JP7475614B2 - ポリオレフィン系廃プラスチックの低温分解による水素リッチ合成ガスの製造方法 - Google Patents
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Description
反応液中のH2O2は完全に分解されており、検出した結果、生成物にはH2O2が含有されておらず、このため、H2O2の残留によって第2段階の改質反応の触媒が悪影響を受けることはない。
強酸化剤である高濃度H2O2はC-C結合を酸化分解する過酷な条件を引き起こしやすく、一方、H2O2濃度が低すぎると酸化が不十分になり、このため、H2O2を0.25%~6%含有する過酸化水素水は低温の条件でポリオレフィン系プラスチックを酸化前処理することができ、かつH2O2の含有量が0.5~2%である場合、第2段階の改質反応により得られた水素ガスの収率や濃度は最も好適である。
温度が低すぎると、ポリオレフィン系プラスチックの酸化反応が弱まり、温度が高すぎると、有機物の脱炭酸反応、即ち、長鎖カルボン酸の熱分解が起こることがあり、酸化時間が長くなると、ポリオレフィン系プラスチックの酸化反応にも改質反応にも不利である。
液相生成物は主として酢酸であり、ギ酸、プロピオン酸など他の短鎖小分子酸の含有量が極めて低く、改質反応の触媒の活性に悪影響を及ぼすことがない。
使用されるメソポーラスカーボンの比表面積が1400~1500m2/gであるため、より多くの活性部材が提供される。
メソポーラスカーボン担持Ruシングルメタル触媒は、ポリオレフィンの酸化前処理に対して最も高いH2選択性を示し、しかも、メソポーラスカーボン担持Ruシングルメタル触媒で触媒する場合水素ガスの収率や水素ガスの濃度は最も高いが、Ru金属が高価であり、水熱環境ではシングルメタル触媒は安定性が低く、不活化しやすいことを考慮して、担持金属の全量を変化させることなく活性金属Ruの一部の代わりとして非貴金属を添加することによって、触媒のコストを効果的に削減できる。また、本発明で提供されるメソポーラスカーボン担持Ru-Niバイメタル触媒の場合は、水素ガスの収率が数倍増加し、製造中にRuNi合金が形成され、触媒の安定性が大幅に向上する。
ステップ1:脱イオン水で商用30% 過酸化水素水を希釈し、6%H2O2 の水溶液80mlを製造し、低密度ポリエチレン0.16g及び製造された希過酸化水素水を水熱反応器に投入して、H2O2とプラスチックとの比を10:1とし、反応条件として反応温度200℃、反応時間60min、反応圧力0.5MPaで酸化前処理を行い、主要な液相生成物として酢酸、気相生成物として二酸化炭素及び酸素ガスを得た。
ステップ1:脱イオン水で商用30% 過酸化水素水を希釈し、4% 過酸化水素水80mlを製造し、低密度ポリエチレン0.16g及び製造された希過酸化水素水を水熱反応器に投入して、H2O2とプラスチックとの比を10:1とし、反応条件として反応温度200℃、反応時間60min、反応圧力0.5MPaで酸化前処理を行い、主要な液相生成物として酢酸、気相生成物として二酸化炭素及び酸素ガスを得た。
ステップ1:脱イオン水で商用30% 過酸化水素水を希釈し、2% 過酸化水素水80mlを製造し、低密度ポリエチレン0.16g及び製造された希過酸化水素水を水熱反応器に投入して、H2O2とプラスチックとの比を10:1とし、反応条件として反応温度200℃、反応時間60min、反応圧力0.5MPaで酸化前処理を行い、主要な液相生成物として酢酸、気相生成物として二酸化炭素及び酸素ガスを得た。
ステップ1:脱イオン水で希釈商用30% 過酸化水素水、製造80ml 1% 過酸化水素水、低密度ポリエチレン0.16g及び製造された希過酸化水素水を水熱反応器に投入して、H2O2とプラスチックとの比を10:1とし、反応条件として反応温度200℃、反応時間60min、反応圧力0.5MPaで酸化前処理を行い、主要な液相生成物として酢酸、気相生成物として二酸化炭素及び酸素ガスを得た。
ステップ2は実施例1のステップ2と同様であり、触媒の製造方法は実施例1と同様であった。
ステップ1:脱イオン水で商用30% 過酸化水素水を希釈し、0.5% 過酸化水素水80mlを製造し、低密度ポリエチレン0.16g及び製造された希過酸化水素水を水熱反応器に投入して、H2O2とプラスチックとの比を10:1とし、反応条件として反応温度200℃、反応時間60min、反応圧力0.5MPaで酸化前処理を行い、主要な液相生成物として酢酸、気相生成物として二酸化炭素及び酸素ガスを得た。
ステップ2は実施例1のステップ2と同様であり、触媒の製造方法は実施例1と同様であった。
ステップ1:脱イオン水で商用30% 過酸化水素水を希釈し、0.25%過酸化水素水80mlを製造し、低密度ポリエチレン0.16g及び製造された希過酸化水素水を水熱反応器に投入して、H2O2とプラスチックとの比を10:1とし、反応条件として反応温度200℃、反応時間60min、反応圧力0.5MPaで酸化前処理を行い、主要な液相生成物として酢酸、気相生成物として二酸化炭素及び酸素ガスを得た。
ステップ2は実施例1のステップ2と同様であり、触媒の製造方法は実施例1と同様であった。
ステップ1:脱イオン水で商用30% 過酸化水素水を希釈し、0.5% 過酸化水素水80mlを製造し、低密度ポリエチレン0.16g及び製造された希過酸化水素水を水熱反応器に投入して、H2O2とプラスチックとの比を3:1とし、反応条件として反応温度200℃、反応時間60min、反応圧力0.5MPaで酸化前処理を行い、主要な液相生成物として酢酸、気相生成物として二酸化炭素及び酸素ガスを得た。
ステップ2は実施例1のステップ2と同様であり、触媒の製造方法は実施例1と同様であった。
ステップ1:脱イオン水で商用30% 過酸化水素水を希釈し、0.5% 過酸化水素水80mlを製造し、低密度ポリエチレン0.16g及び製造された希過酸化水素水を水熱反応器に投入して、H2O2とプラスチックとの比を5:1とし、反応条件として反応温度200℃、反応時間60min、反応圧力0.5MPaで酸化前処理を行い、主要な液相生成物として酢酸、気相生成物として二酸化炭素及び酸素ガスを得た。
ステップ2は実施例1のステップ2と同様であり、触媒の製造方法は実施例1と同様であった。
ステップ1:脱イオン水で商用30% 過酸化水素水を希釈し、0.5% 過酸化水素水80mlを製造し、低密度ポリエチレン0.16g及び製造された希過酸化水素水を水熱反応器に投入して、H2O2とプラスチックとの比を20:1とし、反応条件として反応温度200℃、反応時間60min、反応圧力0.5MPaで酸化前処理を行い、主要な液相生成物として酢酸、気相生成物として二酸化炭素及び酸素ガスを得た。
ステップ2は実施例1のステップ2と同様であり、触媒の製造方法は実施例1と同様であった。
ステップ1:脱イオン水で商用30% 過酸化水素水を希釈し、0.5% 過酸化水素水80mlを製造し、低密度ポリエチレン0.16g及び製造された希過酸化水素水を水熱反応器に投入して、H2O2とプラスチックとの比を40:1とし、反応条件として反応温度200℃、反応時間60min、反応圧力0.5MPaで酸化前処理を行い、主要な液相生成物として酢酸、気相生成物として二酸化炭素及び酸素ガスを得た。
ステップ2は実施例1のステップ2と同様であり、触媒の製造方法は実施例1と同様であった。
ステップ1:脱イオン水で商用30% 過酸化水素水を希釈し、0.5% 過酸化水素水80mlを製造し、低密度ポリエチレン0.16g及び製造された希過酸化水素水を水熱反応器に投入して、H2O2とプラスチックとの比を80:1とし、反応条件として反応温度200℃、反応時間60min、反応圧力0.5MPaで酸化前処理を行い、主要な液相生成物として酢酸、気相生成物として二酸化炭素及び酸素ガスを得た。
ステップ2は実施例1のステップ2と同様であり、触媒の製造方法は実施例1と同様であった。
ステップ1:脱イオン水で商用30% 過酸化水素水を希釈し、0.5% 過酸化水素水を製造し、低密度ポリエチレン0.16g及び製造された希過酸化水素水を水熱反応器に投入して、H2O2とプラスチックとの比を10:1とし、反応条件として反応温度180℃、反応時間60min、反応圧力0.5MPaで酸化前処理を行い、主要な液相生成物として酢酸、気相生成物として二酸化炭素及び酸素ガスを得た。
ステップ2は実施例1のステップ2と同様であり、触媒の製造方法は実施例1と同様であった。
ステップ1:脱イオン水で商用30% 過酸化水素水を希釈し、0.5% 過酸化水素水80mlを製造し、低密度ポリエチレン0.16g及び製造された希過酸化水素水を水熱反応器に投入して、H2O2とプラスチックとの比を10:1とし、反応条件として反応温度190℃、反応時間60min、反応圧力0.5MPaで酸化前処理を行い、主要な液相生成物として酢酸、気相生成物として二酸化炭素及び酸素ガスを得た。
ステップ2は実施例1のステップ2と同様であり、触媒の製造方法は実施例1と同様であった。
ステップ1:脱イオン水で商用30% 過酸化水素水を希釈し、0.5% 過酸化水素水80mlを製造し、低密度ポリエチレン0.16g及び製造された希過酸化水素水を水熱反応器に投入して、H2O2とプラスチックとの比を10:1とし、反応条件として反応温度210℃、反応時間60min、反応圧力2MPaで酸化前処理を行い、主要な液相生成物として酢酸、気相生成物として二酸化炭素及び酸素ガスを得た。
ステップ2は実施例1のステップ2と同様であり、触媒の製造方法は実施例1と同様であった。
ステップ1は実施例1のステップ1と同様であった。
ステップ2:メソポーラスカーボン担持Niシングルメタル触媒が充填された反応器に第1段階の酸化前処理による液相生成物を投入した。反応条件として、反応温度240℃、反応時間120min、反応圧力4MPaとした。
メソポーラスカーボン担持Niシングルメタル触媒の製造方法は以下のとおりであった。メソポーラスカーボンを120~150メッシュとなるまで篩にかけて、金属の全担持量を5wt%として、所定量のメソポーラスカーボン及び塩化ニッケル六水和物を脱イオン水に加え、室温で均一に撹拌して12時間浸漬後、80℃で全部の水分が蒸発されるまで撹拌し続け、得たサンプルを105℃のオーブンにて12時間乾燥させ、550℃、10%H2~90%Arで4時間還元した。
ステップ1は実施例1のステップ1と同様であった。
ステップ2:メソポーラスカーボン担持Ptシングルメタル触媒が充填された反応器に第1段階の酸化前処理による液相生成物を投入した。反応条件として、反応温度240℃、反応時間120min、反応圧力4MPaとした。
メソポーラスカーボン担持Ptシングルメタル触媒の製造方法は以下のとおりであった。メソポーラスカーボンを120~150メッシュとなるまで篩にかけて、金属の全担持量を5wt%として、所定量のメソポーラスカーボン及び塩化白金酸を脱イオン水に加え、室温で均一に撹拌して12時間浸漬後、80℃で全部の水分が蒸発されるまで撹拌し続け、得たサンプルを105℃のオーブンにて12時間乾燥させ、550℃、10%H2~90%Arで4時間還元した。
ステップ1は実施例1のステップ1と同様であった。
ステップ2:RuとNiとの担持質量比を4:1とするメソポーラスカーボン担持Ru-Niバイメタル触媒が充填された反応器に第1段階の酸化前処理による液相生成物を投入した。反応条件として、反応温度240℃、反応時間120min、反応圧力4MPaとした。
前記メソポーラスカーボン担持Ru-Niバイメタル触媒の製造方法は以下のとおりであった。メソポーラスカーボンを120~150メッシュとなるまで篩にかけて、金属の全担持量を5wt%として、所定量のメソポーラスカーボン、塩化ニッケル六水和物及び塩化ルテニウムを所定の割合で脱イオン水に加え、室温で均一に撹拌して12時間浸漬後、80℃で全部の水分が蒸発されるまで撹拌し続け、得たサンプルを105℃のオーブンにて12時間乾燥させ、550℃、10%H2~90%Arで4時間還元した。
ステップ1は実施例1のステップ1と同様であった。
ステップ2:RuとNiとの担持質量比を1:1とするメソポーラスカーボン担持Ru-Niバイメタル触媒が充填された反応器に第1段階の酸化前処理による液相生成物を投入した。反応条件として、反応温度240℃、反応時間120min、反応圧力4MPaとした。
前記メソポーラスカーボン担持Ru-Niバイメタル触媒の製造方法は以下のとおりであった。メソポーラスカーボンを120~150メッシュとなるまで篩にかけて、金属の全担持量を5wt%として、所定量のメソポーラスカーボン及びソポーラスカーボン、塩化ニッケル六水和物、及び塩化ルテニウムを所定の割合で脱イオン水に加え、室温で均一に撹拌して12時間浸漬後、80℃で全部の水分が蒸発されるまで撹拌し続け、得たサンプルを105℃のオーブンにて12時間乾燥させ、550℃、10%H2~90%Arで4時間還元した。
ステップ1は実施例1のステップ1と同様であった。
ステップ2:RuとNiとの担持質量比を1:4とするメソポーラスカーボン担持Ru-Niバイメタル触媒が充填された反応器に第1段階の酸化前処理による液相生成物を投入した。反応条件として、反応温度240℃、反応時間120min、反応圧力4MPaとした。
前記メソポーラスカーボン担持Ru-Niバイメタル触媒の製造方法は以下のとおりであった。メソポーラスカーボンを120~150メッシュとなるまで篩にかけて、金属の全担持量を5wt%として、所定量のメソポーラスカーボン及びソポーラスカーボン、塩化ニッケル六水和物、及び塩化ルテニウムを所定の割合で脱イオン水に加え、室温で均一に撹拌して12時間浸漬後、80℃で全部の水分が蒸発されるまで撹拌し続け、得たサンプルを105℃のオーブンにて12時間乾燥させ、550℃下、10%H2~90%Arで4時間還元した。
ステップ1は実施例1のステップ1と同様であった。
ステップ2:実施例17で使用されした後に回収されたメソポーラスカーボン担持Ru-Niバイメタル触媒であるメソポーラスカーボン担持Ru-Niバイメタル触媒が充填された反応器に第1段階の酸化前処理による液相生成物を投入した。反応条件として、反応温度240℃、反応時間120min、反応圧力4MPaとした。
ステップ1は実施例1のステップ1と同様であった。
ステップ2:実施例20で使用された後に回収したメソポーラスカーボン担持Ru-Niバイメタル触媒であるメソポーラスカーボン担持Ru-Niバイメタル触媒が充填された反応器に第1段階の酸化前処理による液相生成物を投入した。反応条件として、反応温度240℃、反応時間120min、反応圧力4MPaとした。
ステップ1は実施例1のステップ1と同様であった。
ステップ2:実施例21で使用された後に回収したメソポーラスカーボン担持Ru-Niバイメタル触媒であるメソポーラスカーボン担持Ru-Niバイメタル触媒が充填された反応器に第1段階の酸化前処理による液相生成物を投入した。反応条件として、反応温度240℃、反応時間120min、反応圧力4MPaとした。
ステップ1は実施例1のステップ1と同様であった。
ステップ2:実施例5で回収されたRuシングルメタル触媒であるメソポーラスカーボン担持Ruシングルメタル触媒が充填された反応器に第1段階の酸化前処理による液相生成物を投入した。反応条件として、反応温度240℃、反応時間120min、反応圧力4MPaとした。
ステップ1は実施例1のステップ1と同様であった。
ステップ2:実施例23で使用された後に回収したメソポーラスカーボン担持Ru-Niバイメタル触媒であるメソポーラスカーボン担持Ru-Niバイメタル触媒が充填された反応器に第1段階の酸化前処理による液相生成物を投入した。反応条件として、反応温度240℃、反応時間120min、反応圧力4MPaとした。
ステップ1は実施例1のステップ1と同様であった。
ステップ2:実施例24で使用された後に回収したメソポーラスカーボン担持Ru-Niバイメタル触媒であるメソポーラスカーボン担持Ru-Niバイメタル触媒が充填された反応器に第1段階の酸化前処理による液相生成物を投入した。反応条件として、反応温度240℃、反応時間120min、反応圧力4MPaとした。
ステップ1:脱イオン水で商用30% 過酸化水素水を希釈し、0.5% 過酸化水素水80mlを製造し、高密度ポリエチレン0.16g及び製造された希過酸化水素水を水熱反応器に投入して、H2O2とプラスチックとの比を10:1とし、反応条件として反応温度200℃、反応時間60min、反応圧力0.5MPaで酸化前処理を行い、主要な液相生成物として酢酸、気相生成物として二酸化炭素及び酸素ガスを得た。
ステップ2は実施例17のステップ2と同様であり、触媒の製造方法は実施例17と同様であった。
ステップ1:脱イオン水で商用30% 過酸化水素水を希釈し、2% 過酸化水素水80mlを製造し、ポリプロピレン0.16g及び製造された希過酸化水素水を水熱反応器に投入して、H2O2とプラスチックとの比を10:1とし、反応条件として反応温度200℃、反応時間60min、反応圧力0.5MPaで酸化前処理を行い、主要な液相生成物として酢酸、気相生成物として二酸化炭素及び酸素ガスを得た。
ステップ2は実施例1のステップ2と同様であり、触媒の製造方法は実施例1と同様であった。
ステップ1:脱イオン水で商用30% 過酸化水素水を希釈し、1% 過酸化水素水80mlを製造し、ポリプロピレン0.16g及び製造された希過酸化水素水を水熱反応器に投入して、H2O2とプラスチックとの比を10:1とし、反応条件として反応温度200℃、反応時間60min、反応圧力0.5MPaで酸化前処理を行い、主要な液相生成物として酢酸、気相生成物として二酸化炭素及び酸素ガスを得た。
ステップ2は実施例1のステップ2と同様であり、触媒の製造方法は実施例1と同様であった。
ステップ1:脱イオン水で商用30% 過酸化水素水を希釈し、0.5% 過酸化水素水80mlを製造し、高密度ポリエチレン0.16g及び製造された希過酸化水素水を水熱反応器に投入して、H2O2とプラスチックとの比を10:1とし、反応条件として反応温度200℃、反応時間30min、反応圧力1MPaで酸化前処理を行い、主要な液相生成物として酢酸、気相生成物として二酸化炭素及び酸素ガスを得た。
触媒の製造方法は実施例16と同様であった。
ステップ1:脱イオン水で商用30% 過酸化水素水を希釈し、0.5% 過酸化水素水を製造し、高密度ポリエチレン0.16g及び製造された希過酸化水素水を水熱反応器に投入して、H2O2とプラスチックとの比を10:1とし、反応条件として反応温度200℃、反応時間90min、反応圧力1MPaで酸化前処理を行い、主要な液相生成物として酢酸、気相生成物として二酸化炭素及び酸素ガスを得た。
ステップ2は実施例29のステップ2と同様であり、触媒の製造方法は実施例17と同様であった。
ステップ1:脱イオン水で商用30% 過酸化水素水を希釈し、0.5% 過酸化水素水80mlを製造し、低密度ポリエチレン0.16g及び製造された希過酸化水素水を水熱反応器に投入して、H2O2とプラスチックとの比を10:1とし、反応条件として反応温度150℃、反応時間60min、反応圧力2MPaで酸化前処理を行い、主要な液相生成物として酢酸、気相生成物として二酸化炭素及び酸素ガスを得た。
ステップ2は実施例1のステップ2と同様であり、触媒の製造方法は実施例1と同様であった。
ステップ1:脱イオン水で商用30% 過酸化水素水を希釈し、0.5% 過酸化水素水80mlを製造し、低密度ポリエチレン0.16g及び製造された希過酸化水素水を水熱反応器に投入して、H2O2とプラスチックとの比を10:1とし、反応条件として反応温度220℃、反応時間60min、反応圧力2MPaで酸化前処理を行い、主要な液相生成物として酢酸、気相生成物として二酸化炭素及び酸素ガスを得た。
ステップ2は実施例1のステップ2と同様であり、触媒の製造方法は実施例1と同様であった。
ステップ1:脱イオン水で商用30% 過酸化水素水を希釈し、0.5% 過酸化水素水80mlを製造し、低密度ポリエチレン0.16g及び製造された希過酸化水素水を水熱反応器に投入して、H2O2とプラスチックとの比を10:1とし、反応条件として反応温度230℃、反応時間60min、反応圧力2MPaで酸化前処理を行い、主要な液相生成物として酢酸、気相生成物として二酸化炭素及び酸素ガスを得た。
実施例1~33において触媒改質を行って得た気相生成物についてガスクロマトグラフィーにより試験し、関連指標を算出し、実験データを表1に示す。
注:
MEC:メソポーラスカーボン
Ru/MEC:メソポーラスカーボン担持Ruシングルメタル触媒
Ni/MEC:メソポーラスカーボン担持Niシングルメタル触媒
Pt/MEC:メソポーラスカーボン担持Ptシングルメタル触媒
4Ru-1Ni/MEC:RuとNiとの担持質量比を4:1とするメソポーラスカーボン担持Ru-Niバイメタル触媒
1Ru-1Ni/MEC:RuとNiとの担持質量比を1:1とするメソポーラスカーボン担持Ru-Niバイメタル触媒
1Ru-4Ni/MEC:RuとNiとの担持質量比を1:4とするメソポーラスカーボン担持Ru-Niバイメタル触媒
H2O2-プラスチック比:H2O2-ポリオレフィンの質量比である。
以上の通り、第1段階の反応における過酸化水素水中のH2O2濃度が0.25~1%である場合、2段階において得られた水素ガスの収率及び濃度は高く、しかも、H2O2の濃度が0.5%である場合、水素を製造する効果は最も好適である。
実施例5、実施例17及び実施例20~25から分かるように、メソポーラスカーボン担持Ru-Niバイメタル触媒は、本発明の運行条件では、Ruシングルメタルよりも高い安定性を示す。
Claims (9)
- ポリオレフィン系プラスチック1重量部と、H2O2を0.25%~6%の濃度で含有する過酸化水素水3重量部以上とを秤量する、ステップ(1)と、
秤量したポリオレフィン系プラスチックと過酸化水素水を水熱反応器に投入して、酸化前処理反応を反応温度150~230℃で行い、反応が終了すると、液相生成物と気相生成物を得るステップ(2)と、
別の水熱反応器にメソポーラスカーボン担持金属系触媒を投入して、ステップ(2)で得られた液相生成物を水熱反応器に入れて、改質反応を行い、水素リッチ合成ガス生成物を得るステップ(3)とを含み、
前記ステップ(2)で得られた液相生成物の主成分は酢酸であり、気相生成物は酸素ガスと二酸化炭素である、
ことを特徴とするポリオレフィン系廃プラスチックの低温分解による水素リッチ合成ガスの製造方法。 - 前記ステップ(1)では、過酸化水素水中のH2O2の含有量が0.5~2%である、ことを特徴とする請求項1に記載のポリオレフィン系廃プラスチックの低温分解による水素リッチ合成ガスの製造方法。
- 前記ステップ(1)では、過酸化水素水は3~80重量部である、ことを特徴とする請求項1に記載のポリオレフィン系廃プラスチックの低温分解による水素リッチ合成ガスの製造方法。
- 前記ステップ(1)では、過酸化水素水は5~10重量部であり、ステップ(2)では、反応圧力は0.5~2MPa、反応時間は30~90minである、ことを特徴とする請求項3に記載のポリオレフィン系廃プラスチックの低温分解による水素リッチ合成ガスの製造方法。
- 前記ステップ(2)では、反応温度は190~200℃、反応圧力は1MPa、反応時間は30~60minである、ことを特徴とする請求項4に記載のポリオレフィン系廃プラスチックの低温分解による水素リッチ合成ガスの製造方法。
- 前記ステップ(3)では、改質反応は、反応温度200~240℃、反応圧力2~4MPa、反応時間120~180minである、ことを特徴とする請求項1に記載のポリオレフィン系廃プラスチックの低温分解による水素リッチ合成ガスの製造方法。
- 前記ステップ(3)では、メソポーラスカーボン担持金属系触媒はメソポーラスカーボン担持Ruシングルメタル、メソポーラスカーボン担持Niシングルメタル、メソポーラスカーボン担持Ptシングルメタル、及びメソポーラスカーボン担持Ru-Niバイメタルのうちの1種又は複数種である、ことを特徴とする請求項1に記載のポリオレフィン系廃プラスチックの低温分解による水素リッチ合成ガスの製造方法。
- 前記ステップ(3)では、メソポーラスカーボン担持金属系触媒は、RuとNiとの担持質量比を4:1、1:1又は1:4とするメソポーラスカーボン担持Ru-Niバイメタル触媒である、ことを特徴とする請求項7に記載のポリオレフィン系廃プラスチックの低温分解による水素リッチ合成ガスの製造方法。
- 前記ポリオレフィン系プラスチックはポリプロピレン、低密度ポリエチレン及び高密度ポリエチレンから選ばれる1種又は複数種である、ことを特徴とする請求項1に記載のポリオレフィン系廃プラスチックの低温分解による水素リッチ合成ガスの製造方法。
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106423199A (zh) | 2016-09-06 | 2017-02-22 | 北京化工大学 | 一种负载型的高分散NiRu双金属催化剂的制备方法及其催化应用 |
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GR1002714B (el) * | 1995-05-03 | 1997-06-10 | Zhang Zhaolong | Καταλυτες για τη μερικη οξειδωση ελαφρων υδρογονανθρακων προς αεριο συνθεσης. |
CN100519408C (zh) * | 2005-08-10 | 2009-07-29 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 聚烯烃催化裂解制备氢气和碳纳米管 |
US8173044B1 (en) * | 2011-05-09 | 2012-05-08 | Cool Planet Biofuels, Inc. | Process for biomass conversion to synthesis gas |
CN103979492A (zh) * | 2013-01-17 | 2014-08-13 | 中国科学院上海高等研究院 | 二氧化碳-甲烷自热重整制备合成气的工艺方法 |
CN109225250B (zh) * | 2018-09-19 | 2019-10-25 | 成都理工大学 | 一种乙酸自热重整制氢的镍铬锰介孔复合氧化物催化剂 |
WO2021087160A1 (en) * | 2019-10-29 | 2021-05-06 | Radical Plastics, Inc. | Compositions and methods of using fine mineral matter as a catalyst for chemical recycling |
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Patent Citations (5)
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---|---|---|---|---|
US20200262997A1 (en) | 2016-01-05 | 2020-08-20 | Yissum Research Development Company Of The Hebrew University Of Jerusalem Ltd. | A process for treating plastic waste |
CN106423199A (zh) | 2016-09-06 | 2017-02-22 | 北京化工大学 | 一种负载型的高分散NiRu双金属催化剂的制备方法及其催化应用 |
CN109054079A (zh) | 2018-09-10 | 2018-12-21 | 遵义师范学院 | 一种废弃塑料两级水解装置及方法 |
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