JP7233595B1 - （メタ）アクリル酸メチルの再生システムおよび（メタ）アクリル酸メチルの再生方法 - Google Patents

Abstract

【課題】連結管における発火爆発を防止する。【解決手段】再生システム１は、（メタ）アクリル系重合体を含む（メタ）アクリル樹脂組成物を成形した成形体のスクラップを熱分解するための熱分解装置１０であって、スクラップを投入するための投入部１２と、（メタ）アクリル樹脂組成物が熱分解されて生成した（メタ）アクリル酸メチルを含むガスを抜き出すためのガス抜き出し部１４とを有している熱分解装置と、ガス抜き出し部１４に連結管２０により連結されており、連結管を介して抜き出された、ガスを精製するための精製器およびガスを冷却するための冷却器からなる群から選ばれる少なくとも１種を含むガス処理装置３０とを備えており、連結管は、１以上の管部本体２２Ａを含み、管部本体の少なくとも一部分の領域に、管部本体内を流通するガスを冷却するための冷却部２４を有している。【選択図】図１

Description

本発明は、（メタ）アクリル酸メチルの再生システムおよび（メタ）アクリル酸メチルの再生方法に関する。

（メタ）アクリル酸メチル（ＭＭＡ）を重合した重合体であるポリ（メタ）アクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）は、透明性に優れており、さらには耐候性にも優れている。よって、ポリ（メタ）アクリル酸メチルは、自動車用部品、看板標識、表示装置等を構成する部材の材料として、広く用いられている。

そして、近年の資源価格の高騰、さらには環境問題に対する意識の高まりに伴って、上記のとおりの種々の用途に用いられたポリ（メタ）アクリル酸メチルを含む製品（成形体）は回収されてリサイクル（再資源化）が図られている。

ポリ（メタ）アクリル酸メチルのリサイクルの方法としては、例えば、回収された成形体に対し、再度、成形工程を実施して新たな成形体を製造するマテリアルリサイクル、回収された成形体を熱処理して、ポリ（メタ）アクリル酸メチルを熱分解（解重合）することにより（メタ）アクリル酸メチルを回収し、回収された（メタ）アクリル酸メチル（再生ＭＭＡという場合がある。）を用いて新たな成形体を製造するケミカルリサイクル、および回収された成形体を燃料として燃焼させ、燃焼エネルギーを直接的に熱源として、さらには燃焼エネルギーを用いて発電して利用するサーマルリサイクルが挙げられる。

ポリ（メタ）アクリル酸メチルは、３００℃程度の比較的低い温度で加熱することによって、（メタ）アクリル酸メチルを高収率で回収することができ、不純物の低減が可能であるため、ケミカルリサイクルによりリサイクルされることが好ましい。

ケミカルリサイクルにおいて、例えば、密閉されたシリンダを有する２軸押出機にアクリル樹脂のスクラップを供給し、４００～６００℃に加熱して熱分解し、２軸押出機の先端部から吐出される分解ガスを残渣タンクを介してクーラーの負圧効果と真空ポンプによって吸引し、クーラーで分解ガスを凝縮して液状モノマーとする態様が知られている（特許文献１参照。）。また、合成高分子材料をシリンダに供給して、シリンダ内で連続的に加熱することにより得られた低分子量の気体状熱分解物を導出して濃縮する熱処理方法が知られている（特許文献２参照。）。

特開平１１－１０６４２７号公報 米国特許第３９５９３５７号明細書

しかしながら、上記特許文献１および２にかかる技術によっては、加熱処理後にシリンダ外に導出された分解ガスおよび気体状熱分解物をシリンダに連結された連結管により外部に導出する際に連結管から分解ガスおよび気体状熱分解物が漏出してしまうことが考えられ、特に当該連結管が複数の管部を含んでおり、これらが例えばフランジ接続部またはねじ込み接続部といった接続部により接続される構成である場合には、接続部から分解ガスおよび気体状熱分解物が漏出してしまう場合がある。ここで、分解ガスおよび気体状熱分解物は、通常、可燃性であるため、場合によっては漏出したガスが発火爆発してしまうおそれがある。

本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討を進めたところ、熱分解されて生成したガスを熱分解装置から導出する場合に用いられる連結管が所定の構成を備えることにより上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。

すなわち、本発明は、下記〔１〕～〔１４〕を提供する。
〔１〕 （メタ）アクリル系重合体を含む（メタ）アクリル系重合体組成物を成形した成形体のスクラップを熱分解するための熱分解装置であって、前記スクラップを投入するための投入部と、前記（メタ）アクリル樹脂組成物が熱分解されて生成した（メタ）アクリル酸メチルを含むガスを抜き出すためのガス抜き出し部とを有している熱分解装置と、
前記ガス抜き出し部に連結管により連結されており、該連結管を介して抜き出された、前記ガスを精製するための精製器および前記ガスを冷却するための冷却器からなる群から選ばれる少なくとも１種を含むガス処理装置とを備えており、
前記連結管は、１以上の管部本体を含み、該管部本体の少なくとも一部分の領域に、該管部本体内を流通する前記ガスを冷却するための冷却部を有している、（メタ）アクリル酸メチルの再生システム。
〔２〕 前記連結管が、２以上の前記管部本体を含み、前記連結管の全長のうちの中途に２以上の前記管部本体同士が接合されることにより形成される少なくとも１つの接続部を有しており、前記ガス抜き出し部から該ガス抜き出し部の最も近傍に位置する接続部までの領域のうちの少なくとも一部分の領域に、前記冷却部が設けられており、
前記接続部が、フランジ接続部またはねじ込み接続部である、〔１〕に記載の再生システム。
〔３〕 前記ガス抜き出し部の最も近傍に位置する前記接続部から前記ガス抜き出し部までの冷却部の延在長の前記連結管の全長に対する割合が、前記連結管の全長を１００％としたときに、５％～５０％である、〔２〕に記載の再生システム。
〔４〕 前記冷却部が、前記ガスの沸点以上かつ発火点未満の温度まで冷却することができる機能部である、〔１〕～〔３〕のいずれか一つに記載の再生システム。
〔５〕 前記冷却部が、内部に媒体を流通させることができる、二重管熱交換器を含む、〔１〕～〔４〕のいずれか一つに記載の再生システム。
〔６〕 前記二重管熱交換器において用いられる媒体が、水、空気、油、溶融塩および水蒸気からなる群から選ばれる少なくとも１種である、〔５〕に記載の再生システム。
〔７〕 前記熱分解装置が、０．００５ＭＰａ～１．５ＭＰａの圧力下で前記スクラップを熱分解する装置である、〔１〕～〔６〕のいずれか一つに記載の再生システム。
〔８〕 前記熱分解装置が、押出機、ニーダーまたは流動床加熱機である、〔１〕～〔７〕のいずれか一つに記載の再生システム。
〔９〕 前記熱分解装置が押出機である、〔８〕に記載の再生システム。
〔１０〕 下記式（１）を満たす、〔９〕に記載の再生システム。

０．６≦Ｄ２．５／Ａ２．０≦２５ （１）

（前記式（１）中、
Ａは、前記連結管の内径を表し、
Ｄは、前記押出機のシリンダー内径を表す。）
〔１１〕 請求項１～１０のいずれか一つに記載の再生システムを用いて、前記スクラップを熱分解装置により０．００５ＭＰａ～１．５ＭＰａの圧力にて熱分解する熱分解工程と、
前記熱分解装置の前記ガス抜き出し部から前記ガスを抜き出して回収するにあたり、１以上の管部本体を含み、該管部本体の少なくとも一部分の領域に、該管部本体内を流通する前記ガスを冷却するための前記冷却部により前記ガスを冷却しつつ抜き出して回収する回収工程と
を含む、（メタ）アクリル酸メチルの再生方法。
〔１２〕 前記回収工程が、２以上の前記管部本体を含み、前記連結管の全長のうちの中途に２以上の前記管部本体同士が接合されることにより形成される接続部であって、フランジ接続部またはねじ込み接続部である少なくとも１つの接続部を有しており、前記ガス抜き出し部から該ガス抜き出し部の最も近傍に位置する接続部までの領域のうちの少なくとも一部分の領域に設けられている前記冷却部により前記ガスを冷却しつつ抜き出して回収する回収工程である、〔１１〕に記載の再生方法。
〔１３〕 前記スクラップに含まれる水の含有量が１％未満である、〔１１〕または〔１２〕に記載の再生方法。
〔１４〕 前記スクラップに含まれるアルミニウムの含有量が０～５０質量％である、〔１１〕～〔１３〕のいずれか一つに記載の再生方法。

本発明によれば、熱分解装置により熱分解されて生成したガスを熱分解装置から導出するための連結管における発火爆発、特に連結管の接続部に起因する発火爆発を効果的に防止することができる。

図１は、本発明の再生システムの構成を示す概略的な図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について具体的に説明する。なお、各図面は、発明が理解できる程度に、構成要素の形状、大きさ及び配置が概略的に示されているに過ぎない。本発明は以下の記述によって限定されるものではなく、それぞれの構成要素は本発明の要旨から逸脱しない範囲で改変可能である。図面において、同一の符号により示される同一の構成要素については重複する説明を省略する場合がある。

１．再生システム
図１を参照して、本実施形態の再生システムについて説明する。図１は、再生システムの構成例を示す概略的な図である。

図１に示されるように、本実施形態の再生システム１は、（メタ）アクリル系重合体を含む（メタ）アクリル樹脂組成物を成形した成形体のスクラップを熱分解するための熱分解装置１０であって、前記スクラップを投入するための投入部１２と、（メタ）アクリル樹脂組成物が熱分解されて生成した（メタ）アクリル酸メチルを含むガスを抜き出すためのガス抜き出し部１４とを有している熱分解装置１０と、
ガス抜き出し部１４に連結管２０により連結されており、連結管２０を介して抜き出された、ガスを精製するための精製器およびガスを冷却するための冷却器からなる群から選ばれる少なくとも１種を含むガス処理装置３０とを備えており、
連結管２０は、管状の管部本体２２Ａを含み、管部本体２２Ａの少なくとも一部分の領域に、管部本体２２Ａの外表面に接触して、または管部本体２２Ａの内部を通過して該管部本体２２Ａ内を流通するガスを冷却するための冷却部２４を有している。

（用語の説明）
「（メタ）アクリル」には、アクリル、メタクリルおよびこれらの組み合わせが含まれる。

「（メタ）アクリル系重合体組成物」は、（メタ）アクリル系重合体を主成分として含み、さらにその他の成分を含みうる組成物である。

「（メタ）アクリル系重合体」は、（メタ）アクリル基を有するモノマーに由来する単量体単位を有する重合体である。

ここで、（メタ）アクリル系重合体としては、例えば、炭素原子数１～４のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルに由来する単量体単位のみを含む（メタ）アクリル単独重合体；炭素原子数１～４のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルに由来する単量体単位を、８５質量％以上１００質量％未満と、炭素原子数１～４のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルに由来する単量体単位と共重合可能な他のビニル単量体に由来する単量体単位を０質量％を超えて１５質量％以下とを有する（メタ）アクリル共重合体が挙げられる。

炭素原子数１～４のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキル」とは、例えばＣＨ_２＝Ｃ（ＣＨ_３）ＣＯＯＲ（Ｒは炭素原子数１～４のアルキル基である。）で表される化合物である。

炭素原子数１～４のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルと共重合可能なビニル単量体とは、炭素原子数１～４のアルキル基を有するメタクリル酸アルキルと共重合可能であり、かつビニル基を有する単量体である。

炭素原子数１～４のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルとしては、例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ－プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸ｎ－ブチル、メタクリル酸ｔｅｒｔ－ブチル、メタクリル酸ｓｅｃ－ブチル、およびメタクリル酸イソブチルが挙げられる。炭素原子数１～４のアルキル基を有するメタクリル酸アルキルは、好ましくはメタクリル酸メチルである。

炭素原子数１～４のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルと共重合可能なビニル単量体としては、例えば、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸２－エチルヘキシル、メタクリル酸２－ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシプロピル、メタクリル酸モノグリセロールなどのメタクリル酸エステル（ただし、炭素原子数１～４のアルキル基を有するメタクリル酸アルキルを除く。）；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸２－エチルヘキシル、アクリル酸２－ヒドロキシエチル、アクリル酸２－ヒドロキシプロピル、アクリル酸モノグリセロール等のアクリル酸エステル；アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸などの不飽和カルボン酸又はこれらの酸無水物；アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、ジアセトンアクリルアミド、メタクリル酸ジメチルアミノエチル等の窒素含有モノマー；アリルグリシジルエーテル、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジルなどのエポキシ基含有単量体；スチレン、α－メチルスチレンなどのスチレン系単量体が挙げられる。

（メタ）アクリル系重合体の製造方法としては、例えば、炭素原子数１～４のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルと、必要に応じて、炭素原子数１～４のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルと共重合可能なビニル単量体とを、塊状重合、溶液重合、懸濁重合、乳化重合等の方法で重合されていてよい。

（メタ）アクリル系重合体組成物が含みうる「その他の成分」には、例えば、所定の特性を有する成形体を製造するために添加されうる従来公知の任意好適な、離型剤、重合調節剤、重合開始剤、紫外線吸収剤および着色剤が含まれる。

「スクラップ」とは、通常、（メタ）アクリル酸メチル系重合体組成物を従来公知の任意好適な射出成形工程などにより種々の形状に成形して製造され、所定の用途に使用された後に廃材として回収された使用済みの成形体であって、本発明にかかる再生システムにおいて原料として用いることができる形状、サイズに調整された成形体である。また「スクラップ」は、成形時の不良品を回収し、本発明にかかる再生システムにおいて原料として用いることができる形状、サイズに調整された成形体であってもよいし、成形時や研磨加工など後工程で発生する端材を回収し、本発明にかかる再生システムにおいて原料として用いることができる形状、サイズに調整された成形体であってもよい。

「未分解成分を含む残渣」には、（メタ）アクリル酸メチルなどの熱分解により生成した成分が含まれうる。

以下、本実施形態の再生システム１を構成しうる構成要素について具体的に説明する。

（１）熱分解装置
本実施形態の再生システム１は、熱分解装置１０を含む。熱分解装置１０は、（メタ）アクリル系重合体を含む（メタ）アクリル樹脂組成物を成形した成形体のスクラップを熱分解して、（メタ）アクリル酸メチルを含むガスおよび未分解成分を含む残渣を生成することができることを条件として、従来公知の任意好適な構成を有する装置を適用することができる。

本実施形態において、熱分解装置１０の例としては、押出機、ニーダー、および流動床加熱器が挙げられる。

本実施形態において、熱分解装置１０は、押出機であることが好ましい。熱分解装置１０である押出機の好適な例としては、二軸同方向回転押出機および二軸異方向回転押出機などの二軸押出機が挙げられる。

本実施形態において、熱分解装置１０として好適に適用できるニーダーとしては、例えば、米国特許第１０３０１２３５号明細書に記載の装置が挙げられる。

本実施形態において、熱分解装置１０として好適に適用できる流動床加熱器としては、例えば、特開２００９－１１２９０２号公報に記載の装置が挙げられる。

以下、熱分解装置１０の構成例について、二軸押出機の構成を例にとって説明する。
二軸押出機である熱分解装置１０は、原料であるスクラップを加熱処理するための熱分解部１１を備えている。熱分解部１１は、例えば、二軸押出機における原料を延在方向に移動させつつ内部において加熱処理を行うためのシリンダと、シリンダの内部に配置されたスクリューとに相当する。

本実施形態において、熱分解装置１０である二軸押出機の構成、すなわち、熱分解部１１を構成する。例えばシリンダ、スクリューといった構成要素は、従来公知の任意好適な構成を採用することができる。

本実施形態において、二軸押出機が備えるシリンダー内径の大きさは、後述する管部２２、すなわち管部本体２２Ａの内径の大きさを考慮して決定することが好ましい（詳細については後述する。）。

熱分解部１１には、原料であるスクラップを熱分解部１１に供給するための投入部１２が設けられている。投入部１２は二軸押出機におけるホッパー（フィーダー）に相当する構成である。投入部１２であるホッパーは、通常、熱分解部１１であるシリンダの上流側の端部近傍において、熱分解部１１であるシリンダ内に原料を供給できるように設けられている。

熱分解部１１には、熱分解されて生成した（メタ）アクリル酸メチルを含むガスを抜き出すための１以上のガス抜き出し部（ベント）１４が設けられている。１以上のガス抜き出し部１４の配置（位置）は特に限定されず、設計に対応した任意好適な配置とすることができる。ガス抜き出し部１４は、例えば、生成したガスの抜き出し効率を向上させる観点から、既に説明した投入部１２とは反対側の熱分解部１１の下流側の端部近傍であって、熱分解部１１の上端側に設けられていることが好ましい。ガス抜き出し部１４が２以上設けられる場合には、熱分解部１１の上端側に所定の間隔（例えば等間隔）で整列するように配置することが好ましい。

熱分解装置１０は、熱分解部１１に設けられている残渣排出部１６を有している。残渣排出部１６は、熱分解部１１において生成した未分解成分を含む残渣を排出するための機能部である。残渣排出部１６は、熱分解部１１の下流側の端部近傍に設けることが好ましい。

本実施形態において、熱分解装置１０は、空気の系内への漏れ込み防止および分解ガス（熱分解により生成したガス）の系外への漏洩防止の観点から、０．００５ＭＰａ～１．５ＭＰａの圧力下でスクラップを熱分解できる装置であることが好ましい。

（２）連結管
本実施形態の再生システム１は、既に説明した熱分解装置１０と、詳細については後述するガス処理装置３０とを機能的に連結するための連結管２０を備えている。

連結管２０は、（メタ）アクリル酸メチルを含むガスを熱分解装置１０から導出してガス処理装置３０へと導入する（流通させる）管部２２を含んでいる。

本実施形態において、管部２２は、管状の管部本体２２Ａと、管部本体２２Ａの外表面に接触して、または管部本体２２Ａの内部を通過して管部本体２２Ａ、すなわち連結管２０内を流通するガスを冷却する２４とを有している。

本実施形態において、管部本体２２Ａは、熱分解装置１０において生成した（メタ）アクリル酸メチルを含むガスを熱分解装置１０から導出して、ガス処理装置３０に導入できることを条件として、その形状、材料等は特に限定されない。管部２２としては、従来公知の任意好適なステンレス鋼製の配管等を適用することができる。

本実施形態において、特に管部２２、すなわち管部本体２２Ａの内径の大きさは、熱分解装置１０である二軸押出機が備えるシリンダー内径の大きさを考慮して決定することが好ましい（詳細については後述する。）。

冷却部２４は、熱分解装置１０から導出された（メタ）アクリル酸メチルを含むガスの温度を調節するための機能部であって、（メタ）アクリル酸メチルを含むガスの沸点以上かつ発火点未満の温度まで、管部本体２２Ａ、すなわち連結管２０、さらには管部本体２２Ａ内を流通する（メタ）アクリル酸メチルを含むガスの温度を冷却することができる機能部である。

本実施形態の再生システム１において、連結管２０は、図１に示されるように、２以上の管部本体２２Ａを含み、連結管２０の全長のうちの中途に２以上の管部本体２２Ａ同士が接合されることにより形成される少なくとも１つの接続部２２Ｂを有しうる。

接続部２２Ｂの個数、２以上の接続部２２Ｂ同士の間隔、接続部２２Ｂの態様は特に限定されない。接続部２２Ｂは、再生システム１の設計に応じた任意好適な態様とすることができる。

本実施形態において、接続部２２Ｂは、具体的には例えば、フランジ接続部またはねじ込み接続部が想定される。

冷却部２４は、発火爆発をより効果的に防止する観点から、熱分解装置１０のガス抜き出し部１４から、ガス抜き出し部１４の最も近傍に位置する接続部２２Ｂまでの領域のうちの少なくとも一部分の領域に設けられていることが好ましく、ガス抜き出し部１４から、ガス抜き出し部１４の最も近傍に位置する接続部２２Ｂまでの全領域を覆うように設けることがより好ましい。

このように、冷却部２４を、ガス抜き出し部１４のより近傍に配置すれば、（メタ）アクリル酸メチルを含むガスの冷却を、熱分解装置１０から抜き出した直後に実施することができるので、より効果的に発火爆発を防止することができる。

冷却部２４の設置態様は、管部本体２２Ａ内を流通する（メタ）アクリル酸メチルを含むガスの温度を効果的に調節できることを条件として特に限定されない。冷却部２４は、例えば管部本体２２Ａの外周を一周して途切れなく覆うように設けることができる。

冷却部２４は、ガス抜き出し部１４の最も近傍に位置する接続部２２Ｂからガス抜き出し部１４までの冷却部２４の延在長の連結管２０の全長に対する割合は、発火爆発を効果的に防止する観点から、連結管２０の全長を１００％としたときに、５％～５０％であることが好ましく、５％～１５％であることがより好ましい。このような割合とすれば、十分な冷却効果を得ることができる。

冷却部２４としては、従来公知の任意好適な構成を適用することができる。冷却部２４としては、具体的には、例えば、内部に媒体（冷媒体）を流通させることができる、二重管熱交換器を含む。

本実施形態において、冷却部２４としては、二重管熱交換器を用いることが好ましい。

冷却部２４である、既に説明した二重管熱交換器において、（メタ）アクリル酸メチルを含むガスの冷却に用いられうる媒体は、水、空気、油、溶融塩および水蒸気からなる群から選ばれる少なくとも１種とすることが好ましい。

冷却部２４において媒体（冷媒体）として好適に用いられうる油の例としては、メチルフェニルシリコーンオイル、ジメチルシリコーンオイル、流動パラフィンおよびジフェニールとシフェニールオキサイドの混合物が挙げられる。

冷却部２４において媒体（冷媒体）として好適に用いられうる溶融塩の例としては、アルカリ硝酸塩と亜硝酸塩の混合物が挙げられる。

本実施形態の再生システム１の熱分解装置１０および連結管２０においては、熱分解装置１０が既に説明した押出機であることを前提として、下記式（１）を満たすことが好ましい。

０．６≦Ｄ２．５／Ａ２．０≦２５ （１）

前記式（１）中、
Ａは、連結管の内径を表し、
Ｄは、押出機のシリンダー内径を表す。

熱分解装置１０である押出機と連結管とを上記式（１）を充足するように設計すれば、熱分解ガスに同伴されて連結管に向かう未分解成分量が抑制され、未分解成分による連結管のつまり（閉塞）が防止でき、より安全に熱分解装置１０によるスクラップの熱分解を行うことができる。

本実施形態の再生システム１によれば、連結管２０が冷却部２４を備えるので、管部本体２２Ａ内を流通する（メタ）アクリル酸メチルを含むガスによる発火爆発、特に接続部２２Ｂから漏出する（メタ）アクリル酸メチルを含むガスによる発火爆発を効果的に防止することができる。

（３）残渣貯蔵装置
残渣貯蔵装置４０は、従来公知の任意好適な配管（連結管）により、熱分解装置１０に連結されている。具体的には、熱分解装置１０の残渣排出部１６と残渣貯蔵装置４０の貯蔵タンク４２とが、連結管により連結されている。この連結管の態様は特に限定されない。この連結管は、既に説明した管部本体２２Ａと同様の構成としてもよく、サイズ、材料等は、再生システム１に要求される要件等を勘案して任意好適な構成とすることができる。

（４）ガス処理装置
本実施形態において、再生システム１は、熱分解装置１０のガス抜き出し部１４に、既に説明した連結管２０により連結されているガス処理装置３０を備えている。ガス処理装置４０は、熱分解装置１０に投入されたスクラップが熱分解されて生成した（メタ）アクリル酸メチルを含むガスであって、ガス抜き出し部１４から抜き出されたガスを処理するための機能部である。

本実施形態において、ガス処理装置３０としては、熱分解装置１０による熱分解工程により生成しうるガスの組成、温度等を勘案して決定される必要な処理に対応して選択された従来公知の任意好適な装置を適用することができる。

ガス処理装置３０としては、例えば、熱分解装置１０から抜き出されたガスを精製するための精製器、熱分解装置１０から抜き出されたガスを冷却するための冷却器が挙げられる。本実施形態において、ガス処理装置３００としては、精製器および冷却器からなる群から選ばれる少なくとも１種を含むガス処理装置を適用することが好ましい。

２．再生方法
本実施形態の（メタ）アクリル酸メチルの再生方法は、既に説明した再生システム１を用いる（メタ）アクリル酸メチルの再生方法であって、スクラップを熱分解装置１０により０．００５ＭＰａ～１．５ＭＰａの圧力にて熱分解する熱分解工程と、熱分解装置１０のガス抜き出し部１４からガスを抜き出して回収するにあたり、１以上の管部本体２２Ａを含み、管部本体２２Ａの少なくとも一部分の領域に、管部本体２２Ａの外表面に接触して、または管部本体２２Ａの内部を通過して管部本体２２Ａ内を流通するガスを冷却するための冷却部によりガスを冷却しつつ抜き出して回収する回収工程とを含む。

本実施形態の再生方法において、水は精製後の（メタ）アクリル酸メチルの純度を著しく低下させるため、「（メタ）アクリル系重合体を含む（メタ）アクリル系重合体組成物を成形した成形体のスクラップ」に含まれる水の含有量は、１％未満であることが好ましい。

また、本実施形態の再生方法において、スクラップに含まれるアルミニウムの含有量は、装置保護や分解効率の観点から、０～５０質量％であることが好ましく、０～１０質量％であることがより好ましい。

想定される「（メタ）アクリル酸メチルを含むガスの沸点以上かつ発火点未満の温度」のうちの「沸点」の温度は１００℃程度であるのでこの温度以上の温度となるように、かつ「発火点」の温度は４２１℃程度であるのでこの温度を下回るように冷却部２４による冷却条件（冷媒体の温度、流速等）を調整しつつ熱分解装置１０からの（メタ）アクリル酸メチルを含むガスの導出を行えばよい。「（メタ）アクリル酸メチルを含むガスの沸点以上かつ発火点未満の温度」を勘案した冷却部２４により冷却された後のガスの温度は、具体的には、例えば、２００℃～４１０℃とすることが好ましく、３００℃～４００℃とすることがより好ましい。

本実施形態の再生方法により再生され回収される（メタ）アクリル酸メチル（再生（メタ）アクリル酸メチルまたは回収（メタ）アクリル酸メチルという場合がある。）には、イソ酪酸メチル、プロピオン酸メチル、アクリル酸メチルといった不純物が不可避的に含まれうる。このような不純物を含みうる（精製工程等の実施前の）再生（メタ）アクリル酸メチルを（メタ）アクリル酸メチル生成物という場合がある。

以下、本実施形態の（メタ）アクリル酸メチルの再生方法に含まれる工程について具体的に説明する。なお、以下の説明においては、熱分解装置１０として押出機を採用した例を想定して説明する。

（１）熱分解工程
熱分解工程は、熱分解装置１０により、スクラップを熱分解（解重合）して（メタ）アクリル酸メチルを含むガスおよび未分解成分を含む残渣を生成する工程である。

本実施形態において、熱分解工程の実施条件（例えば、圧力（ＭＰａ）、シリンダ温度（℃）、スクリュー回転数（ｒｐｍ）、スクラップ供給量（原料供給速度）（ｋｇ／時間））は特に限定されない。熱分解工程の実施条件は、例えば、処理対象のスクラップの性状、組成等を考慮して、任意好適な実施条件とすることができる。

本実施形態の熱分解工程における圧力は、空気の系内への漏れ込み防止および分解ガスの系外への漏洩防止の観点から、好ましくは０．００５ＭＰａ～１．５ＭＰａであり、より好ましくは０．０１ＭＰａ～０．３ＭＰａである。

本実施形態の熱分解工程におけるシリンダ温度は、熱分解効率の観点から、通常４００℃～５００℃とすればよく、例えばスクラップが純粋なポリ（メタ）アクリル酸メチルである場合には、好ましくは４５０℃～４７０℃である。

本実施形態の熱分解工程におけるスクリュー回転数は、押出機の安定運転の観点から、通常５００ｒｐｍ～１５００ｒｐｍとすればよく、例えばスクラップが純粋なポリ（メタ）アクリル酸メチルである場合には、好ましくは５００ｒｐｍ～１０００ｒｐｍである。

本実施形態の熱分解工程におけるスクラップ供給量は、シリンダー径によって異なり、通常１０ｋｇ／時間～５０００ｋｇ／時間とすればよく、例えばシリンダー径が４７ｍｍである場合には、好ましくは４０ｋｇ／時間～９０ｋｇ／時間である。

（２）回収工程
回収工程は、熱分解装置１０のガス抜き出し部１４からガスを抜き出して回収する工程である。

本実施形態の再生方法において、回収工程は、具体的には、１以上の管部本体２２Ａを含み、管部本体２２Ａの少なくとも一部分の領域に、管部本体２２Ａの外表面に接触して、または管部本体２２Ａの内部を通過して管部本体２２Ａ内を流通するガスを冷却するための冷却部２４によりガスを冷却しつつ抜き出して回収する工程である。

回収工程をこのような工程とすれば、例えば、連結管２０、特に接続部２２Ｂといった熱分解装置１０よりも下流に位置する熱分解により生成したガスに関連する構成における発火爆発を効果的に防止することができる。

本実施形態の再生方法において、回収工程は、２以上の管部本体２２Ａを含み、連結管２０の全長のうちの中途に２以上の管部本体２２Ａ同士が接合されることにより形成される接続部２２Ｂであって、フランジ接続部またはねじ込み接続部である少なくとも１つの接続部２２Ｂを有しており、ガス抜き出し部１４からガス抜き出し部１４の最も近傍に位置する接続部２２Ｂまでの領域のうちの少なくとも一部分の領域に設けられている冷却部２４によりガスを冷却しつつ抜き出して回収する回収工程であることがより好ましい。

本実施形態において、回収工程は、既に説明したガス処理装置３０（例えば、精製器、冷却器）による任意好適な処理工程（例えば、精製工程、冷却工程）を含んでいてもよい。

本実施形態において、回収工程の実施条件は特に限定されない。回収工程の実施条件は、例えば、熱分解装置１０のガス抜き出し部１４から抜き出されるガスの性状、組成、温度等を考慮して、任意好適な実施条件とすることができる。

（３）貯蔵工程
貯蔵工程は、熱分解装置１０の残渣排出部１６から熱分解工程により生成した未分解成分を含む残渣を排出して残渣貯蔵装置４０に導入して、貯蔵する工程である。

貯蔵工程は、具体的には、熱分解装置１０の残渣排出部１６と残渣貯蔵装置４０の貯蔵タンク４２とを連結する連結管（配管）を介して、例えば、従来公知の任意好適なポンプ等を用いて、未分解成分を含む残渣を熱分解装置１０から導出し、貯蔵タンク４２に導入して、貯蔵タンク４２内にて貯蔵する工程とすることができる。

本実施形態の（メタ）アクリル酸メチルの再生方法によれば、連結管２０が備える冷却部２４により、熱分解装置１０から抜き出された（メタ）アクリル酸メチルを含むガスを、好ましくは沸点以上かつ発火点未満の温度まで冷却するので、熱分解装置１０よりも下流に位置する構成、特に接続部に起因する発火爆発を防止することができ、より安全にかつ効率的に（メタ）アクリル酸メチルの再生を行うことができる。

１ 再生システム
１０ 熱分解装置
１１ 熱分解部
１２ 投入部
１４ ガス抜き出し部
１６ 残渣排出部
２０ 連結管
２２ 管部
２２Ａ 管部本体
２２Ｂ 接続部
２４ 冷却部
３０ ガス処理装置
４０ 残渣貯蔵装置
４２ 貯蔵タンク

Claims (14)

1. （メタ）アクリル系重合体を含む（メタ）アクリル系重合体組成物を成形した成形体のスクラップを熱分解するための熱分解装置であって、前記スクラップを投入するための投入部と、前記（メタ）アクリル樹脂組成物が熱分解されて生成した（メタ）アクリル酸メチルを含むガスを抜き出すためのガス抜き出し部とを有している熱分解装置と、
   前記ガス抜き出し部に連結管により連結されており、該連結管を介して抜き出された、前記ガスを精製するための精製器および前記ガスを冷却するための冷却器からなる群から選ばれる少なくとも１種を含むガス処理装置とを備えており、
   前記連結管は、２以上の管部本体を含み、前記連結管の全長のうちの中途に２以上の該管部本体同士が接合されることにより形成される少なくとも１つの接続部を有しており、該管部本体の少なくとも一部分の領域であって、前記ガス抜き出し部から該ガス抜き出し部の最も近傍に位置する接続部までの領域のうちの少なくとも一部分の領域に、該管部本体内を流通する前記ガスを冷却するための冷却部を有している、（メタ）アクリル酸メチルの再生システム。
2. 前記接続部が、フランジ接続部またはねじ込み接続部である、請求項１に記載の再生システム。
3. 前記ガス抜き出し部の最も近傍に位置する前記接続部から前記ガス抜き出し部までの冷却部の延在長の前記連結管の全長に対する割合が、前記連結管の全長を１００％としたときに、５％～５０％である、請求項２に記載の再生システム。
4. 前記冷却部が、前記ガスの沸点以上かつ発火点未満の温度まで冷却することができる機能部である、請求項１～３のいずれか一項に記載の再生システム。
5. 前記冷却部が、内部に媒体を流通させることができる、二重管熱交換器を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の再生システム。
6. 前記二重管熱交換器において用いられる媒体が、水、空気、油、溶融塩および水蒸気からなる群から選ばれる少なくとも１種である、請求項５に記載の再生システム。
7. 前記熱分解装置が、０．００５ＭＰａ～１．５ＭＰａの圧力下で前記スクラップを熱分解する装置である、請求項１～３のいずれか一項に記載の再生システム。
8. 前記熱分解装置が、押出機、ニーダーまたは流動床加熱機である、請求項１～３のいずれか一項に記載の再生システム。
9. 前記熱分解装置が押出機である、請求項８に記載の再生システム。
10. 下記式（１）を満たす、請求項９に記載の再生システム。
    
    ０．６≦Ｄ^２．５／Ａ^２．０≦２５ （１）
    
    （前記式（１）中、
    Ａは、前記連結管の内径を表し、
    Ｄは、前記押出機のシリンダー内径を表す。）
11. 請求項１～３のいずれか一項に記載の再生システムを用いて、前記スクラップを熱分解装置により０．００５ＭＰａ～１．５ＭＰａの圧力にて熱分解する熱分解工程と、
    前記熱分解装置の前記ガス抜き出し部から前記ガスを抜き出して回収するにあたり、２以上の管部本体を含み、前記連結管の全長のうちの中途に２以上の前記管部本体同士が接合されることにより形成される少なくとも１つの接続部を有しており、該管部本体の少なくとも一部分の領域であって、前記ガス抜き出し部から該ガス抜き出し部の最も近傍に位置する接続部までの領域のうちの少なくとも一部分の領域に設けられている、該管部本体内を流通する前記ガスを冷却するための前記冷却部により前記ガスを冷却しつつ抜き出して回収する回収工程と
    を含む、（メタ）アクリル酸メチルの再生方法。
12. 前記接続部が、フランジ接続部またはねじ込み接続部である、請求項１１に記載の再生方法。
13. 前記スクラップに含まれる水の含有量が１％未満である、請求項１１に記載の再生方法。
14. 前記スクラップに含まれるアルミニウムの含有量が０～５０質量％である、請求項１１に記載の再生方法。

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