JPS5829987B2 - 架橋ポリエチレンから炭化水素油の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、架橋ポリエチレンから炭化水素油を製造す
る方法に関するものである。

ポリエチレンは、その性質の優秀性から各種床い分野に
利用されている。

しかしながら、ポリエチレンは耐熱性が小さいところか
ら７０℃以上の比較的温度の高いところでは、そのまま
で使用することができない。

そこで、ポリエチレン分子間に架橋をさせて耐熱性を向
上させる方法が発明され、７０℃以上の温度の加わると
ころで使用されるものは、はとんどこのような架橋処理
を施したポリエチレン（以下、架橋ポリエチレンという
）が使用されている。

架橋ポリエチレンを使用する場合、その加工の際に屑が
相当に発生する。

通常のポリエチレンは熱可塑性樹脂であるところから、
再度溶融してペレット化し、つぎの低品位の成形品に使
用できるが、架橋ポリエチレンは網状結合物であるから
、このような再使用の方法をとることができない。

そのため、架橋ポリエチレンは、そのまま投棄されたり
、また機械的に破砕して多量の空気を混入して燃料とす
る方法がとられていたが、そのままの投棄はポリエチレ
ンの化学的安定性のため分解や腐敗などせず自然物に戻
ることができない欠点があり、また燃料として使用する
場合も多量の酸素を必要として煤が多量にでること、高
温になりすぎるため、炉の適正な運転を阻害するという
欠点があった。

本発明はこのような現状に鑑みなされたもので、網状結
合している架橋ポリエチレンを原料として、これを触媒
等を使用することなく燃料その他の化学原料となる炭化
水素油にしようとする方法に関するものである。

架橋ポリエチレンは、網状結合されたものであるから、
これをそのままの状態で空気中に加熱した場合には、熱
分解してガス体となり燃焼する。

また、これをレトルト内で熱分解した場合にはまず分解
ガスが発生し、その後はほとんど炭素からなるコークス
状物質（炭化物）が生成するものである。

本発明の第１の特徴は、架橋ポリエチレンを酸素を含ま
ない雰囲気下で３６０’Ｃ以上に加熱するだけで、網状
結合物であるにもかかわらず、極めて簡単に、かつ容易
に融解し、更にこれを４００’Ｃより徐々に加熱して熱
分解して液状の炭化水素化合物が得られるという予想も
しなかった現象に基づくものであり、また、得られた炭
化水素泊も燃料その他化学原料として使用し得るという
点である。

本発明の第２の特徴は、本発明の方法では、原料の大部
分が液体で収得され、はとんどガス（ｔａｉｌｇａｓｓ
）も発生しないし、またコークスやカーボンブラック等
の固型物、粉体物も虫取しないということであり、極め
て収率よく炭化水素油が得られる。

しかも、収得物は液体であるから輸送や保管等の取扱い
も簡単であるという利点があり、しかもガスや粉体物の
発生がないから、臭気や大気汚染等の環境汚染、公害問
題等を起すこともない。

本発明の第３の特徴は、如何なる触媒をも使用すること
なく、極めて円滑に熱分解し、かつ蒸発するということ
である。

したがって、触媒等に要する費用は全く不要となるし、
また、留分中に触媒が混入したりする事故もない。

本発明の第４の特徴は原料となる架橋ポリエチレンとし
て、例えばポリエチレンにジクミルパーオキサイドを１
〜５係配合し、これを１８０〜２２０℃に加熱すること
により、線状ポリエチレン分子間に架橋結合を設けたも
の、または、ポリエチレンに電子線を照射して、線状ポ
リエチレン分子間に架橋結合を設けたものなど如何なる
方法によった架橋ポリエチレンでもよく、そのゲル分率
は８０係を越えた高度な架橋結合したものであっても、
本発明の対象原料とし得ることである。

本発明の第５の特徴は、３６０°Ｃから４０００Ｃまで
熱融解された炭化水素油は、４００℃から４５０℃の間
の加熱で、緩やかに熱分解して、低分子量のものとなり
、分溜により種々の沸点のものに分は得るということで
ある。

しかも、分溜された各留分及び単蒸溜での分溜残査はい
ずれのものも、黄色乃至茶褐色の透明の流動物の状態で
得られるということである。

本発明の第６の特徴は、処理能力は如何なるものにも適
用し得、また回分式であっても連続式いずれの方法も装
置化できることである。

即ち、この方法を実施するための装置は、実験室的規模
でも、手工業的或は工業的規模のものであっても可能で
あり、架橋ポリエチレン屑の処理量に合せて適宜設計製
作することができる。

以下図面に基づき本発明を説明する。

図中１は融解缶で、この缶の中には架橋ポリエチレンを
融解するための加熱手段例えば電熱器１１が取付けてあ
り、缶の蓋部には架橋ポリエチレン屑の投入装置７が付
いている。

また、缶内底部には架橋ポリエチレン屑と同時に紛れ込
んだ不融解物例えば電線ケーブルの導体層を済し分ける
すの子１２が付いている。

２は融解缶１で得た融解物を４００°Ｃ以上に加熱する
分解蒸発缶である。

この分解蒸発缶２内には、融解物を加熱するための加熱
手段例えば電熱器２１が取付けてあり、融駈缶２の蓋部
には分解蒸発缶から蒸気を精溜する分溜塔２２が付いて
いる。

３．３′は分溜された蒸気を液化する例えば多管型（シ
ェルアンドチューブ型）の凝縮器で、冷媒は通常冷却水
である。

４．５は凝縮物の受槽であり、６は不凝縮廃ガスの逆流
防止用の水封槽である。

８は窒素（Ｎ２）ガス配管で、本図で示された装置を稼
動させる前に装置内の空気をＮ２ ガスで置換して架橋
ポリエチレンが分解して生ずるガスの引火を防止するた
めのものである。

以上が本発明の方法に用いられる装置の主要部を構成す
る機器の概略である。

図示装置により本発明を実施する場合には、まず、架橋
ポリエチレン屑投入装置７の下部の仕切弁７１を閉じた
まま上部の蓋７２を開き、架橋ポリエチレン屑を投入装
置７内に投入して上部の蓋７２を締める。

次に投入装置７内にＮ２ ガスを吹込んで空気を追出し
、下部の仕切弁７１を開いて架橋ポリエチレン屑を融解
缶１内に落す。

このように原料投入はＮ２ ガス雰囲気下で行うので火
炎等の心配がない。

本発明において、架橋ポリエチレン屑として、電線ケー
ブルの電気導体上に被覆した架橋ポリエチレンを使用す
る場合には、その架橋ポリエチレンを融解缶に入る程度
の適当な大きさに切断すればよい。

融解缶１内に所定量の架橋ポリエチレン屑を充填したら
、電熱器１１に通電してほぼ４００℃まで加熱する。

４００℃を超える加熱をすると架橋ポリエチレン屑が直
接ガス化して、多量のガスが発生すると共に一部固形の
炭化物が生成するので、融解缶りでは４０００Ｃを超え
る加熱は好ましくない。

ここで融解した架橋ポリエチレンはすの子１２の間隙を
通過して分解蒸発缶２に流下させる。

この様にして高温の融解物を融解缶１から分解蒸発缶２
へ送るので、分解蒸発缶の温度変動が少なく゛装置の安
全運転に役立つ。

９は融解缶１と分解蒸発缶２の間の均圧パイプでこのパ
イプの作用により融解缶１の原料投入により生ずる液面
変動による圧力変化が緩和され円滑な運転ができ安全で
ある。

分解蒸発缶２の電熱器２１に通電して４５０°Ｃに加熱
し、融解した架橋ポリエチレンを分解し、分解物を蒸発
させる。

４５０°Ｃを超える温度に加熱すると分解が激しく、比
較的低分子即ちガス分が多くなり液状生成物の収率が低
下して炭化水素油の収得を目的とする本発明の趣旨にそ
わない結果となるばかりでなく、分解蒸発速度の上昇か
ら装置の運転が困難となる。

分解蒸発缶２内で、架橋ポリエチレン融解物が熱分解さ
れることにより生成した炭化水素の蒸気は、この蒸発缶
２の上部に設けられた精溜塔２２に導入され分溜され、
第１凝縮器３で分縮され、第２凝縮器３′で全縮されて
液状となり、夫々、受槽４及び５に回収される。

なお、第１凝縮器で凝縮した炭化水素油の一部は精溜塔
頂部に還流される。

また、架橋ポリエチレン融解物の熱分解の際に生じたも
のや原料に随伴してきた少量の不凝縮性のガス（Ｔａｉ
ｌｇａｓｓ）は第２凝縮器通過後、受槽４及び５に紛れ
込んだ不凝縮性ガスと共に水封槽６を通り系外に放出さ
れる。

なお、実施中装置の系内の内圧は水封槽６の水柱高で調
節し、水柱高２００間を越えない様にして自動的に圧力
調整し、外気の侵入と高度の圧力上昇を防止する。

また、図中１０は爆発に対する安全装置で、例えばアル
ミニウム箔等の容易に破裂し得、しかも４５０℃の耐熱
性を有する材質で構成する。

安全装置１０の先方は水封槽１１に導びき逆火を防止す
る。

装置の稼動が終り、作業を終了するときは、Ｎ２ガスを
Ｎ２供給設備（図示せず）から配管８を経由して装置系
内に供給し、系内を正圧とし外気の侵入を防止して爆発
を防ぐ。

実施例 ゲル分率８５係の架橋ポリエチレン屑を８０ｋｇ用意し
、これを１５０１（５７０グＸ６００Ｈ’）の融解缶に
投入し、Ｎ２ガス存在下で３０ｋＷの電熱器を用いて加
熱した。

加熱開始から１時間後、缶内温度は３６０℃に上昇し、
架橋ポリエチレン屑は軟化し、徐々に融解し始めた。

架橋ポリエチレンが完全に融解したら温度を徐々に上げ
３９０〜４００℃で加熱したのち、落差を利用して融解
物を融解缶から分解蒸発缶に移し、４０ｋＷの電熱器で
４４０〜４５５°Ｃに加熱した。

この加熱開始約１５分後から潔白が始まった。

第１凝縮器を３５℃以上に、第２凝縮器を２０℃以下に
冷却して、潔白蒸気を凝縮し、第１表に示した高温凝縮
物Ｃ高沸物）６５．’７ｋｇと低温凝縮物（低沸物）１
１．３ｋｇを収得し、分解蒸発を停止した。

装置が常温になるのをまって、分解蒸発缶の残査を取出
したところ褐黒色のタール状物質が２．８ ｋｇあった
。

なお、上記融解及び熱分解、蒸発は水柱１５０間の圧力
下で行った。

また、操業中、装置周辺は炭化水素油の臭気が多少漂う
程度であった。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の方法に使用される一装置の説明図である
。 １・・・・・・融解毎、２・・・・・・分解蒸発缶、３
、３’・・・・・凝縮器、４，５・・・・・・受槽、
６，１１・・・・・・水封槽。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 架橋ポリエチレンを酸素（空気）を全く含まない雰
   囲気下で３６０℃から４００℃までの温度に加熱して融
   解し、得られた融解物を４００℃より徐々に加熱して４
   ００℃から４５０°Ｃの間の温度下で熱分解し、しかる
   後熱分解物を分溜することを特徴とする架橋ポリエチレ
   ンから炭化水素油を製造する方法。