JP3520505B2 - ポリオレフィン系プラスチック廃棄物からの液体燃料回収方法 - Google Patents
ポリオレフィン系プラスチック廃棄物からの液体燃料回収方法Info
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Description
プラスチック廃棄物を、重油中で固体酸触媒存在下、常
圧で熱分解して、軽質留分を含まない液体燃料を、高収
率で回収する方法に関するものである。 【0002】 【従来の技術】石油ショック以来、プラスチック廃棄物
の減容化や有効利用が叫ばれてきた。また、平成3年度
に「リサイクル法」、平成7年度には「容器包装廃棄物
リサイクル法」が制定され、技術開発が活発に行われて
いる。プラスチックリサイクル技術の一つに熱分解油化
があり、分解触媒の探索や、付加価値の高いガソリン製
造などを目的として研究されている。ポリエチレンやポ
リプロピレン廃棄物の場合、いずれも反応温度は300
〜600℃、触媒にはシリカ・アルミナを始めとする固
体酸触媒を使用しているケースが多い。しかし、いずれ
の報告もポリオレフィン系プラスチックの分解によるガ
ス化を避けることが出来ず、液体油の回収率が70%以
下である。回収率の向上を目的とした研究では、触媒を
工夫した報告(特公昭51−26475)があり、液体
油の回収率90%を達成しているが、留出温度が150
℃以下の工業ガソリンの留分に相当する軽質留分を20
%含有している。また、ポリエチレン(PE)を石油に
溶解した後、接触分解させた場合(特公昭51−239
88)、15%程度のガス状生成物が存在し、さらに、
得られた液体油の中にも軽質分が25%含まれている。
一方、ポリオレフィン系プラスチック廃棄物を1段の接
触分解で、分留することなく留出温度が150℃以下の
軽質留分を含まない液体燃料の回収方法は報告されてい
ない。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】廃棄物の中でも、プラ
スチック廃棄物は容積が大きいため、埋め立て処分場の
寿命を短くしている。特に都市部における埋め立て処分
場は、あと数年で満杯となるため、プラスチック廃棄物
の減容化およびリサイクル技術の開発が望まれている。 【0004】プラスチックは国内で年間1300万トン
生産され、約800万トン廃棄されている。その内、3
50万トンは産業廃棄物はとして排出され、プラスチッ
クの種類が比較的限定されているので、リサイクルの対
象にしやすい。特にPEおよびポリプロピレン(PP)
廃棄物は全体の40%以上を占めており、このポリオレ
フィン系プラスチック廃棄物を有効利用することが大き
な課題である。 【0005】プラスチック廃棄物の有効利用法には、
マテリアルリサイクル(再生利用)、サーマルリサイ
クル(燃焼熱利用)、ケミカルリサイクル(化学製品
回収)の3通りが提案されている。の方法は、従来の
成型機を利用して再生品を作ることができるので最も早
く実用化されたが、再生品の品質が劣るため市場が伸び
ず減少傾向にある。の方法も、比較的容易に廃棄物固
形燃料を作れるため、最近伸びているが、燃焼排ガス処
理の問題があるため、大都市における中小企業の燃焼炉
などには、まだ使用できる状態ではない。また、の方
法により、付加価値の高いガソリンや灯油などの軽質留
分を熱分解により製造する技術が多数報告されている
が、いずれの技術も製品を実用に供するには再処理を必
要とし、また熱分解時に排出される気体状生成物も多い
ので、プラスチック廃棄物を100%有効利用していな
い。 【0006】本発明は、熱分解中に反応溶媒の重油が留
出しない程度の長さまたは容量の水冷式冷却器(例え
ば、リービッヒ氏形状のもの)を、反応容器に対して垂
直に接続して、重油含有の低沸点成分が水冷式冷却器の
流通管部に滞留する反応装置により、熱分解時に特に気
体状生成物になりやすいポリオレフィン系プラスチック
廃棄物を、固体酸触媒存在下、窒素を流通させ、常圧で
熱分解して、留出温度が150℃以下の軽質留分(工業
ガソリンの留分に相当)を含まない液体燃料を高収率で
回収する方法を提供するものである。 【0007】 【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、廃棄
物として大量に排出される、PEやPPなどのポリオレ
フィン系プラスチック廃棄物を、シリカ・アルミナなど
の固体酸触媒存在下、常圧で熱分解して、留出温度が1
50℃以下の軽質留分を含まない液体燃料を高収率で回
収する方法である。その際、熱分解中に反応溶媒の重油
が留出しない程度の長さまたは容量の水冷式冷却器を、
反応容器に対して垂直に接続して、重油含有の低沸点成
分が水冷式冷却器の流通管部に滞留する反応装置を使用
するのが特徴である。 【0008】本発明に用いられる反応装置には、二股反
応容器の一方の口より窒素ガスを導入することができ、
他方の口には熱分解中に反応溶媒の重油が留出しない程
度の長さまたは容量の水冷式冷却器を、反応容器に対し
て垂直に接続して、重油含有の低沸点成分が水冷式冷却
器の流通管部に滞留するものを利用することが好まし
い。加熱は電気炉で十分である。なお、温度の測定は、
反応容器内下部、および上部の二股部の二カ所を、石英
製保護管付きのK熱電対で計れることが必要である。 【0009】本発明において、原料となるPEやPPな
どのポリオレフィン系プラスチック廃棄物は、プラスチ
ック廃棄物の中の40%以上を占めており、フイルム、
成形品、ペレットなど種々の形態で排出されるが、いず
れも反応容器に入る程度に破砕されていることが必要で
ある。 【0010】本発明における触媒は、ペレット状の無定
形シリカ・アルミナ(S・A)を反応直前に、乾燥空気
気流中、300〜500℃、1〜5時間焼成して活性化
したものが好ましい。触媒量は、プラスチック廃棄物量
に対し20〜100%の使用で良好な結果が得られる。
また、使用済み触媒を、前記活性化と同条件で処理すれ
は再生することができる。 【0011】本発明において用いる反応溶媒は価格の安
い重油で、硫黄含有量の少ないA重油が好ましく、熱分
解時の使用量は、仕込みプラスチック廃棄物量の5〜2
0倍の範囲で変化させることができる。 【0012】本発明における熱分解反応は、5〜20m
l/minの窒素気流中で、300〜450℃にて、5
時間以上行い、冷却後、収量を測定し、反応容器内容物
を回収する。 【0013】本発明により得られた液体油の燃料として
の物性は、動粘度(懸垂液面型ウベロード粘度計;50
℃)、蒸留性状(自動蒸留試験機ADM−1;メイテッ
クkk製)、引火点(ペンスキーマルテンス密閉式引火
点試験機APM−6;田中科学機器製作kk)、発熱量
(カロリメーターCA−3P;kk島津製作所)につい
て測定した。 【0014】本発明により、プラスチック廃棄物と溶媒
の重油の両者から得られる液体燃料油の回収率は90%
以上となり、特に、熱分解すると気体状生成物になりや
すいPEからの分解油を100%回収することができ
る。さらに、液体油の燃料としての物性値は、いずれも
A重油の日本工業規格(JIS)の値を満たしており、
さらに留出温度が150℃以下の工業ガソリンの留分に
相当する軽質留分を含まない液体燃料である。 【0015】本発明により、150℃以下の軽質留分を
含まない燃料油を高収率で得ることができる理由は、以
下のような順序で反応が進行するためと考察される。
熱分解初期に、PE、A重油はそれぞれS・A触媒で、
ある程度分解される。A重油の低沸点成分は、水冷式
冷却器部へ上昇し流通管部に滞留する。PEからの低
沸点分解物は水冷式冷却器部の、ですでに上昇し流通
管部に滞留している油分へ溶解する。反応容器内では
S・A触媒と、PEおよびA重油の高分子量部分のみが
接触分解反応に関与する。反応終了後、水冷式冷却器
部の流通管部に滞留していた油分は反応容器に戻る。 【0016】 【発明の実施形態】発明の実施形態を実施例にもとづき
説明する。600ml石英製二股反応容器(長さ210
mm、内径60mm)に、PE4g、S・A触媒4g
(400℃、3時間、空気焼成)、A重油100mlを
入れた。二股の一方の口に窒素導入管、他方の口には内
径10mm、長さ1000mmの水冷式冷却器(リービ
ッヒ氏形状)を垂直に接続した後、窒素ガスを流通させ
内部の空気を置換した。K熱電対を反応容器内の下部と
上部に、石英製保護管を介して挿入し、電気炉により加
熱を開始した。水冷式冷却器部に留出物が上昇し、反応
容器内上部の温度が急上昇した時点を反応開始とし、反
応容器内下部の温度を350℃に保ち、5時間熱分解を
行った。 【0017】反応終了後、一晩冷却し、反応容器ごと重
量を測定して仕込PEおよび仕込重油をベースとして、
液体油の収率を算出したところ91%であった。一方、
ブランクとしてPE非存在下で、同条件で熱分解する
と、液体収率は91%と全く同じであったところから、
液体収率の減少はA重油の熱分解によることが明らかと
なった。よって、PEからは100%液体油が得られる
ことが示された。 【0018】反応容器内容物を、デカンテーションおよ
びろ過により、S・A触媒を分離し、均一な燃料油を回
収した。回収した燃料油は、動粘度(3.6mm2/
s)、初留点(160℃)および引火点(64℃)にお
いてJISのA重油の規格値を満たしており、また15
0℃以下の軽質留分を含まず、さらに発熱量も1080
0cal/gと十分に高い値であることを確認した。 【0019】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
熱分解中に反応溶媒のA重油が留出しない程度の長さま
たは容量の水冷式冷却器を、反応容器に対して垂直に接
続して重油含有の低沸点成分が水冷式冷却器の流通管部
に滞留する反応装置により、ポリエチレンなどのポリオ
レフィン系プラスチック廃棄物を、シリカ・アルミナな
どの固体酸触媒存在下、窒素を流通させ、常圧で熱分解
すると、液体燃料の回収率は 90%以上となり、特に
PEからの分解油は100%回収できた。また、回収油
は留出温度が150℃以下の工業ガソリンの留分に相当
する軽質留分が存在しないため、従来の重油バーナーで
安全に使用できる。よって本発明は、プラスチック廃棄
物から高収率で液体燃料を製造できる、経済効果の大き
い工業プロセスである。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 熱分解中に反応溶媒の重油が留出しない
程度の長さまたは容量の水冷式冷却器を、反応容器に対
して垂直に接続して、重油 含有の低沸点成分が水冷式冷
却器の流通管部に滞留する反応装置により、ポリオレフ
ィン系プラスチック廃棄物を、固体酸触媒存在下、常圧
で熱分解することを特徴とする、留出温度が150℃以
下の軽質留分を含まない液体燃料の回収方法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP13154897A JP3520505B2 (ja) | 1997-04-16 | 1997-04-16 | ポリオレフィン系プラスチック廃棄物からの液体燃料回収方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13154897A JP3520505B2 (ja) | 1997-04-16 | 1997-04-16 | ポリオレフィン系プラスチック廃棄物からの液体燃料回収方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH10292178A JPH10292178A (ja) | 1998-11-04 |
JP3520505B2 true JP3520505B2 (ja) | 2004-04-19 |
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Family Applications (1)
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CN114133951B (zh) * | 2021-12-14 | 2023-04-18 | 青海天创新能源科技有限公司 | 一种利用催化剂进行废弃塑料解聚制备燃油的方法 |
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1997
- 1997-04-16 JP JP13154897A patent/JP3520505B2/ja not_active Expired - Fee Related
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