JP5133029B2 - Method for removing inorganic particles in liquid - Google Patents
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Description
本発明は、水と相分離可能な液体に含まれる無機粒子を液体から除去する方法に関する。 The present invention relates to a method for removing inorganic particles contained in a liquid that is phase-separable from water from the liquid.
樹脂(廃プラスチック等)を、高温の無機粒子(砂等)に接触させて、樹脂を熱分解し、発生した分解生成物を含む気体を冷却して液体(モノマー、油等)を回収する方法が知られている。
しかし、回収された液体には、無機粒子(無機粒子の粉砕片を含む。)が含まれているため、該液体をそのまま蒸留することによって液体を精製した場合、無機粒子が蒸留塔内に堆積したり、精製物に無機粒子が混入したりする。
A method in which a resin (waste plastic, etc.) is brought into contact with high-temperature inorganic particles (sand, etc.), the resin is thermally decomposed, and a gas containing the generated decomposition products is cooled to recover a liquid (monomer, oil, etc.) It has been known.
However, since the recovered liquid contains inorganic particles (including crushed pieces of inorganic particles), when the liquid is purified by distillation as it is, the inorganic particles accumulate in the distillation tower. Or inorganic particles are mixed into the purified product.
該問題を解決する方法としては、下記の方法が提案されている。
(1)廃プラスチックに高温の砂を添加し、廃プラスチックを熱分解する熱分解手段と、熱分解ガスに含まれる高沸点油を低沸点成分と分離する気液分離手段との間に、固形分除去手段を設ける方法(特許文献1)。
As a method for solving this problem, the following method has been proposed.
(1) Solid between a pyrolysis means that thermally decomposes waste plastic by adding high-temperature sand to waste plastic and a gas-liquid separation means that separates high-boiling oil contained in the pyrolysis gas from low-boiling components. A method of providing a minute removing means (Patent Document 1).
しかし、(1)の方法は、固形分除去手段(充填物)に捕捉された熱分解ガスに含まれる微小固形物(砂の粉砕片)を、気液分離手段で得られた高沸点油によって洗い落として、固形分除去手段(充填物)の閉塞を防ぐ方法である。固形分除去手段にて捕獲しきれない砂の粉砕片が気液分離手段よりも後工程に持ち込まれやすく、熱分解ガスを冷却することによって回収された液体には、砂の粉砕片が多く含まれ、前記問題を解決するに至っていない。 However, in the method (1), the fine solids (sand crushed pieces) contained in the pyrolysis gas trapped in the solid content removing means (packing material) are converted into high-boiling oil obtained by the gas-liquid separation means. This is a method for preventing clogging of the solid content removing means (filler) by washing off. The crushed pieces of sand that cannot be captured by the solid content removing means are more easily brought into the subsequent process than the gas-liquid separating means, and the liquid recovered by cooling the pyrolysis gas contains a lot of crushed pieces of sand. However, the problem has not been solved.
なお、廃油中に含まれる不純分を除去する方法としては、下記の方法も知られている。
(2)特定の直鎖状低重合体を親油性有機溶剤に溶かし、それを廃油中に添加して、不純物を凝集または凝固させ、取り除く方法(特許文献2)。
(3)飽和もしくは不飽和の一価、二価、三価以上の多価アルコール類、ポリアルキレングリコール類から選ばれた1種もしくは複数種を添加し、ついで主鎖中にアミド結合、尿素結合もしくはウレタン結合を有する低重合度の直鎖状重合体の親油性有機溶剤溶液を添加する、または両者を同時に添加する方法(特許文献3)。不純物として、金属粉末、樹脂、顔料、染料が例示されている。
In addition, the following method is also known as a method for removing impurities contained in waste oil.
(2) A method in which a specific linear low polymer is dissolved in a lipophilic organic solvent and added to waste oil to agglomerate or solidify and remove impurities (Patent Document 2).
(3) Add one or more selected from saturated or unsaturated monohydric, divalent, trivalent or higher polyhydric alcohols and polyalkylene glycols, and then add an amide bond or urea bond in the main chain. Alternatively, a method of adding a lipophilic organic solvent solution of a linear polymer having a low degree of polymerization having a urethane bond, or adding both simultaneously (Patent Document 3). Examples of impurities include metal powders, resins, pigments, and dyes.
しかし、(2)、(3)の方法では、凝集または凝固した不純物を、濾過、遠心分離等の方法により分離する工程が必要となる。分離の際に、廃油分のロスが考えられる。また、機械のメンテナンス等の余計な労力が必要となる。さらには、新たに有機溶剤を加えるために、処理した廃油を精製する場合、蒸留塔の負荷が大きくなることも予想される。
本発明は、水と相分離可能な液体に含まれる無機粒子を充分に液体から除去できる方法を提供する。 The present invention provides a method capable of sufficiently removing inorganic particles contained in a liquid that is phase-separable from water from the liquid.
本発明の液体中の無機粒子の除去方法は、水と相分離可能な液体に含まれる無機粒子を液体から除去する方法であって、無機粒子を含む液体と、無機粒子を凝集させうる物質を含む水とを混合した後、液体相と水相とに相分離させることによって、前記液体から無機粒子を除去することを特徴とする。 The method for removing inorganic particles in a liquid according to the present invention is a method for removing inorganic particles contained in a liquid that can be phase-separated from water from a liquid, wherein a liquid containing inorganic particles and a substance capable of aggregating the inorganic particles The inorganic particles are removed from the liquid by mixing the water to be contained and then separating the phase into a liquid phase and an aqueous phase.
前記無機粒子を凝集させうる物質は、アミンであることが好ましい。
前記アミンは、トリエチレンテトラミンであることが好ましい。
前記無機粒子は、砂であることが好ましい。
Substances which are capable of aggregating the pre-inorganic particles is preferably an amine.
The amine is preferably triethylenetetramine.
The inorganic particles are preferably sand.
前記無機粒子を含む液体は、前記無機粒子の存在下で樹脂を熱分解して得られた分解生成物を含む気体を冷却することによって回収された水と相分離可能な液体であることが好ましい。
前記無機粒子を含む液体は、前記回収された液体をさらにフィルタに通した後の液体であることが好ましい。
The liquid containing inorganic particles is preferably a liquid that is phase-separable from water recovered by cooling a gas containing a decomposition product obtained by thermally decomposing a resin in the presence of the inorganic particles. .
The liquid containing the inorganic particles is preferably a liquid after the collected liquid is further passed through a filter.
本発明の液体中の無機粒子の除去方法によれば、水と相分離可能な液体に含まれる無機粒子を充分に液体から除去できる。 According to the method for removing inorganic particles in a liquid of the present invention, inorganic particles contained in a liquid that can be phase-separated from water can be sufficiently removed from the liquid.
本明細書においては、(メタ)アクリル酸は、アクリル酸またはメタクリル酸を意味する。 In this specification, (meth) acrylic acid means acrylic acid or methacrylic acid.
本発明は、水と相分離可能な液体に含まれる無機粒子を液体から除去する方法であって、無機粒子を含む液体と水とを混合した後、液体相と水相とに相分離させることによって、液体から無機粒子を除去する方法である。 The present invention is a method for removing inorganic particles contained in a liquid that can be phase-separated from water from the liquid, and the liquid containing the inorganic particles and water are mixed and then separated into a liquid phase and an aqueous phase. To remove the inorganic particles from the liquid.
水と相分離可能な液体とは、20℃における水への溶解度が10質量%以下の液体を指す。水への溶解度が10質量%以下であれば、液体と水とを混合した後に、液体と水とを相分離できる。 The liquid capable of phase separation with water refers to a liquid having a solubility in water at 20 ° C. of 10% by mass or less. If the solubility in water is 10% by mass or less, the liquid and water can be phase-separated after mixing the liquid and water.
該液体としては、20℃における比重が水より小さいものが好ましい。比重が水より小さければ、液体と水とを相分離した際、液体相が水相よりも上側になるため、水相に移動した無機粒子が沈降して液体相に戻ることがない。液体の比重は、0.98以下が好ましい。液体の比重は、下記式から求める。
液体の比重=液体の密度/水の密度。
The liquid preferably has a specific gravity at 20 ° C. smaller than that of water. If the specific gravity is smaller than water, when the liquid and water are phase-separated, the liquid phase is above the water phase, so that the inorganic particles that have moved to the water phase do not settle and return to the liquid phase. The specific gravity of the liquid is preferably 0.98 or less. The specific gravity of the liquid is obtained from the following formula.
Specific gravity of liquid = liquid density / water density.
該液体としては、特に限定されないが、例えば、無機粒子の存在下で樹脂を熱分解して得られた分解生成物を含む気体を冷却することによって回収された水と相分離可能な液体が挙げられ、回収された液体をさらにフィルタに通した後の液体が好ましい。フィルタに通した後の液体には、従来の方法では除去が困難な無機粒子の粉砕片が含まれているが、本発明の方法によれば、該粉砕片も充分に除去できる。 Although it does not specifically limit as this liquid, For example, the liquid which can be phase-separated with the water collect | recovered by cooling the gas containing the decomposition product obtained by thermally decomposing resin in presence of an inorganic particle is mentioned. The liquid after the collected liquid is further passed through a filter is preferable. The liquid after passing through the filter contains crushed pieces of inorganic particles that are difficult to remove by the conventional method. However, according to the method of the present invention, the crushed pieces can be sufficiently removed.
樹脂としては、アクリル系樹脂、オレフィン系樹脂(ポリエチレン、ポリプロピレン等。)、ポリ塩化ビニル、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート等。)、ポリカーボネート、ポリスチレン等が挙げられる。解重合によってモノマーを回収しやすい点から、アクリル系樹脂に本発明の方法を適用するのが有意義である。 Examples of the resin include acrylic resin, olefin resin (polyethylene, polypropylene, etc.), polyvinyl chloride, polyester (polyethylene terephthalate, etc.), polycarbonate, polystyrene, and the like. It is meaningful to apply the method of the present invention to an acrylic resin because it is easy to recover the monomer by depolymerization.
樹脂を熱分解して得られた分解生成物を含む気体を冷却することによって回収される液体は、アクリル系樹脂の場合、(メタ)アクリル酸エステル等を含む液体であり、オレフィン系樹脂の場合、パラフィン、ワックス等を含む液体であり、ポリエチレンテレフタレートの場合、テレフタル酸等を含む液体であり、ポリカーボネートの場合、フェノール類等を含む液体であり、ポリスチレンの場合、スチレン等を含む液体である。 In the case of an acrylic resin, the liquid recovered by cooling the gas containing the decomposition product obtained by thermally decomposing the resin is a liquid containing (meth) acrylic acid ester, etc., and in the case of an olefin resin In the case of polyethylene terephthalate, it is a liquid containing terephthalic acid, in the case of polycarbonate, it is a liquid containing phenols, and in the case of polystyrene, it is a liquid containing styrene.
(メタ)アクリル酸エステルとしては、メタクリル酸メチル(20℃における水への溶解度:1.59質量%、20℃における比重:0.94)、メタクリル酸エチル(20℃における水への溶解度:0.46質量%、20℃における比重:0.91)、メタクリル酸ブチル(20℃における水への溶解度:0.6質量%、20℃における比重:0.90)、アクリル酸メチル(20℃における水への溶解度:6.00質量%、20℃における比重:0.95)、アクリル酸エチル(20℃における水への溶解度:1.5質量%、20℃における比重:0.92)、アクリル酸ブチル(20℃における水への溶解度:2.00質量%、20℃における比重:0.92)等が挙げられる。 Examples of the (meth) acrylic acid ester include methyl methacrylate (solubility in water at 20 ° C .: 1.59% by mass, specific gravity at 20 ° C .: 0.94), ethyl methacrylate (solubility in water at 20 ° C .: 0 .46 mass%, specific gravity at 20 ° C .: 0.91), butyl methacrylate (solubility in water at 20 ° C .: 0.6 mass%, specific gravity at 20 ° C .: 0.90), methyl acrylate (at 20 ° C. Solubility in water: 6.00% by mass, specific gravity at 20 ° C .: 0.95), ethyl acrylate (solubility in water at 20 ° C .: 1.5% by mass, specific gravity at 20 ° C .: 0.92), acrylic Acid butyl (solubility in water at 20 ° C .: 2.00 mass%, specific gravity at 20 ° C .: 0.92) and the like.
無機粒子としては、砂、セラミクス粒子、金属粒子、金属酸化物粒子、金属水酸化物粒子、金属ハロゲン化物粒子等が挙げられ、入手が容易で安価である点、樹脂および液体に対して不活性である点から、砂が好ましい。 Examples of inorganic particles include sand, ceramic particles, metal particles, metal oxide particles, metal hydroxide particles, metal halide particles, and the like, which are easily available and inexpensive, and inert to resins and liquids. Therefore, sand is preferable.
無機粒子としては、20℃における比重が水より大きいものが好ましい。比重が水より大きければ、液体と水とを相分離した際、水相に移動した無機粒子が沈降して液体相に戻ることがない。無機粒子の比重は、下記式から求める。
無機粒子の比重=無機粒子の真密度/水の密度。
As the inorganic particles, particles having a specific gravity at 20 ° C. larger than that of water are preferable. If the specific gravity is greater than that of water, when the liquid and water are phase-separated, the inorganic particles that have moved to the water phase will not settle and return to the liquid phase. The specific gravity of the inorganic particles is obtained from the following formula.
Specific gravity of inorganic particles = true density of inorganic particles / density of water.
水は、無機粒子の除去効果を高める点から、無機粒子を凝集させうる物質を含むことが好ましい。無機粒子を凝集させることにより、無機粒子が液体相から水相へ移動しやすくなる。 It is preferable that water contains the substance which can aggregate an inorganic particle from the point which improves the removal effect of an inorganic particle. By aggregating the inorganic particles, the inorganic particles easily move from the liquid phase to the aqueous phase.
無機粒子を凝集させうる物質としては、水溶性の物質を用いる。
無機粒子を凝集させうる物質としては、高分子系凝集剤、無機系凝集剤、アミン系凝集剤が挙げられる。
A water-soluble substance is used as the substance capable of aggregating the inorganic particles.
Examples of the substance capable of aggregating the inorganic particles include a polymer-based flocculant, an inorganic flocculant, and an amine-based flocculant.
高分子系凝集剤としては、アニオン系凝集剤、カチオン系凝集剤、ノニオン系凝集剤が挙げられる。
アニオン系高分子凝集剤としては、ポリアクリル酸ソーダが挙げられる。
カチオン系高分子凝集剤としては、ポリジメチルアミノエチルメタクリレートが挙げられる。
ノニオン系高分子凝集剤としては、ポリアクリルアミドが挙げられる。
Examples of the polymer flocculant include an anionic flocculant, a cationic flocculant, and a nonionic flocculant.
Examples of the anionic polymer flocculant include sodium polyacrylate.
Examples of the cationic polymer flocculant include polydimethylaminoethyl methacrylate.
Examples of nonionic polymer flocculants include polyacrylamide.
無機系凝集剤としては、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、塩化第二鉄、硫酸第一鉄、水酸化ナトリウム、硫化鉄が挙げられる。 Examples of the inorganic flocculant include polyaluminum chloride, aluminum sulfate, ferric chloride, ferrous sulfate, sodium hydroxide, and iron sulfide.
アミン系凝集剤としては、モノアミン、多価アミンが挙げられる。
モノアミンとしては、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンが挙げられる。
多価アミンとしては、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミンが挙げられる。
Examples of amine-based flocculants include monoamines and polyvalent amines.
Examples of the monoamine include ethylamine, diethylamine, triethylamine, ethanolamine, diethanolamine, and triethanolamine.
Examples of the polyvalent amine include ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, and pentaethylenehexamine.
無機粒子を凝集させうる物質としては、水への溶解性が高く、無機粒子の除去効果が高い点から、アミン系凝集剤(以下、単に「アミン」とも記す。)が好ましく、その中でも、トリエチレンテトラミンが特に好ましい。また、アミンを用いた場合、液体に含まれる酸成分が中和により除去される効果もある。 The substance capable of aggregating the inorganic particles is preferably an amine-based aggregating agent (hereinafter, also simply referred to as “amine”) because of its high solubility in water and a high removal effect of the inorganic particles. Ethylenetetramine is particularly preferred. Moreover, when an amine is used, there exists an effect by which the acid component contained in a liquid is removed by neutralization.
アミンと無機粒子との質量比(アミン/無機粒子)は、1〜100が好ましい。アミン/無機粒子が1以上であれば、無機粒子の除去効果が充分に発揮される。アミン/無機粒子が100以下であれば、無機粒子が除去された後の液体に含まれるアミンの量が抑えられる。 The mass ratio of amine to inorganic particles (amine / inorganic particles) is preferably 1 to 100. If the number of amine / inorganic particles is 1 or more, the effect of removing inorganic particles is sufficiently exhibited. If the amine / inorganic particles are 100 or less, the amount of amine contained in the liquid after the inorganic particles are removed can be suppressed.
アミンを含む水と無機粒子を含む液体との質量比((アミン+水)/(無機粒子+液体))は、0.05〜1.0が好ましい。(アミン+水)/(無機粒子+液体)が0.05以上であれば、無機粒子の除去効果が充分に発揮される。(アミン+水)/(無機粒子+液体)が1.0以下であれば、無機粒子が除去された後の液体に含まれる水の量が抑えられる。 The mass ratio of water containing amine and liquid containing inorganic particles ((amine + water) / (inorganic particles + liquid)) is preferably 0.05 to 1.0. If (amine + water) / (inorganic particles + liquid) is 0.05 or more, the effect of removing inorganic particles is sufficiently exhibited. If (amine + water) / (inorganic particles + liquid) is 1.0 or less, the amount of water contained in the liquid after the inorganic particles are removed can be suppressed.
以下、無機粒子として砂を用いてアクリル系樹脂から(メタ)アクリル酸エステルを回収する方法を例にとり、(メタ)アクリル酸エステルを含む液体中の砂の除去方法を具体的に説明する。 Hereinafter, taking a method of recovering (meth) acrylic acid ester from acrylic resin using sand as inorganic particles as an example, a method for removing sand in a liquid containing (meth) acrylic acid ester will be specifically described.
図1は、アクリル系樹脂から(メタ)アクリル酸エステルを回収する装置の一例を示す概略図である。該装置は、アクリル系樹脂を高温の砂に接触させて、アクリル系樹脂を熱分解する分解槽10と、分解槽10にアクリル系樹脂を供給する樹脂供給装置12と、分解槽10に高温の砂を供給する砂供給装置14と、分解槽10の底部から砂を排出する砂排出装置16と、砂を加熱する砂加熱装置18と、分解槽10から排出される分解生成物を含む気体から砂を除去するサイクロン20と、サイクロン20から排出される気体を冷却して液体を回収する第1の冷却装置22と、第1の冷却装置22から排出される気体を冷却して液体を回収する第2の冷却装置24と、第2の冷却装置24から排出される気体に含まれる液体のミストを回収するミストセパレータ26と、第1の冷却装置22、第2の冷却装置24およびミストセパレータ26で回収された液体の一部を冷却する第3の冷却装置28と、第1の冷却装置22、第2の冷却装置24およびミストセパレータ26で回収された液体の残部をろ過する第1のフィルタ30と、水または無機粒子を凝集させうる物質を溶解した水溶液を貯める容器32と、第1のフィルタ30から排出される液体と水または水溶液とを混合する混合槽34と、混合槽34の混合液を、液体相102と水相104とに相分離させる相分離槽36と、相分離槽36から排出される液体を蒸留する第1の蒸留塔38と、第1の蒸留塔38の塔底から排出される液体を蒸留する第2の蒸留塔40と、第2の蒸留塔40の塔頂から排出される気体を液体とした後、該液体をろ過する第2のフィルタ42と、分解槽10の底部に流動化気体を供給する流動化気体供給流路44と、砂加熱装置18で加熱された砂を砂加熱装置18に供給する砂供給流路46と、砂排出装置16によって分解槽10の底部から排出された砂を砂加熱装置18に移送するコンベア48と、分解槽10から排出される分解生成物を含む気体をサイクロン20に供給する第1の気体流路50と、サイクロン20から排出される気体を第1の冷却装置22に供給する第2の気体流路52と、第1の冷却装置22から排出される気体を第2の冷却装置24に供給する第3の気体流路54と、第2の冷却装置24から排出される気体をミストセパレータ26に供給する第4の気体流路56と、ミストセパレータ26を通過した気体を排出する気体排出流路58と、第1の冷却装置22、第2の冷却装置24およびミストセパレータ26で回収された液体を第1のフィルタ30に供給する第1の液体流路60と、第1の液体流路60の途中から分岐し、液体の一部を第3の冷却装置28に供給する液体分岐流路62と、第3の冷却装置28で冷却された液体を第1の冷却装置22に供給する冷却用液体流路64と、第1のフィルタ30を通過した液体を混合槽34に供給する第2の液体流路66と、容器32から水あるいは無機粒子を凝集させうる物質を溶解した水溶液を混合槽34に供給する水供給流路68と、混合槽34から相分離槽36へ混合液を送る第3の液体流路70と、相分離槽36からの廃水を排出する廃水流路72と、相分離槽36から排出される液体を第1の蒸留塔38に供給する第4の液体流路74と、第1の蒸留塔38の塔頂からの低沸点不純物を排出する低沸点不純物排出流路76と、第1の蒸留塔38の塔底から排出される液体を第2の蒸留塔40に供給する第5の液体流路78と、第2の蒸留塔40の塔底からの高沸点不純物を排出する高沸点不純物排出流路80と、第2の蒸留塔40の塔頂から排出される気体を液体とした後、該液体を第2のフィルタ42に供給する第6の液体流路82と、第2のフィルタ42を通過した液体((メタ)アクリル酸エステル)を回収する液体回収流路84とを具備する。
FIG. 1 is a schematic view showing an example of an apparatus for recovering (meth) acrylic acid ester from an acrylic resin. The apparatus includes a
分解槽10は、本体86と、本体86の下部に設けられた、底部に向かってしだいに縮径する円錘状の分散板88と、分散板88の上に形成された、砂からなる流動層90と、流動層90を撹拌する撹拌翼を有する撹拌装置92と、流動層90の下部に接する本体86の側面に形成され、樹脂供給装置12に接続する樹脂供給口94と、流動層90の中央付近に接する本体86の側面に形成され、砂供給装置14に接続する砂供給口96と、分散板88の円錘頂点に形成され、砂排出装置16に接続する砂排出口98と、分解槽10の底部に供給された流動化気体を分散板88の全面に均一に送るための流動化気体室100とを具備する。
分散板88としては、多孔板、スリット板、メッシュ板、焼結フィルタ等が挙げられる。分散板の代わりに、ノズル、キャップ付きノズル等を用いてもよい。
なお、分散板88から吹き上げる流動化気体によって流動層90が充分に流動するのであれば、必ずしも撹拌装置92を設ける必要はない。
The
Examples of the
Note that the
樹脂供給装置12、砂供給装置14および砂排出装置16としては、一軸スクリューが挙げられる。
砂加熱装置18としては、加熱炉等が挙げられる。加熱炉の燃料としては、重油、軽油、灯油、アクリル系樹脂の熱分解によって回収された液体等が挙げられる。
As the
An example of the
第1の冷却装置22は、スクラバである。第1の冷却装置22として、管式コンデンサ、プレート式コンデンサ、スプレー塔等を用いてもよい。
第2の冷却装置24は、管式コンデンサである。第2の冷却装置24として、プレート式コンデンサ、スクラバ、スプレー塔等を用いてもよい。
第3の冷却装置28は、管式熱交換器である。第3の冷却装置28として、プレート式コンデンサ等を用いてもよい。
The
The
The
第1のフィルタ30としては、ワインドフィルタ、不織布フィルタ、焼結フィルタ、プラスチック発泡フィルタ、金属メッシュフィルタ等が挙げられる。第1のフィルタ30の孔径(公称)は、1〜2000μmが好ましい。
第2のフィルタ42としては、ワインドフィルタ、 不織布フィルタ、焼結フィルタ、プラスチック発泡フィルタ、金属メッシュフィルタ等が挙げられる。第2のフィルタ42の孔径(公称)は、0.1〜25μmが好ましい。
Examples of the
Examples of the
第1の蒸留塔38および第2の蒸留塔40としては、棚段塔、多孔板塔、泡鐘塔、充填塔等が挙げられる。蒸留塔の塔頂には、塔頂から排出される気体を冷却して液体にするコンデンサ(図示略)が接続されている。また、蒸留塔の塔底には、塔底から排出される液体を加熱して気体にするリボイラ(図示略)が接続されている。
Examples of the
該装置を用いた、アクリル系樹脂からの(メタ)アクリル酸エステルの回収は、下記の工程(a)〜(d)を経て行われる。
(a)アクリル系樹脂を熱分解して分解生成物を含む気体を得る工程。
(b)分解生成物を含む気体を冷却して、分解生成物を含む液体を得る工程。
(c)液体に含まれる砂を除去する工程。
(d)液体を蒸留して(メタ)アクリル酸エステルを回収する工程。
Recovery of the (meth) acrylic acid ester from the acrylic resin using the apparatus is performed through the following steps (a) to (d).
(A) A step of thermally decomposing an acrylic resin to obtain a gas containing a decomposition product.
(B) A step of cooling the gas containing the decomposition product to obtain a liquid containing the decomposition product.
(C) A step of removing sand contained in the liquid.
(D) A step of distilling the liquid to recover the (meth) acrylic acid ester.
工程(a):
砂加熱装置18で加熱された高温の砂を、砂供給流路46経由で砂供給装置14に供給し、分解槽10の砂供給口96に接続する砂供給装置14から分解槽10の流動層90に連続的に所定速度にて供給する。同時に、分解槽10の流動層90の砂を、分解槽10の底部の砂排出口98に接続する砂排出装置16から連続的に所定速度にて排出し、コンベア48にて砂加熱装置18に移送する。
流動化気体供給流路44からの流動化気体を、分解槽10の底部の流動化気体室100に供給する。
分解槽10の流動層90は、分散板88から吹き上げる流動化気体、および分散板88から吹き上げる流動化気体によって流動化される。
Step (a):
The high-temperature sand heated by the
The fluidizing gas from the fluidizing
The
粉砕装置(図示略)で粉砕されたアクリル系樹脂の粉砕片を、分解槽10の樹脂供給口94に接続する樹脂供給装置12に供給し、樹脂供給装置12から分解槽10の流動層90に連続的に所定の供給速度にて供給する。
アクリル系樹脂は、砂よりも比重が小さいため、流動化気体とともに流動層90内を上昇する。この際、アクリル系樹脂は、高温の砂と接触し、熱分解される。
アクリル系樹脂の熱分解によって生成した分解生成物は、流動化気体とともに分解槽10から排出される。
分解槽10の気相部から排出される分解生成物を含む気体を、第1の気体流路50経由でサイクロン20に供給し、サイクロン20にて気体に含まれる比較的大きい砂を除去する。
Acrylic resin pulverized pieces crushed by a pulverization apparatus (not shown) are supplied to the
Since the acrylic resin has a specific gravity smaller than that of sand, it rises in the
The decomposition product generated by the thermal decomposition of the acrylic resin is discharged from the
A gas containing a decomposition product discharged from the gas phase part of the
流動層90の温度は、350〜500℃が好ましい。流動層90の温度が350℃以上であれば、アクリル系樹脂の熱分解速度が速くなる。流動層90の温度が500℃以下であれば、回収される液体の品質が向上する。
The temperature of the
流動層90に供給する砂の平均粒子径は、0.01mm〜1mmが好ましく、0.05mm〜0.8mmがより好ましい。
流動層90に供給する砂の温度は、(流動層90の温度+50℃)以上、(流動層90の温度+250℃)以下が好ましい。砂の温度が(流動層90の温度+50℃)以上であれば、アクリル系樹脂の熱分解速度が速くなる。砂の温度が(流動層90の温度+250℃)以下であれば、回収される液体の品質が向上する。
The average particle diameter of the sand supplied to the
The temperature of the sand supplied to the
砂の供給速度(kg/時間)とアクリル系樹脂の供給速度(kg/時間)との比(砂/アクリル系樹脂)は、1〜20が好ましい。砂/アクリル系樹脂が1以上であれば、アクリル系樹脂を効率よく熱分解できる。砂/アクリル系樹脂が20以下であれば、分解槽本体86と砂加熱装置18との間の砂の循環量が抑えられ、砂加熱装置18の大型化によるコストの上昇が抑えられる。
The ratio (sand / acrylic resin) between the sand supply rate (kg / hour) and the acrylic resin supply rate (kg / hour) is preferably 1-20. If the sand / acrylic resin is 1 or more, the acrylic resin can be efficiently thermally decomposed. If the sand / acrylic resin is 20 or less, the circulation amount of sand between the decomposition tank
流動化気体としては、熱分解の安定性、分解生成物の収率の点から、酸素を実質的に含まない気体が好ましい。該気体としては、窒素、二酸化炭素、水蒸気、工程(b)で液体とならずに排出される気体等が挙げられる。 The fluidizing gas is preferably a gas that does not substantially contain oxygen from the viewpoint of the stability of thermal decomposition and the yield of decomposition products. Examples of the gas include nitrogen, carbon dioxide, water vapor, and a gas discharged without becoming a liquid in the step (b).
流動層90に供給する流動化気体の温度は、流動層90に供給されるアクリル系樹脂の温度以上、500℃以下が好ましい。流動化気体の温度がアクリル系樹脂の温度以上であれば、流動層90の過度の温度低下が抑えられる。流動化気体の温度が500℃以下であれば、回収される液体の品質が向上する。
The temperature of the fluidizing gas supplied to the
流動化気体の供給速度(kg/時間)とアクリル系樹脂の供給速度(kg/時間)との比(流動化気体/アクリル系樹脂)は、0.4〜3.0が好ましい。流動化気体/アクリル系樹脂が0.4以上であれば、流動層90の流動性を保つことができる。流動化気体/アクリル系樹脂が3.0以下であれば、工程(b)における冷却装置の負荷を低減できる。
The ratio (fluidization gas / acrylic resin) of the fluidization gas supply rate (kg / hour) to the acrylic resin supply rate (kg / hour) is preferably 0.4 to 3.0. If the fluidizing gas / acrylic resin is 0.4 or more, the fluidity of the
アクリル系樹脂の粉砕片の平均粒子径は、1〜20mmが好ましく、3〜10mmがより好ましい。アクリル系樹脂の粉砕片の平均粒子径が1mm以上であれば、アクリル系樹脂同士の付着、融着を抑えることができる。アクリル系樹脂の粉砕片の平均粒子径が20mm以下であれば、アクリル系樹脂および砂の分散性が良好となる。 1-20 mm is preferable and, as for the average particle diameter of the grinding | pulverization piece of acrylic resin, 3-10 mm is more preferable. If the average particle diameter of the pulverized pieces of acrylic resin is 1 mm or more, adhesion and fusion between the acrylic resins can be suppressed. If the average particle diameter of the pulverized pieces of acrylic resin is 20 mm or less, the dispersibility of the acrylic resin and sand will be good.
流動層90に供給するアクリル系樹脂の温度は、0℃以上、(アクリル系樹脂のガラス転移温度または融点−50℃)以下が好ましい。アクリル系樹脂の温度が0℃以上であれば、流動層90の温度低下が抑えられ、また、流動層90の流動性が良好となる。アクリル系樹脂の温度が(アクリル系樹脂のガラス転移温度または融点−50℃)以下であれば、アクリル系樹脂同士の付着が抑えられ、また、アクリル系樹脂と砂との混合が良好となる。
The temperature of the acrylic resin supplied to the
アクリル系樹脂は、上述の(メタ)アクリル酸エステルに由来する構成単位を有する重合体である。
アクリル系樹脂は、(メタ)アクリル酸エステルを除く他のモノマーに由来する構成単位を有していてもよい。他のモノマーとしては、(メタ)アクリル酸、無水マレイン酸、スチレン、α−メチルスチレン、アクリロニトリル、多官能モノマー等が挙げられる。
The acrylic resin is a polymer having a structural unit derived from the above (meth) acrylic acid ester.
The acrylic resin may have a structural unit derived from another monomer other than the (meth) acrylic acid ester. Examples of other monomers include (meth) acrylic acid, maleic anhydride, styrene, α-methylstyrene, acrylonitrile, and polyfunctional monomers.
多官能モノマーとしては、多官能(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。多官能(メタ)アクリル酸エステルとしては、エチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、プロピレングリコールジメタクリレート、1,4−ブタンジオールジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート等が挙げられる。 A polyfunctional (meth) acrylic acid ester is mentioned as a polyfunctional monomer. Polyfunctional (meth) acrylic acid esters include ethylene glycol diacrylate, propylene glycol diacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, Examples include propylene glycol dimethacrylate, 1,4-butanediol dimethacrylate, 1,6-hexanediol dimethacrylate, and neopentyl glycol dimethacrylate.
アクリル系樹脂は、(メタ)アクリル酸エステルを高収率で回収する点から、全構成単位100質量%中、メタクリル酸メチル単位を50質量%以上有することが好ましく、メタクリル酸メチル単位を70質量%以上有することがより好ましい。 The acrylic resin preferably has 50% by mass or more of methyl methacrylate units in 100% by mass of all the structural units from the viewpoint of recovering the (meth) acrylic acid ester in a high yield, and 70% by mass of methyl methacrylate units. % Or more is more preferable.
アクリル系樹脂は、他の樹脂と混合されていてもよい。
アクリル系樹脂は、充填剤を含んでいてもよい。充填剤としては、水酸化アルミニウム、シリカ、炭酸カルシウム、ガラス繊維、タルク、クレイ等が挙げられる。
アクリル系樹脂は、充填剤を除く添加剤を含んでいてもよい。添加剤としては、顔料、染料、補強剤、酸化防止剤、各種安定剤等が挙げられる。
The acrylic resin may be mixed with other resins.
The acrylic resin may contain a filler. Examples of the filler include aluminum hydroxide, silica, calcium carbonate, glass fiber, talc, and clay.
The acrylic resin may contain an additive excluding the filler. Examples of additives include pigments, dyes, reinforcing agents, antioxidants, and various stabilizers.
流動層90に未分解物がある場合、未分解物は砂とともに分解槽10から排出され、砂加熱装置18に移送される。未分解物とは、アクリル系樹脂そのもの、低分子量化したアクリル系樹脂、炭化物等である。未分解物は、砂加熱装置18にて熱分解または燃焼することにより砂から除去される。
When there is undecomposed matter in the
工程(b):
サイクロン20から排出される気体を、第2の気体流路52経由で第1の冷却装置22に供給する。同時に、第3の冷却装置28で冷却された液体を、冷却用液体流路64経由で第1の冷却装置22に供給し、該液体によって、サイクロン20から供給された気体を冷却し、液体として回収する。
Step (b):
The gas discharged from the
第1の冷却装置22にて液体とならなかった気体を、第1の冷却装置22の気相部から第3の気体流路54経由で第2の冷却装置24に供給し、該気体を第2の冷却装置24にて冷却して液体を回収する。
第2の冷却装置24から排出される気体を、第4の気体流路56経由でミストセパレータ26に供給し、該気体に含まれる液体のミストをミストセパレータ26にて回収する。
ミストセパレータ26を通過した気体を、気体排出流路58経由で排出する。該気体の一部は、燃焼処理によって無害化された後、装置外に排出され、残部は、流動化気体として再利用される。
The gas that has not become liquid in the
The gas discharged from the
The gas that has passed through the
第1の冷却装置22、第2の冷却装置24およびミストセパレータ26で回収された液体の一部は、液体分岐流路62経由で第3の冷却装置28に供給され、残部は、第1の液体流路60経由で工程(c)の第1のフィルタ30に供給される。該液体の第3の冷却装置28および第1のフィルタ30への供給は、第1の液体流路60の途中に設けられた送液ポンプ(図示略)によって行われる。
A part of the liquid recovered by the
第3の冷却装置28から第1の冷却装置22に供給される冷却用液体の温度は、(回収する液体の凝固点+10℃)〜(回収する液体の沸点−10℃)が好ましい。
第3の気体流路54を流れる気体の温度は、(回収する液体の凝固点+10℃)〜(回収する液体の沸点−20℃)が好ましい。また、第2の冷却装置24には、(回収する液体の凝固点+10℃)〜(回収する液体の沸点−30℃)の媒体を流すことが好ましい。
The temperature of the cooling liquid supplied from the
The temperature of the gas flowing through the
工程(c):
工程(b)で回収された液体を、第1のフィルタ30にてろ過し、液体に含まれる比較的大きい砂の粉砕片を除去する。
第1のフィルタ30にて除去できなかった砂の粉砕片を含む液体を、第2の液体流路66経由で混合槽34に供給する。
また、容器32の水または凝集させうる物質を溶解した水溶液を水供給流路68により、混合槽34に送る。
Step (c):
The liquid collected in the step (b) is filtered by the
A liquid containing crushed pieces of sand that could not be removed by the
Further, the water in the
混合槽34にて液体と、水または砂を凝集させうる物質を溶解した水溶液とを混合した後、第3の液体流路70により、相分離槽36に送り、液体相と水相とに相分離させる。この際、液体に含まれる砂の粉砕片は、液体相102から水相104に移動する、または、液体相102と水相104との界面付近に集合する。
液体相102(水相との界面付近を除く。)のみを回収することによって、液体から砂の粉砕片を除去する。
水相104を、廃水として廃水流路72経由で相分離槽36から排出する。
After mixing the liquid and the aqueous solution in which the substance capable of aggregating water or sand is mixed in the
By collecting only the liquid phase 102 (excluding the vicinity of the interface with the aqueous phase), the crushed pieces of sand are removed from the liquid.
The
液体と水または砂を凝集させうる物質を溶解した水溶液との混合時間は、5〜60分が好ましい。混合時間を5分以上とすることで砂を充分に除去できる。混合時間を60分以下とすることで混合に要する時間が短くなり、生産性の点で好都合である。
混合槽34における、混合方法としては、混合装置を用いる方法が挙げられる。混合装置としては、撹拌翼を有する撹拌装置、マグネチックスターラ、静止型ミキサ、上下振動円盤撹拌、低周波振動撹拌、揺動撹拌、ジェット撹拌等が挙げられる。
The mixing time of the liquid and the aqueous solution in which the substance capable of aggregating water or sand is dissolved is preferably 5 to 60 minutes. Sand can be sufficiently removed by setting the mixing time to 5 minutes or more. Setting the mixing time to 60 minutes or less shortens the time required for mixing, which is advantageous in terms of productivity.
Examples of the mixing method in the
混合槽34は、バッチ式であってもよく、連続式であってもよい。
バッチ式とは、混合槽34に、水または砂を凝集させうる物質を溶解した水溶液と、砂を含む液体とを入れた後、所定時間混合し、混合終了後にその混合液を、混合槽34から排出する方法である。
連続式とは、混合槽34に、水またはあるいは砂を凝集させうる物質を溶解した水溶液と、砂を含む液体とをそれぞれ連続的に供給し、その混合液を、混合槽34から連続的に排出する方法である。
The mixing
In the batch type, an aqueous solution in which water or a substance capable of agglomerating sand and a liquid containing sand are placed in the
In the continuous type, water or an aqueous solution in which a substance capable of agglomerating sand or a liquid containing sand is continuously supplied to the
液体と水または砂を凝集させうる物質を溶解した水溶液との混合温度は、5〜90℃が好ましい。混合温度を5℃以上とすることにより、水が凍ることを防ぐことができ、また砂を除去しやすい。混合温度を90℃以下にすることにより、水の蒸発を防ぐことができる。 The mixing temperature of the liquid and the aqueous solution in which the substance capable of aggregating water or sand is dissolved is preferably 5 to 90 ° C. By setting the mixing temperature to 5 ° C. or higher, water can be prevented from freezing and sand can be easily removed. By setting the mixing temperature to 90 ° C. or less, water evaporation can be prevented.
水は、アミンを含むことが好ましい。水がアミンを含むことによって、砂の除去効果が高くなるとともに、液体に不純物として含まれる(メタ)アクリル酸が中和され、水相に移るため、液体の品質が向上する。
アミンとしては、トリエチレンテトラミンが好ましい。
アミンと砂(無機粒子)との質量比、アミンを含む水と砂(無機粒子)を含む液体との質量比は、前記の範囲が好ましい。
The water preferably contains an amine. When water contains an amine, the sand removal effect is enhanced, and (meth) acrylic acid contained as an impurity in the liquid is neutralized and transferred to the aqueous phase, thereby improving the quality of the liquid.
As the amine, triethylenetetramine is preferable.
The mass ratio between the amine and sand (inorganic particles) and the mass ratio between the water containing amine and the liquid containing sand (inorganic particles) are preferably within the above ranges.
相分離槽36において、液体と水または砂を凝集させうる物質を溶解した水溶液との混合液を、相分離する時間は、5〜60分が好ましい。相分離する時間を5分以上とすることで、液体相102と水相104とを充分に分離できる。相分離する時間を60分以下とすることで、相分離するのに要する時間が短くなり、生産性の点で好都合である。
In the
相分離槽36は、バッチ式であってもよく、連続式であってもよい。
バッチ式とは、液体と水または砂を凝集させうる物質を溶解した水溶液との混合液を、所定時間静置して、静置終了後に、液体相102を第1の蒸留塔38に送り、水相104を廃水流路72経由で廃水する方法である。静置とは、混合液をそのまま置いて、分離するのを待つ操作である。
連続式とは、相分離槽36に、液体と水または砂を凝集させうる物質を溶解した水溶液との混合液を、連続的に液体相102と水相104との界面付近に送り、連続的に液体相102を第1の蒸留塔38に送り、連続的に水相104を廃水流路72経由で廃水する方法である。
The
In the batch type, a liquid mixture of a liquid and an aqueous solution in which water or a substance capable of agglomerating sand is dissolved is allowed to stand for a predetermined time, and after standing, the liquid phase 102 is sent to the
In the continuous type, a liquid mixture of a liquid and an aqueous solution in which water or a substance capable of agglomerating sand is dissolved is continuously sent to the
工程(d):
相分離槽36から排出される液体を、第4の液体流路74経由で第1の蒸留塔38に供給し、第1の蒸留塔38にて蒸留する。
第1の蒸留塔38の塔頂からの低沸点不純物を、低沸点不純物排出流路76経由で装置外に排出する。
Step (d):
The liquid discharged from the
Low boiling point impurities from the top of the
第1の蒸留塔38の塔底から排出される液体を、第5の液体流路78経由で第2の蒸留塔40に供給し、第2の蒸留塔40にて蒸留する。
第2の蒸留塔40の塔底からの高沸点不純物を、高沸点不純物排出流路80経由で装置外に排出する。高沸点不純物には、砂の粉砕片が含まれる。
The liquid discharged from the bottom of the
High boiling point impurities from the bottom of the
第2の蒸留塔40の塔頂から排出される気体を、コンデンサ(図示略)にて液体とした後、該液体を第6の液体流路82経由で第2のフィルタ42に供給する。該液体を第2のフィルタ42にてろ過し、最後まで残っていた砂の粉砕片を除去する。
第2のフィルタ42を通過した液体((メタ)アクリル酸エステル)を、精製物として液体回収流路84経由で回収する。
The gas discharged from the top of the
The liquid ((meth) acrylic acid ester) that has passed through the
以上説明した 本発明の液体中の無機粒子の除去方法によれば、無機粒子を含む液体と水とを混合した後、液体相と水相とに相分離させているため、液体に含まれる無機粒子が液体相から水相に移動する、または、液体相と水相との界面付近に集合する。そのため、液体相(水相との界面付近を除く。)を回収することによって、液体に含まれていた無機粒子を充分に除去できる。 According to the method for removing inorganic particles in the liquid of the present invention described above, the liquid containing inorganic particles and water are mixed and then separated into a liquid phase and an aqueous phase. The particles move from the liquid phase to the aqueous phase or gather near the interface between the liquid phase and the aqueous phase. Therefore, the inorganic particles contained in the liquid can be sufficiently removed by collecting the liquid phase (except for the vicinity of the interface with the aqueous phase).
以下、実施例を示す。
実施例における各種測定方法は下記の通りである。
Examples are shown below.
Various measurement methods in the examples are as follows.
(液体中の砂の含有量測定方法)
砂を含む液体に捕捉剤を添加して、灰化温度:650℃、灰化時間:1時間の条件で、空気中にて灰化した後、硫酸水素カリウムで融解した。希硝酸に溶解した後、ICP発光分析装置(島津製作所社製、ICPS‐8100型)を用いて、ICP発光分析(高周波プラズマ発光分析)法によりSi定量を行い、得られたSi分析値を2.14倍して 液体に含まれる砂(SiO2)の質量%を算出した。
(Measurement method of sand content in liquid)
A scavenger was added to the liquid containing sand, and ashing was performed in air under the conditions of an ashing temperature: 650 ° C. and an ashing time: 1 hour, and then melted with potassium hydrogen sulfate. After dissolving in dilute nitric acid, using an ICP emission analyzer (ICPS-8100, manufactured by Shimadzu Corporation), the amount of Si obtained was determined by ICP emission analysis (high frequency plasma emission analysis). It was multiplied by 14 to calculate the mass% of sand (SiO 2 ) contained in the liquid.
(液体中のメタクリル酸メチルの濃度測定方法)
液体中のメタクリル酸メチル(以下、MMAと記す。)の濃度(質量%)は、ガスクロマトグラフィで測定した。ガスクロマトグラフィとしては、島津製作所社製、GC−17Aを用いた。溶媒には、N,N−ジメチルホルムアミドを用いた。あらかじめ検量線を作成しておき、サンプリングした液体のガスクロマトグラフィの結果から、液体中のMMA濃度を算出した。液体をガスクロマトグラフィに注入する時には、シリンジフィルタで砂を除去した。
(Method for measuring the concentration of methyl methacrylate in liquid)
The concentration (mass%) of methyl methacrylate (hereinafter referred to as MMA) in the liquid was measured by gas chromatography. As the gas chromatography, GC-17A manufactured by Shimadzu Corporation was used. N, N-dimethylformamide was used as the solvent. A calibration curve was prepared in advance, and the MMA concentration in the liquid was calculated from the gas chromatography results of the sampled liquid. When the liquid was injected into the gas chromatography, the sand was removed with a syringe filter.
〔比較例1〕
ポリメタクリル酸メチル(MMA単位:100質量%、質量平均分子量:40万、ガラス転移温度:100℃)からなる成形板を粉砕し、粉砕片を得た。破砕機の下には、目開き10mmのスクリーンを設置した。破砕片を別の目開き6mmのスクリーンで篩った。スクリーンの上に残った破砕片を樹脂分解に用いた。したがって、破砕片の平均粒子径は8mmであった。
砂としては、天然川砂(昌栄マテリアル社製、商品名:エバラロズナ、平均粒子径:0.3mm、かさ密度:1600kg/m3、真密度2500kg/m3)を用意した。
[ Comparative Example 1]
A molded plate made of polymethyl methacrylate (MMA unit: 100% by mass, mass average molecular weight: 400,000, glass transition temperature: 100 ° C.) was pulverized to obtain pulverized pieces. A screen having an opening of 10 mm was installed under the crusher. The crushed pieces were sieved with another 6 mm screen. The crushed pieces remaining on the screen were used for resin decomposition. Therefore, the average particle diameter of the crushed pieces was 8 mm.
As the sand, natural river sand (manufactured by Changei Material Co., Ltd., trade name: Ebaralozuna, average particle size: 0.3 mm, bulk density: 1600 kg / m 3 , true density of 2500 kg / m 3 ) was prepared.
図1に示す分解槽10を用いてポリメタクリル酸メチルの熱分解を実施した。
分解槽10としては、直径:350mm、高さ:1400mmのものを用いた。撹拌装置92の撹拌翼としては、2枚の傾斜パドル翼(直径:310mm、幅:20mm、傾斜角度:45度)を5段(パドル間ピッチ:140mm)にしたものを用いた。撹拌速度は毎分25回転(25rpm)とした。分散板88として、焼結金属フィルタ(富士フィルター工業社製)からなる分散器(厚さ1.6mm、ステンレス製)を円錐状に配置した。円錐の直径は350mm、円錐高さは100mmとした。分散器の円錐の頂点に、砂排出口98を接続した。
砂加熱装置18としては、熱風で砂を流動化させる流動層を有する加熱炉を用い、砂加熱装置18内には、あらかじめ砂を60kg入れた。
Using the
As the
As the
分解槽10内に、砂を70kg入れた後、分解槽10内を窒素置換した。
分解槽10の流動層90の砂を砂排出装置16から120kg/時間で連続的に排出し、砂加熱装置18に移送した。
砂加熱装置18の設定温度を400℃とし、加熱された高温の砂を砂供給装置14から120kg/時間で連続的に分解槽10の流動層90へ供給した。分解槽10の砂の滞在量は常に70kgになるようにした。分解槽10における砂の平均滞在時間は、0.58時間であった。
After 70 kg of sand was put into the
The sand in the
The set temperature of the
流動化気体供給流路44から流動化気体を、分解槽10の底部の流動化気体室100に20kg/時間で供給した。
該流動化気体としては、ミストセパレータ26から気体排出流路58経由で排出される気体を用いた。気体排出流路58と流動化気体供給流路44との間には、気体抜き出し装置(図示略)、循環用ブロワ(図示略)、流量計(図示略)、流量制御装置(図示略)、窒素供給用ブロワ(図示略)、気体を加熱するための加熱装置(図示略)を設け、分解槽10の底部の流動化気体室100に20kg/時間で50℃の流動化気体を供給した。
流動化気体の供給速度(kg/時間)と砂の供給速度(kg/時間)の比は、0.167であった。
分解槽10の流動層90は、撹拌装置92、および分散板88から吹き上げる流動化気体によって流動化された。
The fluidizing gas was supplied from the fluidizing
As the fluidizing gas, a gas discharged from the
The ratio of the fluidizing gas supply rate (kg / hour) to the sand supply rate (kg / hour) was 0.167.
The
分解槽10の流動層90の温度が約400℃で安定した時点で、砂加熱装置18の設定温度を変えることにより、砂加熱装置18から分解槽10の流動層90へ供給される砂の温度を600℃にするとともに、20℃のポリメタクリル酸メチルの粉砕片を樹脂供給装置12から12kg/時間で連続的に分解槽10の流動層90へ供給した。
流動化気体の供給速度(kg/時間)とポリメタクリル酸メチルの供給速度(kg/時間)の比は、1.67であった。
ポリメタクリル酸メチルの供給開始から30分後に分解槽10の流動層90の温度は定常状態となった。該温度は405℃であった。
When the temperature of the
The ratio of the fluidization gas supply rate (kg / hour) to the polymethyl methacrylate supply rate (kg / hour) was 1.67.
After 30 minutes from the start of the supply of polymethyl methacrylate, the temperature of the
分解槽10から排出される、ポリメタクリル酸メチルの分解生成物および窒素を含むガスを、第1の冷却装置22に供給した。第1の冷却装置22としては、スクラバを用いた。第3の冷却装置28から出てくる50℃の液を、ノズルを用いて第1の冷却装置22内に噴霧した。第3の冷却装置28は、多管式の熱交換器であり、そのシェルに5℃の冷水を流した。
The gas containing the decomposition product of polymethyl methacrylate and nitrogen discharged from the
第1の冷却装置22から出てくる60℃のガスを第2の冷却装置24に供給した。第2の冷却装置24は、多管式の熱交換器であり、そのシェルに5℃の冷水を流した。
第2の冷却装置24から出てくる30℃のガスをミストセパレータ26に供給した。ミストセパレータ26としては、サイクロン式のものを用いた。ミストセパレータ26に設けられたジャケットに10℃の冷水を流した。各冷却装置およびミストセパレータ26から第1の液体流路60を経由して、液体を容器(図示略)に回収した。
The gas at 60 ° C. coming out of the
A 30 ° C. gas coming out of the
ポリメタクリル酸メチルの供給開始からこの操作を24時間継続した。ポリメタクリル酸メチルの総供給量288kgに対して、容器に268kgの砂の粉砕片を含む液体を回収した。
液体中の砂の含有量を測定したところ、0.065質量%であった。すなわち、液体の比率は99.935質量%であった。
20℃における砂を含む液体100cm3の質量は、94.20gであった。94.20gのうち、液体の質量は、94.20×99.935/100=94.14gと計算された。したがって、液体の比重は、0.9414と計算された。
This operation was continued for 24 hours from the start of the supply of polymethyl methacrylate. A liquid containing 268 kg of crushed pieces of sand in a container was recovered with respect to a total supply amount of polymethyl methacrylate of 288 kg.
It was 0.065 mass% when content of the sand in a liquid was measured. That is, the ratio of the liquid was 99.935% by mass.
The mass of liquid 100 cm 3 containing sand at 20 ° C. was 94.20 g. Of the 94.20 g, the liquid mass was calculated to be 94.20 × 99.935 / 100 = 94.14 g. Therefore, the specific gravity of the liquid was calculated as 0.9414.
該容器に回収された液体は、92.5質量%のMMAを含む液体であった。該液体を、第1のフィルタ30(ヘイワード社製、商品名:RBT、公称孔径:25μm)に通した。第1のフィルタ30を通過した後の液体に含まれる砂の量は、0.050質量%であった。
The liquid collected in the container was a liquid containing 92.5% by mass of MMA. The liquid was passed through the first filter 30 (manufactured by Hayward, trade name: RBT, nominal pore diameter: 25 μm). The amount of sand contained in the liquid after passing through the
該砂の粉砕片を含む液体の2500gに、水250gを加え、マグネチックスターラにて30分間撹拌した。
砂の粉砕片を含む液体、および水の両方とも20℃とした。
水と、砂を含む液体との質量比は、250g/2500g=0.1であった。
撹拌後、混合液を30分間静置し、液体相と水相とに相分離させた。砂の多くは、水相の下部および水相と液体相との界面付近に集まっていた。
液体相(水相との界面付近を除く。)を回収した。回収された液体に含まれる砂の量は、0.0020質量%(20ppm)であった。
250 g of water was added to 2500 g of the liquid containing the crushed sand pieces, and the mixture was stirred for 30 minutes with a magnetic stirrer.
Both the liquid containing the crushed pieces of sand and water were set to 20 ° C.
The mass ratio of water to the liquid containing sand was 250 g / 2500 g = 0.1.
After stirring, the mixed solution was allowed to stand for 30 minutes to separate into a liquid phase and an aqueous phase. Most of the sand gathered at the bottom of the aqueous phase and near the interface between the aqueous and liquid phases.
The liquid phase (excluding the vicinity of the interface with the aqueous phase) was recovered. The amount of sand contained in the recovered liquid was 0.0020% by mass (20 ppm).
この液体を、第1の蒸留塔38および第2の蒸留塔40に通したところ、第6の液体流路82の液体に含まれる砂の量は、0.0000045質量%(45ppb)であった。
この液体を、第2のフィルタ42(富士フィルター工業社製、商品名:焼結金属フィルタ、公称孔径:0.5μm)に通したところ、液体回収流路84の液体に含まれる砂の量は、0.0000032質量%(32ppb)であった。この液体は、MMA99.75%を含む液体であった。
When this liquid was passed through the
When this liquid was passed through the second filter 42 (manufactured by Fuji Filter Industry Co., Ltd., trade name: sintered metal filter, nominal pore diameter: 0.5 μm), the amount of sand contained in the liquid in the
〔実施例2〕
水250gの代わりに、3.0質量%のトリエチレンテトラミン水溶液250gを用いた以外は、比較例1と同様な操作を実施した。トリエチレンテトラミンとして、アルドリッチ社製、品番90460を用いた。
[Example 2]
The same operation as in Comparative Example 1 was performed except that 250 g of a 3.0% by mass triethylenetetramine aqueous solution was used instead of 250 g of water. As triethylenetetramine, Aldrich product number 90460 was used.
第1のフィルタ30を通過した後の液体(含まれる砂の量は、0.050質量%)2500gに、3.0質量%のトリエチレンテトラミン水溶液250gを加え、マグネチックスターラにて30分間撹拌した。
砂の粉砕片を含む液体、トリエチレンテトラミン水溶液の両方とも20℃とした。
砂の粉砕片を含む液体2500gには、砂が2500g×0.05/100=1.25g含まれていた。また、3.0質量%のトリエチレンテトラミン水溶液の250gには、トリエチレンテトラミンが、250g×3.0/100=7.5g含まれていた。したがって、アミンと砂との質量比(アミン/砂)は、7.5g/1.25g=6.0であった。
トリエチレンテトラミンを含む水と、砂を含む液体との質量比は、250g/2500g=0.1であった。
To 2500 g of the liquid after passing through the first filter 30 (the amount of sand contained is 0.050% by mass), 250 g of a 3.0% by mass triethylenetetramine aqueous solution is added and stirred for 30 minutes with a magnetic stirrer. did.
Both the liquid containing the crushed pieces of sand and the aqueous triethylenetetramine solution were set to 20 ° C.
2500 g of liquid containing crushed pieces of sand contained 2500 g × 0.05 / 100 = 1.25 g of sand. In addition, 250 g of the 3.0 mass% triethylenetetramine aqueous solution contained 250 g × 3.0 / 100 = 7.5 g of triethylenetetramine. Therefore, the mass ratio of amine to sand (amine / sand) was 7.5 g / 1.25 g = 6.0.
The mass ratio of water containing triethylenetetramine and liquid containing sand was 250 g / 2500 g = 0.1.
撹拌後、混合液を30分間静置し、液体相と水相とに相分離させた。砂の多くは、水相の下部、および水相と液体相との界面付近に集まっていた。
液体相(水相との界面付近を除く。)を回収した。回収された液体に含まれる砂の量は、0.00015質量%(1.5ppm)であった。
この液体を、第1の蒸留塔38および第2の蒸留塔40に通したところ、第6の液体流路82の液体に含まれる砂の量は、0.0000030質量%(30ppb)であった。
この液体を、第2のフィルタ42に通したところ、液体回収流路84の液体に含まれる砂の量は、0.0000025質量%(25ppb)であった。この液体は、MMA99.81%を含む液体であった。
After stirring, the mixed solution was allowed to stand for 30 minutes to separate into a liquid phase and an aqueous phase. Most of the sand gathered at the bottom of the aqueous phase and near the interface between the aqueous and liquid phases.
The liquid phase (excluding the vicinity of the interface with the aqueous phase) was recovered. The amount of sand contained in the recovered liquid was 0.00015% by mass (1.5 ppm).
When this liquid was passed through the
When this liquid was passed through the
〔実施例3〕
3.0質量%のトリエチレンテトラミン水溶液の250gの代わりに、3.0質量%のジエタノールアミン水溶液250gを用いた以外は、実施例2と同様な操作を実施した。ジエタノールアミンとして、アルドリッチ社製、品番398179を用いた。
Example 3
The same operation as in Example 2 was carried out except that 250 g of a 3.0% by mass diethanolamine aqueous solution was used instead of 250 g of the 3.0% by mass triethylenetetramine aqueous solution. The product number 398179 made by Aldrich was used as diethanolamine.
第1のフィルタ30を通過した後の液体(含まれる砂の量は、0.050質量%)2500gに、3.0質量%のジエタノールアミン水溶液250gを加え、マグネチックスターラにて30分間撹拌した。
砂の粉砕片を含む液体、ジエタノールアミン水溶液の両方とも20℃とした。
砂の粉砕片を含む液体2500gには、砂が1.25g含まれていた。また、3.0質量%のジエタノールアミン水溶液250gには、ジエタノールアミンが7.5g含まれていた。したがって、アミンと砂との質量比(アミン/砂)は、7.5g/1.25g=6.0であった。
ジエタノールアミンを含む水と、砂を含む液体との質量比は、250g/2500g=0.1であった。
250 g of a 3.0% by mass diethanolamine aqueous solution was added to 2500 g of the liquid after passing through the first filter 30 (the amount of sand contained was 0.050% by mass), and the mixture was stirred with a magnetic stirrer for 30 minutes.
Both the liquid containing the crushed pieces of sand and the diethanolamine aqueous solution were set to 20 ° C.
2,500 g of sand was contained in 2500 g of the liquid containing the crushed pieces of sand. Further, 250 g of 3.0 mass% diethanolamine aqueous solution contained 7.5 g of diethanolamine. Therefore, the mass ratio of amine to sand (amine / sand) was 7.5 g / 1.25 g = 6.0.
The mass ratio of water containing diethanolamine and liquid containing sand was 250 g / 2500 g = 0.1.
撹拌後、混合液を30分間静置し、液体相と水相とに相分離させた。砂の多くは、水相の下部、および水相と液体相との界面付近に集まっていた。
液体相(水相との界面付近を除く。)を回収した。回収された液体に含まれる砂の量は、0.00051質量%(5.1ppm)であった。
この液体を第1の蒸留塔38および第2の蒸留塔40に通したところ、第6の液体流路82の液体に含まれる砂の量は、0.0000038質量%(38ppb)であった。
この液体を、第2のフィルタ42に通したところ、液体回収流路84の液体に含まれる砂の量は、0.0000029質量%(29ppb)であった。この液体は、MMA99.79%を含む液体であった。
After stirring, the mixed solution was allowed to stand for 30 minutes to separate into a liquid phase and an aqueous phase. Most of the sand gathered at the bottom of the aqueous phase and near the interface between the aqueous and liquid phases.
The liquid phase (excluding the vicinity of the interface with the aqueous phase) was recovered. The amount of sand contained in the recovered liquid was 0.00051% by mass (5.1 ppm).
When this liquid was passed through the
When this liquid was passed through the
〔比較例2〕
水250gの代わりに、トリエチレンテトラミンそのもの7.5gを用いた以外は、比較例1と同様な操作を実施した。
第1のフィルタ30を通過した後の液体(含まれる砂の量は、0.050質量%)2500gに、トリエチレンテトラミン7.5gを加え、マグネチックスターラにて30分間撹拌した。
撹拌後、混合液を30分間静置したが、液体、砂およびトリエチレンテトラミンは混合したままであった。液体から砂を分離することはできなかった。
[Comparative Example 2 ]
The same operation as in Comparative Example 1 was performed except that 7.5 g of triethylenetetramine itself was used instead of 250 g of water.
7.5 g of triethylenetetramine was added to 2500 g of the liquid after passing through the first filter 30 (the amount of sand contained was 0.050 mass%), and the mixture was stirred for 30 minutes with a magnetic stirrer.
After stirring, the mixture was allowed to stand for 30 minutes, but the liquid, sand and triethylenetetramine remained mixed. It was not possible to separate the sand from the liquid.
〔比較例3〕
第1のフィルタ30を通過した液体(含まれる砂の量は、0.050質量%)2500gを、混合槽34および相分離槽36に通さないで、そのまま、第1の蒸留塔38および第2の蒸留塔40に通した以外は、比較例1と同様な操作を実施した。
第6の液体流路82の液体に含まれる砂の量は、0.000011質量%(110ppb)であった。また、蒸留が終わった後、各蒸留塔の棚段を確認したところ、砂の堆積が見られた。
この液体を、第2のフィルタ42に通したところ、液体回収流路84の液体に含まれる砂の量は、0.0000090質量%(90ppb)であった。
[Comparative Example 3 ]
Without passing through the mixing
The amount of sand contained in the liquid of the sixth
When this liquid was passed through the
本発明の液体中の無機粒子の除去方法は、無機粒子の存在下で廃プラスチックを熱分解して得られた分解生成物を含む気体を冷却することによって回収された水と相分離可能な液体から無機粒子を除去できることから、廃プラスチックから回収された液体モノマー、油等)の精製に有用である。 The method for removing inorganic particles in a liquid according to the present invention is a liquid which can be phase-separated from water recovered by cooling a gas containing a decomposition product obtained by thermally decomposing waste plastic in the presence of inorganic particles. Inorganic particles can be removed from the liquid, so that it is useful for the purification of liquid monomers, oils, etc. recovered from waste plastics.
30 第1のフィルタ
34 混合槽
36 相分離槽
102 液体相
104 水相
30
Claims (6)
無機粒子を含む液体と、無機粒子を凝集させうる物質を含む水とを混合した後、液体相と水相とに相分離させることによって、前記液体から無機粒子を除去する、液体中の無機粒子の除去方法。 A method of removing inorganic particles contained in a liquid capable of phase separation from water from the liquid,
Inorganic particles in a liquid, in which a liquid containing inorganic particles and water containing a substance capable of aggregating inorganic particles are mixed and then separated into a liquid phase and an aqueous phase to remove inorganic particles from the liquid. Removal method.
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