JPS5936624B2 - Alkylbenzene recovery method from polyolefin plastic waste and benzene - Google Patents
Alkylbenzene recovery method from polyolefin plastic waste and benzeneInfo
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- JPS5936624B2 JPS5936624B2 JP57055531A JP5553182A JPS5936624B2 JP S5936624 B2 JPS5936624 B2 JP S5936624B2 JP 57055531 A JP57055531 A JP 57055531A JP 5553182 A JP5553182 A JP 5553182A JP S5936624 B2 JPS5936624 B2 JP S5936624B2
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- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ポリオレフィン系プラスチック廃棄物から、
石油化学原料として価値のある、アルキルベンゼンを効
率よく回収する方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a method for producing polyolefin plastic waste from polyolefin plastic waste.
This invention relates to a method for efficiently recovering alkylbenzene, which is valuable as a petrochemical raw material.
1973年の石油ショック以降、資源の有限性が改めて
認識され、プラスチック廃棄物を資源として見直す風潮
が高まつた。After the oil crisis in 1973, the finite nature of resources was once again recognized, and there was a growing trend to reconsider plastic waste as a resource.
そこで、有効利用を考えての処理技術の開発が、官民一
体となつて行われ、1再生処理(再成形)、2焼却処理
(工不ルギー回収)、3熱分解処理(物質回収)などが
検討された。しかし、いずれの方法にも難点があり、再
生処理方法の一部が実用化されただけで、現実には、社
会的規模からはほとんど未解決な状態にある。たとえば
、熱分解処理法として公知になつている技術に、塩化ビ
ニル系重合体廃棄物から有用な成分を回収する方法(特
公昭51−1269)がある。この技術は高価な水素を
大量に必要とすることや、塩化ビニル系重合体から発生
する塩化水素ガスにより装置の腐食が著しく、実用規模
での利用には困難がともなう。その後、1978年のい
わゆる第2次石油ショックを経た今日では、省エネルギ
ー、省資源という要請も加わつて、プラスチック製品の
リサイクル化が提案されている。本発明は、ポリエチレ
ンおよびポリプロピレンのようなポリオレフィン系プラ
スチック廃棄物とベンゼンを、シリカ・アルミナやゼオ
ライトのような固体酸触媒存在下で加熱して、分解反応
とアルキル化反応を同一容器内で、同時に生起させ、効
率よく、アルキルベンゼンを製造することを目的とする
ものである。Therefore, the public and private sectors have been working together to develop processing technologies for effective use, including 1. recycling treatment (remolding), 2. incineration treatment (industrial waste recovery), and 3. pyrolysis treatment (material recovery). Considered. However, each method has its drawbacks, and although only some of the recycling methods have been put into practical use, in reality, the problem remains largely unresolved from a social scale. For example, as a technology that has become known as a thermal decomposition treatment method, there is a method for recovering useful components from vinyl chloride polymer waste (Japanese Patent Publication No. 51-1269). This technology requires a large amount of expensive hydrogen, and the hydrogen chloride gas generated from the vinyl chloride polymer causes severe corrosion of the equipment, making it difficult to use on a practical scale. Now, after the so-called second oil shock in 1978, recycling of plastic products has been proposed in response to demands for energy and resource conservation. The present invention heats polyolefin plastic waste such as polyethylene and polypropylene and benzene in the presence of a solid acid catalyst such as silica/alumina or zeolite, and simultaneously performs a decomposition reaction and an alkylation reaction in the same container. The purpose is to efficiently produce alkylbenzene.
ポリオレフィン系プラスチック廃棄物は、全プラスチッ
ク廃棄物の約40%を占めているといわれる。Polyolefin plastic waste is said to account for about 40% of all plastic waste.
しかし、それらの有効利用を考慮しての処理法の研究は
、いずれも熱分解による、ガス化、液化が主体であり、
燃料としての用途を目ざしてはいるが、資源のリサイク
ル化が実現されていない。本発明において、反応装置は
、反応の効率、および安全性の面から、金属性のオート
クレーブを用いるのが好ましい。However, research on treatment methods that take into account their effective use has mainly focused on gasification and liquefaction through thermal decomposition.
Although the aim is to use it as a fuel, recycling of the resource has not been realized. In the present invention, a metal autoclave is preferably used as the reaction apparatus from the viewpoint of reaction efficiency and safety.
また、ポリオレフィンの無用の酸化を避け、アルキルベ
ンゼンの収率を向上させるために、酸素の存在しない条
件で反応を行うのが望ましい。本明細書において、ポリ
オレフィン系プラスチックとは、エチレンおよび同族列
オレフィンの単独重合物、およびそれらの共重合物を包
含するものであり、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リブテン、エチレン・プロピレン共重合体がある。Furthermore, in order to avoid unnecessary oxidation of the polyolefin and improve the yield of alkylbenzene, it is desirable to carry out the reaction in the absence of oxygen. In this specification, polyolefin plastics include homopolymers of ethylene and homologous olefins, and copolymers thereof, and include polyethylene, polypropylene, polybutene, and ethylene/propylene copolymers.
本発明におけるポリオレフイン系プラスチツク廃棄物に
は、一般家庭、工場、あるいは特定の業種から廃棄され
る、ポリオレフイン系プラスチツクの成形物、あるいは
、その廃品も使用される。本発明は、ベンゼンの存在下
で行われ、ベンゼンの、ポリオレフイン系プラスチツク
のモノマー単位に対する割合は、モル比で1.0以上が
好ましく、特に3.0以上が有利である。本発明におい
て使用する触媒は、酸化物系の固体酸触媒であり、たと
えば、シリカ・アルミナ、シリカ・マグネシア、ゼオラ
イトが好ましく使用し得る。The polyolefin plastic waste used in the present invention includes molded polyolefin plastics discarded from general households, factories, or specific industries, or waste products thereof. The present invention is carried out in the presence of benzene, and the molar ratio of benzene to the monomer units of the polyolefin plastic is preferably 1.0 or more, particularly preferably 3.0 or more. The catalyst used in the present invention is an oxide-based solid acid catalyst, and for example, silica-alumina, silica-magnesia, and zeolite can be preferably used.
また触媒量は、ポリオレフイン系プラスチツクの重量に
対し、10〜100wt%で使用するが、特に20〜5
0wt%が好ましい。本発明の具体的方法は、オートク
レーブ内に適度に粉砕した、ポリオレフイン系プラスチ
ツク廃棄物とベンゼンを入れ、これに固体酸触媒を添加
し、オートクレーブ内の空気を窒素で置換したのち、加
熱反応させる。本発明における反応温度は、一般に、3
00〜500℃で行えるが、特に400〜460℃が好
都合に採用し得る。The amount of catalyst used is 10 to 100 wt%, especially 20 to 5 wt%, based on the weight of the polyolefin plastic.
0 wt% is preferred. A specific method of the present invention is to put appropriately pulverized polyolefin plastic waste and benzene into an autoclave, add a solid acid catalyst thereto, replace the air in the autoclave with nitrogen, and then heat the reaction mixture. The reaction temperature in the present invention is generally 3
It can be carried out at a temperature of 00 to 500°C, but a temperature of 400 to 460°C can be particularly advantageously employed.
本発明において、反応時間は、1〜10時間で行われる
が、3〜8時間で行うのが好ましい。In the present invention, the reaction time is 1 to 10 hours, preferably 3 to 8 hours.
本発明における生成物は、ガス、緑褐色の液体、および
黒色の固体の三者であり、生成物の定性、定量分析には
、ガス・マス(島津製作所LKB一9000)、ガスク
ロマトグラフ(柳本製作所、G−80)、分取高速液体
クロマトグラフ(日本分析工業、LC−08)、赤外線
吸収スペクトル島津製作所、IR−420)、紫外線吸
収スペクトル(島津製作所、UV−202)、を適宜使
用した。本発明における生成ガスは、メタン、エタンプ
ロパン、イソブタン、イソペンタン等の脂肪族飽和炭化
水素、および少量のエチレン、プロピレンなどの不飽和
炭化水素等の混合物である。The product in the present invention is a gas, a greenish-brown liquid, and a black solid.For qualitative and quantitative analysis of the product, a gas mass (Shimadzu LKB-19000) and a gas chromatograph (Yanagimoto Seisakusho Co., Ltd.) are used. , G-80), a preparative high-performance liquid chromatograph (Japan Analytical Industry Co., Ltd., LC-08), an infrared absorption spectrum Shimadzu Corporation, IR-420), and an ultraviolet absorption spectrum (Shimadzu Corporation, UV-202) were used as appropriate. The produced gas in the present invention is a mixture of aliphatic saturated hydrocarbons such as methane, ethanepropane, isobutane, and isopentane, and small amounts of unsaturated hydrocarbons such as ethylene and propylene.
また生成液は、トルエン、エチルベンゼン、イソプロピ
ルベンゼン、n−プロピルベンゼン、4種類の異性体を
有するブチルベンゼン等のアルキルベンゼンと、少量の
ナフタリン、α−メチルナフタリン、β−メチルナフタ
リン等の多環芳香族炭化水素が存在している。In addition, the product liquid contains alkylbenzenes such as toluene, ethylbenzene, isopropylbenzene, n-propylbenzene, and butylbenzene with four types of isomers, and a small amount of polycyclic aromatic compounds such as naphthalene, α-methylnaphthalene, and β-methylnaphthalene. Hydrocarbons are present.
これらのアルキルベンゼンは、化学工業原料として、極
めて重要な物質であり、蒸留を経て、純品として回収す
ることができる。同時に未反応のベンゼンも回収され、
再使用することができる。さらに固体残渣(残渣カーボ
ン)とともに、オートクレーブ中から回収された触媒は
、空気気流中、450〜500℃で焼成され、再活性化
ののち再使用できる。These alkylbenzenes are extremely important substances as raw materials for the chemical industry, and can be recovered as pure products through distillation. At the same time, unreacted benzene is also collected.
Can be reused. Further, the catalyst recovered from the autoclave together with the solid residue (residual carbon) is calcined at 450 to 500° C. in an air stream, and can be reused after reactivation.
本発明において、ポリオレフイン系プラスチツクに対し
て、ベンゼンおよび固体酸触媒の両者が存在しないと、
アルキルベンゼンは全く生成してこない。In the present invention, in the absence of both benzene and solid acid catalyst for polyolefin plastics,
No alkylbenzene is produced.
また無触媒で、ポリオレフイン系プラスチックをベンゼ
ン中で熱分解すると、ベンゼン非存在下におけるよりも
、分解反応が良好に進行する。これらのことから、本発
明の反応機構は、ポリオレフイン系プラスチツクがベン
ゼン中で、その溶媒効果も加わり、固体酸触媒により、
極めて効率的に分解され、低分子の不飽和炭化水素が生
成する。さらに固体酸触媒の作用により、低分子の不飽
和炭化水素のベンゼンへのアルキル化反応が生起し、ア
ルキルベンゼンが生成するものと考察される。本発明に
おける生成ガス、およびアルキルベンゼン以外の生成油
は、燃料として使用すると好適であり、ポリオレフイン
系プラスチツク廃棄物を、省資源、省エネルギーの面か
ら、ほぼ完全に有効利用できる利点がある。Furthermore, when polyolefin plastics are thermally decomposed in benzene without a catalyst, the decomposition reaction proceeds more favorably than in the absence of benzene. Based on these facts, the reaction mechanism of the present invention is that polyolefin plastic is reacted in benzene, with the addition of the solvent effect, and a solid acid catalyst.
It decomposes very efficiently, producing low-molecular unsaturated hydrocarbons. Furthermore, it is considered that the action of the solid acid catalyst causes an alkylation reaction of low-molecular unsaturated hydrocarbons to benzene, producing alkylbenzene. The produced gas and produced oil other than alkylbenzene in the present invention are suitable for use as fuel, and have the advantage that polyolefin plastic waste can be used almost completely effectively in terms of resource and energy conservation.
以下に実施例をあげて本発明を説明する。The present invention will be explained below with reference to Examples.
実施例 1
内容積100m1のステンレス製オートクレーブに、2
Vのポリエチレン(重合度2300)、ベンゼン28y
)および500℃で2時間空気気流中で活性化したシリ
カ・アルミナ触媒(アルミナザネ8wt%)1.5Vを
入れ、窒素ガスを、40m1/Wu!tで2’時藺流通
して、内部の空気をパージする。Example 1 In a stainless steel autoclave with an internal volume of 100 m1, 2
V polyethylene (degree of polymerization 2300), benzene 28y
) and 1.5V of silica-alumina catalyst (8wt% alumina) activated in an air stream at 500°C for 2 hours, and nitrogen gas at 40ml/Wu! It is circulated for 2' time at t to purge the air inside.
加熱開始後、約1時間で430℃に達し、ゲージ圧は7
0kg/一を示す。その時を反応開始と\\し、5時間
反応させたのち、室温まで放冷する。After heating started, the temperature reached 430℃ in about 1 hour, and the gauge pressure was 7.
Indicates 0 kg/1. At that time, the reaction was started, and after reacting for 5 hours, it was allowed to cool to room temperature.
生成ガスを水上置換でガス溜めに採取したのち、反応容
器の内容物を、−5℃に設定した冷蔵庫内ですみやかに
口過をして、液体生成物と触媒および固体残渣とに分離
する。未反応のベンゼンを除いたのちの液体生成物の収
量は、3.2Vで、ポリオレフイン系プラスチツクに対
する液収率は、160wt%である。その中に存在する
アルキルベンゼンは、イソプロピルベンゼン(20%)
、Sec−およびIsO−ブチルベンゼン(13%)、
エチルベンゼン(12%)、トルエン(10%)、n−
プロピルベンゼン(5%)となつており、価値あるアル
キルベンゼン類が、生成液中の60wt%を占めている
。また生成ガスは、ポリオレフインプラスチツクの重量
に対し、6.2wt%回収され、イソブタン(59%)
、イソペンタン(16%)、n−ブタン(4%)、メタ
ン(3.6%)、エタン(3%)とパラフインが90%
を占めるガスである。さらに固体残渣のカーボンは12
wt%得られる。実施例 2
触媒として、プロトンタイプY型ゼオライト(プロトン
交換度55%)を使用して、前記実施例1と同様に反応
を行つた結果、ポリオレフイン系プラスチツクに対して
、83wt%の液体生成物が得られ、その組成は、トル
エン(27%)エチルベンゼン(21%)、イソプロピ
ルベンゼン(9%)、n−プロピルベンゼン(6.5%
)、Sec−およびIsO−ブチルベンゼン(4%)、
n一ブチルベンゼン(1%)となつている。After the produced gas is collected into a gas reservoir by water displacement, the contents of the reaction vessel are quickly evacuated in a refrigerator set at -5°C to separate the liquid product, catalyst, and solid residue. The yield of the liquid product after removing unreacted benzene is 3.2V, and the liquid yield relative to the polyolefin plastic is 160 wt%. The alkylbenzene present in it is isopropylbenzene (20%)
, Sec- and IsO-butylbenzene (13%),
Ethylbenzene (12%), toluene (10%), n-
propylbenzene (5%), and valuable alkylbenzenes account for 60 wt% in the product liquid. Also, the produced gas was recovered at 6.2 wt% based on the weight of the polyolefin plastic, and was composed of isobutane (59%).
, isopentane (16%), n-butane (4%), methane (3.6%), ethane (3%) and 90% paraffin.
This gas accounts for the majority of Furthermore, the carbon in the solid residue is 12
wt% is obtained. Example 2 A reaction was carried out in the same manner as in Example 1 using proton type Y zeolite (degree of proton exchange: 55%) as a catalyst. As a result, a liquid product of 83 wt % was produced based on the polyolefin plastic. The composition was: toluene (27%), ethylbenzene (21%), isopropylbenzene (9%), n-propylbenzene (6.5%).
), Sec- and IsO-butylbenzene (4%),
n-butylbenzene (1%).
また生成ガスは3.6wt%、残留カーボンは46wt
%それぞれ得られる。実施例 3
ポリオレフイン系プラスチツク廃棄物として、ポリエチ
レンフイルムを、カーボンアーク式紫外線ウエザーメー
タ一(スガ試験機、WEL−2)に900時間かけて、
人口的に促進劣化させた原料を使用して、前記実施例1
と同様に反応を行つた結果、ポリオレフイン系プラスチ
ツクに対し、110Wt%の液体生成物が得られる。Also, the generated gas is 3.6wt%, and the residual carbon is 46wt%.
% respectively. Example 3 Polyethylene film as polyolefin plastic waste was exposed to a carbon arc ultraviolet weather meter (Suga Test Instruments, WEL-2) for 900 hours.
Example 1 above using artificially accelerated degraded raw materials
As a result of carrying out the reaction in the same manner as above, a liquid product having a weight of 110% by weight based on the polyolefin plastic was obtained.
その組成は、トルエン(12.3%)、イソプロピルベ
ンゼン(9.4%)、エチルベンゼン(7.3%)、S
ec一およびIsO−ブチルベンゼン(6.2%)、n
プロピルベンゼン(3%)n−ブチルベンゼン(1%)
となつている。さらに残留カーボンが21%得られる。
また、アルキルベンゼン類を除去した生成油の発熱量は
、8800ca1/7である。以上のように、本発明に
よれば、ポリオレフイン系プラスチツク廃棄物とベンゼ
ンを、固体酸触媒の存在下で反応させると、高収率で石
油化学原料として有用なアルキルベンゼンを得ることが
できる。Its composition is toluene (12.3%), isopropylbenzene (9.4%), ethylbenzene (7.3%), S
ec- and IsO-butylbenzene (6.2%), n
Propylbenzene (3%) n-butylbenzene (1%)
It is becoming. Additionally, 21% residual carbon is obtained.
Furthermore, the calorific value of the resulting oil from which alkylbenzenes have been removed is 8800 cal/7. As described above, according to the present invention, alkylbenzene useful as a petrochemical raw material can be obtained in high yield by reacting polyolefin plastic waste and benzene in the presence of a solid acid catalyst.
Claims (1)
ン廃棄物とベンゼンを固体酸触媒の存在下において加熱
し、分解反応とアルキル化反応を同一容器内で、同時に
生起させることを特徴とする、ポリオレフィン系プラス
チック廃棄物からのアルキルベンゼン回収法。1 Polyolefin plastic waste characterized by heating polyethylene waste or (and) polypropylene waste and benzene in the presence of a solid acid catalyst to simultaneously cause a decomposition reaction and an alkylation reaction in the same container. Method for recovering alkylbenzene from
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57055531A JPS5936624B2 (en) | 1982-04-05 | 1982-04-05 | Alkylbenzene recovery method from polyolefin plastic waste and benzene |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57055531A JPS5936624B2 (en) | 1982-04-05 | 1982-04-05 | Alkylbenzene recovery method from polyolefin plastic waste and benzene |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58172322A JPS58172322A (en) | 1983-10-11 |
JPS5936624B2 true JPS5936624B2 (en) | 1984-09-05 |
Family
ID=13001306
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57055531A Expired JPS5936624B2 (en) | 1982-04-05 | 1982-04-05 | Alkylbenzene recovery method from polyolefin plastic waste and benzene |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5936624B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3743752A1 (en) * | 1987-12-23 | 1989-07-13 | Asea Brown Boveri | METHOD FOR PROCESSING WASTE MATERIAL |
US6172275B1 (en) | 1991-12-20 | 2001-01-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method and apparatus for pyrolytically decomposing waste plastic |
WO2023139363A1 (en) * | 2022-01-19 | 2023-07-27 | Oxford University Innovation Limited | Decomposition of polyolefins |
-
1982
- 1982-04-05 JP JP57055531A patent/JPS5936624B2/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS58172322A (en) | 1983-10-11 |
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