床
反応器と、該反応器から取り出した流体を金属触媒に接
触させて脱ハロゲン化する触媒槽と、該触媒槽を通過し
た流体を加熱して前記反応器での未分解物を更に分解す
る加熱槽とを備えてなることを特徴とするプラスチック
廃棄物の処理装置に関する。
請求項9に係る発明は、ポリスチレンを主体とするハロ
ゲン含有プラスチックを含むプラスチック廃棄物をN−
メチル−2−ピロリドンに溶解させるための溶解槽と、
該溶解槽から取り出された溶液から未溶解物を除去する
除去手段と、該除去手段にて未溶解物が除去された溶液
からN−メチル−2−ピロリドンを分離回収する分離回
収手段と、N−メチル−2−ピロリドンが分離された残
りの溶液を反応熱等の熱源としての加熱水蒸気もしくは
加熱スチレンモノマー蒸気に混合させる混合手段と、該
混合手段にて得られた混合流体を内部に取り入れて分解
する固定床反応器と、該反応器から取り出した流体を金
属触媒に接触させて脱ハロゲン化する触媒槽と、該触媒
槽を通過した流体を加熱して前記反応器での未分解物を
更に分解する加熱槽とを備えてなることを特徴とするプ
ラスチック廃棄物の処理装置に関する。
請求項10に係る発明は、前記混合手段、固定床反応器
及び触媒槽の内面がセラミックから構成されてなること
を特徴とする請求項8又は9記載のプラスチック廃棄物
の処理装置に関する。The invention according to claim 8 is mainly polystyrene.
The melt or porosity of the halogen-containing plastic
A halogen-containing plastic containing styrene as a main component is dissolved in a solvent containing styrene monomer as a main component and mixed with heating steam or heated styrene monomer vapor as a heat source such as reaction heat, and a mixing means. The fixed-bed reactor that takes in the mixed fluid and decomposes it inside, the catalyst tank that brings the fluid taken out from the reactor into contact with the metal catalyst to dehalogenate, and heat the fluid that has passed through the catalyst tank. And a heating tank for further decomposing undecomposed material in the reactor, to a plastic waste processing apparatus. According to a ninth aspect of the present invention, a plastic waste containing a halogen-containing plastic whose main component is polystyrene is N-.
A dissolution tank for dissolving in methyl-2-pyrrolidone,
A removing means for removing the undissolved matter from the solution taken out from the dissolution tank; a separation and recovery means for separating and recovering N-methyl-2-pyrrolidone from the solution from which the undissolved matter has been removed by the removing means; -Mixing means for mixing the remaining solution from which methyl-2-pyrrolidone has been separated with heated steam or heated styrene monomer vapor as a heat source for heat of reaction and the like, and introducing the mixed fluid obtained by the mixing means into the inside. A fixed bed reactor that decomposes, a catalyst tank that dehalogenates a fluid taken out from the reactor by contacting it with a metal catalyst, and a fluid that has passed through the catalyst tank is heated to remove undecomposed substances in the reactor. The present invention relates to an apparatus for treating plastic waste, which further comprises a heating tank for decomposing. The invention according to claim 10 relates to the apparatus for treating plastic waste according to claim 8 or 9, characterized in that the inner surfaces of the mixing means, the fixed bed reactor and the catalyst tank are made of ceramics.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るハロゲン含有
プラスチックを含むプラスチック廃棄物の処理方法及び
装置の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明
する。図1は本発明の第一実施形態を示す概略フロー図
である。本発明においては、使用済み家電製品に代表さ
れるプラスチック廃棄物、具体的にはポリスチレンを主
体としたハロゲン含有プラスチックが原料とされ、この
原料(A)はスクリューフィーダー(エクストルーダ)
により加熱溶融された溶融物の形態で、もしくはスチレ
ンモノマーを主成分とする溶媒に溶解された溶液の形態
で供給される。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of a method and apparatus for treating plastic waste containing halogen-containing plastic according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic flow chart showing the first embodiment of the present invention. In the present invention, a plastic waste represented by used home appliances, specifically, a halogen-containing plastic mainly composed of polystyrene is used as a raw material, and the raw material (A) is a screw feeder (extruder).
Is supplied in the form of a melt that is heated and melted by, or in the form of a solution dissolved in a solvent containing a styrene monomer as a main component.
【0010】上記形態により供給された原料(A)は、
混合手段(1)により400〜700℃、例えば500
℃の加熱水蒸気(SHS)と混合され、ポリスチレン樹
脂の流動性を得るのに充分な250℃以上で固定床反応
器(2)に供給される。このとき、原料が溶液の形態で
供給された場合には、溶媒となったスチレンモノマーの
殆どは気化される。混合手段(1)の構成は特に限定さ
れず、例えば加熱水蒸気の供給管と、この供給管に接続
されて原料を混入する混入管とからなるものを使用する
ことができる。混合手段(1)の内壁はセラミックから
構成されており、これによってハロゲンによる腐食が防
がれ、長期間にわたる連続運転が可能となっている。
尚、本発明においては、加熱水蒸気に代えて加熱スチレ
ンモノマー蒸気を混合手段(1)により混合する構成を
採用することもできる。この場合、加熱スチレンモノマ
ー蒸気の温度は400〜700℃、例えば500℃とさ
れる。The raw material (A) supplied in the above form is
400 to 700 ° C., for example 500 by the mixing means (1)
It is mixed with heated steam (SHS) at 0 ° C. and fed to the fixed bed reactor (2) at 250 ° C. or higher, which is sufficient to obtain the fluidity of the polystyrene resin. At this time, when the raw material is supplied in the form of a solution, most of the styrene monomer used as a solvent is vaporized. The structure of the mixing means (1) is not particularly limited, and for example, a heating steam supply pipe and a mixing pipe connected to the supply pipe for mixing the raw materials can be used. The inner wall of the mixing means (1) is made of ceramic, which prevents corrosion by halogen and enables continuous operation for a long period of time.
In the present invention, it is also possible to adopt a configuration in which heated styrene monomer vapor is mixed by the mixing means (1) instead of the heated steam. In this case, the temperature of the heated styrene monomer vapor is 400 to 700 ° C, for example 500 ° C.
【0011】固定床反応器(2)としては、触媒もしく
は比表面積が大きい不活性の充填物(例えばセラミック
製ラシヒリングやボールリング等)の充填層を備えた固
定床方式が採用され、溶融した樹脂は該触媒もしくは充
填物上を薄膜となって流下し、前記加熱水蒸気もしくは
加熱スチレンモノマー蒸気により与えられる少なくとも
250℃以上、好ましくは400〜450℃の高温によ
り分解されることにより、スチレンモノマーが生成され
る。尚、固定床反応器(2)の内壁もセラミックから構
成されており、これによってハロゲンによる反応器内部
の腐食を防ぐようにしている。As the fixed bed reactor (2), a fixed bed system having a packed bed of a catalyst or an inert packing having a large specific surface area (for example, ceramic Raschig rings or ball rings) is adopted, and a molten resin is used. Is formed into a thin film on the catalyst or the packing, and is decomposed by a high temperature of at least 250 ° C. or higher, preferably 400 to 450 ° C., which is given by the heated steam or heated styrene monomer vapor, to produce a styrene monomer. To be done. The inner wall of the fixed bed reactor (2) is also made of ceramic so that the inside of the reactor is prevented from being corroded by halogen.
【0012】上記したように、反応熱等の供給に加熱蒸
気を用いた内熱型とすると、固定床反応器(2)内の混
合気体(加熱蒸気とスチレンモノマーとポリスチレン樹
脂分解生成物との混合気体)の流速が速く、従って、ス
チレンモノマーと分解残渣との接触時間が短くなり、ス
チレンモノマーのエチルベンゼンへの転化が充分低く抑
えられる。尚、この反応システムの操業圧力は絶対圧
0.04〜0.3MPaの範囲が好ましい。また、固定
床反応器(2)の出口温度を所望の温度とするために、
該反応器(2)の入口に別途、加熱水蒸気もしくは加熱
スチレンモノマー蒸気を必要量供給するようにしてもよ
い。As described above, when an internal heat type is used in which heated steam is used to supply heat of reaction and the like, a mixed gas in the fixed bed reactor (2) (heated steam, styrene monomer, and polystyrene resin decomposition product) is mixed. The flow rate of the mixed gas) is high, so that the contact time between the styrene monomer and the decomposition residue is shortened, and the conversion of the styrene monomer into ethylbenzene can be suppressed sufficiently low. The operating pressure of this reaction system is preferably in the range of absolute pressure 0.04 to 0.3 MPa. Further, in order to bring the outlet temperature of the fixed bed reactor (2) to a desired temperature,
The required amount of heated steam or heated styrene monomer vapor may be separately supplied to the inlet of the reactor (2).
【0013】本発明においては、固定床反応器(2)の
充填層として使用される触媒は特に限定されないが、硫
酸ナトリウム、硫酸鉄、硫酸マンガン、硫酸亜鉛、硫酸
アルミニウム、硫酸カルシウム、硫酸カリウム、硫酸ア
ンチモン等の硫酸塩や二酸化マンガンなどが好適に使用
される。これらの触媒は、比較的低温(350℃以下)
でポリスチレン樹脂を接触分解することができ、しかも
接触分解生成物中に含まれる低分子量成分の量を少なく
することが可能となるためである。また、これらの触媒
は比較的安価で容易に入手できるために触媒コストを低
減することができるという利点もある。In the present invention, the catalyst used as the packed bed of the fixed bed reactor (2) is not particularly limited, but sodium sulfate, iron sulfate, manganese sulfate, zinc sulfate, aluminum sulfate, calcium sulfate, potassium sulfate, Sulfates such as antimony sulfate and manganese dioxide are preferably used. These catalysts have relatively low temperatures (below 350 ° C)
This is because the polystyrene resin can be catalytically decomposed by the method, and the amount of low molecular weight components contained in the catalytic decomposition product can be reduced. Further, since these catalysts are relatively inexpensive and easily available, there is an advantage that the catalyst cost can be reduced.
【0014】また、本発明においては、固定床反応器
(2)で触媒を使用せずにポリスチレン樹脂を熱分解さ
せてもよい。このとき、混合手段(1)で混合される加
熱水蒸気もしくは加熱スチレンモノマー蒸気の温度は触
媒を用いる場合よりも高く、400〜600℃の範囲で
所定の反応温度を維持するために適宜設定される。この
場合、反応器(2)内には例えばセラミック製ラシヒリ
ングやボールリング等の比表面積の大きい不活性充填物
の層が設けられて熱分解を行わせる。尚、操業圧力につ
いては、絶対圧0.04〜0.3MPaの範囲が好まし
い。In the present invention, the polystyrene resin may be pyrolyzed in the fixed bed reactor (2) without using a catalyst. At this time, the temperature of the heated steam or heated styrene monomer vapor mixed in the mixing means (1) is higher than that when a catalyst is used, and is appropriately set in order to maintain a predetermined reaction temperature in the range of 400 to 600 ° C. . In this case, a layer of inert packing having a large specific surface area, such as ceramic Raschig rings or ball rings, is provided in the reactor (2) for thermal decomposition. The operating pressure is preferably in the range of 0.04 to 0.3 MPa absolute pressure.
【0015】また、図2に示すように、2以上の固定床
反応器(2)を並列に接続し、バルブ(3)の動作によ
り選択的に1つの固定床反応器(2)を稼働させるよう
にしてもよく、これにより、該反応器(2)の開放、点
検、修復時に、他の固定床反応器(2)を用いることが
でき、長期連続運転が可能となる。Further, as shown in FIG. 2, two or more fixed bed reactors (2) are connected in parallel, and one fixed bed reactor (2) is selectively operated by the operation of the valve (3). This may be done so that another fixed bed reactor (2) can be used at the time of opening, inspection and repair of the reactor (2), and long-term continuous operation becomes possible.
【0016】固定床反応器(2)を通過した流体は、次
いで触媒槽(4)に供給される。触媒槽(4)には、
鉄、鉄触媒、亜鉛、アルミニウム、銅、ニッケル等の金
属触媒が充填されており、固定床反応器(2)から供給
された流体はこれらの金属触媒に接触することによって
脱ハロゲン化され、例えば原料となったポリスチレン樹
脂中に含まれている臭素成分はFeBr2 又はFeBr
3 となって触媒槽(4)の底部から取り出される。ま
た、このとき原料中に含まれる塩素成分も同時に例えば
FeCl3 となって除去される。The fluid that has passed through the fixed bed reactor (2) is then fed to the catalyst tank (4). In the catalyst tank (4),
Metal catalysts such as iron, iron catalysts, zinc, aluminum, copper, and nickel are filled, and the fluid supplied from the fixed bed reactor (2) is dehalogenated by contacting these metal catalysts. The bromine component contained in the raw material polystyrene resin is FeBr 2 or FeBr
It becomes 3 and is taken out from the bottom of the catalyst tank (4). At this time, the chlorine component contained in the raw material is also removed at the same time as, for example, FeCl 3 .
【0017】触媒槽(4)を通過することにより脱ハロ
ゲン化された流体は、加熱槽(5)に落下供給され、こ
の加熱槽(5)内で加熱ジャケット(5a)及び攪拌翼
(5b)の作動に伴って加熱、分解される。分解残渣は
最終的に加熱槽(5)の底部から排出する。尚、触媒槽
(4)についても、ハロゲンによる腐食を防ぐために内
面をセラミックから構成することが好ましい。一方、触
媒槽(4)を通過した混合気体及び加熱槽(5)におい
て加熱分解により発生した蒸気は、次いで凝縮器(6)
へと導入され、これによって凝縮液化される。加熱水蒸
気を使用した場合、この凝縮液化された液体は、分解生
成物である粗製スチレンモノマーに加えて加熱水蒸気に
液化によって得られた多量の水を含んでいるので、この
液体をセパレータ(7)に導入して粗製スチレンモノマ
ーと水とを分離する。セパレータ(7)の構成は特に限
定されないが、例えば図示のような分離壁(7a)を越
える上澄み液として粗製スチレンモノマーを回収できる
ものを採用することができる。The fluid dehalogenated by passing through the catalyst tank (4) is dropped and supplied to the heating tank (5), and in this heating tank (5), a heating jacket (5a) and a stirring blade (5b). Is heated and decomposed with the operation of. The decomposition residue is finally discharged from the bottom of the heating tank (5). It is preferable that the inner surface of the catalyst tank (4) is also made of ceramic in order to prevent corrosion due to halogen. On the other hand, the mixed gas that has passed through the catalyst tank (4) and the vapor generated by thermal decomposition in the heating tank (5) are then condensed in the condenser (6).
And is condensed and liquefied. When heated steam is used, the condensed and liquefied liquid contains a large amount of water obtained by liquefaction in the heated steam in addition to the crude styrene monomer which is a decomposition product. And the crude styrene monomer and water are separated. Although the structure of the separator (7) is not particularly limited, for example, a liquid capable of recovering the crude styrene monomer can be adopted as the supernatant liquid passing over the separation wall (7a) as shown in the figure.
【0018】図3は本発明の第二実施形態を示す概略フ
ロー図である。この第二実施形態が前記第一実施形態と
異なる点は、加熱槽(5)と凝縮器(6)との間に触媒
槽(8)が設けられており、加熱槽(5)において加熱
分解により発生した蒸気を触媒槽(8)を通過させた後
に凝縮器(6)へと導く構成とされている点である。
尚、これ以外の構成は第一実施形態と同じであるため、
同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。FIG. 3 is a schematic flow chart showing the second embodiment of the present invention. The difference between the second embodiment and the first embodiment is that a catalyst tank (8) is provided between the heating tank (5) and the condenser (6), and thermal decomposition is performed in the heating tank (5). The point is that the steam generated by the above is introduced to the condenser (6) after passing through the catalyst tank (8).
Since the configuration other than this is the same as that of the first embodiment,
The same components are designated by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
【0019】触媒槽(8)には、加熱槽(5)にて発生
した蒸気中に含まれる高分子成分を接触分解するための
触媒が充填されている。触媒の種類は特に限定されない
が、硫酸ナトリウム、硫酸鉄、硫酸マンガン、硫酸亜
鉛、硫酸アルミニウム、硫酸カルシウム、硫酸カリウ
ム、硫酸アンチモン等の硫酸塩や二酸化マンガンなどが
好適に使用される。The catalyst tank (8) is filled with a catalyst for catalytically decomposing the polymer component contained in the steam generated in the heating tank (5). The type of the catalyst is not particularly limited, but sulfates such as sodium sulfate, iron sulfate, manganese sulfate, zinc sulfate, aluminum sulfate, calcium sulfate, potassium sulfate, antimony sulfate, and manganese dioxide are preferably used.
【0020】この第二実施形態によれば、加熱槽(5)
にて発生した蒸気が触媒槽(8)を通過することによっ
て、蒸気中に含まれる高分子成分が更に分解されてスチ
レンモノマーに転化し、セパレータ(7)にて回収され
る粗製スチレンモノマー中に含まれるスチレンモノマー
の割合を更に高めることが可能となる。According to this second embodiment, the heating tank (5)
By passing the steam generated in step 2 through the catalyst tank (8), the polymer component contained in the steam is further decomposed and converted into styrene monomer, and the crude styrene monomer recovered in the separator (7) is added. It is possible to further increase the ratio of the included styrene monomer.
【0021】図4は本発明の第三実施形態を示す概略フ
ロー図である。この第三実施形態が前記第一実施形態と
異なる点は、加熱槽(5)と凝縮器(6)との間に加熱
水蒸気の混合手段(9)と固定床反応器(10)とが設
けられている点である。即ち、この実施形態によれば、
加熱槽(5)において加熱分解により発生した蒸気に対
して加熱水蒸気が混合されて固定床反応器(10)へと
導かれ、該反応器(10)内にて加熱水蒸気により与え
られる少なくとも250℃以上、好ましくは400〜4
50℃の高温により分解されることにより、スチレンモ
ノマーが生成される。また、加熱水蒸気に代えて加熱ス
チレンモノマー蒸気を混合手段(9)により混合する構
成を採用することもできる。この場合、加熱スチレンモ
ノマー蒸気の温度は400〜700℃、例えば500℃
とされる。FIG. 4 is a schematic flow chart showing the third embodiment of the present invention. The third embodiment is different from the first embodiment in that a heating steam mixing means (9) and a fixed bed reactor (10) are provided between the heating tank (5) and the condenser (6). That is the point. That is, according to this embodiment,
At least 250 ° C., in which heating steam is mixed with the steam generated by thermal decomposition in the heating tank (5) and introduced into the fixed bed reactor (10) and given by the heating steam in the reactor (10). Or more, preferably 400 to 4
A styrene monomer is produced by decomposition at a high temperature of 50 ° C. It is also possible to employ a configuration in which heated styrene monomer vapor is mixed by the mixing means (9) instead of the heated steam. In this case, the temperature of the heated styrene monomer vapor is 400 to 700 ° C, for example 500 ° C.
It is said that
【0022】固定床反応器(10)としては、第一実施
形態にて説明した固定床反応器(2)と同様に、触媒も
しくは高比表面積を有する充填物(例えばセラミック製
ラシヒリング)の充填層を備えた固定床方式が採用され
る。尚、その他の構成は第一実施形態と同じであるた
め、同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。As the fixed bed reactor (10), as in the fixed bed reactor (2) described in the first embodiment, a packed bed of catalyst or packing having a high specific surface area (for example, ceramic Raschig rings). The fixed-bed method with is adopted. Since the other configurations are the same as those in the first embodiment, the same configurations are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【0023】この第三実施形態によれば、加熱槽(5)
にて発生した蒸気に対して高温の加熱水蒸気もしくは加
熱スチレンモノマー蒸気が混合されることによって、加
熱槽(5)から取り出された蒸気中に含まれる高分子成
分が更に分解されてスチレンモノマーに転化し、セパレ
ータ(7)にて回収される粗製スチレンモノマー中に含
まれるスチレンモノマーの割合を更に高めることが可能
となる。According to this third embodiment, the heating tank (5)
When high-temperature heated steam or heated styrene monomer vapor is mixed with the vapor generated in step 1, the polymer component contained in the vapor taken out from the heating tank (5) is further decomposed and converted into styrene monomer. Then, the ratio of the styrene monomer contained in the crude styrene monomer recovered by the separator (7) can be further increased.
【0024】以上説明した実施形態は、供給される原料
がポリスチレン樹脂のみである場合には非常に有効であ
るが、現実的には排出されるプラスチック廃棄物からポ
リスチレン樹脂のみを選別して原料として供給すること
は困難であり、原料中にポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ABS樹脂等の異種合成樹脂が混入している場合が
多い。そこで本願発明者らは、上記実施形態に供給され
る前工程において、ポリスチレンとポリエチレン、ポリ
プロピレン、ABS樹脂等の異種合成樹脂を選別するた
めの原料選別工程を新たに創出した。The embodiment described above is very effective when the supplied raw material is only polystyrene resin, but in reality, only polystyrene resin is selected from the discharged plastic waste and used as the raw material. It is difficult to supply, and in many cases, different kinds of synthetic resins such as polyethylene, polypropylene and ABS resin are mixed in the raw materials. Therefore, the inventors of the present application newly created a raw material selection step for selecting different synthetic resins such as polystyrene and polyethylene, polypropylene, and ABS resin in the preceding step supplied to the above embodiment.
【0025】図5は本発明において使用される原料選別
工程の概略フロー図であり、この原料選別工程は、上記
したように、前述の第一乃至第三実施形態に示した処理
工程に供給される原料を得るための前工程となる。この
原料選別工程では、ポリスチレンを主体とするハロゲン
含有プラスチックにポリエチレン、ポリプロピレン、A
BS樹脂等の異種合成樹脂が混入されたプラスチック廃
棄物が原料とされ、これらの原料は先ず破砕機(11)
に供給されて一定大きさ以下に破砕された後、一旦貯蔵
タンク(12)に貯蔵される。そして、この貯蔵タンク
(12)に貯蔵された原料に対して、N−メチル−2−
ピロリドン(以下、NMPと略す)が供給され、原料は
供給されたNMPと共に輸送用コンベア(13)によっ
て溶解槽(14)へと送られて、該溶解槽(14)内に
て加熱・攪拌されながら選択的に溶解される。FIG. 5 is a schematic flow chart of the raw material selecting step used in the present invention. As described above, this raw material selecting step is supplied to the processing steps shown in the first to third embodiments. It is a pre-process for obtaining raw materials. In this raw material selection step, halogen-containing plastics containing polystyrene as the main component are added to polyethylene, polypropylene, A
Plastic waste mixed with different synthetic resins such as BS resin is used as the raw material, and these raw materials are first crusher (11).
After being crushed to a certain size or smaller, it is once stored in the storage tank (12). And with respect to the raw material stored in this storage tank (12), N-methyl-2-
Pyrrolidone (hereinafter abbreviated as NMP) is supplied, and the raw material is sent to the dissolution tank (14) by the transport conveyor (13) together with the supplied NMP, and heated and stirred in the dissolution tank (14). While being selectively dissolved.
【0026】本発明においてNMPを原料樹脂の溶剤と
して使用する最大の理由は、NMPはポリスチレンを非
常に良く溶解するが、ポリエチレン、ポリプロピレン、
ABS樹脂は殆ど溶解しないという溶解特性にある。さ
らにNMPは、蒸発熱が105kcal/kg:20
4℃と低いため、蒸留を低エネルギーで行うことができ
て経済的である、蒸発温度が204℃と高いため、自
治体環境条例のVOC(揮発性炭化水素類)に関する規
制値をクリアすることができる(例えば、大阪府環境条
例では炭化水素類の規制値は「単体では沸点が150℃
以下の物質、混合物では5%留出点が150℃以下のも
の」と定められている)毒性が極めて低い、といった
特性を有しており、これらの特性もまた本発明において
NMPを溶剤として使用する理由である。The main reason why NMP is used as a solvent for the raw material resin in the present invention is that NMP dissolves polystyrene very well, but polyethylene, polypropylene,
ABS resin has a dissolution characteristic of being almost insoluble. Furthermore, NMP has a heat of vaporization of 105 kcal / kg: 20
Since it is as low as 4 ° C, distillation can be performed with low energy, which is economical. Since the evaporation temperature is as high as 204 ° C, it is possible to clear the regulation value concerning VOC (volatile hydrocarbons) of the local government environmental regulations. Yes (for example, the Osaka Prefectural Ordinance regulates that hydrocarbons have a regulated value of "boiling point is 150 ° C alone
The following substances and mixtures have a 5% distillation point of 150 ° C. or less ”) and have extremely low toxicity. These properties also use NMP as a solvent in the present invention. That's why.
【0027】溶解槽(14)内にて得られた溶液は、ポ
ンプ(15)によって分離装置(16)へと送られる。
分離装置(16)は溶液中の未溶解物を除去するための
除去手段としての役割を果たすものであり、遠心分離機
や濾過装置等を好適に使用することができる。分離装置
(16)ではNMPに溶解されないポリエチレン、ポリ
プロピレン、ABS樹脂等の異種合成樹脂が溶液から分
離除去され、除去物は貯蔵タンク(17)へと貯蔵さ
れ、固形燃料又は液体燃料の原料等として再利用に供さ
れる。The solution obtained in the dissolution tank (14) is sent to the separator (16) by the pump (15).
The separation device (16) plays a role as a removal means for removing undissolved substances in the solution, and a centrifugal separator, a filtration device or the like can be preferably used. In the separator (16), different synthetic resins such as polyethylene, polypropylene and ABS resin which are not dissolved in NMP are separated and removed from the solution, and the removed product is stored in a storage tank (17) and used as a raw material for solid fuel or liquid fuel. Used for reuse.
【0028】異種合成樹脂が除去された後の溶液は、ポ
ンプ(18)により蒸留装置(19)へと送られる。蒸
留装置(19)は溶液からNMPを分離して回収する分
離回収手段としての役割を果たすものであり、真空蒸
留、常圧蒸留のいずれの装置であってもよい。蒸留装置
(19)にて分離されたNMPは凝縮器(20)にて凝
縮液化された後、NMP貯蔵タンク(21)へと貯蔵さ
れて再利用に供される。そして、NMPが分離された後
の原料は一旦貯蔵タンク(22)へと貯蔵された後、ポ
ンプ(23)によりエクストルーダー(24)へと送ら
れ、エクストルーダー(24)によって200℃以上の
温度で軟化した状態にて第一乃至第三実施形態の工程の
原料(A)として供給される。The solution from which the different synthetic resin has been removed is sent to the distillation apparatus (19) by the pump (18). The distillation device (19) plays a role as a separation and recovery means for separating and recovering NMP from the solution, and may be either a vacuum distillation device or an atmospheric distillation device. The NMP separated by the distillation apparatus (19) is condensed and liquefied by the condenser (20) and then stored in the NMP storage tank (21) for reuse. Then, the raw material after NMP is separated is once stored in the storage tank (22), and then sent to the extruder (24) by the pump (23), and the temperature of 200 ° C. or higher is supplied by the extruder (24). It is supplied as a raw material (A) in the steps of the first to third embodiments in the softened state.
【0029】上記した原料選別工程を設けることによっ
て、異種合成樹脂が混入した原料からポリスチレンリッ
チな原料を得ることができるため、この原料を使用する
ことによって、第一乃至第三実施形態として示した後工
程にて最終的に回収されるスチレンモノマーの収率を高
めることができる。By providing the above-mentioned raw material selection step, a polystyrene-rich raw material can be obtained from a raw material in which different kinds of synthetic resins are mixed. Therefore, by using this raw material, the first to third embodiments are shown. It is possible to increase the yield of the styrene monomer that is finally recovered in the subsequent step.
【0030】尚、ポリ塩化ビニル(PVC)やポリフッ
化ビニリデン(PVdF)が原料中に含まれていた場
合、これらの樹脂もポリスチレンと共にNMPに溶解さ
れて後工程に原料として供給されることになるが、本発
明では後工程において脱ハロゲンを行うことができるた
め、処理において問題となることはない。When polyvinyl chloride (PVC) or polyvinylidene fluoride (PVdF) is contained in the raw material, these resins are also dissolved in NMP together with polystyrene and supplied as a raw material to the subsequent step. However, in the present invention, since dehalogenation can be performed in the subsequent step, there is no problem in processing.
【0031】[0031]
【実施例】以下、本発明の実施例及び比較例を示すこと
によって本発明の効果をより明確にする。但し、本発明
は以下の実施例により何ら限定されるものではない。
(実施例1)図1に示す装置を使用して、以下に示す方
法により臭素系難燃剤が含有されたポリスチレン樹脂
(臭素含有率4.5wt%)からなる原料の処理を行っ
た。原料をその3倍重量のスチレンモノマーに溶かした
溶液2.0kg/h(60〜70℃)と、加熱水蒸気2
5kg/h(480〜490℃)とを混合して固定床反
応器(充填物:ラシヒリング)に送り、ポリスチレン
(PS)を分解した。固定床反応器内の温度は420〜
430℃、圧力は0.01MPaGであり、触媒槽
(4)に充填される金属触媒としてはFe2 O3 を使用
した。セパレーターに回収された粗製スチレンモノマー
の量は1980g/hであり、溶媒として使用したスチ
レンモノマーを差し引くと480g/h(回収率:96
wt%)であった。また、分解残渣収率(対PS)は
1.0wt%であった。得られた粗製スチレンモノマー
をガスクロマトグラフィーにより分析した結果(溶媒ス
チレンモノマー補正)、スチレンモノマーの含有率は7
6.5wt%、二量体、三量体の含有率は20.24
%、臭素含有率は0.001wt%であった。EXAMPLES The effects of the present invention will be made clearer by showing Examples and Comparative Examples of the present invention. However, the present invention is not limited to the following examples. Example 1 Using the apparatus shown in FIG. 1, a raw material made of a polystyrene resin (bromine content of 4.5 wt%) containing a brominated flame retardant was treated by the method described below. 2.0 kg / h (60 to 70 ° C.) of a solution prepared by dissolving the raw material in 3 times the weight of the styrene monomer, and heated steam 2
5 kg / h (480 to 490 ° C.) was mixed and sent to a fixed bed reactor (packing: Raschig ring) to decompose polystyrene (PS). The temperature in the fixed bed reactor is 420 ~
The pressure was 430 ° C., the pressure was 0.01 MPaG, and Fe 2 O 3 was used as the metal catalyst filled in the catalyst tank (4). The amount of crude styrene monomer recovered in the separator was 1980 g / h, and when the styrene monomer used as the solvent was subtracted, it was 480 g / h (recovery rate: 96
wt%). The yield of decomposition residue (relative to PS) was 1.0 wt%. As a result of analyzing the obtained crude styrene monomer by gas chromatography (solvent styrene monomer correction), the content ratio of styrene monomer was 7
6.5 wt%, dimer, trimer content is 20.24
%, And the bromine content was 0.001 wt%.
【0032】(実施例2)図3に示す装置を使用して、
触媒槽(8)に硫酸マグネシウムからなる触媒を充填し
た以外は実施例1と同じ条件で臭素系難燃剤が含有され
たポリスチレン樹脂(臭素含有率4.5wt%)からな
る原料の処理を行った。セパレーターに回収された粗製
スチレンモノマーの量は1960g/hであり、溶媒と
して使用したスチレンモノマーを差し引くと460g/
h(回収率:92wt%)であった。また、分解残渣収
率(対PS)は1.0wt%であった。得られた粗製ス
チレンモノマーをガスクロマトグラフィーにより分析し
た結果(溶媒スチレンモノマー補正)、スチレンモノマ
ーの含有率は98.5wt%、臭素含有率は0.001
wt%であった。Example 2 Using the apparatus shown in FIG. 3,
A raw material made of a polystyrene resin containing bromine flame retardant (bromine content: 4.5 wt%) was treated under the same conditions as in Example 1 except that the catalyst tank (8) was filled with a catalyst made of magnesium sulfate. . The amount of crude styrene monomer recovered in the separator was 1960 g / h, and when the styrene monomer used as the solvent was subtracted, it was 460 g / h.
It was h (recovery rate: 92 wt%). The yield of decomposition residue (relative to PS) was 1.0 wt%. As a result of analyzing the obtained crude styrene monomer by gas chromatography (solvent styrene monomer correction), the content of styrene monomer was 98.5 wt% and the content of bromine was 0.001.
It was wt%.
【0033】(実施例3)図4に示す装置を使用して、
臭素系難燃剤が含有されたポリスチレン樹脂(臭素含有
率4.5wt%)からなる原料の処理を行った。混合手
段(9)にて混合される加熱水蒸気を25kg/h(4
80〜490℃)として、固定床反応器(10)の充填
物はラシヒリングとし、反応器内の温度は420〜43
0℃、圧力は0.01MPaGとした以外は、実施例1
と同じ条件とした。セパレーターに回収された粗製スチ
レンモノマーの量は1980g/hであり、溶媒として
使用したスチレンモノマーを差し引くと480g/h
(回収率:96wt%)であった。また、分解残渣収率
(対PS)は1.0wt%であった。得られた粗製スチ
レンモノマーをガスクロマトグラフィーにより分析した
結果(溶媒スチレンモノマー補正)、スチレンモノマー
の含有率は96.0wt%、臭素含有率は0.001w
t%であった。(Example 3) Using the apparatus shown in FIG.
A raw material made of a polystyrene resin containing a brominated flame retardant (bromine content: 4.5 wt%) was treated. The heated steam mixed by the mixing means (9) is 25 kg / h (4
80 to 490 ° C.), the packing of the fixed bed reactor (10) was Raschig ring, and the temperature in the reactor was 420 to 43.
Example 1 except that the temperature was 0 ° C. and the pressure was 0.01 MPaG.
The same conditions were used. The amount of crude styrene monomer recovered in the separator was 1980 g / h, and when the styrene monomer used as the solvent was subtracted, it was 480 g / h.
(Recovery rate: 96 wt%). The yield of decomposition residue (relative to PS) was 1.0 wt%. As a result of analyzing the obtained crude styrene monomer by gas chromatography (solvent styrene monomer correction), the content of styrene monomer was 96.0 wt% and the content of bromine was 0.001 w.
It was t%.
【0034】(比較例)図6に示すような従来の槽型反
応器を使用して、臭素系難燃剤が含有されたポリスチレ
ン樹脂(臭素含有率4.5wt%)からなる原料の処理
を行った。ポリスチレン樹脂をその4倍量のスチレンモ
ノマーに溶かした溶液を2.5kg/h(60〜70
℃)で反応器に供給して熱分解した。尚、反応器内の温
度は380℃、圧力は0.001MPaGであった。得
られた粗製スチレンモノマーをガスクロマトグラフィー
により分析した結果(溶媒スチレンモノマー補正無
し)、スチレンモノマーの含有率は78.0wt%であ
り、溶媒として用いたスチレンモノマーよりも回収され
たスチレンモノマー量は減少していた。また、エチルベ
ンゼンの含有率は18.6wt%、臭素含有率は4.5
wt%であった。Comparative Example Using a conventional tank reactor as shown in FIG. 6, a raw material made of polystyrene resin (bromine content 4.5% by weight) containing a brominated flame retardant was treated. It was 2.5 kg / h (60 to 70) of a solution prepared by dissolving polystyrene resin in four times the amount of styrene monomer
(° C) to the reactor for thermal decomposition. The temperature inside the reactor was 380 ° C. and the pressure was 0.001 MPaG. As a result of analyzing the obtained crude styrene monomer by gas chromatography (without solvent styrene monomer correction), the content of styrene monomer was 78.0 wt%, and the amount of recovered styrene monomer was higher than that of the styrene monomer used as the solvent. It was decreasing. The ethylbenzene content is 18.6 wt% and the bromine content is 4.5.
It was wt%.
【0035】[0035]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る方法
及び装置によれば、ポリスチレンを主体としたハロゲン
含有プラスチックを含むプラスチック廃棄物を脱ハロゲ
ン化してスチレンモノマーを回収することができるた
め、臭素系難燃剤を含んでいる家電製品のプラスチック
のリサイクルを促進することができ、しかも反応熱源と
して加熱水蒸気もしくは加熱スチレンモノマー蒸気を使
用して内熱によりポリスチレン等の樹脂を分解するた
め、反応温度を高温に設定することができ、その結果分
解残渣を殆ど生成しない条件の選択も可能となった。ま
たポリスチレンの分解生成物は瞬時に加熱蒸気相に移
り、ポリスチレン樹脂の分解残渣とスチレンモノマーと
の接触時間を短くできてエチルベンゼンへの転化が抑制
されるため、ポリスチレン樹脂廃棄物から工業的に有用
なスチレンモノマーを高収率、高選択率、高純度で回収
することが可能となる。更には、混合手段、固定床反応
器及び触媒槽の内壁をセラミック製としたことにより、
プラスチック廃棄物原料から分離したハロゲンによる反
応器内部の腐食が防がれ長期間にわたる連続運転が可能
となった。また、ポリスチレンを主体とするハロゲン含
有プラスチックを含むプラスチック廃棄物をN−メチル
−2−ピロリドンに溶解させることによって、ポリエチ
レンやポリプロピレン等の異種合成樹脂が混入した原料
からポリスチレンリッチな原料を得ることができ、最終
的に回収されるスチレンモノマーの収率をより高めるこ
とができる。As described above, according to the method and apparatus of the present invention, it is possible to recover the styrene monomer by dehalogenating the plastic waste containing the halogen-containing plastic mainly composed of polystyrene. It is possible to promote recycling of plastics for home appliances that contain brominated flame retardants, and to decompose resin such as polystyrene by internal heat by using heated steam or heated styrene monomer vapor as a reaction heat source. Can be set to a high temperature, and as a result, it has become possible to select a condition in which almost no decomposition residue is produced. In addition, the decomposition products of polystyrene instantly move to the heating vapor phase, and the contact time between the decomposition residue of polystyrene resin and styrene monomer can be shortened and the conversion to ethylbenzene is suppressed. It is possible to recover various styrene monomers with high yield, high selectivity and high purity. Furthermore, by making the mixing means, the fixed bed reactor and the inner wall of the catalyst tank made of ceramic,
Corrosion inside the reactor due to halogen separated from the plastic waste raw material was prevented, and continuous operation for a long time became possible. Further, by dissolving a plastic waste containing a halogen-containing plastic mainly composed of polystyrene in N-methyl-2-pyrrolidone, a polystyrene-rich raw material can be obtained from a raw material mixed with a different synthetic resin such as polyethylene or polypropylene. Therefore, the yield of the finally recovered styrene monomer can be further increased.
【図1】本発明の第一実施形態を示す概略フロー図であ
る。FIG. 1 is a schematic flowchart showing a first embodiment of the present invention.
【図2】固定床反応器を2つ並列設置した形態を示す概
略図である。FIG. 2 is a schematic view showing a form in which two fixed bed reactors are installed in parallel.
【図3】本発明の第二実施形態を示す概略フロー図であ
る。FIG. 3 is a schematic flow chart showing a second embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第三実施形態を示す概略フロー図であ
る。FIG. 4 is a schematic flow chart showing a third embodiment of the present invention.
【図5】本発明において使用される原料選別工程の概略
フロー図である。FIG. 5 is a schematic flow diagram of a raw material selection process used in the present invention.
【図6】従来の技術を示す概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing a conventional technique.
1 混合手段 2 固定床反応器 4 触媒槽 5 加熱槽 8 触媒槽 9 混合手段 10 固定床反応器 1 mixing means 2 fixed bed reactor 4 catalyst tank 5 heating tanks 8 catalyst tanks 9 Mixing means 10 fixed bed reactor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08J 11/00 - 11/28 B29B 17/00 - 17/02 C07C 4/22 C07C 15/46 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) C08J 11/00-11/28 B29B 17/00-17/02 C07C 4/22 C07C 15/46
Claims (10)
プラスチックの溶融物もしくはポリスチレンを主体とす
るハロゲン含有プラスチックをスチレンモノマーを主成
分とする溶媒に溶解させた溶液を反応熱等の熱源として
の加熱水蒸気に混合させた後、この混合流体を内部に充
填物を入れた内壁がセラミック製の固定床反応器に供給
して該反応器内にて樹脂を分解し、該反応器から取り出
した流体を金属触媒に接触させて脱ハロゲン化した後に
加熱槽に供給して更に分解することを特徴とするプラス
チック廃棄物の処理方法。1. A melt of a halogen-containing plastic containing polystyrene as a main component or a polystyrene containing as a main component
That after the halogen-containing plastic is dissolved in a solvent mainly composed of styrene monomer solution was mixed with heating steam as a heat source, such as the reaction heat, the inner wall made of ceramic containing the packing the mixed fluid inside It is characterized in that it is supplied to a fixed bed reactor to decompose the resin in the reactor, the fluid taken out from the reactor is brought into contact with a metal catalyst to dehalogenate, and then supplied to a heating tank for further decomposition. And the method of treating plastic waste.
触させて該蒸気中に含まれる高分子成分を更に分解する
ことを特徴とする請求項1記載のプラスチック廃棄物の
処理方法。2. The method for treating plastic waste according to claim 1, wherein the steam generated in the heating tank is brought into contact with a catalyst to further decompose the polymer component contained in the steam.
気に混合させた後、 この混合流体を内部に充填物を入れた固定床反応器に供
給して該蒸気中に含まれる高分子成分を該反応器内にて
更に分解することを特徴とする請求項1記載のプラスチ
ック廃棄物の処理方法。3. The steam generated in the heating tank is mixed with heated steam, and then the mixed fluid is supplied to a fixed bed reactor having a packing inside, and the polymer component contained in the steam is supplied. The method for treating plastic waste according to claim 1, further comprising decomposing the above in the reactor.
プラスチックを含むプラスチック廃棄物をN−メチル−
2−ピロリドンに溶解させ、得られた溶液から未溶解物
を除去した後、該溶液からN−メチル−2−ピロリドン
を分離回収して残りの溶液を反応熱等の熱源としての加
熱水蒸気に混合させた後、この混合流体を内部に充填物
を入れた内壁がセラミック製の固定床反応器に供給して
該反応器内にて分解し、該反応器から取り出した流体を
金属触媒に接触させて脱ハロゲン化した後に加熱槽に供
給して分解することを特徴とするプラスチック廃棄物の
処理方法。4. A plastic waste containing halogen-containing plastic mainly composed of polystyrene is treated with N-methyl-.
After dissolving in 2-pyrrolidone and removing undissolved matter from the obtained solution, N-methyl-2-pyrrolidone is separated and recovered from the solution, and the remaining solution is mixed with heated steam as a heat source such as heat of reaction. After that, this mixed fluid is supplied to a fixed bed reactor having an inner wall filled with a filler and made of ceramic to decompose in the reactor, and the fluid taken out from the reactor is contacted with a metal catalyst. A method for treating plastic waste, which comprises dehalogenating and dehalogenating it and then supplying it to a heating tank for decomposition.
物であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに
記載のプラスチック廃棄物の処理方法。5. The method for treating plastic waste according to claim 1, wherein the filling material is an inert material having a high specific surface area.
る請求項1乃至4のいずれかに記載のプラスチック廃棄
物の処理方法。6. The method for treating plastic waste according to any one of claims 1 to 4, wherein the packing is a catalyst.
ー蒸気を用いることを特徴とする請求項1乃至6いずれ
かに記載のプラスチック廃棄物の処理方法。7. The method for treating plastic waste according to claim 1, wherein heated styrene monomer vapor is used in place of the heated steam.
プラスチックの溶融物もしくはポリスチレンを主体とす
るハロゲン含有プラスチックをスチレンモノマーを主成
分とする溶媒に溶解させた溶液を反応熱等の熱源として
の加熱水蒸気もしくは加熱スチレンモノマー蒸気に混合
させる混合手段と、該混合手段にて得られた混合流体を
内部に取り入れて分解する固定床反応器と、該反応器か
ら取り出した流体を金属触媒に接触させて脱ハロゲン化
する触媒槽と、該触媒槽を通過した流体を加熱して前記
反応器での未分解物を更に分解する加熱槽とを備えてな
ることを特徴とするプラスチック廃棄物の処理装置。8. A polystyrene-based halogen-containing plastic melt or polystyrene
That halogen and mixing means containing plastic is mixed to the heating steam or heating styrene monomer vapor of a solution dissolved in a solvent mainly composed of a styrene monomer as a heat source, such as the reaction heat, the mixed fluid obtained in the mixing means In a fixed bed reactor for decomposing by taking in, a catalyst tank for dehalogenating a fluid taken out from the reactor by contacting the metal catalyst, and a fluid passing through the catalyst tank for heating in the reactor. And a heating tank for further decomposing the undecomposed material of (1) above.
プラスチックを含むプラスチック廃棄物をN−メチル−
2−ピロリドンに溶解させるための溶解槽と、該溶解槽
から取り出された溶液から未溶解物を除去する除去手段
と、該除去手段にて未溶解物が除去された溶液からN−
メチル−2−ピロリドンを分離回収する分離回収手段
と、N−メチル−2−ピロリドンが分離された残りの溶
液を反応熱等の熱源としての加熱水蒸気もしくは加熱ス
チレンモノマー蒸気に混合させる混合手段と、該混合手
段にて得られた混合流体を内部に取り入れて分解する固
定床反応器と、該反応器から取り出した流体を金属触媒
に接触させて脱ハロゲン化する触媒槽と、該触媒槽を通
過した流体を加熱して前記反応器での未分解物を更に分
解する加熱槽とを備えてなることを特徴とするプラスチ
ック廃棄物の処理装置。9. A plastic waste containing a halogen-containing plastic mainly composed of polystyrene is treated with N-methyl-.
A dissolution tank for dissolving in 2-pyrrolidone, a removal means for removing undissolved substances from the solution taken out from the dissolution tank, and a solution N-
Separation and collection means for separating and collecting methyl-2-pyrrolidone, and mixing means for mixing the remaining solution from which N-methyl-2-pyrrolidone has been separated with heated steam or heated styrene monomer vapor as a heat source such as reaction heat, A fixed bed reactor that takes in the mixed fluid obtained by the mixing means inside and decomposes it, a catalyst tank that brings the fluid taken out from the reactor into contact with a metal catalyst to dehalogenate it, and pass through the catalyst tank And a heating tank for further decomposing undecomposed substances in the reactor by heating the fluid.
槽の内面がセラミックから構成されてなることを特徴と
する請求項8又は9記載のプラスチック廃棄物の処理装
置。10. The apparatus for treating plastic waste according to claim 8 or 9, wherein the mixing means, the fixed bed reactor, and the inner surface of the catalyst tank are made of ceramics.
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