JPH11140223A - Treatment of halogen-containing plastic and apparatus therefor - Google Patents

Treatment of halogen-containing plastic and apparatus therefor

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JPH11140223A
JPH11140223A JP30528497A JP30528497A JPH11140223A JP H11140223 A JPH11140223 A JP H11140223A JP 30528497 A JP30528497 A JP 30528497A JP 30528497 A JP30528497 A JP 30528497A JP H11140223 A JPH11140223 A JP H11140223A
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JP
Japan
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halogen
plastic
dehalogenation
halogen compound
tank
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Application number
JP30528497A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaaki Mukaide
正明 向出
Akio Honchi
章夫 本地
Hiroshi Hida
絋 飛田
Isao Okochi
功 大河内
Hisao Yamashita
寿生 山下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH11140223A publication Critical patent/JPH11140223A/en
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    • YGENERAL 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
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    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62Plastics recycling; Rubber recycling

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform efficient decomposition of halogen-containing plastics without corrosion of the treatment vessel by carrying out the pretreatment of dehalogenation reaction before the treatment of the halogen-containing plastic with a supercritical fluid. SOLUTION: A halogen-containing plastic as poly(vinyl chloride) is preliminarily dehalogenated to recover the halogen compounds separated from the plastic, then a super-critical fluid as water is used as a solvent to decompose the halogen-removed plastic. In the dehalogenation process, the plastic is heated in an inert atmosphere or under reduced pressure or eluted with sub-critical fluid. The halogen compound is recovered by collecting the gaseous halogen compound formed by dehalogenation reaction in the gaseous form, or by allowing the halogen compound formed in a gas form to be adsorbed into the absorption liquid, which is collected.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はハロゲン含有プラス
チック、例えばポリ塩化ビニルや臭素を含有したエポキ
シ樹脂等をリサイクルするために分解処理する方法及び
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for decomposing halogen-containing plastics such as polyvinyl chloride and bromine-containing epoxy resin for recycling.

【0002】[0002]

【従来の技術】プラスチックは年々使用量が増大し、そ
の廃棄量も急速に増加している。廃棄物処理場の新設が
困難な状況であり、その残余容量が逼迫する中、廃棄量
を減少させ、かつ資源の有効活用にも効果があるプラス
チック再利用化の技術開発が急務となっている。
2. Description of the Related Art The amount of plastic used is increasing year by year, and the amount of waste is also rapidly increasing. It is difficult to establish a new waste treatment plant, and while its remaining capacity is tight, there is an urgent need to develop plastic recycling technology that reduces waste and effectively uses resources. .

【0003】従来、マテリアルリサイクルを目的として
分別破砕技術や再生技術が、またサーマルリサイクルや
ケミカルリサイクルを目的として、熱分解や接触分解に
よる油化,オリゴマー・モノマー化の技術が検討されて
きた。更に近年では新たなプラスチック分解技術とし
て、超臨界流体を溶媒に用いた分解技術が開発されてい
る。
[0003] Conventionally, separation and crushing techniques and regeneration techniques have been studied for the purpose of material recycling, and oil conversion and oligomerization / monomerization techniques by thermal decomposition and catalytic decomposition have been studied for the purpose of thermal recycling and chemical recycling. In recent years, as a new plastic decomposition technology, a decomposition technology using a supercritical fluid as a solvent has been developed.

【0004】これらの中で超臨界流体を用いたプラスチ
ック分解法は、非常に短時間で容易に高い分解率が得ら
れ、しかも有害ガス等の発生を抑えられることから、次
世代のプラスチック分解法として期待されている。超臨
界流体は、物質が臨界点以上の温度,圧力になった場合
にとる状態であり、液体と気体の中間の性質を有してい
る。臨界点近傍では物質の多くの物理的特性が大きく変
化する。例えば水は臨界点以下では無極性の有機物をほ
とんど溶解しないが、超臨界状態では誘電率が非常に小
さくなって無極性物質の優れた溶媒になる。また超臨界
流体は分子運動が極めて活発なので、その中では様々な
反応が非常に速く進行する。プラスチックのような安定
な物質も超臨界水に代表される多くの超臨界流体中で加
水分解反応や付加反応によって急速に分解され、溶解す
る。
[0004] Among these, the plastic decomposition method using a supercritical fluid can easily obtain a high decomposition rate in a very short time and suppress the generation of harmful gases and the like. It is expected as. A supercritical fluid is a state that is taken when a substance reaches a temperature and a pressure higher than a critical point, and has a property intermediate between a liquid and a gas. Near the critical point, many physical properties of a material change significantly. For example, water hardly dissolves nonpolar organic substances below the critical point, but has a very low dielectric constant in a supercritical state, making it an excellent solvent for nonpolar substances. Also, since supercritical fluids have extremely active molecular motion, various reactions proceed very quickly in them. Stable substances such as plastics are also rapidly decomposed and dissolved in many supercritical fluids typified by supercritical water by a hydrolysis reaction or an addition reaction.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このような超臨界流体
によるプラスチックの分解において、ハロゲンを含有す
るプラスチックでは直接超臨界流体中で処理することは
困難であるという問題点があった。これはプラスチック
中に含まれているハロゲンが超臨界処理によって遊離
し、ハロゲン分子、またはハロゲンを含む酸となって容
器を腐食するためである。
In the decomposition of plastics by such a supercritical fluid, there is a problem that it is difficult to directly treat a plastic containing halogen in a supercritical fluid. This is because the halogen contained in the plastic is released by the supercritical treatment and becomes a halogen molecule or an acid containing a halogen, thereby corroding the container.

【0006】ハロゲンによる腐食は超臨界流体中のハロ
ゲン濃度が比較的低い領域でも生じ、直接に処理する場
合にはプラスチック処理量当たりの超臨界流体量を非常
に多く取らなくてはならず、効率的な処理が困難であっ
た。
[0006] Corrosion due to halogen occurs even in a region where the concentration of halogen in the supercritical fluid is relatively low, and when it is directly processed, a very large amount of supercritical fluid per plastic processing amount must be taken. Processing was difficult.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記問題点は、ハロゲン
含有プラスチックを脱ハロゲン化し、プラスチックから
分離したハロゲン化合物を回収することで解決可能であ
る。
The above problems can be solved by dehalogenating a halogen-containing plastic and recovering a halogen compound separated from the plastic.

【0008】脱ハロゲン化の手段としては、不活性雰囲
気中または減圧下の加熱や亜臨界流体中の溶出などが適
用できる。また、ハロゲン化合物を回収する手段として
は、脱ハロゲン化によって気体状で生成するハロゲン化
合物を気体のままで収集する方法,気体のハロゲン化合
物を液中に吸収し、その溶液を収集する方法,脱ハロゲ
ン化によって液体で生成するハロゲン化合物を液体のま
ま収集する方法,脱ハロゲン化によって生成する気体状
ハロゲン化合物またはその溶液とアルカリ性元素または
アルカリ性原子団を含む化合物との反応による中和反応
によって塩を生成し、その塩またはその塩の溶液を収集
する方法などが適用できる。
As a means for dehalogenation, heating in an inert atmosphere or under reduced pressure, elution in a subcritical fluid, or the like can be applied. Means for recovering the halogen compound include a method of collecting the halogen compound generated in a gaseous state by dehalogenation as a gas, a method of absorbing the gaseous halogen compound in a liquid and collecting the solution, and a method of collecting the solution. A method in which a halogenated compound formed in a liquid by halogenation is collected as a liquid, and a salt is formed by a neutralization reaction by reacting a gaseous halogenated compound formed by dehalogenation or a solution thereof with a compound containing an alkaline element or an atomic group. A method of generating the salt and collecting the salt or a solution of the salt can be applied.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】図1には本発明の適用例として、
水を超臨界流体に用いた場合のプロセス概要の一例を示
す。適当な粒度に調製されたハロゲン含有プラスチック
は貯留容器1に蓄えられ、必要に応じて脱ハロゲン化槽
2に送られる。脱ハロゲン化槽2にはヒータ設備が付属
しており、加熱できる構造であるとともに、真空ポンプ
4で脱気した後に窒素導入管3から窒素を導入すること
によって、不活性雰囲気とすることが可能である。ハロ
ゲン含有プラスチックが脱ハロゲン化槽2に入っている
状態において、不活性雰囲気、約200℃以上の温度に
熱することにより、ハロゲン含有プラスチックはハロゲ
ンまたはハロゲン化合物を放出する。プラスチックから
脱離したハロゲンまたはハロゲン化合物は、ハロゲン移
送管6を通って吸収槽7に入る。吸収槽7には水導入管
5を介して水が入っており、また撹拌機構が付属してい
る。ハロゲンまたはハロゲン化合物は、この吸収槽7の
下端から導入されることでバブリングされて水に吸収さ
れ、ハロゲンを含有した酸となる。この酸は引き続いて
中和槽9に導入されて、ここでアルカリ導入管8を通し
て加えられるアルカリ溶液と中和反応を起こしてハロゲ
ン含有塩が形成される。なお、吸収槽7と中和槽9は一
つの槽として、アルカリ溶液にハロゲン化合物を導入し
バブリングすることでハロゲン塩を形成することも可能
である。ハロゲン含有塩を含む水溶液は乾燥機10を通
過することで水分が除去され、固体のハロゲン含有塩と
なる。この塩は搬送設備11によってハロゲン塩貯蔵槽
12に輸送され貯蔵される。
FIG. 1 shows an application example of the present invention.
An example of a process outline when water is used as a supercritical fluid will be described. The halogen-containing plastic adjusted to an appropriate particle size is stored in a storage container 1 and sent to a dehalogenation tank 2 as needed. The dehalogenation tank 2 is equipped with a heater facility and has a structure that can be heated, and it is possible to make an inert atmosphere by introducing nitrogen from the nitrogen introduction pipe 3 after deaeration by the vacuum pump 4. It is. When the halogen-containing plastic is heated to a temperature of about 200 ° C. or more in an inert atmosphere in a state where the halogen-containing plastic is in the dehalogenation tank 2, the halogen-containing plastic releases a halogen or a halogen compound. The halogen or the halogen compound desorbed from the plastic enters the absorption tank 7 through the halogen transfer pipe 6. Water is contained in the absorption tank 7 through the water introduction pipe 5, and a stirring mechanism is attached. The halogen or the halogen compound is bubbled by being introduced from the lower end of the absorption tank 7, is absorbed by water, and becomes an acid containing halogen. The acid is subsequently introduced into the neutralization tank 9 where it undergoes a neutralization reaction with the alkali solution added through the alkali introduction tube 8 to form a halogen-containing salt. The absorption tank 7 and the neutralization tank 9 may be one tank, and a halogen compound may be introduced into an alkaline solution and bubbling may be performed to form a halogen salt. The aqueous solution containing the halogen-containing salt passes through the drier 10 to remove water, and becomes a solid halogen-containing salt. This salt is transported by the transport equipment 11 to the halogen salt storage tank 12 for storage.

【0010】一方、脱ハロゲン化処理を行ったプラスチ
ックは、脱ハロゲン化槽2から搬送管13を通して貯留
槽14に送られる。ここから必要に応じて混合槽16に
供給される。混合槽16では水導入管15を介して超臨
界処理に必要な量の水を加え、スラリー化した上スラリ
ーポンプ17によって超臨界処理槽18に導入される。
なお、脱ハロゲン化処理の温度において溶融するプラス
チック、例えばポリ塩化ビニル等は、貯留槽への移送を
行わず直接混合槽16に導入して固化とスラリー化を同
時に行うか、または、固化した後粉砕して混合槽16に
導入する必要がある。超臨界処理槽18は供給されたス
ラリを超臨界状態に保つために、加熱設備を備えてお
り、超臨界状態の圧力に対して充分な耐圧性を持ってい
る。超臨界処理槽18でプラスチックは分解され、その
生成物は冷却器20で冷却され、気液分離装置23によ
って気体生成物21と液体生成物22に分離される。
On the other hand, the plastic subjected to the dehalogenation treatment is sent from the dehalogenation tank 2 to the storage tank 14 through the transport pipe 13. From here, it is supplied to the mixing tank 16 as needed. In the mixing tank 16, an amount of water required for supercritical processing is added via a water introduction pipe 15, and the mixture is slurried and introduced into a supercritical processing tank 18 by a slurry pump 17.
In addition, plastics, such as polyvinyl chloride, which melt at the temperature of the dehalogenation treatment, are directly transferred to the mixing tank 16 without being transferred to the storage tank, and are simultaneously solidified and slurried, or after solidification. It needs to be crushed and introduced into the mixing tank 16. The supercritical processing tank 18 is provided with a heating facility to keep the supplied slurry in a supercritical state, and has a sufficient pressure resistance against the pressure in the supercritical state. The plastic is decomposed in the supercritical processing tank 18, and the product is cooled by a cooler 20, and separated into a gas product 21 and a liquid product 22 by a gas-liquid separator 23.

【0011】このプロセス概要において、ハロゲン含有
プラスチックを脱ハロゲン化する手段とは、脱ハロゲン
化槽2およびその付随設備とそれらで行われる操作に相
当し、プラスチックから分離したハロゲン化合物を回収
する手段とは、吸収槽7,中和槽9,乾燥機10,搬送
設備11、およびハロゲン塩貯蔵槽12とそれらで行わ
れる操作に相当する。
In this process outline, the means for dehalogenating a halogen-containing plastic corresponds to the dehalogenation tank 2 and its associated equipment and the operations performed therein, and means for recovering the halogen compound separated from the plastic. Corresponds to the absorption tank 7, the neutralization tank 9, the dryer 10, the transport equipment 11, and the halogen salt storage tank 12, and the operations performed therein.

【0012】図2には本発明を適用した一例として、超
臨界流体に水を用いた、前例とは別のプロセス概要を示
す。この例ではプラスチックは熱可塑性である。ハロゲ
ン含有プラスチック粉末が貯留容器1に蓄えられてお
り、上部と下部との温度差をつけることが可能な加熱設
備のついた脱ハロゲン化槽2に移送される。移送された
処理対象物はその粉末粒度より目の細かいメッシュ24
の上で保持される。脱ハロゲン化槽2は真空ポンプ4と
窒素導入管3によって窒素置換が行われる。この後、水
導入管27から槽下部に水が蓄えられる。水の量は水面
がメッシュ24の下になるような量とする。この状態で
脱ハロゲン化槽を200℃程度に加熱することでハロゲ
ン含有プラスチックからハロゲン化合物が一部脱離し
て、気体成分は気体ハロゲン化合物導出管25を経て気
体ハロゲン化合物貯蔵槽26に蓄えられる。なお、昇温
する際には槽の上下で温度差をつけ、メッシュ24下に
ある水が全て蒸発することがないようにする。プラスチ
ックは溶融する際にメッシュ24から下部の水に落下す
る。そこでプラスチックは塊状に固化し、残部のハロゲ
ン成分は水に溶解してハロゲン化合物水溶液となる。ハ
ロゲン化合物水溶液はハロゲン化合物水溶液導出管28
を通して、ハロゲン化合物水溶液貯蔵槽29に貯蔵され
る。
FIG. 2 shows an outline of another process using water as a supercritical fluid as an example to which the present invention is applied. In this example, the plastic is thermoplastic. The halogen-containing plastic powder is stored in a storage container 1 and transferred to a dehalogenation tank 2 equipped with a heating facility capable of providing a temperature difference between an upper portion and a lower portion. The transferred object is a mesh 24 finer than the powder particle size.
Is held on. In the dehalogenation tank 2, nitrogen is replaced by a vacuum pump 4 and a nitrogen introduction pipe 3. Thereafter, water is stored from the water introduction pipe 27 to the lower part of the tank. The amount of water is such that the water surface is below the mesh 24. When the dehalogenation tank is heated to about 200 ° C. in this state, a part of the halogen compound is desorbed from the halogen-containing plastic, and the gas component is stored in the gas halogen compound storage tank 26 through the gas halogen compound outlet pipe 25. When raising the temperature, a temperature difference is provided between the upper and lower portions of the tank so that all the water under the mesh 24 does not evaporate. As the plastic melts, it falls from the mesh 24 into the water below. Then, the plastic is solidified in a lump, and the remaining halogen component is dissolved in water to form a halogen compound aqueous solution. The aqueous solution of the halogen compound is connected to the halogen compound aqueous solution outlet pipe 28.
Is stored in the halogen compound aqueous solution storage tank 29.

【0013】一方、脱ハロゲン化されたプラスチック
は、ハロゲン化合物水溶液が全量送られた後、必要に応
じて水導入管27からの水で洗浄される。その後貯留槽
14に送られ、図1の例と同様、超臨界分解処理が行わ
れる。
On the other hand, the dehalogenated plastic is washed with water from the water introduction pipe 27 as necessary after the entire amount of the halogen compound aqueous solution has been sent. Thereafter, it is sent to the storage tank 14 and subjected to the supercritical decomposition treatment as in the example of FIG.

【0014】このプロセス概要においては、ハロゲン含
有プラスチックを脱ハロゲン化する手段は脱ハロゲン化
槽2およびその付随設備とそこでの操作に相当し、ハロ
ゲン化合物を回収する手段とは、脱ハロゲン化槽2およ
びその付随設備、気体ハロゲン化合物貯蔵槽26および
ハロゲン化合物水溶液貯蔵槽29とそれらで行われる操
作に相当する。
In the outline of this process, the means for dehalogenating a halogen-containing plastic corresponds to the dehalogenation tank 2 and its associated equipment and the operation thereof, and the means for recovering the halogen compound includes the dehalogenation tank 2 And the associated equipment, the gaseous halogen compound storage tank 26 and the halogen compound aqueous solution storage tank 29 and the operations performed therein.

【0015】図3には本発明を適用し、超臨界流体とし
て水を用いた場合の、さらに別のプロセス概要の一例を
示す。この例においてはハロゲン含有プラスチックは熱
硬化性である。ハロゲン含有プラスチック粉末は貯留槽
1から脱ハロゲン化槽2に移送される。脱ハロゲン化槽
2は水の亜臨界状態を形成できる加熱設備と耐圧性を有
している。脱ハロゲン化槽2は真空ポンプ4で脱気し、
窒素導入管3から窒素を導入することで内部を不活性雰
囲気とした後、水導入管27を通して水が内部に導入さ
れる。この状態で加熱し、水の亜臨界状態を形成するこ
とで、プラスチックからハロゲン成分が溶出し、ハロゲ
ン化合物水溶液を形成する。水溶液はハロゲン化合物水
溶液導出管28を通って、ハロゲン化合物水溶液貯蔵槽
29に蓄えられる。
FIG. 3 shows an example of still another process outline when the present invention is applied and water is used as a supercritical fluid. In this example, the halogen-containing plastic is thermoset. The halogen-containing plastic powder is transferred from the storage tank 1 to the dehalogenation tank 2. The dehalogenation tank 2 has a heating facility capable of forming a subcritical state of water and pressure resistance. The dehalogenation tank 2 is degassed by a vacuum pump 4,
After the inside is made into an inert atmosphere by introducing nitrogen from the nitrogen introduction pipe 3, water is introduced into the inside through the water introduction pipe 27. By heating in this state to form a subcritical state of water, the halogen component is eluted from the plastic to form a halogen compound aqueous solution. The aqueous solution passes through a halogen compound aqueous solution outlet pipe 28 and is stored in a halogen compound aqueous solution storage tank 29.

【0016】一方、ハロゲンが溶出したプラスチック
は、再度水導入管27によって超臨界処理に必要な量の
水を導入し、混合して、スラリーポンプ17によって超
臨界処理槽18に導入される。超臨界処理槽18でプラ
スチックは分解され、その生成物は冷却器20で冷却さ
れ、気液分離装置23によって気体生成物21と液体生
成物22に分離される。この例では脱ハロゲン槽と超臨
界処理槽18をひとつの容器にすることも可能である。
On the other hand, the plastic from which the halogen is eluted is again supplied with water in an amount necessary for the supercritical treatment through the water introduction pipe 27, mixed, and introduced into the supercritical treatment tank 18 by the slurry pump 17. The plastic is decomposed in the supercritical processing tank 18, and the product is cooled by a cooler 20, and separated into a gas product 21 and a liquid product 22 by a gas-liquid separator 23. In this example, the dehalogenation tank and the supercritical processing tank 18 can be combined into one vessel.

【0017】このプロセス概要においては、ハロゲン含
有プラスチックを脱ハロゲン化する手段は、脱ハロゲン
化槽2およびその付随設備とそこでの操作に相当し、ま
た、ハロゲン化合物を回収する手段とはハロゲン化合物
水溶液貯蔵槽29とそこでの操作に相当する。
In this process outline, the means for dehalogenating a halogen-containing plastic corresponds to the dehalogenation tank 2 and its associated equipment and the operation thereof, and the means for recovering the halogen compound is defined as a halogen compound aqueous solution. This corresponds to the storage tank 29 and the operation there.

【0018】ハロゲン含有プラスチックにおいては、プ
ラスチックの骨格構造をなす炭素−炭素結合や炭素−水
素結合、炭素−酸素結合等の結合エネルギーに比べて、
炭素−ハロゲン結合のそれが比較的小さため、結合が容
易に切れやすい。そのため脱ハロゲン化はプラスチック
骨格構造の分解よりも穏やかな条件で生じる。すなわち
脱ハロゲン化の手段としては不活性雰囲気中または減圧
下での加熱や、亜臨界流体中での溶出等、プラスチック
が分解しない程度の穏和な処理が適用できる。例えばポ
リ塩化ビニルでは不活性雰囲気において約190℃程度
で脱塩化反応が生じる。このようにあらかじめプラスチ
ックからハロゲンを除去することによって、超臨界中で
のプラスチック中からのハロゲンの遊離による容器の腐
食を防止することができる。
In the halogen-containing plastic, compared to the binding energy such as carbon-carbon bond, carbon-hydrogen bond, carbon-oxygen bond, etc. which form the skeleton structure of the plastic,
Since the carbon-halogen bond is relatively small, the bond is easily broken. Therefore, dehalogenation occurs under milder conditions than decomposition of the plastic skeleton structure. That is, as a means for dehalogenation, mild treatment such as heating in an inert atmosphere or under reduced pressure, elution in a subcritical fluid, or the like that does not decompose the plastic can be applied. For example, in the case of polyvinyl chloride, a dechlorination reaction occurs at about 190 ° C. in an inert atmosphere. By previously removing the halogen from the plastic, corrosion of the container due to release of the halogen from the plastic in the supercritical state can be prevented.

【0019】続いてプラスチックから除去したハロゲン
化合物を回収することにより、プラスチックの主成分で
ある有機化合物のみならずハロゲン成分もリサイクルす
ることが可能になり、プラスチックからのマテリアルリ
サイクルの総合的な効率を高めることができる。ハロゲ
ン成分を回収する方法としては、脱ハロゲン化処理によ
って気体状のハロゲン化合物が生成する場合は気体のま
まか、または液体に吸収させて溶液として収集する。ま
た、液体状のハロゲン化合物が生成する場合には液体と
して収集する。これらの方法を用いて得られたハロゲン
化合物は反応性に富み、様々な化学プロセス用に再利用
することが可能である。また、脱ハロゲン化によって生
成したハロゲン化合物を反応させて比較的安定な塩とし
て収集する方法も適用できる。ハロゲンと反応させて塩
を生じさせる物質としては、アルカリ性元素またはアル
カリ性原子団を含む化合物を用いることができる。ここ
でアルカリ性元素とはアルカリ金属,アルカリ土類金属
を示し、またアルカリ性原子団とはアンモニウムイオ
ン,ピリジニウムイオン等の塩基性の多原子イオンを示
す。このようなアルカリ性元素または原子団のハロゲン
塩は安定な物質であり、取り扱いが容易である。
Subsequently, by recovering the halogen compound removed from the plastic, not only the organic compound which is the main component of the plastic but also the halogen component can be recycled, and the overall efficiency of material recycling from the plastic can be improved. Can be enhanced. As a method of recovering a halogen component, when a gaseous halogen compound is generated by the dehalogenation treatment, the halogen compound is collected as a solution as it is or as a solution after absorbing it in a liquid. When a liquid halogen compound is produced, the liquid is collected as a liquid. The halogen compounds obtained using these methods are highly reactive and can be reused for various chemical processes. Further, a method in which a halogen compound generated by dehalogenation is reacted and collected as a relatively stable salt can also be applied. As a substance which reacts with halogen to form a salt, a compound containing an alkaline element or an alkaline atomic group can be used. Here, the alkaline element indicates an alkali metal or an alkaline earth metal, and the alkaline atomic group indicates a basic polyatomic ion such as an ammonium ion or a pyridinium ion. Such a halogen salt of an alkaline element or an atomic group is a stable substance and is easy to handle.

【0020】このように含ハロゲンプラスチックを脱ハ
ロゲン化し、生成したハロゲン化合物を回収することで
超臨界処理において顕著な容器腐食を避けることが可能
であり、ケミカルリサイクルによって再利用可能な物質
量を増すことができる。
By dehalogenating the halogen-containing plastic and recovering the generated halogen compound, it is possible to avoid remarkable corrosion of the container in the supercritical treatment, and to increase the amount of substances that can be reused by chemical recycling. be able to.

【0021】以下、本発明を実施例により具体的に説明
する。
Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to examples.

【0022】(実施例1)図1に示した装置を用いて、
塩素を重量比で約42%含んだ塩化ビニル−酢酸ビニル
共重合プラスチックを窒素雰囲気下220℃で熱処理し
た。発生した気体を水に吸収して、この溶液を水酸化カ
ルシウムと接触させた。乾燥機から得られた物質は粉末
X線回折分析の結果、ほぼ全量が塩化カルシウムであっ
た。また、得られた塩化カルシウム量は1gのプラスチ
ック当たり約0.64g であった。このプラスチックか
ら塩素が全量出て、それが全て塩化カルシウムになった
場合、理論量は0.657g /g−プラスチックであ
り、この処理によってほぼ全量の塩素をプラスチックか
ら回収することが可能であることがわかった。また、脱
塩素化したプラスチックを一部回収して、プラスチック
中の塩素量をボンブ燃焼の後イオンクロマトグラフを用
いて定量した結果、170ppm であった。これは上で示
した通り、脱塩素化処理によってプラスチック中の塩素
がほぼ全量脱離することを示している。
(Embodiment 1) Using the apparatus shown in FIG.
A vinyl chloride-vinyl acetate copolymer plastic containing about 42% by weight of chlorine was heat-treated at 220 ° C. in a nitrogen atmosphere. The evolved gas was absorbed into water and the solution was contacted with calcium hydroxide. As a result of powder X-ray diffraction analysis, almost all the substance obtained from the dryer was calcium chloride. The amount of calcium chloride obtained was about 0.64 g per g of plastic. If all the chlorine comes out of this plastic and it is all calcium chloride, the theoretical amount is 0.657 g / g-plastic, and almost all the chlorine can be recovered from the plastic by this treatment. I understood. A part of the dechlorinated plastic was recovered, and the amount of chlorine in the plastic was determined using an ion chromatograph after bomb combustion. As a result, it was 170 ppm. This indicates that almost all chlorine in the plastic is desorbed by the dechlorination treatment as described above.

【0023】脱塩素化したプラスチックを一度粉砕し、
これに水をプラスチック:水=1:9の割合で混合して
300℃で30分超臨界処理した。処理後の容器を切断
し横断面を走査型電子顕微鏡で観察した。容器は内面か
ら数μmの部分に組成がやや異なる変質層が観察された
が、それ以外に変化は観察されなかった。
The dechlorinated plastic is crushed once,
Water was mixed with the mixture at a ratio of plastic: water = 1: 9 and supercritically treated at 300 ° C. for 30 minutes. The container after the treatment was cut and the cross section was observed with a scanning electron microscope. In the container, an altered layer having a slightly different composition was observed at a portion several micrometers from the inner surface, but no other change was observed.

【0024】一方、脱塩素処理を行わずに同様に超臨界
処理を行った結果、処理後の容器内面は表面から数百μ
mにわたって腐食層が観察された。腐食層では数μm〜
数百mmの大小の食孔が多数存在する他、長さ数百μmの
クラックも多数発生しており、容器を繰り返し使用する
ことは困難な腐食状況であった。
On the other hand, as a result of performing the same supercritical treatment without performing the dechlorination treatment, the inner surface of the container after the treatment is several hundred μm
A corrosion layer was observed over m. In the corroded layer, several μm ~
In addition to a large number of large and small pits having a size of several hundreds of mm, many cracks having a length of several hundreds of μm were generated, and it was difficult to use the container repeatedly.

【0025】これらのことから、本発明の適用によっ
て、あらかじめプラスチック中からハロゲン成分を除去
することが可能であり、これによって超臨界処理におけ
る容器腐食を抑制することが可能である。
From these facts, by applying the present invention, it is possible to remove the halogen component from the plastic in advance, thereby suppressing the corrosion of the container in the supercritical treatment.

【0026】(実施例2)図2に示した装置を用いて、
塩素含有量約45%(重量比)のポリ塩化ビニル樹脂を
脱塩素化処理後、超臨界分解した。内部にガラスライニ
ングを施した脱ハロゲン化槽2を真空ポンプ4で0.1T
orrまで減圧した後、窒素を3kg/cm2導入した。槽の下
部に水を導入した後、槽内を昇温し、メッシュ近傍の温
度が195℃、水の表面付近の温度が80℃になるよう
に温度調節した。この条件では樹脂は溶融してメッシュ
から滴下しながら塩化水素を発生する。発生した塩化水
素は一部が気体状のままで、また一部は滴下したポリ塩
化ビニルに付着して水に溶解する。
(Embodiment 2) Using the apparatus shown in FIG.
A polyvinyl chloride resin having a chlorine content of about 45% (weight ratio) was dechlorinated and then supercritically decomposed. The dehalogenation tank 2 with glass lining inside is pumped by a vacuum pump 4 to 0.1T.
After reducing the pressure to orr, nitrogen was introduced at 3 kg / cm 2 . After water was introduced into the lower part of the tank, the temperature inside the tank was raised, and the temperature was adjusted so that the temperature near the mesh became 195 ° C and the temperature near the surface of the water became 80 ° C. Under this condition, the resin melts and generates hydrogen chloride while dripping from the mesh. A part of the generated hydrogen chloride remains in a gaseous state, and a part thereof adheres to the dropped polyvinyl chloride and dissolves in water.

【0027】脱塩素化したプラスチック中の塩素量をボ
ンブ燃焼の後イオンクロマトグラフィで定量したところ
0.4重量% であり、ほとんどの塩素がこの脱塩化処理
によって除去できることが判明した。
The amount of chlorine in the dechlorinated plastic was determined by ion chromatography after bomb burning, and was 0.4% by weight. It was found that most of the chlorine could be removed by this dechlorination treatment.

【0028】(実施例3)図3に示した装置を用いて、
臭素含有量約12重量%の臭素化ビスフェノールA型の
エポキシ樹脂を脱臭素化し、これを超臨界分解した。約
200メッシュに微細粉砕したエポキシ樹脂を耐圧構造
の脱ハロゲン化槽2に入れ、真空ポンプ4を用いて窒素
置換し、水を入れて250℃に加熱した。45分間保持
した後、温度を下げて、水溶液を取り出し分析した結
果、臭化水素が認められた。脱臭素化した樹脂に含まれ
る臭素量をボンブ燃焼の後イオンクロマトグラフを用い
て定量した結果、0.9重量% であった。
(Embodiment 3) Using the apparatus shown in FIG.
An epoxy resin of brominated bisphenol A type having a bromine content of about 12% by weight was debrominated, and this was subjected to supercritical decomposition. The epoxy resin finely pulverized to about 200 mesh was put into a dehalogenation tank 2 having a pressure-resistant structure, and was replaced with nitrogen by using a vacuum pump 4, water was added, and the mixture was heated to 250 ° C. After holding for 45 minutes, the temperature was lowered, and the aqueous solution was taken out and analyzed. As a result, hydrogen bromide was recognized. The amount of bromine contained in the debrominated resin was determined using an ion chromatograph after bomb burning, and as a result, was 0.9% by weight.

【0029】脱臭素化処理した樹脂に水を混合し、これ
を400℃で30分超臨界処理した。処理後の容器を装
置から取り外し、両端を封じて静水圧プレス装置(CI
P)に入れ、50MPaの圧力で繰返し耐圧試験した結
果、10回の耐圧試験によっても容器に損傷は認められ
なかった。
Water was mixed with the debrominated resin, which was subjected to a supercritical treatment at 400 ° C. for 30 minutes. Remove the treated container from the device, seal both ends, and press the hydrostatic press (CI
P), the container was repeatedly subjected to a pressure test at a pressure of 50 MPa. As a result, no damage was found in the container even after 10 pressure tests.

【0030】一方、脱臭素化処理を行わずに、同様に超
臨界処理を行い、この容器についても装置から取り外し
両端を封じて、同様にCIPによって圧力を繰返しかけ
て耐圧試験を行った。その結果、2回目の耐圧試験後に
容器は中央部が凹む変形を生じた。この容器の横断面を
走査型電子顕微鏡で観察した結果、容器内表面には数百
μmの変質層が生じており、また多数の腐食孔が観察さ
れた。
On the other hand, without performing the debromination treatment, a supercritical treatment was performed in the same manner. This container was also removed from the apparatus, both ends were sealed, and a pressure test was similarly performed by repeatedly applying pressure by CIP. As a result, after the second pressure test, the container was deformed such that the center portion was depressed. As a result of observing the cross section of this container with a scanning electron microscope, an altered layer of several hundred μm was formed on the inner surface of the container, and many corrosion holes were observed.

【0031】このように本発明による脱ハロゲン処理を
実施した場合には、超臨界処理の容器に腐食が生じない
ため、耐圧試験を繰り返しても容器に問題は生じない。
As described above, when the dehalogenation treatment according to the present invention is performed, corrosion does not occur in the container subjected to the supercritical treatment, so that no problem occurs in the container even if the pressure test is repeated.

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明によって、ハロゲンを含むプラス
チックを超臨界処理する際に、処理容器の腐食を防止す
ることができる。さらにプラスチックの再利用可能な部
分の割合を増すことができる。
According to the present invention, the corrosion of the processing container can be prevented when supercritically processing a plastic containing halogen. In addition, the proportion of reusable parts of the plastic can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一例で、水を超臨界流体に用いた場合
のプロセス概要図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of a process when water is used as a supercritical fluid in an example of the present invention.

【図2】本発明の一例で、水を超臨界流体に用いた場合
の別のプロセス概要図である。
FIG. 2 is a schematic diagram of another process when water is used as a supercritical fluid in an example of the present invention.

【図3】本発明の一例で、水を超臨界流体に用いた場合
のさらに別のプロセス概容図である。
FIG. 3 is a schematic view showing still another process when water is used as a supercritical fluid in an example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…貯留容器、2…脱ハロゲン化槽、3…窒素導入管、
4…真空ポンプ、5…水導入管、6…ハロゲン移送管、
7…吸収槽、8…アルカリ導入管、9…中和槽、10…
乾燥機、11…搬送設備、12…ハロゲン塩貯蔵槽、1
3…搬送管、14…貯留槽、15,27…水導入管、1
6…混合槽、17…スラリーポンプ、18…超臨界処理
槽、19…冷却水導入管、20…冷却器、21…気体生
成物、22…液体生成物、23…気液分離装置、24…
メッシュ、25…ハロゲン化合物導出管、26…気体ハ
ロゲン化合物貯蔵槽、28…ハロゲン化合物水溶液導出
管、29…ハロゲン化合物水溶液貯蔵槽。
1 ... storage container, 2 ... dehalogenation tank, 3 ... nitrogen introduction pipe,
4: vacuum pump, 5: water introduction pipe, 6: halogen transfer pipe,
7 ... absorption tank, 8 ... alkali introduction pipe, 9 ... neutralization tank, 10 ...
Dryer, 11 ... Conveying equipment, 12 ... Halogen salt storage tank, 1
3 ... transport pipe, 14 ... storage tank, 15, 27 ... water introduction pipe, 1
6 Mixing tank, 17 Slurry pump, 18 Supercritical treatment tank, 19 Cooling water inlet pipe, 20 Cooler, 21 Gas product, 22 Liquid product, 23 Gas-liquid separation device, 24
Mesh, 25 ... Halogen compound outlet tube, 26 ... Gas halogen compound storage tank, 28 ... Halogen compound aqueous solution outlet tube, 29 ... Halogen compound aqueous solution storage tank.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大河内 功 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 山下 寿生 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Isao Okochi 7-1-1, Omikacho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Hisao Yamashita 7-1 Omikacho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture No. 1 Inside the Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】超臨界流体を溶媒に用いてハロゲン含有プ
ラスチックを分解処理する方法において、処理対象物を
予め脱ハロゲン化する工程と、プラスチックから分離し
たハロゲン化合物を回収する工程とを含むことを特徴と
するハロゲン含有プラスチック処理方法。
1. A method of decomposing a halogen-containing plastic using a supercritical fluid as a solvent, the method comprising a step of previously dehalogenating an object to be treated and a step of recovering a halogen compound separated from the plastic. A method for treating halogen-containing plastics.
【請求項2】請求項1において、脱ハロゲン化の方法と
して、不活性雰囲気中または減圧下での加熱、或いは亜
臨界流体中での溶出を行うことを特徴とするハロゲン含
有プラスチック処理方法。
2. A method for treating a halogen-containing plastic according to claim 1, wherein the method for dehalogenation is heating in an inert atmosphere or under reduced pressure, or elution in a subcritical fluid.
【請求項3】請求項1において、該ハロゲン化合物を回
収する方法として、(イ)脱ハロゲン化によって気体状
で生成するハロゲン化合物を気体状のままで収集する方
法、(ロ)脱ハロゲン化によって気体状で生成するハロ
ゲン化合物を液中に吸収し、その溶液を収集する方法、
(ハ)脱ハロゲン化によって液体状で生成するハロゲン
化合物またはハロゲン化合物溶液を液体状のままで収集
する方法、(ニ)脱ハロゲン化によって生成したハロゲ
ン化合物、またはその化合物の溶液とアルカリ性元素ま
たはアルカリ性原子団を含む化合物との中和反応によっ
て塩を生成し、その塩またはその塩の溶液を収集する方
法のいずれか1つを用いることを特徴とするハロゲン含
有プラスチック処理方法。
3. The method for recovering a halogen compound according to claim 1, wherein (a) a method in which a halogen compound generated in a gaseous state by dehalogenation is collected in a gaseous state; A method of absorbing a halogen compound generated in a gaseous state into a liquid and collecting the solution,
(C) a method in which a halogen compound or a halogen compound solution produced in a liquid state by dehalogenation is collected in a liquid state, (d) a halogen compound produced by dehalogenation, or a solution of the compound and an alkaline element or alkaline A method for treating a halogen-containing plastic, wherein a salt is formed by a neutralization reaction with a compound containing an atomic group, and any one of methods for collecting the salt or a solution of the salt is used.
【請求項4】超臨界流体を用いたハロゲン含有プラスチ
ックの分解処理装置において、該プラスチックを超臨界
流体と接触させる前に予めハロゲンを脱離して回収する
手段を設けたことを特徴とするハロゲン含有プラスチッ
クの処理装置。
4. An apparatus for decomposing a halogen-containing plastic using a supercritical fluid, comprising means for previously removing and recovering the halogen before bringing the plastic into contact with the supercritical fluid. Plastic processing equipment.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6429284B2 (en) 2000-05-18 2002-08-06 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for treating flame retardant resin composition
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US6475403B2 (en) * 2000-01-31 2002-11-05 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Etching method and apparatus
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