JP3585637B2 - 合成重合体の接触分解装置及びそれを用いる油状物の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は合成重合体の油状化方法に関し、特に、都市ゴミ又は産業廃棄物等の中に含有される廃棄プラスチックを主な対象とし、これに分解促進触媒を添加して接触分解装置で連続的に溶融及び接触分解することによって高収率で分解油を製造回収する合成重合体の油状化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
使用済みのプラスチックは従来、その大部分が廃棄処理されている。しかし、プラスチックは地中に埋設されても、大気中又は水中等に放置されても、腐ったり分解することが殆ど無いことから、廃プラスチックの量は増加する一方で今や地球的規模でその処理法又は再利用法等が問題となっている。
【０００３】
廃プラスチックの処理方法としては、焼却又は埋立等の外に、廃プラスチックを有効利用する為の方法も既に種々試みられている。この有効利用法は廃プラスチックを樹脂に再生する方法と、熱分解して油状化する方法とに大別される。
【０００４】
これらの内で、前者の方法は廃プラスチックの素性が明確な場合には有効であるが、廃プラスチックの常として種々雑多なプラスチックが混ざり有った混合系には適用し難い。困ったことに、現在社会的に回収される廃棄プラスチックの殆どは雑多な種類の混合物であるから、後者の油状化する方法が有効な利用法になり始めている。
【０００５】
従来提案されている廃プラスチックの油状化方法には、廃プラスチックを槽型反応器に直接供給するか、又は別の溶融槽で溶解した後に槽型反応器に供給し、この反応器内で熱分解してガス化し、生成したガスを凝縮器で液化して生成物を油状で得る方法がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の方法には次の様な問題が伴う。即ち、槽型の反応器を用いる処理方法によれば処理時間の経過に伴って、反応器の内面に樹脂の一部がカーボンのスケールとなって析出する問題、更には樹脂に付着した異物がスケールを形成する。分解に伴って形成されるスケールの割合は供給されるプラスチックの種類又は異物の混合率、加熱温度等に応じて一定ではないが、通常１０重量％以上、甚だしくは３０重量％にも達することがある。
【０００７】
こうしたスケールは分解装置の熱効率を著しく低下させると共に、その処理能力をも低下させる。その結果、定期的に又は随時に、運転を停止して反応器を冷却し、内部に析出したスケール層を除去する必要に迫られる。従って、槽型反応器はメンテナンスに手間がかかるばかりでなく、作業効率にも劣る結果として、回収分解油の収率を低下させる。
【０００８】
また、廃プラスチックの分解には多量の熱を必要とする。管型分解炉を用いる場合には、限られた管径の管型分解炉で少しでも大きな処理能力を発揮することを要し、その為には、処理温度を高める外は無い。しかし、処理温度を高くすると、熱分解物に含有されるガス成分量及び／又は炭化水素分量が多くなる結果、管内でフラッディング現象が生じ易くなる。このフラッディング現象が起きると、溶融プラスチックが未分解の侭で流出したり、その有効滞留時間が短くなるという問題が生じる。また、管型分解炉内面にスケールが同様に生成し、上記と同様の問題を伴う。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は先ず、溶融及び移送用のスクリュー式押出機の下流側に管型分解炉を装着するか、好適態様としてスクリュー型押出機の下流側で管型分解炉との間に管型予熱器を装着することによって、溶融プラスチックへ熱量を十分に供給する。その結果、特に管型予熱器が介在する態様においては、管型分解炉内の急激な温度上昇を避けることに成功して、前述のフラッディングによるトラブルを解消した。
【００１０】
管型分解炉を使用する方法においても、管型分解炉内面にスケールが同様に生成する問題は好適には、分解炉にスクレーパー兼用のスクリューを内蔵したものを用いて解消することができる。すなわち、析出したスケールをスクリューによって掻き取りながら、掻き取られたスケールを搬送して除去する。
【００１１】
本発明はそれに加えて、熱分解反応に効果的な触媒を共存させることによって加熱温度を不必要に高めずに、低温で分解を行なう方法を提供するものである。即ち、低温で反応を行なうことによって、管型分解炉内でのスケール生成を著しく抑制することができ、その結果として熱分解油を高収率で効率的にかつ長期間にわたって得ることができる。
【００１２】
本発明は合成重合体を分解促進用の触媒の共存下に接触分解させて油状物を製造する接触分解装置であって、前記分解装置が反応混合物を溶融混練すると共にそれを定量的に移送するスクリュー型押出機と該移送手段の下流側に出口高の傾斜状態で連結された管型分解炉からなるか、又はスクリュー型押出機とその下流側に出口高の傾斜状体で連結された管型予熱器及びその下流側に出口高の傾斜状態で連結された管型分解炉を一連に設置し、生成した液状分解物を下流側で受ける受け器（受器）と、生成したガス状分解物を冷却して油状物として回収する気体回収系と、から構成されたものであることを特徴とする合成重合体の接触分解装置に関する。
【００１３】
また、本発明装置においては、押出機、管型予熱器又は管型分解炉の１以上に触媒を装入することができる。従って、本発明によれば、後述するように分解の対象となる合成重合体の種類及び／又は用いられる触媒の種類等に応じて触媒の装入位置を適宜に選択することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明が分解対象とする合成重合体は都市ゴミ及び産業廃棄物等の通常の熱可塑性プラスチック、例えばポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン（ＰＯ）、ポリスチレン（ＰＳ）、耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）、スチレン−アクリロニトリル−ブタジエン共重合樹脂（ＡＢＳ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）等を主成分とした合成重合体を例示できる。また、上記の熱可塑性樹脂にポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）又はポリエチレンナフトエート（ＰＥＮ）等が混入していてもよい。
【００１５】
本発明で分解原料の混練及び定量送り出しに用いられるスクリュー型押出機及び管型予熱器は合成重合体の粉砕フレークを効率的に溶融及び混練する機能を有し、触媒を添加する反応にあっては更に触媒を均一に分散させる機能を有していれば、如何なる構造を有していてもよい。とはいえ、非溶融物を排除して溶融したプラスチックのみを連続して熱分解炉に供給できる構造を備えた押出機が望ましい。
【００１６】
溶融及び混練用の押出機には、発生した分解ガスを抜き出す為のガス抜きライン（排気管路）を設けることができる。この排気管路は管型予熱器及び押出機等の構成単位に個々に設けておくことがそれぞれを最適に制御する為には好ましい。それに加えて、この個別排気方式は何れかの構成単位の排気管路に閉塞等を生じた場合にも他の構成単位への影響を最小限に留める上で有用である。
【００１７】
本発明の分解装置における管型分解炉は合成重合体の溶融物を所定の温度に所定時間保持しながら連続的に熱分解できる構造であれば、如何なる構造のものであってもよい。
【００１８】
分解炉に付設されるスケール除去手段としては、例えばマイクロ波によるスケールの熱分解方法を採用することもできるが、好ましくはスケールを掻き取ると共に、掻き取られたスケールの搬送手段も兼ね得る点で、スクリュー型スクレーパーが多用される。本発明の分解装置における構成単位であってその内部でスケールが発生及び堆積するものにおいては、スクレーパーと兼用できる点でスクリューを装着することが好ましい。
【００１９】
＜図面による説明＞
図１は本発明の分解装置の一例を示す系統図で、分解対象の合成重合体を溶融混練する為の押出機１の下流側に管路で接続された管型予熱器２が位置し、その下流側に管型分解炉３が位置し、最後に得られた油状物を収容する為の受け器４が位置する。
【００２０】
図２は図１の系統図における管型予熱器２及び管型分解炉３を主体とし、その近辺部分に位置する系統の模式的縦断面図である。
図１及び図２において、押出機１のホッパー１１には合成重合体と場合に応じて触媒とが一定の割合で装入され、押出機１の内部で触媒と溶融混練される。この触媒は触媒ドラムＣＤから管路Ｃ１及びＣ４を経由してホッパー１１に送られる。ホッパー１１には必要に応じて窒素又は他の不活性ガスを送り込んで酸素濃度を低下させることによって爆発の危険を防ぐことができる。窒素又は他の不活性ガスによって置換された空気は不活性ガスと共に大気中へ放出される。
【００２１】
図１及び図２において、溶融混練用の押出機１は通常は一軸押出機（Ｌ／Ｄ＝２０〜５０）であって、ホッパー１１から供給された分解原料の粉砕フレークをそのバレル中で通常２００〜３５０℃、好ましくは２００〜２５０℃で加熱下に溶融しながら場合によって添加される触媒と共に混錬し、混練物を定量的にかつ連続的に溶融混練重合体の供給管路１７へ送り出し、更にそれを管型予熱器２に供給する役割を果たす。
【００２２】
この押出機１のバレルの頂上部には、分解原料の重合体の溶融に伴って低温で分解して発生するガス状物をバレル外に排出する為のガス状成分排出口（ベント）１３が設けられている。ガス状成分排出口１３から減圧管路１４を通じて吸引装置１５によって抜き出されたガス状物はｐＨメーター１６に導入されてその水素イオン濃度が測定され、必要に応じて適宜、中和・洗浄等の処理が施されながら、無害化されて排出される。
【００２３】
図１及び図２において、供給管路１７経由で出口高に設置された管型予熱器２の入口から装入された溶融混練物は管型予熱器２の内部を縦貫するスクリュー型コンベアー２１によって下流側（上方）へ搬送されながら管型予熱器２の内部に設置されたスタティックミキサー（不図示）によって攪拌されると共にヒーター２３によって接触分解に適した温度まで予備加熱される。
【００２４】
この管型予熱器２はその入口側が低位で出口高の傾斜状態［水平軸に対する傾斜角（β）１０〜９０度、好ましくは２０〜８０度］に配置されている。分解原料の溶融プラスチックは多くの場合に触媒と混合又は混練されたものである。しかし、触媒が前もって混合されていない場合には、触媒が触媒ドラムＣＤから管路Ｃ１及びＣ２経由で管型予熱器２の入口付近に装入される。
【００２５】
その予熱温度は供給される合成重合体の組成、その性状及び混練用押出機１の出口温度等に応じて適宜選択することができるが、通常は３００〜４５０℃、好ましくは３５０〜４１０℃に予熱して、次工程の管型分解炉３内での接触分解を速やかにかつ高率良く進行させる機能を有する。
【００２６】
管型予熱器２の下流端には、その長軸と交差しながら略上下方向へ伸びる排気管兼管型分解炉３への連絡管２５が接続されて、その頭部２５ｕから予熱に伴う低温分解によって発生するガス状物を必要に応じて器外へ排出する。この管型予熱器２内のスクリュー２１はスケール掻き取り用のスクレーパーを兼ねることが好ましく、通常はモーター２４によって駆動されている。
【００２７】
生じた分解ガスは連絡管２５の頭部２５ｕに設けられた出口から管路２６を通じてパーシャルコンデンサー８１へ送られ、そこで液化された部分はガス状部分と共に管路８２を通じて受器である受け器８に供給されて回収される。他方、液化されなかったガス状部分は受け器８の上部から出る管路８５を通じて第１冷却器９０へ導入され、ガス状部分の一部分がそこで更に液化されて分離貯留される。
【００２８】
依然として回収されなかったガス状部分は管路９１経由で第２冷却器５へ送られて更に含有された留分の一部分が液化されて除害ドラム６に貯留されるが、回収不能の成分はは焼却等の適切な処置を施す。
【００２９】
図１及び図２において、管型予熱器２からその下流端に設けられた連絡管２５の下半部２５ｄを通じて管型分解炉３へ予熱重合体を装入する。装入された予熱重合体は管型分解炉３を縦貫するスクリュー兼スクレーパー３１で出口側へ搬送される。このスクリュー兼スクレーパー３１は通常、モーター３４によって駆動される。
【００３０】
この管型分解炉３においてもその内部に装着されたスタティックミキサー（不図示）によって分解温度まで予熱された分解対象の溶融重合体が触媒の存在下に接触分解される。この触媒は触媒ドラムＣＤから連絡管Ｃ３経由で上記の連絡管２５の下半部２５ｄの側壁に設けられた触媒導入口へ供給される。
【００３１】
管型分解炉３はその入口側を低位にした出口高の斜状態［水平軸に対する傾斜角（α）５〜６０度、好ましくは１０〜３０度］に設置されている。管型予熱器２から送られてきた分解原料である合成重合体等は管型分解炉３の中で触媒共存下に混錬されながら所定分解温度である３５０〜５００℃、好ましくは４００〜４５０℃で総括滞留時間５〜１２０ｍｉｎ、好ましくは１５〜３０ｍｉｎ加熱されて接触分解される。
【００３２】
また、管型分解炉３の内壁に析出するスケールは好ましくはスクレーパーを兼ねるスクリュー３１によって掻き取られた後にこの管型分解炉３の出口側（下流端）へ搬送され、その下流端に長軸と交差する様に接続された略直立の連絡管３５の頭部３５ｕに設けられた出口から、気化した成分が管路３６を経由してパーシャルコンデンサー４１内で部分的に液化されて管路３７経由で、受け器４内に排出されて貯留される。液化されなかった部分は受け器４の上半部を兼ねる第３冷却器４４によって更に冷却されて部分的に液化され、受け器４へ流下する。依然として液化されなかった部分は第３冷却器の頂部に接続されたガス排出管路４５によって前記の管路９１に合流し、前記と同様に処理される。
【００３３】
他方、受け器４内に貯留された液状体の一部分は受け器４の底から管路４２経由で抜き出され、循環ポンプ等によって管路４３経由で再びパーシャルコンデンサー４１へ送給されて洗浄液となり、液化されにくい成分をスクラッビング作用で捕集する。
【００３４】
なお、分解によって生じたガス状物は管型分解炉３の入口側（上流端）へは逆流せずに、出口端のみから排出される。それには管型分解炉３の下半部に充満した溶融プラスチックがシールとしての機能を果たすことに負っている。
【００３５】
図１及び図２において、管型予熱器２から排出されたガス状物が凝縮して捕集された液状物が貯留された受け器８のジャケットは冷却水で冷却される。これによって、管型予熱器２から排出されて管路２６経由で受け器８に移送された分解ガス及び分解液が更に冷却される。
【００３６】
分解液の一部分は受け器８の器底から管路８３経由で取り出され、循環ポンプによって循環管路８４経由でパーシャルコンデンサー８１へ供給されて洗浄液として、液化されにくい成分をスクラッビング作用で捕集する。
【００３７】
受け器４に貯留された生成油状物は逐次、受け器４の下部に設けられたフィルター（不図示）へ送られてそこでスケール残渣等の固形物が除去された後に、製品取出し口４６から回収される。
【００３８】
＜触媒の供給方式＞
後述の触媒は触媒ドラムＣＤから供給管路Ｃ１〜Ｃ４の何れかを経由して通常、押出機１、管型予熱器２および管型分解炉３から選ばれる１以上に供給され得る。触媒を押出機１又は管型予熱器２に供給する場合には、押出機１内又は管型予熱器２内で触媒と合成重合体とが混練されることにより、触媒を溶融プラスチック中に均一に分散させることが可能となる。特に、触媒の供給を押出機１のホッパー１１から行なう場合には、押出機１の内部及び管型予熱器２の内部で一貫して触媒を溶融プラスチック中に均一に分散させることが可能になる。
【００３９】
一方、低温においてラジカルを生じ易い触媒を使用する場合には、押出機１又は管型予熱器２に供給するよりは、管型分解炉３の導入部に触媒を別途供給することによって、触媒の熱履歴による劣化（触媒の分解又は失活）を軽減することができる。その結果、供給された触媒の全量が合成重合体の分解温度領域で有効に分解活性を発揮できる環境を実現することが可能になる。
【００４０】
＜分解促進触媒（触媒）＞
本発明の接触分解装置で用いられる触媒としては、酸性又は塩基性の無機物並びに１５０〜６００℃の温度範囲及び大気圧でラジカル（遊離基）を発生して分解炉内の合成重合体の分解を促進するものが好ましい。プラスチックの分解触媒の具体例としては、無機の酸性化合物（酸性無機化合物）、無機の塩基性化合物（塩基性無機化合物）、ラジカル発生が可能な有機化合物及び金属化合物が挙げられる。
【００４１】
＜＜酸性無機化合物＞＞
酸性無機化合物の触媒例としては、下記のものを例示できる：
◆結晶性シリカ−アルミナ、無定型シリカ−アルミナ、酸化アルミニウム（アルミナ）、酸化珪素（シリカ）；
◆シリカ−マグネシア、酸化亜鉛、ボーキサイト；
◆天然土（酸性白土、活性白土、鹿沼土軽石、今市軽石、七本桜軽石、赤玉土、火山灰、真岡軽石、棆木軽石）；
◆ポリリン酸、ＨＦ（フッ化水素）、ＨＣｌ又はＡｌＣｌ３（塩化アルミニウム）等を挙げることができる。
【００４２】
＜＜塩基性無機化合物＞＞
塩基性無機化合物の触媒例としては、下記のものを例示できる：
◆アルカリ金属酸化物例えば、Ｋ２Ｏ，Ｎａ２Ｏ等；
◆アルカリ土類金属の酸化物例えば、ＣａＯ（酸化カルシウム）、ＭｇＯ（マグネシア）、ＢａＯ等；
◆アルカリ金属水酸化物例えば、ＫＯＨ及びＮａＯＨ等を挙げることができる。
【００４３】
＜＜ラジカル発生可能な有機化合物＞＞
ラジカルを発生させ得る有機化合物の触媒例としては、下記のものを例示できる：
◆硫黄含有化合物：メルカプタン系、チオエーテル系、チオ尿素系、チアゾール系等；
◆窒素含有化合物：Ｎ−アリール−Ｎ−アルキルグアニジン、Ｎ，Ｎ−ジアリールグアニジン等；
◆炭化水素化合物：２，３−ジフェニルブタン、２，３−ジトリルブタン、２，２−ジキシリルブタン、２，３−ジメチル−２，３−ジフェニルブタン（商品名：ノフマーＢＣ等）、２，３−ジメチル−２，３−ジトリルブタン、２，３−ジエチル−２，３−ジフェニルブタン（３，４−ジメチル−３，４−ジフェニルヘキサン）等。
◆有機過酸化物：ジ−ｔ−ブチルパーオキシド、ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキセン、ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン、２，５−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ベンゼン等。
【００４４】
＜＜金属化合物＞＞
本発明の分解装置に装入される金属化合物触媒としては下記のものを例示できる：
◆重金属酸化物例えば、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケル、酸化モリブデン等；
◆重金属塩化物例えば、塩化鉄、塩化銅、塩化ニッケル、塩化モリブデン等；
◆有機金属化合物の重金属塩又は錯塩例えば、酢酸鉄、酢酸銅、酢酸ニッケル、酢酸モリブデン、鉄アセチルアセトナート、銅アセチルアセトナート等。
【００４５】
＜＜触媒の添加量＞＞
上述のような触媒の添加量は（廃）プラスチックの重量に対して０．０００１〜１０重量％、好ましくは、０．００１〜５重量％に設定すれば殆どの場合に目的を達成することができる。
【００４６】
【発明の効果】
本発明の接触分解装置を用いて本発明の接触分解法を実行することによって下記の各種効果を奏することができる：
（１）管型予熱器及び管型分解炉の内壁面を伝熱面として効果的に活用できる；
（２）管型分解炉の内壁面に生じ得るスケールをスクレーパー兼用スクリューによって効果的に削除することによって、伝熱効率低下を防止すると共に、分解炉の閉塞をも防止し得る；
（３）低粘度の油状物を高回収率で取得できる。
（４）特に、廃プラスチック中にスチレン系重合体又はポリアミド樹脂等の窒素含有重合体が含有されている場合には、管型予熱器までの段階では触媒不存在で重合体を或程度分解させ、次にこれを管型分解炉へ移送すると共に、触媒ドラムから管型予熱器と管型分解炉との間に触媒を供給して、管型分解炉中でこの触媒の存在下に残余の重合体を分解（接触分解）させる方法を用いることができる。
【００４７】
本発明のこの接触分解装置を用いる方式によれば、スチレン系重合体等に起因する触媒の失活を抑制又は回避することができる。
【００４８】
【実施例】
以下、本発明を実施例及び有用な比較例に基づいて具体的に説明する。しかし、本発明はこれによって限定されるものではない。
【００４９】
【実施例１】
押出機１（スクリュー径３９ｍｍ、シリンダー径４０ｍｍ）を用いて分解原料プラスチックを溶融及び混練した。その際の押出機１の加熱温度を２００〜３００℃に、押出し速度を５ｋｇ／ｈに設定した。管型予熱器２はその内径５０ｍｍ×長さ１０００ｍｍでスタティックミキサー２２及びスクリュー２１を備え、その加熱温度を３５０〜４００℃に設定した。管型分解炉３はその内部にフルフライト型のスクリュー３１をスクレーパー兼用として備えた内径５０ｍｍ×長さ１０００ｍｍのもので、その加熱温度を４００〜４７０℃及びスクリュー回転数を８ｒｐｍに設定した。また、押出機１からの押出速度を７ｋｇ／ｈに、管型分解炉３へ到るまでの総括滞留時間を１５ｍｉｎに設定した。
【００５０】
図１に示された分解装置を用い、装置の系内圧力を大気圧に保ちながらホッパー１１にポリエチレン１００重量部と触媒として無定型シリカ−アルミナ１重量部との割合で装入した。
【００５１】
次に、上記の接触分解装置において上記の条件で、上記量の触媒を含有する上記の分解原料樹脂を押出機１中で溶融混練し、次に管型予熱器２で予熱後に管型分解炉３へ定量供給して分解を行なった結果、油状物を得た。得られた分解油はその粘度（５０℃）１２０ｃＳｔ以下であり、その回収率は装入原料プラスチックの重量に対して８０％に達した。
【００５２】
【比較例１】
実施例１における接触分解装置を用い、実施例１の設定条件において、触媒無しにポリエチレンの熱分解を行なった。得られたものは３０℃で固体であって、その回収率は装入原料プラスチックの重量に対して９０％であったが、油状物は得られなかった。
【００５３】
【実施例２】
触媒として今市軽石を粉砕したものを分解原料用プラスチック１００重量に対して３重量部の割合で添加した分解原料を用いる以外には実施例１で用いられた接触分解装置を用いて実施例１におけると同一条件でプラスチック原料の分解を行なった。その結果、得られた分解油はその粘度（３０℃）１２０ｃＳｔ以下であり、その回収率は装入原料プラスチックの重量に対して９０％に達した。
【００５４】
【実施例３】
触媒として七本松桜軽石を粉砕したものを分解原料用プラスチック１００重量に対して３重量部の割合で添加した分解原料を用いる以外には、実施例１で用いられたと同一の接触分解装置を用いて実施例１におけると同一条件でプラスチック原料の分解を行なった。その結果、得られた分解油はその粘度（３０℃）３００ｃＳｔ以下であり、その回収率は装入原料プラスチックの重量に対して９０％に達した。
【００５５】
【実施例４】
分解原料用プラスチックとして、ポリプロピレン（ＰＰ）８５重量部、ポリエチレン（ＰＥ）５重量部及びポリスチレン（ＰＳ）１０重量部で形成された混合物を実施例１で用いられたと同一の接触分解装置の粉砕機１へ装入した以外には実施例１におけると同一条件で分解反応を行なった。その結果、得られた分解油はその粘度（３０℃）１２０ｃＳｔ以下であり、その回収率は装入原料プラスチックの重量に対して８０％に達した。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の接触分解装置の概略系統を示す模式的縦断面図である。
【図２】本発明の接触分解装置を構成する管型予熱器を経て更に下流側に位置する管型分解炉までの主要部を示す模式的部分縦断面図である。
【符号の説明】
１ 押出機
２ 管型予熱器
３ 管型分解炉
４ 管型分解炉から発生した液状分解物の受け器
５ 第２冷却器
６ 除害ドラム
１１ 押出機のホッパー
１２ 押出機のスクリュー駆動用のモーター
１３ 押出機からのガス状成分排出口（ベント）
１４ ベントからの減圧管路
１５ 真空ポンプ
１６ ｐＨメーター
１７ 溶融混練重合体の供給管路
２１ 管型予熱器内を縦貫するスクリュー兼スクレーパー
２２ 欠番
２３ 管型予熱器内に装着されたヒーター
２４ 管型予熱器内のスクリュー駆動用のモーター
２５ 管型予熱器の下流端に交差して略直立する様に設けられた連絡管
２６ 管型予熱器に装着された連絡管に接続された連絡管路
３１ 管型分解炉内を縦貫するスクリュー兼スクレーパー
３２ 欠番
３３ 管型分解炉内に装着されたヒーター
３４ 管型分解炉内のスクリュー駆動用のモーター
３５ 管型分解炉の下流端に交差して略直立する様に設けられた連絡管
３６ 管型分解炉に装着された連絡管に接続された連絡管路
３７ 連絡管末端のパーシャルコンデンサーから受け器への連絡管
４１ 管型分解炉からの連絡管路末端のパーシャルコンデンサー
４２ 受け器の器底からの液状物抜き出し管
４３ 抜き出された液状物をパーシャルコンデンサーへ供給する供給管路
４４ 第３冷却器
４５ 第３冷却器の頂部からのガス状物の排出管路
８１ 管型予熱器からの連絡管路末端のパーシャルコンデンサー
８２ パーシャルコンデンサーから受け器への連絡管
８３ 受け器の器底からの液状物抜き出し管
８４ 抜き出された液状物をパーシャルコンデンサーへ供給する供給管路
８５ 受け器頂部からのガス状成分を第１冷却器へ供給する供給管路
９０ 第１冷却器
９１ 第１冷却器からのガス状成分を第２冷却器へ供給する供給管路
Ｃ１ 触媒ドラムからの触媒供給管路
Ｃ２ 触媒流を管型予熱器の入口へ供給する供給管
Ｃ３ 触媒流を管型分解炉の入口へ供給する供給管路
Ｃ４ 触媒流を押出機のホッパーへ供給する供給管路
ＵＤ 触媒ドラム
【産業上の利用分野】
本発明は合成重合体の油状化方法に関し、特に、都市ゴミ又は産業廃棄物等の中に含有される廃棄プラスチックを主な対象とし、これに分解促進触媒を添加して接触分解装置で連続的に溶融及び接触分解することによって高収率で分解油を製造回収する合成重合体の油状化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
使用済みのプラスチックは従来、その大部分が廃棄処理されている。しかし、プラスチックは地中に埋設されても、大気中又は水中等に放置されても、腐ったり分解することが殆ど無いことから、廃プラスチックの量は増加する一方で今や地球的規模でその処理法又は再利用法等が問題となっている。
【０００３】
廃プラスチックの処理方法としては、焼却又は埋立等の外に、廃プラスチックを有効利用する為の方法も既に種々試みられている。この有効利用法は廃プラスチックを樹脂に再生する方法と、熱分解して油状化する方法とに大別される。
【０００４】
これらの内で、前者の方法は廃プラスチックの素性が明確な場合には有効であるが、廃プラスチックの常として種々雑多なプラスチックが混ざり有った混合系には適用し難い。困ったことに、現在社会的に回収される廃棄プラスチックの殆どは雑多な種類の混合物であるから、後者の油状化する方法が有効な利用法になり始めている。
【０００５】
従来提案されている廃プラスチックの油状化方法には、廃プラスチックを槽型反応器に直接供給するか、又は別の溶融槽で溶解した後に槽型反応器に供給し、この反応器内で熱分解してガス化し、生成したガスを凝縮器で液化して生成物を油状で得る方法がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の方法には次の様な問題が伴う。即ち、槽型の反応器を用いる処理方法によれば処理時間の経過に伴って、反応器の内面に樹脂の一部がカーボンのスケールとなって析出する問題、更には樹脂に付着した異物がスケールを形成する。分解に伴って形成されるスケールの割合は供給されるプラスチックの種類又は異物の混合率、加熱温度等に応じて一定ではないが、通常１０重量％以上、甚だしくは３０重量％にも達することがある。
【０００７】
こうしたスケールは分解装置の熱効率を著しく低下させると共に、その処理能力をも低下させる。その結果、定期的に又は随時に、運転を停止して反応器を冷却し、内部に析出したスケール層を除去する必要に迫られる。従って、槽型反応器はメンテナンスに手間がかかるばかりでなく、作業効率にも劣る結果として、回収分解油の収率を低下させる。
【０００８】
また、廃プラスチックの分解には多量の熱を必要とする。管型分解炉を用いる場合には、限られた管径の管型分解炉で少しでも大きな処理能力を発揮することを要し、その為には、処理温度を高める外は無い。しかし、処理温度を高くすると、熱分解物に含有されるガス成分量及び／又は炭化水素分量が多くなる結果、管内でフラッディング現象が生じ易くなる。このフラッディング現象が起きると、溶融プラスチックが未分解の侭で流出したり、その有効滞留時間が短くなるという問題が生じる。また、管型分解炉内面にスケールが同様に生成し、上記と同様の問題を伴う。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は先ず、溶融及び移送用のスクリュー式押出機の下流側に管型分解炉を装着するか、好適態様としてスクリュー型押出機の下流側で管型分解炉との間に管型予熱器を装着することによって、溶融プラスチックへ熱量を十分に供給する。その結果、特に管型予熱器が介在する態様においては、管型分解炉内の急激な温度上昇を避けることに成功して、前述のフラッディングによるトラブルを解消した。
【００１０】
管型分解炉を使用する方法においても、管型分解炉内面にスケールが同様に生成する問題は好適には、分解炉にスクレーパー兼用のスクリューを内蔵したものを用いて解消することができる。すなわち、析出したスケールをスクリューによって掻き取りながら、掻き取られたスケールを搬送して除去する。
【００１１】
本発明はそれに加えて、熱分解反応に効果的な触媒を共存させることによって加熱温度を不必要に高めずに、低温で分解を行なう方法を提供するものである。即ち、低温で反応を行なうことによって、管型分解炉内でのスケール生成を著しく抑制することができ、その結果として熱分解油を高収率で効率的にかつ長期間にわたって得ることができる。
【００１２】
本発明は合成重合体を分解促進用の触媒の共存下に接触分解させて油状物を製造する接触分解装置であって、前記分解装置が反応混合物を溶融混練すると共にそれを定量的に移送するスクリュー型押出機と該移送手段の下流側に出口高の傾斜状態で連結された管型分解炉からなるか、又はスクリュー型押出機とその下流側に出口高の傾斜状体で連結された管型予熱器及びその下流側に出口高の傾斜状態で連結された管型分解炉を一連に設置し、生成した液状分解物を下流側で受ける受け器（受器）と、生成したガス状分解物を冷却して油状物として回収する気体回収系と、から構成されたものであることを特徴とする合成重合体の接触分解装置に関する。
【００１３】
また、本発明装置においては、押出機、管型予熱器又は管型分解炉の１以上に触媒を装入することができる。従って、本発明によれば、後述するように分解の対象となる合成重合体の種類及び／又は用いられる触媒の種類等に応じて触媒の装入位置を適宜に選択することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明が分解対象とする合成重合体は都市ゴミ及び産業廃棄物等の通常の熱可塑性プラスチック、例えばポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン（ＰＯ）、ポリスチレン（ＰＳ）、耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）、スチレン−アクリロニトリル−ブタジエン共重合樹脂（ＡＢＳ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）等を主成分とした合成重合体を例示できる。また、上記の熱可塑性樹脂にポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）又はポリエチレンナフトエート（ＰＥＮ）等が混入していてもよい。
【００１５】
本発明で分解原料の混練及び定量送り出しに用いられるスクリュー型押出機及び管型予熱器は合成重合体の粉砕フレークを効率的に溶融及び混練する機能を有し、触媒を添加する反応にあっては更に触媒を均一に分散させる機能を有していれば、如何なる構造を有していてもよい。とはいえ、非溶融物を排除して溶融したプラスチックのみを連続して熱分解炉に供給できる構造を備えた押出機が望ましい。
【００１６】
溶融及び混練用の押出機には、発生した分解ガスを抜き出す為のガス抜きライン（排気管路）を設けることができる。この排気管路は管型予熱器及び押出機等の構成単位に個々に設けておくことがそれぞれを最適に制御する為には好ましい。それに加えて、この個別排気方式は何れかの構成単位の排気管路に閉塞等を生じた場合にも他の構成単位への影響を最小限に留める上で有用である。
【００１７】
本発明の分解装置における管型分解炉は合成重合体の溶融物を所定の温度に所定時間保持しながら連続的に熱分解できる構造であれば、如何なる構造のものであってもよい。
【００１８】
分解炉に付設されるスケール除去手段としては、例えばマイクロ波によるスケールの熱分解方法を採用することもできるが、好ましくはスケールを掻き取ると共に、掻き取られたスケールの搬送手段も兼ね得る点で、スクリュー型スクレーパーが多用される。本発明の分解装置における構成単位であってその内部でスケールが発生及び堆積するものにおいては、スクレーパーと兼用できる点でスクリューを装着することが好ましい。
【００１９】
＜図面による説明＞
図１は本発明の分解装置の一例を示す系統図で、分解対象の合成重合体を溶融混練する為の押出機１の下流側に管路で接続された管型予熱器２が位置し、その下流側に管型分解炉３が位置し、最後に得られた油状物を収容する為の受け器４が位置する。
【００２０】
図２は図１の系統図における管型予熱器２及び管型分解炉３を主体とし、その近辺部分に位置する系統の模式的縦断面図である。
図１及び図２において、押出機１のホッパー１１には合成重合体と場合に応じて触媒とが一定の割合で装入され、押出機１の内部で触媒と溶融混練される。この触媒は触媒ドラムＣＤから管路Ｃ１及びＣ４を経由してホッパー１１に送られる。ホッパー１１には必要に応じて窒素又は他の不活性ガスを送り込んで酸素濃度を低下させることによって爆発の危険を防ぐことができる。窒素又は他の不活性ガスによって置換された空気は不活性ガスと共に大気中へ放出される。
【００２１】
図１及び図２において、溶融混練用の押出機１は通常は一軸押出機（Ｌ／Ｄ＝２０〜５０）であって、ホッパー１１から供給された分解原料の粉砕フレークをそのバレル中で通常２００〜３５０℃、好ましくは２００〜２５０℃で加熱下に溶融しながら場合によって添加される触媒と共に混錬し、混練物を定量的にかつ連続的に溶融混練重合体の供給管路１７へ送り出し、更にそれを管型予熱器２に供給する役割を果たす。
【００２２】
この押出機１のバレルの頂上部には、分解原料の重合体の溶融に伴って低温で分解して発生するガス状物をバレル外に排出する為のガス状成分排出口（ベント）１３が設けられている。ガス状成分排出口１３から減圧管路１４を通じて吸引装置１５によって抜き出されたガス状物はｐＨメーター１６に導入されてその水素イオン濃度が測定され、必要に応じて適宜、中和・洗浄等の処理が施されながら、無害化されて排出される。
【００２３】
図１及び図２において、供給管路１７経由で出口高に設置された管型予熱器２の入口から装入された溶融混練物は管型予熱器２の内部を縦貫するスクリュー型コンベアー２１によって下流側（上方）へ搬送されながら管型予熱器２の内部に設置されたスタティックミキサー（不図示）によって攪拌されると共にヒーター２３によって接触分解に適した温度まで予備加熱される。
【００２４】
この管型予熱器２はその入口側が低位で出口高の傾斜状態［水平軸に対する傾斜角（β）１０〜９０度、好ましくは２０〜８０度］に配置されている。分解原料の溶融プラスチックは多くの場合に触媒と混合又は混練されたものである。しかし、触媒が前もって混合されていない場合には、触媒が触媒ドラムＣＤから管路Ｃ１及びＣ２経由で管型予熱器２の入口付近に装入される。
【００２５】
その予熱温度は供給される合成重合体の組成、その性状及び混練用押出機１の出口温度等に応じて適宜選択することができるが、通常は３００〜４５０℃、好ましくは３５０〜４１０℃に予熱して、次工程の管型分解炉３内での接触分解を速やかにかつ高率良く進行させる機能を有する。
【００２６】
管型予熱器２の下流端には、その長軸と交差しながら略上下方向へ伸びる排気管兼管型分解炉３への連絡管２５が接続されて、その頭部２５ｕから予熱に伴う低温分解によって発生するガス状物を必要に応じて器外へ排出する。この管型予熱器２内のスクリュー２１はスケール掻き取り用のスクレーパーを兼ねることが好ましく、通常はモーター２４によって駆動されている。
【００２７】
生じた分解ガスは連絡管２５の頭部２５ｕに設けられた出口から管路２６を通じてパーシャルコンデンサー８１へ送られ、そこで液化された部分はガス状部分と共に管路８２を通じて受器である受け器８に供給されて回収される。他方、液化されなかったガス状部分は受け器８の上部から出る管路８５を通じて第１冷却器９０へ導入され、ガス状部分の一部分がそこで更に液化されて分離貯留される。
【００２８】
依然として回収されなかったガス状部分は管路９１経由で第２冷却器５へ送られて更に含有された留分の一部分が液化されて除害ドラム６に貯留されるが、回収不能の成分はは焼却等の適切な処置を施す。
【００２９】
図１及び図２において、管型予熱器２からその下流端に設けられた連絡管２５の下半部２５ｄを通じて管型分解炉３へ予熱重合体を装入する。装入された予熱重合体は管型分解炉３を縦貫するスクリュー兼スクレーパー３１で出口側へ搬送される。このスクリュー兼スクレーパー３１は通常、モーター３４によって駆動される。
【００３０】
この管型分解炉３においてもその内部に装着されたスタティックミキサー（不図示）によって分解温度まで予熱された分解対象の溶融重合体が触媒の存在下に接触分解される。この触媒は触媒ドラムＣＤから連絡管Ｃ３経由で上記の連絡管２５の下半部２５ｄの側壁に設けられた触媒導入口へ供給される。
【００３１】
管型分解炉３はその入口側を低位にした出口高の斜状態［水平軸に対する傾斜角（α）５〜６０度、好ましくは１０〜３０度］に設置されている。管型予熱器２から送られてきた分解原料である合成重合体等は管型分解炉３の中で触媒共存下に混錬されながら所定分解温度である３５０〜５００℃、好ましくは４００〜４５０℃で総括滞留時間５〜１２０ｍｉｎ、好ましくは１５〜３０ｍｉｎ加熱されて接触分解される。
【００３２】
また、管型分解炉３の内壁に析出するスケールは好ましくはスクレーパーを兼ねるスクリュー３１によって掻き取られた後にこの管型分解炉３の出口側（下流端）へ搬送され、その下流端に長軸と交差する様に接続された略直立の連絡管３５の頭部３５ｕに設けられた出口から、気化した成分が管路３６を経由してパーシャルコンデンサー４１内で部分的に液化されて管路３７経由で、受け器４内に排出されて貯留される。液化されなかった部分は受け器４の上半部を兼ねる第３冷却器４４によって更に冷却されて部分的に液化され、受け器４へ流下する。依然として液化されなかった部分は第３冷却器の頂部に接続されたガス排出管路４５によって前記の管路９１に合流し、前記と同様に処理される。
【００３３】
他方、受け器４内に貯留された液状体の一部分は受け器４の底から管路４２経由で抜き出され、循環ポンプ等によって管路４３経由で再びパーシャルコンデンサー４１へ送給されて洗浄液となり、液化されにくい成分をスクラッビング作用で捕集する。
【００３４】
なお、分解によって生じたガス状物は管型分解炉３の入口側（上流端）へは逆流せずに、出口端のみから排出される。それには管型分解炉３の下半部に充満した溶融プラスチックがシールとしての機能を果たすことに負っている。
【００３５】
図１及び図２において、管型予熱器２から排出されたガス状物が凝縮して捕集された液状物が貯留された受け器８のジャケットは冷却水で冷却される。これによって、管型予熱器２から排出されて管路２６経由で受け器８に移送された分解ガス及び分解液が更に冷却される。
【００３６】
分解液の一部分は受け器８の器底から管路８３経由で取り出され、循環ポンプによって循環管路８４経由でパーシャルコンデンサー８１へ供給されて洗浄液として、液化されにくい成分をスクラッビング作用で捕集する。
【００３７】
受け器４に貯留された生成油状物は逐次、受け器４の下部に設けられたフィルター（不図示）へ送られてそこでスケール残渣等の固形物が除去された後に、製品取出し口４６から回収される。
【００３８】
＜触媒の供給方式＞
後述の触媒は触媒ドラムＣＤから供給管路Ｃ１〜Ｃ４の何れかを経由して通常、押出機１、管型予熱器２および管型分解炉３から選ばれる１以上に供給され得る。触媒を押出機１又は管型予熱器２に供給する場合には、押出機１内又は管型予熱器２内で触媒と合成重合体とが混練されることにより、触媒を溶融プラスチック中に均一に分散させることが可能となる。特に、触媒の供給を押出機１のホッパー１１から行なう場合には、押出機１の内部及び管型予熱器２の内部で一貫して触媒を溶融プラスチック中に均一に分散させることが可能になる。
【００３９】
一方、低温においてラジカルを生じ易い触媒を使用する場合には、押出機１又は管型予熱器２に供給するよりは、管型分解炉３の導入部に触媒を別途供給することによって、触媒の熱履歴による劣化（触媒の分解又は失活）を軽減することができる。その結果、供給された触媒の全量が合成重合体の分解温度領域で有効に分解活性を発揮できる環境を実現することが可能になる。
【００４０】
＜分解促進触媒（触媒）＞
本発明の接触分解装置で用いられる触媒としては、酸性又は塩基性の無機物並びに１５０〜６００℃の温度範囲及び大気圧でラジカル（遊離基）を発生して分解炉内の合成重合体の分解を促進するものが好ましい。プラスチックの分解触媒の具体例としては、無機の酸性化合物（酸性無機化合物）、無機の塩基性化合物（塩基性無機化合物）、ラジカル発生が可能な有機化合物及び金属化合物が挙げられる。
【００４１】
＜＜酸性無機化合物＞＞
酸性無機化合物の触媒例としては、下記のものを例示できる：
◆結晶性シリカ−アルミナ、無定型シリカ−アルミナ、酸化アルミニウム（アルミナ）、酸化珪素（シリカ）；
◆シリカ−マグネシア、酸化亜鉛、ボーキサイト；
◆天然土（酸性白土、活性白土、鹿沼土軽石、今市軽石、七本桜軽石、赤玉土、火山灰、真岡軽石、棆木軽石）；
◆ポリリン酸、ＨＦ（フッ化水素）、ＨＣｌ又はＡｌＣｌ３（塩化アルミニウム）等を挙げることができる。
【００４２】
＜＜塩基性無機化合物＞＞
塩基性無機化合物の触媒例としては、下記のものを例示できる：
◆アルカリ金属酸化物例えば、Ｋ２Ｏ，Ｎａ２Ｏ等；
◆アルカリ土類金属の酸化物例えば、ＣａＯ（酸化カルシウム）、ＭｇＯ（マグネシア）、ＢａＯ等；
◆アルカリ金属水酸化物例えば、ＫＯＨ及びＮａＯＨ等を挙げることができる。
【００４３】
＜＜ラジカル発生可能な有機化合物＞＞
ラジカルを発生させ得る有機化合物の触媒例としては、下記のものを例示できる：
◆硫黄含有化合物：メルカプタン系、チオエーテル系、チオ尿素系、チアゾール系等；
◆窒素含有化合物：Ｎ−アリール−Ｎ−アルキルグアニジン、Ｎ，Ｎ−ジアリールグアニジン等；
◆炭化水素化合物：２，３−ジフェニルブタン、２，３−ジトリルブタン、２，２−ジキシリルブタン、２，３−ジメチル−２，３−ジフェニルブタン（商品名：ノフマーＢＣ等）、２，３−ジメチル−２，３−ジトリルブタン、２，３−ジエチル−２，３−ジフェニルブタン（３，４−ジメチル−３，４−ジフェニルヘキサン）等。
◆有機過酸化物：ジ−ｔ−ブチルパーオキシド、ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキセン、ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン、２，５−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ベンゼン等。
【００４４】
＜＜金属化合物＞＞
本発明の分解装置に装入される金属化合物触媒としては下記のものを例示できる：
◆重金属酸化物例えば、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケル、酸化モリブデン等；
◆重金属塩化物例えば、塩化鉄、塩化銅、塩化ニッケル、塩化モリブデン等；
◆有機金属化合物の重金属塩又は錯塩例えば、酢酸鉄、酢酸銅、酢酸ニッケル、酢酸モリブデン、鉄アセチルアセトナート、銅アセチルアセトナート等。
【００４５】
＜＜触媒の添加量＞＞
上述のような触媒の添加量は（廃）プラスチックの重量に対して０．０００１〜１０重量％、好ましくは、０．００１〜５重量％に設定すれば殆どの場合に目的を達成することができる。
【００４６】
【発明の効果】
本発明の接触分解装置を用いて本発明の接触分解法を実行することによって下記の各種効果を奏することができる：
（１）管型予熱器及び管型分解炉の内壁面を伝熱面として効果的に活用できる；
（２）管型分解炉の内壁面に生じ得るスケールをスクレーパー兼用スクリューによって効果的に削除することによって、伝熱効率低下を防止すると共に、分解炉の閉塞をも防止し得る；
（３）低粘度の油状物を高回収率で取得できる。
（４）特に、廃プラスチック中にスチレン系重合体又はポリアミド樹脂等の窒素含有重合体が含有されている場合には、管型予熱器までの段階では触媒不存在で重合体を或程度分解させ、次にこれを管型分解炉へ移送すると共に、触媒ドラムから管型予熱器と管型分解炉との間に触媒を供給して、管型分解炉中でこの触媒の存在下に残余の重合体を分解（接触分解）させる方法を用いることができる。
【００４７】
本発明のこの接触分解装置を用いる方式によれば、スチレン系重合体等に起因する触媒の失活を抑制又は回避することができる。
【００４８】
【実施例】
以下、本発明を実施例及び有用な比較例に基づいて具体的に説明する。しかし、本発明はこれによって限定されるものではない。
【００４９】
【実施例１】
押出機１（スクリュー径３９ｍｍ、シリンダー径４０ｍｍ）を用いて分解原料プラスチックを溶融及び混練した。その際の押出機１の加熱温度を２００〜３００℃に、押出し速度を５ｋｇ／ｈに設定した。管型予熱器２はその内径５０ｍｍ×長さ１０００ｍｍでスタティックミキサー２２及びスクリュー２１を備え、その加熱温度を３５０〜４００℃に設定した。管型分解炉３はその内部にフルフライト型のスクリュー３１をスクレーパー兼用として備えた内径５０ｍｍ×長さ１０００ｍｍのもので、その加熱温度を４００〜４７０℃及びスクリュー回転数を８ｒｐｍに設定した。また、押出機１からの押出速度を７ｋｇ／ｈに、管型分解炉３へ到るまでの総括滞留時間を１５ｍｉｎに設定した。
【００５０】
図１に示された分解装置を用い、装置の系内圧力を大気圧に保ちながらホッパー１１にポリエチレン１００重量部と触媒として無定型シリカ−アルミナ１重量部との割合で装入した。
【００５１】
次に、上記の接触分解装置において上記の条件で、上記量の触媒を含有する上記の分解原料樹脂を押出機１中で溶融混練し、次に管型予熱器２で予熱後に管型分解炉３へ定量供給して分解を行なった結果、油状物を得た。得られた分解油はその粘度（５０℃）１２０ｃＳｔ以下であり、その回収率は装入原料プラスチックの重量に対して８０％に達した。
【００５２】
【比較例１】
実施例１における接触分解装置を用い、実施例１の設定条件において、触媒無しにポリエチレンの熱分解を行なった。得られたものは３０℃で固体であって、その回収率は装入原料プラスチックの重量に対して９０％であったが、油状物は得られなかった。
【００５３】
【実施例２】
触媒として今市軽石を粉砕したものを分解原料用プラスチック１００重量に対して３重量部の割合で添加した分解原料を用いる以外には実施例１で用いられた接触分解装置を用いて実施例１におけると同一条件でプラスチック原料の分解を行なった。その結果、得られた分解油はその粘度（３０℃）１２０ｃＳｔ以下であり、その回収率は装入原料プラスチックの重量に対して９０％に達した。
【００５４】
【実施例３】
触媒として七本松桜軽石を粉砕したものを分解原料用プラスチック１００重量に対して３重量部の割合で添加した分解原料を用いる以外には、実施例１で用いられたと同一の接触分解装置を用いて実施例１におけると同一条件でプラスチック原料の分解を行なった。その結果、得られた分解油はその粘度（３０℃）３００ｃＳｔ以下であり、その回収率は装入原料プラスチックの重量に対して９０％に達した。
【００５５】
【実施例４】
分解原料用プラスチックとして、ポリプロピレン（ＰＰ）８５重量部、ポリエチレン（ＰＥ）５重量部及びポリスチレン（ＰＳ）１０重量部で形成された混合物を実施例１で用いられたと同一の接触分解装置の粉砕機１へ装入した以外には実施例１におけると同一条件で分解反応を行なった。その結果、得られた分解油はその粘度（３０℃）１２０ｃＳｔ以下であり、その回収率は装入原料プラスチックの重量に対して８０％に達した。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の接触分解装置の概略系統を示す模式的縦断面図である。
【図２】本発明の接触分解装置を構成する管型予熱器を経て更に下流側に位置する管型分解炉までの主要部を示す模式的部分縦断面図である。
【符号の説明】
１ 押出機
２ 管型予熱器
３ 管型分解炉
４ 管型分解炉から発生した液状分解物の受け器
５ 第２冷却器
６ 除害ドラム
１１ 押出機のホッパー
１２ 押出機のスクリュー駆動用のモーター
１３ 押出機からのガス状成分排出口（ベント）
１４ ベントからの減圧管路
１５ 真空ポンプ
１６ ｐＨメーター
１７ 溶融混練重合体の供給管路
２１ 管型予熱器内を縦貫するスクリュー兼スクレーパー
２２ 欠番
２３ 管型予熱器内に装着されたヒーター
２４ 管型予熱器内のスクリュー駆動用のモーター
２５ 管型予熱器の下流端に交差して略直立する様に設けられた連絡管
２６ 管型予熱器に装着された連絡管に接続された連絡管路
３１ 管型分解炉内を縦貫するスクリュー兼スクレーパー
３２ 欠番
３３ 管型分解炉内に装着されたヒーター
３４ 管型分解炉内のスクリュー駆動用のモーター
３５ 管型分解炉の下流端に交差して略直立する様に設けられた連絡管
３６ 管型分解炉に装着された連絡管に接続された連絡管路
３７ 連絡管末端のパーシャルコンデンサーから受け器への連絡管
４１ 管型分解炉からの連絡管路末端のパーシャルコンデンサー
４２ 受け器の器底からの液状物抜き出し管
４３ 抜き出された液状物をパーシャルコンデンサーへ供給する供給管路
４４ 第３冷却器
４５ 第３冷却器の頂部からのガス状物の排出管路
８１ 管型予熱器からの連絡管路末端のパーシャルコンデンサー
８２ パーシャルコンデンサーから受け器への連絡管
８３ 受け器の器底からの液状物抜き出し管
８４ 抜き出された液状物をパーシャルコンデンサーへ供給する供給管路
８５ 受け器頂部からのガス状成分を第１冷却器へ供給する供給管路
９０ 第１冷却器
９１ 第１冷却器からのガス状成分を第２冷却器へ供給する供給管路
Ｃ１ 触媒ドラムからの触媒供給管路
Ｃ２ 触媒流を管型予熱器の入口へ供給する供給管
Ｃ３ 触媒流を管型分解炉の入口へ供給する供給管路
Ｃ４ 触媒流を押出機のホッパーへ供給する供給管路
ＵＤ 触媒ドラム
Claims (9)
- 合成重合体を分解促進用の触媒の共存下に接触分解させて油状物を製造する接触分解装置であって、前記分解装置が反応混合物を溶融混練すると共にそれを定量的に移送するスクリュー型押出機と該移送手段の下流側に出口高の傾斜状態で連結された管型予熱器及びその下流側に出口高の傾斜状態で連結された、スクレーパー兼用スクリューを内蔵した管型分解炉を一連に設置し、生成した液状分解物を下流側で受ける受け器とガス状分解物を冷却して油状物として回収する気体回収系とから構成されたものであることを特徴とする合成重合体の接触分解装置。
- 管型予熱器の長軸を水平軸に対して出口高になる様にその傾斜角(β)を１０〜９０度に設定することを特徴とする請求項１に記載の合成重合体の接触分解装置。
- 管型分解炉の長軸を水平軸に対して出口高になる様にその傾斜角(α)を５〜６０度に設定することを特徴とする請求項１〜２の何れかに記載の合成重合体の接触分解装置。
- 管型予熱器内にスタティックミキサーを設置することを特徴とする請求項１〜３の何れか記載の合成重合体の接触分解装置。
- 低温で分解発生するガスを接触分解装置の構成単位外に抜き出す為のガス排出管路をスクリュー型押出機頂部及び管型予熱器の頂部から選ばれる１以上に設けることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の合成重合体の接触分解装置。
- 受け器に接続されたガス状分解物の管路に固形物付着防止用の洗浄装置が設置されていることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の合成重合体の接触分解装置。
- スクリュー型押出機、管型予熱器及び管型分解炉から選ばれる１以上に触媒を供給する手段を備えている請求項１〜６の何れかに記載の合成重合体の接触分解装置。
- 請求項１〜７の何れかに記載の合成重合体の接触分解装置を用いて油状物を製造するに際し、合成重合体をスクリュー押出機で溶融混練し、管型予熱器で３００〜４５０℃に昇温して加熱処理の後にこれを管型分解炉に供給される触媒の共存下に３５０〜５００℃、総括滞留時間５〜１２０minで接触分解する油状物の製造方法。
- 触媒を管型予熱器および管型分解炉から選ばれる１以上に供給することを特徴とする請求項８に記載の油状物の製造方法。
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