JPH10251656A - プラスチックの熱分解方法 - Google Patents
プラスチックの熱分解方法Info
- Publication number
- JPH10251656A JPH10251656A JP6122597A JP6122597A JPH10251656A JP H10251656 A JPH10251656 A JP H10251656A JP 6122597 A JP6122597 A JP 6122597A JP 6122597 A JP6122597 A JP 6122597A JP H10251656 A JPH10251656 A JP H10251656A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plastic
- silica
- oil
- mps
- catalyst
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling
Landscapes
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
- Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 廃プラスチックの熱分解速度を長期間にわた
って高く維持し、分解生成油の極端な軽質化を抑制し、
軽油またはＡ重油相当油を回収することができるプラス
チックの熱分解方法を提供する。 【解決手段】 廃プラスチック１を加熱分解して分解生
成油９として回収するプラスチックの熱分解方法におい
て、廃プラスチック１の溶融液相内に熱分解触媒６とし
て、シリカ含有物質とアルキル基を有する界面活性剤を
反応させて得られたシリカ−ミセル複合体を乾燥、焼成
したメソポーラスシリカ（ＭＰＳ）を存在させて加熱分
解する。
って高く維持し、分解生成油の極端な軽質化を抑制し、
軽油またはＡ重油相当油を回収することができるプラス
チックの熱分解方法を提供する。 【解決手段】 廃プラスチック１を加熱分解して分解生
成油９として回収するプラスチックの熱分解方法におい
て、廃プラスチック１の溶融液相内に熱分解触媒６とし
て、シリカ含有物質とアルキル基を有する界面活性剤を
反応させて得られたシリカ−ミセル複合体を乾燥、焼成
したメソポーラスシリカ（ＭＰＳ）を存在させて加熱分
解する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチックの熱
分解方法に係り、特に、廃プラスチックを加熱分解して
分解生成油として回収するプラスチックの熱分解方法で
あって、分解速度が速く、ガス化を抑制し、同時に生成
油を軽質化することができるプラスチックの熱分解方法
に関する。
分解方法に係り、特に、廃プラスチックを加熱分解して
分解生成油として回収するプラスチックの熱分解方法で
あって、分解速度が速く、ガス化を抑制し、同時に生成
油を軽質化することができるプラスチックの熱分解方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、地球環境問題および廃棄物問題の
高まりにより、廃棄物を無公害で処理すること、再生し
て資源として有効利用することなど廃棄物対策の必要性
が強く叫ばれており、廃棄物の無公害化、再資源化の研
究が盛んに行われている。廃プラスチックについても同
様で、様々な処理、再生方法に係る研究が各所で行われ
ている。
高まりにより、廃棄物を無公害で処理すること、再生し
て資源として有効利用することなど廃棄物対策の必要性
が強く叫ばれており、廃棄物の無公害化、再資源化の研
究が盛んに行われている。廃プラスチックについても同
様で、様々な処理、再生方法に係る研究が各所で行われ
ている。
【０００３】廃プラスチックのリサイクル方法は、マテ
リアルリサイクルとサーマルリサイクルとに大別でき、
サーマルリサイクルは、さらに廃プラスチックを直接燃
焼して熱を回収する方法と、一旦加工して燃料化し、最
終的にエネルギーとして回収する方法とに分かれる。廃
プラスチックの燃料化方法としては、留出物として有用
性の高い油を回収することができる熱分解油化方法が注
目されている。
リアルリサイクルとサーマルリサイクルとに大別でき、
サーマルリサイクルは、さらに廃プラスチックを直接燃
焼して熱を回収する方法と、一旦加工して燃料化し、最
終的にエネルギーとして回収する方法とに分かれる。廃
プラスチックの燃料化方法としては、留出物として有用
性の高い油を回収することができる熱分解油化方法が注
目されている。
【０００４】図７は、従来の、プラスチック熱分解触媒
を用いた廃プラスチックの熱分解方法のプロセスフロー
を示す説明図である。この熱分解油化方法は、被処理材
料である廃プラスチック２１を熱分解槽２２に供給し、
加熱管２３によって間接加熱して熱分解し、分解ガスを
熱交換器２７で一旦加熱したのち、例えばゼオライト系
またはシリカ−アルミナ系の触媒を改質触媒として充填
した触媒層２６に導入して触媒の存在下で軽質化し、分
解ガス２４と分解生成油２５を回収するものである。
を用いた廃プラスチックの熱分解方法のプロセスフロー
を示す説明図である。この熱分解油化方法は、被処理材
料である廃プラスチック２１を熱分解槽２２に供給し、
加熱管２３によって間接加熱して熱分解し、分解ガスを
熱交換器２７で一旦加熱したのち、例えばゼオライト系
またはシリカ−アルミナ系の触媒を改質触媒として充填
した触媒層２６に導入して触媒の存在下で軽質化し、分
解ガス２４と分解生成油２５を回収するものである。
【０００５】しかしながら、この方法は処理対象である
廃プラスチック２１が熱分解した蒸気相を触媒層２６に
導入してこれを軽質化しようとするものであり、プラス
チックの熱分解速度を上昇させる上で限界があった。ま
た、プラスチック熱分解触媒としてゼオライト系または
シリカ−アルミナ系の触媒が使用されていたために、初
期活性はあるものの、その寿命が短く、例えば１００時
間程度で失活し、長時間にわたって高い分解速度を維持
することは困難であった。
廃プラスチック２１が熱分解した蒸気相を触媒層２６に
導入してこれを軽質化しようとするものであり、プラス
チックの熱分解速度を上昇させる上で限界があった。ま
た、プラスチック熱分解触媒としてゼオライト系または
シリカ−アルミナ系の触媒が使用されていたために、初
期活性はあるものの、その寿命が短く、例えば１００時
間程度で失活し、長時間にわたって高い分解速度を維持
することは困難であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来技術の問題点を解決し、廃プラスチックの熱分解速
度を長時間にわたって高く維持することができ、しかも
分解生成油である回収油の極端な軽質化を防止して軽油
またはＡ重油相当の油を回収することができるプラスチ
ックの熱分解方法を提供することにある。
従来技術の問題点を解決し、廃プラスチックの熱分解速
度を長時間にわたって高く維持することができ、しかも
分解生成油である回収油の極端な軽質化を防止して軽油
またはＡ重油相当の油を回収することができるプラスチ
ックの熱分解方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本願で特許請求される発明は以下のとおりである。 （１）廃プラスチックを加熱分解して分解生成油として
回収するプラスチックの熱分解方法において、前記廃プ
ラスチックの溶融液相内に熱分解触媒として、シリカ含
有物質とアルキル基を有する界面活性剤を反応させて得
られたシリカ−ミセル複合体を乾燥、焼成したメソポー
ラスシリカ（ＭＰＳ）を存在させて加熱分解することを
特徴とするプラスチックの熱分解方法。 （２）前記メソポーラスシリカ（ＭＰＳ）の前駆体であ
るシリカ含有物質が、コロイダルシリカと水酸化ナトリ
ウムを反応させた粘稠物を乾燥、焼成したのち水和、乾
燥して得られた多孔質シリカであること特徴とする上記
（１）記載のプラスチックの熱分解方法。 （３）プラスチックの種類または分解条件に応じて細孔
径および比表面積の異なるメソポーラスシリカ（ＭＰ
Ｓ）を使用することを特徴とする上記（１）または
（２）に記載のプラスチックの熱分解方法。
本願で特許請求される発明は以下のとおりである。 （１）廃プラスチックを加熱分解して分解生成油として
回収するプラスチックの熱分解方法において、前記廃プ
ラスチックの溶融液相内に熱分解触媒として、シリカ含
有物質とアルキル基を有する界面活性剤を反応させて得
られたシリカ−ミセル複合体を乾燥、焼成したメソポー
ラスシリカ（ＭＰＳ）を存在させて加熱分解することを
特徴とするプラスチックの熱分解方法。 （２）前記メソポーラスシリカ（ＭＰＳ）の前駆体であ
るシリカ含有物質が、コロイダルシリカと水酸化ナトリ
ウムを反応させた粘稠物を乾燥、焼成したのち水和、乾
燥して得られた多孔質シリカであること特徴とする上記
（１）記載のプラスチックの熱分解方法。 （３）プラスチックの種類または分解条件に応じて細孔
径および比表面積の異なるメソポーラスシリカ（ＭＰ
Ｓ）を使用することを特徴とする上記（１）または
（２）に記載のプラスチックの熱分解方法。
【０００８】本発明は、プラスチックの熱分解用触媒と
してメソポーラスシリカ（ＭＰＳ）を用いることによ
り、プラスチックの分解速度が従来のゼオライト系また
はシリカ−アルミナ系触媒の場合と匹敵するうえ、溶融
プラスチックの高分子炭化水素が極端に軽質化されるこ
とがなく、軽油またはＡ重油相当の分解生成油が得られ
る。また、従来のゼオライト系およびシリカ−アルミナ
系触媒に見られたような触媒表面への炭素質分の析出が
なく、長期間、例えば５，０００時間、安定した熱分解
を行うことができる。
してメソポーラスシリカ（ＭＰＳ）を用いることによ
り、プラスチックの分解速度が従来のゼオライト系また
はシリカ−アルミナ系触媒の場合と匹敵するうえ、溶融
プラスチックの高分子炭化水素が極端に軽質化されるこ
とがなく、軽油またはＡ重油相当の分解生成油が得られ
る。また、従来のゼオライト系およびシリカ−アルミナ
系触媒に見られたような触媒表面への炭素質分の析出が
なく、長期間、例えば５，０００時間、安定した熱分解
を行うことができる。
【０００９】さらに、ＭＰＳをプラスチックの溶融液相
内に存在させて加熱分解することにより、現実にプラス
チックの熱分解が起こっている相内で触媒活性が発現さ
れるので、プラスチックの熱分解速度が向上する。本発
明において、ＭＰＳは、シリカ含有物質とアルキル基を
有する界面活性剤とを反応させて得られたシリカ−ミセ
ル複合体を乾燥、焼成することによって得られたものを
使用する。ＭＰＳの前駆体であるシリカ含有物質は、例
えばコロイダルシリカと水酸化ナトリウムを反応させた
粘稠物を乾燥、焼成したのち水和、乾燥して得られた多
孔質シリカである。
内に存在させて加熱分解することにより、現実にプラス
チックの熱分解が起こっている相内で触媒活性が発現さ
れるので、プラスチックの熱分解速度が向上する。本発
明において、ＭＰＳは、シリカ含有物質とアルキル基を
有する界面活性剤とを反応させて得られたシリカ−ミセ
ル複合体を乾燥、焼成することによって得られたものを
使用する。ＭＰＳの前駆体であるシリカ含有物質は、例
えばコロイダルシリカと水酸化ナトリウムを反応させた
粘稠物を乾燥、焼成したのち水和、乾燥して得られた多
孔質シリカである。
【００１０】本発明において、プラスチック熱分解触媒
であるＭＰＳは、プラスチック溶融液相に分散懸濁させ
ることが好ましく、触媒活性を十分発現させるためその
粒径は、例えば１〜１０ｍｍであることが好ましい。反
応器としては、例えばカーベリー・リアクタが使用され
る。ＭＰＳは、３０Å〜４０Åの細孔径を有する六角形
筒群のハニカム構造多孔体であり、プラスチックの熱分
解を促進させるメカニズムは必ずしも明白ではないが、
図１に示したように、溶融プラスチック、例えば高密度
ポリエチレン（ＨＤＰＥ）の高分子炭化水素鎖がＭＰＳ
に接近し、ハニカムを構成する六角形筒孔に侵入し、こ
こで高分子炭化水素鎖が分解されたのち、六角形筒孔か
ら流出するものと考えられる。このとき、極端な軽質化
が抑制され、例えばＡ重油または軽油相当油が得られ
る。
であるＭＰＳは、プラスチック溶融液相に分散懸濁させ
ることが好ましく、触媒活性を十分発現させるためその
粒径は、例えば１〜１０ｍｍであることが好ましい。反
応器としては、例えばカーベリー・リアクタが使用され
る。ＭＰＳは、３０Å〜４０Åの細孔径を有する六角形
筒群のハニカム構造多孔体であり、プラスチックの熱分
解を促進させるメカニズムは必ずしも明白ではないが、
図１に示したように、溶融プラスチック、例えば高密度
ポリエチレン（ＨＤＰＥ）の高分子炭化水素鎖がＭＰＳ
に接近し、ハニカムを構成する六角形筒孔に侵入し、こ
こで高分子炭化水素鎖が分解されたのち、六角形筒孔か
ら流出するものと考えられる。このとき、極端な軽質化
が抑制され、例えばＡ重油または軽油相当油が得られ
る。
【００１１】本発明において、ＭＰＳは、プラスチック
の種類または分解条件に応じて細孔径および比表面積の
異なるものを選択して使用することが好ましい。ＭＰＳ
の細孔径および比表面積は、シリカ含有物質と反応させ
るアルキル基を有する界面活性剤の炭素数を変更するこ
とにより、すなわち、炭素数の異なる界面活性剤を用い
ることによって調整できる。このような界面活性剤とし
ては、疎水基としてＣ 12〜Ｃ18のアルキル基を有するも
の、例えば、臭化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム
（Ｃ16）、塩化ドデシルピリジニウム（Ｃ12）、臭化テ
トラデシルトリメチルアンモニウム（Ｃ14）、塩化ヘキ
サデシルトリメチルアンモニウム（Ｃ16）、塩化ステア
リルトリメチルアンモニウム（Ｃ18）等があげられる。
の種類または分解条件に応じて細孔径および比表面積の
異なるものを選択して使用することが好ましい。ＭＰＳ
の細孔径および比表面積は、シリカ含有物質と反応させ
るアルキル基を有する界面活性剤の炭素数を変更するこ
とにより、すなわち、炭素数の異なる界面活性剤を用い
ることによって調整できる。このような界面活性剤とし
ては、疎水基としてＣ 12〜Ｃ18のアルキル基を有するも
の、例えば、臭化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム
（Ｃ16）、塩化ドデシルピリジニウム（Ｃ12）、臭化テ
トラデシルトリメチルアンモニウム（Ｃ14）、塩化ヘキ
サデシルトリメチルアンモニウム（Ｃ16）、塩化ステア
リルトリメチルアンモニウム（Ｃ18）等があげられる。
【００１２】本発明において、細孔径が比較的大きいＭ
ＰＳはポリスチレンの分解に、また、細孔径が比較的小
さいＭＰＳはポリエチレンの分解に適している。
ＰＳはポリスチレンの分解に、また、細孔径が比較的小
さいＭＰＳはポリエチレンの分解に適している。
【００１３】
【発明の実施の形態】次に、本発明を実施例によりさら
に詳細に説明する。図２は、本発明であるプラスチック
の熱分解方法に用いられる熱分解装置の説明図である。
図において、この装置は、廃プラスチックを熱分解する
反応器３と、処理対象である廃プラスチック１を前記反
応器３に供給する押出し機２と、前記反応器３に設けら
れた加熱器４、攪拌機５および該攪拌機５の攪拌翼に収
納されたプラスチック熱分解用触媒６としてのＭＰＳ
と、分解生成物を冷却して分解生成油９と分解ガス８と
に分ける冷却装置７とから主として構成されている。１
０は、抜き出し残渣である。
に詳細に説明する。図２は、本発明であるプラスチック
の熱分解方法に用いられる熱分解装置の説明図である。
図において、この装置は、廃プラスチックを熱分解する
反応器３と、処理対象である廃プラスチック１を前記反
応器３に供給する押出し機２と、前記反応器３に設けら
れた加熱器４、攪拌機５および該攪拌機５の攪拌翼に収
納されたプラスチック熱分解用触媒６としてのＭＰＳ
と、分解生成物を冷却して分解生成油９と分解ガス８と
に分ける冷却装置７とから主として構成されている。１
０は、抜き出し残渣である。
【００１４】廃プラスチック１は、押出し機２により所
定量が反応器３に導入され、攪拌機５の攪拌翼に収納さ
れたＭＰＳ６の存在下、加熱器４で所定温度、例えば４
２０℃に加熱されて分解する。分解生成物は、冷却装置
７に送られ、ここで所定温度、例えば２５℃に冷却さ
れ、分解生成油９および分解ガス８として回収される。
本実施例によれば、プラスチックの熱分解触媒６として
ＭＰＳを用い、該ＭＰＳをプラスチックの溶融液相内に
存在させたことにより、プラスチックの熱分解速度が向
上するうえ、分解生成物の軽質化を抑制してＡ重油また
は軽油相当の分解生成油９を回収することができる。ま
た、ＭＰＳを攪拌機５の攪拌翼に収納したことにより、
攪拌機５による攪拌によってプラスチックの溶融液を強
制的にＭＰＳ層に通過させることができるので、ＭＰＳ
の触媒活性を十分に発現させることができる。
定量が反応器３に導入され、攪拌機５の攪拌翼に収納さ
れたＭＰＳ６の存在下、加熱器４で所定温度、例えば４
２０℃に加熱されて分解する。分解生成物は、冷却装置
７に送られ、ここで所定温度、例えば２５℃に冷却さ
れ、分解生成油９および分解ガス８として回収される。
本実施例によれば、プラスチックの熱分解触媒６として
ＭＰＳを用い、該ＭＰＳをプラスチックの溶融液相内に
存在させたことにより、プラスチックの熱分解速度が向
上するうえ、分解生成物の軽質化を抑制してＡ重油また
は軽油相当の分解生成油９を回収することができる。ま
た、ＭＰＳを攪拌機５の攪拌翼に収納したことにより、
攪拌機５による攪拌によってプラスチックの溶融液を強
制的にＭＰＳ層に通過させることができるので、ＭＰＳ
の触媒活性を十分に発現させることができる。
【００１５】
【実施例】次に、本発明の具体的実施例を説明す。 実施例１ 図２に示した外部加熱式ガラス製反応器（内径３０ｍ
ｍ、長さ３５０ｍｍ）に、高密度ポリエチレン（ＨＤＰ
Ｅ）を、攪拌機の攪拌翼に設けられた触媒収納部にプラ
スチック熱分解触媒としてのＭＰＳ（ＫＦＳ−１６Ｂ）
を、それぞれＨＤＰＥ１０ｇ当たり、ＭＰＳ１ｇの割合
となるように導入または収納し、１２０℃で試料と反応
器を乾燥したのち、３℃／ｍｉｎで昇温して４３０℃ま
で攪拌、加熱し、４３０℃で常圧回分操作により前記Ｈ
ＤＰＥを熱分解し、分解生成油および分解ガスを回収し
たところ、分解生成油成分が７１．１ｗｔ％、分解ガス
成分が１１．０ｗｔ％、残渣分が１７．９ｗｔ％であっ
た。このとき分解生成油の密度は０．７４（ｇ／ｃ
ｍ3 ）、臭素価は１１３．２、ｎ−パラフィン換算平均
炭素数（Ｃnp）は９．８であった。また熱分解終了後の
触媒には炭素（コークス）の析出は見られなかった。
ｍ、長さ３５０ｍｍ）に、高密度ポリエチレン（ＨＤＰ
Ｅ）を、攪拌機の攪拌翼に設けられた触媒収納部にプラ
スチック熱分解触媒としてのＭＰＳ（ＫＦＳ−１６Ｂ）
を、それぞれＨＤＰＥ１０ｇ当たり、ＭＰＳ１ｇの割合
となるように導入または収納し、１２０℃で試料と反応
器を乾燥したのち、３℃／ｍｉｎで昇温して４３０℃ま
で攪拌、加熱し、４３０℃で常圧回分操作により前記Ｈ
ＤＰＥを熱分解し、分解生成油および分解ガスを回収し
たところ、分解生成油成分が７１．１ｗｔ％、分解ガス
成分が１１．０ｗｔ％、残渣分が１７．９ｗｔ％であっ
た。このとき分解生成油の密度は０．７４（ｇ／ｃ
ｍ3 ）、臭素価は１１３．２、ｎ−パラフィン換算平均
炭素数（Ｃnp）は９．８であった。また熱分解終了後の
触媒には炭素（コークス）の析出は見られなかった。
【００１６】本実施例において、プラスチック熱分解触
媒であるＭＰＳは、以下の方法によって調製したものを
用いた。すなわち、コロイダルシリカ水とカセイソーダ
をＳｉＯ2 ／ＮａＯＨがモル比で１対１になるように混
合した混合溶液を室温で５時間攪拌し、５５℃、５０ｍ
ｍＨｇで減圧乾燥して粘稠で透明な液体とし、この粘稠
液を１１０℃で７２時間乾燥し、次いでマッフル炉を用
い、空気雰囲気下、７００℃で５．５時間焼成して白色
の焼成生成物を得た。得られた白色焼成物を大量の、イ
オン交換水（３リットル）に投入して水和し、沈殿した
白色粉末を水洗し、濾過、乾燥して多孔質シリカとし
た。
媒であるＭＰＳは、以下の方法によって調製したものを
用いた。すなわち、コロイダルシリカ水とカセイソーダ
をＳｉＯ2 ／ＮａＯＨがモル比で１対１になるように混
合した混合溶液を室温で５時間攪拌し、５５℃、５０ｍ
ｍＨｇで減圧乾燥して粘稠で透明な液体とし、この粘稠
液を１１０℃で７２時間乾燥し、次いでマッフル炉を用
い、空気雰囲気下、７００℃で５．５時間焼成して白色
の焼成生成物を得た。得られた白色焼成物を大量の、イ
オン交換水（３リットル）に投入して水和し、沈殿した
白色粉末を水洗し、濾過、乾燥して多孔質シリカとし
た。
【００１７】得られた多孔質シリカ１．５ｇを、０．１
Ｍ−臭化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム（疎水基
としてＣ16のアルキル基を有する界面活性剤）水溶液１
００ｍｌに懸濁させ、１Ｎ−水酸化ナトリウム水溶液で
ｐＨ＝１２に調整したのち、７０℃で２４時間攪拌し、
その後、室温まで冷却し、濃アルカリ状態の反応液に２
Ｎ−塩化水素水溶液を加えてｐＨ＝８．５に調整し、４
８時間攪拌したのち、固形物を濾過、水洗してカネマイ
ト／棒状ミセル複合体とした。得られたカネマイト／棒
状ミセル複合体を１１０℃で２５時間乾燥し、空気雰囲
気下、４００〜７００℃で６時間焼成してＭＰＳとし
た。ＭＰＳの平均結晶子径は１０〜３０μｍ、六角筒の
平衡平面間隔（細孔径）は３．６ｎｍであった。
Ｍ−臭化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム（疎水基
としてＣ16のアルキル基を有する界面活性剤）水溶液１
００ｍｌに懸濁させ、１Ｎ−水酸化ナトリウム水溶液で
ｐＨ＝１２に調整したのち、７０℃で２４時間攪拌し、
その後、室温まで冷却し、濃アルカリ状態の反応液に２
Ｎ−塩化水素水溶液を加えてｐＨ＝８．５に調整し、４
８時間攪拌したのち、固形物を濾過、水洗してカネマイ
ト／棒状ミセル複合体とした。得られたカネマイト／棒
状ミセル複合体を１１０℃で２５時間乾燥し、空気雰囲
気下、４００〜７００℃で６時間焼成してＭＰＳとし
た。ＭＰＳの平均結晶子径は１０〜３０μｍ、六角筒の
平衡平面間隔（細孔径）は３．６ｎｍであった。
【００１８】比較例１ ＭＰＳの代わりに、ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 のモル比が
４．９９のシリカ−アルミナ触媒（ＳＡ−１）をプラス
チック熱分解用触媒として用いた以外は上記実施例１と
同様にして同様のＨＤＰＥの分解を行ったところ、分解
生成油成分が６７．８ｗｔ％、分解ガス成分が２３．７
ｗｔ％、残渣分が８．５ｗｔ％であった。このとき分解
生成油の密度は０．７２（ｇ／ｃｍ3 ）、臭素価は１４
６．０、ｎ−パラフィン換算平均炭素数（Ｃnp）は７．
６であった。また熱分解終了後の触媒表面は真っ黒にな
っており、炭素（コークス）の付着が認められた。
４．９９のシリカ−アルミナ触媒（ＳＡ−１）をプラス
チック熱分解用触媒として用いた以外は上記実施例１と
同様にして同様のＨＤＰＥの分解を行ったところ、分解
生成油成分が６７．８ｗｔ％、分解ガス成分が２３．７
ｗｔ％、残渣分が８．５ｗｔ％であった。このとき分解
生成油の密度は０．７２（ｇ／ｃｍ3 ）、臭素価は１４
６．０、ｎ−パラフィン換算平均炭素数（Ｃnp）は７．
６であった。また熱分解終了後の触媒表面は真っ黒にな
っており、炭素（コークス）の付着が認められた。
【００１９】比較例２ ＭＰＳの代わりに、ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 のモル比が
０．２６７のシリカ−アルミナ触媒（ＳＡ−２）をプラ
スチック熱分解用触媒として用いた以外は上記実施例１
と同様にして同様のＨＤＰＥの分解を行ったところ、分
解油成分が７４．３ｗｔ％、分解ガス成分が１３．４ｗ
ｔ％、残渣分が１２．３ｗｔ％であった。分解生成油の
密度は０．７４（ｇ／ｃｍ3 ）、臭素価は１２３．３、
ｎ−パラフィン換算平均炭素数（Ｃnp）は９．０であっ
た。また熱分解終了後の触媒表面は真っ黒になってお
り、炭素（コークス）の付着が認められた。
０．２６７のシリカ−アルミナ触媒（ＳＡ−２）をプラ
スチック熱分解用触媒として用いた以外は上記実施例１
と同様にして同様のＨＤＰＥの分解を行ったところ、分
解油成分が７４．３ｗｔ％、分解ガス成分が１３．４ｗ
ｔ％、残渣分が１２．３ｗｔ％であった。分解生成油の
密度は０．７４（ｇ／ｃｍ3 ）、臭素価は１２３．３、
ｎ−パラフィン換算平均炭素数（Ｃnp）は９．０であっ
た。また熱分解終了後の触媒表面は真っ黒になってお
り、炭素（コークス）の付着が認められた。
【００２０】比較例３ ＭＰＳの代わりに、ＳｉＯ2 ／Ａｌ2 Ｏ3 のモル比が７
５．９のシリカ−アルミナ触媒（ＺＳＭ−５）をプラス
チック熱分解用触媒として用いた以外は上記実施例１と
同様にして同様のＨＤＰＥの分解を行ったところ、分解
油成分が４９．８ｗｔ％、分解ガス成分が４４．３ｗｔ
％、残渣分が５．８ｗｔ％であり、分解生成油の密度は
０．７２（ｇ／ｃｍ3 ）、臭素価は１３０．５、ｎ−パ
ラフィン換算平均炭素数（Ｃnp）は８．５であった。熱
分解終了後の触媒表面は真っ黒になっており、炭素（コ
ークス）の付着が認められた。
５．９のシリカ−アルミナ触媒（ＺＳＭ−５）をプラス
チック熱分解用触媒として用いた以外は上記実施例１と
同様にして同様のＨＤＰＥの分解を行ったところ、分解
油成分が４９．８ｗｔ％、分解ガス成分が４４．３ｗｔ
％、残渣分が５．８ｗｔ％であり、分解生成油の密度は
０．７２（ｇ／ｃｍ3 ）、臭素価は１３０．５、ｎ−パ
ラフィン換算平均炭素数（Ｃnp）は８．５であった。熱
分解終了後の触媒表面は真っ黒になっており、炭素（コ
ークス）の付着が認められた。
【００２１】比較例４ プラスチック熱分解用触媒を用いない以外は上記実施例
１と同様にして同様のＨＤＰＥの分解を行ったところ、
分解油成分が６９．３ｗｔ％、分解ガス成分が９．６ｗ
ｔ％、残渣分が２１．１ｗｔ％であり、分解生成油の密
度は０．７６（ｇ／ｃｍ3 ）、臭素価は５７．６、ｎ−
パラフィン換算平均炭素数（Ｃnp）は１１．９であっ
た。
１と同様にして同様のＨＤＰＥの分解を行ったところ、
分解油成分が６９．３ｗｔ％、分解ガス成分が９．６ｗ
ｔ％、残渣分が２１．１ｗｔ％であり、分解生成油の密
度は０．７６（ｇ／ｃｍ3 ）、臭素価は５７．６、ｎ−
パラフィン換算平均炭素数（Ｃnp）は１１．９であっ
た。
【００２２】実施例１および比較例１〜４におけるプラ
スチック熱分解用触媒の性状、分解生成物の割合および
分解生成油の性状を表１に示す。
スチック熱分解用触媒の性状、分解生成物の割合および
分解生成油の性状を表１に示す。
【００２３】
【表１】 註）Ｃnp ：ｎ−パラフィン換算平均炭素数 表１において、プラスチック熱分解用触媒としてＭＰＳ
（ＫＦＳ−１６Ｂ）を用いた実施例１は、分解生成油の
回収率が高く、しかも得られた分解生成油の臭素価が低
く、比較例に比べて不飽和成分が少ないことが分かる。
また、ｎ−パラフィン換算平均炭素数（Ｃnp）は９．８
であり、軽質化が抑制されていることが分かる。これに
対して比較例１〜３は、ガス化率が高く、分解生成油の
ｎ−パラフィン換算平均炭素数（Ｃnp）が小さくなって
おり、軽質化が進んでいる。特に比較例３はガス化率が
異常に大きく、ＺＳＭ−５は油化分解触媒としては相応
しくない。一方、比較例４（無触媒）は、分解生成油の
回収率が低く、残渣分が多いことが分かる。
（ＫＦＳ−１６Ｂ）を用いた実施例１は、分解生成油の
回収率が高く、しかも得られた分解生成油の臭素価が低
く、比較例に比べて不飽和成分が少ないことが分かる。
また、ｎ−パラフィン換算平均炭素数（Ｃnp）は９．８
であり、軽質化が抑制されていることが分かる。これに
対して比較例１〜３は、ガス化率が高く、分解生成油の
ｎ−パラフィン換算平均炭素数（Ｃnp）が小さくなって
おり、軽質化が進んでいる。特に比較例３はガス化率が
異常に大きく、ＺＳＭ−５は油化分解触媒としては相応
しくない。一方、比較例４（無触媒）は、分解生成油の
回収率が低く、残渣分が多いことが分かる。
【００２４】図３に、実施例１および比較例１〜４にお
ける、分解経過時間と分解生成油回収量の累積値との関
係を示す。図において、縦軸は分解油の回収率に相当す
る。また、分解油留出曲線の初期勾配は反応器内溶融プ
ラスチック当たりの分解速度に相当する。従って、実施
例１、比較例１および２は、共に分解速度が速く、系が
４３０℃に到達するとほぼ同時に分解油の留出が認めら
れ、比較例４（無触媒）と比較して熱分解に対する触媒
作用がはたらいていることが分かる。なお、比較例３
は、分解速度は速いものの、分解生成油の回収率が低
く、ＺＳＭ−５は油化分解触媒としては相応しくないこ
とが分かる。
ける、分解経過時間と分解生成油回収量の累積値との関
係を示す。図において、縦軸は分解油の回収率に相当す
る。また、分解油留出曲線の初期勾配は反応器内溶融プ
ラスチック当たりの分解速度に相当する。従って、実施
例１、比較例１および２は、共に分解速度が速く、系が
４３０℃に到達するとほぼ同時に分解油の留出が認めら
れ、比較例４（無触媒）と比較して熱分解に対する触媒
作用がはたらいていることが分かる。なお、比較例３
は、分解速度は速いものの、分解生成油の回収率が低
く、ＺＳＭ−５は油化分解触媒としては相応しくないこ
とが分かる。
【００２５】図４は、実施例１および比較例１〜４にお
ける分解油のＮｐ−グラム（炭素数分布）を比較して示
したものである。図において、実施例１における分解生
成油の組成は、比較例１〜３に比べて灯油または軽油部
分がかなり含まれていることが分かる。 実施例２ 実施例１と同様のプラスチック熱分解触媒を用い同様の
条件で高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）の熱分解を回分
式で４回繰り返したところ、４回の回分試験後のＭＰＳ
（ＫＦＳ−１６Ｂ）は茶褐色を呈したが、油化分解速度
はなお速く、分解生成油組成は、比較例１または２（シ
リカ／アルミナ触媒）の場合よりも高沸点成分が多く、
灯油と軽油の混合物に近いものであった。
ける分解油のＮｐ−グラム（炭素数分布）を比較して示
したものである。図において、実施例１における分解生
成油の組成は、比較例１〜３に比べて灯油または軽油部
分がかなり含まれていることが分かる。 実施例２ 実施例１と同様のプラスチック熱分解触媒を用い同様の
条件で高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）の熱分解を回分
式で４回繰り返したところ、４回の回分試験後のＭＰＳ
（ＫＦＳ−１６Ｂ）は茶褐色を呈したが、油化分解速度
はなお速く、分解生成油組成は、比較例１または２（シ
リカ／アルミナ触媒）の場合よりも高沸点成分が多く、
灯油と軽油の混合物に近いものであった。
【００２６】各回分試験において得られた分解生成物の
割合および分解生成油の性状を表２に示す。
割合および分解生成油の性状を表２に示す。
【００２７】
【表２】 註）Ｃnp ：ｎ−パラフィン換算平均炭素数 表２において、分解生成油の回収率は８０％台に向上
し、分解生成油のｎ−パラフィン換算平均炭素数
（Ｃnp）が大きくなり、軽質化がより抑制されたことお
よび分解残渣分が減少したことが分かる。
し、分解生成油のｎ−パラフィン換算平均炭素数
（Ｃnp）が大きくなり、軽質化がより抑制されたことお
よび分解残渣分が減少したことが分かる。
【００２８】図５は、実施例２の各回分試験における分
解経過時間と分解生成油回収量の累積値との関係を前記
比較例４（無触媒）と比較して示したものである。図に
おいて、実施例２の各回分試験における分解速度は、回
分試験回数を重ねても依然として比較例４と比べて大き
いことが分かる。図６は、実施例２の各回分試験で得ら
れた分解油のＮＰ−グラム（炭素数分布）を比較例４
（無触媒）と比較して示したものである。図において、
実施例２における各回分試験で得られた分解生成油は高
沸点成分が多く、灯油と軽油の混合物またはそれに近い
成分であることが分かる。
解経過時間と分解生成油回収量の累積値との関係を前記
比較例４（無触媒）と比較して示したものである。図に
おいて、実施例２の各回分試験における分解速度は、回
分試験回数を重ねても依然として比較例４と比べて大き
いことが分かる。図６は、実施例２の各回分試験で得ら
れた分解油のＮＰ−グラム（炭素数分布）を比較例４
（無触媒）と比較して示したものである。図において、
実施例２における各回分試験で得られた分解生成油は高
沸点成分が多く、灯油と軽油の混合物またはそれに近い
成分であることが分かる。
【００２９】
【発明の効果】本願の請求項１記載の発明によれば、プ
ラスチックの溶融液相に、熱分解触媒としてメソポーラ
スシリカ（ＭＰＳ）を存在させて加熱分解することによ
り、プラスチックの熱分解速度が長期間安定して速くな
り、分解生成油の回収率が高くなる。また、分解生成油
の軽質化が抑制され、灯油または軽油相当油が得られ
る。
ラスチックの溶融液相に、熱分解触媒としてメソポーラ
スシリカ（ＭＰＳ）を存在させて加熱分解することによ
り、プラスチックの熱分解速度が長期間安定して速くな
り、分解生成油の回収率が高くなる。また、分解生成油
の軽質化が抑制され、灯油または軽油相当油が得られ
る。
【００３０】本願の請求項２記載の発明によれば、ＭＰ
Ｓの前駆体であるシリカ含有物質として多孔質シリカを
用いたことにより、上記発明の効果に加え、ＭＰＳのハ
ニカム構造が安定し、安定した熱分解を継続することが
できる。本願の請求項３記載の発明によれば、プラスチ
ックの種類または分解条件に応じて細孔径および比表面
積の異なるＭＰＳを用いることにより、プラスチックの
熱分解反応が安定する。
Ｓの前駆体であるシリカ含有物質として多孔質シリカを
用いたことにより、上記発明の効果に加え、ＭＰＳのハ
ニカム構造が安定し、安定した熱分解を継続することが
できる。本願の請求項３記載の発明によれば、プラスチ
ックの種類または分解条件に応じて細孔径および比表面
積の異なるＭＰＳを用いることにより、プラスチックの
熱分解反応が安定する。
【図１】ＭＰＳのプラスチック（ＨＤＰＥ）熱分解機構
を示す模式図。
を示す模式図。
【図２】本発明の一実施例に用いられるプラスチック熱
分解装置の説明図。
分解装置の説明図。
【図３】分解経過時間と分解生成油回収量の累積値との
関係を示す図。
関係を示す図。
【図４】分解生成油のＮＰ−グラムを示す図。
【図５】分解経過時間と分解生成油回収量の累積値との
関係を示す図。
関係を示す図。
【図６】分解生成油のＮＰ−グラムを示す図。
【図７】従来技術を示す図。
１…廃プラスチック、２…押出し機、３…反応器、４…
加熱器、５…攪拌機、６…プラスチック熱分解用触媒、
７…冷却装置、８…分解ガス、９…分解生成油、１０…
抜き出し残渣、２１…廃プラスチック、２２…熱分解
槽、２３…加熱管、２４…分解ガス、２５…分解油、２
６…触媒層、２７…熱交換器。
加熱器、５…攪拌機、６…プラスチック熱分解用触媒、
７…冷却装置、８…分解ガス、９…分解生成油、１０…
抜き出し残渣、２１…廃プラスチック、２２…熱分解
槽、２３…加熱管、２４…分解ガス、２５…分解油、２
６…触媒層、２７…熱交換器。
Claims (3)
- 【請求項１】 廃プラスチックを加熱分解して分解生成
油として回収するプラスチックの熱分解方法において、
前記廃プラスチックの溶融液相内に熱分解触媒として、
シリカ含有物質とアルキル基を有する界面活性剤を反応
させて得られたシリカ−ミセル複合体を乾燥、焼成した
メソポーラスシリカ（ＭＰＳ）を存在させて加熱分解す
ることを特徴とするプラスチックの熱分解方法。 - 【請求項２】 前記メソポーラスシリカ（ＭＰＳ）の前
駆体であるシリカ含有物質が、コロイダルシリカと水酸
化ナトリウムを反応させた粘稠物を乾燥、焼成したのち
水和、乾燥して得られた多孔質シリカであることを特徴
とする請求項１記載のプラスチックの熱分解方法。 - 【請求項３】 プラスチックの種類または分解条件に応
じて細孔径および比表面積の異なるメソポーラスシリカ
（ＭＰＳ）を使用することを特徴とする請求項１または
２に記載のプラスチックの熱分解方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6122597A JPH10251656A (ja) | 1997-03-14 | 1997-03-14 | プラスチックの熱分解方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6122597A JPH10251656A (ja) | 1997-03-14 | 1997-03-14 | プラスチックの熱分解方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10251656A true JPH10251656A (ja) | 1998-09-22 |
Family
ID=13165064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6122597A Withdrawn JPH10251656A (ja) | 1997-03-14 | 1997-03-14 | プラスチックの熱分解方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10251656A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001070906A1 (en) * | 2000-03-20 | 2001-09-27 | Kwak Ho Jun | Method and system for continuously preparing gasoline, kerosene and diesel oil from waste plastics |
| KR100857247B1 (ko) | 2007-06-05 | 2008-09-05 | 서울시립대학교 산학협력단 | 촉매 열분해에 의한 바이오오일의 생산 방법 |
-
1997
- 1997-03-14 JP JP6122597A patent/JPH10251656A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001070906A1 (en) * | 2000-03-20 | 2001-09-27 | Kwak Ho Jun | Method and system for continuously preparing gasoline, kerosene and diesel oil from waste plastics |
| US6866830B2 (en) | 2000-03-20 | 2005-03-15 | Ho-Jun Kwak | System for continuously preparing gasoline, kerosene and diesel oil from waste plastics |
| KR100857247B1 (ko) | 2007-06-05 | 2008-09-05 | 서울시립대학교 산학협력단 | 촉매 열분해에 의한 바이오오일의 생산 방법 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5811606A (en) | Process and equipment for treatment of waste plastics | |
| US4770764A (en) | Process for converting heavy hydrocarbon into more valuable product | |
| KR100202467B1 (ko) | 폴리머 크랙킹 | |
| WO1997006224A1 (fr) | Procede relatif a la fabrication d'essence, de carburant diesel et de noir de carbone a partir de dechets de caoutchouc et/ou de matieres plastiques | |
| US4144189A (en) | Process for regenerating spent cracking catalyst | |
| KR100322663B1 (ko) | 폐플라스틱을 이용한 휘발유, 등유 및 경유의 연속식제조방법 및 그 시스템 | |
| JP4099254B2 (ja) | 軽質オレフィン類の収率を最大にするためのキャットナフサの再分解方法 | |
| EP1707614A1 (en) | Thermal or catalytic cracking process for hydrocarbon feedstocks and corresponding system | |
| EP0555833A1 (en) | Method of an apparatus for producing low boiling point hydrocarbon oil from waste plastics or waste rubber | |
| NO335873B1 (no) | Fremgangsmåte for fremstilling av mellomdestillater fra lineære parafiner. | |
| KR20150133742A (ko) | 탄화수소유의 접촉 분해 촉매의 제조 방법 | |
| WO2000066656A1 (es) | Proceso para el craqueo catalitico de residuos plasticos | |
| JPH10251656A (ja) | プラスチックの熱分解方法 | |
| JPH08253773A (ja) | プラスチック類の熱分解方法およびこれに用いるプラスチック熱分解用触媒 | |
| CN1121102A (zh) | 一种烃原料的转化方法 | |
| RU2603134C1 (ru) | Катализатор для пиролиза углеводородной смеси с1-с4 и способ его получения | |
| JP3950437B2 (ja) | 重質油の流動接触分解法 | |
| JP2005187794A (ja) | 廃プラスチックの液化法および廃プラスチック液化用無機酸化物粒子 | |
| CN209974594U (zh) | 污油泥处理系统 | |
| JPS60120791A (ja) | 重質炭化水素の軽質化方法 | |
| JPH08319487A (ja) | 炭化水素を分解するための方法および装置 | |
| JPH0386791A (ja) | 低沸点炭化水素油の製造方法 | |
| JPS6158513B2 (ja) | ||
| US5324418A (en) | FCC process using high cat:oil ratios | |
| JP2969417B2 (ja) | 廃プラスチックの分解方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040601 |