JP7377834B2 - 分離システム及び分離方法 - Google Patents
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Description
本開示は、分離システム及び分離方法に関する。
例えばポリエステルをリサイクルするために、ポリエステルから不純物を分離する技術が知られている。特許文献１には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）廃棄物をエチレングリコール（ＥＧ）に投入して解重合を行って、ビス（β－ヒドロキシエチル）テレフタレート（ＢＨＥＴ）を得る旨、及び、解重合の反応中又は反応後に、ＰＥＴ以外の異物をろ過機により除去する旨が記載されている。
しかし、ＰＥＴ以外の異物は、高粘度の溶融体として存在している場合がある。そのため、溶融した異物が、ろ過機のフィルタの開口部を閉塞してしまい、異物を適切に回収、分離できなくなるおそれがある。
本開示は、上述した課題を解決するものであり、ＰＥＴと異物とを適切に分離可能な分離システム及び分離方法を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る分離システムは、カルボン酸由来のモノマーにポリエチレンテレフタラートが溶解したＰＥＴ溶液と、前記ポリエチレンテレフタラート以外の成分である不純物とを含む溶解液が貯留されて、前記溶解液を、重力により前記ＰＥＴ溶液と前記不純物とに分離する貯留部と、分離された前記不純物を前記貯留部内から排出する排出部と、分離された前記ＰＥＴ溶液と、ポリエチレンテレフタラートと反応する反応溶媒とが導入されて、前記ＰＥＴ溶液中のポリエチレンテレフタラートを解重合する反応部と、を有する。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る分離方法は、カルボン酸由来のモノマーにポリエチレンテレフタラートが溶解したＰＥＴ溶液と、前記ポリエチレンテレフタラート以外の成分である不純物とを含む溶解液を、重力により前記ＰＥＴ溶液と前記不純物とに分離するステップと、分離された前記不純物を排出するステップと、分離された前記ＰＥＴ溶液と、ポリエチレンテレフタラートと反応する反応溶媒とを反応させて、前記ＰＥＴ溶液中のポリエチレンテレフタラートを解重合するステップと、を有する。
本開示によれば、ＰＥＴと異物とを適切に分離することができる。
以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。
（第１実施形態）
（リサイクル工程）
図１は、本実施形態におけるポリエチレンテレフタラートのリサイクル工程の模式図である。本実施形態においては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）原料Ｐｍを解重合してモノマー化し、モノマーを再度重合させることで、ＰＥＴ原料Ｐｍをリサイクル（再生）する工程を行う。具体的には、図１に示すように、ＰＥＴ原料Ｐｍをフレーク化し（ステップＳ１００）、反応溶媒Ｍと混合してＰＥＴ原料Ｐｍを解重合し（ステップＳ１０２）、解重合したポリエステルのモノマーを精製（分離）してカルボン酸由来のモノマーＤとアルコール成分のモノマーＥとを抽出し（ステップＳ１０４）、モノマーＤを加水分解して反応溶媒Ｍを分離し（ステップＳ１０６）、モノマーＤが加水分解して生成されたモノマーＦと、モノマーＥとを重合させて（ステップＳ１０８）、ＰＥＴ原料Ｐｍを再生する。なお、本実施形態の分離システム１を採用したリサイクル工程は、ステップＳ１０８のように再重合する処理まで行わずに、ステップＳ１０２、ステップＳ１０４に示すモノマーＤ、Ｅ、及びステップＳ１０６に示すモノマーＦを回収する処理のみを行ってよい。
（リサイクル工程）
図１は、本実施形態におけるポリエチレンテレフタラートのリサイクル工程の模式図である。本実施形態においては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）原料Ｐｍを解重合してモノマー化し、モノマーを再度重合させることで、ＰＥＴ原料Ｐｍをリサイクル（再生）する工程を行う。具体的には、図１に示すように、ＰＥＴ原料Ｐｍをフレーク化し（ステップＳ１００）、反応溶媒Ｍと混合してＰＥＴ原料Ｐｍを解重合し（ステップＳ１０２）、解重合したポリエステルのモノマーを精製（分離）してカルボン酸由来のモノマーＤとアルコール成分のモノマーＥとを抽出し（ステップＳ１０４）、モノマーＤを加水分解して反応溶媒Ｍを分離し（ステップＳ１０６）、モノマーＤが加水分解して生成されたモノマーＦと、モノマーＥとを重合させて（ステップＳ１０８）、ＰＥＴ原料Ｐｍを再生する。なお、本実施形態の分離システム１を採用したリサイクル工程は、ステップＳ１０８のように再重合する処理まで行わずに、ステップＳ１０２、ステップＳ１０４に示すモノマーＤ、Ｅ、及びステップＳ１０６に示すモノマーＦを回収する処理のみを行ってよい。
（ＰＥＴ原料）
本実施形態において解重合の対象となるＰＥＴ原料Ｐｍは、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）を含有する物質である。ＰＥＴ原料Ｐｍは、ＰＥＴ成分のみを含有するものに限られず、ＰＥＴ成分以外の成分も含む。ＰＥＴ原料Ｐｍに含まれるＰＥＴ以外の成分としては、例えば、ＰＥＴ以外のポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニルなどのプラスチック類、金属類、顔料、及び重合触媒などが挙げられる。以下、ＰＥＴ原料Ｐｍに含まれるＰＥＴ以外の成分を、不純物Ｒとする。
本実施形態において解重合の対象となるＰＥＴ原料Ｐｍは、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）を含有する物質である。ＰＥＴ原料Ｐｍは、ＰＥＴ成分のみを含有するものに限られず、ＰＥＴ成分以外の成分も含む。ＰＥＴ原料Ｐｍに含まれるＰＥＴ以外の成分としては、例えば、ＰＥＴ以外のポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニルなどのプラスチック類、金属類、顔料、及び重合触媒などが挙げられる。以下、ＰＥＴ原料Ｐｍに含まれるＰＥＴ以外の成分を、不純物Ｒとする。
（反応溶媒）
反応溶媒Ｍは、ＰＥＴと反応して、ＰＥＴを解重合させる溶媒である。反応溶媒Ｍは、例えば、メタノール、エタノール、水及びエチレングリコールのうちの少なくとも１つであってよい。
反応溶媒Ｍは、ＰＥＴと反応して、ＰＥＴを解重合させる溶媒である。反応溶媒Ｍは、例えば、メタノール、エタノール、水及びエチレングリコールのうちの少なくとも１つであってよい。
（カルボン酸のモノマー）
カルボン酸由来のモノマーＤは、ＰＥＴの解重合反応により生成された、カルボキシル基を有するモノマーである。モノマーＤは、例えば、カルボン酸ジメチルやカルボン酸ジエチルであってよい。さらに言えば、モノマーＤは、テレフタル酸のモノマーであることが好ましく、例えばテレフタル酸ジメチル（ＤＭＴ）であってよい。
カルボン酸由来のモノマーＤは、ＰＥＴの解重合反応により生成された、カルボキシル基を有するモノマーである。モノマーＤは、例えば、カルボン酸ジメチルやカルボン酸ジエチルであってよい。さらに言えば、モノマーＤは、テレフタル酸のモノマーであることが好ましく、例えばテレフタル酸ジメチル（ＤＭＴ）であってよい。
（アルコールのモノマー）
アルコール成分のモノマーＥは、ＰＥＴの解重合反応により生成された、アルコール成分のモノマーである。モノマーＥは、例えば、ジヒドロキシ化合物（二価アルコール）であってよく、さらに言えば、エチレングリコール（ＥＧ）であってよい。
アルコール成分のモノマーＥは、ＰＥＴの解重合反応により生成された、アルコール成分のモノマーである。モノマーＥは、例えば、ジヒドロキシ化合物（二価アルコール）であってよく、さらに言えば、エチレングリコール（ＥＧ）であってよい。
以降においては、反応溶媒Ｍがメタノールであり、モノマーＤがＤＭＴであり、モノマーＥがＥＧである場合を例にして説明する。
（分離システム）
図２は、第１実施形態に係る分離システムの模式図である。第１実施形態に係る分離システム１は、ＰＥＴ原料Ｐｍに含まれるポリエステルをモノマー化して、モノマーＤ、Ｅを生成するシステムである。図１に示すように、分離システム１は、原料貯留部１０と、溶解部１２と、溶媒貯留部１４と、反応部１６と、分離部１８と、貯留部２０と、除去部２６と、制御部３０と、を有する。
図２は、第１実施形態に係る分離システムの模式図である。第１実施形態に係る分離システム１は、ＰＥＴ原料Ｐｍに含まれるポリエステルをモノマー化して、モノマーＤ、Ｅを生成するシステムである。図１に示すように、分離システム１は、原料貯留部１０と、溶解部１２と、溶媒貯留部１４と、反応部１６と、分離部１８と、貯留部２０と、除去部２６と、制御部３０と、を有する。
（原料貯留部）
原料貯留部１０は、ＰＥＴ原料Ｐｍが導入されて、ＰＥＴ原料Ｐｍが貯留される槽（ホッパ）である。本実施形態においては、原料貯留部１０には、フレーク化されたＰＥＴ原料Ｐｍが貯留されるが、ＰＥＴ原料Ｐｍの形状や大きさは任意であってよい。原料貯留部１０は、導入管１０ａを介して溶解部１２に接続されている。原料貯留部１０内のＰＥＴ原料Ｐｍは、導入管１０ａを通って、溶解部１２に供給される。導入管１０ａには、原料貯留部１０から溶解部１２に供給されるＰＥＴ原料Ｐｍの量を調整する調整部１０ｂが設けられている。調整部１０ｂは、例えば開閉弁であり、開状態の場合に、原料貯留部１０内のＰＥＴ原料Ｐｍを溶解部１２に供給させ、閉状態の場合に、原料貯留部１０内のＰＥＴ原料Ｐｍの溶解部１２への供給を停止させる。ただし、調整部１０ｂは、開閉弁であることに限られず、溶解部１２へのＰＥＴ原料Ｐｍの供給を調整可能な任意の機構であってよい。
原料貯留部１０は、ＰＥＴ原料Ｐｍが導入されて、ＰＥＴ原料Ｐｍが貯留される槽（ホッパ）である。本実施形態においては、原料貯留部１０には、フレーク化されたＰＥＴ原料Ｐｍが貯留されるが、ＰＥＴ原料Ｐｍの形状や大きさは任意であってよい。原料貯留部１０は、導入管１０ａを介して溶解部１２に接続されている。原料貯留部１０内のＰＥＴ原料Ｐｍは、導入管１０ａを通って、溶解部１２に供給される。導入管１０ａには、原料貯留部１０から溶解部１２に供給されるＰＥＴ原料Ｐｍの量を調整する調整部１０ｂが設けられている。調整部１０ｂは、例えば開閉弁であり、開状態の場合に、原料貯留部１０内のＰＥＴ原料Ｐｍを溶解部１２に供給させ、閉状態の場合に、原料貯留部１０内のＰＥＴ原料Ｐｍの溶解部１２への供給を停止させる。ただし、調整部１０ｂは、開閉弁であることに限られず、溶解部１２へのＰＥＴ原料Ｐｍの供給を調整可能な任意の機構であってよい。
（溶解部）
溶解部１２は、溶解液Ｐｄが貯留される槽である。溶解液Ｐｄは、ＰＥＴ原料ＰｍとモノマーＤとが混合して生成される溶液である。ここで、ＰＥＴ原料Ｐｍに含まれるＰＥＴ成分は、モノマーＤに溶解するが、ＰＥＴ原料Ｐｍに含まれるＰＥＴ以外の成分である不純物Ｒは、モノマーＤに溶解せずに残存する。従って、溶解液Ｐｄには、ＰＥＴ原料Ｐｍに含まれるＰＥＴがモノマーＤに溶解したＰＥＴ溶液Ｐと、ＰＥＴ原料Ｐｍに含まれる不純物Ｒとが含まれているといえる。
溶解部１２は、溶解液Ｐｄが貯留される槽である。溶解液Ｐｄは、ＰＥＴ原料ＰｍとモノマーＤとが混合して生成される溶液である。ここで、ＰＥＴ原料Ｐｍに含まれるＰＥＴ成分は、モノマーＤに溶解するが、ＰＥＴ原料Ｐｍに含まれるＰＥＴ以外の成分である不純物Ｒは、モノマーＤに溶解せずに残存する。従って、溶解液Ｐｄには、ＰＥＴ原料Ｐｍに含まれるＰＥＴがモノマーＤに溶解したＰＥＴ溶液Ｐと、ＰＥＴ原料Ｐｍに含まれる不純物Ｒとが含まれているといえる。
溶解部１２には、モノマーＤとＰＥＴ原料Ｐｍとが供給される。溶解部１２内では、ＰＥＴ原料Ｐｍに含まれるＰＥＴがモノマーＤに溶解しつつ、不純物ＲがモノマーＤに溶解することなく残存して、ＰＥＴ溶液Ｐ及び不純物Ｒを含む溶解液Ｐｄが生成される。このようにＰＥＴをモノマーＤに溶解させることで、粘度を低下させて流動性を向上させることができ、ＰＥＴを容易に反応部１６に導出できる。なお、ＰＥＴ溶液Ｐは、ＰＥＴの全量がモノマーＤに溶解していることに限られず、少なくとも一部のＰＥＴが、モノマーＤに溶解しない状態となっていてもよい。また、ＰＥＴ原料Ｐｍに含まれるＰＥＴ以外の成分のうちで、モノマーＤに溶解可能な成分がある場合には、ＰＥＴ溶液Ｐには、モノマーＤに溶解したその成分も含まれていてもよい。
本実施形態では、溶解部１２には、加熱部１２Ａが設けられている。加熱部１２Ａは、溶解部１２内を加熱することで、溶解部１２に供給されたモノマーＤ及びＰＥＴ原料Ｐｍを、所定温度に加熱する。所定温度は、ＰＥＴがモノマーＤに溶解可能な温度である。このように所定温度で加熱することで、ＰＥＴ原料Ｐｍに含まれるＰＥＴを、モノマーＤに適切に溶解させることができる。所定温度は、１４０℃以上３００℃以下であることが好ましく、１６０℃以上２８０℃以下であることがより好ましく、１９０℃以上２５０℃以下であることがさらに好ましい。なお、不純物Ｒには、所定温度（ＰＥＴがモノマーＤに溶解可能な温度）に加熱されることで溶融する成分が含まれている。従って、不純物Ｒは、少なくとも一部が溶融した状態で、溶解液Ｐｄに含まれることとなる。本実施形態では、加熱部１２Ａは溶解部１２に設けられているが、加熱部１２Ａが設けられる位置はそれに限られず任意である。
（貯留部）
貯留部２０は、溶解液Ｐｄが貯留される槽である。貯留部２０は、導入管１２ａを介して、溶解部１２に接続されている。溶解部１２内の溶解液Ｐｄは、導入管１２ａを通って、貯留部２０に供給される。導入管１２ａには、溶解部１２から貯留部２０に供給されるＰＥＴ原料Ｐｍの量を調整する調整部１２ａ１が設けられている。調整部１２ａ１は、例えば開閉弁であり、開状態の場合に、溶解部１２内の溶解液Ｐｄを貯留部２０に供給させ、閉状態の場合に、溶解部１２内の溶解液Ｐｄの貯留部２０への供給を停止させる。ただし、調整部１２ａ１は、開閉弁であることに限られず、貯留部２０への溶解液Ｐｄの供給を調整可能な任意の機構であってよい。
貯留部２０は、溶解液Ｐｄが貯留される槽である。貯留部２０は、導入管１２ａを介して、溶解部１２に接続されている。溶解部１２内の溶解液Ｐｄは、導入管１２ａを通って、貯留部２０に供給される。導入管１２ａには、溶解部１２から貯留部２０に供給されるＰＥＴ原料Ｐｍの量を調整する調整部１２ａ１が設けられている。調整部１２ａ１は、例えば開閉弁であり、開状態の場合に、溶解部１２内の溶解液Ｐｄを貯留部２０に供給させ、閉状態の場合に、溶解部１２内の溶解液Ｐｄの貯留部２０への供給を停止させる。ただし、調整部１２ａ１は、開閉弁であることに限られず、貯留部２０への溶解液Ｐｄの供給を調整可能な任意の機構であってよい。
貯留部２０においては、溶解液Ｐｄが、重力により、ＰＥＴ溶液Ｐと、不純物Ｒとに分離される。本実施形態では、貯留部２０内に貯留された溶解液Ｐｄが静置されることで、ＰＥＴ溶液Ｐと不純物Ｒとに重力分離される。
本実施形態では、貯留部２０に貯留された溶解液Ｐｄは、重力により、第１不純物Ｒ１の層と、ＰＥＴ溶液Ｐの層と、第２不純物Ｒ２の層とに分離される。第１不純物Ｒ１の層は、ＰＥＴ溶液Ｐの層の鉛直方向下方に形成される。すなわち、第１不純物Ｒ１は、不純物Ｒのうちで、モノマーＤに溶解せず、かつＰＥＴ溶液Ｐよりも比重が大きいものである。第１不純物Ｒ１は、貯留部２０内においてＰＥＴ溶液Ｐ内を沈降して、第１不純物Ｒ１の層を形成する。一方、第２不純物Ｒ２の層は、ＰＥＴ溶液Ｐの層の鉛直方向上方に形成される。すなわち、第２不純物Ｒ２は、不純物Ｒのうちで、モノマーＤに溶解せず、かつＰＥＴ溶液Ｐよりも比重が小さいものである。第２不純物Ｒ２は、貯留部２０内においてＰＥＴ溶液Ｐ内を浮上して、第２不純物Ｒ２の層を形成する。
なお、貯留部２０内の溶解液Ｐｄは、所定温度（ＰＥＴがモノマーＤに溶解可能な温度）以上に保持されている。第１不純物Ｒ１、及び第２不純物Ｒ２は、不純物Ｒのうちで、所定温度に加熱された状態で溶融する成分であるため、貯留部２０内においても溶融した状態で存在する。第１不純物Ｒ１及び第２不純物Ｒ２は、例えば、ＰＥＴ以外のプラスチック類（ＰＥＴ以外のポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニルなど）である。
本実施形態では、ＰＥＴ溶液Ｐの層には、第３不純物Ｒ３が含まれている。第３不純物Ｒ３は、不純物Ｒのうちで、モノマーＤに溶解せず、かつ所定温度（ＰＥＴがモノマーＤに溶解可能な温度）においても溶融しない成分である。すなわち、第３不純物Ｒ３は、重力分離によってもＰＥＴ溶液Ｐから分離されずに、溶融しない固体の状態で、ＰＥＴ溶液Ｐ中に存在する。本実施形態では、第３不純物Ｒ３は、ＰＥＴ溶液Ｐ中に分散している。第３不純物Ｒ３は、例えば、金属類、顔料、及び重合触媒などである。
貯留部２０には、排出管２０ａが接続されている。排出管２０ａは、ＰＥＴ溶液Ｐより下層に分離された第１不純物Ｒ１を、貯留部２０から排出するための配管である。排出管２０ａは、貯留部２０の第１不純物Ｒ１の層が形成される位置に接続されており、本実施形態の例では、貯留部２０の底部に接続されている。排出管２０ａには、第１排出部２２ａが設けられている。第１排出部２２ａは、貯留部２０内の第１不純物Ｒ１を貯留部２０から排出する機構であり、本実施形態ではポンプである。
貯留部２０には、排出管２０ｂが接続されている。排出管２０ｂは、ＰＥＴ溶液Ｐより上層に分離された第２不純物Ｒ２を、貯留部２０から排出するための配管である。排出管２０ｂは、貯留部２０の第２不純物Ｒ２の層が形成される位置に接続されており、排出管２０ａよりも鉛直方向上方に接続されている。貯留部２０には、貯留部２０内の第２不純物Ｒ２を貯留部２０から排出する第２排出部２２ｂ１、２２ｂ２が取り付けられている。第２排出部２２ｂ１は、ＰＥＴ溶液Ｐの液面の位置に設けられるスキマーであり、ＰＥＴ溶液Ｐの液面に浮かぶ第２不純物Ｒ２を回収する（掻きとる）。第２排出部２２ｂ２は、排出管２０ｂに設けられて、第２排出部２２ｂ１に回収された第２不純物Ｒ２を、排出管２０ｂを介して排出する機構であり、本実施形態ではポンプである。このように、本実施形態の例では、第２不純物Ｒ２を排出する機構として、第２排出部２２ｂ１、２２ｂ２が設けられているが、第２不純物Ｒ２を排出する第２排出部の構成はこれに限られず任意であってよい。
貯留部２０でＰＥＴ溶液Ｐから分離された第１不純物Ｒ１及び第２不純物Ｒ２は、第１排出部２２ａ及び第２排出部２２ｂ１、２２ｂ２により、貯留部２０の外部に排出される。これにより、ＰＥＴ溶液Ｐから、第１不純物Ｒ１及び第２不純物Ｒ２が除去される。以下、第１排出部２２ａ及び第２排出部２２ｂ１、２２ｂ２を区別しない場合には、排出部２２と記載する。なお、以上の説明では、不純物Ｒに、ＰＥＴ溶液Ｐよりも比重が大きい第１不純物Ｒ１と、ＰＥＴ溶液Ｐよりも比重が小さい第２不純物Ｒ２とが含まれていたが、それに限られず、不純物Ｒには、第１不純物Ｒ１と第２不純物Ｒ２との一方のみが含まれていてもよい。
貯留部２０には、導入管２０ｃが接続されている。導入管２０ｃは、不純物Ｒから分離されたＰＥＴ溶液Ｐを、貯留部２０から導出するための配管である。導入管２０ｃは、貯留部２０のＰＥＴ溶液Ｐの層が形成される位置に接続されており、本実施形態の例では、鉛直方向において排出管２０ａと排出管２０ｂとの間の位置に接続されている。導入管２０ｃには、導出部２４が設けられている。導出部２４は、貯留部２０内のＰＥＴ溶液Ｐを貯留部２０から導出する機構であり、本実施形態ではポンプである。
なお、本実施形態では、溶解液Ｐｄを生成する溶解部１２と、溶解液Ｐｄを重力分離する貯留部２０とが、別の槽となっている。ただし、溶解部１２と貯留部２０とは別の槽であることに限られず、１つの槽で、溶解液Ｐｄを生成して重力分離してもよい。この場合、貯留部２０が、溶解部１２の機能も兼ね備えるといえる。
（除去部）
除去部２６は、ＰＥＴ溶液Ｐに含まれる第３不純物Ｒ３を、ＰＥＴ溶液Ｐから除去する機構である。除去部２６は、導入管２０ｃに接続されている。本実施形態では、除去部２６として、第１除去部２６ａと第２除去部２６ｂとが設けられている。第１除去部２６ａは、ろ過機であり、ＰＥＴ溶液Ｐに含まれる固形成分を捕集する。第２除去部２６ｂは、吸着塔であり、ＰＥＴ溶液Ｐに含まれる、第１除去部２６ａで補修されなかった固形成分を吸着する。また、第２除去部２６ｂは、ＰＥＴ溶液Ｐに含まれる、第１除去部２６ａで補修されなかった固形成分を、充填塔内の充填物層でろ過する。第２除去部２６ｂは、固形成分の吸着、又はろ過の少なくとも一方を実施してよい。
除去部２６は、ＰＥＴ溶液Ｐに含まれる第３不純物Ｒ３を、ＰＥＴ溶液Ｐから除去する機構である。除去部２６は、導入管２０ｃに接続されている。本実施形態では、除去部２６として、第１除去部２６ａと第２除去部２６ｂとが設けられている。第１除去部２６ａは、ろ過機であり、ＰＥＴ溶液Ｐに含まれる固形成分を捕集する。第２除去部２６ｂは、吸着塔であり、ＰＥＴ溶液Ｐに含まれる、第１除去部２６ａで補修されなかった固形成分を吸着する。また、第２除去部２６ｂは、ＰＥＴ溶液Ｐに含まれる、第１除去部２６ａで補修されなかった固形成分を、充填塔内の充填物層でろ過する。第２除去部２６ｂは、固形成分の吸着、又はろ過の少なくとも一方を実施してよい。
貯留部２０から導入管２０ｃに導出されたＰＥＴ溶液Ｐは、第１除去部２６ａ内に導入されて、ＰＥＴ溶液Ｐに含まれる第３不純物Ｒ３の少なくとも一部が、第１除去部２６ａに捕集される。第１除去部２６ａで捕集された第３不純物Ｒ３は、第１除去部２６ａに接続された排出管２６ａ１を通って外部に排出される。図１の例では、排出管２６ａ１は、排出管２０ａと合流しているが、排出管２０ａと合流していなくてもよい。第１除去部２６ａによって第３不純物Ｒ３の少なくとも一部が除去されたＰＥＴ溶液Ｐは、第１除去部２６ａから導出されて、第２除去部２６ｂに導入される。第２除去部２６ｂにおいては、ＰＥＴ溶液Ｐに残存していた第３不純物Ｒ３が、第２除去部２６ｂに吸着又はろ過されて、ＰＥＴ溶液Ｐから除去される。第２除去部２６ｂに吸着又はろ過される第３不純物Ｒ３は、例えば顔料や重合触媒である。第２除去部２６ｂによって第３不純物Ｒ３が除去されたＰＥＴ溶液Ｐは、第２除去部２６ｂから導出されて、導入管２０ｃを通って反応部１６に導入される。
このように、本実施形態では、ＰＥＴ溶液Ｐから第３不純物Ｒ３を除去する機構として、第１除去部２６ａ及び第２除去部２６ｂを設けているが、第３不純物Ｒ３を排出する除去部２６の構成はこれに限られず任意であってよい。また、不純物Ｒは、第３不純物Ｒ３が含まれていない場合もあるため、除去部２６は必須の構成ではない。
（溶媒貯留部）
溶媒貯留部１４は、反応溶媒Ｍが導入されて、反応溶媒Ｍが貯留される槽である。溶媒貯留部１４は、導入管１４ａを介して反応部１６に接続されている。溶媒貯留部１４内の反応溶媒Ｍは、導入管１４ａを通って、反応部１６に供給される。より詳しくは、導入管１４ａには、反応溶媒Ｍを加圧して加熱する加熱昇圧部１４ｂが設けられている。加熱昇圧部１４ｂは、反応溶媒Ｍを加圧して加熱することで、反応溶媒Ｍを超臨界状態、又は亜臨界状態（加圧気体もしくは加圧液体）とする。反応部１６には、超臨界状態又は亜臨界状態（加圧気体もしくは加圧液体）の反応溶媒Ｍが供給される。
溶媒貯留部１４は、反応溶媒Ｍが導入されて、反応溶媒Ｍが貯留される槽である。溶媒貯留部１４は、導入管１４ａを介して反応部１６に接続されている。溶媒貯留部１４内の反応溶媒Ｍは、導入管１４ａを通って、反応部１６に供給される。より詳しくは、導入管１４ａには、反応溶媒Ｍを加圧して加熱する加熱昇圧部１４ｂが設けられている。加熱昇圧部１４ｂは、反応溶媒Ｍを加圧して加熱することで、反応溶媒Ｍを超臨界状態、又は亜臨界状態（加圧気体もしくは加圧液体）とする。反応部１６には、超臨界状態又は亜臨界状態（加圧気体もしくは加圧液体）の反応溶媒Ｍが供給される。
（反応部）
反応部１６は、貯留部２０で不純物Ｒと分離されたＰＥＴ溶液Ｐと、反応溶媒Ｍとが導入されて、ＰＥＴ溶液Ｐ中のＰＥＴを解重合する容器である。反応部１６は、第１反応部１６Ａ及び第２反応部１６Ｂを含む。
反応部１６は、貯留部２０で不純物Ｒと分離されたＰＥＴ溶液Ｐと、反応溶媒Ｍとが導入されて、ＰＥＴ溶液Ｐ中のＰＥＴを解重合する容器である。反応部１６は、第１反応部１６Ａ及び第２反応部１６Ｂを含む。
（第１反応部）
第１反応部１６Ａは、反応部１６内に形成される。本実施形態では、第１反応部１６Ａは、反応部１６内において、充填材が充填された箇所といえる。第１反応部１６Ａには、充填剤として、気液又は液液の接触装置に用いられる公知のものを使用でき、例えば重油と水を接触させて有効成分を取り出す接触装置に用いられる充填材と同様なものを用いることができる。充填材の具体例としては、ＳＵＳ 等からなるパイプ、ラシヒリング、ベルルサドル、テラレット等が挙げられる。
第１反応部１６Ａは、反応部１６内に形成される。本実施形態では、第１反応部１６Ａは、反応部１６内において、充填材が充填された箇所といえる。第１反応部１６Ａには、充填剤として、気液又は液液の接触装置に用いられる公知のものを使用でき、例えば重油と水を接触させて有効成分を取り出す接触装置に用いられる充填材と同様なものを用いることができる。充填材の具体例としては、ＳＵＳ 等からなるパイプ、ラシヒリング、ベルルサドル、テラレット等が挙げられる。
第１反応部１６Ａには、導入管２０ｃが接続される。より詳しくは、第１反応部１６Ａには、導入管２０ｃの、貯留部２０からのＰＥＴ溶液Ｐが導入される開口である導入口１６Ｃが接続される。導入口１６Ｃは、第１反応部１６Ａの第１方向Ｄ１側の表面１６Ａ１に接続される。導入管２０ｃは、導入口１６Ｃが、第１方向Ｄ１と反対方向の第２方向Ｄ２側を向いて開口するように、表面１６Ａ１に接続される。このように、本実施形態では、第２方向Ｄ２側を向いて開口する導入口１６Ｃが、第１反応部１６Ａの表面１６Ａ１に接続されているが、それに限られない。例えば、導入口１６Ｃは、第１反応部１６Ａに直接接続されていなくてもよく、第２方向Ｄ２側を向いて開口する導入口１６Ｃが、反応部１６内における第１反応部１６Ａの表面１６Ａ１よりも第１方向Ｄ１側に接続されていてもよい。
反応部１６には、導入管１４ａが接続される。より詳しくは、反応部１６には、導入管１４ａの、溶媒貯留部１４からの反応溶媒Ｍが導入される開口である導入口１６Ｄが接続される。導入口１６Ｄは、第１反応部１６Ａの第２方向Ｄ２側の表面１６Ａ２よりも、第２方向Ｄ２側に接続される。導入管１４ａは、導入口１６Ｄが、第１方向Ｄ１側を向いて、又は側面から中心側を向いて開口するように、表面１６Ａ２よりも第２方向Ｄ２側に接続される。このように、本実施形態では、第１方向Ｄ１側を向いて、又は側面から中心側を向いて開口する導入口１６Ｄが、第１反応部１６Ａの表面１６Ａ２よりも第２方向Ｄ２側に接続されているが、それに限られない。例えば、導入口１６Ｄは、第１反応部１６Ａに直接接続されていてもよく、第１反応部１６Ａの表面１６Ａ２に接続されていてもよい。
このように、本実施形態においては、ＰＥＴ溶液Ｐが導入される導入口１６Ｃが第２方向Ｄ２を向いて開口し、反応溶媒Ｍが導入される導入口１６Ｄが第１方向Ｄ１を向いて、又は側面から中心側を向いて開口する。従って、第１反応部１６Ａには、ＰＥＴ溶液Ｐと反応溶媒Ｍとが、互いに向き合う方向で導入される。
導入口１６Ｃから第１反応部１６Ａに導入されたＰＥＴ溶液Ｐは、第１反応部１６Ａの充填材の表面上を、第２方向Ｄ２に向かって移動する。一方、導入口１６Ｄから導入された超臨界状態又は亜臨界状態（加圧気体もしくは加圧液体）の反応溶媒Ｍは、第１反応部１６Ａ内を、第１方向Ｄ１に向かって移動する。第１反応部１６Ａにおいて、超臨界状態又は亜臨界状態（加圧気体もしくは加圧液体）の反応溶媒Ｍは、ＰＥＴ溶液Ｐと接触する。ＰＥＴ溶液Ｐ中のＰＥＴは、反応溶媒Ｍにより解重合（低分子量化）し、解重合されたＰＥＴは、超臨界状態又は亜臨界状態（加圧気体もしくは加圧液体）の反応溶媒Ｍに抽出される。以下、第１反応部１６Ａにおいて解重合されたＰＥＴを、第１解重合ポリエステルＰ１と記載し、第１解重合ポリエステルＰ１と反応溶媒Ｍとの混合物（第１解重合ポリエステルＰ１が抽出された反応溶媒Ｍ）を、第１溶媒Ｍ１と記載する。第１解重合ポリエステルＰ１を含む第１溶媒Ｍ１は、第１反応部１６Ａを第１方向Ｄ１側に進行して、第１反応部１６Ａの第１方向Ｄ１側に導出される。
なお、第１解重合ポリエステルＰ１は、ＰＥＴ溶液Ｐ中のＰＥＴが解重合されることで生成されたモノマーＤ、Ｅと、ＰＥＴ溶液Ｐに元々混合されていたモノマーＤと、ＰＥＴが解重合されることで生成されたオリゴマーと、を含む。ここでのオリゴマーとは、モノマー化されていないが、ＰＥＴから解重合されたカルボン酸由来やアルコール成分のオリゴマー（ＰＥＴよりも分子量が小さいカルボン酸由来やアルコール成分のオリゴマー）といえる。
（第２反応部）
第２反応部１６Ｂは、反応部１６内に形成されており、第２反応部１６Ｂは、第１反応部１６Ａから第１溶媒Ｍ１が導出される箇所に形成されている。本実施形態では、第１溶媒Ｍ１は第１方向Ｄ１側に導出されるため、第２反応部１６Ｂは、第１反応部１６Ａの第１方向Ｄ１側に形成された空間といえる。
第２反応部１６Ｂは、反応部１６内に形成されており、第２反応部１６Ｂは、第１反応部１６Ａから第１溶媒Ｍ１が導出される箇所に形成されている。本実施形態では、第１溶媒Ｍ１は第１方向Ｄ１側に導出されるため、第２反応部１６Ｂは、第１反応部１６Ａの第１方向Ｄ１側に形成された空間といえる。
第２反応部１６Ｂにおいては、第１溶媒Ｍ１に含まれる第１解重合ポリエステルＰ１が、第１溶媒Ｍ１に含まれる反応溶媒Ｍにより更に解重合（低分子量化）する。以下、第２反応部１６Ｂにおいて更に解重合された第１解重合ポリエステルＰ１を、第２解重合ポリエステルＰ２と記載し、第２解重合ポリエステルＰ２と反応溶媒Ｍとの混合物（第２解重合ポリエステルＰＥが溶解した反応溶媒Ｍ）を、第２溶媒Ｍ２と記載する。第２反応部１６Ｂには、導出管１６ａが接続される。より詳しくは、第２反応部１６Ｂには、導出管１６ａの、第２反応部１６Ｂからの第２溶媒Ｍ２が導出される開口である導出口１６Ｅが接続される。第２反応部１６Ｂ内の第２解重合ポリエステルＰ２を含む第２溶媒Ｍ２は、導出口１６Ｅから導出管１６ａを通って、第２反応部１６Ｂの外部に導出される。
なお、第２解重合ポリエステルＰ２は、第１解重合ポリエステルＰ１中のモノマーＤ、Ｅと、第１解重合ポリエステルＰ１中のオリゴマーが解重合されることで生成されたモノマーＤ、Ｅと、第１解重合ポリエステルＰ１が解重合されることで生成されたオリゴマーと、を含む。
反応部１６の底部には、排出管１６ｂが接続されている。より詳しくは、反応部１６の底部には、排出管１６ｂの、反応部１６内の非抽出物（後述）が排出される開口である排出口１６Ｆが接続される。排出口１６Ｆからは、反応溶媒Ｍに抽出されなかった金属化合物などの不純物や、反応溶媒Ｍに抽出されなかった未分解ポリエステルの残滓などを含む、非抽出物が排出される。すなわち、反応部１６の底部の非抽出物は、排出口１６Ｆから排出管１６ｂを通って、反応部１６の外部に排出される。排出口１６Ｆから排出される非抽出物は、ＰＥＴ溶液Ｐのうちで、第２溶媒Ｍ２（第２解重合ポリエステルＰ２が溶解した反応溶媒Ｍ）として分離部１８に導出されずに、第１反応部１６Ａ及び第２反応部１６Ｂに残存した成分といえる。
また、反応部１６には、反応部１６の内部を加熱する加熱部と、反応部１６の内部の圧力を所定値以上に保つ加圧部とが設けられていてもよい。反応部１６の内部の温度は、２５０℃以上４００℃以下とされることが好ましく、２５０℃以上３５０℃以下とされることがより好ましい。また、反応部１６の内部の圧力は、１ＭＰａ以上３０ＭＰａ以下が好ましく、６ＭＰａ以上２５ＭＰａ以下とされることがより好ましい。加圧部及び加熱部は、制御部３０により制御されてよい。
（分離部）
分離部１８は、第２解重合ポリエステルＰ２を含む第２溶媒Ｍ２が導入されて、第２溶媒Ｍ２を、反応溶媒Ｍと、第２解重合ポリエステルＰ２に含まれるカルボン酸由来のモノマーＤと、第２解重合ポリエステルＰ２に含まれるアルコール成分のモノマーＥと、残存物質とに、分離する。残存物質は、第２溶媒Ｍ２のうちの、反応溶媒Ｍ、モノマーＤ、及びモノマーＥ以外の成分であり、オリゴマーが含まれる。
分離部１８は、第２解重合ポリエステルＰ２を含む第２溶媒Ｍ２が導入されて、第２溶媒Ｍ２を、反応溶媒Ｍと、第２解重合ポリエステルＰ２に含まれるカルボン酸由来のモノマーＤと、第２解重合ポリエステルＰ２に含まれるアルコール成分のモノマーＥと、残存物質とに、分離する。残存物質は、第２溶媒Ｍ２のうちの、反応溶媒Ｍ、モノマーＤ、及びモノマーＥ以外の成分であり、オリゴマーが含まれる。
本実施形態においては、分離部１８は、第１分離部１８Ａと、第２分離部１８Ｂと、第３分離部１８Ｃとを有する。
第１分離部１８Ａは、導出管１６ａに接続される分離塔である。第１分離部１８Ａには、導出管１６ａを介して、第２解重合ポリエステルＰ２を含む第２溶媒Ｍ２が導入される。第１分離部１８Ａは、第２溶媒Ｍ２を、低沸点成分と、低沸点成分よりも沸点が高い高沸点成分とに分離する。例えば、第１分離部１８Ａにおいては、第２溶媒Ｍ２を所定温度として、気体となった成分を低沸点成分とし、液体成分を高沸点成分としてよい。第１分離部１８Ａには、導出管１８Ａａ、１８Ａｂが接続されている。導出管１８Ａａからは、低沸点成分が導出され、導出管１８Ａｂからは、高沸点成分が導出される。
第２分離部１８Ｂは、導出管１８Ａａを介して第１分離部１８Ａに接続される分離塔である。第２分離部１８Ｂには、導出管１８Ａａを介して、低沸点成分が導入される。第２分離部１８Ｂは、低沸点成分を、反応溶媒Ｍと、モノマーＥとに分離する。第２分離部１８Ｂには、導出管１８Ｂａ、１８Ｂｂが接続されている。導出管１８Ｂａからは、反応溶媒Ｍが導出され、導出管１８Ｂｂからは、モノマーＥが導出される。なお、導出管１８Ｂａは、第２分離部１８Ｂと溶媒貯留部１４とに接続されている。従って、第２分離部１８Ｂから導出された反応溶媒Ｍは、溶媒貯留部１４に戻されて、ＰＥＴのモノマー化に再利用される。
第３分離部１８Ｃは、導出管１８Ａｂを介して第１分離部１８Ａに接続される分離塔である。第３分離部１８Ｃには、導出管１８Ａｂを介して、高沸点成分が導入される。第３分離部１８Ｃは、高沸点成分を、更に高沸点の残存物質と、反応溶媒Ｍ及びモノマーＥを含む低沸点成分と、モノマーＤとに分離する。第３分離部１８Ｃには、導出管１８Ｃａ、１８Ｃｂ、１８Ｃｃが接続されている。導出管１８Ｃａは、第２分離部１８Ｂに接続されている。第３分離部１８Ｃ内で分離された低沸点成分は、導出管１８Ｃａを介して、第２分離部１８Ｂに導出される。また、第３分離部１８Ｃ内で分離されたモノマーＤは、導出管１８Ｃｂから導出され、第３分離部１８Ｃ内で分離された残存物質は、導出管１８Ｃｃから導出される。
第３分離部１８Ｃには、導入管１８Ｃｄが接続されている。導入管１８Ｃｄは、溶解部１２にも接続されており、第３分離部１８Ｃから導出されたモノマーＤを、溶解部１２に導入する。図２の例では、導入管１８Ｃｄは、導出管１８Ｃｂから分岐している。導入管１８Ｃｄには、第３分離部１８Ｃから溶解部１２に供給されるモノマーＤの量を調整する調整部１８Ｃｅが設けられている。調整部１８Ｃｅは、例えば開閉弁であり、開状態の場合に、モノマーＤを溶解部１２に供給させ、閉状態の場合に、モノマーＤの溶解部１２への供給を停止させる。ただし、調整部１８Ｃｅは、開閉弁であることに限られず、溶解部１２へのモノマーＤの供給を調整可能な任意の機構であってよい。なお、本実施形態では、調整部１８Ｃｅは、導入管１８Ｃｄの導出管１８Ｃｂからの分岐箇所に設けられているが、設けられる位置はそれに限られず任意であってよい。また、導入管１８Ｃｄは、導出管１８Ｃｂに接続されていなくてもよく、第３分離部１８Ｃに直接接続されていてよい。また例えば、導出管１８Ｃｂに、モノマーＤを貯留する貯留部（槽）が設けられ、導入管１８Ｃｄは、貯留部に接続されていてもよい。
なお、導出管１８Ｃｃが溶解部１２に接続されることで、残存物質の少なくとも一部を溶解部１２に導入してもよい。残存物質を溶解部１２に導入することで、残存物質に含まれるオリゴマーを反応部１６で再度解重合させることが可能となり、モノマーの収率を向上させることができる。
（制御部）
制御部３０は、分離システム１を制御する制御装置である。制御部３０は、調整部１０ｂを制御して、原料貯留部１０から溶解部１２に供給されるポリエステル原料ＰＥの量を制御する。制御部３０は、調整部１２ａ１を制御して、溶解部１２から貯留部２０に供給される溶解液Ｐｄの量を制御する。制御部３０は、排出部２２を制御して、貯留部２０でＰＥＴ溶液Ｐから分離された不純物Ｒを、貯留部２０から排出する。制御部３０は、導出部２４を制御して、貯留部２０で不純物Ｒから分離されたＰＥＴ溶液Ｐを貯留部２０から導出して、反応部１６に導入するＰＥＴ溶液Ｐの量を制御する。制御部３０は、加熱昇圧部１４ｂを制御して、反応溶媒Ｍを超臨界状態又は亜臨界状態（加圧気体もしくは加圧液体）とし、超臨界状態又は亜臨界状態（加圧気体もしくは加圧液体）の反応溶媒Ｍの反応部１６への供給量を制御する。制御部３０は、調整部１８Ｃｅを制御して、溶解部１２へのモノマーＤの供給量を制御する。
制御部３０は、分離システム１を制御する制御装置である。制御部３０は、調整部１０ｂを制御して、原料貯留部１０から溶解部１２に供給されるポリエステル原料ＰＥの量を制御する。制御部３０は、調整部１２ａ１を制御して、溶解部１２から貯留部２０に供給される溶解液Ｐｄの量を制御する。制御部３０は、排出部２２を制御して、貯留部２０でＰＥＴ溶液Ｐから分離された不純物Ｒを、貯留部２０から排出する。制御部３０は、導出部２４を制御して、貯留部２０で不純物Ｒから分離されたＰＥＴ溶液Ｐを貯留部２０から導出して、反応部１６に導入するＰＥＴ溶液Ｐの量を制御する。制御部３０は、加熱昇圧部１４ｂを制御して、反応溶媒Ｍを超臨界状態又は亜臨界状態（加圧気体もしくは加圧液体）とし、超臨界状態又は亜臨界状態（加圧気体もしくは加圧液体）の反応溶媒Ｍの反応部１６への供給量を制御する。制御部３０は、調整部１８Ｃｅを制御して、溶解部１２へのモノマーＤの供給量を制御する。
制御部３０は、本実施形態ではコンピュータであり、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などの演算回路を含むプロセッサと、プロセッサによる演算内容やプログラムなどの各種情報を記憶する記憶部とを含む。制御部３０は、記憶部からプログラムを読み出すことで、分離システム１の制御を実行する。
ただし、分離システム１は、制御部３０によって自動制御されることに限られず、例えば少なくとも一部の処理が、作業員の操作によって制御されてもよい。
（分離システムの動作）
次に、分離システム１の動作について説明する。制御部３０は、調整部１０ｂ、１８Ｃｅを制御して、ＰＥＴ原料ＰｍとモノマーＤとを、溶解部１２に導入して、溶解部１２内でＰＥＴ原料ＰｍとモノマーＤとを混合させて、溶解液Ｐｄを生成させる。制御部３０は、調整部１２ａ１を制御して、溶解部１２で生成された溶解液Ｐｄを、貯留部２０に導入させる。貯留部２０に導入された溶解液Ｐｄは、所定の時間静置されることで、重力により、第１不純物Ｒ１の層と、ＰＥＴ溶液Ｐの層と、第２不純物Ｒ２の層とに分離される。なお、溶解液Ｐｄを静置する方法は任意であってよいが、例えば、制御部３０が、排出部２２、導出部２４を停止させることで、溶解液Ｐｄを静置させてよい。
次に、分離システム１の動作について説明する。制御部３０は、調整部１０ｂ、１８Ｃｅを制御して、ＰＥＴ原料ＰｍとモノマーＤとを、溶解部１２に導入して、溶解部１２内でＰＥＴ原料ＰｍとモノマーＤとを混合させて、溶解液Ｐｄを生成させる。制御部３０は、調整部１２ａ１を制御して、溶解部１２で生成された溶解液Ｐｄを、貯留部２０に導入させる。貯留部２０に導入された溶解液Ｐｄは、所定の時間静置されることで、重力により、第１不純物Ｒ１の層と、ＰＥＴ溶液Ｐの層と、第２不純物Ｒ２の層とに分離される。なお、溶解液Ｐｄを静置する方法は任意であってよいが、例えば、制御部３０が、排出部２２、導出部２４を停止させることで、溶解液Ｐｄを静置させてよい。
制御部３０は、排出部２２を制御して、貯留部２０内の第１不純物Ｒ１及び第２不純物Ｒ２を排出しつつ、導出部２４を制御して、貯留部２０内のＰＥＴ溶液Ｐを貯留部２０から導出させる。貯留部２０から導出されたＰＥＴ溶液Ｐは、除去部２６によって第３不純物Ｒ３が除去されて、第１反応部１６Ａに導入される。制御部３０は、加熱昇圧部１４ｂを制御して、超臨界状態又は亜臨界状態（加圧気体もしくは加圧液体）とした反応溶媒Ｍを、反応部１６に供給する。制御部３０は、反応溶媒Ｍを、２５０℃以上４００℃以下とすることが好ましく、２５０℃以上３５０℃以下とすることがより好ましい。制御部３０は、反応溶媒Ｍを、１ＭＰａ以上３０ＭＰａ以下とすることが好ましく、６ＭＰａ以上２５ＭＰａ以下とすることがより好ましい。
このように、ＰＥＴ溶液Ｐ及び反応溶媒Ｍが反応部１６に供給されることで、第１反応部１６Ａにおいて、ＰＥＴ溶液Ｐに含まれるＰＥＴが解重合して、第１解重合ポリエステルＰ１が生成される。そして、第２反応部１６Ｂにおいて、第１解重合ポリエステルＰ１が更に解重合されて、第２解重合ポリエステルＰ２と反応溶媒Ｍの混合物である第２溶媒Ｍ２が生成される。第２溶媒Ｍ２は、第１分離部１８Ａ、第２分離部１８Ｂ、及び第３分離部１８Ｃで、反応溶媒Ｍ、モノマーＤ、モノマーＥ、及び残存物質に分離される。これにより、ポリエステル原料ＰＥからモノマーＤ、Ｅが回収され、それらを重合することで、ポリエステル原料ＰＥを再生することができる。
以上説明した分離システム１の動作のフローを、フローチャートに基づき説明する。図３は、分離システムの動作フローを説明するフローチャートである。図３に示すように、制御部３０は、ＰＥＴ原料Ｐｍ及びモノマーＤを溶解部１２に導入させて、溶解液Ｐｄを生成させる（ステップＳ１０）。そして、制御部３０は、溶解液Ｐｄを貯留部２０に供給して、溶解液Ｐｄを、重力により、第１不純物Ｒ１と第２不純物Ｒ２とＰＥＴ溶液Ｐとに分離させる（ステップＳ１２）。制御部３０は、第１不純物Ｒ１と第２不純物Ｒ２とＰＥＴ溶液Ｐとを貯留部２０から排出して（ステップＳ１４）、除去部２６によりＰＥＴ溶液Ｐから第３不純物Ｒ３を除去させる（ステップＳ１６）。そして、制御部３０は、ＰＥＴ溶液Ｐと反応溶媒Ｍとを反応部１６に導入して、ＰＥＴ溶液Ｐ中のＰＥＴを解重合させる（ステップＳ１８）。
（効果）
ＰＥＴ原料Ｐｍには、ＰＥＴ以外の不純物Ｒが含まれている場合があり、ＰＥＴを解重合してリサイクルするためには、不純物Ｒを除去する必要がある。しかし、不純物Ｒは、高粘度の溶融体として存在する場合があるため、ろ過機のフィルタの開口部を閉塞してしまい、不純物Ｒを適切に回収、分離できなくなるおそれがある。それに対し、本実施形態においては、重力分離により、溶解液Ｐｄを、ＰＥＴ溶液Ｐと不純物Ｒとに分離する。そして、重力分離された不純物Ｒを排出し、重力分離されたＰＥＴ溶液Ｐを用いて解重合させる。これにより、ろ過機のフィルタの開口部を閉塞することなどがなく、不純物Ｒを適切に回収して、ＰＥＴと異物とを適切に分離することが可能となる。
ＰＥＴ原料Ｐｍには、ＰＥＴ以外の不純物Ｒが含まれている場合があり、ＰＥＴを解重合してリサイクルするためには、不純物Ｒを除去する必要がある。しかし、不純物Ｒは、高粘度の溶融体として存在する場合があるため、ろ過機のフィルタの開口部を閉塞してしまい、不純物Ｒを適切に回収、分離できなくなるおそれがある。それに対し、本実施形態においては、重力分離により、溶解液Ｐｄを、ＰＥＴ溶液Ｐと不純物Ｒとに分離する。そして、重力分離された不純物Ｒを排出し、重力分離されたＰＥＴ溶液Ｐを用いて解重合させる。これにより、ろ過機のフィルタの開口部を閉塞することなどがなく、不純物Ｒを適切に回収して、ＰＥＴと異物とを適切に分離することが可能となる。
また、本実施形態においては、不純物Ｒを重力分離した後に、ＰＥＴ溶液Ｐを解重合している。そのため、解重合の際のＰＥＴの純度を上げた状態で解重合することができ、モノマーＤ、Ｅの収率を向上させることができる。また、不純物Ｒには重合触媒が含まれている場合がある。重合触媒は、重合を促進する触媒なので、解重合を阻害するおそれがある。それに対し、本実施形態では、重合触媒も除去した上で解重合を実施するため、解重合を適切に実施して、モノマーＤ、Ｅの収率を向上させることができる。さらに言えば、解重合用の触媒を添加して解重合する場合には、重合触媒が除去された分、解重合用の触媒の添加量も少なくすることができる。
（他の構成例）
本実施形態においては、第１反応部１６Ａにおいて、ＰＥＴ溶液Ｐと反応溶媒Ｍとは、互いに向き合う方向で供給されているが、それに限られず、互いに同じ方向で供給されてもよい。図４は、反応部の他の例を示す模式図である。この場合、例えば、図４に示すように、反応部１６は、二重管構造となっており、内管部分を第１反応部１６Ａｂとし、外管部分を第２反応部１６Ｂｂとしてよい。この場合、ＰＥＴ溶液Ｐの導入口１６Ｃｂと、反応溶媒Ｍの導入口１６Ｄｂは、第２方向Ｄ２側に開口して、第１反応部１６Ａｂの第１方向Ｄ１側の表面に接続される。従って、ＰＥＴ溶液Ｐと反応溶媒Ｍとは、第２方向Ｄ２側に、すなわち同じ方向に、供給される。ＰＥＴ溶液Ｐと反応溶媒Ｍとは、第１反応部１６Ａｂ内で反応しつつ第２方向Ｄ２側に進行し、第１溶媒Ｍ１（第１解重合ポリエステルＰ１が抽出された反応溶媒Ｍ）として第１反応部１６Ａｂの先端で第２反応部１６Ｂｂに流入して、更に反応を続け、第２溶媒Ｍ２（第２解重合ポリエステルＰ２を含む反応溶媒Ｍ）として、第２反応部１６Ｂｂに開口する導出口１６Ｅｂから導出される。また、非抽出物は、反応部１６の底部に開口する排出口１６Ｆｂから排出される。
本実施形態においては、第１反応部１６Ａにおいて、ＰＥＴ溶液Ｐと反応溶媒Ｍとは、互いに向き合う方向で供給されているが、それに限られず、互いに同じ方向で供給されてもよい。図４は、反応部の他の例を示す模式図である。この場合、例えば、図４に示すように、反応部１６は、二重管構造となっており、内管部分を第１反応部１６Ａｂとし、外管部分を第２反応部１６Ｂｂとしてよい。この場合、ＰＥＴ溶液Ｐの導入口１６Ｃｂと、反応溶媒Ｍの導入口１６Ｄｂは、第２方向Ｄ２側に開口して、第１反応部１６Ａｂの第１方向Ｄ１側の表面に接続される。従って、ＰＥＴ溶液Ｐと反応溶媒Ｍとは、第２方向Ｄ２側に、すなわち同じ方向に、供給される。ＰＥＴ溶液Ｐと反応溶媒Ｍとは、第１反応部１６Ａｂ内で反応しつつ第２方向Ｄ２側に進行し、第１溶媒Ｍ１（第１解重合ポリエステルＰ１が抽出された反応溶媒Ｍ）として第１反応部１６Ａｂの先端で第２反応部１６Ｂｂに流入して、更に反応を続け、第２溶媒Ｍ２（第２解重合ポリエステルＰ２を含む反応溶媒Ｍ）として、第２反応部１６Ｂｂに開口する導出口１６Ｅｂから導出される。また、非抽出物は、反応部１６の底部に開口する排出口１６Ｆｂから排出される。
なお、ＰＥＴを解重合する反応部１６の構成は、以上の説明に限られず任意であってよい。例えば、反応部１６は、第１反応部１６Ａ及び第２反応部１６Ｂの２段階の構成でなくてもよい。また、モノマーＤ、Ｅなどを分離する分離部１８の構成も、以上の説明に限られず任意であってよい。また、以上の説明では、ＰＥＴを解重合するための反応溶媒Ｍとしてメタノールを用いたが、反応溶媒Ｍはメタノールに限られず、上述のようにエチレングリコールなどであってもよい。
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態においては、第１不純物Ｒ１及び第２不純物Ｒ２の少なくとも一部を、溶解液Ｐｄに戻す点で、第１実施形態とは異なる。第２実施形態において、第１実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態においては、第１不純物Ｒ１及び第２不純物Ｒ２の少なくとも一部を、溶解液Ｐｄに戻す点で、第１実施形態とは異なる。第２実施形態において、第１実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。
図５は、第２実施形態に係る分離システムの一部模式図である。図５に示すように、第２実施形態に係る分離システム１Ａは、第１不純物Ｒ１及び第２不純物Ｒ２の少なくとも一部を溶解液Ｐｄに導入する導入部２９を有している。
具体的には、分離システム１Ａにおいては、貯留部２０と溶解部１２とを接続する導入管２０ａ１が設けられている。導入管２０ａ１は、排出管２０ａから分岐して、排出管２０ａと溶解部１２とを接続する配管である。導入管２０ａ１には、貯留部２０から溶解部１２に導入される第１不純物Ｒ１の量を調整する導入部２９ａが設けられている。導入部２９ａは、例えば開閉弁であり、開状態の場合に、第１不純物Ｒ１を溶解部１２に供給させ、閉状態の場合に、第１不純物Ｒ１の溶解部１２への供給を停止させる。ただし、導入部２９ａは、開閉弁であることに限られず、溶解部１２への第１不純物Ｒ１の供給を調整可能な任意の機構であってよい。また、図５の例では、導入部２９ａは、導入管２０ａ１の排出管２０ａからの分岐箇所に設けられているが、設けられる位置はそれに限られず任意であってよい。また、導入管２０ａ１は、排出管２０ａから分岐して設けられることに限られず、貯留部２０と溶解部１２とに直接接続されてもよい。
また、分離システム１Ａにおいては、貯留部２０と溶解部１２とを接続する導入管２０ｂ１が設けられている。導入管２０ｂ１は、排出管２０ｂから分岐して、排出管２０ｂと溶解部１２とを接続する配管である。導入管２０ｂ１には、貯留部２０から溶解部１２に導入される第２不純物Ｒ２の量を調整する導入部２９ｂが設けられている。導入部２９ｂは、例えば開閉弁であり、開状態の場合に、第２不純物Ｒ２を溶解部１２に供給させ、閉状態の場合に、第２不純物Ｒ２の溶解部１２への供給を停止させる。ただし、導入部２９ｂは、開閉弁であることに限られず、溶解部１２への第２不純物Ｒ２の供給を調整可能な任意の機構であってよい。また、図５の例では、導入部２９ｂは、導入管２０ｂ１の排出管２０ｂからの分岐箇所に設けられているが、設けられる位置はそれに限られず任意であってよい。また、導入管２０ｂ１は、排出管２０ｂから分岐して設けられることに限られず、貯留部２０と溶解部１２とに直接接続されてもよい。
制御部３０は、ＰＥＴ原料ＰｍとモノマーＤとを溶解部１２に導入して溶解液Ｐｄを生成しつつ、導入部２９ａ、２９ｂを制御することで、貯留部２０内の第１不純物Ｒ１及び第２不純物Ｒ２の少なくとも一部を、溶解部１２に導入する。これにより、ＰＥＴ原料ＰｍとモノマーＤとを混合して生成される溶解液Ｐｄに、貯留部２０からの第１不純物Ｒ１及び第２不純物Ｒ２が添加されるため、溶解液Ｐｄにおける第１不純物Ｒ１及び第２不純物Ｒ２の濃度が向上する。制御部３０は、このように第１不純物Ｒ１及び第２不純物Ｒ２の濃度が向上した溶解液Ｐｄを、貯留部２０に導入して、第１不純物Ｒ１の層と、ＰＥＴ溶液Ｐの層と、第２不純物Ｒ２の層とに重力分離させる。
ここで、分離された第１不純物Ｒ１及び第２不純物Ｒ２は、排出管２０ａ、２０ｂから排出されるが、第１不純物Ｒ１及び第２不純物Ｒ２と共に、ＰＥＴ溶液Ｐの一部も排出される場合がある。第１不純物Ｒ１及び第２不純物Ｒ２の濃度が低い場合には、第１不純物Ｒ１及び第２不純物Ｒ２と共に排出されるＰＥＴ溶液Ｐの量が多くなってしまうが、第２実施形態においては、第１不純物Ｒ１及び第２不純物Ｒ２の濃度が高められているため、排出されるＰＥＴ溶液Ｐの量を少なくすることが可能となり、結果として、モノマーＤ、Ｅの収率を向上させることができる。なお、本実施形態においては、貯留部２０で第１不純物Ｒ１及び第２不純物Ｒ２を分離して溶解部１２に戻す処理を、所定回数実施することで、溶解部１２に戻す第１不純物Ｒ１及び第２不純物Ｒ２の量を十分に確保することが好ましい。これにより、溶解液Ｐｄにおける第１不純物Ｒ１及び第２不純物Ｒ２の濃度を適切に向上させることができる。
（本開示の効果）
以上説明したように、本開示に係る分離システム１は、貯留部２０と、排出部２２と、反応部１６とを有する。貯留部２０は、カルボン酸由来のモノマーＤにＰＥＴが溶解したＰＥＴ溶液Ｐと、ＰＥＴ以外の成分である不純物Ｒとを含む溶解液Ｐｄが貯留されて、溶解液Ｐｄを、重力によりＰＥＴ溶液Ｐと不純物Ｒとに分離する。排出部２２は、分離された不純物Ｒを、貯留部２０内から排出する。反応部１６は、分離されたＰＥＴ溶液Ｐと、ＰＥＴと反応する反応溶媒Ｍとが導入されて、ＰＥＴ溶液Ｐ中のＰＥＴを解重合する。
以上説明したように、本開示に係る分離システム１は、貯留部２０と、排出部２２と、反応部１６とを有する。貯留部２０は、カルボン酸由来のモノマーＤにＰＥＴが溶解したＰＥＴ溶液Ｐと、ＰＥＴ以外の成分である不純物Ｒとを含む溶解液Ｐｄが貯留されて、溶解液Ｐｄを、重力によりＰＥＴ溶液Ｐと不純物Ｒとに分離する。排出部２２は、分離された不純物Ｒを、貯留部２０内から排出する。反応部１６は、分離されたＰＥＴ溶液Ｐと、ＰＥＴと反応する反応溶媒Ｍとが導入されて、ＰＥＴ溶液Ｐ中のＰＥＴを解重合する。
分離システム１は、重力分離により、溶解液Ｐｄを、ＰＥＴ溶液Ｐと不純物Ｒとに分離する。そして、重力分離された不純物Ｒを排出し、重力分離されたＰＥＴ溶液Ｐを用いて解重合させる。これにより、不純物Ｒを分離する際に、不純物Ｒによりろ過機のフィルタの開口部が閉塞させることなどがなく、ＰＥＴと不純物Ｒ（異物）とを適切に分離することが可能となる。また、不純物Ｒを除去したＰＥＴ溶液Ｐを解重合するため、ＰＥＴの純度が高い状態で解重合させることが可能となり、モノマーＤ、Ｅの収率を向上させることもできる。
排出部２２は、貯留部２０内においてＰＥＴ溶液Ｐよりも下層に分離された不純物Ｒである第１不純物Ｒ１を排出する第１排出部２２ａと、ＰＥＴ溶液よりも上層に分離された不純物Ｒである第２不純物Ｒ２を排出する第２排出部２２ｂ２と、を含む。本開示によると、ＰＥＴ溶液Ｐよりも比重が重い第１不純物Ｒ１と比重が軽い第２不純物Ｒ２とを、適切に回収して、ＰＥＴと不純物Ｒ（異物）とを適切に分離することが可能となる。
分離システム１Ａは、第１不純物Ｒ１及び第２不純物Ｒ２の少なくとも一部を溶解液Ｐｄに導入する導入部２９を更に有する。第１不純物Ｒ１及び第２不純物Ｒ２の少なくとも一部を溶解液Ｐｄに戻すことで、第１不純物Ｒ１及び第２不純物Ｒ２の濃度を高めて、排出されるＰＥＴ溶液Ｐの量を少なくすることが可能となり、結果として、モノマーＤ、Ｅの収率を向上させることができる。
分離システム１は、ＰＥＴ溶液Ｐ中に存在する不純物Ｒである第３不純物Ｒ３を、ＰＥＴ溶液Ｐから除去する除去部２６を更に有する。本開示によると、重力分離により分離されなかった第３不純物Ｒ３を除去することで、ＰＥＴ溶液ＰにおけるＰＥＴの純度を上げて、モノマーＤ、Ｅの収率を向上させることができる。
分離システム１は、ＰＥＴを含むＰＥＴ原料Ｐｍと、カルボン酸由来のモノマーＤとが導入されて、溶解液Ｐｄを生成する溶解部１２を更に有し、貯留部２０は、溶解部１２と接続されて、溶解部１２から溶解液Ｐｄが導入される。本開示によると、ＰＥＴと不純物Ｒ（異物）とを適切に分離することが可能となる。
反応溶媒Ｍは、メタノールであり、カルボン酸由来のモノマーＤは、テレフタル酸ジメチルである。本開示によると、ＰＥＴをテレフタル酸ジメチルで溶解させることで、ＰＥＴの流動性を高くして、ＰＥＴを反応部１６に容易に導入させることができる。また、ＰＥＴをメタノールと反応させることで、ＰＥＴを適切に解重合させることができる。
本開示に係る分離方法は、カルボン酸由来のモノマーＤにＰＥＴが溶解したＰＥＴ溶液Ｐと、ＰＥＴ以外の成分である不純物Ｒとを含む溶解液Ｐｄを、重力によりＰＥＴ溶液Ｐと不純物Ｒとに分離するステップと、分離された不純物Ｒを排出するステップと、分離されたＰＥＴ溶液Ｐと、ＰＥＴと反応する反応溶媒Ｍとを反応させて、ＰＥＴ溶液Ｐ中のＰＥＴを解重合するステップと、を有する。本方法によると、ＰＥＴと不純物Ｒ（異物）とを適切に分離することが可能となる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態の内容により実施形態が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
１２ 溶解部
１４ 溶媒貯留部
１６ 反応部
１８ 分離部
２０ 貯留部
２２ 排出部
３０ 制御部
Ｄ、Ｅ モノマー
Ｍ 反応溶媒
Ｐ ＰＥＴ溶液
Ｐｄ 溶解液
Ｐｍ ＰＥＴ原料
Ｒ 不純物
Ｒ１ 第１不純物
Ｒ２ 第２不純物
Ｒ３ 第３不純物
１４ 溶媒貯留部
１６ 反応部
１８ 分離部
２０ 貯留部
２２ 排出部
３０ 制御部
Ｄ、Ｅ モノマー
Ｍ 反応溶媒
Ｐ ＰＥＴ溶液
Ｐｄ 溶解液
Ｐｍ ＰＥＴ原料
Ｒ 不純物
Ｒ１ 第１不純物
Ｒ２ 第２不純物
Ｒ３ 第３不純物
Claims (6)
- カルボン酸由来のモノマーにポリエチレンテレフタラートが溶解したＰＥＴ溶液と、前記ポリエチレンテレフタラート以外の成分である不純物とを含む溶解液が貯留されて、前記溶解液を、重力により前記ＰＥＴ溶液と前記不純物とに分離する貯留部と、
分離された前記不純物を前記貯留部内から排出する排出部と、
分離された前記ＰＥＴ溶液と、ポリエチレンテレフタラートと反応する反応溶媒とが導入されて、前記ＰＥＴ溶液中のポリエチレンテレフタラートを解重合する反応部と、
前記排出部から排出された前記不純物の少なくとも一部を前記溶解液に導入する導入部と、
を有する、分離システム。 - 前記排出部は、前記貯留部内において前記ＰＥＴ溶液よりも下層に分離された前記不純物である第１不純物を排出する第１排出部と、前記ＰＥＴ溶液よりも上層に分離された前記不純物である第２不純物を排出する第２排出部と、を含む、請求項１に記載の分離システム。
- 分離された前記ＰＥＴ溶液中に存在する前記不純物である第３不純物を、前記ＰＥＴ溶液から除去する除去部を更に有する、請求項１又は請求項２に記載の分離システム。
- ポリエチレンテレフタラートを含むＰＥＴ原料と、カルボン酸由来のモノマーとが導入されて、前記溶解液を生成する溶解部を更に有し、
前記貯留部は、前記溶解部と接続されて、前記溶解部から前記溶解液が導入される、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の分離システム。 - 前記反応溶媒は、メタノールであり、前記カルボン酸由来のモノマーは、テレフタル酸ジメチルである、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の分離システム。
- カルボン酸由来のモノマーにポリエチレンテレフタラートが溶解したＰＥＴ溶液と、前記ポリエチレンテレフタラート以外の成分である不純物とを含む溶解液を、重力により前記ＰＥＴ溶液と前記不純物とに分離するステップと、
分離された前記不純物を排出するステップと、
分離された前記ＰＥＴ溶液と、ポリエチレンテレフタラートと反応する反応溶媒とを反応させて、前記ＰＥＴ溶液中のポリエチレンテレフタラートを解重合するステップと、
排出された前記不純物の少なくとも一部を前記溶解液に導入するステップと、
を有する、
分離方法。
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