JP4465851B2

JP4465851B2 - Chemical recycling method and apparatus for waste plastic

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Publication number: JP4465851B2
Application number: JP2000316923A
Authority: JP
Inventors: 芳夫上道; 明己菖蒲; 正敏杉岡; 正皓伊東; 順也西野
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2000-10-17
Filing date: 2000-10-17
Publication date: 2010-05-26
Anticipated expiration: 2020-10-17
Also published as: JP2002121318A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃プラスチック、特に都市ゴミ等の廃棄物に含まれる廃プラスチックのうち、主にポリオレフィン系プラスチック（ポリエチレン、ポリプロピレン等）を処理して、プラスチック原料として再利用できる炭素数２〜４のオレフィンガス、燃料電池用燃料、水添・脱硫用原料として再利用できる水素、及び化学／医薬原料として再利用できるベンゼン、トルエン、及びキシレン（以下ＢＴＸと称する）等の芳香族炭化水素を、高効率に回収できるようにした廃プラスチックのケミカルリサイクル方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、都市ゴミ等の廃棄物として多量の高分子廃棄物（廃プラスチック）の発生量が増加しており、こうした廃プラスチックの処理が大きな問題となっている。プラスチックの生産量は、ポリオレフィン系プラスチック（ポリエチレン、ポリプロピレン等）が最も多く、そのために発生する廃プラスチックの量もポリオレフィン系プラスチックが最も多くなっている。近年、ペットボトルや発泡材容器等は、分別回収がすすめられるようになってきているが、種々のプラスチック製の容器、板、袋、帯状物等は分別されることなく一緒に処理している。
【０００３】
従来のこのような廃プラスチックをリサイクルする方法としては、高炉原料化方法、油化方法、ガス化方法等が考えられている。
【０００４】
高炉原料化方法は、高炉原料に廃プラスチックを添加して、製鉄時の還元剤とする位置付けであるが、最終的には二酸化炭素（ＣＯ₂）となって排出されるものである。
【０００５】
油化方法は、廃プラスチックを、鉄や白金を担持した活性炭触媒等の触媒の存在下、又は触媒の存在なしで加熱処理することにより熱分解し、その後コンデンサにより凝縮させて水素（Ｈ₂）を含む炭素数１〜２０の多様の組成が混在した回収油を得るようにしたものである。この回収油は、種々の燃焼設備にそのまま燃料として用いたり、或いは精製することによって、ガソリンを得たり、更にはオレフィンガスや化学／医薬原料等を得るようにしている。
【０００６】
ガス化方法は、廃プラスチックを６００〜１４００℃で加熱して熱分解し、得られた分解ガスをメタノールやアンモニアを合成する際の原料とするものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記高炉原料化方法では、廃プラスチックを、単に製鉄時の還元剤として利用するというものであるが、高炉の還元剤として用いられる量には限りがあり、発生する廃プラスチックの量からみて利用される量は非常に少なく期待できる効果も小さい。又、還元剤として添加した廃プラスチックは、単に二酸化炭素（ＣＯ₂）となって排出されるものであり、よって、石油資源から作られたプラスチックが石油化学原料としてリサイクルされてはおらず、単に消費されてしまうという問題がある。
【０００８】
又、油化方法では、得られる回収油の組成が多様であるために、特定化合物を回収することが困難であり、特に、プラスチック原料となるオレフィンガス、或いは燃料電池用燃料、水添・脱硫用原料として利用できる水素（Ｈ₂）、更には化学／医薬原料として利用できるベンゼン、トルエン、キシレン（ＢＴＸ）の回収率が低かった。又、回収油の組成が多岐にわたるために、必要な成分を取り出すための複雑な精製工程が必要である。従って、実用上は燃料油としての用途のみに限定され、よってこの場合も、石油化学原料としてリサイクルされずに単に消費されてしまうという問題がある。
【０００９】
ガス化方法では、単純に廃プラスチックを熱分解によってガス化するために、６００〜１４００℃という高温で加熱処理する必要があリ、そのために、エネルギー消費量が増加し、且つ反応器の製作にも耐熱性材料を必要として装置コストが増化する問題がある。又、ガス化方法は高温で分解処理することにより水素（Ｈ₂）及び一酸化炭素（ＣＯ）を生成するものであるが、メタノールやアンモニア等を合成する際には、更に多くのエネルギーが必要になるという問題がある。このようなエネルギー的、設備的に多大な費用を要する方法は、廃プラスチックのリサイクルとして採用することは困難である。
【００１０】
一方、前記したような廃プラスチックには、例えばポリ塩化ビニルで成形された容器やその他の材料、或いは塩素により表面加工して通気性を遮断した袋やシート等のように、塩素を含有するものが多く混在している。
【００１１】
このような塩素を含む廃プラスチックは、環境汚染の問題から確実に塩素を分離除去して処理する必要があるが、一般には廃プラスチックの具体的なケミカルリサイクルが実施されていないことから、単に高温で焼却処理するという方法が取られていた。
【００１２】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、廃プラスチックを脱塩素処理して塩素を確実に除去し、且つ脱塩素された廃プラスチックからプラスチック原料としてのオレフィンガス及び水素、並びに化学／医薬原料としてのＢＴＸを効果的に回収することができるようにした廃プラスチックのケミカルリサイクル方法及び装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、廃プラスチックからポリオレフィン系プラスチックとそれ以外のプラスチックとを分離する前処理工程と、ポリオレフィン系プラスチックを熱分解により気化させる加熱分解工程と、加熱分解工程で得られた熱分解ガスをホウ素含有珪酸塩触媒の存在下で加熱分解して炭素数２〜４のオレフィンを生成させる第一の触媒分解部で処理し、その後、ガリウム含有珪酸塩触媒の存在下で加熱分解してベンゼン、トルエン、キシレンと水素を生成させる第二の触媒分解部で処理する触媒分解工程と、触媒分解工程を出たガスから高沸点成分を分離する高沸点成分分離工程と、高沸点成分分離工程で高沸点成分が除去されたガスを冷却して炭素数２〜４のオレフィンガス及び水素を主体とする気相と、ベンゼン、トルエン、キシレンを主体とする液相とに分離する気液分離工程と、を有することを特徴とする廃プラスチックのケミカルリサイクル方法、に係るものである。
【００１４】
更に、本発明は、廃プラスチックからポリオレフィン系プラスチックとそれ以外のプラスチックとを分離する前処理工程と、ポリオレフィン系プラスチックを熱分解により気化させる加熱分解工程と、加熱分解工程で得られた熱分解ガスをホウ素含有珪酸塩触媒の存在下で加熱分解して炭素数２〜４のオレフィンを生成させる第一の触媒分解部、及び、ガリウム含有珪酸塩触媒の存在下で加熱分解してベンゼン、トルエン、キシレンと水素を生成させる第二の触媒分解部に導いて処理する触媒分解工程と、触媒分解工程の第一の触媒分解部と第二の触媒分解部を出たガスから高沸点成分を別々に分離する高沸点成分分離工程と、高沸点成分分離工程で高沸点成分が除去されたガスを冷却して炭素数２〜４のオレフィンガス及び水素を主体とする気相と、ベンゼン、トルエン、キシレンを主体とする液相とに分離する気液分離工程と、を有することを特徴とする廃プラスチックのケミカルリサイクル方法、に係るものである。
【００１５】
更に、上記発明の前処理工程と加熱分解工程との間において、前処理工程で分離したポリオレフィン系プラスチックを加熱して塩素を除去する脱塩素処理工程を有することを特徴とする廃プラスチックのケミカルリサイクル方法、に係るものである。
【００１６】
上記手段において、加熱分解工程において活性炭又はゼオライトからなる１次触媒を供給することにより１次触媒分解を行うようにしてもよく、又、高沸点成分分離工程で分離した高沸点成分を加熱分解工程に戻すようにしてもよく、又、第一の触媒分解部出口のガスから高沸点成分分離工程を経て分離した高沸点成分を、第二の触媒分解部の入口に導くようにしてもよく、又、気液分離工程で分離した気相を、深冷分離法により炭素数２〜４のオレフィンガスと水素とに分離するようにしてもよく、気液分離工程で分離した液相を、蒸留によりベンゼン、トルエン、キシレンに分離するようにしてもよい。
【００１７】
本発明は、廃プラスチックをポリオレフィン系プラスチックとそれ以外のプラスチックとに分離する選別装置を少なくとも備えた前処理装置と、ポリオレフィン系プラスチックを加熱分解により気化させる熱分解槽と、熱分解槽で得られた熱分解ガスを導入しホウ素含有珪酸塩触媒の存在下で加熱分解することにより炭素数２〜４のオレフィンを生成させる第一の触媒分解部と、第一の触媒分解部出口のガスを直列に導入してガリウム含有珪酸塩触媒の存在下で加熱分解することによりベンゼン、トルエン、キシレンと水素を生成させる第二の触媒分解部と、第二の触媒分解部出口のガスを導入して該ガス中の高沸点成分を分離する還流器と、還流器で高沸点成分が除去されたガスを冷却して炭素数２〜４のオレフィンガス及び水素を主体とする気相と、ベンゼン、トルエン、キシレンを主体とする液相とに分離するコンデンサと、を備えていることを特徴とする廃プラスチックのケミカルリサイクル装置、に係るものである。
【００１８】
更に、本発明は、廃プラスチックをポリオレフィン系プラスチックとそれ以外のプラスチックとに分離する選別装置を少なくとも備えた前処理装置と、ポリオレフィン系プラスチックを加熱分解により気化させる熱分解槽と、熱分解槽で得られた熱分解ガスを導入しホウ素含有珪酸塩触媒の存在下で加熱分解することにより炭素数２〜４のオレフィンを生成させる第一の触媒分解部と、第一の触媒分解部と並列に熱分解ガスを導入しガリウム含有珪酸塩触媒の存在下で加熱分解することによりベンゼン、トルエン、キシレンと水素を生成させる第二の触媒分解部と、第一の触媒分解部出口及び第二の触媒分解部出口のガスを導入して該ガス中の高沸点成分を別々分離する還流器と、還流器で高沸点成分が除去されたガスを冷却して炭素数２〜４のオレフィンガス及び水素を主体とする気相と、ベンゼン、トルエン、キシレンを主体とする液相とに分離するコンデンサと、を備えていることを特徴とする廃プラスチックのケミカルリサイクル装置、に係るものである。
【００１９】
更に、上記発明における前処理装置と熱分解槽との間に、前処理装置で分離したポリオレフィン系プラスチックを加熱して塩素を除去する脱塩素処理装置を備えたことを特徴とする廃プラスチックのケミカルリサイクル装置、に係るものである。
【００２０】
上記手段において、熱分解槽に活性炭又はゼオライトからなる１次触媒を供給するようにしてもよく、又、還流器で分離した高沸点成分を熱分解槽に戻すようにしてもよく、又、熱分解槽で得られた熱分解ガスを、分配調節弁を介して並列に備えた第一の触媒分解部と第二の触媒分解部とに供給するようにしてもよく、又、第一の触媒分解部出口のガスから還流器にて分離した高沸点成分を第二の触媒分解部の入口に導くようにしてもよく、又、コンデンサで分離した気相を、炭素数２〜４のオレフィンガスと水素とに分離するガス分離装置を備えてもよく、又、コンデンサで分離した液相を、ベンゼン、トルエン、キシレンに分離する蒸留塔を備えてもよい。
【００２１】
上記本発明によれば、以下のように作用する。
【００２２】
前処理工程において、廃プラスチックの大半を占めるポリオレフィン系プラスチックと、それ以外のプラスチックとに効果的に分離し、そのポリオレフィン系プラスチックを加熱分解工程で気化させ、加熱分解工程で得た熱分解ガスを触媒分解工程の第一の熱分解部に導入してホウ素含有珪酸塩触媒の存在下で加熱分解することにより炭素数２〜４のオレフィンを生成させ、その後、ガスを第二の熱分解部に導入してガリウム含有珪酸塩触媒の存在下で加熱分解することによりＢＴＸと水素を生成させ、これらの各成分を含有するガスから高沸点成分分離工程にて高沸点成分を分離した後、高沸点成分が除去されたガスを気液分離工程での冷却により炭素数２〜４のオレフィンガス及び水素を主体とする気相と、ＢＴＸを主体とする液相とに分離するようにしているので、炭素数２〜４のオレフィンガスはプラスチック原料として再利用でき、又水素は燃料電池用燃料、水添・脱硫用原料として再利用でき、液相は蒸留塔によってベンゼン、トルエン、キシレンに分離することで化学／医薬用原料として再利用できる。従って、本発明では、廃プラスチックを有効且つ高効率にケミカルリサイクルできるようになる。
【００２３】
更に、前処理工程で分離したポリオレフィン系プラスチックを、脱塩素処理工程で加熱して塩素を除去すると、塩素を含まない廃プラスチックとして処理することができ、又、脱塩素処理工程での加熱によって廃プラスチックは溶融状態となるので、以後の搬送等の取扱い性が著しく向上される。
【００２４】
又、加熱分解工程において、１次触媒を供給して１次触媒分解を行うと、加熱分解による反応速度を速めることができ、よってその後の触媒分解工程を迅速に行うことができて、ケミカルリサイクルを高効率に行うことができる。
【００２５】
更に、触媒分解工程を、ホウ素含有珪酸塩触媒を収容した第一の触媒分解部と、ガリウム含有珪酸塩触媒を収容した第二の触媒分解部とを並設した構成とし、分配調節弁にて第一の触媒分解部と第二の触媒分解部とに供給する熱分解ガスの流量割合を調節すると、炭素数２〜４のオレフィンと、ＢＴＸ及び水素の生成割合を任意に調整することができる。更に、第一の熱分解部出口のガスから高沸点成分分離工程にて分離した高沸点成分を、第二の熱分解部に導入して再び処理すると、第一の触媒分解部にて炭素数２〜４のオレフィンガスを生成するのに用いられなかったガス成分を第二の熱分解部でのＢＴＸ及び水素の生成に供することができ、よって目的成分全体の生成率を向上できるようになる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２７】
図１は、本発明の廃プラスチックのケミカルリサイクル方法を実施する装置の第一の形態を示すフロー図である。
【００２８】
図１中、１は廃プラスチックの前処理工程（Ｉ）を実施する前処理装置であり、前処理装置１は、少なくとも廃プラスチックからポリオレフィン系プラスチックとそれ以外のプラスチックとに分離する選別装置１ａを備えている。選別装置１ａとしては、光選別方式と比重差選別方式を採用することができる。この時、廃プラスチックには、ポリオレフィン系プラスチックによる容器類が非常に多く含まれているので、このような比較的大きい容器類は、光選別方式によって予め選別してしまうのが好ましい。又廃プラスチックに含まれる袋や帯状物或いはその他の破断したプラスチック小片等は、これらを所要の大きさに破砕し、比重差選別方式によって選別するのが好ましい。
【００２９】
又、上記廃プラスチックのうち、内容物が内部に残っている容器等については洗浄する必要があり、そのために、前処理装置１には、予め廃プラスチックを破砕する破砕装置と、破砕した廃プラスチックを洗浄する洗浄装置を備えることが好ましい。
【００３０】
前処理装置１の選別装置１ａで選別された殆んどがポリオレフィン系プラスチックである廃プラスチックは、熱分解にて気化するようにしている加熱分解工程（ＩＩ）である熱分解槽２に供給する。又、前処理装置１で選別されたポリオレフィン系プラスチック以外の他のプラスチックは、従来と同様に燃焼用の原料等に用いられる。
【００３１】
熱分解槽２は、内部の廃プラスチックを撹拌するための撹拌装置３を有しており、且つ外周にはヒータ４を備えて廃プラスチックを約６５０℃以下の温度、例えば略５００℃の温度に加熱し、炭素数が４〜１０程度の炭化水素に低分子化する気化を行って熱分解ガス５とするようにしている。なお廃プラスチックを熱分解槽２内に投入する際には、予め窒素ガス等の不活性ガスを熱分解槽２内に導入しておき、不活性ガス雰囲気下で上記廃プラスチックを加熱するのが好ましい。又熱分解槽２としては、固定床流通式や流動床式のものが望ましい。
【００３２】
又、前記した前処理装置１からの廃プラスチックは、そのまま熱分解槽２に供給するようにしてもよく、或いはプラスチック粒子として供給してもよく、或いは図示するように溶融加熱器６にて廃プラスチックの溶融温度（約２００℃程度）に加熱溶融させて溶融状態で供給するようにしてもよい。この時、溶融状態にして供給すると他の方式に比べて廃プラスチックの取扱い性を著しく向上することができる。
【００３３】
前記熱分解槽２においては、活性炭又はゼオライトのような１次触媒２１を供給するようにしており、この１次触媒２１の供給によって熱分解槽２内での１次触媒分解を行って、廃プラスチックの熱分解速度を高められるようにしている。又、１次触媒２１を供給すると、反応に必要な加熱温度も低下させることができ、よって熱効率も向上できる。熱分解槽２内に生じた残渣は外部に取出して焼却される。この時、１次触媒２１としてゼオライトを用いた場合には、焼却灰を再び１次触媒２１として利用することができる。
【００３４】
熱分解槽２で熱分解された熱分解ガス５は、触媒分解工程（ＩＩＩ）に導かれる。図１の触媒分解工程（ＩＩＩ）は、ホウ素含有珪酸塩触媒７が収容された第一の触媒分解部８と、ガリウム含有珪酸塩触媒９が収容された第二の触媒分解部１０とを直列に備えている。ホウ素含有珪酸塩触媒７にはプロトン置換したＨ型ホウ素化珪酸塩が望ましく、ガリウム含有珪酸塩触媒９にはＨ型ガリウム珪酸塩を用いるのが望ましい。そして、上記第一の触媒分解部８と第二の触媒分解部１０とは、夫々の触媒７，９を例えば３７５〜５５０℃（好ましくは５００〜５５０℃）に加熱するヒータ１１，１２を備えている。
【００３５】
第一の触媒分解部８におけるホウ素含有珪酸塩触媒７は、熱分解ガスから炭素数２〜４のオレフィンを効果的に生成する作用を有し、例えば５０％以上、或いは７０％以上の高い収率を得ることができる。このように、プラスチックの原料として再利用できる炭素数２〜４のオレフィンを高い収率で得られることは、プラスチックのリサイクル上大変有利である。又、第二の触媒分解部１０におけるガリウム含有珪酸塩触媒９は、ベンゼン、トルエン、キシレンと水素を効果的に生成する作用を有する。
【００３６】
触媒分解工程（ＩＩＩ）の第二の触媒分解部１０から出たガス１３は、高沸点成分分離工程（ＩＶ）である還流器１４に導かれる。還流器１４では、例えば約１５０℃以上の高沸点成分が凝縮によって分離され、分離された高沸点成分は、前記熱分解槽２に戻される。
【００３７】
還流器１４で高沸点成分が除去されたガスは、気液分離工程（Ｖ）であるコンデンサ１５に導かれて冷却され、炭素数２〜４のオレフィンガス及び水素を主体とする気相１６と、ベンゼン、トルエン、キシレンを主体とする液相１７とに分離されるようになっている。
【００３８】
コンデンサ１５からの気相は、ガス分離装置２４に導かれ、深冷分離法或いはその他の方法によって、炭素数２〜４のオレフィンガスと水素とに分離されるようになっている。
【００３９】
又、コンデンサ１５からの液相は、蒸留塔１８に導いて、ベンゼン、トルエン、キシレン（ＢＴＸ）に分離するようにしている。
【００４０】
図１の形態の作用を説明する。
【００４１】
廃プラスチックは、まず前処理工程（Ｉ）を行う前処理装置１に供給され、少なくとも前処理装置１に備えられる選別装置１ａによってポリオレフィン系プラスチックとそれ以外のプラスチックとに分離する選別を行う。この時、廃プラスチックに含まれるポリオレフィン系プラスチックからなる容器等は、光選別方式による選別装置を用いて選別するのが好ましい。又、廃プラスチックに含まれる袋や帯状物或いはその他の破断したプラスチック小片等は、これらを所要の大きさに破砕して比重差選別方式の選別装置によって選別するのが好ましい。更に、廃プラスチックのうち、内容物が内部に残っている容器等については洗浄する必要があり、その洗浄のためには、予め廃プラスチックを破砕し、破砕した後の廃プラスチックを洗浄するのが好ましい。
【００４２】
前処理装置１で選別等の前処理が行われた廃プラスチックは、殆んどがポリオレフィン系プラスチックであり、この廃プラスチックは、加熱分解工程（ＩＩ）の熱分解槽２に供給される。熱分解槽２では、外周に備えたヒータ４により供給した廃プラスチックを、例えば略５００℃程度の温度で加熱してガス化する。この時、前処理装置１の廃プラスチックは、そのまま熱分解槽２に供給するようにしてもよく、或いはプラスチック粒子として供給してもよく、更には図示のように溶融加熱器６にて廃プラスチックの溶融温度（約２００℃前後）に加熱溶融して溶融状態で供給するようにしてもよい。この時、溶融状態にして供給すると他の方式に比して廃プラスチックの運搬等の取扱い性が向上される。
【００４３】
前記熱分解槽２において、活性炭又はゼオライトのような１次触媒２１を供給することにより、熱分解槽２内で１次触媒分解を行わせ、これにより廃プラスチックの熱分解速度を高めることができる。又、１次触媒２１を供給すると、反応に必要な加熱温度も低下させることができ、よって熱効率も向上される。熱分解槽２内に生じた残渣は外部に取出して焼却される。この時、１次触媒２１としてゼオライトを用いた場合には、焼却灰を再び１次触媒２１として利用することができる。
【００４４】
熱分解槽２で熱分解された熱分解ガス５は、触媒分解工程（ＩＩＩ）であるホウ素含有珪酸塩触媒７が収容された第一の触媒分解部８に供給され、ホウ素含有珪酸塩触媒７の存在下で例えば３７５〜５５０℃（好ましくは５００〜５５０℃）で加熱分解されることにより炭素数２〜４のオレフィンが高効率に生成される。
【００４５】
更に、第一の触媒分解部８で処理されたガスは、ガリウム含有珪酸塩触媒９が収容された第二の触媒分解部１０に供給され、ガリウム含有珪酸塩触媒９の存在下で例えば３７５〜５５０℃（好ましくは５００〜５５０℃）で加熱分解されることにより、ベンゼン、トルエン、キシレン（ＢＴＸ）等の芳香族炭化水素と水素（Ｈ₂）が効果的に生成される。
【００４６】
このように、触媒分解工程（ＩＩＩ）にて炭素数２〜４のオレフィンと、ＢＴＸ及び水素が生成されたガス１３は、高沸点成分分離工程（ＩＶ）である還流器１４に導かれ、例えば約１５０℃以上の高沸点成分が分離される。還流器１４で分離された高沸点成分は前記熱分解槽２に戻される。
【００４７】
還流器１４で高沸点成分が除去されたガスは、気液分離工程（Ｖ）であるコンデンサ１５に導かれて冷却され、これにより、炭素数２〜４のオレフィンガス及び水素を主体とする気相１６と、ＢＴＸを主体とする液相１７とに分離される。
【００４８】
このようにしてコンデンサ１５で分離された気相１６は、ガス分離装置２４に導かれて深冷分離法或いはその他の方法によって、炭素数２〜４のオレフィンガスと水素とに分離される。得られた炭素数２〜４のオレフィンガスは、プラスチック原料として有効に再利用でき、又水素は燃料電池用燃料、水添・脱硫用原料として有効に再利用できる。
【００４９】
又、コンデンサ１５からのＢＴＸを含む液相１７は、蒸留塔１８に導かれ、ベンゼン、トルエン、キシレンに分離される。得られたベンゼン、トルエン、キシレンは化学／医薬用原料として有効に再利用できる。
【００５０】
上記によれば、前処理工程（Ｉ）において、廃プラスチックの大半を占めるポリオレフィン系プラスチックと、それ以外のプラスチックとに効果的に分離し、そのポリオレフィン系プラスチックを加熱分解工程（ＩＩ）で気化させ、加熱分解工程（ＩＩ）で得た熱分解ガス５を触媒分解工程（ＩＩＩ）の第一の触媒分解部８に導入してホウ素含有珪酸塩触媒７の存在下で加熱分解することにより炭素数２〜４のオレフィンを生成させ、その後、ガスを第二の触媒分解部１０に導入してガリウム含有珪酸塩触媒９の存在下で加熱分解することによりＢＴＸと水素を生成させ、これらの各成分を含有するガスから高沸点成分分離工程（ＩＶ）にて高沸点成分を分離した後、高沸点成分が除去されたガスを気液分離工程（Ｖ）での冷却により炭素数２〜４のオレフィンガス及び水素を主体とする気相１６と、ＢＴＸを主体とする液相１７とに分離するようにしているので、炭素数２〜４のオレフィンガスはプラスチック原料として再利用でき、又水素は燃料電池用燃料、水添・脱硫用原料として再利用でき、液相１７は蒸留塔１８に導いてベンゼン、トルエン、キシレンに分離することで化学／医薬用原料として再利用できる。従って、廃プラスチックは、有効且つ高効率にケミカルリサイクルされるようになる。
【００５１】
又、本発明を実施するケミカルリサイクル装置は、装置構成が簡略であるため、設備コストの削減が図れる。
【００５２】
図２は、本発明の廃プラスチックのケミカルリサイクル方法を実施する装置の第二の形態を示すフロー図である。図２では、図１の装置に比して、触媒分解工程（ＩＩＩ）と、高沸点成分分離工程（ＩＶ）の部分が異なっているのみであり、その他の構成はすべて同様であるので、図１の装置と異なる部分についてのみ説明する。
【００５３】
図２では、加熱分解工程（ＩＩ）の熱分解槽２で得られた熱分解ガス５を導く触媒分解工程（ＩＩＩ）を、ホウ素含有珪酸塩触媒７の存在下で加熱分解することにより炭素数２〜４のオレフィンを生成させる第一の触媒分解部８と、第一の触媒分解部８と並列に設けてガリウム含有珪酸塩触媒９の存在下で加熱分解することによりＢＴＸと水素を生成させる第二の触媒分解部１０とにより構成している。そして、前記熱分解槽２からの熱分解ガス５を、三方弁等の分配調節弁１９を介して並列の第一の触媒分解部８と第二の触媒分解部１０とに導くようにしている。
【００５４】
又、高沸点成分分離工程（ＩＶ）は、前記第一の触媒分解部８と第二の触媒分解部１０を出たガスの夫々から高沸点成分を別個に分離する還流器１４ａ，１４ｂを備えている。そして還流器１４ｂで分離した高沸点成分は、前記熱分解槽２に戻すようにしている。
【００５５】
一方、還流器１４ａによって分離した高沸点成分は、第二の触媒分解部１０の入口に導くようにしている。この時、図２では三方弁等の分配調節弁２０を備えて、還流器１４ａからの高沸点成分の一部を第二の触媒分解部１０の入口に戻し、他部は熱分解槽２に戻すようにしている。
【００５６】
還流器１４ａ，１４ｂでは冷却温度を違えて設定することができる。従って、還流器１４ａでは炭素数２〜４のオレフィンガスのみが下流に導かれるように比較的低沸点の成分が含まれる温度で高沸点成分を分離するようにし、このようにして分離した低沸点成分を含む高沸点成分を第二の触媒分解部１０に導いて、ＢＴＸ及び水素を生成させるようにする。このようにすると、第一の触媒分解部８にて炭素数２〜４のオレフィンガスを生成するのに用いられなかったガス成分が第二の触媒分解部１０に導かれてＢＴＸ及び水素の生成に供せられるので、目的成分全体の生成率が向上される。
【００５７】
更に、分配調節弁１９にて第一の触媒分解部８と第二の触媒分解部１０に供給する熱分解ガス５の流量割合を調節することにより、再生する炭素数２〜４のオレフィンガスと、ＢＴＸ及び水素の割合を任意に調整することができ、よって、生成されるオレフィンガスとＢＴＸ及び水素との割合を、利用側の要求量に応じて任意に調節できるようになる。図２の装置のその他の作用については、図１の装置の場合と同様である。
【００５８】
図３は、本発明の廃プラスチックのケミカルリサイクル方法を実施する装置の第三の形態を示すフロー図である。図３では、図１の装置において、前処理工程（Ｉ）と加熱分解工程（ＩＩ）との間に、脱塩素処理工程（ＶＩ）を備えたことのみが異なっており、その他の構成はすべて同様であるので、図１の装置と異なる部分についてのみ説明する。
【００５９】
図３に示すように、前処理工程（Ｉ）である前処理装置１の選別装置１ａで選別した殆んどがポリオレフィン系プラスチックである廃プラスチックは、脱塩素処理工程（ＶＩ）としての脱塩素処理装置２２に供給し、略３００〜３５０℃の温度で加熱して脱塩素を行うようにしている。脱塩素処理装置２２で除去された塩素は回収等の処理が行われる。又、プラスチック生産工場等から発生する産廃系プラスチックは、その成分が知られている均一なものであるので、前記した前処理装置１に通すことなしにそのまま下流に供給することができる。この時、産廃系プラスチックが含塩素２３ａの場合には脱塩素処理装置２２の入側に供給し、又非含塩素２３ｂの場合には脱塩素処理装置２２の出側に供給する。
【００６０】
そして、脱塩素処理装置２２で脱塩素処理したもの、及び産廃系プラスチックの非含塩素２３ｂのものからなる廃プラスチックは、図１の場合と同様に、熱分解にて気化するようにしている加熱分解工程（ＩＩ）である熱分解槽２に供給する。
【００６１】
上記した図３の装置では、前処理工程（Ｉ）で選別されたポリオレフィン系プラスチックからなる廃プラスチックは、脱塩素処理工程（ＶＩ）の脱塩素処理装置２２に供給され、例えば略３００〜３５０℃の温度で加熱されることにより脱塩素される。脱塩素処理装置２２で除去された塩素は回収等の処理が行われる。
【００６２】
このように、前処理工程（Ｉ）で選別したポリオレフィン系プラスチックを、脱塩素処理工程（ＶＩ）で加熱して塩素を除去すると、塩素を含まない廃プラスチックとして以後の分解処理を行うことができ、又、脱塩素処理工程（ＶＩ）における加熱によって廃プラスチックは溶融状態となるので、熱分解槽２への搬送等の取扱い性が著しく向上されることになる。図３の装置のその他の作用については、図１の装置の場合と同様である。
【００６３】
図４は、本発明の廃プラスチックのケミカルリサイクル方法を実施する装置の第四の形態を示すフロー図である。図４では、図２の装置において、前処理工程（Ｉ）と加熱分解工程（ＩＩ）との間に、脱塩素処理工程（ＶＩ）を備えたことのみが異なっており、その他の構成はすべて同様であるので、図２の装置と異なる部分についてのみ説明する。
【００６４】
図４に示すように、前処理工程（Ｉ）である前処理装置１の選別装置１ａで選別した殆んどがポリオレフィン系プラスチックである廃プラスチックは、脱塩素処理工程（ＶＩ）としての脱塩素処理装置２２に供給し、略３００〜３５０℃の温度で加熱して脱塩素を行うようにしている。脱塩素処理装置２２で除去された塩素は回収等の処理が行われる。又、プラスチック生産工場等から発生する成分が知られている産廃系プラスチックは、含塩素２３ａの場合には脱塩素処理装置２２の入側に供給し、又非含塩素２３ｂの場合には脱塩素処理装置２２の出側に供給する。
【００６５】
そして、脱塩素処理装置２２で脱塩素処理したもの、及び産廃系プラスチックの非含塩素２３ｂのものからなる廃プラスチックは、図２の場合と同様に、熱分解にて気化するようにしている加熱分解工程（ＩＩ）である熱分解槽２に供給する。
【００６６】
上記した図４の装置では、前処理工程（Ｉ）で選別されたポリオレフィン系プラスチックからなる廃プラスチックは、脱塩素処理工程（ＶＩ）の脱塩素処理装置２２に供給され、例えば略３００〜３５０℃の温度で加熱されることにより脱塩素される。脱塩素処理装置２２で除去された塩素は回収等の処理が行われる。
【００６７】
このように、前処理工程（Ｉ）で分離したポリオレフィン系プラスチックを、脱塩素処理工程（ＶＩ）で加熱して塩素を除去すると、塩素を含まない廃プラスチックとして以後の分解処理を行うことができ、又、脱塩素処理工程（ＶＩ）における加熱によって廃プラスチックは溶融状態となるので、熱分解槽２への搬送等の取扱い性が著しく向上されることになる。図４の装置のその他の作用については、図２の装置の場合と同様である。
【００６８】
尚、本発明は上記形態例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００６９】
【発明の効果】
本発明によれば、前処理工程において、廃プラスチックの大半を占めるポリオレフィン系プラスチックと、それ以外のプラスチックとに効果的に分離し、そのポリオレフィン系プラスチックを加熱分解工程で気化させ、加熱分解工程で得た熱分解ガスを触媒分解工程の第一の熱分解部に導入してホウ素含有珪酸塩触媒の存在下で加熱分解することにより炭素数２〜４のオレフィンを生成させ、その後、ガスを第二の熱分解部に導入してガリウム含有珪酸塩触媒の存在下で加熱分解することによりＢＴＸと水素を生成させ、これらの各成分を含有するガスから高沸点成分分離工程にて高沸点成分を分離した後、高沸点成分が除去されたガスを気液分離工程での冷却により炭素数２〜４のオレフィンガス及び水素を主体とする気相と、ＢＴＸを主体とする液相とに分離するようにしているので、炭素数２〜４のオレフィンガスはプラスチック原料として再利用でき、又水素は燃料電池用燃料、水添・脱硫用原料として再利用でき、液相は蒸留塔によってベンゼン、トルエン、キシレンに分離することで化学／医薬用原料として再利用できる。従って、本発明では、廃プラスチックを有効且つ高効率にケミカルリサイクルできる効果がある。
【００７０】
更に、前処理工程で分離したポリオレフィン系プラスチックを、脱塩素処理工程で加熱して塩素を除去するようにしているので、塩素を含まない廃プラスチックとしてその後の処理を行うことができ、又、脱塩素処理工程での加熱によって廃プラスチックは溶融状態となるので、以後の搬送等の取扱い性を著しく向上できる効果がある。
【００７１】
又、加熱分解工程において、１次触媒を供給して１次触媒分解を行うと、加熱分解による反応速度を速めることができ、よってその後の触媒分解工程を迅速に行うことができて、ケミカルリサイクルを高効率に行うことができる効果がある。
【００７２】
又、触媒分解工程を、ホウ素含有珪酸塩触媒を収容した第一の触媒分解部と、ガリウム含有珪酸塩触媒を収容した第二の触媒分解部とを並設した構成とし、分配調節弁にて第一の触媒分解部と第二の触媒分解部とに供給する熱分解ガスの流量割合を調節すると、炭素数２〜４のオレフィンと、ＢＴＸ及び水素の生成割合を任意に調整することができる効果がある。更に、第一の熱分解部出口のガスから高沸点成分分離工程にて分離した高沸点成分を、第二の熱分解部に導入して再び処理すると、第一の触媒分解部にて炭素数２〜４のオレフィンガスを生成するのに用いられなかったガス成分を第二の熱分解部でのＢＴＸ及び水素の生成に供することができ、よって目的成分全体の生成率を向上できる効果がある。
【００７３】
又、本発明のケミカルリサイクル装置は、装置構成が簡略であるため、設備コストが低減できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の廃プラスチックのケミカルリサイクル方法を実施する装置の第一の形態を示すフロー図である。
【図２】本発明の廃プラスチックのケミカルリサイクル方法を実施する装置の第二の形態を示すフロー図である。
【図３】本発明の廃プラスチックのケミカルリサイクル方法を実施する装置の第三の形態を示すフロー図である。
【図４】本発明の廃プラスチックのケミカルリサイクル方法を実施する装置の第四の形態を示すフロー図である。
【符号の説明】
Ｉ前処理工程
ＩＩ加熱分解工程
ＩＩＩ触媒分解工程
ＩＶ高沸点成分分離工程
Ｖ気液分離工程
ＶＩ脱塩素処理工程
１前処理装置
１ａ選別装置
２熱分解槽
５熱分解ガス
７ホウ素含有珪酸塩触媒
８第一の触媒分解部
９ガリウム含有珪酸塩触媒
１０第二の触媒分解部
１３ガス
１４還流器
１４ａ，１４ｂ還流器
１５コンデンサ
１６気相
１７液相
１８蒸留塔
１９分配調節弁
２１１次触媒
２２脱塩素処理装置
２４ガス分離装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention has 2 to 4 carbon atoms that can be reused as a plastic raw material by treating mainly polyolefin-based plastics (polyethylene, polypropylene, etc.) among waste plastics, particularly waste plastics contained in waste such as municipal waste. Highly aromatic hydrocarbons such as olefin gas, fuel for fuel cells, hydrogen that can be reused as hydrogenation / desulfurization raw materials, and benzene, toluene, and xylene (hereinafter referred to as BTX) that can be reused as chemical / pharmaceutical raw materials. The present invention relates to a chemical recycling method and apparatus for waste plastic that can be efficiently recovered.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a large amount of polymer waste (waste plastic) is generated as waste such as municipal waste, and the treatment of such waste plastic has become a big problem. The plastic production volume is the largest for polyolefin plastics (polyethylene, polypropylene, etc.), and the amount of waste plastic generated for this reason is the largest for polyolefin plastics. In recent years, plastic bottles and foam containers have been promoted to be separated and collected, but various plastic containers, plates, bags, strips, etc. are processed together without being separated. .
[0003]
As a conventional method for recycling such waste plastic, a blast furnace raw material production method, an oil production method, a gasification method, and the like are considered.
[0004]
The blast furnace raw material conversion method is positioned to add waste plastic to the blast furnace raw material and use it as a reducing agent during iron making. ₂ ) And discharged.
[0005]
In the oil conversion method, waste plastic is thermally decomposed by heat treatment in the presence of a catalyst such as activated carbon catalyst supporting iron or platinum, or in the absence of a catalyst, and then condensed by a condenser to produce hydrogen (H ₂ ) And a recovered oil in which various compositions having 1 to 20 carbon atoms are mixed. The recovered oil is used as fuel as it is in various combustion facilities or refined to obtain gasoline, and further obtain olefin gas, chemical / pharmaceutical raw materials, and the like.
[0006]
In the gasification method, waste plastic is heated and decomposed at 600 to 1400 ° C., and the resulting decomposition gas is used as a raw material for synthesizing methanol and ammonia.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above blast furnace raw material production method, waste plastic is simply used as a reducing agent during iron making. However, the amount used as a reducing agent for blast furnace is limited, and the amount of waste plastic generated is limited. The amount used is very small and the expected effect is small. Waste plastic added as a reducing agent is simply carbon dioxide (CO ₂ Therefore, there is a problem that plastics made from petroleum resources are not recycled as petrochemical raw materials and are simply consumed.
[0008]
Also, in the oil production method, it is difficult to recover a specific compound because the composition of the recovered oil to be obtained is diverse. In particular, olefin gas used as a plastic raw material, fuel for fuel cells, hydrogenation / desulfurization Hydrogen (H ₂ In addition, the recovery rate of benzene, toluene and xylene (BTX) that can be used as chemical / pharmaceutical raw materials was low. In addition, since the composition of the recovered oil is diverse, a complicated refining process for extracting necessary components is required. Therefore, it is practically limited only to the use as a fuel oil. Therefore, in this case as well, there is a problem that it is simply recycled without being recycled as a petrochemical raw material.
[0009]
In the gasification method, it is necessary to heat the waste plastic at a high temperature of 600 to 1400 ° C. in order to gasify the waste plastic by pyrolysis, which increases energy consumption and makes it possible to manufacture a reactor. However, there is a problem that the cost of the apparatus increases due to the necessity of a heat resistant material. In addition, the gasification method is performed by decomposing at high temperature to generate hydrogen (H ₂ ) And carbon monoxide (CO), but when synthesizing methanol, ammonia, etc., there is a problem that more energy is required. Such a method that requires a large amount of energy and equipment is difficult to employ as a method for recycling waste plastic.
[0010]
On the other hand, waste plastics such as those described above contain chlorine, such as containers and other materials molded with polyvinyl chloride, or bags or sheets that have been surface-treated with chlorine to block air permeability. There are many mixed.
[0011]
Such waste plastics containing chlorine need to be separated and removed from the environment due to environmental pollution problems, but in general, there is no specific chemical recycling of waste plastics. The method of incineration was used.
[0012]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and dechlorinates waste plastic to reliably remove chlorine, and olefin gas and hydrogen as a plastic raw material from the dechlorinated waste plastic, and chemical / pharmaceuticals. An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for chemical recycling of waste plastic that can effectively recover BTX as a raw material.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The present invention includes a pretreatment process for separating polyolefin plastic and other plastics from waste plastic, a thermal decomposition process for vaporizing polyolefin plastic by thermal decomposition, and a pyrolysis gas obtained in the thermal decomposition process as boron. Treated in the first catalytic cracking section to produce an olefin having 2 to 4 carbon atoms by pyrolysis in the presence of a silicate catalyst containing benzene, and then pyrolyzed in the presence of a silicate catalyst containing gallium to benzene, toluene A high-boiling point in the catalytic cracking step of treating in the second catalytic cracking section for generating xylene and hydrogen, a high-boiling point component separating step for separating the high-boiling point component from the gas leaving the catalytic cracking step, and a high-boiling point component separating step A gas phase mainly composed of olefin gas having 2 to 4 carbon atoms and hydrogen by cooling the gas from which the components have been removed, and mainly composed of benzene, toluene and xylene. Chemical recycling method of waste plastics, characterized in that it comprises a gas-liquid separation step of separating into a liquid phase, the those of the.
[0014]
Furthermore, the present invention provides a pretreatment process for separating polyolefin plastic and other plastics from waste plastic, a thermal decomposition process for vaporizing polyolefin plastic by thermal decomposition, and a pyrolysis gas obtained in the thermal decomposition process. A first catalytic cracking part that thermally decomposes in the presence of a boron-containing silicate catalyst to produce an olefin having 2 to 4 carbon atoms, and a thermal decomposition in the presence of a gallium-containing silicate catalyst to decompose benzene, toluene, Separate the high-boiling components from the catalyst decomposition step that leads to the second catalyst decomposition section that generates xylene and hydrogen, and the gas that exits the first catalyst decomposition section and the second catalyst decomposition section in the catalyst decomposition step. The high boiling point component separation step to be separated and the gas from which the high boiling point component has been removed in the high boiling point component separation step are cooled to mainly contain olefin gas having 2 to 4 carbon atoms and hydrogen. And vapor, benzene, relate toluene, chemical recycling method of waste plastics, characterized in that it comprises a gas-liquid separation step of separating into a liquid phase composed mainly of xylene, a, a.
[0015]
Furthermore, between the pretreatment process and the thermal decomposition process of the above invention, there is a dechlorination treatment step for removing chlorine by heating the polyolefin plastic separated in the pretreatment step, and chemical recycling of waste plastic Method.
[0016]
In the above means, in the thermal decomposition step Made of activated carbon or zeolite The primary catalyst decomposition may be performed by supplying the primary catalyst, the high boiling point component separated in the high boiling point component separation step may be returned to the thermal decomposition step, or the first The high boiling point component separated through the high boiling point component separation step from the gas at the catalyst decomposition unit outlet may be led to the inlet of the second catalyst decomposition unit, and the gas phase separated in the gas-liquid separation step may be The olefin gas having 2 to 4 carbon atoms and hydrogen may be separated by a cryogenic separation method, and the liquid phase separated in the gas-liquid separation step may be separated into benzene, toluene, and xylene by distillation. Good.
[0017]
The present invention is obtained by a pretreatment device having at least a sorting device for separating waste plastic into polyolefin-based plastic and other plastics, a pyrolysis tank for vaporizing polyolefin-based plastic by thermal decomposition, and a pyrolysis tank. A first catalytic cracking section for producing an olefin having 2 to 4 carbon atoms by introducing a pyrolysis gas and thermally cracking in the presence of a boron-containing silicate catalyst, and a gas at the outlet of the first catalytic cracking section in series A second catalytic cracking section for generating benzene, toluene, xylene and hydrogen by thermal decomposition in the presence of a gallium-containing silicate catalyst, and introducing a gas at the outlet of the second catalytic cracking section A reflux device for separating high-boiling components in the gas, and mainly the olefin gas having 2 to 4 carbon atoms and hydrogen by cooling the gas from which the high-boiling components have been removed. That a gas phase, benzene, those of the chemical recycling device, waste plastics, characterized in that it comprises toluene, a capacitor is separated into a liquid phase composed mainly of xylene, a.
[0018]
Furthermore, the present invention provides a pretreatment device having at least a sorting device for separating waste plastic into polyolefin plastic and other plastics, a pyrolysis tank for vaporizing polyolefin plastic by thermal decomposition, and a pyrolysis tank. In parallel with the first catalytic cracking section, the first catalytic cracking section that introduces the obtained pyrolysis gas and thermally decomposes in the presence of the boron-containing silicate catalyst to produce an olefin having 2 to 4 carbon atoms. A second catalytic cracking section for generating benzene, toluene, xylene and hydrogen by introducing pyrolysis gas and performing thermal cracking in the presence of a gallium-containing silicate catalyst; an outlet of the first catalytic cracking section; and a second catalyst A reflux unit that introduces a gas at the outlet of the decomposition unit and separates high-boiling components in the gas separately; A waste plastic chemical recycling apparatus comprising a condenser for separating a gas phase mainly composed of olefin gas and hydrogen and a liquid phase mainly composed of benzene, toluene, and xylene It is.
[0019]
The waste plastic chemical further comprises a dechlorination treatment device for removing chlorine by heating the polyolefin-based plastic separated by the pretreatment device between the pretreatment device and the thermal decomposition tank in the above invention. Recycling device.
[0020]
In the above means, in the pyrolysis tank Made of activated carbon or zeolite The primary catalyst may be supplied, the high-boiling components separated by the refluxer may be returned to the pyrolysis tank, and the pyrolysis gas obtained in the pyrolysis tank is distributed and adjusted. The gas may be supplied to the first catalyst decomposition unit and the second catalyst decomposition unit provided in parallel via a valve, or may be separated from the gas at the outlet of the first catalyst decomposition unit by a refluxer. The boiling point component may be introduced to the inlet of the second catalytic cracking unit, and a gas separation device for separating the gas phase separated by the condenser into olefin gas having 2 to 4 carbon atoms and hydrogen may be provided. Alternatively, a distillation column for separating the liquid phase separated by the condenser into benzene, toluene and xylene may be provided.
[0021]
According to the above-mentioned present invention, it operates as follows.
[0022]
In the pretreatment process, the polyolefin plastic, which accounts for the majority of the waste plastic, is effectively separated into other plastics, the polyolefin plastic is vaporized in the thermal decomposition process, and the pyrolysis gas obtained in the thermal decomposition process is removed. The olefin having 2 to 4 carbon atoms is produced by introducing it into the first pyrolysis part of the catalyst decomposition step and thermally decomposing in the presence of the boron-containing silicate catalyst, and then the gas is supplied to the second pyrolysis part. Introduced and thermally decomposed in the presence of a gallium-containing silicate catalyst to produce BTX and hydrogen, and after separating high-boiling components from the gas containing these components in a high-boiling component separation step, The gas from which the components have been removed is cooled in the gas-liquid separation step into a gas phase mainly composed of olefin gas having 2 to 4 carbon atoms and hydrogen, and a liquid phase mainly composed of BTX. The olefin gas having 2 to 4 carbon atoms can be reused as a raw material for plastics, hydrogen can be reused as a fuel for fuel cells and a raw material for hydrogenation / desulfurization, and the liquid phase can be benzene by a distillation column. It can be reused as a chemical / pharmaceutical raw material by separating into toluene and xylene. Therefore, in the present invention, waste plastic can be effectively and efficiently chemically recycled.
[0023]
Furthermore, if the polyolefin plastic separated in the pretreatment process is heated in the dechlorination process to remove chlorine, it can be treated as waste plastic that does not contain chlorine, and is also discarded by heating in the dechlorination process. Since the plastic is in a molten state, handling properties such as subsequent conveyance are remarkably improved.
[0024]
In addition, when the primary catalyst is decomposed by supplying the primary catalyst in the thermal decomposition process, the reaction rate by the thermal decomposition can be increased, so that the subsequent catalytic decomposition process can be performed quickly and chemical recycling. Can be performed with high efficiency.
[0025]
Further, the catalyst decomposition step is configured such that the first catalyst decomposition part containing the boron-containing silicate catalyst and the second catalyst decomposition part containing the gallium-containing silicate catalyst are arranged in parallel, and the distribution control valve By adjusting the flow rate ratio of the pyrolysis gas supplied to the first catalytic cracking section and the second catalytic cracking section, it is possible to arbitrarily adjust the generation ratio of C2-4 olefin, BTX and hydrogen. . Furthermore, when the high boiling point component separated in the high boiling point component separation step from the gas at the outlet of the first thermal decomposition part is introduced into the second thermal decomposition part and treated again, the number of carbon atoms is reduced in the first catalytic decomposition part. Gas components that are not used to generate 2 to 4 olefin gas can be used for the production of BTX and hydrogen in the second pyrolysis section, and thus the production rate of the entire target component can be improved. .
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
[0027]
FIG. 1 is a flowchart showing a first embodiment of an apparatus for carrying out the waste plastic chemical recycling method of the present invention.
[0028]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a pretreatment apparatus that performs a waste plastic pretreatment step (I). The pretreatment apparatus 1 includes a sorting device 1 a that separates at least waste plastic into polyolefin-based plastic and other plastics. I have. As the sorting device 1a, a light sorting method and a specific gravity difference sorting method can be employed. At this time, the waste plastic contains a large amount of containers made of polyolefin-based plastic. Therefore, it is preferable to sort such relatively large containers in advance by a light sorting method. Further, it is preferable that bags, belts or other broken plastic pieces contained in the waste plastic are crushed into a required size and sorted by a specific gravity difference sorting method.
[0029]
In addition, it is necessary to wash a container or the like in which the contents remain in the waste plastic. For this purpose, the pretreatment device 1 includes a crushing device for crushing the waste plastic in advance and a crushed waste plastic. It is preferable to provide a cleaning device for cleaning the liquid.
[0030]
Waste plastic that is mostly polyolefin-based plastics sorted by the sorting device 1a of the pretreatment device 1 is supplied to a thermal decomposition tank 2 that is a thermal decomposition step (II) that is vaporized by thermal decomposition. . Further, plastics other than the polyolefin-based plastics selected by the pretreatment device 1 are used as raw materials for combustion as in the conventional case.
[0031]
The pyrolysis tank 2 has a stirring device 3 for stirring the waste plastic inside, and is provided with a heater 4 on the outer periphery to bring the waste plastic to a temperature of about 650 ° C. or less, for example, a temperature of about 500 ° C. Heating is performed to vaporize hydrocarbons having about 4 to 10 carbon atoms to reduce the molecular weight, so that the pyrolysis gas 5 is obtained. In addition, when putting waste plastic into the thermal decomposition tank 2, an inert gas such as nitrogen gas is introduced into the thermal decomposition tank 2 in advance, and the waste plastic is heated in an inert gas atmosphere. preferable. The pyrolysis tank 2 is preferably a fixed bed flow type or a fluidized bed type.
[0032]
Further, the waste plastic from the pretreatment apparatus 1 may be supplied as it is to the pyrolysis tank 2 or may be supplied as plastic particles, or may be discarded by a melting heater 6 as shown in the figure. You may make it heat-melt to the melting temperature (about 200 degreeC) of a plastic, and you may make it supply in a molten state. At this time, if it is supplied in a molten state, the handling property of the waste plastic can be remarkably improved as compared with other methods.
[0033]
In the thermal decomposition tank 2, a primary catalyst 21 such as activated carbon or zeolite is supplied, and by supplying the primary catalyst 21, primary catalyst decomposition in the thermal decomposition tank 2 is performed, and the waste is discarded. The thermal decomposition rate of plastic can be increased. In addition, when the primary catalyst 21 is supplied, the heating temperature necessary for the reaction can be lowered, and thus the thermal efficiency can be improved. The residue generated in the pyrolysis tank 2 is taken out and incinerated. At this time, when zeolite is used as the primary catalyst 21, the incinerated ash can be used again as the primary catalyst 21.
[0034]
The pyrolysis gas 5 pyrolyzed in the pyrolysis tank 2 is guided to the catalyst decomposition step (III). In the catalytic decomposition step (III) of FIG. 1, a first catalytic decomposition unit 8 in which a boron-containing silicate catalyst 7 is accommodated and a second catalytic decomposition unit 10 in which a gallium-containing silicate catalyst 9 is accommodated are connected in series. In preparation. The boron-containing silicate catalyst 7 is desirably proton-substituted H-type borosilicate, and the gallium-containing silicate catalyst 9 is desirably H-type gallium silicate. And the said 1st catalyst decomposition | disassembly part 8 and the 2nd catalyst decomposition | disassembly part 10 are equipped with the heaters 11 and 12 which heat each catalyst 7 and 9 to 375-550 degreeC (preferably 500-550 degreeC), for example. ing.
[0035]
The boron-containing silicate catalyst 7 in the first catalytic cracking section 8 has an effect of effectively generating an olefin having 2 to 4 carbon atoms from the pyrolysis gas, and has a high yield of, for example, 50% or more, or 70% or more. Rate can be obtained. Thus, it is very advantageous in terms of plastic recycling to be able to obtain an olefin having 2 to 4 carbon atoms that can be reused as a raw material for plastic in a high yield. Further, the gallium-containing silicate catalyst 9 in the second catalytic decomposition unit 10 has an action of effectively generating benzene, toluene, xylene and hydrogen.
[0036]
The gas 13 emitted from the second catalytic decomposition unit 10 in the catalytic decomposition step (III) is led to a refluxer 14 which is a high boiling point component separation step (IV). In the reflux device 14, for example, a high boiling point component having a temperature of about 150 ° C. or higher is separated by condensation, and the separated high boiling point component is returned to the thermal decomposition tank 2.
[0037]
The gas from which the high-boiling components have been removed by the reflux device 14 is led to a condenser 15 which is a gas-liquid separation step (V) and cooled, and a gas phase 16 mainly composed of olefin gas having 2 to 4 carbon atoms and hydrogen, , Benzene, toluene, and xylene.
[0038]
The gas phase from the condenser 15 is guided to a gas separation device 24 and separated into olefin gas having 2 to 4 carbon atoms and hydrogen by a cryogenic separation method or other methods.
[0039]
Further, the liquid phase from the condenser 15 is guided to the distillation column 18 so as to be separated into benzene, toluene and xylene (BTX).
[0040]
The operation of the embodiment of FIG. 1 will be described.
[0041]
The waste plastic is first supplied to the pretreatment apparatus 1 that performs the pretreatment step (I), and is subjected to sorting that is separated into polyolefin-based plastic and other plastics by at least a sorting apparatus 1 a provided in the pretreatment apparatus 1. At this time, it is preferable to sort the container made of polyolefin plastic contained in the waste plastic using a sorting device based on a light sorting method. Further, it is preferable that bags, strips or other broken plastic pieces contained in the waste plastic are crushed to a required size and sorted by a specific gravity difference sorting type sorting device. Furthermore, it is necessary to wash the container etc. in which the contents remain in the waste plastic. For the washing, it is necessary to crush the waste plastic in advance and wash the waste plastic after crushing. preferable.
[0042]
Most of the waste plastic subjected to pretreatment such as sorting in the pretreatment apparatus 1 is polyolefin plastic, and this waste plastic is supplied to the thermal decomposition tank 2 in the thermal decomposition step (II). In the pyrolysis tank 2, the waste plastic supplied by the heater 4 provided on the outer periphery is heated and gasified at a temperature of about 500 ° C., for example. At this time, the waste plastic of the pretreatment device 1 may be supplied to the thermal decomposition tank 2 as it is, or may be supplied as plastic particles, and further, the waste plastic is melted by a melting heater 6 as shown in the figure. It is also possible to heat and melt to a melting temperature of about (about 200 ° C.) and supply in a molten state. At this time, when supplied in a molten state, handling properties such as transportation of waste plastics are improved as compared with other methods.
[0043]
By supplying the primary catalyst 21 such as activated carbon or zeolite in the thermal decomposition tank 2, the primary catalyst decomposition is performed in the thermal decomposition tank 2, thereby increasing the thermal decomposition rate of the waste plastic. . Further, when the primary catalyst 21 is supplied, the heating temperature necessary for the reaction can be lowered, and the thermal efficiency is also improved. The residue generated in the pyrolysis tank 2 is taken out and incinerated. At this time, when zeolite is used as the primary catalyst 21, the incinerated ash can be used again as the primary catalyst 21.
[0044]
The pyrolysis gas 5 pyrolyzed in the pyrolysis tank 2 is supplied to the first catalyst decomposition section 8 in which the boron-containing silicate catalyst 7 that is the catalyst decomposition step (III) is accommodated, and the boron-containing silicate catalyst 7. For example, olefin having 2 to 4 carbon atoms is efficiently produced by thermal decomposition at 375 to 550 ° C. (preferably 500 to 550 ° C.).
[0045]
Further, the gas treated in the first catalytic decomposition unit 8 is supplied to the second catalytic decomposition unit 10 in which the gallium-containing silicate catalyst 9 is accommodated, and in the presence of the gallium-containing silicate catalyst 9, for example 375- Aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene (BTX) and hydrogen (H) are decomposed by heat decomposition at 550 ° C. (preferably 500 to 550 ° C.). ₂ ) Is effectively generated.
[0046]
Thus, the gas 13 in which the olefin having 2 to 4 carbon atoms, BTX, and hydrogen are generated in the catalytic cracking step (III) is led to the refluxing device 14 that is the high boiling point component separation step (IV), for example, High boiling point components of about 150 ° C. or higher are separated. The high boiling point component separated by the reflux device 14 is returned to the thermal decomposition tank 2.
[0047]
The gas from which the high-boiling components have been removed by the refluxing device 14 is led to the condenser 15 which is the gas-liquid separation step (V) and is cooled. It is separated into a phase 16 and a liquid phase 17 mainly composed of BTX.
[0048]
The gas phase 16 thus separated by the condenser 15 is guided to the gas separation device 24 and separated into olefin gas having 2 to 4 carbon atoms and hydrogen by a cryogenic separation method or other methods. The obtained olefin gas having 2 to 4 carbon atoms can be effectively reused as a plastic raw material, and hydrogen can be effectively reused as a fuel for fuel cells and a raw material for hydrogenation / desulfurization.
[0049]
Further, the liquid phase 17 containing BTX from the condenser 15 is guided to a distillation column 18 and separated into benzene, toluene and xylene. The resulting benzene, toluene and xylene can be effectively reused as chemical / pharmaceutical raw materials.
[0050]
According to the above, in the pretreatment step (I), the polyolefin plastic, which occupies most of the waste plastic, and other plastics are effectively separated, and the polyolefin plastic is vaporized in the thermal decomposition step (II). The pyrolysis gas 5 obtained in the thermal decomposition step (II) is introduced into the first catalytic decomposition portion 8 of the catalytic decomposition step (III) and thermally decomposed in the presence of the boron-containing silicate catalyst 7 to obtain the carbon number. 2 to 4 olefins are produced, and then gas is introduced into the second catalytic cracking section 10 and thermally decomposed in the presence of the gallium-containing silicate catalyst 9 to produce BTX and hydrogen. After separating the high boiling point component from the gas containing the high boiling point component in the high boiling point component separation step (IV), the gas from which the high boiling point component has been removed is cooled in the gas-liquid separation step (V) to reduce the carbon number. Since the gas phase 16 mainly composed of ˜4 olefin gas and hydrogen and the liquid phase 17 mainly composed of BTX are separated, the olefin gas having 2 to 4 carbon atoms can be reused as a plastic raw material, Hydrogen can be reused as a fuel for fuel cells and hydrogenation / desulfurization raw material, and the liquid phase 17 can be reused as a chemical / pharmaceutical raw material by being led to a distillation column 18 and separated into benzene, toluene and xylene. Therefore, the waste plastic is chemically recycled efficiently and with high efficiency.
[0051]
In addition, since the chemical recycling apparatus for carrying out the present invention has a simple apparatus configuration, the equipment cost can be reduced.
[0052]
FIG. 2 is a flowchart showing a second embodiment of the apparatus for carrying out the waste plastic chemical recycling method of the present invention. 2 is different from the apparatus of FIG. 1 only in the catalytic decomposition step (III) and the high boiling point component separation step (IV), and the other configurations are all the same. Only the parts different from the apparatus 1 will be described.
[0053]
In FIG. 2, the catalytic decomposition step (III) for introducing the pyrolysis gas 5 obtained in the thermal decomposition tank 2 of the thermal decomposition step (II) is subjected to thermal decomposition in the presence of the boron-containing silicate catalyst 7 to obtain the carbon number. BTX and hydrogen are produced by thermal decomposition in the presence of a gallium-containing silicate catalyst 9 provided in parallel with the first catalytic decomposition unit 8 for generating 2 to 4 olefins and the first catalytic decomposition unit 8 The second catalyst decomposition unit 10 is used. Then, the pyrolysis gas 5 from the pyrolysis tank 2 is led to the first catalyst decomposition section 8 and the second catalyst decomposition section 10 in parallel through a distribution control valve 19 such as a three-way valve. .
[0054]
The high boiling point component separation step (IV) includes refluxers 14a and 14b for separately separating the high boiling point components from the gases exiting the first catalytic cracking unit 8 and the second catalytic cracking unit 10, respectively. ing. The high-boiling components separated by the reflux device 14b are returned to the thermal decomposition tank 2.
[0055]
On the other hand, the high boiling point component separated by the reflux device 14 a is led to the inlet of the second catalyst decomposition unit 10. At this time, in FIG. 2, a distribution control valve 20 such as a three-way valve is provided, and a part of the high boiling point component from the refluxing device 14 a is returned to the inlet of the second catalytic decomposition unit 10, and the other part is supplied to the thermal decomposition tank 2. I try to return it.
[0056]
In the refluxers 14a and 14b, the cooling temperature can be set differently. Therefore, in the reflux device 14a, the high-boiling component is separated at a temperature at which the relatively low-boiling component is contained so that only the olefin gas having 2 to 4 carbon atoms is led downstream, and the low-boiling point thus separated is separated. The high boiling point component including the components is introduced to the second catalytic decomposition unit 10 to generate BTX and hydrogen. If it does in this way, the gas component which was not used in producing | generating a C2-C4 olefin gas in the 1st catalytic decomposition part 8 will be guide | induced to the 2nd catalytic decomposition part 10, and will produce | generate BTX and hydrogen Therefore, the production rate of the entire target component is improved.
[0057]
Furthermore, by adjusting the flow rate ratio of the pyrolysis gas 5 supplied to the first catalytic cracking unit 8 and the second catalytic cracking unit 10 by the distribution control valve 19, The ratio of BTX and hydrogen can be adjusted arbitrarily, so that the ratio of the generated olefin gas to BTX and hydrogen can be arbitrarily adjusted according to the required amount on the user side. Other operations of the apparatus of FIG. 2 are the same as those of the apparatus of FIG.
[0058]
FIG. 3 is a flowchart showing a third embodiment of the apparatus for carrying out the waste plastic chemical recycling method of the present invention. 3 differs from the apparatus of FIG. 1 only in that a dechlorination treatment step (VI) is provided between the pretreatment step (I) and the thermal decomposition step (II). Since this is the same, only the parts different from the apparatus of FIG. 1 will be described.
[0059]
As shown in FIG. 3, waste plastics, most of which are polyolefin-based plastics sorted by the sorting device 1a of the pretreatment device 1 which is the pretreatment step (I), are dechlorinated as a dechlorination treatment step (VI). It supplies to the processing apparatus 22, and it is made to dechlorinate by heating at the temperature of about 300-350 degreeC. Chlorine removed by the dechlorination apparatus 22 is subjected to processing such as recovery. In addition, since the industrial waste plastic generated from a plastic production factory or the like is a uniform one whose components are known, it can be directly supplied downstream without passing through the pretreatment device 1 described above. At this time, if the industrial waste plastic is chlorine-containing 23a, it is supplied to the inlet side of the dechlorination processing device 22, and if it is non-chlorine-containing 23b, it is supplied to the outlet side of the dechlorination processing device 22.
[0060]
And the waste plastic made from the non-chlorine-containing 23b of the industrial waste plastic, which has been dechlorinated by the dechlorination treatment apparatus 22, is heated so as to be vaporized by thermal decomposition as in the case of FIG. It supplies to the thermal decomposition tank 2 which is decomposition | disassembly process (II).
[0061]
In the apparatus of FIG. 3 described above, the waste plastic made of polyolefin-based plastic selected in the pretreatment step (I) is supplied to the dechlorination treatment device 22 in the dechlorination treatment step (VI), for example, approximately 300 to 350 ° C. Is dechlorinated by heating at a temperature of Chlorine removed by the dechlorination apparatus 22 is subjected to processing such as recovery.
[0062]
As described above, when the polyolefin-based plastic selected in the pretreatment step (I) is heated in the dechlorination treatment step (VI) to remove chlorine, it can be decomposed as waste plastic containing no chlorine. In addition, since the waste plastic becomes a molten state by heating in the dechlorination treatment step (VI), handling properties such as conveyance to the thermal decomposition tank 2 are remarkably improved. Other operations of the apparatus of FIG. 3 are the same as those of the apparatus of FIG.
[0063]
FIG. 4 is a flowchart showing a fourth embodiment of the apparatus for carrying out the chemical recycling method for waste plastic according to the present invention. FIG. 4 is different from the apparatus of FIG. 2 only in that a dechlorination treatment step (VI) is provided between the pretreatment step (I) and the thermal decomposition step (II). Since this is the same, only the parts different from the apparatus of FIG. 2 will be described.
[0064]
As shown in FIG. 4, waste plastics, most of which are polyolefin-based plastics sorted by the sorting device 1a of the pretreatment device 1 which is the pretreatment step (I), are dechlorinated as the dechlorination treatment step (VI). It supplies to the processing apparatus 22, and it is made to dechlorinate by heating at the temperature of about 300-350 degreeC. Chlorine removed by the dechlorination apparatus 22 is subjected to processing such as recovery. In addition, industrial waste plastics whose components generated from plastic production plants are known are supplied to the inlet side of the dechlorination unit 22 in the case of chlorine-containing 23a, and dechlorinated in the case of non-chlorine-containing 23b. This is supplied to the outlet side of the processing device 22.
[0065]
And the waste plastic made from the non-chlorine-containing 23b of the industrial waste plastic, which has been dechlorinated by the dechlorination treatment device 22, is heated so as to be vaporized by thermal decomposition as in the case of FIG. It supplies to the thermal decomposition tank 2 which is decomposition | disassembly process (II).
[0066]
In the apparatus of FIG. 4 described above, the waste plastic made of polyolefin plastic selected in the pretreatment step (I) is supplied to the dechlorination treatment device 22 in the dechlorination treatment step (VI), for example, approximately 300 to 350 ° C. Is dechlorinated by heating at a temperature of Chlorine removed by the dechlorination apparatus 22 is subjected to processing such as recovery.
[0067]
As described above, when the polyolefin plastic separated in the pretreatment step (I) is heated in the dechlorination treatment step (VI) to remove chlorine, it can be decomposed as waste plastic not containing chlorine. In addition, since the waste plastic becomes a molten state by heating in the dechlorination treatment step (VI), handling properties such as conveyance to the thermal decomposition tank 2 are remarkably improved. The other operations of the apparatus of FIG. 4 are the same as those of the apparatus of FIG.
[0068]
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
[0069]
【The invention's effect】
According to the present invention, in the pretreatment process, the polyolefin plastic, which occupies most of the waste plastic, is effectively separated into other plastics, and the polyolefin plastic is vaporized in the thermal decomposition process. The obtained pyrolysis gas is introduced into the first pyrolysis section of the catalyst decomposition step, and thermally decomposed in the presence of a boron-containing silicate catalyst to produce an olefin having 2 to 4 carbon atoms. BTX and hydrogen are produced by introducing them into the second pyrolysis section and thermally decomposing in the presence of a gallium-containing silicate catalyst, and the high-boiling components are separated from the gas containing these components in the high-boiling component separation step. After the separation, the gas from which the high-boiling components have been removed is cooled in the gas-liquid separation step, and the gas phase mainly composed of olefin gas having 2 to 4 carbon atoms and hydrogen, and BTX are mainly used. The olefin gas having 2 to 4 carbon atoms can be reused as a raw material for plastics, and hydrogen can be reused as a fuel for fuel cells and a raw material for hydrogenation / desulfurization. The phase can be reused as a chemical / pharmaceutical raw material by separating it into benzene, toluene and xylene by a distillation column. Therefore, according to the present invention, there is an effect that the waste plastic can be effectively and efficiently chemically recycled.
[0070]
Furthermore, since the polyolefin-based plastic separated in the pretreatment process is heated in the dechlorination process to remove chlorine, it can be treated as a waste plastic containing no chlorine, and can be removed. Since the waste plastic is in a molten state by heating in the chlorination process, there is an effect that handling properties such as subsequent conveyance can be remarkably improved.
[0071]
In addition, if the primary catalyst is decomposed by supplying the primary catalyst in the thermal decomposition process, the reaction rate by the thermal decomposition can be increased, so that the subsequent catalytic decomposition process can be performed quickly and chemical recycling. Can be performed with high efficiency.
[0072]
In addition, the catalyst decomposition step is configured such that the first catalyst decomposition part containing the boron-containing silicate catalyst and the second catalyst decomposition part containing the gallium-containing silicate catalyst are arranged in parallel, and the distribution control valve By adjusting the flow rate ratio of the pyrolysis gas supplied to the first catalytic cracking section and the second catalytic cracking section, it is possible to arbitrarily adjust the generation ratio of C2-4 olefin, BTX and hydrogen. effective. Furthermore, when the high boiling point component separated in the high boiling point component separation step from the gas at the outlet of the first thermal decomposition part is introduced into the second thermal decomposition part and treated again, the number of carbon atoms is reduced in the first catalytic decomposition part. Gas components that have not been used to produce 2 to 4 olefin gases can be used for the production of BTX and hydrogen in the second pyrolysis section, thus improving the production rate of the entire target component. .
[0073]
Further, the chemical recycling apparatus of the present invention has an effect that the equipment cost can be reduced because the apparatus configuration is simple.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing a first embodiment of an apparatus for carrying out a chemical recycling method for waste plastic according to the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a second embodiment of an apparatus for carrying out the waste plastic chemical recycling method of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing a third embodiment of an apparatus for carrying out the waste plastic chemical recycling method of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing a fourth embodiment of an apparatus for carrying out the chemical recycling method for waste plastic according to the present invention.
[Explanation of symbols]
I Pretreatment process
II Thermal decomposition process
III Catalytic decomposition process
IV High boiling point component separation process
V Gas-liquid separation process
VI Dechlorination process
1 Pretreatment device
1a Sorting device
2 Pyrolysis tank
5 Pyrolysis gas
7 Boron-containing silicate catalyst
8 First catalytic decomposition part
9 Gallium-containing silicate catalyst
10 Second catalytic cracking section
13 gas
14 Refluxer
14a, 14b Refluxer
15 capacitor
16 Gas phase
17 Liquid phase
18 Distillation tower
19 Distribution control valve
21 Primary catalyst
22 Dechlorination treatment equipment
24 Gas separator

Claims

A pretreatment process for separating polyolefin plastics from other plastics from waste plastic, a thermal decomposition process for vaporizing polyolefin plastics by thermal decomposition, and a pyrolytic gas obtained in the thermal decomposition process for boron-containing silicate catalyst Treatment in the first catalytic cracking section to produce olefins having 2 to 4 carbon atoms by pyrolysis in the presence of benzene, and then pyrolysis in the presence of gallium-containing silicate catalyst to benzene, toluene, xylene and hydrogen The high-boiling components are removed in the catalytic decomposition step, the high-boiling component separation step for separating the high-boiling components from the gas exiting the catalytic decomposition step, and the high-boiling component separation step. A gas phase mainly composed of olefin gas having 2 to 4 carbon atoms and hydrogen and a liquid phase mainly composed of benzene, toluene and xylene. Chemical recycling method of waste plastics, characterized by having a gas-liquid separation step of separating the.

A pretreatment process for separating polyolefin plastics and other plastics from waste plastic, a thermal decomposition process for vaporizing polyolefin plastics by thermal decomposition, and a pyrolysis gas obtained in the thermal decomposition process for boron-containing silicate catalyst The first catalytic cracking section that generates olefins having 2 to 4 carbon atoms by thermal decomposition in the presence of benzene, and generates benzene, toluene, xylene, and hydrogen by thermal decomposition in the presence of a gallium-containing silicate catalyst A catalyst decomposition step that leads to the second catalyst decomposition portion for treatment, and a high-boiling component separation that separates high-boiling components separately from the gas that exits the first catalyst decomposition portion and the second catalyst decomposition portion in the catalyst decomposition step A gas phase mainly composed of an olefin gas having 2 to 4 carbon atoms and hydrogen by cooling the gas from which the high boiling point component has been removed in the high boiling point component separating step, , Chemical recycling method of waste plastics, characterized by having a gas-liquid separation step of separating into a liquid phase that toluene, xylene mainly.

The waste plastic according to claim 1 or 2, further comprising a dechlorination treatment step for removing chlorine by heating the polyolefin-based plastic separated in the pretreatment step between the pretreatment step and the thermal decomposition step. Chemical recycling method.

The method for chemical recycling of waste plastics according to any one of claims 1 to 3, wherein in the thermal decomposition step, primary catalyst decomposition is performed by supplying a primary catalyst made of activated carbon or zeolite .

The method for chemical recycling of waste plastics according to any one of claims 1 to 4, wherein the high-boiling components separated in the high-boiling component separation step are returned to the thermal decomposition step.

The waste plastic according to claim 2, wherein the high-boiling component separated from the gas at the outlet of the first catalytic cracking section through the high-boiling component separation step is led to the inlet of the second catalytic cracking section. Chemical recycling method.

The method for chemical recycling of waste plastics according to claim 1 or 2, wherein the gas phase separated in the gas-liquid separation step is separated into olefin gas having 2 to 4 carbon atoms and hydrogen by a cryogenic separation method.

The method for chemical recycling of waste plastics according to claim 1 or 2, wherein the liquid phase separated in the gas-liquid separation step is separated into benzene, toluene and xylene by distillation.

A pretreatment device having at least a sorting device for separating waste plastic into polyolefin-based plastic and other plastics, a pyrolysis tank for vaporizing polyolefin-based plastic by thermal decomposition, and a pyrolysis gas obtained in the pyrolysis tank A first catalytic cracking section for producing an olefin having 2 to 4 carbon atoms by thermal decomposition in the presence of a boron-containing silicate catalyst, and a gas at the outlet of the first catalytic cracking section are introduced in series. A second catalytic cracking section that generates benzene, toluene, xylene, and hydrogen by thermal cracking in the presence of a gallium-containing silicate catalyst, and a gas at the outlet of the second catalytic cracking section are introduced, and A reflux unit that separates the boiling point component, and a gas phase mainly composed of olefin gas having 2 to 4 carbon atoms and hydrogen by cooling the gas from which the high boiling point component has been removed by the reflux unit. Benzene, toluene, and a capacitor for separating a liquid phase composed mainly of xylene, chemical recycling apparatus of waste plastics, characterized in that it comprises a.

A pretreatment device having at least a sorting device for separating waste plastic into polyolefin-based plastic and other plastics, a pyrolysis tank for vaporizing polyolefin-based plastic by thermal decomposition, and a pyrolysis gas obtained in the pyrolysis tank And a pyrolysis gas is introduced in parallel with the first catalytic cracking section for producing olefins having 2 to 4 carbon atoms by thermal cracking in the presence of a boron-containing silicate catalyst. A second catalytic cracking section for generating benzene, toluene, xylene and hydrogen by thermal cracking in the presence of a gallium-containing silicate catalyst, and a gas at the first catalytic cracking section outlet and the second catalytic cracking section outlet Introducing and separating the high-boiling components in the gas separately, and cooling the gas from which the high-boiling components have been removed by the refluxing device to cool the olefin having 2 to 4 carbon atoms A vapor phase scan and hydrogen mainly, benzene, toluene, xylene chemical recycling apparatus of waste plastics, characterized in that it comprises a capacitor which separates into a liquid phase composed mainly, the a.

The waste according to claim 9 or 10, further comprising a dechlorination treatment device for removing chlorine by heating the polyolefin plastic separated by the pretreatment device between the pretreatment device and the thermal decomposition tank. Plastic chemical recycling equipment.

The waste plastic chemical recycling apparatus according to any one of claims 9 to 11, wherein a primary catalyst made of activated carbon or zeolite is supplied to the thermal decomposition tank.

The chemical recycling apparatus for waste plastic according to any one of claims 9 to 12, wherein the high boiling point component separated by the reflux unit is returned to the thermal decomposition tank.

11. The pyrolysis gas obtained in the pyrolysis tank is supplied to a first catalyst decomposition section and a second catalyst decomposition section provided in parallel via a distribution control valve. Chemical recycling equipment for waste plastics as described in 1.

The waste plastic according to claim 10 or 14, wherein the high boiling point component separated from the gas at the outlet of the first catalytic cracking section by a refluxer is led to the inlet of the second catalytic cracking section. Chemical recycling equipment.

The waste plastic chemical recycling apparatus according to claim 9 or 10, further comprising a gas separation device for separating the gas phase separated by the condenser into an olefin gas having 2 to 4 carbon atoms and hydrogen.

The waste plastic chemical recycling apparatus according to claim 9 or 10, further comprising a distillation column for separating the liquid phase separated by the condenser into benzene, toluene, and xylene.