JPH0717914B2 - 低沸点炭化水素油の製造方法 - Google Patents

低沸点炭化水素油の製造方法

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JPH0717914B2
JPH0717914B2 JP1218760A JP21876089A JPH0717914B2 JP H0717914 B2 JPH0717914 B2 JP H0717914B2 JP 1218760 A JP1218760 A JP 1218760A JP 21876089 A JP21876089 A JP 21876089A JP H0717914 B2 JPH0717914 B2 JP H0717914B2
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melt
tank
thermal decomposition
polyolefin
plastic
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孝範 小野
寿夫 弘田
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モービル オイル コーポレーション
フジリサイクル株式会社
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  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はポリオレフィン系プラスチックからガソリンそ
の他の素原料として有用な低沸点炭化水素油を製造する
方法に関する。
(従来の技術) 近年プラスチックの生産量の増加に伴いその廃物の処理
が社会問題化していることは周知の通りである。プラス
チックの種類によってはその再利用の技術開発の実用段
階に達しているものも少なくない。
しかし我国での熱可塑性プラスチックの生産量の約半分
ほどを占めているといわれるポリオレフィン系プラスチ
ックの再利用の技術は成型材料としての再利用等小規模
なものを除き十分な実用効果を得るには至っていない。
ポリオレフィン系プラスチックを低分子量炭化水素に変
換して燃料油等として再利用する検討もいくつかなされ
てているが、生成物の性状、連続操作等実用上いくつか
の解決すべき課題を有している。
(発明が解決すべき課題) 本発明の目的はポリオレフィン系プラスチックから低沸
点低流動点を有する高品質の炭化水素油を効率的に高収
率にて且つ長期間安定に取得する方法を提供することに
ある。
(課題を解決するための手段) 本発明はポリオレフィン系プラスチックを溶融混合槽で
溶融混合し、溶融物を熱分解槽に移して350〜450℃で熱
分解させ、発生した蒸気状生成物をゼオライト触媒層に
導いて300〜420℃で接触転化する低沸点炭化水素油の製
造方法において、操作開始時点においてワックスの共存
下にポリオレフィン系プラスチックを溶融混合槽中で溶
融混合し、その後熱分解槽中の溶融物の一部を溶融混合
槽に循環することを特徴とする低沸点炭化水素油の製造
方法にある。
本発明方法に共するプラスチックはポリオレフィン系プ
ラスチックであれば本質的にはいずれでもよく、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、さらにはポリ
スチレン等(それらを必須成分とする共重合体や混合物
も含む)のオレフィン性二重結合をもつ炭化水素の重合
体が例示されるが、通常C2〜C4のオレフィンの重合体、
特にポリエチレンが好ましく用いられる。これらは通常
廃棄物(産業廃棄物、家庭廃棄物、工場での不合格品
等)の形で本発明に供される。その形状は、フイルム、
シート、成型品等いずれでもよいが、農園芸用途等に用
いられたフイルム、シート類は特に好ましい。
以下図面に基づいて本発明を説明する。
第1図は本発明方を実施するに適する概略工程図であ
る。
ポリオレフィン系プラスチックは通常適宜の手段で粉砕
された後押出機1等を用いて加熱され軟化もしくは溶融
状態で溶融混合槽2に導入される。溶融混合槽は原料を
混合し均一な溶融物にする機能をもつていればその形式
はいづれでもよい。そのような機能をもった押出機を用
いることができる場合にはこれも本発明にいう溶融混合
槽に包含される。溶融物は次いで熱分解槽3に導入され
る。熱分解槽では溶融物を熱によって分解(クラッキン
グ)する。熱分解槽では溶融液相レベルがほぼ一定に保
たれるように溶融物を供給することが好ましい。この
(第1次)熱分解は撹拌下に行なってもよいしまた無機
多孔質粒状物等の充填材の存在下に行うこともできる。
しかし充填材非存在下の実施がむしろ好ましい。加熱温
度は被処理物の熱分解槽温度によって異なるが、通常35
0〜450℃程度である。圧力条件は特に限定されないが、
通常常圧近傍が好ましい。加熱は熱分解槽自体を加熱す
ることもできるが系外加熱方式が好ましい。即ち熱分解
槽中の溶融物を加熱炉5に導き所望の温度に加熱して熱
分解槽3に循環する。熱分解槽中での熱分解によって発
生した蒸気状生成物は順次ゼオライト触媒層4に導入さ
れ接触転化される。ゼオライト触媒としては1〜12の範
囲の拘束係数をもつゼオライトが好ましく用いられる。
拘束係数(constraint index)はたとえば米国特許第40
16218に定義されている。
かかる型のゼオライトの具体例としてはZSM−5、ZSM−
11、ZSM−12、ZSM−23、ZSM−35、ZSM−38、ZSM−48等
があり、特にZSM−5が好ましく用いられる。
ZSM−5はそのX線回折パターン中に、合成した状態に
おいて、次に示す線を有する結晶性ゼオライトである。
格子面間隔 相対強度 11.2±0.2 S 10.1±0.2 S 3.86±0.08 VS 3.72±0.08 S 3.66±0.05 M かかるゼオライトは通常酸型(当初のアルカリ金属をH
で置きかえた型)で用いられるが、必要に応じ白金その
他の金属を有するものも用いられる。かかるゼオライト
は通常それ自体で又はアルミナ等の担体と共に粒径0.1
〜10mm程度の任意の形に成型して用いられる。
このゼオライト触媒層での接触転化反応は通常の操作で
は300〜420℃、好ましくは350〜480℃の温度で行われ
る。熱分解生成物をかかるゼオライト触媒層に通すこと
により、分解反応だけでなく、異性化反応、芳香族化反
応等が生起し、生成物の品質向上と収率向上に顕著な効
果をもたらす。また操作上も温度条件の低下や安定した
連続操作を可能にする等の効果を示す。またこの触媒は
再生使用してもその効果が維持される。
尚熱分解槽で発生した蒸気状生成物は直接触媒層4に導
入してもよいが、同伴されるおそれのある大粒子状液状
物(溶融物)を分けて熱分解槽にもどす機能をもつ分離
器6を介して導入することが好ましい。かかる分離器と
しては蒸気状物と粒状液状物を分離しうる機能をもつも
のであればどのような形式のものでも用いうる。触媒層
で触媒転化された生成物は冷却されガス状生成物と液状
生成物に分けられる。液状生成物が目的とする生成物で
ある。ガス状生成物はそれ自身気体燃料等としての用途
を有するが、たとえば加熱炉5の加熱用に用いることに
より、本発明方法のなかで有効利用することもできる。
本発明では上記の如き2段階において熱分解槽中の溶融
物の一部を溶融混合槽2に循環することを本質とする。
第1図では経路7を通って循環しているが、勿論熱分解
槽3から溶融混合槽2に独立の循環経路を設けることも
可能である。循環量は原料の粘度等の性状等によって異
なるが、通常供給するポリオレフィン系プラスチック1
重量部に対し0.1〜1.5重量部特に0.5〜1.2重量部程度が
好ましい。本発明ではこのように溶融物の一部を溶融混
合槽に循環することにより、原料の均一混合をより効果
的に達すると共に生成物の品質も顕著に向上するという
効果を示す。
尚操作開始初期の循環すべき溶融物が実質上存在しない
時点では溶融混合槽にワックス8を供給する。この場合
のワックスの量は最初に供給するポリオレフィン系プラ
スチック1重量部に対し0.5〜5重量部程度が好まし
い。
かくして得られる液状生成物は低温での流動性の高い高
品質の炭化水素油であり、ガソリン等の高付加価値製品
として利用することができる。次に実施例に基づいて本
発明を説明する 実施例1 回収したポリエチレン製ボトルを粉砕機で粉砕しスクリ
ューフィーダ1に入れ230〜300℃に加熱して、溶融混合
槽2中に押し出した。溶融混合槽内には予めポリエチレ
ン重量部に対し約5重量部のワックスを入れ加熱してお
いた。加熱は槽外部を熱媒油で加熱することにより行な
い加熱温度は約280〜300℃とした。溶融混合槽から溶融
物を第1図に従ってポンプを介して熱分解槽3に導びく
と共にその温度を380〜400℃に上げ熱分解反応を行なっ
た。この加熱は加熱炉5で390〜420℃に溶融物を加熱す
ることによって行ない、熱分解槽には充填材を配さなか
った。発生した蒸気状生成物をZSM−5触媒を充填した
触媒層4に導びいた。ZSM−5は水素型(H−ZSM−5)
を用い、温度条件としては300〜380℃を用いた。触媒層
下方からの生成物をコンデンサーで冷却しガス分をガス
ホルダーでまた液体分を貯油槽(図示せず)で取得し
た。尚操作が定常化した段階から原料ポリエチレンの供
給量にほぼ相当する割合の分解溶融物を熱分解槽3から
溶融混合槽に循環させた。尚溶融混合槽での混合は撹拌
機によらずギヤポンプによりシェアをかけながら(分
解)溶融物を供給することにより行った。尚循環量は系
内の流動状態を確認しつつ調整した。液体収率64%、ガ
ス収率23%、残渣13%だった。
熱分解槽を出た段階の熱分解油と最終生成物の性状試験
結果を表1に示す。
尚、上記においてワックスを用いなかった場合には製品
油の品質安定までに時間を要した。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法を実施するに適する概略工程図であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−210493(JP,A) 特開 昭63−178195(JP,A) 特開 昭49−66776(JP,A) 特開 昭49−62575(JP,A) 特開 昭50−53475(JP,A) 特開 昭54−117595(JP,A)

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリオレフィン系プラスチックを溶融混合
    槽で溶融混合し、溶融物を熱分解層に移して350〜450℃
    で熱分解させ、発生した蒸気状生成物をゼオライト触媒
    層に導いて300〜420℃で接触転化する低沸点炭化水素油
    の製造方法において、操作開始時点においてワックスの
    共存下にポリオレフィン系プラスチックを溶融混合槽中
    で溶融混合し、その後熱分解槽中の溶融物の一部を溶融
    混合槽に循環することを特徴とする低沸点炭化水素油の
    製造方法。
  2. 【請求項2】熱分解槽中の溶融物の一部を該槽外に導い
    て加熱して後、それを溶融混合槽と熱分解槽とに循環す
    る請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】熱分解槽中での熱分解を実質上充填材の非
    存在下に行う請求項1又は2記載の方法。
  4. 【請求項4】ゼオライトが1〜12の範囲の拘束系数をも
    つゼオライトからなる請求項1〜3のいずれか1項記載
    の方法。
  5. 【請求項5】ゼオライトがZSM−5である請求項1〜4
    のいずれか1項記載の方法。
  6. 【請求項6】ポリオレフィン系プラスチックがポリオレ
    フィン系プラスチック廃棄物からなる請求項1〜5のい
    ずれか1項記載の方法。
  7. 【請求項7】ポリオレフィン系プラスチックがC2〜C4
    オレフィンの単独重合体又は共重合体である請求項1〜
    6のいずれか1項記載の方法。
  8. 【請求項8】ポリオレフィン系プラスチックがポリエチ
    レンである請求項1〜7のいずれか1項記載の方法。
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