JPH11222533A

JPH11222533A - プラスチック廃棄物造粒物及びプラスチック廃棄物の処理方法

Info

Publication number: JPH11222533A
Application number: JP4141898A
Authority: JP
Inventors: Hideo Hashimoto; 英夫橋本; Kenji Shimokawa; 憲治下川; Tatsuya Toyama; 達哉外山; Mayumi Ushiku; 真弓牛久
Original assignee: Chiyoda Corp; Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Current assignee: Chiyoda Corp; Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Priority date: 1998-02-06
Filing date: 1998-02-06
Publication date: 1999-08-17

Abstract

(57)【要約】【課題】取扱い性にすぐれたプラスチック廃棄物の造
粒物を提供する。【解決手段】ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリ
スチレンの中から選ばれる少なくとも１種からなる低温
溶融性プラスチックと、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン
テレフタレート及びＡＢＳ樹脂の中から選ばれる少なく
とも１種からなる高温溶融性プラスチックとの混合物か
らなるプラスチック廃棄物の加熱造粒物であって、該造
粒物中に含まれる高温溶融性プラスチックは２０メッシ
ュより寸法の大きな固形物として存在することを特徴と
するプラスチック廃棄物造粒物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチック廃棄
物造粒物及びプラスチック廃棄物の処理方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロ
ピレン）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＶＤＣ（ポリ塩化
ビニリデン）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＥＴ（ポ
リエチレンテレフタレート）及びＡＢＳ樹脂（アクリロ
ニトリル／ブタジエン／スチレン共重合体）は汎用プラ
スチックとして広く用いられている。従って、プラスチ
ック廃棄物の大部分はこれらのプラスチックからなる。
現在のところ、プラスチック廃棄物の大部分は、再利用
されることなく、焼却処理や埋立て処理されているが、
このような処理は、省資源の点から望ましいものではな
い。これまでにも、プラスチック廃棄物を再利用するた
めに各種の方法が提案されており、その代表的方法の１
つとして、熱分解して油化する方法（熱分解油化法）が
知られている。この方法は、プラスチック廃棄物を４５
０℃程度の高温に加熱することにより、分解生成油を生
成させる方法である。この熱分解油化法においては、被
処理原料としてのプラスチック廃棄物が、ＰＥや、Ｐ
Ｐ、ＰＳ等の炭化水素系プラスチックのみからなる場合
には、プラントや配管の閉塞トラブル及び腐蝕等の問題
を生じることなく、容易に実施することができる。しか
しながら、被処理原料がＰＥ、ＰＰ、ＰＳ等の炭化水素
系プラスチックと、ＰＶＣ、ＰＥＴ、ＡＢＳ樹脂等の異
炭化水素系プラスチックとの混合物からなる場合には、
各種の問題を生じるため、安全かつ安定的に実施するこ
とが困難になる。例えば、ＰＶＣが混入すると、腐蝕性
の高い塩化水素が発生し、装置や配管の腐蝕を引起す。
ＰＥＴが混入すると、その熱分解によりフタル酸類が生
成し、このものは配管閉塞トラブルを引起す。ＡＢＳ樹
脂が混入すると、その熱分解により有毒性のシアン化水
素が発生する。このように、プラスチック廃棄物を熱分
解油化する場合には、その廃棄物からは、異炭化水素系
プラスチックをあらかじめ除去しておくことが望ましい
が、現在のところ、炭化水素系プラスチックと異炭化水
素系プラスチックとを分別するための工業的に有利な方
法は知られておらず、炭化水素系プラスチックと異炭化
水素系プラスチックを含むプラスチック廃棄物を熱分解
油化する方法の実用化には多くの困難が生じている。ま
た、プラスチック廃棄物を被処理原料とする場合には、
破砕処理される。従ってこの場合のプラスチック廃棄物
は、各プラスチックの破砕物の混合物からなるもので、
その嵩比重が０．１ｇ／ｃｍ³程度の嵩高い取り扱い性
の悪いもので、その移送コストや貯蔵コストが高いとい
う問題も含む。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、取扱い性に
すぐれたプラスチック廃棄物の造粒物を提供するととも
に、その造粒物を被処理原料として用いるプラスチック
廃棄物の処理方法を提供することをその課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成する
に至った。即ち、本発明によれば、ポリエチレン、ポリ
プロピレン及びポリスチレンの中から選ばれる少なくと
も１種からなる低温溶融性プラスチックと、ポリ塩化ビ
ニル、ポリエチレンテレフタレート及びＡＢＳ樹脂の中
から選ばれる少なくとも１種からなる高温溶融性プラス
チックとの混合物からなるプラスチック廃棄物の加熱造
粒物であって、該造粒物中に含まれる高温溶融性プラス
チックは２０メッシュより寸法の大きな固形物として存
在することを特徴とするプラスチック廃棄物造粒物が提
供される。また、本発明によれば、ポリエチレン、ポリ
プロピレン及びポリスチレンの中から選ばれる少なくと
も１種からなる低温溶融性プラスチックと、ポリ塩化ビ
ニル、ポリエチレンテレフタレート及びＡＢＳ樹脂の中
から選ばれる少なくとも１種からなる高温溶融性プラス
チックとの混合物からなるプラスチック廃棄物の処理方
法において、（ｉ）前記プラスチック廃棄物造粒物を、
該低温溶融性プラスチックを溶解するが、該高温溶融性
プラスチックは実質的に溶解しない分別溶剤と接触させ
て、該低温溶融性プラスチックを溶解状で含み、該高温
溶融性プラスチックを固形物状で含む分別溶剤からなる
溶解生成物を得る工程、（ii）該溶解生成物を固液分離
して、該高温溶融性プラスチックの固形物を残渣として
分離し、該低温溶融性プラスチックの分別溶剤溶液を濾
液として分離する工程、（iii）該濾液を、そのまま又
は該溶液中の分別溶剤を蒸発して濃縮した後、加熱分解
する工程、からなることを特徴とするプラスチック廃棄
物の処理方法が提供される。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明で被処理原料として用いる
プラスチック廃棄物は、炭化水素系プラスチック等の分
別溶剤に対する可溶性成分と異炭化水素系プラスチック
等の分別溶剤に対する非可溶性成分とからなるものであ
る。炭化水素系プラスチックは、低温溶融性プラスチッ
クを構成し、その融点はＰＶＣの融点よりも低い。この
ようなプラスチックには、ＰＥ、ＰＰ等のポリオレフィ
ン系プラスチック及びＰＳ等の芳香族系プラスチックが
包含される。異炭化水素系プラスチックは、高温溶融性
プラスチックを構成する。このようなプラスチックに
は、ＰＶＣ、ＰＥＴ及びＡＢＳ樹脂等が包含される。こ
れらのプラスチックはいずれも大量に生産される汎用プ
ラスチックであり、プラスチック廃棄物の大部分はこれ
らのプラスチックからなる。プラスチック廃棄物中に
は、異炭化水素系プラスチックとしてポリ塩化ビニリデ
ン（ＰＶＤＣ）が少量（約１重量％）含まれる場合があ
るが、このＰＶＤＣは部分的に分別溶剤に溶解し、可溶
性成分として作用する。もちろん、プラスチック廃棄物
には前記したプラスチック以外の炭化水素系プラスチッ
ク及び異炭化水素系プラスチックが含有されることもあ
るが、その割合は、通常、２５重量％以下である。一般
のプラスチック廃棄物においては、炭化水素系プラスチ
ックの割合は、通常、５０重量％以上であり、場合によ
っては７５重量％以上である。

【０００６】前記プラスチック廃棄物は、破砕処理さ
れ、各プラスチックの破砕物の混合物として取扱われる
が、その嵩密度は約０．１ｇ／ｃｍ³程度と低く、非常
に嵩高いものである。この場合、破砕物は、通常２０メ
ッシュより寸法の大きいものであり、その寸法は、長軸
寸法で、１〜１００ｍｍ、好ましくは１〜５０ｍｍ程度
である。

【０００７】本発明においては、前記プラスチック廃棄
物は、これを造粒高密度化して、その嵩密度を高める。
このような造粒物は、加熱下でその造粒を行うことによ
って得ることができる。この場合の造粒法としては、従
来公知の各種の方法を採用することができるが、押出し
機を用いる造粒法を採用するのが好ましい。押出機を用
いてプラスチック廃棄物の造粒を行うには、プラスチッ
ク廃棄物を押出機内に供給し、ここで加熱するととも
に、スクリューの回転により混合圧縮して、その先端ダ
イスから押出し、塊状造粒物として回収する。本発明に
おいては、前記押出し造粒は、加熱下で実施するが、こ
の場合、その加熱温度は、低温溶融性プラスチック（炭
化水素プラスチック）を溶融するが、高温溶融性プラス
チック（異炭化水素系プラスチック）を実質的に溶融し
ない温度、通常、８０〜１５０℃、好ましくは８０〜１
２０℃の温度に加熱することが必要である。これによ
り、高温溶融性プラスチックは、軟化を生じても実質的
な溶融を生じないため、造粒物中には、少なくとも２０
メッシュの寸法よりも大きい粗大固形物として存在する
ようになる。そして、このような造粒物は、これを分別
溶剤に溶解させたときに、２０メッシュ以上の大きな網
目寸法を持つふるいにより容易に固液分離することがで
きる。前記加熱造粒に際し、高温溶融性プラスチックの
実質的な溶融を生じさせると、その溶融液と低温溶融性
プラスチックの溶融液とが液体混合するため、得られる
造粒物を分別溶剤に溶解させたときに、その高温溶融性
プラスチックは、その寸法が５０μｍ以下の固体微粒子
として分別溶剤中に存在するようになり、その分離は非
常に困難になる。

【０００８】前記の加熱造粒により得られる造粒物の寸
法は、その長軸寸法で、１〜５０ｍｍ、好ましくは１〜
３０ｍｍ程度である。また、その嵩密度は、通常、０．
３ｇ／ｃｍ³以上、好ましくは０．３５ｇ／ｃｍ³以上、
より好ましくは０．４５ｇ／ｃｍ³以上である。その上
限値は、通常、０．５ｇ／ｃｍ³程度である。このよう
なプラスチック廃棄物造粒物は、その嵩密度が高められ
たものであることから、取扱い性にすぐれ、その移送コ
スト及び貯蔵コストの低められたものである。

【０００９】本発明で用いる分別溶剤は、一般的には、
芳香族系炭化水素とパラフィン系炭化水素を含有する液
状炭化水素混合物からなり、炭化水素系プラスチック及
びＰＶＤＣのみを選択的に溶解し、異炭化水素系プラス
チックは実質的に溶解しないものである。このような混
合物溶剤は、プラスチック廃棄物中に含まれている炭化
水素系プラスチックを熱分解して得られる分解生成油を
用いて容易に調製し得ることから、安価であるという利
点を有する。

【００１０】前記分別溶剤中に含まれる芳香族系炭化水
素の割合は、５〜７０％、好ましくは８〜６５％、より
好ましくは８〜４０％である。芳香族系炭化水素の割合
が前記範囲を超えるようになると、異炭化水素系プラス
チック、特にＰＶＣの実質的量が溶解するようになり、
一方、前記範囲より少なくなると、炭化水素系プラスチ
ック、特にＰＳが実質的に溶解しなくなる。パラフィン
系炭化水素の割合は、５〜８５％、好ましくは１０〜８
０％、より好ましくは４０〜８０％である。パラフィン
系炭化水素の割合が前記範囲を超えるようになると、炭
化水素系プラスチック、特にＰＳが実質的に溶解しなく
なり、一方、前記範囲より少なくなると、異炭化水素系
プラスチック、特にＰＶＣの実質的量が溶解するように
なる。混合物中のオレフィン系炭化水素の割合は、混合
物中の芳香族系炭化水素とパラフィン系炭化水素を差引
いた残量であり、通常、０〜２５％である。

【００１１】本明細書において前記分別溶剤に関して言
う芳香族系炭化水素、パラフィン系炭化水素及びオレフ
ィン系炭化水素の各割合は、通常の重量％とは異なり、
¹³Ｃ−ＮＭＲスペクトルに基づいて求められたもので、
その¹³Ｃ−ＮＭＲスペクトルの測定装置、測定条件、ス
ペクトルの帰属及び各成分割合の求め方については、以
下の通りである。

【００１２】（１）装置測定に用いた核磁気共鳴分光（以下ＮＭＲとする）装置
は、日本電子（株）製ＧＸ２７０−ＦＴＮＭＲ装置であ
る。（２）測定条件試料は、溶媒兼ＮＭＲロック剤としての重クロロホルム
（ＣＤＣｌ₃：ＩＳＯＴＥＣＩＮＣ．製９９．９６ａ
ｔｏｍ％Ｄ）に溶解させ、¹³Ｃ−ＮＭＲ測定に対して３
０ｗｔ％濃度とした。化学シフトはテトラメチルシラン
（ＴＭＳ）を内部基準（０．０ｐｐｍ）とし、５ｍｍφ
パイレックス製試料管を用い、回転数１５Ｈｚで測定し
た。主な測定条件は、¹³Ｃ−ＮＭＲにおいては、定量的
な測定のために、核オーバーハウザー効果（ＮＯＥ）を
消去したゲート付き¹Ｈデカップリング測定（ＮＮＥ）
を行い、パルス繰り返し時間６．９秒、データポイント
３２Ｋ、積算回数４０００回とした。（３）スペクトルの帰属と各炭化水素成分の百分率の求
め方¹³ Ｃ−ＮＭＲスペクトルは、Eberhand,Breifmaier., an
d Wolfgang Voelter. “Carbon-13 NMRSpectroscop
y”， VCH Verlagsgesellschaft mbH,(1987)の文献に基
づき帰属を行い、それぞれの積分値を算出して、各結合
型炭素（パラフィン系炭化水素：Ｃｐ、オレフィン系炭
化水素：Ｃｏ、芳香族系炭化水素：Ｃａ）の百分率を求
めた。パラフィン系炭化水素（Ｃｐ）の化学シフト：１４．２
〜４６．２ｐｐｍオレフィン系炭化水素（Ｃｏ）の化学シフト：１１１．
５〜１１４．２ｐｐｍ、１３７．０〜１４５．０ｐｐｍ芳香族系炭化水素（Ｃａ）の化学シフト：１２５．５〜
１３６．９ｐｐｍ

【００１３】なお、¹³Ｃ−ＮＭＲのスペクトルに基づく
各炭化水素成分の百分率の算出方法では、パラフィン系
炭化水素基の結合した芳香族系炭化水素は、パラフィン
系炭化水素と芳香族系炭化水素とに分割して算出され、
オレフィン系炭化水素基の結合した芳香族系炭化水素
は、オレフィン系炭化水素と芳香族系炭化水素とに分割
して算出されている。

【００１４】本発明によるプラスチック廃棄物の処理に
おいては、前記造粒物を被処理原料として用い、これを
溶解工程において、分別溶剤と接触させる。この溶解工
程における溶解温度は、炭化水素系プラスチックが可溶
化する温度であり、通常、加温条件が採用される。一般
的には、その溶解温度は、炭化水素系プラスチックが溶
融し、ＰＶＣ等の異炭化水素系プラスチックが溶融しな
い温度、通常、８０〜１５０℃、好ましくは１１０〜１
３５℃程度である。この溶解工程においては、低温溶融
性プラスチックを構成する炭化水素系プラスチックは分
別溶剤に溶解し、一方、高温溶融性プラスチックを構成
する異炭化水素系プラスチックは未溶解の固形物状で分
別溶剤中に存在する。この場合の未溶解状の固形物は、
その寸法（長軸寸法）が１〜１００ｍｍ、好ましくは１
〜５０ｍｍであるため、その分離は容易であり、２０メ
ッシュ又はそれより大きな網目寸法を有する固液分離機
を用いて分離することができる。従って、本発明の場合
は、溶解生成物からの異炭化水素系プラスチックの分離
コストが非常に安価であるという大きな利点を有する。

【００１５】前記溶解工程で得られた固形物は、そのま
ま又はその表面に付着する液体（炭化水素系プラスチッ
クを溶解状で含む分別溶剤溶液）を除去した後、焼却処
理や埋立て処理等の適当な処理を施す。一方、前記溶解
工程で得られた濾液は、そのまま又は必要に応じて濃縮
処理を施した後、分解処理させる。この分解工程は、従
来公知の方法で実施され、その分解温度は、３５０〜５
００℃、好ましくは３８０〜４５０℃である。

【００１６】次に、本発明によるプラスチック廃棄物処
理の好ましい態様を図面を参照して説明する。図１は本
発明の方法を実施する場合のフローシートの１例を示
す。この図において、１は脱水工程、２は溶解工程、３
は固液分離工程、４は濃縮工程、５は分解工程、６は蒸
留工程を示す。図１において、プラスチック廃棄物造粒
物（以下、単に造粒物とも言う）はライン９を通って脱
水工程１に導入され、ここで脱水処理される。この脱水
処理は、造粒物を容器内又は配管内において加熱するこ
とによって実施される。この場合の加熱には、器壁を介
して間接的に加熱する方法や、加熱乾燥ガスを造粒物に
直接接触させる方法等が包含される。間接加熱の場合、
その加熱温度は、９０〜１３５℃、好ましくは１００〜
１２０℃である。加熱乾燥ガスと直接接触させる場合、
その乾燥ガスとしては、窒素ガスや空気等のガス、好ま
しくは空気が用いられ、この乾燥ガスの加熱温度は５０
〜１３５℃、好ましくは６０〜１２０℃である。ガスを
加熱して乾燥ガスとして使用することにより、脱水効率
は向上し、また、ガスの特別の乾燥処理は必要とされ
ず、さらに、乾燥ガスの使用量も少なくてすむ。プラス
チック廃棄物造粒物から水蒸気となって分離した水は、
ライン１０を通って排出される。なお、前記脱水工程
は、必要に応じて省略することができる。

【００１７】前記脱水工程においては、プラスチック廃
棄物造粒物中の水分は５重量％以下、好ましくは２重量
％以下にまで除去される。この廃棄物中の水分の除去に
より、次の溶解工程における溶解槽での液面制御が溶易
になる。溶解槽に供給される造粒物中に水分が含まれて
いると、その造粒物が分別溶剤に溶解する際に、発泡現
象を引起して液面が上昇したりして液面制御が困難にな
るが、前記のように造粒物中の水分を脱水除去すること
により、この問題は解決される。脱水処理された造粒物
は、ライン１１を通って溶解工程２に導入され、ここで
ライン２３を通って循環される分別溶剤用蒸留留分と接
触し、溶解処理される。この溶解工程２においては、造
粒物中に含まれるＰＥ、ＰＰ及びＰＳ等の炭化水素系プ
ラスチックが選択的に溶解され、ＰＶＣやＰＥＴ、ＡＢ
Ｓ樹脂等の異炭化水素系プラスチックは実質的に溶解さ
れず、固形物状に保持される。ライン２３を通って溶解
工程２に循環される分別溶剤用蒸留留分は、芳香族系炭
化水素とパラフィン系炭化水素を含有する液状炭化水素
混合物である。この留分は、通常、前記において示した
分別溶剤に適した成分組成を有するもので、造粒物中の
炭化水素系プラスチックを選択的に可溶化させる作用を
示す。

【００１８】被処理原料として用いる造粒物の成分組成
が変化するとそれに応じて循環留分の成分組成も変化す
る。従って、この循環留分の成分組成が前記した分別溶
剤に適した成分組成範囲から逸脱する場合もあるが、こ
のような場合には、分別溶剤に適した成分組成になるよ
うに、必要に応じ、適当な炭化水素成分をライン２４を
通して添加する。一般的には、芳香族系プラスチックの
割合が１０〜９０重量％、好ましくは１５〜８０重量
％、より好ましくは１５〜５０重量％の炭化水素系プラ
スチックを熱分解して得られる分解生成油をそのまま、
又はこの分解生成油を蒸留して得られる、５０〜５００
℃、好ましくは１００〜４００℃、より好ましくは１５
０〜３５０℃の沸点を有する各種蒸留留分を、本発明の
分別溶剤として使用することができる。

【００１９】溶解工程２における溶解操作開始時には、
工業薬品として市販されている芳香族系炭化水素、パラ
フィン系炭化水素及び必要に応じてのオレフィン系炭化
水素を適量混合することにより、あるいは前記の特性を
有する石油系炭化水素の熱分解油を分別溶剤として用い
ることができる。溶解工程２において、その操作温度
は、炭化水素系プラスチックが可溶化する温度であり、
通常、加温条件が採用され、一般的には、炭化水素系プ
ラスチックが溶融し、ＰＶＣ等の異炭化水素系プラスチ
ックが実質的に溶融しない温度、通常、８０〜１５０℃
の温度である。操作圧力は、その加温条件下で、分別溶
剤を液相に保持するのに充分な圧力であればよく、通
常、０〜５ｋｇ／ｃｍ²Ｇ、好ましくは０〜２ｋｇ／ｃ
ｍ²Ｇである。接触時間は、炭化水素系プラスチックが
溶解するのに必要な時間であり、通常、５分以上、好ま
しくは１０〜６０分である。分別溶剤の使用割合は、造
粒物１重量部当り、０．５〜１０重量部、好ましくは１
〜５重量部の割合にするのがよい。

【００２０】前記溶解工程２で得られた溶解生成物はラ
イン１２を通って固液分離工程３に送られ、ここで固液
分離される。この場合の固液分離方法としては、従来公
知の各種の方法、例えば、濾過分離、遠心分離、沈降分
離等が採用されるが、ふるい分離が好ましく採用され
る。ふるいとしては、その網目が２０メッシュ又はそれ
より大きな寸法のふるいが採用される。この場合の操作
温度は、一般的には、５０〜１５０℃、好ましくは８０
〜１３５℃であるが、通常、溶解工程における溶解温度
付近の温度である。この固液分離工程３において、炭化
水素系プラスチックを溶解状で含む分別溶剤溶液と、異
炭化水素系プラスチックからなる固形物とが得られる。
この分別溶剤溶液中の炭化水素系プラスチックの濃度
は、７〜５０重量％、好ましくは１０〜４０重量％であ
る。この炭化水素系プラスチックの濃度は、溶解工程に
おいて用いる分別溶剤の使用量により調節することがで
きる。この固液分離工程においては、前記したように、
異炭化水素系プラスチックは実質的に溶解せずに固形物
として分離されるが、分別溶剤に溶解性を示さない他の
固体状物質、例えば、プラスチック廃棄物中に含まれる
熱硬化樹脂、金属片、アルミ箔、紙片、木片等も未溶解
固形物として分離される。これらの未溶解固形物はライ
ン２５を通して回収される。

【００２１】前記のようにして得られる炭化水素系プラ
スチックを含む分別溶剤溶液は、ライン１３を通って濃
縮工程４に送られ、ここで後続の分解工程５で得られた
ライン１５を通って循環される高温の分解生成油蒸気と
直接接触される。この炭化水素系プラスチックを含む溶
液に対する高温の分解生成油蒸気の直接接触により、溶
液中の分別溶剤の一部が蒸発されて炭化水素系プラスチ
ック濃度の高められた濃縮液が得られる。この濃縮工程
４において得られる濃縮液中の炭化水素系プラスチック
濃度は、固液分離工程３で得られた分別溶剤溶液の場合
よりも高められたもので、通常、２０〜６０重量％、好
ましくは３０〜６０重量％である。濃縮液中のプラスチ
ック濃度が前記範囲より高くなると、濃縮液の粘性が高
くなりすぎ、そのパイプ移送が困難になるので好ましく
ない。この濃縮工程４においては、溶液から蒸発分離し
た分別溶剤蒸気と分解生成油蒸気からなる蒸気留分とが
得られるが、この蒸気留分は、ライン１７を通って蒸留
工程６に送られる。前記濃縮工程４で用いる濃縮装置と
しては、気液接触の可能なものであれば任意のものを用
いることができ、充填塔等の通常の気液接触装置の他、
蒸留塔を用いることもできる。蒸留塔を用いる場合に
は、その塔底留分として濃縮液を得ることができる。

【００２２】前記のようにして得られた炭化水素系プラ
スチックを含む濃縮液は、ライン１４を通って分解工程
５に送られ、ここで分解処理され、分解生成油が蒸気状
で得られる。この場合の分解方法としては、従来公知の
各種の方法を採用することができる。一般的には、その
分解温度は、３５０〜５００℃、好ましくは３８０〜４
５０℃である。

【００２３】濃縮工程４で得られた濃縮液は、分解工程
６で得られた高温の分解生成油蒸気を固液分離工程３で
得られた溶液に直接接触させることにより得られたもの
であることから、高められた温度を有するもので、その
温度は、圧力条件（減圧条件又は加圧条件）にもよる
が、少なくとも１３０℃、好ましくは２００℃以上であ
り、その上限温度は分解工程の分解温度、例えば４００
℃である。一般的には、分別溶剤の沸点ないしその沸点
近傍の温度である。この濃縮液は、もちろん、ポンプを
用いて移送することもできるが、高粘性を有するため、
ポンプ移送の困難なものであるが、本発明の場合、濃縮
工程４からの分解工程５への濃縮液の移送は、ポンプを
用いずに、重力流としてパイプ移送するのが有利である
ことが確認された。濃縮液を重力流として移送する場
合、その濃縮工程４と分解工程５との間の高低差は、少
なくとも２ｍ、通常、２．５〜５ｍである。なお、前記
高低差は、濃縮工程４の出口と分解工程５の分解残渣油
の出口との間の高低差を意味する。

【００２４】分解工程で得られた高温の分解生成油蒸気
の少なくとも一部は、ライン１５を通って濃縮工程４に
循環される。また、場合によっては、分解生成油蒸気の
一部はライン２６及び１７を通って蒸留工程６に導入す
ることもできる。濃縮工程４に循環する分解生成油蒸気
量は、ライン１３を通って濃縮工程４へ導入される固液
分離工程３からの溶液に対する重量比で、０．５〜５、
好ましくは０．５〜２である。分解工程５における、分
解残渣油（熱分解生成油のうちの沸点が分解温度以上と
なる留分）は、ライン１６を通して排出される。

【００２５】濃縮工程４で得られた蒸気留分は、ライン
１７を通して蒸留工程６に送られ、ここで蒸留処理され
る。この蒸留工程６は、通常、１つ又は複数の蒸留塔か
ら構成される。この蒸留工程６は種々の形態において実
施することができる。例えば、ライン１８を通る重質
油、ライン１９を通る中質油及びライン２０を通る軽質
油に分留することができる。この場合の重質油は沸点範
囲が３５０℃以上の留分であり、中質油は沸点範囲が１
４０〜４００℃の留分であり、軽質油は沸点範囲が４０
〜２００℃の留分である。本発明においては、これらの
留分の中から選ばれる１つの留分を分別溶剤として用い
ることができる他、それらのうちの２つの留分の混合物
又はそれらの３つの留分の混合物を分別溶剤として用い
ることができる。本発明においては、特に、軽質油０〜
１００重量％、好ましくは０〜４０重量％と、中質油０
〜１００重量％、好ましくは６０〜１００重量％との混
合物を分別溶剤として好ましく使用することができる。
また、前記濃縮工程４で得られた蒸気留分から分別溶剤
用蒸留留分を得るために、その留分からあらかじめ沸点
が５００℃より高い、好ましくは４００℃より高い重質
油留分を除き、得られた軽質油留分の少なくとも一部を
そのまま分別溶剤用留分として用いることができるし、
また、この軽質油留分をさらに蒸留して沸点が１００℃
より低い軽質留分を除いて分別溶剤用蒸留留分とするこ
とができる。前記蒸留工程６で得られる蒸留留分のう
ち、分別溶剤用蒸留留分は、ライン２３を通って溶解工
程２に循環使用される。

【００２６】図１に示したフローシートにおいて、濃縮
工程４は必要に応じ省略することができる。この場合に
は、固液分離工程３で得られたプラスチックを含む分別
溶剤溶液は、これをライン１３を通って分解工程５に導
入するとともに、分解生成油蒸気をライン１５及びライ
ン２６を通って蒸留工程６へ導入をする。また、濃縮装
置として蒸留塔を用いる場合には、固液分離工程３で得
られた溶液を直接蒸留塔に導入するとともに、この蒸留
塔に分解工程５で得られた高温の分解生成油を蒸気状で
導入して蒸留する。この場合、高温の分解生成油蒸気
は、蒸留塔の溶液の導入された位置と同一又はそれより
下部の位置に導入し、蒸留塔内において分解生成油蒸気
と溶液とを直接接触させる。このような蒸留において
は、分解生成油の蒸留とともに、プラスチックを含む溶
液の濃縮が行われ、蒸留塔の塔底留分として濃縮液が得
られる。この濃縮液のプラスチック濃度は、通常２０〜
６０重量％、好ましくは３０〜６０重量％である。ま
た、その温度は、少なくとも１３０℃、好ましくは２０
０℃以上であり、その上限温度は分解温度（例えば４０
０℃）である。また、本発明において、プラスチック廃
棄物がポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）を含む場合に
は、その少なくとも一部が分別溶剤に溶解するため、得
られる分解生成油には微量の塩素化合物が混入してくる
が、この塩素化合物は、活性炭やゼオライト等の固体吸
着剤や、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、ソー
ダライム等のアルカリ性物質と接触させることにより、
除去することができる。

【００２７】本発明においては、前記固液分離工程３で
得られた未溶液プラスチックからなる固形物は、これに
分別溶剤蒸発処理を施し、分別溶剤含有量の低減した固
形物として回収する。固液分離工程３からライン２５を
通して得られる固形物は、プラスチックを含む分別溶剤
溶液を含有して湿潤したもので、分別溶剤を比較的多量
含むことから、その湿潤固形物をそのまま廃棄すること
は、経済的に好ましいことではなく、その湿潤固形物か
らの分別溶剤の効率的な回収が望まれる。

【００２８】図２に、湿潤固形物からそれに含まれる分
別溶剤の回収処理方法についてのフローシートを示す。
図２において、５１は分別溶剤蒸発工程、５２は凝縮工
程及び５３は加熱工程を示す。図２に示すフローシート
に従って湿潤固形物を処理するには、分別溶剤蒸発工程
５１に対して、湿潤固形物をライン５４（図１のライン
２５に対応）を通して供給するとともに、ライン５７を
通って加熱された非凝縮性ガスを供給し、ここで湿潤固
形物に加熱された非凝縮性ガスを接触させる。湿潤固形
物に含まれる分別溶剤の量は、７５重量％以下、好まし
くは６５重量％以下である。その下限値は、通常、１５
重量％程度である。非凝縮性ガスの温度は、５０〜２０
０℃、好ましくは８０〜１８０℃である。非凝縮性ガス
としては、常温でガス状を示す各種のものが使用可能で
あるが、安全性の点から、窒素ガスや炭酸ガス、アルゴ
ンガス等が好ましく使用される。非凝縮性ガスの使用割
合は、湿潤固形物から回収する分別溶剤量に応じて適宜
決められる。一般的には固形物に含まれる分別溶剤の４
０〜１００重量％、好ましくは５０〜９０重量％程度が
蒸発するような割合である。

【００２９】この分別溶剤蒸発工程５１においては、分
別溶剤含有量の低減した固形物と、分別溶剤蒸気と非凝
縮性ガスとのガス状混合物とが得られるが、その固形物
はライン５８を通って回収され、ガス状混合物はライン
５５を通って凝縮工程５２に導入される。凝縮工程５２
においては、ガス状混合物は冷却され、それに含まれる
分別溶剤蒸気が凝縮液化され、その液状の分別溶剤はラ
イン５９を通って回収される。一方、非凝縮性ガスはラ
イン５６を通って加熱工程５３に送られる。ライン５９
を通って回収される分別溶剤は、図１のライン３７及び
３８を通って溶解分別工程における分別溶剤として循環
使用される。凝縮工程５２における冷却温度は、分別溶
剤が凝縮液化する温度であり、通常、５０℃以下、好ま
しくは４０℃以下である。この凝縮工程５２におけるガ
ス状混合物の冷却方法としては、従来公知の各種の方
法、例えば、水を冷却媒体として用いる方法等が挙げら
れる。加熱工程５３に導入された非凝縮性ガスは、ここ
で５０〜２００℃、好ましくは８０〜１８０℃に加熱さ
れ、得られた加熱非凝縮性ガスはライン５７を通って分
別溶剤蒸発工程５１に循環される。

【００３０】前記した湿潤固形物からの分別溶剤回収方
法は、使用する非凝縮性ガスが循環使用されることか
ら、クローズドシステムとして実施され、非凝縮性ガス
に混入する微量の分別溶剤も外部へ放出されることはな
い。

【００３１】

【実施例】

【００３２】参考例１標準プラスチックを用いてその溶解速度を以下のように
して測定した。（溶解速度の測定）プラスチックペレットからなる試料
約４０ｇを分別溶剤２００ｇ中で、常圧下で１３０℃に
３０分間保持して、その溶解速度を測定した。その結果
を表１に示す。なお、前記分別溶剤は、ＰＥ：１重量部
とＰＰ：１重量部とＰＳ：１重量部との混合物を４００
℃で熱分解した得られた熱分解生成油の１５０〜３５０
℃留分（軽質油＋中質油に相当）（芳香族系炭化水素：
３１．７％、パラフィン系炭化水素：５８．５％、オレ
フィン：７．４％）である。表１に示す結果から、本発
明における溶解工程では、ＰＥ、ＰＰ及びＰＳは溶解す
るが、ＰＶＣ、ＰＥＴ及びＡＢＳ樹脂は不溶解であるこ
とがわかる。

【００３３】

【表１】

【００３４】実施例１プラスチック廃棄物モデルとして、ＰＥ：３３重量％、
ＰＰ：２０重量％、ＰＳ：２８重量％、ＰＶＣ：６重量
％、ＰＶＤＣ：１重量％、ＰＥＴ：２重量％及びＡＢＳ
樹脂：２重量％、その他の樹脂：８重量％からなるプラ
スチック混合物を細片状に破砕したものを用いた。この
破砕品の寸法（長軸寸法）は６〜１０ｍｍであり、ま
た、その嵩密度は０．１ｇ／ｃｍ³であった。この破砕
物を押出機内に充填し、加熱下において、スクリューに
より混合圧縮し、その先端ダイスより押出してペレット
状造粒物を得た。この場合、破砕物は押出機内におい
て、約１２０℃で加熱した。このようにして得た造粒物
の寸法（長軸寸法）は、３〜８ｍｍであり、その嵩密度
は０．４６ｇ／ｃｍ³であった。また、この造粒物中の
可溶性プラスチックの割合は８１重量％であった。次
に、前記造粒物を分別溶解中に投入し、撹拌下で１３０
℃の温度で３０分間加熱した。この場合、分別溶解とし
ては、ＰＥ：４０重量％、ＰＰ：２５重量％及びＰＳ：
３５重量％の混合物を４１０℃で熱分解して得られた熱
分解油の１５０〜３５０℃留分を用いた。次に、前記溶
解生成物を２０メッシュのふるい（金網）を有する遠心
濾過機を用いて遠心濾過した。この遠心濾過により、ふ
るい上には未溶解の固形物が分離捕集され、また、濾液
が分離回収された。得られた固形物の成分組成と、得ら
れた濾液の性状を以下に示す。（１）固形物ＰＶＣ：１６重量％ＰＥＴ、ＡＢＳ樹脂及びその他の固形物：３４重量％（２）濾液粘度：２６１センチポイズ（１３０℃）プラスチック濃度：１５．１重量％塩素濃度：８５０ｐｐｍプラスチック溶解率：８８．９重量％脱塩率：８８．０重量％

【００３５】なお、前記プラスチック溶解率及び脱塩率
は、以下のように定義される。（プラスチック溶解率）濾液中に溶解していたプラスチ
ック量の原料プラスチック廃棄物量（造粒物量）に対す
る比率（重量％）を示す。（脱塩率）原料プラスチック廃棄物（造粒物）中のＰＶ
Ｃの５７重量％とＰＶＤＣの７３重量％をそれぞれ塩素
分とし、次式で算出したものである。Ｐ＝（Ａ／Ｂ） × １００％Ａ：濾液中の全塩素分の重量Ｂ：原料プラスチック廃棄物中に含まれる全塩素分の重
量

【００３６】比較例１実施例１において、プラスチック破砕物を加熱造粒する
際の加熱温度として約１６０℃の温度を採用して得られ
たペレット状造粒物（嵩密度：０．４２ｇ／ｃｍ³）を
用いた以外は同様にして実験を行った。この場合に得ら
れた溶解生成物は、２０メッシュふるい通過率が１００
％の固形物微粒子を含むもので、２０メッシュ網目のふ
るいでは分離捕集することができなかった。得られた溶
解生成物の性状を以下に示す。粘度：５１５センチポイズ（１３０℃）溶解プラスチック濃度：１７．０重量％塩素濃度：７８６０ｐｐｍ

【００３７】実施例２実施例１で示した造粒物を図１に示したフローシートに
従って処理した。この処理における主要操作条件を以下
に示す。（１）脱水工程１（ｉ）脱水処理前の造粒物中水分：９重量％（ii）脱水処理後の造粒物中水分：３重量％（２）溶解工程２（ｉ）造粒物供給量：１００重量部／ｈ（ii）分別溶剤供給量：３００重量部／ｈ (iii）温度：１３０℃ （３）固液分離工程３（ｉ）溶解生成物：４００重量部／ｈ（ii）固形物排出量：７４重量部／ｈ（４）ライン１３（ｉ）溶液流量：３２６重量部／ｈ（ii）溶液温度：１３０℃ （５）濃縮工程４（ｉ）溶液量／分解生成油蒸気量重量比：０．６（６）ライン１４（ｉ）濃縮液流量（重力流）：１８５重量部／ｈ（ii）濃縮液温度：３００℃ (iii）濃縮工程４と分解工程５との高低差：４ｍ（７）ライン１７（ｉ）蒸気留分流量：３２４重量部／ｈ（ii）蒸気留分温度：３１５℃ （８）分解工程５（ｉ）分解温度：４００℃ （９）ライン１５（ｉ）分解生成油蒸気流量：１８３重量部／ｈ（ii）分解生成油蒸気温度：４００℃ （１０）ライン１６（ｉ）分解残渣流量：２重量部／ｈ（１１）蒸留工程６（ｉ）重質油ライン１８：３重量部／ｈライン２２：０重量部／ｈライン３６：３重量部／ｈ（ii）中質油ライン１９：１９１重量部／ｈライン２１：１６３重量部／ｈライン３３：２８重量部／ｈ (iii）軽質油ライン２０：１２６重量部／ｈライン３１：１０２重量部／ｈライン３２：２４重量部／ｈ（iv）分解ガス（沸点７０℃以下）ライン３５：４重量部／ｈ（１２）ライン２３（ｉ）循環分別溶剤流量：２６５重量部／ｈ（ii）循環分別溶剤組成：軽質油３８重量部と中質油６
２重量部との混合物（芳香族系炭化水素含有量２７％、
パラフィン系炭化水素６２％及びオレフィン１１％）（１３）ライン３７湿潤固形物からの分別溶剤回収工程からの分別溶剤流
量：３５重量部／ｈ（１４）ライン３８全循環分別溶剤流量：３００重量部／ｈ

【００３８】前記固液分離工程３で得た湿潤固形物を、
図３に示したフローシートに従って分別溶剤回収処理に
付した。この処理における主要操作条件を以下に示す。（１）ライン５４（ｉ）湿潤固形物流量：１００重量部／ｈ（ii）湿潤固形物中の分別溶剤含有量：６４重量％（iii）湿潤固形物温度：１３０℃ （２）ライン５７（ｉ）窒素ガス流量：３２５重量部／ｈ（ii）窒素ガス温度：１４０℃ （３）分別溶剤蒸発工程５１（ｉ）流動層型乾燥機を使用（４）ライン５８（ｉ）分別溶剤含有量の低減した固形物流量：５３重量
部／ｈ（ii）分別溶剤含有量：２８重量％以下（５）ライン５５（ｉ）分別溶剤と窒素ガス状混合物流量：３７２重量部
／ｈ（ii）ガス状混合物中の分別溶剤濃度：３ｖｏｌ％（iii）ガス状混合物の温度：１４０℃ （６）凝縮工程５２（ｉ）冷却水を用いる間接熱交換器を使用（ii）冷却温度：４０℃ （７）ライン５９（ｉ）分別溶剤回収流量：４７重量部／ｈ（ii）分別溶剤温度：４０℃ （８）ライン５６（ｉ）窒素ガス流量：３２５重量部／ｈ（ii）窒素ガス温度：４０℃ （９）加熱工程５３（ｉ）電熱加熱器を使用（ii）加熱温度：１４０℃

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、プラスチック廃棄物の
加熱造粒物は、嵩密度が大きく、取扱い性の良好なもの
で、その移送コストや貯蔵コストの低められたものであ
る。また、本発明の造粒物を被処理原料として用いて分
別処理（溶解処理及び固液分離処理）を行うときには、
その分別処理装置はコンパクトのものとなり、その装置
コストは低減される。本発明のプラスチック廃棄物処理
方法においては、プラスチック廃棄物中に含まれる異炭
化水素系プラスチックは、溶解工程及び固液分離工程を
経由することにより、固形物として系外へ除去され、分
解工程には導入されない。従って、本発明の場合は、異
炭化水素系プラスチックの分解生成物が原因となって生
じた装置の腐蝕及び閉塞のトラブルや、有毒性ガスの発
生等の問題を何ら生じない。しかも、本発明の場合、分
解生成油から分取された蒸留留分をそのまま溶解工程に
おける分別溶剤として使用し得ることから、プロセス効
率の非常に高いものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を実施する場合のフローシートの
１例を示す。

【図２】固液分離工程から得られた湿潤固形物からそれ
に含まれる分別溶剤を回収処理する場合のフローシート
を示す。

【符号の説明】

１脱水工程２溶解工程３固液分離工程４濃縮工程５分解工程６蒸留工程５１分別溶剤蒸発工程５２凝縮工程５３加熱工程

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者外山達哉神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央二丁目12番１号千代田化工建設株式会社内 (72)発明者牛久真弓神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央二丁目12番１号千代田化工建設株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリ
スチレンの中から選ばれる少なくとも１種からなる低温
溶融性プラスチックと、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン
テレフタレート及びＡＢＳ樹脂の中から選ばれる少なく
とも１種からなる高温溶融性プラスチックとの混合物か
らなるプラスチック廃棄物の加熱造粒物であって、該造
粒物中に含まれる高温溶融性プラスチックは２０メッシ
ュより寸法の大きな固形物として存在することを特徴と
するプラスチック廃棄物造粒物。
【請求項２】ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリ
スチレンの中から選ばれる少なくとも１種からなる低温
溶融性プラスチックと、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン
テレフタレート及びＡＢＳ樹脂の中から選ばれる少なく
とも１種からなる高温溶融性プラスチックとの混合物か
らなるプラスチック廃棄物の処理方法において、（ｉ）請求項１のプラスチック廃棄物造粒物を、該低温
溶融性プラスチックを溶解するが、該高温溶融性プラス
チックは実質的に溶解しない分別溶剤と接触させて、該
低温溶融性プラスチックを溶解状で含み、該高温溶融性
プラスチックを固形物状で含む分別溶剤からなる溶解生
成物を得る工程、（ii）該溶解生成物を固液分離して、該高温溶融性プラ
スチックの固形物を残渣として分離し、該低温溶融性プ
ラスチックの分別溶剤溶液を濾液として分離する工程、（iii）該濾液を、そのまま又は該溶液中の分別溶剤を
蒸発して濃縮した後、加熱分解する工程、からなること
を特徴とするプラスチック廃棄物の処理方法。