WO2021200959A1 - 樹脂の溶解方法、溶解樹脂含有液の製造方法、石油化学原料の製造方法、石油製品の製造方法、及び石油製品の製造システム - Google Patents

樹脂の溶解方法、溶解樹脂含有液の製造方法、石油化学原料の製造方法、石油製品の製造方法、及び石油製品の製造システム Download PDF

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oil
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dissolved
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範人 千代田
照代 難波
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コスモ石油株式会社
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    • C08J11/00Recovery or working-up of waste materials
    • C08J11/04Recovery or working-up of waste materials of polymers
    • C08J11/06Recovery or working-up of waste materials of polymers without chemical reactions
    • C08J11/08Recovery or working-up of waste materials of polymers without chemical reactions using selective solvents for polymer components
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/10Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal from rubber or rubber waste
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    • C10G11/00Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G11/14Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts
    • C10G11/18Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts according to the "fluidised-bed" technique
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C10L3/00Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/06Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
    • C10L3/08Production of synthetic natural gas
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62Plastics recycling; Rubber recycling

Definitions

  • the present invention relates to a method for dissolving a resin, a method for producing a solution containing a dissolved resin, a method for producing a petrochemical raw material, a method for producing a petroleum product, and a production system for a petroleum product.
  • This application applies to Japanese Patent Application No. 2020-065194 filed in Japan on March 31, 2020, Japanese Patent Application No. 2020-065195 filed in Japan on March 31, 2020, and March 31, 2020. The priority is claimed based on Japanese Patent Application No. 2020-065196 filed in Japan, and the contents thereof are incorporated herein by reference.
  • Waste plastic recycling methods include material recycling that reuses waste plastic as it is, chemical recycling that chemically decomposes waste plastic to recover basic chemical raw materials such as monomers, and thermal recycling that recovers thermal energy from waste plastic. It is roughly divided into three.
  • material recycling and chemical recycling can be reused by converting waste plastic into raw materials for products, so by recycling resources, consumption of limited natural resources can be suppressed and the amount of landfill processing can be reduced. It is desirable from the viewpoint of reducing the environmental load.
  • waste plastic is used as a raw material such as flakes and pellets, then melted and molded, and reused as a resin material for the same product or another plastic product.
  • a resin material In order to meet the quality standards as a resin material, it is necessary to remove foreign substances and dirt and make basically the same type of plastic.
  • material recycling if different types of waste plastics are mixed with the recovered waste plastics, the characteristics of the recycled plastics deteriorate, so a technique for separating the recovered waste plastics with high accuracy is required.
  • waste plastic is thermally decomposed at high temperature to produce chemical raw materials such as syngas and decomposed oil, or chemically decomposed to produce monomers, which are converted into other chemical substances and reused.
  • chemical raw materials such as syngas and decomposed oil
  • monomers which are converted into other chemical substances and reused.
  • material recycling it is often possible to recycle even if different types of plastic are mixed, foreign matter or dirt is present.
  • different types of plastics when different types of plastics are mixed, it may cause a problem in the process.
  • waste plastics that are not suitable for material recycling and chemical recycling are treated by thermal recycling, and a separation technology for obtaining waste plastics that are suitable for material recycling and chemical recycling is strongly desired.
  • Patent Document 1 describes a waste plastic sorting treatment method for sorting recycled plastics from waste plastics containing a plurality of types of materials, based on the difference in wavelength absorption depending on the material. It has a material sorting step for sorting the recycled plastic and a centrifugation step for increasing the purity of the recycled plastic based on the difference in specific gravity depending on the material, and the reused by the material sorting step and the centrifugation step.
  • a method for sorting waste plastics, which sorts at least one type of plastic as recycled plastics by type, is disclosed.
  • Patent Document 2 discloses a method of decomposing a hydrocarbon-based polymer (resin) with a fluidized catalytic cracking apparatus. Specifically, a mixture of the resin and a hydrocarbon oil selected from fluid cracking gasoline, light cracked gas oil, heavy cracked gas oil, and cracked residual oil is mixed with the fluid cracking raw material oil and supplied to the fluid cracking apparatus. A method for cracking a resin, which is characterized by the above, is disclosed.
  • Patent Document 1 requires two steps, a material sorting step and a centrifugation step, and is not efficient.
  • the hydrocarbon oil heated to about 300 ° C. is mixed with the slurry containing the resin to melt the resin.
  • This method requires a dedicated melting tank for melting the resin at a high temperature of about 300 ° C. and a dedicated line for transferring the high-temperature melt to the fluid cracking apparatus, so that the existing fluid cracking apparatus can be used. It is difficult to use it as it is.
  • the slurry contains a plurality of resins, all the resins need to be melted, so that a large amount of resin-derived impurities that adversely affect the fluid cracking apparatus and the fluid cracking catalyst may be mixed. In this case, it is necessary to sort and separate the resin before preparing the slurry, which is not efficient.
  • Patent Document 2 Furthermore, the energy such as electric power and steam required for the decomposition treatment described in Patent Document 2 is still produced from fossil fuel, which is a natural resource. Therefore, even the method described in Patent Document 2 is not sufficient from the viewpoint of suppressing the consumption of natural resources.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and dissolves a resin capable of dissolving a resin other than the specific resin without dissolving the specific resin from the waste plastic which is a mixture containing a plurality of resins.
  • An object of the present invention is to provide a method and a method for producing a dissolved resin-containing liquid. That is, it is an object of the present invention to provide a method for efficiently separating a specific resin as a solid and a resin other than the specific resin as a dissolved resin-containing liquid from waste plastic which is a mixture containing a plurality of resins. And.
  • Another object of the present invention is to provide a method for producing petroleum products by processing raw material oil in an oil refining facility and a system for producing petroleum products, which can suppress the consumption of fossil fuels as compared with the conventional production methods.
  • a resin dissolution method in which a specific resin is not dissolved but a resin other than the specific resin is dissolved from a mixture containing a plurality of types of resins, based on the Hansen solubility parameter for the specific resin.
  • a solvent having a relative energy difference of more than 1 and a relative energy difference of 1 or less based on the Hansen solubility parameter for a resin other than the specific resin is selected, and the mixture is contacted with the solvent to treat the specific.
  • a method for dissolving a resin which dissolves a resin other than the resin in the above.
  • [5-1] The sum of the specific resin type and the resin type other than the specific resin is 2 to 8, preferably 2 to 5, in any one of [1] to [5].
  • [5-2] The resin according to any one of [1] to [5] and [5-1], wherein the type of the specific resin is 1 to 3, preferably 1 to 2.
  • [5-3] The types of resins other than the specific resin are 1 to 5, preferably 1 to 3, [1] to [5], [5-1], and [5-2].
  • the solvent has a relative energy difference of more than 1 and less than 10 based on the Hansen solubility parameter for the specific resin, preferably 2.5 or more and 10 or less, and 3 or more and 10 or less.
  • the solvent has a relative energy difference of 0.1 or more and 1 or less, preferably 0.1 or more and 0.9 or less, based on the Hansen solubility parameter with respect to a resin other than the specific resin.
  • Dissolving a resin other than the specific resin means that 80% by mass or more is preferably dissolved, and 90% by mass or more is dissolved with respect to the total mass of the resin other than the specific resin.
  • a method for producing a dissolved resin-containing liquid which comprises the resin dissolving method according to any one of [1] to [5] and [5-1] to [5-7] as a resin dissolving step.
  • a method for producing a petrochemical raw material which comprises a step of treating a raw material oil containing a dissolved resin-containing liquid produced by the method for producing a dissolved resin-containing liquid according to [6] in a petroleum refining facility.
  • the method for producing a petrochemical raw material according to [7] wherein the petroleum refining facility is a fluidized catalytic cracking facility.
  • the method for producing a petroleum product according to [9] wherein the raw material oil contains a resin derived from waste plastic.
  • the petroleum product according to [9] or [10], wherein one or both of the combustible solid containing the waste and the methane obtained from the waste are burned outside the refinery facility. Production method.
  • An oil refining facility a combustion facility that burns one or both of flammable solids including waste and methane obtained from waste, and the combustion between the combustion facility and the petroleum refining facility.
  • a petroleum product manufacturing system equipped with means for transmitting the energy obtained by the equipment.
  • a method for producing a petrochemical raw material which comprises producing a petrochemical raw material from a mixture containing a plurality of types of resins, without dissolving a specific resin from the mixture containing the plurality of types of resins.
  • the resin melting step includes a resin melting step of melting a resin other than the specific resin to obtain a dissolved resin-containing liquid and a step of treating a raw material oil containing the dissolved resin-containing liquid with a petroleum refining apparatus.
  • a solvent having a relative energy difference of more than 1 based on the Hansen solubility parameter for the specific resin and a relative energy difference of 1 or less based on the Hansen solubility parameter for a resin other than the specific resin is selected.
  • a method for producing a petrochemical raw material wherein a solvent is brought into contact with the mixture to dissolve a resin other than the specific resin.
  • [2-2] The method for producing a petrochemical raw material according to [2-1], wherein the specific resin contains a chlorine element.
  • the present invention it is possible to provide a method for dissolving a resin capable of dissolving a resin other than the specific resin without dissolving the specific resin from waste plastic which is a mixture containing a plurality of resins. Further, it is possible to provide a method for producing a dissolved resin-containing liquid, which comprises the method for dissolving the resin as a resin dissolving step.
  • a petrochemical raw material when a petrochemical raw material is produced from a mixture containing a plurality of types of resins, existing petroleum refining equipment can be used as it is, and it is efficient regardless of the types of resins contained in the mixture. It is possible to provide a method for producing a petrochemical raw material, which is capable of producing a petrochemical raw material.
  • the present invention it is possible to provide a method for producing a petroleum product by processing raw material oil in an oil refining facility and a system for producing a petroleum product, which can suppress the consumption of fossil fuels as compared with the conventional production method. can.
  • Hansen parameters of the solvent L, Hansen sphere S of the resin P A1, P A2 (P A1 ), and S (P A2), P B1 , P B2 Hansen sphere S (P B1), S the (P B2) It is a schematic diagram which shows the relationship. It is a block diagram which shows the structure of the apparatus used in the fluid cracking reaction which treats the raw material oil containing the dissolved resin-containing liquid which concerns on one Embodiment of this invention. It is a block diagram which shows the structure of the refining equipment which refines the cracked oil which concerns on one Embodiment of this invention. It is a block diagram which shows the structure of the manufacturing system of the petroleum product which concerns on one Embodiment of this invention.
  • raw material oil means a fraction derived from crude oil, a resin derived from waste, and a mixture thereof, which are usually processed in various petroleum refining facilities.
  • "petroleum products” are products derived from crude oil such as liquefied petroleum gas, gasoline, naphtha, kerosene, jet fuel oil, light oil, lubricating oil base oil, heavy oil, and asphalt, which are manufactured in various petroleum refining facilities.
  • Petroleum chemical products such as aromatic compounds and olefins. Details of petrochemical products will be described later.
  • Waste herein includes both general waste and industrial waste.
  • waste there are 20 types of industrial waste defined by Japanese law (Waste Disposal and Public Cleansing Law), and general waste means waste other than industrial waste.
  • the "waste” in this specification does not include waste such as waste liquid generated in the oil refining process of refinery equipment. That is, the term “waste” as used herein means general waste and industrial waste excluding waste generated in the oil refining process of refinery facilities.
  • the resin dissolution method of the present embodiment is a resin dissolution method in which a specific resin is not dissolved but a resin other than the specific resin is dissolved from a mixture containing a plurality of types of resins. Specifically, a solvent having a relative energy difference of more than 1 based on the Hansen solubility parameter for the specific resin and a relative energy difference of 1 or less based on the Hansen solubility parameter for a resin other than the specific resin. It is a resin dissolution method of selecting and subjecting the mixture to the solvent to dissolve the resin other than the specific resin.
  • the mixture is preferably a waste plastic containing a plurality of resins.
  • HSP Hansen solubility parameter
  • the HSP value in the evaluation sample whose HSP value is unknown can be calculated by the following method.
  • the HSP value of the evaluation sample can be calculated by specifying the Hansen sphere based on the solubility of the sample and obtaining the center value of the Hansen sphere (Hansen sphere method).
  • a reference substance is generally a pure substance having a known HPS value (a substance consisting of one compound), but if the HPS value is known, a mixture (a substance consisting of two or more compounds) is used as a reference substance. It can also be used.
  • solubility is not particularly limited, and various determination methods can be used.
  • the solubility can be visually determined regardless of whether the evaluation sample is a liquid or a solid.
  • the solubility of the evaluation sample may mean that all of the evaluation sample is dissolved, or 90% by mass or more of the total mass of the evaluation sample is dissolved. It may be the case where 80% by mass or more is dissolved with respect to the total mass.
  • the HSP value of the evaluation sample can also be calculated by using the atomic group contribution method from the information on the average molecular structure. In both the Hansen sphere method and the atomic group contribution method, the HSP value of the evaluation sample can be calculated using, for example, the computer software Hansen Solubility Parameters in Practice (HSPiP). In the present embodiment, it is preferable to obtain the HSP value in the evaluation sample by the Hansen sphere method. In the case of the Hansen sphere method, the evaluation sample may be a pure substance or a mixture.
  • HSP value ( ⁇ d m, ⁇ p m, ⁇ h m) how to determine the will be described with reference to FIG.
  • HSP value ( ⁇ d m, ⁇ p m, ⁇ h m) how to determine the will be described with reference to FIG.
  • HSP values of 15 to 30 standard substances having known HSP values in the three-dimensional space illustrated in FIG. 1 (with the dispersion force term ⁇ d, the dipole force term ⁇ p, and the hydrogen bond force term ⁇ h as coordinate axes)
  • a standard substance showing solubility in the evaluation sample is marked with a circle
  • a standard substance showing no solubility in the evaluation sample is marked with a cross.
  • the standard substance showing solubility (marked with a circle in FIG. 1) was included and the standard substance showing no solubility (marked with a cross in FIG. 1) was included. ) Is not included, and the one having the minimum radius is obtained as the Hansen sphere S (shown spherically in FIG. 1).
  • the Hansen sphere radius forming the S (the minimum radius) interaction radius R 0 becomes illustrating dissolved compatibility with standard indicated by ⁇ marks in the figure, also, the resulting center value of Hansen sphere S (.delta.d m , ⁇ p m, ⁇ h m) becomes the HSP value of the evaluation sample.
  • the HSP value of the standard substance used to obtain the Hansen sphere is, for example, a dispersion force term ⁇ d of 10 to 25 MPa 1/2 , a dipole interpole force term ⁇ p of 0 to 20 MPa 1/2 , and a hydrogen bond.
  • the force term ⁇ h is 0 to 20 MPa 1/2 .
  • the dispersion force term ⁇ d is 14.0 to 22.0 MPa 1/2
  • the dipole interpole force term ⁇ p is 0.0 to 20.0 MPa 1.
  • the hydrogen bonding force term ⁇ h is preferably 0.0 to 20.0 MPa 1/2
  • the dispersion force term ⁇ d is 14.5 to 21.0 MPa 1/2
  • the dipole interpole force term It is more preferable that ⁇ p is 0.0 to 16.6 MPa 1/2 and the hydrogen bonding force term ⁇ h is 0.0 to 19.5 MPa 1/2.
  • solubility depends on the temperature
  • a temperature examples include 25 ° C. and 80 ° C., for example.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the distance between the solubility parameters of the two substances, substance 1 and substance 2.
  • the Hansen spheres of substance 1 and substance 2 are obtained by the above method.
  • the HSP value of substance 1 is ( ⁇ d 1 , ⁇ p 1 , ⁇ h 1 )
  • the HSP value of substance 2 is ( ⁇ d 2 , ⁇ p 2 , ⁇ h 2 )
  • the distance between the two substances hereinafter, simply (Also referred to as “Ra”) can be calculated by the following equation 1.
  • Ra ⁇ 4 ⁇ ( ⁇ d 1- ⁇ d 2 ) 2 + ( ⁇ p 1- ⁇ p 2 ) 2 + ( ⁇ h 1- ⁇ h 2 ) 2 ⁇ 0.5 Equation 1
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a case where the RED of the substance 1 based on the Hansen solubility parameter for the substance 2 is within 1.
  • the HSP values ( ⁇ d 1 , ⁇ p 1 , ⁇ h 1 ) of the substance 1 are located inside the Hansen sphere S2 of the substance 2 (including the surface of the sphere).
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a case where the RED of the substance 1 based on the Hansen solubility parameter for the substance 2 is more than 1.
  • the HSP values ( ⁇ d 1 , ⁇ p 1 , ⁇ h 1 ) of the substance 1 are located outside S2 of the Hansen sphere of the substance 2 (the surface of the sphere is not included).
  • the resin dissolution method of the present embodiment is a resin dissolution method in which a resin other than a specific resin is dissolved from a mixture containing a plurality of types of resins. Specifically, a solvent having a relative energy difference of more than 1 based on the Hansen solubility parameter for the specific resin and a relative energy difference of 1 or less based on the Hansen solubility parameter for a resin other than the specific resin. It is a resin dissolution method of selecting and subjecting the mixture to the solvent to dissolve the resin other than the specific resin.
  • the specific resin may be one kind or a plurality.
  • the resin other than the specific resin may be one kind or a plurality.
  • the specific resin is referred to as "resin A"
  • a resin other than the specific resin is referred to as "resin B". In the present embodiment, only the resin B is dissolved from the mixture containing the resin A and the resin B.
  • the resin A is composed of resins P A1 to P Ax
  • the resin B is composed of resins P B1 to P
  • x represents the number of types of resin constituting the resin A, and is an integer of 1 or more
  • y represents the number of types of resin constituting the resin B, and is an integer of 1 or more.
  • the value of x is not particularly limited, but is preferably 1 to 3 and more preferably 1 to 2 from the viewpoint of facilitating the selection of the solvent.
  • the value of y is not particularly limited, but is preferably 1 to 5 and more preferably 1 to 3 from the viewpoint of facilitating the selection of the solvent.
  • the value of x + y is not particularly limited, but is preferably 2 to 8 and more preferably 2 to 5 from the viewpoint of facilitating the selection of the solvent.
  • the Hansen spheres S ( PA1 ) to S ( PAx ) of the resins PA1 to PAx are obtained by the above-mentioned method, respectively. Then, from the obtained Hansen sphere S (P A1) ⁇ S ( P Ax), HSP value of the resin P A1 ⁇ P Ax [ ⁇ d ( P A1), ⁇ p (P A1), ⁇ h (P A1)] ⁇ [ ⁇ d ( PAx ), ⁇ p ( PAx ), ⁇ h ( PAx )] and the interaction radii R 0 ( PA1 ) to R 0 ( PAx ) are obtained, respectively.
  • the Hansen spheres S (P B1 ) to S (P By ) of P B1 to P By are obtained, respectively.
  • the HSP values of the resins P B1 to P By [ ⁇ d (P B1 ), ⁇ p (P B1 ), ⁇ h (P B1 )] to [ ⁇ d (P By ), ⁇ p (P By ), ⁇ h (P By )] and the interaction radii R 0 (P B1 ) to R 0 (P By ) are obtained, respectively.
  • HSP value of the solvent L be selected be a tentative value [ ⁇ d (L), ⁇ p (L), ⁇ h (L)].
  • Substituting into ( ⁇ d 2 , ⁇ p 2 , ⁇ h 2 ) of the above formula 1 the HSP values [ ⁇ d (L), ⁇ p (L), ⁇ h (L)] of the solvent L are substituted into ( ⁇ d 1 , ⁇ p 1) of the above formula 1.
  • Ra ( PA1 ) to Ra ( PAx ) are functions of ⁇ d (L), ⁇ p (L), and ⁇ h (L).
  • P A1 ⁇ P interaction Ax radius R 0 (P A1) ⁇ R 0 (P Ax) and the resulting Ra (P A1) ⁇ Ra of (P Ax) in each of the formulas 2 RED ( P A1 ) to RED ( PAx ) are obtained.
  • the obtained RED ( PA1 ) to RED ( PAx ) are functions of ⁇ d (L), ⁇ p (L), and ⁇ h (L).
  • the HSP values of the resins P B1 to P By [ ⁇ d (P B1 ), ⁇ p (P B1 ), ⁇ h (P B1 )] to [ ⁇ d (P By ), ⁇ p (P By ), ⁇ h (P By )) ] are substituted into ( ⁇ d 2 , ⁇ p 2 , ⁇ h 2 ) of the above formula 1, and the HSP values [ ⁇ d (L), ⁇ p (L), ⁇ h (L)] of the solvent L are substituted into ( ⁇ d 1) of the above formula 1. , ⁇ p 1 , ⁇ h 1 ) to obtain Ra (P B1 ) to Ra (P By ), respectively.
  • Ra (P B1 ) to Ra (P By ) are functions of ⁇ d (L), ⁇ p (L), and ⁇ h (L). Then, by substituting P B1 ⁇ P By the interaction radius R 0 (P B1) ⁇ R 0 (P By) and the resulting Ra (P B1) ⁇ Ra of (P By A) to each of the formulas 2, RED ( P B1 ) to RED (P By ) are obtained.
  • the obtained RED (P B1 ) to RED (P By ) are functions of ⁇ d (L), ⁇ p (L), and ⁇ h (L).
  • RED (P A1) ⁇ All RED (P Ax) is greater than 1
  • all RED (P B1) ⁇ RED ( P By) is less than 1
  • HSP value [.delta.d ( L), ⁇ p (L), ⁇ h (L)] is selected.
  • HSP value of the solvent L when x is 2, y is 2 in FIG. 5, Hansen sphere S of the resin P A1, P A2 (P A1 ), and S (P A2), Hansen resin P B1, P B2
  • the relationship between the spheres S (P B1 ) and S (P B2) is shown. As shown in FIG.
  • HSP value of the solvent L [ ⁇ d (L), ⁇ p (L), ⁇ h (L)] is the Hansen sphere S (P A1) of the resin P A1, P A2, S ( P A2 ) (The surface of the sphere is not included), and inside the Hansen spheres S (P B1 ) and S (P B2 ) of the resins P B1 and P B2 (including the surface of the sphere).
  • all the RED (P A1) ⁇ RED ( P Ax) is greater than 1, is preferably 2.5 or more, and more preferably 3 or more.
  • Upper limit of RED (P A1) ⁇ RED ( P Ax) is not particularly limited, for example, 10 or less. All of RED ( PA1 ) to RED ( PAx ) are preferably more than 1 and 10 or less, more preferably 2.5 or more and 10 or less, and further preferably 3 or more and 10 or less.
  • all of RED (P B1 ) to RED (P By ) are 1 or less, preferably 0.9 or less, and more preferably 0.8 or less.
  • the lower limit of RED (P B1 ) to RED (P By ) is not particularly limited, but is, for example, 0.1 or more.
  • All of RED (P B1 ) to RED (P By ) are preferably 0.1 or more and 1 or less, more preferably 0.1 or more and 0.9 or less, and 0.1 or more and 0.8 or less. It is more preferable to have.
  • each HSP value of the solvent L Ra (P A1) ⁇ Ra (P Ax) , all of RED (P A1) ⁇ RED ( P Ax) is 1 greater As long as it is not particularly limited, for example, 5 MPa 1/2 or more is preferable, and 10 MPa 1/2 or more is more preferable.
  • the upper limit of Ra (P A1) ⁇ Ra ( P Ax) is not particularly limited, for example, is 20 MPa 1/2 or less.
  • Ra (P A1) ⁇ Ra ( P Ax) is preferably at 5 MPa 1/2 or more 20 MPa 1/2 or less, more preferably 10 MPa 1/2 or more 15 MPa 1/2 or less.
  • the lower limit of Ra (P B1 ) to Ra (P By ) is not particularly limited, but is, for example, 2 MPa 1/2 or more.
  • Ra (P B1) ⁇ Ra ( P By) is preferably at 2 MPa 1/2 or more 8 MPa 1/2 or less, more preferably 3 MPa 1/2 or more 5 MPa 1/2 or less.
  • the resin of the resin B may be appropriately selected again. That is, any resin is removed from P B1 to P By constituting the resin B so as to satisfy the above formula 3. In this case, the removed resin constitutes the resin A.
  • the type of resin contained in the mixture of the present embodiment is not particularly limited, but for example, polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene, polybutadiene, and polymethylpentene; both polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, and ethylene-vinyl acetate.
  • Vinyl resins such as polymers and ethylene-vinyl alcohol copolymers; polystyrene resins such as polystyrene, acrylonitrile-styrene resin, acrylonitrile-butadiene-styrene resin; polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polytrimethylene terephthalate Polyester resin such as; cellulose triacetate; polycarbonate; urethane resin such as polyurethane and acrylic modified polyurethane; polymethylpentene; polysulfone resin such as polyethersulfone, polyphenylsulfone, polysulfone; polyetherketone, polyetheretherketone, poly Etherketone Polyetheretherketone such as ketone; polyphenylene sulfide; polyimide resin such as polyetherimide and polyimide; polyamide resin such as polyamide 6, polyamide 66 and polyamide 11; acrylic resin; fluorine resin; phenol resin;
  • the mass average molecular weight of the resin contained in the mixture of the present embodiment is not particularly limited as long as the effects of the present invention can be obtained, but may be, for example, 10,000 to 100,000 or 100,000 to 1,000,000. ..
  • the inventors of the present application have confirmed that the HSP value does not substantially change even if the mass average molecular weight of the resin changes. That is, since the HSP value basically depends only on the type of resin, the same HSP value can be used in the present invention when the same type of resin has a different mass average molecular weight.
  • the term "weight average molecular weight” means a polystyrene-equivalent value measured by a gel permeation chromatography (GPC) method.
  • the resin of the present embodiment is solid at 30 ° C. or lower.
  • the form of the resin is not particularly limited as long as the effects of the present invention can be obtained, and examples thereof include a molded body molded into a package such as a PET bottle, pellets, and flakes.
  • the size of the resin is not particularly limited as long as the effects of the present invention can be obtained, but the major axis thereof is about 1 to 100 mm. From such resins, resin A and resin B can be arbitrarily selected according to the uses described later.
  • Solvents include esters such as methyl formate, ethyl formate, propyl formate, pentyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, pentyl acetate, benzyl acetate, benzyl benzoate, ethyl benzoate, butyl benzoate, acetone, diisobutylketone, ethyl.
  • Ketones such as methyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, methylcyclohexanone, ⁇ -butyrolactone, N-methyl-2pyrrolidone, diethyl ether, methyl-tert-butyl ether, diisopropyl ether, dimethoxymethane, dimethoxyethane, 1,4-dioxane.
  • the solvent of this embodiment may be a mixture of two or more kinds of solvents (hereinafter, also referred to as "mixed solvent").
  • the mixed solvent include a mixture of two or more kinds of solvents listed above.
  • mixed solvents include petroleum distillates obtained in the refining process of crude oils such as normal pressure residual oil, reduced pressure light oil, reduced pressure residual oil, desulfurized atmospheric pressure residual oil, desulfurized reduced pressure light oil, lightly decomposed light oil, and heavy cracked light oil; Vegetable oils such as soybean oil, rapeseed oil, sunflower oil, corn oil, cottonseed oil, peanut oil, olive oil, palm oil, sesame oil, rice oil, orange oil, and waste oils thereof may be used. Further, the above-mentioned solvent may be further mixed with these mixed solvents.
  • the HSP value of the mixed solvent may be obtained by the above-mentioned method, or the HSP value of the solvent constituting the mixed solvent may be obtained by weighted averaging as described below. good.
  • Mixed solvent L is composed of the solvent L 1 ⁇ L z, respectively the ratio of the volume of the solvent L 1 ⁇ L z of the total volume of all solvents before mixing of the mixed solvent, V (L 1) ⁇ V (L z ).
  • the HSP values of the mixed solvent [ ⁇ d (L), ⁇ p (L), ⁇ h (L)] can be obtained by the following equations 4 to 6.
  • the HSP value of the mixed solvent is preferably determined by the above formulas 4 to 6.
  • the boiling point of the solvent of the present embodiment is not particularly limited as long as the effect of the present invention can be obtained, but may be, for example, 80 to 700 ° C., 150 to 500 ° C., or 200 to 400 ° C.
  • the density of the solvent of the present embodiment is not particularly limited as long as the effect of the present invention can be obtained, but may be, for example, 0.70 to 1.5 g / cm 3 or 0.80 to 1.2 g / cm 3 . It may be 0.85 to 1.2 g / cm 3.
  • the resin A preferably contains a chlorine element. Further, in the present embodiment, it is preferable that the resin B and the solvent L do not contain a chlorine element.
  • the dissolved resin-containing liquid obtained by the method for dissolving the resin and the method for producing the dissolved resin-containing liquid of the present embodiment is used as a raw material for chemical recycling described later, if the dissolved resin-containing liquid contains a chlorine element, it is a chemical substance. Hydrogen chloride is generated during the recycling process and may corrode equipment used for chemical recycling.
  • the raw material oil containing the dissolved resin-containing liquid obtained in the resin melting step of the present embodiment is processed in a petroleum refining facility as described later, if the dissolved resin-containing liquid contains a chlorine element, petroleum Hydrogen chloride may be generated during the process of processing in the refining equipment, which may corrode the petroleum refining equipment. Since the resin A contains a chlorine element and the resin B and the solvent L do not contain a chlorine element, the obtained dissolved resin-containing liquid does not contain the chlorine element, and it is possible to prevent the equipment from being corroded. It becomes. For example, when the resin A contains a chlorine element and the resin B and the solvent L do not contain a chlorine element, the obtained solution does not contain the chlorine element, and corrosion of the petroleum refining equipment can be prevented. It will be possible.
  • the resin contained in the mixture of the present embodiment is preferably at least one resin selected from the group consisting of polyethylene, polypropylene, polystyrene, and polyvinyl chloride.
  • the relative energy difference based on the Hansen solubility parameter with respect to the resin A is more than 1, and the resin B is used.
  • the solvent in which the relative energy difference based on the Hansen solubility parameter with respect to the resin is 1 or less include benzene, cyclohexane, and ethylbenzene.
  • the relative energy difference based on the Hansen solubility parameter with respect to the resin A is more than 1, and the resin B is Examples of the solvent having a relative energy difference of 1 or less based on the Hansen solubility parameter with respect to butyl benzoate, benzyl acetate, and orange oil can be mentioned.
  • the relative energy difference based on the Hansen solubility parameter with respect to the resin A is more than 1, and the resin B is used.
  • the solvent in which the relative energy difference based on the Hansen solubility parameter with respect to the resin is 1 or less include chlorobenzene and the like.
  • the relative energy difference based on the Hansen solubility parameter with respect to the resin A is more than 1, and the resin B is used.
  • the solvent in which the relative energy difference based on the Hansen solubility parameter with respect to the resin is 1 or less include N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylacetamide and the like.
  • the relative energy difference based on the Hansen solubility parameter with respect to the resin A is more than 1, and the resin B is used.
  • a solvent having a relative energy difference of 1 or less based on the Hansen solubility parameter with respect to a mixed solvent of ethyl benzoate, 2-methoxytetrahydropyran, 81% by mass of d-lymonen and 19% by mass of 1,2-glycerol carbonate is used.
  • benzyl benzoate examples include a solvent, a mixed solvent of 58% by mass of methyl ethyl ketone and 42% by mass of benzyl benzoate.
  • the relative energy difference based on the Hansen solubility parameter with respect to the resin A is more than 1, and the resin B is used.
  • the solvent in which the relative energy difference based on the Hansen solubility parameter with respect to the resin is 1 or less include 1,1,1,2-tetrachloroethane, d-limonene, o-xylene, toluene and the like.
  • the ratio of the mixture to the total mass of the solvent is not particularly limited as long as the resin B can be dissolved, but may be, for example, 1 to 50% by mass or 1 to 40% by mass. It may be 1 to 30% by mass.
  • the ratio of the resin B to the total mass of the solvent is not particularly limited as long as the resin B can be dissolved, but may be, for example, 1 to 20% by mass or 1 to 18% by mass. It may be 1 to 15% by mass.
  • the temperature at which the resin B is melted is not particularly limited as long as the resin B can be melted, but may be 15 to 100 ° C., 20 to 90 ° C., or 30 to 30 ° C. as long as the resin A does not soften or melt. It may be 80 ° C.
  • the resin B In the method for dissolving the resin of the present embodiment, it is preferable that all of the resin B is dissolved, but 80 to 100% by mass may be dissolved with respect to the total mass of the resin B, and 90 to 100% by mass may be dissolved. It may be dissolved. In the method for dissolving the resin of the present embodiment, it is preferable that the resin A is not dissolved, but 0% by mass or more and less than 1% by mass may be dissolved with respect to the total mass of the resin A, and 0 to 0.5% by mass. % May dissolve.
  • the dissolved amount of the resin can be confirmed, for example, in the case of a resin containing a hetero atom such as a halogen element, by measuring the content of the hetero atom in the solution.
  • the dissolved amount of the resin containing no heteroatom can be measured by a conventionally known analysis method, and examples of the analysis method include infrared spectroscopy, gas chromatograph mass spectrometry, and gel filtration permeation chromatography. Take as an example.
  • the method for producing the dissolved resin-containing liquid of the present embodiment includes the above-mentioned resin dissolving method as a resin dissolving step.
  • a dissolved resin-containing liquid in which the resin A is not dissolved and only the resin B is dissolved can be obtained.
  • material recycling means a recycling method in which waste plastic made of one type of resin is recycled into a plastic product as a plastic raw material.
  • the resin A When the resin A is material recycled, the resin A is first separated by solid-liquid separation of the dissolved resin-containing liquid obtained by the resin dissolving method of the present embodiment. The obtained resin A is washed and dried to obtain the resin A as a solid.
  • the obtained resin A can be treated by a material recycling method known in the art. In material recycling, it is preferable that there is only one type of resin A.
  • the resin A used in material recycling polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, acrylonitrile-butadiene-styrene resin, acrylic resin and the like are preferable.
  • Chemical recycling is an example of an application in which the resin B dissolved by the resin dissolution method of the present embodiment is used.
  • the term "chemical recycling” means a recycling method in which waste plastic, which is a mixture containing a plurality of types of resins, is recycled into a chemical raw material by chemically converting (decomposing, etc.) it.
  • Chemical recycling includes raw materials and monomerization that chemically decompose waste plastics and return them to plastics and monomers, blast furnace raw materials that use waste plastics as reducing agents at steel mills, and decomposition of waste plastics in a coke oven. Examples include coke oven chemical raw material for obtaining hydrocarbon oil, coke, and coke oven gas, gasification for decomposing waste plastic with heat to obtain synthetic gas, and gasification for decomposing waste plastic with heat to obtain synthetic gas. Be done.
  • the resin A is separated by solid-liquid separation of the dissolved resin-containing liquid containing the solid resin A obtained by the method for dissolving the resin of the present embodiment, and the resin B is used as the solvent L. Obtain a solution dissolved in. Then, it is preferable to use the obtained solution as a raw material for chemical recycling.
  • the solution for the raw material / monomerization reaction of chemically decomposing waste plastic and returning it to plastic or monomer even in chemical recycling it is preferable to use a resin composed of polyethylene, polypropylene, polystyrene, and polyvinyl chloride as the mixture containing a plurality of types of resins in the present embodiment, and the resin A is polyvinyl chloride.
  • the resin B it is preferable to select polyethylene, polypropylene, and polystyrene.
  • the method for producing a petrochemical raw material of the present embodiment is a method for producing a petrochemical raw material, which produces a petrochemical raw material from a mixture containing a plurality of types of resins, and is specified from the mixture containing the plurality of types of resins.
  • the mixture is preferably a waste plastic containing a plurality of resins.
  • the resin melting step and the step of processing the raw material oil containing the dissolved resin-containing liquid in the petroleum refining facility will be described in detail.
  • the resin dissolution step of the present embodiment is a resin dissolution step of dissolving a resin other than the specific resin from a mixture containing a plurality of types of resins without dissolving the specific resin. Specifically, a solvent having a relative energy difference of more than 1 based on the Hansen solubility parameter for the specific resin and a relative energy difference of 1 or less based on the Hansen solubility parameter for a resin other than the specific resin.
  • a resin dissolution step of selecting and contacting the solvent with the mixture to dissolve a resin other than the specific resin That is, it is preferable to have the above-mentioned resin melting method as a resin melting step. That is, in the present embodiment, it is preferable to use the raw material oil containing the dissolved resin-containing liquid produced by the above-mentioned method for producing the dissolved resin-containing liquid.
  • the raw material oil containing the dissolved resin-containing liquid obtained in the above-mentioned resin melting step is processed in a petroleum refining facility to produce a petrochemical raw material.
  • the petroleum refining equipment is not particularly limited, but is an atmospheric distillation equipment, a vacuum distillation equipment, a fluid cracking equipment, a heavy oil pyrolysis equipment, a direct cracking equipment, an indirect cracking equipment, a kerosene desulfurization equipment, a catalytic reforming equipment, etc.
  • Examples include isomerization equipment, hydrocracking equipment, etc., and equipment that decomposes hydrocarbons is preferable, fluid catalytic cracking equipment, heavy oil pyrolysis equipment, hydrocracking equipment, etc. are more preferable, and fluid catalytic cracking equipment is preferable. Most preferred.
  • the process of processing the raw material oil containing the dissolved resin-containing liquid in the petroleum refining facility will be described in detail, taking as an example the case where the petroleum refining facility is a fluidized catalytic cracking facility.
  • the raw material oil containing the dissolved resin-containing liquid obtained in the above-mentioned resin melting step is supplied to the fluid cracking equipment, and the cracked oil containing the petrochemical raw material is subjected to contact treatment with the fluid cracking catalyst. To manufacture.
  • the fluid cracking equipment of the present embodiment decomposes a petrochemical raw material by contacting a cracking catalyst with a raw material oil containing the dissolved resin-containing liquid to decompose the raw material oil.
  • a riser that produces cracked oil a reaction tower that separates the cracked oil from the fluid catalytic cracking catalyst, a regeneration tower that regenerates the catalyst by burning carbon (cork) deposited on the separated cracking cracking catalyst, and purification. Equipped with equipment.
  • FIG. 6 is a configuration diagram showing an example of FCC equipment.
  • the FCC equipment 1 includes a riser 10, a reaction tower 20, a regeneration tower 30, and a purification facility 40.
  • the riser 10 is an apparatus for generating cracked oil containing a petrochemical raw material by bringing a raw material oil containing a dissolved resin-containing liquid into contact with a fluidized catalytic cracking catalyst to decompose the raw material oil.
  • the riser 10 is, for example, a regeneration catalyst transfer line 34 that supplies a fluidized catalytic cracking catalyst regenerated in the regeneration tower 30, and a raw material oil that is subjected to a normal fluid cracking reaction (hereinafter, also referred to as “fluid catalytic cracking raw material oil”).
  • fluid catalytic cracking raw material oil Is connected to the fluid cracking raw material oil supply line 11 and the molten resin-containing liquid supply line 51 for supplying the molten resin-containing liquid.
  • a preheating device 12 and a preheating device 52 are provided on the fluidized catalytic cracking raw material oil supply line and the dissolved resin-containing liquid supply line, respectively. Further, the upper part of the riser 10 is connected to the reaction tower 20.
  • the reaction column 20 is a device that separates the cracked oil and the fluidized catalytic cracking catalyst.
  • the reaction column 20 includes, for example, a cyclone 21, a cracked oil discharge line 22, a stripper 23, and a post-reaction catalyst transfer line 24.
  • the upper part of the cyclone 21 is connected to the cracked oil discharge line 22. Further, the bottom of the stripper 23 and the lower part of the regeneration tower 30 are connected by a catalyst transfer line 24 after the reaction.
  • the regeneration tower 30 is a device that regenerates the catalyst by burning the cork on the fluid cracking catalyst separated by the reaction tower 20.
  • the regeneration tower 30 includes, for example, an air blower 31, an air grid 32, a cyclone 33, a regeneration catalyst transfer line 34, and an exhaust gas line 35.
  • the bottom of the regeneration tower and the air blower 31 are connected via an air grid 32.
  • a cyclone 33 is installed in the upper part of the regeneration tower, and the upper part of the cyclone 33 is connected to the exhaust gas line 35.
  • the refining facility 40 is a facility that separates cracked oil containing a petrochemical raw material produced by the FCC facility into a gas component containing a large amount of petrochemical raw material and a heavy component containing undecomposed products and polymers.
  • the purification equipment includes, for example, a distillation column 41, a line 42, a distillation column 43, a line 44, a distillation column 45, a line 46, a distillation column 47, a line 48, an aromatic extraction device 60, and a line 61.
  • a line 62, a naphtha cracker 70, and a catalytic reformer 80 are provided.
  • the distillation column 41 is connected to the reaction column 20 via a cracked oil discharge line 22 near the middle stage of the column.
  • the distillation column 43 is connected to the top of the distillation column 41 via a line 42 near the middle stage of the column.
  • the distillation column 45 is connected to the bottom of the distillation column 43 via a line 44 near the middle stage of the column.
  • the distillation column 47 is connected to the top of the distillation column 45 via a line 46 near the middle stage of the column.
  • the aromatic extraction device 60 is connected to the bottom of the distillation column 45 via a line 48.
  • the naphtha cracker 70 is connected to the aromatic extraction device 60 via a line 61.
  • the catalytic reformer 80 is connected to the aromatic extractor 60 via a line 62.
  • distillation column 41 As the distillation column 41, the distillation column 43, the distillation column 45, and the distillation column 47, a distillation column known in the art can be used depending on the object to be separated described later.
  • aromatic extraction device 60 an aromatic extraction device known in the art can be used depending on the object to be separated, which will be described later.
  • the naphtha cracker 70 and the catalytic reformer 80 can also use the naphtha cracker and the catalytic reformer known in the art.
  • the detailed structure of the distillation column's reflux line, preheater, can discharge liquid extraction line, effluent extraction line, etc. is not shown in FIG. 7, but as described above, the distillation column is used in this field. It has a known distillation column structure. The same applies to aromatic extractors, naphtha crackers, and catalytic reformers.
  • the resin dissolution tank 50 is an apparatus that performs the above-mentioned resin dissolution step of contacting a mixture containing a plurality of types of resins with a solvent to dissolve the resin B.
  • As the resin melting tank an oil storage tank can be used.
  • the resin dissolution tank 50 is connected to the riser 10 through the dissolution resin-containing liquid supply line 51.
  • the resin melting tank 50 is preferably provided with a stirring device, a melting tank heater, a solid matter removing device, and the like.
  • the flow catalytic cracking catalyst of the present embodiment preferably contains a zeolite having a sodalite cage structure, a ⁇ -zeolite, a zeolite such as ZSM-5 type zeolite, and has a sodalite cage structure. It is more preferable to contain a zeolite having.
  • the content of zeolite with respect to the total mass of the FCC catalyst is preferably 25 to 45% by mass, more preferably 28 to 42% by mass, and even more preferably 30 to 40% by mass.
  • the zeolite having a sodalite cage structure is a sodalite cage structure, that is, a three-dimensional octahedron formed by sharing apex oxygen with aluminum or silicon with aluminum and silicon tetrahedron as basic units. It has a void composed of a tetrahedral crystal structure defined by a four-membered ring, a six-membered ring, etc., with each vertex of the crystal structure of the facet cut off, and the place and method in which the sodalite cages are bonded to each other are defined. By changing, it means those having various pore structures, skeletal densities, and channel structures.
  • Examples of the zeolite having the sodalite cage structure include one or more selected from sodalite, A-type zeolite, EMT, X-type zeolite, Y-type zeolite, stabilized Y-type zeolite, and the like, and the stabilized Y-type zeolite can be mentioned. Is preferable.
  • Stabilized Y-zeolite is synthesized using Y-zeolite as a starting material, and is more resistant to deterioration of crystallinity than Y-zeolite. Generally, it is higher than Y-zeolite at high temperature. Is produced by treating with a mineral acid such as hydrochloric acid, a base such as sodium hydroxide, a salt such as calcium fluoride, and a chelating agent such as ethylenediamine tetraacetic acid, if necessary, after performing the steam treatment of the above several times. ..
  • the stabilized Y-zeolite obtained by the above method can be used in a form ion-exchanged with a cation selected from hydrogen, ammonium or a polyvalent metal. Further, as the stabilized Y-type zeolite, a heat shock crystalline aluminosilicate zeolite having more excellent stability (see Japanese Patent No. 25444317) can also be used.
  • the FCC catalyst of the present embodiment preferably further contains a binder, a clay mineral and the like.
  • the binder include silica sol.
  • silica sol By using the silica sol, the moldability at the time of granulating the FCC catalyst is improved, and it is possible to easily spheroidize the FCC catalyst. In addition, the fluidity and wear resistance of the FCC catalyst after granulation can be easily improved.
  • the content of the binder with respect to the total mass of the FCC catalyst is preferably 15 to 35% by mass, more preferably 18 to 32% by mass, and even more preferably 20 to 30% by mass.
  • clay minerals examples include montmorillonite, kaolinite, halloysite, bentonite, attaparghite, bauxite and the like.
  • silica, silica-alumina excluding the above-mentioned zeolite
  • alumina, silica-magnesia, alumina-magnesia, phosphorus-alumina, silica-zirconia, silica-magnesia-alumina and the like are usually used.
  • Fine particles of known inorganic oxides used in the FCC catalyst of No. 1 can be used in combination with the above-mentioned clay mineral.
  • the sum of the contents of the clay mineral and the inorganic oxide with respect to the total mass of the FCC catalyst is preferably 35 to 55% by mass, more preferably 38 to 52% by mass, and further preferably 40 to 50% by mass. preferable.
  • the content of the clay mineral with respect to the total mass of the FCC catalyst is preferably 25 to 50% by mass, more preferably 30 to 45% by mass, and even more preferably 32 to 42% by mass.
  • the FCC catalyst of the present embodiment may contain a zeolite stability improver.
  • the zeolite stability improver has a function of suppressing the collapse of zeolite crystals.
  • Phosphoric zeolite stability improvers such as phosphoric acid, diammonium hydrogen phosphate, ammonium dihydrogen phosphate, aluminum monobasic phosphate and other water-soluble phosphates, scandium, yttrium, lantern , Cerium, placeodium, neodymium, samarium, gadolinium, disprosium, formium and other rare earth metal-based zeolite stability improvers.
  • the content of the zeolite stability improver with respect to the total mass of the FCC catalyst is preferably 0.1 to 5% by mass.
  • the FCC catalyst is granulated to a certain size and then used for a flow catalytic cracking reaction.
  • the particle size of the FCC catalyst is not particularly limited as long as it can be used for a fluid catalytic cracking reaction, but it is preferably in the range of 20 to 150 ⁇ m.
  • the particle size of the FCC catalyst can be measured by, for example, the "micro electromagnetic vibration sieve M-2 type" manufactured by Tsutsui Rikagaku Kikai.
  • the FCC catalyst of the present embodiment can be produced by a conventionally known method.
  • the FCC catalyst contains zeolite, binder, clay mineral, and zeolite stability improver, it is produced by drying a slurry containing a predetermined amount of zeolite, binder, clay mineral, and zeolite stability improver. Can be done.
  • an aqueous slurry containing a zeolite, a binder, a clay mineral, and a zeolite stability improver is prepared.
  • the content of the solid content in the slurry is preferably 5 to 60% by mass, more preferably 10 to 50% by mass.
  • the amount of water to be evaporated when the aqueous slurry is dried becomes an appropriate amount, and the aqueous slurry can be easily dried. In addition, it can be easily transported without increasing the viscosity of the slurry.
  • the aqueous slurry is dried to obtain microspheres.
  • the aqueous slurry is preferably dried by a spray drying device under the conditions of a gas inlet temperature of 200 to 600 ° C. and a gas outlet temperature of 100 to 300 ° C.
  • the microspheres obtained by the above-mentioned drying treatment are further washed and ion-exchanged by a known method as necessary, and excess alkali metals and soluble substances brought in from various raw materials are carried out. Impurities and the like may be removed.
  • the cleaning treatment can be performed with water or aqueous ammonia, and the content of soluble impurities can be reduced by cleaning with water or aqueous ammonia.
  • the ion exchange treatment can be carried out with an aqueous solution of an ammonium salt such as ammonium sulfate or ammonium sulfate, and the ion exchange can reduce alkali metals such as sodium and potassium remaining in the microspheres.
  • an ammonium salt such as ammonium sulfate or ammonium sulfate
  • the above-mentioned cleaning treatment is usually performed prior to the ion exchange treatment, but as long as the cleaning treatment and the ion exchange treatment are preferably performed, the ion exchange treatment may be performed first.
  • the cleaning treatment and the ion exchange treatment are carried out until the content of the alkali metal and the content of soluble impurities are equal to or less than the desired amount.
  • the content of the alkali metal and the content of soluble impurities are not more than a desired amount, the catalytic activity can be improved.
  • the content of the alkali metal in the microspheres is preferably 1.0% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or less, based on the drying catalyst.
  • the content of soluble impurities is preferably 2.0% by mass or less, and more preferably 1.5% by mass or less.
  • the drying treatment is preferably carried out at a temperature of 100 to 500 ° C. until the water content of the microspheres reaches 1 to 25% by mass. In this way, the FCC catalyst of the present embodiment can be produced.
  • the flow catalytic cracking reaction can be carried out by a method known in the art.
  • the fluid cracking reaction can be carried out in an FCC facility by bringing a raw material oil containing a dissolved resin-containing liquid into contact with an FCC catalyst at a high temperature.
  • the raw material oil to be decomposed contains a dissolved resin-containing liquid. Only the dissolved resin-containing liquid may be used as the raw material oil, or the dissolved resin-containing liquid and the fluid cracking raw material oil may be mixed and used as the raw material oil.
  • the fluid catalytic cracking feedstock oil mixed with the dissolved resin-containing liquid is not particularly limited, and examples thereof include hydrocarbon oils (hydrocarbon mixtures) that are liquid at room temperature and pressure.
  • hydrocarbon oil examples include one or more selected from a light oil distillate obtained by atmospheric pressure or vacuum distillation of crude oil, atmospheric distillation residual oil, vacuum distillation residual oil and the like, and include coker light oil and solvent demolding oil.
  • Solvent decalcified asphalt tar sand oil, shale oil oil, coal liquefied oil, GTL (Gas to Liquids) oil, vegetable oil, waste lubricating oil, waste cooking oil and the like.
  • the above-mentioned hydrocarbon oil is hydrogenated, that is, a Ni-Mo-based catalyst, a Co-Mo-based catalyst, and a Ni-Co-Mo.
  • Hydrodesulfurized oils that are hydrodesulfurized at high temperature and high pressure in the presence of hydrogenation catalysts such as system catalysts and NiW catalysts can also be mentioned.
  • the decomposition reaction of the raw material oil of the present embodiment can usually be carried out by continuously circulating the FCC catalyst in the FCC equipment 1 including the riser 10, the reaction tower 20 and the regeneration tower 30 installed vertically.
  • the fluidized catalytic cracking equipment also includes the residual oil fluidized cracking equipment (RFCC equipment). That is, in the present specification, the fluidized catalytic cracking reaction also includes the residual oil fluid cracking reaction.
  • the lifting fluid flows upward in the riser 10, and the FCC catalyst supplied from the regeneration catalyst transfer line 34 flows upward in the riser 10 together with the lifting fluid.
  • the dissolved resin-containing liquid is heated to a predetermined temperature by the preheating device 52, steamed, and then supplied to the riser 10 from the dissolved resin-containing liquid supply line 51.
  • the fluidized cracking raw material oil may be heated to a predetermined temperature by the preheating device 12 and supplied to the riser 10 from the fluidized cracking raw material oil supply line 11.
  • the raw material oil containing the dissolved resin-containing liquid supplied into the riser 10 comes into contact with the FCC catalyst and a decomposition reaction occurs.
  • the decomposed oil produced by the decomposition reaction and the FCC catalyst are transferred to the reaction tower 20.
  • the concentration of the resin with respect to the total mass of the supplied dissolved resin-containing liquid is not particularly limited as long as the effects of the present invention can be obtained, but may be, for example, 1 to 50% by mass, 5 to 40% by mass, or 5 to 30. It may be% by mass.
  • the reaction temperature is preferably 490 to 530 ° C, more preferably 500 to 520 ° C.
  • the reaction temperature in the riser 10 is not more than the lower limit of the above range, the decomposition reaction of the raw material oil containing the dissolved resin-containing liquid proceeds, and the yield of the petrochemical raw material is improved.
  • the reaction temperature in the riser 10 is not more than the upper limit value in the above range, the amount of light gas such as dry gas generated by thermal decomposition and the amount of cork produced can be reduced, and the yield of petrochemical raw materials is relative. It is economical because it is easy to increase the yield.
  • the reaction pressure is preferably 0.10 MPa (normal pressure) to 0.49 MPa (5 kg / cm 2 ), more preferably 0.10 MPa (normal pressure) to 0.29 MPa (3 kg / cm 2). Since the decomposition reaction is a reaction in which the number of moles of the product increases with respect to the number of moles of the reactant, a reaction pressure of 0.49 MPa or less in the riser 10 is thermodynamically (equilibrium) advantageous. ..
  • the mass ratio of the FCC catalyst / (dissolved resin-containing liquid + fluid cracking raw material oil) is preferably 3 to 7, and more preferably 4 to 6.
  • the catalyst concentration in the riser 10 can be maintained at an appropriate level, and the raw material oil can be decomposed. Efficiency is improved. Even when the mass ratio of the FCC catalyst / (dissolved resin-containing liquid + fluidized catalytic cracking raw material oil) in the riser 10 is not more than the upper limit of the above range, the cracking reaction of the raw material oil proceeds effectively and the catalyst concentration increases. It becomes easier to proceed with the corresponding decomposition reaction.
  • the ratio of (kL / h) ((dissolved resin-containing liquid / (fluid contact decomposition raw material oil + dissolved resin-containing liquid)) ⁇ 100%) is preferably 5 to 100%, and is preferably 10 to 95%. Is more preferable, and 20 to 80% is further preferable.
  • the decomposed oil generated by the decomposition of the raw material oil in the riser 10 is supplied to the cyclone 21.
  • the cyclone 21 uses centrifugal force to separate the cracked oil from the FCC catalyst. Then, the cracked oil is discharged from the reaction column 20 by the cracked oil discharge line 22 and transferred to the distillation column 41.
  • the FCC catalyst separated by the cyclone 21 is supplied to the stripper 23. Steam, nitrogen and the like are supplied to the stripper 23. The stripper 23 removes hydrocarbons on the FCC catalyst with steam, nitrogen, or the like. Then, the FCC catalyst is discharged from the reaction tower 20 by the catalyst transfer line 24 after the reaction and transferred to the regeneration tower 30.
  • the temperature of the stripper 23 during the stripping treatment is usually 470 to 530 ° C, preferably 480 to 520 ° C, and more preferably 490 to 510 ° C.
  • an inert gas such as nitrogen generated by a boiler or boosted by a compressor or the like is used.
  • Air is supplied from the air blower 31 to the air grid 32, air is supplied from the air grid 32 into the regeneration tower 30, and the cork on the stripping-treated FCC catalyst transferred to the regeneration tower 30 is burned and the FCC catalyst is burned. Is played.
  • the regenerated FCC catalyst and the exhaust gas generated by the combustion of cork are separated by the cyclone 33.
  • the regenerated FCC catalyst is discharged from the regeneration tower 30 by the regeneration catalyst transfer line 34 and supplied to the riser 10.
  • the exhaust gas is discharged from the regeneration tower 30 by the exhaust gas line 35.
  • the regeneration temperature is preferably 600 to 800 ° C, more preferably 700 to 750 ° C.
  • the regeneration temperature in the catalyst regeneration tower is 600 ° C. or higher, the combustion of cork proceeds sufficiently and the catalytic activity is sufficiently restored. Further, when the regeneration temperature in the catalyst regeneration tower is 800 ° C. or lower, the adverse effect on the device material is low.
  • the cracked oil transferred from the reaction column 20 to the distillation column 41 by the cracked oil discharge line 22 is distilled from the top of the distillation column 41 a distillate containing a compound having 1 to 13 carbon atoms, and the middle stage of the column.
  • Heavy cracked gas oil (HCO) and light cracked gas oil (LCO) are distilled from the column, and fluid cracking residual oil (SLO) is distilled from the bottom of the column.
  • SLO fluid cracking residual oil
  • the fraction containing the compound having 1 to 13 carbon atoms is transferred from the distillation column 41 to the distillation column 43 by the line 42, the gas component is removed from the top of the distillation column 43, and the liquefied petroleum gas (liquefied petroleum gas) (liquefied petroleum gas (liquefied petroleum gas) at the bottom of the distillation column 43.
  • a distillate containing LPG) and gasoline as main components can be obtained.
  • the fraction containing LPG and gasoline as a main component is transferred from the distillation tower 43 to the distillation tower 45 by the line 44, and in the distillation tower 45, the fraction containing LPG as a main component is distilled from the top of the distillation tower 45.
  • a fraction containing gasoline as the main component can be obtained from the bottom.
  • the fraction containing LPG as a main component is transferred from the distillation tower 45 to the distillation tower 47 by the line 46, and the fraction containing propylene as a main component of petrochemical raw material is distilled from the top of the distillation tower 47.
  • a distillate containing butene, which is a petrochemical raw material, as a main component can be obtained from the bottom of the tower.
  • the fraction containing gasoline as a main component is transferred from the distillation tower 45 to the aromatic extraction device 60 by the line 48, and in the aromatic extraction device 60, the fraction containing an aromatic compound as a main component of a petroleum chemical raw material is used. It is separated into a gasoline-based fraction from which aromatic compounds have been removed.
  • the fraction containing the main component of gasoline from which the aromatic compound has been removed is transferred to the naphtha cracker 70 by the line 61, and the distillate containing the petrochemical raw materials ethylene, propylene and the aromatic compound as the main components by the naphtha cracker 70.
  • the fraction containing gasoline as the main component from which the aromatic compound has been removed is transferred to the catalytic reforming device 80 by the line 62, and the aromatic compound which is a petrochemical raw material is used as the main component by the catalytic reforming device 80. A distillate is obtained.
  • the petrochemical raw material produced by the method for producing a petrochemical raw material of the present embodiment is a so-called monomer.
  • petrochemical raw materials include olefins having 3 to 8 carbon atoms, aromatic compounds and the like.
  • the olefin having 3 to 8 carbon atoms include propylene, 1-butene, 2-butene, isobutene, 1,3-butadiene and the like.
  • the aromatic compound include benzene, toluene, o-xylene, m-xylene, p-xylene, ethylbenzene and the like.
  • the petroleum product is produced by processing the raw material oil in a petroleum refining facility.
  • the method for producing a petroleum product of the present embodiment uses energy obtained by burning either or both of a flammable solid containing waste and methane obtained from waste as the energy required for the treatment. ..
  • the petroleum product manufacturing system used in the petroleum product manufacturing method of the present embodiment will be described.
  • the petroleum product manufacturing system of the present embodiment includes an oil refining facility, a combustion facility that burns one or both of a combustible solid containing waste and methane obtained from waste, and the combustion facility and the petroleum.
  • a means for transmitting the energy obtained by the combustion equipment to and from the refining equipment is provided.
  • the means for transmitting energy include the form of energy (steam, electric power) for transmitting the energy obtained by the combustion equipment, and the combustion equipment and the petroleum for transmitting the energy obtained by the combustion equipment. It means piping between refining equipment.
  • FIG. 8 is a configuration diagram showing a configuration of a petroleum product manufacturing system according to an embodiment of the present invention.
  • the petroleum product manufacturing system 100 of the present embodiment includes a petroleum refining facility 101 and a combustion facility 102.
  • the petroleum product manufacturing system 100 of the present embodiment may further include a microbial treatment facility 103 and a power generation facility 104.
  • the combustion equipment 102 is an equipment that burns one or both of a flammable solid including waste and methane obtained from waste, and uses the obtained heat to produce steam.
  • the combustion equipment 102 is connected to the oil refining equipment 101 via the steam supply line L201.
  • the combustion equipment 102 is connected to the power generation equipment 104 via the steam supply line L204.
  • the combustion equipment 102 is connected to the microbial treatment equipment 103 via the methane supply line L302.
  • As the combustion equipment conventionally known combustion equipment can be used.
  • An example of a combustion facility is a combustion facility equipped with a waste pit, a crane, an incinerator, a waste heat boiler, an economizer, an ash pit, a dust collector, and a denitration reaction tower. The functions of the above-mentioned devices provided in the combustion equipment will be described later.
  • the power generation facility 104 is a facility that generates electricity using the steam produced by the combustion facility 102.
  • the power generation facility 104 is connected to the oil refining facility 101 via the power supply line L401.
  • As the power generation equipment conventionally known power generation equipment can be used.
  • An example of a power generation facility is a steam turbine type power generation facility.
  • the microbial treatment facility 103 is a facility for producing methane by fermenting food waste with methane.
  • the microbial treatment facility 103 is connected to the petroleum refining facility 101 via the methane supply line L301.
  • As the microbial treatment equipment conventionally known microbial treatment equipment can be used.
  • An example of the microbial treatment equipment is a microbial treatment equipment equipped with a sorting machine, a slurry tank, a methane fermentation tank, and a desulfurization tower. The functions of the above-mentioned devices provided in the microbial treatment equipment will be described later.
  • Examples of the petroleum refining equipment 101 include the petroleum refining equipment described in the step of processing the raw material oil containing the above-mentioned dissolved resin-containing liquid in the petroleum refining equipment, and the preferred embodiment is also the same. That is, the oil refining equipment 101 of the present embodiment is preferably the above-mentioned FCC equipment.
  • the petroleum product is produced by processing the raw material oil in a petroleum refining facility. Further, as the energy required for the treatment, energy obtained by burning either one or both of a flammable solid containing waste and methane obtained from waste is used.
  • the process of processing the raw material oil in the petroleum refining facility and the process of obtaining energy derived from waste will be described.
  • the step of treating the raw material oil of the present embodiment in the petroleum refining facility is the same as the step of treating the raw material oil containing the dissolved resin-containing liquid described above in the petroleum refining facility, and the preferred embodiment is also the same.
  • a raw material oil processed in the petroleum refining facility a raw material oil processed in a normal petroleum refining facility, a resin derived from waste, and a mixture thereof can be used, and is derived from waste. It preferably contains a resin.
  • Examples of the raw material oil processed in a normal petroleum refining facility include crude oil, naphtha, light oil, kerosene, atmospheric residual oil, reduced pressure light oil, and reduced pressure residual oil.
  • a waste plastic-derived resin is preferable. Since the raw material oil contains a resin derived from waste plastic, the waste plastic can be recycled into petroleum products, and the consumption of fossil fuel can be further suppressed.
  • a specific resin is not dissolved from a mixture containing a plurality of types of resins contained in the waste plastic, and a resin other than the specific resin is dissolved. It is preferable to have a process for producing a dissolved resin-containing liquid, which obtains a dissolved resin-containing liquid.
  • the process for producing the dissolved resin-containing liquid is the same as the above-mentioned resin dissolution step, and the preferred embodiment is also the same.
  • the step of processing the raw material oil of the present embodiment in the petroleum refining facility is the same as the method for producing a petrochemical raw material, except that only the raw material oil processed in the ordinary petroleum refining facility is used as the raw material oil. Is. Further, as the petroleum product produced by the method for producing a petroleum product, the above-mentioned petrochemical raw material is preferable.
  • waste ⁇ Process to obtain energy derived from waste>
  • it is obtained by burning one or both of combustible solids including waste and methane obtained from waste as energy required in the process of processing raw material oil in a petroleum refining facility. Use energy.
  • waste general waste is preferable.
  • Combustible solids including waste include waste plastics, food wastes such as food residues and food waste, and other combustible wastes (hereinafter, other combustible wastes are also referred to as "combustible wastes”. ), And it is preferable that the above three types are sorted in advance.
  • the combustion facility 102 is a combustion facility provided with the above-mentioned waste pit, crane, incinerator, waste heat boiler, economizer, ash pit, dust collector, and denitration reaction tower
  • the power generation facility 104 is a turbine type power generation facility, as an example. The production of energy derived from waste in the combustion equipment 102 and the power generation equipment 104 will be described.
  • Combustible waste is put into the garbage pit and stored.
  • the combustibles stored in the garbage pit are put into the incinerator by a crane or the like.
  • Combustibles are incinerated in an incinerator, and the heat of the exhaust gas generated by the incinerator is recovered by a waste heat boiler and an economizer.
  • methane supplied from the microbial fermentation equipment 103 to the combustion equipment 102 may be used as fuel for incineration of combustibles via the methane supply line L302.
  • Water supply is preheated by an economizer, and steam is produced in a waste heat boiler. The produced steam is supplied to the oil refinery 101 via the steam supply line L201.
  • the produced steam is supplied to the power generation facility 104 via the steam supply line L204.
  • the incinerated ash discharged from the incinerator is sent to the ash pit and then carried out. Further, the exhaust gas generated by incineration is lowered in temperature by the above-mentioned waste heat boiler and economizer, and then released to the atmosphere after removing harmful substances by a dust collector and a denitration reaction tower.
  • power generation facility 104 power is generated by steam supplied via the steam supply line L204.
  • the generated electric power is supplied to the oil refining facility 101 via the electric power supply line L401.
  • the steam produced by the incineration facility 102 and the electric power generated by the power generation facility 104 are used in the step of processing the raw material oil in the petroleum refining facility. Oil refineries use enormous amounts of energy with precise control. That is, in the oil refining facility, the energy produced by the existing boiler or power generation facility and the energy derived from the waste of the present embodiment are used in combination.
  • the amount of steam produced by the combustion equipment 102 and the power generation output of the power generation equipment 104 fluctuate, the amount of energy produced by the existing boiler or power generation equipment is adjusted.
  • the fluctuation can be sufficiently settled, and the electric power can be used efficiently.
  • the production of energy derived from waste in the microbial fermentation equipment 103 will be described by taking as an example the case where the microbial fermentation equipment 103 is the above-mentioned microbial treatment equipment equipped with a sorting machine, a slurry tank, a methane fermentation tank, and a desulfurization tower.
  • a sorting machine is used to remove foreign substances such as plastic bags and plastics contained in food waste.
  • the removed food waste is transferred to a slurry tank and water is added to make a slurry.
  • the slurry is transferred to a methane fermentation tank, and organic substances contained in the slurry are converted into biogas containing methane gas and carbon dioxide as main components by methane fermenting bacteria.
  • the obtained biogas is transferred to a desulfurization tower to remove hydrogen sulfide, and biogas containing methane gas is produced.
  • the produced biogas containing methane gas is supplied to the petroleum refining facility 101 via the methane supply line L301. Further produced biogas containing methane gas is supplied to the combustion equipment 102 via the methane supply line L302.
  • the steam supplied to the oil refining equipment 101 via the steam supply line L201 is used as the power of the pump used in the oil refining equipment 101, the reboiler of the distillation column, and the like.
  • the steam is a steam for catalyst circulation, a steam for dispersing raw material oil, a steam for separating the catalyst and the decomposed oil after the reaction in the reaction tower 20, and a stripper 23. Used as the steam used.
  • the petroleum refining equipment 101 includes a melting tank 50, the steam is used for heating the melting tank.
  • the methane supplied to the petroleum refining equipment 101 via the methane supply line L301 is used as a raw material for heating the heating furnace (including the preheater) of the petroleum refining equipment 101.
  • the generated methane is surplus, it is used as a raw material for, for example, a hydrogen production apparatus.
  • the electric power supplied to the oil refining facility 101 via the electric power supply line L401 is used for the equipment using the electric power of the oil refining facility 101. Further, when the petroleum refining equipment 101 includes the melting tank 50, the electric power is used to power the stirring device of the melting tank and the pump for transporting the dissolved resin-containing liquid from the melting tank 50 to the riser 10. ..
  • steam and power may be supplied to the oil refining facility from a boiler and a power generation facility that use ordinary fossil fuels. Further, fossil fuel may be used as an auxiliary fuel for the combustion equipment 102.
  • the oil refining equipment 101, the combustion equipment 102, the microbial treatment equipment 103, and the power generation equipment 104 are preferably installed in a geographically integrated manner, and the distance between each equipment is preferably 0.1 to 5 km. , 0.1 to 1 km, more preferably.
  • Oil refineries are usually located within refinery facilities. Since the refinery equipment has a plurality of high-pressure gas equipments, it is preferable that the combustion equipment 102 is installed outside the refinery equipment. That is, the combustion of either one or both of the flammable solid containing the waste and the methane obtained from the waste is preferably carried out outside the refinery equipment.
  • the amount of steam produced by the combustion equipment 102 is preferably 5,000 to 20,000 tons / day, and more preferably 10,000 to 15,000 tons / day.
  • the ratio of the amount of steam produced in the combustion equipment 102 per day to the amount of steam required in the process of processing the above-mentioned raw material oil in the petroleum refining equipment in one day is preferably 1 to 120%. More preferably, it is ⁇ 100%. When the ratio is equal to or higher than the lower limit of the range, the consumption of fossil fuel can be reduced accordingly.
  • the amount of electric power generated by the power generation facility 104 is preferably 500,000 to 2,000,000 kWh / day, and more preferably 800,000 to 1,500,000 kWh / day.
  • the ratio of the amount of electric power generated per day by the electric power facility 104 to the amount of electric power required per day in the process of processing the above-mentioned raw material oil in the petroleum refining facility is preferably 1 to 120%. More preferably, it is ⁇ 100%. When the ratio is equal to or higher than the lower limit of the range, the consumption of fossil fuel can be reduced accordingly.
  • ⁇ Solvent> The following solvents were used as the solvent for dissolving the resin. -Lightly decomposed light oil and orange oil (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd., boiling point: 177 ° C, density: 0.845 g / cm 3 ) -Light aromatic solvent (Product name: Swazole 1000, manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd., boiling point range: 160-180 ° C, density: 0.875 g / cm 3 )
  • the light cracked gas oil is a light oil fraction obtained by a fluid cracking reaction (boiling point range: 175 to 365 ° C.).
  • lightly decomposed gas oil is referred to as LCO (the same applies to Tables 2, 3 and 4).
  • a boiling bed microactivity tester (ACE-Model R +, manufactured by KAYSER TECHNOLOGY) was filled with an FCC equilibrium catalyst containing stabilized Y-zeolite as an active ingredient, which was obtained by reacting for a long time in a fluid cracking facility of an actual machine. bottom.
  • fluid contact was performed at a reaction temperature of 510 ° C., a reaction time of 75 seconds, an FCC catalyst / raw material oil mass ratio of 6, and an FCC catalyst regeneration temperature of 700 ° C.
  • a cracking reaction was carried out.
  • the obtained decomposed oil was analyzed by a gas chloride distillation method using an AC Simdis Analyzer manufactured by Agilent Technologies, and dried Gas (C1, C2 compound), LPG (C3, C4 compound), gasoline (boiling point 27 to 190 ° C.). ), LCO and HCO (boiling point over 190 ° C. and below 350 ° C.), and SLO (boiling point over 350 ° C.) were analyzed.
  • the amount of Coke produced was analyzed and calculated from the CO and CO 2 concentrations in the regeneration tower.
  • the components contained in Dry Gas, LPG, and gasoline were quantified by gas chromatography. The conversion rate was calculated from the yield of 100% -LCO and HCO (mass%) -yield of SLO (% by mass).
  • Example 1 PVC was selected as the resin A1, PS was selected as the resin B1, and LCO was selected as the solvent.
  • the HSP value of PVC and the HSP value of LCO are substituted into ( ⁇ d 2 , ⁇ p 2 , ⁇ h 2 ) and ( ⁇ d 1 , ⁇ p 1 , ⁇ h 1 ) of the above formula 1, respectively, and the HSP value distance ( ⁇ d 1, ⁇ p 1, ⁇ h 1) between PVC and LCO ( Ra (A1)) was obtained.
  • RED (A1) which is a relative energy difference based on the Hansen solubility parameter of PVC with respect to PVC, was obtained from R0 and Ra (A1) of PVC.
  • the HSP value of PS and the HSP value of LCO are substituted into ( ⁇ d 2 , ⁇ p 2 , ⁇ h 2 ) and ( ⁇ d 1 , ⁇ p 1 , ⁇ h 1 ) of the above formula 1, respectively, and the HSP between PS and LCO is substituted.
  • the value distance (Ra (B1)) was calculated.
  • RED (B1) which is a relative energy difference based on the Hansen solubility parameter of LCO with respect to PS, was obtained from R0 and Ra (B1) of PS.
  • Ra (A1), RED (A1), Ra (B1), and RED (B1) are shown in Table 3.
  • Example 2 PVC was selected as the resin A1, PS was selected as the resin B1, and orange oil was selected as the solvent.
  • the HSP value of PVC and the HSP value of orange oil are substituted into ( ⁇ d 2 , ⁇ p 2 , ⁇ h 2 ) and ( ⁇ d 1 , ⁇ p 1 , ⁇ h 1 ) of the above formula 1, respectively, and the HSP value between PVC and orange oil is substituted.
  • the distance (Ra (A1)) was calculated.
  • RED (A1) which is a relative energy difference based on the Hansen solubility parameter of orange oil with respect to PVC, was obtained from R0 and Ra (A1) of PVC.
  • HSP value distance (Ra (B1)) was determined.
  • RED (B1) which is a relative energy difference based on the Hansen solubility parameter of orange oil with respect to PS, was obtained from R0 and Ra (B1) of PS.
  • Ra (A1), RED (A1), Ra (B1), and RED (B1) are shown in Table 3.
  • Example 3 PVC was selected as the resin A1, LDPE was selected as the resin B2, and orange oil was selected as the solvent.
  • the HSP value of PVC and the HSP value of orange oil are substituted into ( ⁇ d 2 , ⁇ p 2 , ⁇ h 2 ) and ( ⁇ d 1 , ⁇ p 1 , ⁇ h 1 ) of the above formula 1, respectively, and the HSP value between PVC and orange oil is substituted.
  • the distance (Ra (A1)) was calculated.
  • RED (A1) which is a relative energy difference based on the Hansen solubility parameter of orange oil with respect to PVC, was obtained from R0 and Ra (A1) of PVC.
  • HSP value distance (Ra (B2)
  • RED (B2) which is a relative energy difference based on the Hansen solubility parameter of orange oil with respect to LDPE, was obtained from R0 and Ra (B2) of LDPE.
  • Ra (A1), RED (A1), Ra (B2), and RED (B2) are shown in Table 3.
  • Example 4 PVC was selected as the resin A1, PS was selected as the resin B1, LDPE was selected as the resin B2, and orange oil was selected as the solvent.
  • the HSP value of PVC and the HSP value of orange oil are substituted into ( ⁇ d 2 , ⁇ p 2 , ⁇ h 2 ) and ( ⁇ d 1 , ⁇ p 1 , ⁇ h 1 ) of the above formula 1, respectively, and the HSP value between PVC and orange oil is substituted.
  • the distance (Ra (A1)) was calculated.
  • RED (A1) which is a relative energy difference based on the Hansen solubility parameter of orange oil with respect to PVC, was obtained from R0 and Ra (A1) of PVC.
  • HSP value distance (Ra (B1)) was determined.
  • RED (B1) which is a relative energy difference based on the Hansen solubility parameter of orange oil with respect to PS, was obtained from R0 and Ra (B1) of PS.
  • HSP value of LDPE and the HSP value of orange oil are substituted into ( ⁇ d 2 , ⁇ p 2 , ⁇ h 2 ) and ( ⁇ d 1 , ⁇ p 1 , ⁇ h 1 ) of the above formula 1, respectively, and between LDPE and orange oil.
  • the HSP value distance (Ra (B2)) was determined.
  • RED (B2) which is a relative energy difference based on the Hansen solubility parameter of orange oil with respect to PS, was obtained from R0 and Ra (B2) of LDPE.
  • Ra (A1), RED (A1), Ra (B1), RED (B1), Ra (B2), and RED (B2) are shown in Table 3.
  • the HSP value of LDPE and the HSP value of LCO are substituted into ( ⁇ d 2 , ⁇ p 2 , ⁇ h 2 ) and ( ⁇ d 1 , ⁇ p 1 , ⁇ h 1 ) of the above formula 1, respectively, and the HSP between LDPE and LCO is substituted.
  • the value distance (Ra (B2)) was calculated.
  • RED (B2) which is a relative energy difference based on the Hansen solubility parameter of LCO with respect to LDPE, was obtained from R0 and Ra (B2) of LDPE.
  • Ra (A1), RED (A1), Ra (B2), and RED (B2) are shown in Table 3.
  • HSP value distance (Ra (B2)) was calculated.
  • RED is a relative energy difference based on the Hansen solubility parameter for LDPE of SWASOL 1000 from LDPE of R 0 and Ra (B2).
  • Ra (A1), RED (A1), Ra (B2), and RED (B2) are shown in Table 3.
  • Example 5 PVC was selected as the resin A, LDPE was selected as the resin B, and LCO was selected as the solvent.
  • the HSP value of PVC and the HSP value of LCO are substituted into ( ⁇ d 2 , ⁇ p 2 , ⁇ h 2 ) and ( ⁇ d 1 , ⁇ p 1 , ⁇ h 1 ) of the above formula 1, respectively, and the HSP value distance ( ⁇ d 1, ⁇ p 1, ⁇ h 1) between PVC and LCO ( Ra (A)) was calculated.
  • RED (A) which is a relative energy difference based on the Hansen solubility parameter of PVC with respect to PVC, was obtained from R 0 and Ra (A) of PVC.
  • the HSP value of LDPE and the HSP value of LCO are substituted into ( ⁇ d 2 , ⁇ p 2 , ⁇ h 2 ) and ( ⁇ d 1 , ⁇ p 1 , ⁇ h 1 ) of the above formula 1, respectively, and the HSP between LDPE and LCO is substituted.
  • the value distance (Ra (B)) was calculated.
  • RED (B) which is a relative energy difference based on the Hansen solubility parameter of LCO with respect to LDPE, was obtained from R0 and Ra (B) of LDPE. As a result, RED (A) was more than 1, and RED (B) was less than 1.
  • Example 6 PVC was selected as the resin A, PS was selected as the resin B, and LCO was selected as the solvent.
  • the HSP value of PVC and the HSP value of LCO are substituted into ( ⁇ d 2 , ⁇ p 2 , ⁇ h 2 ) and ( ⁇ d 1 , ⁇ p 1 , ⁇ h 1 ) of the above formula 1, respectively, and the HSP value distance ( ⁇ d 1, ⁇ p 1, ⁇ h 1) between PVC and LCO ( Ra (A)) was calculated.
  • RED (A) which is a relative energy difference based on the Hansen solubility parameter of PVC with respect to PVC, was obtained from R 0 and Ra (A) of PVC.
  • the HSP value of PS and the HSP value of LCO are substituted into ( ⁇ d 2 , ⁇ p 2 , ⁇ h 2 ) and ( ⁇ d 1 , ⁇ p 1 , ⁇ h 1 ) of the above formula 1, respectively, and the HSP between PS and LCO is substituted.
  • the value distance (Ra (B)) was calculated.
  • RED (B) which is a relative energy difference based on the Hansen solubility parameter of LCO with respect to PS, was obtained from R 0 and Ra (B) of PS. As a result, RED (A) was more than 1, and RED (B) was less than 1.
  • Example 5 in which the dissolved resin-containing liquid was used as the raw material oil, the yields of olefins and aromatic compounds as petrochemical raw materials were higher than in Comparative Example 3 in which only LCO was used as the raw material oil. ..
  • Example 5 in which LDPE was used as the resin, the yield of the olefin having 3 to 7 carbon atoms was high.
  • Example 6 in which PS was used as the resin, the yield of the aromatic compound was high, and the yield of ethylbenzene was particularly high.
  • resin melting tank 51 ... dissolved resin-containing liquid supply line, 52 ... preheating device, 60 ... aromatic Extractor, 61 ... line, 62 ... line, 70 ... naphtha cracker, 80 ... catalytic reformer, 100 ... petroleum product manufacturing system, 101 ... petroleum refining equipment, 102 ... combustion equipment, 103 ... microbial treatment equipment, 104 ... Power generation equipment, L201 ... steam supply line, L204 ... steam supply line, L301 ... methane supply line, L302 ... methane supply line, L401 ... power supply line

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Abstract

複数の種類の樹脂を含む混合物から、特定の樹脂を溶解せず、前記特定の樹脂以外の樹脂を溶解する、樹脂の溶解方法であって、前記特定の樹脂に対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差が1超であり、かつ前記特定の樹脂以外の樹脂に対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差が1以下である溶媒を選択し、前記溶媒に前記混合物を接触処理させて前記特定の樹脂以外の樹脂を溶解する、樹脂の溶解方法。

Description

樹脂の溶解方法、溶解樹脂含有液の製造方法、石油化学原料の製造方法、石油製品の製造方法、及び石油製品の製造システム
 本発明は、樹脂の溶解方法、溶解樹脂含有液の製造方法、石油化学原料の製造方法、石油製品の製造方法、及び石油製品の製造システムに関する。
 本願は、2020年3月31日に、日本に出願された特願2020-065194号及び2020年3月31日に、日本に出願された特願2020-065195号、及び2020年3月31日に日本に出願された特願2020-065196号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 循環型社会形成の観点から、限りある天然資源の消費を抑制しつつ、循環資源を有効に使用することが求められている。天然資源の消費抑制を目的に、再生不能な天然資源の消費の抑制(リデュース)、使用済み天然資源の循環的な利用(リユース、リサイクル)が求められている。
 このような観点から、廃棄物のリサイクル技術の開発は、近年の廃棄物の増加及び天然資源の消費抑制の観点から、非常に重要である。廃棄物のリサイクルの中でも天然資源である化石燃料から製造される廃プラスチックのリサイクル技術に対するニーズは高い。廃プラスチックのリサイクル技術の開発は、近年の廃棄物の増加及び限られた資源の有効利用の観点から重要課題の一つとなっている。廃プラスチックのリサイクル方法としては、廃プラスチックをそのまま再利用するマテリアルリサイクル、廃プラスチックを化学的に分解して、モノマー等の基礎化学原料を回収するケミカルリサイクル、廃プラスチックより熱エネルギーを回収するサーマルリサイクルの3つに大別される。
 この中でもマテリアルリサイクルとケミカルリサイクルは、廃プラスチックを製品の原料に変換して再利用可能であるため、資源の循環的利用により、限りある天然資源の消費を抑制し、埋め立て処理量を減らすなど、環境負荷軽減の観点から望ましい。
 マテリアルリサイクルでは、廃プラスチックをフレークやペレットという原料にした後、溶融、成形し、再び同じ製品又は別のプラスチック製品の樹脂材料として再利用する。
 樹脂材料としての品質基準を満たすために、異物や汚れを取り除き、基本的に同一種類のプラスチックにする必要がある。マテリアルリサイクルでは、回収した廃プラスチックに異なる種類の廃プラスチックが混入すると、再生プラスチックの特性が低下するため、回収した廃プラスチックを高精度に分離する技術が必要となる。
 ケミカルリサイクルでは、廃プラスチックを高温で熱分解して合成ガスや分解油などの化学原料を製造、又は化学的に分解してモノマーを製造するなど、他の化学物質に変換して再利用する。マテリアルリサイクルと比較して、種類の異なるプラスチックが混在していたり、異物や汚れがあっても、リサイクル可能である場合が多い。一方、種類の異なるプラスチックが混在している場合、工程上問題となることもある。
 したがって、マテリアルリサイクル及びケミカルリサイクルに適さない、廃プラスチックはサーマルリサイクルにより処理されているのが現状であり、マテリアルリサイクル及びケミカルリサイクルに適する廃プラスチックを得るための分離技術が強く望まれている。
 廃プラスチックの分離技術として、特許文献1には、複数種類の材質を含む廃プラスチックから再利用プラスチックを選別する廃プラスチックの選別処理方法であって、材質による波長の吸収度の相違に基づいて前記再利用プラスチックを選別する材質選別工程と、材質による比重の相違に基づいて前記再利用プラスチックの純度を高める遠心分離工程と、を有し、前記材質選別工程及び前記遠心分離工程により、前記再利用プラスチックの少なくとも1種類を種類別の再利用プラスチックとして選別する、廃プラスチックの選別処理方法が開示されている。
 また、ケミカルリサイクルとして、特許文献2には炭化水素系重合体(樹脂)を流動接触分解装置にて分解処理する方法が開示されている。具体的には、樹脂と、流動接触分解ガソリン、軽質分解軽油、重質分解軽油、分解残渣油から選ばれる炭化水素油との混合物を流動接触分解原料油に混ぜ、流動接触分解装置に供給することを特徴とする樹脂の分解処理方法が開示されている。
特開2017-170653号公報 特開2002-294261号公報
 しかしながら、特許文献1に記載の方法では、材質選別工程、遠心分離工程という2つの工程が必要であり、効率的ではない。
 また、特許文献2に記載の方法では、樹脂を含むスラリーに300℃程度に加熱した前記炭化水素油を混合し、樹脂を溶融していると考えられる。この方法では、300℃程度という高温で樹脂を溶融するための専用の溶解槽、並びに高温の溶融液を流動接触分解装置へ移送するための専用のラインが必要となり、既存の流動接触分解装置をそのまま活用することは困難である。さらに、前記スラリーに複数の樹脂が含まれる場合、全ての樹脂を溶融する必要があるため、流動接触分解装置や流動接触分解触媒に悪影響を与える樹脂由来の不純物が大量に混入する恐れがある。この場合、スラリーを調製する前に樹脂を選別分離する必要があり、効率的ではない。
 さらに、特許文献2に記載の分解処理を行うために必要となる電力、スチーム等のエネルギーは、依然として天然資源である化石燃料から製造されている。したがって、特許文献2に記載の方法においても、天然資源の消費抑制の観点から充分ではない。
 本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであって、複数の樹脂を含む混合物である廃プラスチックから、特定の樹脂を溶解せず、前記特定の樹脂以外の樹脂を溶解可能な樹脂の溶解方法及び溶解樹脂含有液の製造方法を提供することを課題とする。すなわち、本発明は、複数の樹脂を含む混合物である廃プラスチックから、特定の樹脂を固体として、前記特定の樹脂以外の樹脂を溶解樹脂含有液として効率的に分離する方法を提供することを課題とする。
 また、複数の種類の樹脂を含む混合物から石油化学原料を製造する場合に、既存の石油精製設備がそのまま使用可能で、かつ前記混合物に含まれる樹脂の種類によらず、効率的に石油化学原料を製造することが可能な、石油化学原料の製造方法を提供することも課題とする。
 さらに、従来の製造方法に比べ、化石燃料の消費を抑制可能な、原料油を石油精製設備で処理することによる石油製品の製造方法、及び石油製品の製造システムを提供することも課題とする。
 上記課題を解決するため、本発明は、以下の態様を有する。
[1] 複数の種類の樹脂を含む混合物から、特定の樹脂を溶解せず、前記特定の樹脂以外の樹脂を溶解する、樹脂の溶解方法であって、前記特定の樹脂に対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差が1超であり、かつ前記特定の樹脂以外の樹脂に対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差が1以下である溶媒を選択し、前記溶媒に前記混合物を接触処理させて前記特定の樹脂以外の樹脂を溶解する、樹脂の溶解方法。
[2] 前記特定の樹脂は、塩素元素を含む、[1]に記載の樹脂の溶解方法。
[3] 前記混合物は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、及びポリ塩化ビニルからなる群から選択される少なくとも1種の樹脂を含む、[1]又は[2]に記載の樹脂の溶解方法。
[4] 前記特定の樹脂は、ポリ塩化ビニルであり、前記特定の樹脂以外の樹脂は、ポリエチレン、ポリプロピレン、及びポリスチレンからなる群から選択される少なくとも1種の樹脂を含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の樹脂の溶解方法。
[5] 前記溶媒は、2種以上の溶媒を含む混合溶媒である、[1]~[4]のいずれか一項に記載の樹脂の溶解方法。
[5-1] 前記特定の樹脂の種類と、前記特定の樹脂以外の樹脂の種類の和が2~8であり、2~5が好ましい、[1]~[5]のいずれか一項に記載の樹脂の溶解方法。
[5-2] 前記特定の樹脂の種類が、1~3であり、1~2であることが好ましい、[1]~[5]、[5-1]のいずれか一項に記載の樹脂の溶解方法。
[5-3] 前記特定の樹脂以外の樹脂の種類が、1~5であり、1~3であることが好ましい、[1]~[5]、[5-1]、[5-2]のいずれか一項に記載の樹脂の溶解方法。
[5-4] 前記溶媒は、前記特定の樹脂に対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差が1超10以下であり、2.5以上10以下であることが好ましく、3以上10以下であることがより好ましい、[1]~[5]、[5-1]~[5-3]のいずれか一項に記載の樹脂の溶解方法。
[5-5] 前記溶媒は、前記特定の樹脂以外の樹脂に対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差が0.1以上1以下であり、0.1以上0.9以下であることが好ましく、0.1以上0.8以下であることがより好ましい、[1]~[5]、[5-1]~[5-4]のいずれか一項に記載の樹脂の溶解方法。
[5-6] 前記特定の樹脂を溶解せずとは、前記特定の樹脂の総質量に対して1質量%未満が溶解することが好ましく、0.5質量%以下が溶解することがより好ましい、[1]~[5]、[5-1]~[5-5]のいずれか一項に記載の樹脂の溶解方法。
[5-7] 前記特定の樹脂以外の樹脂を溶解するとは、前記特定の樹脂以外の樹脂の総質量に対して、80質量%以上が溶解することが好ましく、90質量%以上が溶解することがより好ましい、[1]~[5]、[5-1]~[5-6]のいずれか一項に記載の樹脂の溶解方法。
[6] [1]~[5]、[5-1]~[5-7]のいずれか一項に記載の樹脂の溶解方法を樹脂溶解工程として有する、溶解樹脂含有液の製造方法。
[7] [6]に記載の溶解樹脂含有液の製造方法により製造された溶解樹脂含有液を含む原料油を石油精製設備で処理する工程を含む、石油化学原料の製造方法。
[8] 前記石油精製設備は、流動接触分解設備である、[7]に記載の石油化学原料の製造方法。
[9] 原料油を石油精製設備で処理することにより石油製品を製造する、石油製品の製造方法であって、前記処理に必要なエネルギーとして、廃棄物を含む可燃性固体及び廃棄物から得られたメタンのいずれか一方又は両方を燃焼することにより得られるエネルギーを用いる、石油製品の製造方法。
[10] 前記原料油は、廃プラスチック由来の樹脂を含む、[9]に記載の石油製品の製造方法。
[11] 前記廃棄物を含む可燃性固体及び廃棄物から得られたメタンのいずれか一方又は両方の燃焼が、製油所設備外で行われる、[9]又は[10]に記載の石油製品の製造方法。
[12] 前記廃棄物が、一般廃棄物である、[9]~[11]のいずれか一項に記載の石油製品の製造方法。
[13] 石油精製設備と、廃棄物を含む可燃性固体及び廃棄物から得られたメタンのいずれか一方又は両方を燃焼する燃焼設備と、前記燃焼設備と前記石油精製設備との間で前記燃焼設備により得られたエネルギーを伝達する手段と、を備える石油製品の製造システム。
[2-1] 複数の種類の樹脂を含む混合物から石油化学原料を製造する、石油化学原料の製造方法であって、前記複数の種類の樹脂を含む混合物から、特定の樹脂を溶解せず、前記特定の樹脂以外の樹脂を溶解して溶解樹脂含有液を得る、樹脂溶解工程と、前記溶解樹脂含有液を含む原料油を石油精製装置で処理する工程と、と含み、前記樹脂溶解工程は、前記特定の樹脂に対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差が1超であり、かつ前記特定の樹脂以外の樹脂に対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差が1以下である溶媒を選択し、前記溶媒に前記混合物を接触処理させて前記特定の樹脂以外の樹脂を溶解する、石油化学原料の製造方法。
[2-2] 前記特定の樹脂は、塩素元素を含む、[2-1]に記載の石油化学原料の製造方法。
[2-3] 前記混合物は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、及びポリ塩化ビニルからなる群から選択される少なくとも1種の樹脂を含む、[2-1]又は[2-2]に記載の石油化学原料の製造方法。
[2-4] 前記特定の樹脂は、ポリ塩化ビニルであり、前記特定の樹脂以外の樹脂は、ポリエチレン、ポリプロピレン、及びポリスチレンからなる群から選択される少なくとも1種の樹脂を含む、[2-1]~[2-3]のいずれか一項に記載の石油化学原料の製造方法。
[2-5] 前記溶媒は、2種以上の溶媒を含む、[2-1]~[2-4]のいずれか一項に記載の石油化学原料の製造方法。
[2-6] 前記石油精製装置は、流動接触分解装置である、[2-1]~[2-5]のいずれか一項に記載の石油化学原料の製造方法。
 本発明によれば、複数の樹脂を含む混合物である廃プラスチックから、特定の樹脂を溶解せず、前記特定の樹脂以外の樹脂を溶解可能な樹脂の溶解方法を提供することができる。
 また、前記樹脂の溶解方法を樹脂溶解工程として有する、溶解樹脂含有液の製造方法を提供することができる。
 本発明によれば、複数の種類の樹脂を含む混合物から石油化学原料を製造する場合に、既存の石油精製設備がそのまま使用可能で、かつ前記混合物に含まれる樹脂の種類によらず、効率的に石油化学原料を製造することが可能な、石油化学原料の製造方法を提供することができる。
 本発明によれば、従来の製造方法に比べ、化石燃料の消費を抑制可能な、原料油を石油精製設備で処理することによる石油製品の製造方法、及び石油製品の製造システムを提供することができる。
ハンセン溶解度パラメータ値及び相互作用半径の求め方を示す模式図である。 物質1と物質2の2物質の溶解度パラメータ値間の距離を示す模式図である。 物質1の物質2に対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差が1以内である場合を示す模式図である。 物質1の物質2に対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差が1超である場合を示す模式図である。 溶媒Lのハンセン溶解度パラメータと、樹脂PA1、PA2のハンセン球S(PA1)、S(PA2)と、PB1、PB2のハンセン球S(PB1)、S(PB2)の関係を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る溶解樹脂含有液を含む原料油を処理する流動接触分解反応において使用される装置の構成を示す構成図である。 本発明の一実施形態に係る分解油を精製する精製設備の構成を示す構成図である。 本発明の一実施形態に係る石油製品の製造システムの構成を表す構成図である。
 以下、本発明の実施の形態について詳細に説明するが、以下の記載は本発明の実施態様の一例であり、本発明はこれらの内容に限定されず、その要旨の範囲内で変形して実施することができる。
 本明細書において「原料油」は、各種石油精製設備で通常処理される原油由来の留分、廃棄物由来の樹脂、及びこれらの混合物を意味する。
 本明細書において「石油製品」とは、各種石油精製設備で製造される、液化石油ガス、ガソリン、ナフサ、灯油、ジェット燃料油、軽油、潤滑油ベースオイル、重油、及びアスファルト等の原油由来の製品、並びに芳香族化合物及びオレフィンなどの石油化学製品等を意味する。石油化学製品の詳細については後述する。
 本明細書の「廃棄物」には、一般廃棄物と産業廃棄物の両方が含まれる。産業廃棄物とは、日本国法令(廃棄物の処理及び清掃に関する法律)で定められる20種類であり、一般廃棄物とは、産業廃棄物以外の廃棄物を意味する。但し、本明細書の「廃棄物」には、製油所設備の石油精製プロセスにおいて発生する廃液等の廃棄物は含まれない。すなわち、本明細書における「廃棄物」とは、一般廃棄物と製油所設備の石油精製プロセスにおいて発生する廃棄物を除く産業廃棄物を意味する。
≪樹脂の溶解方法≫
 本実施形態の樹脂の溶解方法は、複数の種類の樹脂を含む混合物から、特定の樹脂を溶解せず、前記特定の樹脂以外の樹脂を溶解する、樹脂の溶解方法である。具体的には、前記特定の樹脂に対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差が1超であり、かつ前記特定の樹脂以外の樹脂に対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差が1以下である溶媒を選択し、前記溶媒に前記混合物を接触処理させて前記特定の樹脂以外の樹脂を溶解する、樹脂の溶解方法である。本実施形態において、混合物は、複数の樹脂を含む廃プラスチックであることが好ましい。
 以下、ハンセン溶解度パラメータ、及び前記相対的エネルギー差の求め方を説明する。
<ハンセン溶解度パラメータ>
 ハンセン溶解度パラメータ(Hansen solubility parameter(以下、単に「HSP」ともいう。)は、分子間の相互作用が似ている2つの物質は、互いに溶解しやすいとの考えに基づいている。HSPは、分子間の分散力に由来するエネルギー(δd)、分子間の双極子相互作用に由来するエネルギー(δp)、及び分子間の水素結合に由来するエネルギー(δh)から構成される。これらの3つのパラメータは3次元空間(ハンセン空間)における座標とみなすことができる。
 HSP値が未知の評価試料におけるHSP値は以下の方法で算出することができる。
 HSP値(δd、δp、δh)を三次元空間にプロットすることにより特定されるハンセン溶解度パラメータ空間において、既知のHPS値を有する複数の標準物質をプロットするとともに、上記標準物質に対する評価試料の溶解性の有無によってハンセン球を特定し、当該ハンセン球の中心値を求めることで評価試料のHSP値を算出することが出来る(ハンセン球法)。標準物質は、一般に、既知のHPS値を有する純物質(1種の化合物からなる物質)であるが、HPS値が既知であれば、標準物質として混合物(2種以上の化合物からなる物質)を使用することもできる。溶解性の判断は、特に限定されず、種々の判断手法を使用することができるが、例えば、評価試料が液体の場合も固体の場合も目視により行うことができる。評価試料が液体の場合、標準試料と層分離しておらず、均一になっていることが確認できた場合、溶解性有りと判断することができる。評価試料が固体の場合、この固体が残存していないことを確認できた場合、溶解性ありと判断することができる。なお、溶解性の判断において、評価試料の溶解性有りとは、評価試料の全てが溶解した場合でもよく、評価試料の総質量に対して90質量%以上が溶解した場合でもよく、評価試料の総質量に対して80質量%以上が溶解した場合でもよい。中でも評価試料の全てが溶解した場合を溶解性有りと判断することが好ましい。また評価試料のHSP値は、平均分子構造の情報から原子団寄与法を用いて算出することも出来る。
 ハンセン球法の場合も、原子団寄与法の場合も、評価試料のHSP値を算出する場合、例えばコンピューターソフトウェアHansen Solubility Parameters in Practice(HSPiP)を使用して算出することができる。
 本実施形態においては、ハンセン球法により評価試料におけるHSP値を求めることが好ましい。
 ハンセン球法の場合、評価試料は純物質であってもよく、混合物であってもよい。
 上記ハンセン球の中心値、すなわちHSP値(δd、δp、δh)の求め方について、図1を用いて説明する。
 先ず、図1に例示する(分散力項δd、双極子間力項δp及び水素結合力項δhを座標軸とする)三次元空間に既知のHSP値を有する15~30個の標準物質のHSP値をプロットする。
 このとき、図1に示すように、例えば、評価試料に溶解性を示す標準物質を○印、評価試料に溶解性を示さない標準物質を×印で表記する。次いで、プロットされた評価試料の溶解性に基づき、溶解性を示した標準物質(図1で○印で示す)を包含し、かつ溶解性を示さなかった標準物質(図1に×印で示す)を包含しない仮想球のうち、最小半径を有するものを(図1に球状に示す)ハンセン球Sとして求める。
 上記ハンセン球Sを成す半径(上記最少半径)が図中に○印で示す標準物質を溶解し相溶性を示す相互作用半径Rとなり、また、得られたハンセン球Sの中心値(δd、δp、δh)が評価試料のHSP値となる。
 ハンセン球を求めるために使用する上記標準物質のHSP値としては例えば、分散力項δdが10~25MPa1/2であり、双極子間力項δpが0~20MPa1/2であり、水素結合力項δhが0~20MPa1/2である。
 本発明の一つの側面としては、標準物質のHSP値としては、分散力項δdが14.0~22.0MPa1/2であり、双極子間力項δpが0.0~20.0MPa1/2であり、水素結合力項δhが0.0~20.0MPa1/2であることが好ましく、分散力項δdが14.5~21.0MPa1/2であり、双極子間力項δpが0.0~16.6MPa1/2であり、水素結合力項δhが0.0~19.5MPa1/2であることがより好ましい。
 本発明の一つの側面としては、標準物質として、Hexane(δd=14.9MPa1/2、δp=0.0MPa1/2、δh=0.0MPa1/2)、Toluene(δd=18.0MPa1/2、δp=1.4MPa1/2、δh=2.0MPa1/2)、Nitrobenzene(δd=20.0MPa1/2、δp=10.6MPa1/2、δh=3.1MPa1/2)、γ-Butyrolactone(δd=18.0MPa1/2、δp=16.6MPa1/2、δh=7.4MPa1/2)、Acetone(δd=15.5MPa1/2、δp=10.4MPa1/2、δh=7.0MPa1/2)、Aniline(δd=20.1MPa1/2、δp=5.8MPa1/2、δh=11.2MPa1/2)、Dimethylsulfoxide(δd=18.4MPa1/2、δp=16.4MPa1/2、δh=10.2MPa1/2)、Quinoline(δd=20.5MPa1/2、δp=5.6MPa1/2、δh=5.7MPa1/2)、Pyridine(δd=19.0MPa1/2、δp=8.8MPa1/2、δh=5.9MPa1/2)、1,4-Dioxane(δd=17.5MPa1/2、δp=1.8MPa1/2、δh=9.0MPa1/2)を使用して評価試料のハンセン球を求めることが好ましい。
 また、溶解性は温度に依存するため、上記ハンセン球を求める際は、実際に樹脂の溶解を行う温度にて溶解性試験を行うことが好ましい。このような温度としては、例えば25℃、80℃が例として挙げられる。
 次に図2は、物質1と物質2の2物質の溶解度パラメータ間の距離を示す模式図である。まず、物質1と物質2のハンセン球を上述の方法で求める。物質1のHSP値を(δd、δp、δh)とし、物質2のHSP値を(δd、δp、δh)とした時に、2物質間のHSP値の距離(以下、単に「Ra」ともいう。)は、下式1により算出することができる。
Ra={4×(δd-δd+(δp-δp+(δh-δh}0.5 式1
 物質1の物質2に対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差(以下、単に「RED」ともいう。)は、物質2の相互作用半径をRとしたときに下式2により算出することができる。
RED=Ra/R0 式2
 図3は、物質1の物質2に対するハンセン溶解度パラメータに基づくREDが1以内である場合を示す模式図である。この場合、図3に示す通り、物質1のHSP値(δd、δp、δh)が、物質2のハンセン球S2の内側(球の表面も含む)に位置することになる。
 図4は、物質1の物質2に対するハンセン溶解度パラメータに基づくREDが1超である場合を示す模式図である。この場合、図4に示す通り、物質1のHSP値(δd、δp、δh)が、物質2のハンセン球のS2の外側(球の表面は含まない)に位置することになる。
 本実施形態の樹脂の溶解方法は、複数の種類の樹脂を含む混合物から、特定の樹脂以外の樹脂を溶解する、樹脂の溶解方法である。具体的には、前記特定の樹脂に対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差が1超であり、かつ前記特定の樹脂以外の樹脂に対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差が1以下である溶媒を選択し、前記溶媒に前記混合物を接触処理させて前記特定の樹脂以外の樹脂を溶解させる、樹脂の溶解方法である。
 前記特定の樹脂は1種でも複数でもよい。前記特定の樹脂以外の樹脂は1種でも複数でもよい。
 以下、前記特定の樹脂を「樹脂A」、前記特定の樹脂以外の樹脂を「樹脂B」という。
 本実施形態では樹脂Aと樹脂Bを含む混合物から、樹脂Bのみを溶解する。
<溶媒の選択方法>
 樹脂Aは、樹脂PA1~PAxからなり、樹脂Bは、樹脂PB1~PByからなる。xは、樹脂Aを構成する樹脂の種類の数を表し、1以上の整数である。yは、樹脂Bを構成する樹脂の種類の数を表し、1以上の整数である。
 xの値は特に限定されないが、前記溶媒の選定が容易になる観点から、1~3であることが好ましく、1~2であることがより好ましい。yの値は特に限定されないが、前記溶媒の選定が容易になる観点から、1~5であることが好ましく、1~3であることがより好ましい。前記x+yの値は特に限定されないが、前記溶媒の選定が容易になる観点から、2~8であることが好ましく、2~5であることがより好ましい。
 上述の方法により、樹脂PA1~PAxのハンセン球S(PA1)~S(PAx)をそれぞれ求める。そして、得られたハンセン球S(PA1)~S(PAx)から、樹脂PA1~PAxのHSP値[δd(PA1)、δp(PA1)、δh(PA1)]~[δd(PAx)、δp(PAx)、δh(PAx)]及び相互作用半径R(PA1)~R(PAx)をそれぞれ求める。
 同様にPB1~PByのハンセン球S(PB1)~S(PBy)をそれぞれ求める。そして、得られたハンセン球S(PB1)~S(PBy)から、樹脂PB1~PByのHSP値[δd(PB1)、δp(PB1)、δh(PB1)]~[δd(PBy)、δp(PBy)、δh(PBy)]及び相互作用半径R(PB1)~R(PBy)をそれぞれ求める。
 選択する溶媒LのHSP値を仮の値[δd(L)、δp(L)、δh(L)]とする。
 樹脂PA1~PAxのHSP値[δd(PA1)、δp(PA1)、δh(PA1)]~[δd(PAx)、δp(PAx)、δh(PAx)]をそれぞれ前記式1の(δd、δp、δh)に代入し、溶媒LのHSP値[δd(L)、δp(L)、δh(L)]を前記式1の(δd、δp、δh)に代入し、Ra(PA1)~Ra(PAx)をそれぞれ求める。得られたRa(PA1)~Ra(PAx)は、δd(L)、δp(L)、δh(L)の関数となる。そして、PA1~PAxの相互作用半径R(PA1)~R(PAx)及び得られたRa(PA1)~Ra(PAx)をそれぞれ前記式2に代入し、RED(PA1)~RED(PAx)を求める。得られたRED(PA1)~RED(PAx)は、δd(L)、δp(L)、δh(L)の関数となる。
 同様に、樹脂PB1~PByのHSP値[δd(PB1)、δp(PB1)、δh(PB1)]~[δd(PBy)、δp(PBy)、δh(PBy)]をそれぞれ前記式1の(δd、δp、δh)に代入し、溶媒LのHSP値[δd(L)、δp(L)、δh(L)]を前記式1の(δd、δp、δh)に代入し、Ra(PB1)~Ra(PBy)をそれぞれ求める。得られたRa(PB1)~Ra(PBy)は、δd(L)、δp(L)、δh(L)の関数となる。そして、PB1~PByの相互作用半径R(PB1)~R(PBy)及び得られたRa(PB1)~Ra(PBy)をそれぞれ前記式2に代入し、RED(PB1)~RED(PBy)を求める。得られたRED(PB1)~RED(PBy)は、δd(L)、δp(L)、δh(L)の関数となる。
 本実施形態においては、RED(PA1)~RED(PAx)の全てが1超であり、かつRED(PB1)~RED(PBy)の全てが1以下となる、HSP値[δd(L)、δp(L)、δh(L)]を有する溶媒Lを選択する。
 図5にxが2、yが2の場合の溶媒LのHSP値と、樹脂PA1、PA2のハンセン球S(PA1)、S(PA2)と、樹脂PB1、PB2のハンセン球S(PB1)、S(PB2)の関係を示す。図5に示されるように、溶媒LのHSP値[δd(L)、δp(L)、δh(L)]は、樹脂PA1、PA2のハンセン球S(PA1)、S(PA2)の外側(球の表面は含まない)に位置し、かつ樹脂PB1、PB2のハンセン球S(PB1)、S(PB2)の内側(球の表面も含む)に位置する。
 本実施形態においては、RED(PA1)~RED(PAx)の全てが1超であり、2.5以上であることが好ましく、3以上であることがより好ましい。RED(PA1)~RED(PAx)の全てが前記下限値超(以上)であると、樹脂Aを構成する樹脂PA1~PAxの溶媒Lによる溶解が抑制される。RED(PA1)~RED(PAx)の上限値は特に限定されないが、例えば10以下である。
 RED(PA1)~RED(PAx)の全てが1超10以下であることが好ましく、2.5以上10以下であることがより好ましく、3以上10以下であることがさらに好ましい。
 本実施形態においては、RED(PB1)~RED(PBy)の全てが1以下であり、0.9以下であることが好ましく、0.8以下であることがより好ましい。RED(PB1)~RED(PBy)の全てが前記上限値以下であると、樹脂Bを構成する樹脂PB1~PByの溶媒Lによる溶解が促進される。RED(PB1)~RED(PBy)の下限値は特に限定されないが、例えば0.1以上である。
 RED(PB1)~RED(PBy)の全てが0.1以上1以下であることが好ましく、0.1以上0.9以下であることがより好ましく、0.1以上0.8以下であることがさらに好ましい。
 溶媒LのHSP値と樹脂PA1~PAxそれぞれのHSP値の距離であるRa(PA1)~Ra(PAx)は、RED(PA1)~RED(PAx)の全てが1超である限り特に限定されないが、例えば5MPa1/2以上が好ましく、10MPa1/2以上がより好ましい。Ra(PA1)~Ra(PAx)の上限値は特に限定されないが、例えば、20MPa1/2以下である。
 Ra(PA1)~Ra(PAx)は、5MPa1/2以上20MPa1/2以下であることが好ましく、10MPa1/2以上15MPa1/2以下であることがより好ましい。
 溶媒LのHSP値と樹脂PB1~PByそれぞれのHSP値の距離であるRa(PB1)~Ra(PBy)は、RED(PB1)~RED(PBy)の全てが1以下である限り特に限定されないが、例えば8MPa1/2以下が好ましく、5MPa1/2以下がより好ましい。Ra(PB1)~Ra(PBy)の下限値は特に限定されないが、例えば、2MPa1/2以上である。
 Ra(PB1)~Ra(PBy)は、2MPa1/2以上8MPa1/2以下であることが好ましく、3MPa1/2以上5MPa1/2以下であることがより好ましい。
 RED(PB1)~RED(PBy)の全てが1以下となるようなHSP値[δd(L)、δp(L)、δh(L)]を有する溶媒Lを選択するためには、yが2以上の場合において、樹脂PB1~PByのハンセン球S(PB1)~S(PBy)の全てが重なる部分を有することを意味する。
 すなわち、樹脂Bから無作為に、y=c、y=dである樹脂PBc、PBdを選択したときに、PBcのHSP値[δd(PBc)、δp(PBc)、δh(PBc)]及びPBdのHSP値[δd(PBd)、δp(PBd)、δh(PBd)]を前記式1の(δd、δp、δh)及び(δd、δp、δh)にそれぞれを代入して得られるRa(PBc-PBd)と、PBcの相互作用半径R(PBc)と、PBdの相互作用半径R(PBd)との関係が下式3を満たす。
 {R(PBc)+R(PBd)}≧Ra(PBc-PBd) 式3
 前記式3を満たさない樹脂PB1~PByの組み合わせがあるときは、樹脂Bの樹脂を適宜選択し直せばよい。すなわち、樹脂Bを構成するPB1~PByから任意の樹脂を除き、前記式3を満たすようにする。この場合、前記除かれた樹脂は、樹脂Aを構成することになる。
<樹脂>
 本実施形態の混合物に含まれる樹脂の種類としては特に限定されないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン樹脂;ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-ビニルアルコール共重合体等のビニル系樹脂;ポリスチレン、アクリロニトリル-スチレン樹脂、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン樹脂等のポリスチレン系樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂;三酢酸セルロース;ポリカーボネート;ポリウレタン、アクリル変性ポリウレタン等のウレタン樹脂;ポリメチルペンテン;ポリエーテルスルホン、ポリフェニルスルホン、ポリスルホン等のポリスルホン樹脂;ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン等のポリエーテルエーテルケトン;ポリフェニレンスルフィド;ポリエーテルイミド、ポリイミド等のポリイミド系樹脂;ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド11等のポリアミド系樹脂;アクリル樹脂;フッ素系樹脂;フェノール樹脂;エポキシ樹脂;メラミン樹脂;尿素樹脂;不飽和ポリエステル樹脂;アルキド樹脂等が挙げられる。
 本実施形態の混合物に含まれる樹脂の質量平均分子量は、本発明の効果を得られる限り特に限定されないが、例えば10,000~100,000でもよく、100,000~1,000,000でもよい。なお、本願の発明者らは、樹脂の質量平均分子量が変わっても、HSP値は実質的に変化しないことを確認している。すなわち、HSP値は基本的に樹脂の種類のみに依存するため、同一種類の樹脂で質量平均分子量が異なる場合は、本発明において、同一のHSP値を使用することができる。
 本明細書において「重量平均分子量」とは、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)法により測定されるポリスチレン換算値を意味する。
 また、本実施形態の樹脂としては30℃以下で固体である。樹脂の形態は、本発明の効果を得られる限り特に限定されないが、ペットボトル等の包装体状に成形された成形体、ペレット状、フレーク状等が挙げられる。樹脂の大きさは、本発明の効果を得られる限り特に限定されないが、その長径が1~100mm程度である。
 このような樹脂の中から、後述の用途に応じ、樹脂A、樹脂Bを任意に選択することができる。
<溶媒>
 本実施形態の溶媒としては、RED(PA1)~RED(PAx)の全てが1超であり、かつRED(PB1)~RED(PBy)の全てが1以下となるHSP値を有する限り、特に限定されない。溶媒としては、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、ギ酸ペンチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ペンチル、酢酸ベンジル、安息香酸ベンジル、安息香酸エチル、安息香酸ブチル等のエステル類、アセトン、ジイソブチルケトン、エチルメチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、γ-ブチロラクトン、N-メチル-2ピロリドン等のケトン類、ジエチルエーテル、メチル-tert-ブチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジメトキシメタン、ジメトキシエタン、1,4-ジオキサン、1,3-ジオキソラン、4-メチルジオキソラン、テトラヒドロフラン、メチルテトラヒドロフラン、アニソール、フェネトール、2-メトキシテトラヒドロピラン等のエーテル類、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、1-ブタノール、2-ブタノール、tert-ブタノール、1-ペンタノール、2-メチル-2-ブタノール、メトキシプロパノール、ジアセトンアルコール、シクロヘキサノール、2-フルオロエタノール、2,2,2-トリフルオロエタノール、2,2,3,3-テトラフルオロ-1-プロパノール等のアルコール類、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールジメチルエーテル等のグリコールエーテル類、N,N-ジメチルホルムアミド、アセトアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等のアミド基を有する有機溶媒、アセトニトリル、イソブチロニトリル、プロピオニトリル、メトキシアセトニトリル等のニトリル基を有する有機溶媒、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、1,2-炭酸グリセロール等のカーボネート基を有する有機溶媒、塩化メチレン、クロロホルム、テトラクロロエタン、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素、n-ペンタン、シクロヘキサン、n-ヘキサン、1-オクタデセン、ベンゼン、トルエン、キシレン、2,2,4-トリメチルペンタン、シクロヘキセン、エチルベンゼン、d-リモネン、l-リモネン等の炭化水素等が例として挙げられる。
 溶媒は1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。すなわち、本実施形態の溶媒は2種以上の溶媒の混合物(以下、「混合溶媒」ともいう。)でもよい。混合溶媒としては、上記で列記した2種以上溶媒の混合物が挙げられる。
 その他の混合溶媒としては、常圧残渣油、減圧軽油、減圧残渣油、脱硫常圧残渣油、脱硫減圧軽油、軽質分解軽油、重質分解軽油等の原油の精製工程で得られる石油留分;大豆油、菜種油、ひまわり油、とうもろこし油、綿実油、落花生油、オリーブ油、パーム油、ゴマ油、コメ油、オレンジ油等の植物油及びこれらの廃油であってもよい。また、これらの混合溶媒にさらに上述の溶媒を混合してもよい。
 混合溶媒を本実施形態の溶媒として用いる場合、混合溶媒のHSP値は、上述の方法により求めてもよいし、以下のように混合溶媒を構成する溶媒のHSP値を加重平均して求めてもよい。
 混合溶媒Lが、溶媒L~Lからなり、混合溶媒の混合前のすべての溶媒の体積の合計に対する溶媒L~Lの体積の割合をそれぞれ、V(L)~V(L)とする。溶媒L~LのHSP値をそれぞれ、[δd(L)、δp(L)、δh(L)]~[δd(L)、δp(L)、δh(L)]とすると、混合溶媒のHSP値である[δd(L)、δp(L)、δh(L)]は、下式4~6により求めることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 本実施形態においては、混合溶媒のHSP値は、前記式4~6によって求めることが好ましい。
 本実施形態の溶媒の沸点としては、本発明の効果を得られる限り特に限定されないが、例えば80~700℃でもよく、150~500℃でもよく、200~400℃でもよい。
 本実施形態の溶媒の密度としては、本発明の効果を得られる限り特に限定されないが、例えば0.70~1.5g/cmでもよく、0.80~1.2g/cmでもよく、0.85~1.2g/cmでもよい。
<樹脂A、樹脂Bと溶媒Lの組み合わせ>
 本実施形態においては、樹脂Aは、塩素元素を含むことが好ましい。また、本実施形態においては、樹脂B及び溶媒Lは塩素元素を含まないことが好ましい。本実施形態の樹脂の溶解方法及び溶解樹脂含有液の製造方法により得られる溶解樹脂含有液を後述のケミカルリサイクルの原料として用いる場合、溶解樹脂含有液中に塩素元素が含まれていると、ケミカルリサイクルのプロセス中で塩化水素が発生し、ケミカルリサイクルに使用される機器を腐食するおそれがある。例えば、本実施形態の樹脂溶解工程で得られる溶解樹脂含有液を含む原料油を、後述のように石油精製設備で処理する際、溶解樹脂含有液中に塩素元素が含まれていると、石油精製設備で処理する工程中で塩化水素が発生し、石油精製設備を腐食するおそれがある。樹脂Aが塩素元素を含み、樹脂B及び溶媒Lが塩素元素を含まないことにより、得られる溶解樹脂含有液中に塩素元素が含まれないことになり、前記機器の腐食を防止することが可能となる。例えば、樹脂Aが塩素元素を含み、樹脂B及び溶媒Lが塩素元素を含まないことにより、得られる溶解液中に塩素元素が含まれないことになり、石油精製設備の腐食を防止することが可能となる。
 本実施形態の混合物に含まれる樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、及びポリ塩化ビニルからなる群から選択される少なくとも1種の樹脂であることが好ましい。
 樹脂Aを構成する樹脂をポリスチレン、ポリ塩化ビニルとし、樹脂Bを構成する樹脂をポリエチレン、ポリプロピレンとしたときに、樹脂Aに対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差が1超であり、かつ樹脂Bに対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差が1以下である溶媒としては、ベンゼン、シクロヘキサン、エチルベンゼンが例として挙げられる。
 樹脂Aを構成する樹脂をポリプロピレン、ポリ塩化ビニルとし、樹脂Bを構成する樹脂をポリエチレン、ポリスチレンとしたときに、樹脂Aに対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差が1超であり、かつ樹脂Bに対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差が1以下である溶媒としては、安息香酸ブチル、酢酸ベンジル、オレンジ油が例として挙げられる。
 樹脂Aを構成する樹脂をポリエチレン、ポリ塩化ビニルとし、樹脂Bを構成する樹脂をポリプロピレン、ポリスチレンとしたときに、樹脂Aに対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差が1超であり、かつ樹脂Bに対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差が1以下である溶媒としては、クロロベンゼン等が例として挙げられる。
 樹脂Aを構成する樹脂をポリエチレン、ポリプロピレンとし、樹脂Bを構成する樹脂をポリスチレン、ポリ塩化ビニルとしたときに、樹脂Aに対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差が1超であり、かつ樹脂Bに対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差が1以下である溶媒としては、N-メチルピロリドン、N,N-ジメチルアセトアミド等が例として挙げられる。
 樹脂Aを構成する樹脂をポリプロピレンとし、樹脂Bを構成する樹脂をポリエチレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニルとしたときに、樹脂Aに対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差が1超であり、かつ樹脂Bに対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差が1以下である溶媒としては、安息香酸エチル、2-メトキシテトラヒドロピラン、81質量%のd-リモネン及び19質量%の1,2-炭酸グリセロールの混合溶媒、64質量の%d-リモネン及び36質量%のジメチルホルムアミドの混合溶媒、58質量%のテトラヒドロフラン及び42質量%のシクロヘキサノンの混合溶媒、62質量%の酢酸エチル及び38質量%の安息香酸ベンジルの混合溶媒、58質量%のメチルエチルケトン及び42質量%の安息香酸ベンジルの混合溶媒等が例として挙げられる。
 樹脂Aを構成する樹脂をポリ塩化ビニルとし、樹脂Bを構成する樹脂をポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンとしたときに、樹脂Aに対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差が1超であり、かつ樹脂Bに対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差が1以下である溶媒としては、1,1,1,2-テトラクロロエタン、d-リモネン、o-キシレン、トルエン等が例として挙げられる。
(樹脂溶解の条件)
 本実施形態の樹脂の溶解方法において、溶媒の総質量に対する混合物の割合は、樹脂Bを溶解可能な限り特に限定されないが、例えば、1~50質量%でもよく、1~40質量%でもよく、1~30質量%でもよい。
 本実施形態の樹脂の溶解方法において、溶媒の総質量に対する樹脂Bの割合は、樹脂Bを溶解可能な限り特に限定されないが、例えば、1~20質量%でもよく、1~18質量%でもよく、1~15質量%でもよい。
 樹脂Bを溶解するときの温度は、樹脂Bを溶解可能な限り特に限定されないが、樹脂Aが軟化もしくは融解しない温度であれば、15~100℃でもよく、20~90℃でもよく、30~80℃でもよい。
 樹脂Bを溶解するときには、撹拌、超音波処理等を行うことが好ましい。
 本実施形態の樹脂の溶解方法においては、樹脂Bの全てが溶解されることが好ましいが、樹脂Bの総質量に対して80~100質量%が溶解してもよく、90~100質量%が溶解してもよい。
 本実施形態の樹脂の溶解方法においては、樹脂Aが溶解されないことが好ましいが、樹脂Aの総質量に対して0質量%以上1質量%未満が溶解してもよく、0~0.5質量%が溶解してもよい。
 樹脂の溶解量は、例えば、ハロゲン元素等のヘテロ原子を含む樹脂であれば、溶解液中のヘテロ原子の含有量を測定することにより、確認することができる。ヘテロ原子を含まない樹脂の溶解量は、従来公知の分析方法により測定することが可能であり、当該分析方法としては、例えば、赤外分光法、ガスクロマトグラフ質量分析法、ゲル濾過浸透クロマトグラフィーが例として挙げられる。
≪溶解樹脂含有液の製造方法≫
 本実施形態の溶解樹脂含有液の製造方法は、上述の樹脂の溶解方法を樹脂溶解工程として有する。溶解樹脂含有液として、樹脂Aが溶解せず、樹脂Bのみが溶解した溶解樹脂含有液を得ることができる。
<樹脂の溶解方法及び溶解樹脂含有液の製造方法の用途>
 本実施形態の樹脂の溶解方法及び溶解樹脂含有液の製造方法の用途としては、樹脂Aを利用する用途、樹脂Bを利用する用途の2種類に大別される。
(樹脂Aを利用する方法)
 本実施形態の樹脂の溶解方法により溶け残った樹脂Aを利用する用途としては、マテリアルリサイクルが例として挙げられる。
 本明細書において「マテリアルリサイクル」とは、1種類の樹脂からなる廃プラスチックをプラスチック原料としてプラスチック製品に再生するリサイクル方法を意味する。
 樹脂Aをマテリアルリサイクルする場合、まず本実施形態の樹脂の溶解方法により得られた溶解樹脂含有液を固液分離することにより、樹脂Aを分取する。得られた樹脂Aを洗浄及び乾燥することにより樹脂Aを固体として得る。得られた樹脂Aを本分野で公知のマテリアルリサイクル法により処理することができる。
 マテリアルリサイクルでは、樹脂Aは1種類であることが好ましい。マテリアルリサイクルで使用される樹脂Aとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン樹脂、アクリル樹脂等が好ましい。
(樹脂Bを利用する方法)
 本実施形態の樹脂の溶解方法により溶解した樹脂Bを利用する用途としては、ケミカルリサイクルが例として挙げられる。
 本明細書において「ケミカルリサイクル」とは、複数の種類の樹脂を含む混合物である廃プラスチックを化学的に変換(分解等)することにより化学原料に再生するリサイクル方法を意味する。ケミカルリサイクルとしては、廃プラスチックを化学的に分解し、プラスチックやモノマーに戻す原料・モノマー化、廃プラスチックを製鉄所で還元剤として使用する高炉原料化、廃プラスチックをコークス炉で分解することにより、炭化水素油、コークス、コークス炉ガスを得るコークス炉化学原料化、廃プラスチックを熱で分解して合成ガスを得るガス化、廃プラスチックを熱で分解して合成ガスを得るガス化が例として挙げられる。
 樹脂Bをケミカルリサイクルする場合、まず本実施形態の樹脂の溶解方法により得られた固体の樹脂Aを含む溶解樹脂含有液を固液分離することにより、樹脂Aを分離し、樹脂Bが溶媒Lに溶解した溶解液を得る。そして、得られた溶解液をケミカルリサイクルの原料として使用することが好ましい。
 本実施形態においては、ケミカルリサイクルの中でも廃プラスチックを化学的に分解し、プラスチックやモノマーに戻す原料・モノマー化反応に前記溶解液を使用することが好ましい。原料・モノマー化反応を行う場合、本実施形態における複数の種類の樹脂を含む混合物としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、及びポリ塩化ビニルからなる樹脂を用いることが好ましく、樹脂Aとしてはポリ塩化ビニルを、樹脂Bとしてはポリエチレン、ポリプロピレン、及びポリスチレンを選択することが好ましい。以下、ケミカルリサイクルの例として、石油化学原料の製造方法を説明する。
≪石油化学原料の製造方法≫
 本実施形態の石油化学原料の製造方法は、複数の種類の樹脂を含む混合物から石油化学原料を製造する、石油化学原料の製造方法であって、前記複数の種類の樹脂を含む混合物から、特定の樹脂を溶解せず、前記特定の樹脂以外の樹脂を溶解して溶解樹脂含有液を得る、樹脂溶解工程と、前記溶解樹脂含有液を含む原料油を石油精製設備で処理する工程とを含む。本実施形態において、混合物は、複数の樹脂を含む廃プラスチックであることが好ましい。
 以下、樹脂溶解工程及び溶解樹脂含有液を含む原料油を石油精製設備で処理する工程について詳細に説明を行う。
<樹脂溶解工程>
 本実施形態の樹脂溶解工程は、複数の種類の樹脂を含む混合物から、特定の樹脂を溶解せず、前記特定の樹脂以外の樹脂を溶解する、樹脂の溶解工程である。具体的には、前記特定の樹脂に対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差が1超であり、かつ前記特定の樹脂以外の樹脂に対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差が1以下である溶媒を選択し、前記溶媒に前記混合物を接触処理させて前記特定の樹脂以外の樹脂を溶解する、樹脂の溶解工程である。すなわち、上述の樹脂の溶解方法を樹脂溶解工程として有することが好ましい。
 すなわち、本実施形態においては、上述の溶解樹脂含有液の製造方法により製造された溶解樹脂含有液を含む原料油を使用することが好ましい。
<溶解樹脂含有液を含む原料油を石油精製設備で処理する工程>
 本実施形態においては、上述の樹脂溶解工程で得られた溶解樹脂含有液を含む原料油を石油精製設備で処理し、石油化学原料を製造する。
 石油精製設備としては、特に限定されないが、常圧蒸留設備、減圧蒸留設備、流動接触分解設備、重質油熱分解設備、直接脱硫設備、間接脱硫設備、灯軽油脱硫設備、接触改質設備、異性化設備、水素化分解設備等が挙げられ、炭化水素を分解する設備であることが好ましく、流動接触分解設備、重質油熱分解設備、水素化分解設備がより好ましく、流動接触分解設備が最も好ましい。
 以下、石油精製設備が流動接触分解設備である場合を例に、溶解樹脂含有液を含む原料油を石油精製設備で処理する工程について詳細に説明を行う。
 本実施形態においては、上述の樹脂溶解工程で得られた溶解樹脂含有液を含む原料油を流動接触分解設備に供給し、流動接触分解触媒と接触処理することにより、石油化学原料を含む分解油を製造する。
<流動接触分解設備>
 本実施形態の流動接触分解設備(以下、「FCC設備」ともいう。)は、流動接触分解触媒に前記溶解樹脂含有液を含む原料油を接触させて原料油を分解することによって石油化学原料を含む分解油を生成するライザー、分解油と流動接触分解触媒とを分離する反応塔、分離した流動接触分解触媒上に堆積したカーボン(コーク)を燃焼することによって触媒を再生する再生塔、及び精製設備を備える。以下、図6を参照して、本実施形態のFCC設備の一例を説明する。図6は、FCC設備の一例を示す構成図である。FCC設備1はライザー10、反応塔20、再生塔30、及び精製設備40を備える。
(ライザー)
 ライザー10は、流動接触分解触媒に溶解樹脂含有液を含む原料油を接触させて前記原料油を分解することによって石油化学原料を含む分解油を生成する装置である。ライザー10は、例えば、再生塔30で再生された流動接触分解触媒を供給する再生触媒移送ライン34及び通常の流動接触分解反応に供される原料油(以下、「流動接触分解原料油」ともいう。)を供給する流動接触分解原料油供給ライン11、及び溶解樹脂含有液を供給する溶解樹脂含有液供給ライン51と接続されている。また、流動接触分解原料油供給ライン上及び溶解樹脂含有液供給ライン上には、予熱装置12及び予熱器52が、それぞれ備えられている。さらにライザー10の上方は、反応塔20と接続されている。
(反応塔)
 反応塔20は、分解油と流動接触分解触媒とを分離する装置である。反応塔20は、例えば、サイクロン21、分解油排出ライン22、ストリッパー23及び反応後触媒移送ライン24を備える。サイクロン21の上方は、分解油排出ライン22と接続されている。さらにストリッパー23の底部と再生塔30の下部とは反応後触媒移送ライン24で接続されている。
(再生塔)
 再生塔30は、反応塔20で分離した流動接触分解触媒上のコークを燃焼させることによって触媒を再生する装置である。再生塔30は、例えば、エアブロワー31、エアグリッド32、サイクロン33、再生触媒移送ライン34及び排ガスライン35を備える。再生塔の底部とエアブロワー31はエアグリッド32を介して接続されている。さらに再生塔の上部にはサイクロン33が設置されており、サイクロン33の上方は排ガスライン35と接続されている。
(精製設備)
 精製設備40は、FCC設備で生成した石油化学原料を含む分解油を、石油化学原料を多く含むガス成分、及び未分解物や重合物を含む重質成分に分離する設備である。
 図7に示すように、精製設備は、例えば、蒸留塔41、ライン42、蒸留塔43、ライン44、蒸留塔45、ライン46、蒸留塔47、ライン48、芳香族抽出装置60、ライン61、ライン62、ナフサクラッカー70、接触改質装置80を備える。蒸留塔41は塔の中段付近において分解油排出ライン22を介して反応塔20と接続されている。蒸留塔43は塔の中段付近においてライン42を介して蒸留塔41の塔頂と接続されている。蒸留塔45は塔の中段付近においてライン44を介して蒸留塔43の塔底と接続されている。蒸留塔47は塔の中段付近においてライン46を介して蒸留塔45の塔頂と接続されている。芳香族抽出装置60はライン48を介して蒸留塔45の塔底と接続されている。ナフサクラッカー70はライン61を介して芳香族抽出装置60と接続されている。接触改質装置80はライン62を介して芳香族抽出装置60と接続されている。
 蒸留塔41、蒸留塔43、蒸留塔45、蒸留塔47は、後述の分離を行う対象に応じて、本分野において公知の蒸留塔を使用することができる。芳香族抽出装置60は、後述の分離を行う対象に応じて、本分野において公知の芳香族抽出装置を使用することができる。ナフサクラッカー70及び接触改質装置80も同様に、本分野において公知のナフサクラッカー及び接触改質装置を使用することができる。
 なお、蒸留塔の還流ライン、予熱器、缶出液抜出ライン、流出液抜出ライン等の詳細な構造は、図7においては不図示であるが、上述した通り、蒸留塔は本分野において公知の蒸留塔の構造を有する。芳香族抽出装置、ナフサクラッカー、接触改質装置も同様である。
<樹脂溶解槽>
 樹脂溶解槽50は、複数の種類の樹脂を含む混合物を溶媒に接触処理させて、前記樹脂Bを溶解させる上述の樹脂溶解工程を行う装置である。
 樹脂溶解槽としては、石油貯蔵タンクを使用することができる。
 樹脂溶解槽50は、溶解樹脂含有液供給ライン51を通じてライザー10を接続されている。樹脂溶解槽50は、撹拌装置、溶解槽加熱器、固形物除去装置等を備えていることが好ましい。
<流動接触分解触媒>
 本実施形態の流動接触分解触媒(以下、「FCC触媒」ともいう。)は、ソーダライトケージ構造を有するゼオライト、βゼオライト、ZSM-5型ゼオライト等のゼオライトを含むことが好ましく、ソーダライトケージ構造を有するゼオライトを含むことがより好ましい。
 FCC触媒全質量に対するゼオライトの含有量は25~45質量%であることが好ましく、28~42質量%であることがより好ましく、30~40質量%であることがさらに好ましい。
 本明細書において、ソーダライトケージ構造を有するゼオライトとは、ソーダライトケージ構造、すなわちアルミニウム及びケイ素四面体を基本単位とし、頂点の酸素をアルミニウム又はケイ素が共有することにより形成される立体的な正八面体の結晶構造の各頂点を切り落とした、四員環や六員環等により規定される十四面体結晶構造により構成される空隙を有し、このソーダライトケージ同士が結合する場所や方法が変化することによって、種々の細孔構造、骨格密度、チャンネル構造を有するものを意味する。
 上記ソーダライトケージ構造を有するゼオライトとしては、ソーダライト、A型ゼオライト、EMT、X型ゼオライト、Y型ゼオライト、安定化Y型ゼオライト等から選ばれる一種以上を挙げることができ、安定化Y型ゼオライトであることが好ましい。
 安定化Y型ゼオライトは、Y型ゼオライトを出発原料として合成され、Y型ゼオライトと比較して、結晶化度の劣化に対して耐性を示すものであり、一般には、Y型ゼオライトに対し高温での水蒸気処理を数回行った後、必要に応じて、塩酸等の鉱酸、水酸化ナトリウム等の塩基、フッ化カルシウム等の塩、エチレンジアミン四酢酸等のキレート剤で処理することにより作製される。
 上記方法で得られた安定化Y型ゼオライトは、水素、アンモニウムあるいは多価金属から選ばれるカチオンでイオン交換された形で使用することができる。また、安定化Y型ゼオライトとして、より安定性に優れたヒートショック結晶性アルミノシリケートゼオライト(特許第2544317号公報参照)を使用することもできる。
 本実施形態のFCC触媒は、さらに結合剤、粘土鉱物等を含むことが好ましい。
 結合剤としては、例えば、シリカゾルが例として挙げられる。シリカゾルを使用することにより、FCC触媒を造粒するときの成形性が向上し、容易に球状化することを可能にする。また、造粒後のFCC触媒の流動性及び耐摩耗性を容易に向上することができる。
FCC触媒全質量に対する結合剤の含有量は15~35質量%であることが好ましく、18~32質量%であることがより好ましく、20~30質量%であることがさらに好ましい。
 粘土鉱物としては、例えば、モンモリロナイト、カオリナイト、ハロイサイト、ベントナイト、アタパルガイト、ボーキサイト等を挙げることができる。また、本実施形態のFCC触媒においては、シリカ、シリカ-アルミナ(上述のゼオライトを除く)、アルミナ、シリカ-マグネシア、アルミナ-マグネシア、リン-アルミナ、シリカ-ジルコニア、シリカ-マグネシア-アルミナ等の通常のFCC触媒に使用される公知の無機酸化物の微粒子を上記粘土鉱物と併用することができる。
 FCC触媒全質量に対する粘土鉱物と無機酸化物の含有量の和は35~55質量%であることが好ましく、38~52質量%であることがより好ましく、40~50質量%であることがさらに好ましい。
 FCC触媒全質量に対する粘土鉱物の含有量は25~50質量%であることが好ましく、30~45質量%であることがより好ましく、32~42質量%であることがさらに好ましい。
 また、本実施形態のFCC触媒は、ゼオライト安定性向上剤を含んでいてもよい。ゼオライト安定性向上剤は、ゼオライト結晶の崩壊を抑制する機能を有する。ゼオライト安定性向上剤としてはリン酸、リン酸水素二アンモニウム、リン酸二水素アンモニウム、第一リン酸アルミニウム及びその他の水溶性リン酸塩等のリン系ゼオライト安定性向上剤、スカンジウム、イットリウム、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ガドリニウム、ディスプロシウム及びホルミウム等の希土類金属系ゼオライト安定性向上剤があげられる。FCC触媒がゼオライト安定性向上剤を含む場合、FCC触媒全質量に対するゼオライト安定性向上剤の含有量は、0.1~5質量%であることが好ましい。
 FCC触媒は一定の大きさに造粒された上で、流動接触分解反応に使用される。FCC触媒の粒子径は、通常流動接触分解反応に使用可能な粒子径であれば、特に制限されないが、粒子径が20~150μmの範囲内にあるものが好ましい。
 FCC触媒の粒子径は、例えば、筒井理化学器械製“ミクロ形電磁振動ふるい器 M-2型”により測定することができる。
<流動接触分解触媒の製造方法>
 本実施形態のFCC触媒は、従来公知の方法により製造することができる。FCC触媒が、ゼオライト、結合剤、粘土鉱物、ゼオライト安定性向上剤を含有する場合、ゼオライト、結合剤、粘土鉱物、ゼオライト安定性向上剤をそれぞれ所定量含むスラリーを乾燥処理することにより製造することができる。
 本製造方法においては、まず、ゼオライト、結合剤、粘土鉱物、及びゼオライト安定性向上剤を含む水性スラリーを調製する。
 前記スラリー中の固形分の含有量は5~60質量%が好ましく、10~50質量%がより好ましい。水性スラリー中の固形分の含有量が前記範囲内であると、水性スラリーの乾燥時に蒸発させる水分量が適当量となり、簡便に乾燥を行うことができる。また、スラリーの粘度上昇を招くことなく、簡便に輸送することができる。
 その後水性スラリーを乾燥処理して、微小球体を得る。
 水性スラリーの乾燥は、噴霧乾燥装置により、200~600℃のガス入口温度、及び100~300℃のガス出口温度の条件下に行うことが好ましい。
 本製造方法においては、上記乾燥処理して得られた微小球体に対し、さらに必要に応じて、公知の方法で洗浄処理及びイオン交換を行い、各種の原料から持ち込まれる過剰のアルカリ金属や可溶性の不純物等を除去してもよい。
 前記洗浄処理は、具体的には、水又はアンモニア水により行うことができ、水又はアンモニア水で洗浄することにより、可溶性不純物の含有量を低減させることができる。
 イオン交換処理は、具体的には、硫酸アンモニウム、亜硫酸アンモニウム等のアンモニウム塩の水溶液によって行うことができ、このイオン交換によって微小球体に残存するナトリウムやカリウムなどのアルカリ金属を低減させることができる。
 上述の洗浄処理は、通常イオン交換処理に先立って行われるが、洗浄処理及びイオン交換処理が好適に施される限りにおいては、イオン交換処理を先に行ってもよい。
 上記洗浄処理及びイオン交換処理は、アルカリ金属の含有量及び可溶性不純物の含有量が所望量以下になるまで行うこと好ましい。アルカリ金属の含有量及び可溶性不純物の含有量が所望量以下であることにより、触媒活性を向上させることができる。
 前記微小球体は、乾燥触媒基準で、アルカリ金属の含有量が、1.0質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以下であることがより好ましい。また、可溶性不純物の含有量が、2.0質量%以下であることが好ましく、1.5質量%以下であることがより好ましい。
 上述の洗浄処理、イオン交換処理を施された微小球体に対し、再度乾燥処理を行うことが好ましい。乾燥処理は、100~500℃の温度で、微小球体の水分含有量が1~25質量%になるまで行うことが好ましい。
 このようにして本実施形態のFCC触媒を製造することができる。
<流動接触分解反応>
 本実施形態において流動接触分解反応は、本分野において公知の方法によって実施することができる。流動接触分解反応は、FCC設備において、高温で溶解樹脂含有液を含む原料油とFCC触媒を接触させることにより実施することができる。
 本実施形態において、分解される原料油は溶解樹脂含有液を含む。溶解樹脂含有液のみを原料油として用いてもよいし、溶解樹脂含有液と流動接触分解原料油とを混合して原料油としてもよい。
 溶解樹脂含有液と混合される流動接触分解原料油としては、特に限定されず、常温・常圧で液体の炭化水素油(炭化水素混合物)を挙げることができる。
 前記炭化水素油としては、原油の常圧あるいは減圧蒸留で得られる軽油留分や常圧蒸留残渣油及び減圧蒸留残渣油等から選ばれる一種以上を挙げることができ、コーカー軽油、溶剤脱瀝油、溶剤脱瀝アスファルト、タールサンド油、シェールオイル油、石炭液化油、GTL(Gas to Liquids)油、植物油、廃潤滑油、廃食油等から選ばれる一種以上も挙げることができる。
 さらに、本実施形態において使用される流動接触分解原料油としては、上記炭化水素油を当業者に周知の水素化処理、すなわち、Ni-Mo系触媒、Co-Mo系触媒、Ni-Co-Mo系触媒、Ni-W系触媒などの水素化処理触媒の存在下、高温・高圧下で水素化脱硫した水素化処理油も挙げることができる。
 本実施形態の原料油の分解反応は、通常、垂直に据え付けられたライザー10、反応塔20、再生塔30からなるFCC設備1に、FCC触媒を連続的に循環させることにより行うことができる。なお、本明細書において、流動接触分解設備(FCC設備)には、残油流動接触分解設備(RFCC設備)も含まれる。すなわち、本明細書において、流動接触分解反応には、残油流動接触分解反応も含まれる。
 以下、FCC設備によって行われる流動接触分解反応を具体的に説明する。
 ライザー10内には、揚送用流体が上方に向かって流通しており、再生触媒移送ライン34より供給されたFCC触媒は、揚送用流体とともにライザー10内を上方へ流れる。
 溶解樹脂含有液は、予熱装置52によって所定の温度に加熱され、スチームを加えられた後、溶解樹脂含有液供給ライン51からライザー10に供給される。また、同様にして流動接触分解原料油が予熱装置12によって所定の温度に加熱され、流動接触分解原料油供給ライン11からライザー10に供給されてもよい。ライザー10内に供給された溶解樹脂含有液を含む原料油がFCC触媒と接触し分解反応が起こる。分解反応により生成した分解油とFCC触媒は反応塔20へ移送される。
 供給される溶解樹脂含有液の総質量に対する樹脂の濃度は、本発明の効果を得られる限り特に限定されないが、例えば、1~50質量%でもよく、5~40質量%でもよく、5~30質量%でもよい。
 ライザー10の運転条件としては、反応温度が490~530℃であることが好ましく、500~520℃であることがより好ましい。ライザー10における反応温度が前記範囲の下限値以上であると、溶解樹脂含有液を含む原料油の分解反応が進行して、石油化学原料の収率が向上する。また、ライザー10における反応温度が前記範囲の上限値以下であると、熱分解により生成するドライガスなどの軽質ガス生成量やコーク生成量を軽減することができ、石油化学原料の収率を相対的に増大させ易くなるため経済的である。
 反応圧力は0.10MPa(常圧)~0.49MPa(5kg/cm)であることが好ましく、0.10MPa(常圧)~0.29MPa(3kg/cm)であることがより好ましい。分解反応は、反応物のモル数に対し、生成物のモル数が増加する反応であるため、ライザー10における反応圧力が0.49MPa以下であると、熱力学的(平衡的)に有利となる。
 FCC触媒/(溶解樹脂含有液+流動接触分解原料油)の質量比は3~7であることが好ましく、4~6であることがより好ましい。ライザー10におけるFCC触媒/(溶解樹脂含有液+流動接触分解原料油)の質量比が前記範囲の下限値以上であると、ライザー10内の触媒濃度を適度に保つことができ、原料油の分解効率が向上する。ライザー10におけるFCC触媒/(溶解樹脂含有液+流動接触分解原料油)の質量比が前記範囲の上限値以下である場合も、原料油の分解反応が効果的に進行し、触媒濃度の上昇に見合った分解反応を進行させ易くなる。
 溶解樹脂含有液供給ライン51から供給される溶解樹脂含有液と、流動接触分解原料油供給ライン11から供給される流動接触分解原料油の総流量[kL/h]に対する、溶解樹脂含有液の流量(kL/h)の割合((溶解樹脂含有液/(流動接触分解原料油+溶解樹脂含有液))×100%)は、5~100%であることが好ましく、10~95%であることがより好ましく、20~80%であることがさらに好ましい。
 ライザー10内で原料油の分解により生成した分解油は、サイクロン21に供給される。サイクロン21は、遠心力を利用して、分解油をFCC触媒から分離する。そして、分解油は、分解油排出ライン22により、反応塔20から排出され、蒸留塔41へと移送される。
 サイクロン21によって分離されたFCC触媒はストリッパー23に供給される。ストリッパー23には、スチーム、窒素等が供給されている。ストリッパー23では、スチーム、窒素等によりFCC触媒上の炭化水素を除去する。そして、FCC触媒は、反応後触媒移送ライン24により反応塔20から排出され、再生塔30に移送される。
 ストリッパー23におけるストリッピング処理時の温度は、通常470~530℃であり、480~520℃であることが好ましく、490~510℃であることがより好ましい。ストリッピングに使用されるガスとしては、ボイラーにより発生されたスチームやコンプレッサー等により昇圧された窒素等の不活性ガスなどが使用される。
 エアブロワー31からエアグリッド32に空気が供給され、エアグリッド32から再生塔30内に空気が供給され、再生塔30に移送されたストリッピング処理後のFCC触媒上のコークは燃焼し、FCC触媒は再生される。再生したFCC触媒と、コークの燃焼により生じた排ガスとはサイクロン33により分離される。再生したFCC触媒は再生触媒移送ライン34により再生塔30から排出され、ライザー10に供給される。排ガスは、排ガスライン35により再生塔30から排出される。
 触媒再生塔の運転条件としては、再生温度が600~800℃であることが好ましく、700~750℃であることがより好ましい。
 触媒再生塔における再生温度が600℃以上であると、コークの燃焼が充分に進み、触媒活性が充分に回復する。また、触媒再生塔における再生温度が800℃以下であると、装置材質への悪影響が低い。
 分解油排出ライン22により、反応塔20から蒸留塔41へと移送された分解油は、蒸留塔41において、塔頂から炭素数1~13の化合物を含む留分が留出され、塔の中段から重質分解軽油(HCO)及び軽質分解軽油(LCO)が留出され、塔底から流動接触分解残油(SLO)が留出される。
 炭素数1~13の化合物を含む留分は、ライン42により、蒸留塔41から蒸留塔43へと移送され、蒸留塔43において、塔頂からガス成分が除かれ、塔底に液化石油ガス(LPG)及びガソリンを主成分とする留分が得られる。
 LPG及びガソリンを主成分とする留分は、ライン44により、蒸留塔43から蒸留塔45へと移送され、蒸留塔45において、塔頂からLPGを主成分とする留分が留出され、塔底からガソリンを主成分とする留分が得られる。
 LPGを主成分とする留分は、ライン46により、蒸留塔45から蒸留塔47へと移送され、蒸留塔47において、塔頂から石油化学原料であるプロピレンを主成分とする留分が留出され、塔底から石油化学原料であるブテンを主成分とする留分が得られる。
 ガソリンを主成分とする留分は、ライン48により、蒸留塔45から芳香族抽出装置60へ移送され、芳香族抽出装置60において、石油化学原料である芳香族化合物を主成分とする留分と、芳香族化合物が除かれたガソリンを主成分とする留分に分離される。
 芳香族化合物が除かれたガソリンを主成分とする留分は、ライン61によりナフサクラッカー70へと移送され、ナフサクラッカー70により石油化学原料であるエチレン、プロピレン、芳香族化合物を主成分とする留分が得られる。
 また、芳香族化合物が除かれたガソリンを主成分とする留分は、ライン62により接触改質装置80へと移送され、接触改質装置80により石油化学原料である芳香族化合物を主成分とする留分が得られる。
<石油化学原料>
 本実施形態の石油化学原料の製造方法により製造される石油化学原料は、いわゆるモノマーである。石油化学原料の例としては、炭素数3~8のオレフィン、芳香族化合物等が挙げられる。炭素数3~8のオレフィンとしては、プロピレン、1-ブテン、2-ブテン、イソブテン、1,3-ブタジエン等が挙げられる。芳香族化合物としては、ベンゼン、トルエン、o-キシレン、m-キシレン、p-キシレン、エチルベンゼン等が挙げられる。
≪石油製品の製造方法及び石油製品の製造システム≫
 本実施形態の石油製品の製造方法では、原料油を石油精製設備で処理することにより石油製品を製造する。本実施形態の石油製品の製造方法は、前記処理に必要なエネルギーとして、廃棄物を含む可燃性固体及び廃棄物から得られたメタンのいずれか一方又は両方を燃焼することにより得られるエネルギーを用いる。はじめに、本実施形態の石油製品の製造方法で使用される石油製品の製造システムについて説明を行う。
≪石油製品の製造システム≫
 本実施形態の石油製品の製造システムは、石油精製設備と、廃棄物を含む可燃性固体及び廃棄物から得られたメタンのいずれか一方又は両方を燃焼する燃焼設備と、前記燃焼設備と前記石油精製設備との間で前記燃焼設備により得られたエネルギーを伝達する手段とを備える。
 エネルギーを伝達する手段とは、前記燃焼設備により得られたエネルギーを伝達するためのエネルギーの形態(スチーム、電力)、並びに前記燃焼設備により得られたエネルギーを伝達するための前記燃焼設備と前記石油精製設備の間の配管等を意味する。
 図8は、本発明の一実施形態に係る石油製品の製造システムの構成を表す構成図である。本実施形態の石油製品の製造システム100は、石油精製設備101と、燃焼設備102とを備える。本実施形態の石油製品の製造システム100は、さらに微生物処理設備103と、発電設備104とを備えてもよい。
<燃焼設備>
 燃焼設備102は、廃棄物を含む可燃性固体及び廃棄物から得られたメタンのいずれか一方又は両方を燃焼し、得られた熱を利用して、スチームを製造する設備である。燃焼設備102は、スチーム供給ラインL201を介して石油精製設備101と接続されている。燃焼設備102は、スチーム供給ラインL204を介して発電設備104と接続されている。燃焼設備102は、メタン供給ラインL302を介して微生物処理設備103と接続されている。
 燃焼設備としては、従来公知の燃焼設備を使用することができる。燃焼設備の一例として、ごみピット、クレーン、焼却炉、廃熱ボイラ、エコノマイザ、灰ピット、集塵機、脱硝反応塔を備える燃焼設備が挙げられる。燃焼設備が備える上記各装置の機能については、後述する。
<発電設備>
 発電設備104は、燃焼設備102で製造されたスチームを使用して発電する設備である。発電設備104は、電力供給ラインL401を介して石油精製設備101と接続されている。
 発電設備としては、従来公知の発電設備を使用することができる。発電設備の一例として、蒸気タービン式の発電設備が挙げられる。
<微生物処理設備>
 微生物処理設備103は、食品廃棄物をメタン発酵することにより、メタンを製造する設備である。微生物処理設備103は、メタン供給ラインL301を介して石油精製設備101と接続されている。
 微生物処理設備としては、従来公知の微生物処理設備を使用することができる。微生物処理設備の一例としては、分別機、スラリータンク、メタン発酵槽、脱硫塔を備える微生物処理設備が挙げられる。微生物処理設備が備える上記各装置の機能については、後述する。
<石油精製設備>
 石油精製設備101としては、上述の溶解樹脂含有液を含む原料油を石油精製設備で処理する工程で説明した石油精製設備が例として挙げられ、好ましい態様も同様である。すなわち、本実施形態の石油精製設備101としては、上述のFCC設備であることが好ましい。
≪石油製品の製造方法≫
 本実施形態の石油製品の製造方法は、原料油を石油精製設備で処理することにより石油製品を製造する。また、前記処理に必要なエネルギーとして、廃棄物を含む可燃性固体及び廃棄物から得られたメタンのいずれか一方又は両方を燃焼することにより得られるエネルギーを用いる。
 以下、原料油を石油精製設備で処理する工程と、廃棄物由来のエネルギーを得る工程を説明する。
<原料油を石油精製設備で処理する工程>
 本実施形態の原料油を石油精製設備で処理する工程は、上述の溶解樹脂含有液を含む原料油を石油精製設備で処理する工程と同じであり、好ましい態様も同様である。
 本実施形態において、石油精製設備で処理される原料油としては、通常の石油精製設備で処理される原料油、廃棄物由来の樹脂、及びこれらの混合物を使用することができ、廃棄物由来の樹脂を含むことが好ましい。
 通常の石油精製設備で処理される原料油としては、例えば、原油、ナフサ、軽油、灯油、常圧残渣油、減圧軽油、減圧残渣油等が例として挙げられる。
 また、前記廃棄物由来の樹脂としては、廃プラスチック由来の樹脂が好ましい。原料油が廃プラスチック由来の樹脂を含むことにより、廃プラスチックを石油製品にリサイクルすることが可能となり、化石燃料の消費をさらに抑制することができる。原料油として、廃プラスチック由来の樹脂を含む原料油を使用する場合、廃プラスチックに含まれる複数の種類の樹脂を含む混合物から、特定の樹脂を溶解せず、前記特定の樹脂以外の樹脂を溶解して溶解樹脂含有液を得る、溶解樹脂含有液製造工程を有することが好ましい。溶解樹脂含有液製造工程としては、上述の樹脂溶解工程と同じであり、好ましい態様も同様である。
 すなわち、本実施形態の原料油を石油精製設備で処理する工程は、原料油としては、通常の石油精製設備で処理される原料油のみを使用する場合以外は、石油化学原料の製造方法と同じである。また、石油製品の製造方法で製造される石油製品としては、上述の石油化学原料であることが好ましい。
<廃棄物由来のエネルギーを得る工程>
 本実施形態においては、原料油を石油精製設備で処理する工程で必要なエネルギーとして、廃棄物を含む可燃性固体及び廃棄物から得られたメタンのいずれか一方又は両方を燃焼することにより得られるエネルギーを用いる。
 廃棄物としては、一般廃棄物が好ましい。
 廃棄物を含む可燃性固体としては、廃プラスチック、食品残渣や生ごみなどの食品廃棄物、及びそれ以外の可燃性廃棄物(以下、それ以外の可燃性廃棄物を「可燃廃棄物」ともいう。)が挙げられ、上記3種は予め分別されていることが好ましい。
 燃焼設備102が上述のごみピット、クレーン、焼却炉、廃熱ボイラ、エコノマイザ、灰ピット、集塵機、脱硝反応塔を備える燃焼設備であり、発電設備104がタービン式発電設備である場合を例に、燃焼設備102、及び発電設備104における廃棄物由来のエネルギーの製造について説明する。
 可燃廃棄物は、ごみピットへ投入され、貯留される。ごみピットに貯留された可燃物は、クレーン等により、焼却炉に投入される。可燃物は焼却炉で焼却され、焼却により生じた排気ガスの熱は廃熱ボイラ及びエコノマイザにより回収される。可燃物の焼却には必要に応じてメタン供給ラインL302を介して、微生物発酵設備103から燃焼設備102へ供給されたメタンを燃料として行ってもよい。エコノマイザにより給水予熱を行い、廃熱ボイラにおいてスチームが製造される。製造されたスチームは、スチーム供給ラインL201を介して石油精製設備101へ供給される。さらに、製造されたスチームは、スチーム供給ラインL204を介して発電設備104へ供給される。
 また、焼却炉から出た焼却灰は、灰ピットに送られ、その後搬出される。さらに焼却により生じた排気ガスは上述の廃熱ボイラ、エコノマイザにより温度を下げられ、その後、集塵機、脱硝反応塔で有害物質を除去した後に大気へ開放される。
 発電設備104において、スチーム供給ラインL204を介して供給されたスチームにより、発電がおこなわれる。発電された電力は、電力供給ラインL401を介して石油精製設備101へ供給される。
 廃棄物を燃焼させてスチームを製造、また製造されたスチームを用いて発電を行う場合、定期点検・補修による一部休炉や全休炉、焼却量の変動、ごみ質の変動等により、製造されるスチーム量や発電出力が安定しないため、エネルギーを効率的に利用することが困難であるという問題がある。本実施形態では、焼却設備102で製造されるスチーム及び発電設備104で発電された電力は、原料油を石油精製設備で処理する工程で使用される。石油精製設備では、莫大なエネルギーを精密にコントロールしながら利用している。すなわち、石油精製設備では、既存のボイラや発電設備により製造されるエネルギーと、本実施形態の廃棄物由来のエネルギーを組み合わせて利用することとなる。したがって、本実施形態では、燃焼設備102で製造されるスチーム量、発電設備104の発電出力の変動があった場合にも、既存のボイラや発電設備により製造されるエネルギー量を調整することにより、その変動を充分に静定することが可能であり、電力を効率的に利用することができる。
 微生物発酵設備103が上述の、分別機、スラリータンク、メタン発酵槽、脱硫塔を備える微生物処理設備である場合を例に、微生物発酵設備103における廃棄物由来のエネルギーの製造について説明する。
 まず、分別機により、食品廃棄物に含まれるビニール袋やプラスチック等の混入異物を除去する。除去後の食品廃棄物はスラリータンクに移送され、水を加えて、スラリーとする。前記スラリーをメタン発酵槽へ移送し、スラリーに含まれる有機物をメタン発酵菌によりメタンガスと二酸化炭素を主成分とするバイオガスに変換する。得られたバイオガスを脱硫塔に移送し、硫化水素を除去し、メタンガスを含むバイオガスが製造される。製造されたメタンガスを含むバイオガスは、メタン供給ラインL301を介して石油精製設備101へ供給される。さらに製造されたメタンガスを含むバイオガスは、メタン供給ラインL302を介して、燃焼設備102へ供給される。
 スチーム供給ラインL201を介して石油精製設備101へ供給されたスチームは、石油精製設備101で使用されるポンプの動力、蒸留塔のリボイラー等として使用される。
また、石油精製設備がFCC設備である場合、前記スチームは、触媒循環用のスチーム、原料油分散用スチーム、反応塔20において反応後の触媒と分解油とを分離するためのスチーム、ストリッパー23で使用されるスチームとして使用される。さらに、石油精製設備101が溶解槽50を備える場合、前記スチームは、溶解槽の加熱に使用される。
 メタン供給ラインL301を介して石油精製設備101へ供給されたメタンは、石油精製設備101の加熱炉(予熱器を含む)の加熱の原料として使用される。また、発生するメタンが余剰の場合は、例えば水素製造装置の原料として使用される。
 電力供給ラインL401を介して石油精製設備101へ供給された電力は、石油精製設備101の電力を用いる機器に使用される。さらに、石油精製設備101が溶解槽50を備える場合、前記電力は、溶解槽の撹拌装置、溶解槽50からライザー10へ溶解樹脂含有液を輸送するための輸送用のポンプの動力に使用される。
 石油精製設備101に必要なスチーム及び電力に対して、ごみの量が少ない場合は、通常の化石燃料を用いるボイラ及び発電設備から、石油精製設備にスチーム及び電力を供給してもよい。また、化石燃料を燃焼設備102の補助燃料として使用してもよい。
 石油精製設備101、燃焼設備102、微生物処理設備103、及び発電設備104は地理的に集約して設置されていることが好ましく、各設備間の距離は、0.1~5kmであることが好ましく、0.1~1kmであることがより好ましい。
 通常、石油精製設備は、製油所設備内に存在する。製油所設備内は、高圧ガス設備を複数有するため、燃焼設備102は、製油所設備外に設置されることが好ましい。すなわち、廃棄物を含む可燃性固体及び廃棄物から得られたメタンのいずれか一方又は両方の燃焼は、製油所設備外で行われることが好ましい。
 燃焼設備102で製造されるスチーム量は、5,000~20,000ton/日であることが好ましく、10,000~15,000ton/日であることがより好ましい。
 上述の原料油を石油精製設備で処理する工程で1日に必要となるスチーム量に対する、燃焼設備102で1日に製造されるスチーム量の割合は、1~120%であることが好ましく、1~100%であることがより好ましい。
 前記割合が前記範囲の下限値以上であると、その分、化石燃料の消費を低減できる。
 発電設備104で発電される電力量は、500,000~2,000,000kWh/日であることが好ましく、800,000~1,500,000kWh/日であることがより好ましい。
 上述の原料油を石油精製設備で処理する工程で1日に必要となる電力量に対する、電力設備104で1日に発電される電力量の割合は、1~120%であることが好ましく、1~100%であることがより好ましい。
 前記割合が前記範囲の下限値以上であると、その分、化石燃料の消費を低減できる。
 以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
<樹脂>
 処理対象の混合物に含まれる樹脂として、以下の樹脂を用いた。
・ポリ塩化ビニル(製品名:KVC 933J-N、昭和化成工業株式会社製、密度:1.325g/cm
・ポリスチレン(製品名:トーヨースチロールGP G201C、東洋スチレン株式会社製、密度:1.040g/cm
・低密度ポリエチレン(製品名:ノバテックLD LJ802、日本ポリエチレン株式会社製、密度:0.918g/cm
 以下、ポリ塩化ビニルをPVC、ポリスチレンをPS、低密度ポリエチレンをLDPEと表す(表1、表3及び表4においても同様)。PVC、PS、LDPEはその形状、色が異なるため、後述の実施例において、どの樹脂が溶解したかを目視で判別可能である。
<溶媒>
 樹脂を溶解する溶媒として、以下の溶媒を用いた。
・軽質分解軽油
・オレンジ油(富士フイルム和光純薬株式会社製、沸点:177℃、密度:0.845g/cm
・軽質芳香族溶剤(製品名:スワゾール1000、丸善石油化学株式会社製、沸点範囲:160~180℃、密度:0.875g/cm
 軽質分解軽油とは、流動接触分解反応によって得られた軽油留分のうちの軽質な留分である(沸点範囲:175~365℃)。以下、軽質分解軽油をLCOと表す(表2、表3、及び表4においても同様)。
<HPS値、R等の算出>
 上記樹脂について、HSPiPを使用して、ハンセン球法によりハンセン球を決定し、HSP値及びRを求めた。樹脂のHSP値及びRを表1に示す。同様に、上記溶媒について、HSPiPを使用して、ハンセン球法によりハンセン球を決定し、HSP値を求めた。溶媒のHSP値を表2に示す。なお、表1及び表2に記載のハンセン球を求める際の溶解性の判断は25℃を基準に行った。以下実施例1~4、比較例1、2においては表1及び表2に示された値を用いた。
 一方、実施例5、6、比較例3においては、ハンセン球を求める際の溶解性の判断は80℃を基準に行った。
<塩素量の測定>
 後述の実施例1~6及び比較例1~3で得られた溶液中の塩素濃度を、微量塩素・硫黄装置(TCL-2100V、三菱ケミカルアナリティック社製)により測定した。
<流動接触分解反応>
 実機の流動接触分解設備で長時間反応させて得られた、安定化Y型ゼオライトを活性成分として含むFCC平衡触媒を、沸騰床マイクロ活性試験装置(ACE-Model R+、KAYSER TECHNOLOGY社製)に充填した。後述の実施例5、実施例6、比較例3の原料油を用いて、反応温度510℃、反応時間75秒、FCC触媒/原料油の質量比6、FCC触媒の再生温度700℃で流動接触分解反応を行った。
 得られた分解油を、Agilent technologies社製のAC Simdis Analyzerを用いてガスクロ蒸留法にて解析し、Dry Gas(C1、C2化合物)、LPG(C3、C4化合物)、ガソリン(沸点27~190℃)、LCO及びHCO(沸点190℃超350℃以下)、SLO(沸点350℃超)の生成物量を解析した。また、Cokeの生成量は再生塔におけるCOおよびCO濃度より解析、算出した。さらに、Dry Gas、LPG、ガソリンに含まれる成分をガスクロマトグラフィーにより、定量した。
 転化率は、100%-LCO及びHCOの収率(質量%)-SLOの収率(質量%)より算出した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
[実施例1]
 樹脂A1としてPVCを、樹脂B1としてPSを選択し、溶媒として、LCOを選択した。PVCのHSP値とLCOのHSP値をそれぞれ、前記式1の(δd、δp、δh)及び(δd、δp、δh)に代入し、PVCとLCO間のHSP値距離(Ra(A1))を求めた。さらに、PVCのR及びRa(A1)からLCOのPVCに対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差であるRED(A1)を求めた。同様に、PSのHSP値とLCOのHSP値をそれぞれ、前記式1の(δd、δp、δh)及び(δd、δp、δh)に代入し、PSとLCO間のHSP値距離(Ra(B1))を求めた。さらに、PSのR及びRa(B1)からLCOのPSに対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差であるRED(B1)を求めた。Ra(A1)、RED(A1)、Ra(B1)、及びRED(B1)を表3に示す。
 PVC5g、PS5gの混合物に対して、LCOを90g添加し、25℃で60分間撹拌処理を行った。溶解状態を目視で観察したところ、PSは完全に溶解し、固体のPVCが確認された。溶液中の塩素量を表3に示す。
[実施例2]
 樹脂A1としてPVCを、樹脂B1としてPSを選択し、溶媒として、オレンジ油を選択した。PVCのHSP値とオレンジ油のHSP値をそれぞれ、前記式1の(δd、δp、δh)及び(δd、δp、δh)に代入し、PVCとオレンジ油間のHSP値距離(Ra(A1))を求めた。さらに、PVCのR及びRa(A1)からオレンジ油のPVCに対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差であるRED(A1)を求めた。同様に、PSのHSP値とオレンジ油のHSP値をそれぞれ、前記式1の(δd、δp、δh)及び(δd、δp、δh)に代入し、PSとオレンジ油間のHSP値距離(Ra(B1))を求めた。さらに、PSのR及びRa(B1)からオレンジ油のPSに対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差であるRED(B1)を求めた。Ra(A1)、RED(A1)、Ra(B1)、及びRED(B1)を表3に示す。
 PVC5g、PS5gの混合物に対して、オレンジ油を90g添加し、25℃で60分間撹拌処理を行った。溶解状態を目視で観察したところ、PSはオレンジ油に完全に溶解し、固体のPVCが確認された。溶液中の塩素量を表3に示す。
[実施例3]
 樹脂A1としてPVCを、樹脂B2としてLDPEを選択し、溶媒として、オレンジ油を選択した。PVCのHSP値とオレンジ油のHSP値をそれぞれ、前記式1の(δd、δp、δh)及び(δd、δp、δh)に代入し、PVCとオレンジ油間のHSP値距離(Ra(A1))を求めた。さらに、PVCのR及びRa(A1)からオレンジ油のPVCに対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差であるRED(A1)を求めた。同様に、LDPEのHSP値とオレンジ油のHSP値をそれぞれ、前記式1の(δd、δp、δh)及び(δd、δp、δh)に代入し、LDPEとオレンジ油間のHSP値距離(Ra(B2))を求めた。さらに、LDPEのR及びRa(B2)からオレンジ油のLDPEに対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差であるRED(B2)を求めた。Ra(A1)、RED(A1)、Ra(B2)、及びRED(B2)を表3に示す。
 PVC5g、LDPE5gの混合物に対して、オレンジ油を90g添加し、25℃で60分間撹拌処理を行った。溶解状態を目視で観察したところ、LDPEは完全に溶解し、固体のPVCが確認された。溶液中の塩素量を表3に示す。
[実施例4]
 樹脂A1としてPVCを、樹脂B1としてPSを、樹脂B2としてLDPEを選択し、溶媒として、オレンジ油を選択した。PVCのHSP値とオレンジ油のHSP値をそれぞれ、前記式1の(δd、δp、δh)及び(δd、δp、δh)に代入し、PVCとオレンジ油間のHSP値距離(Ra(A1))を求めた。さらに、PVCのR及びRa(A1)からオレンジ油のPVCに対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差であるRED(A1)を求めた。同様に、PSのHSP値とオレンジ油のHSP値をそれぞれ、前記式1の(δd、δp、δh)及び(δd、δp、δh)に代入し、PSとオレンジ油間のHSP値距離(Ra(B1))を求めた。さらに、PSのR及びRa(B1)からオレンジ油のPSに対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差であるRED(B1)を求めた。さらに、LDPEのHSP値とオレンジ油のHSP値をそれぞれ、前記式1の(δd、δp、δh)及び(δd、δp、δh)に代入し、LDPEとオレンジ油間のHSP値距離(Ra(B2))を求めた。さらに、LDPEのR及びRa(B2)からオレンジ油のPSに対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差であるRED(B2)を求めた。Ra(A1)、RED(A1)、Ra(B1)、RED(B1)、Ra(B2)、及びRED(B2)を表3に示す。
 PVC5g、PS5g、LDPE5gの混合物に対して、オレンジ油を85g添加し、25℃で60分間撹拌処理を行った。溶解状態を目視で観察したところ、PS及びLDPEは完全に溶解し、固体のPVCが確認された。溶液中の塩素量を表3に示す。
[比較例1]
 樹脂A1としてPVCを、樹脂B2としてLDPEを選択し、溶媒として、LCOを選択した。PVCのHSP値とLCOのHSP値をそれぞれ、前記式1の(δd、δp、δh)及び(δd、δp、δh)に代入し、PVCとLCO間のHSP値距離(Ra(A1))を求めた。さらに、PVCのR及びRa(A1)からLCOのPVCに対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差であるRED(A1)を求めた。同様に、LDPEのHSP値とLCOのHSP値をそれぞれ、前記式1の(δd、δp、δh)及び(δd、δp、δh)に代入し、LDPEとLCO間のHSP値距離(Ra(B2))を求めた。さらに、LDPEのR及びRa(B2)からLCOのLDPEに対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差であるRED(B2)を求めた。Ra(A1)、RED(A1)、Ra(B2)、及びRED(B2)を表3に示す。
 PVC5g、LDPE5gの混合物に対して、LCOを90g添加し、25℃で60分間撹拌処理を行った。溶解状態を目視で観察したところ、固体のPVC及びLDPEが確認された。溶液中の塩素量を表3に示す。
[比較例2]
 樹脂A1としてPVCを、樹脂B2としてLDPEを選択し、溶媒として、スワゾール1000を選択した。PVCのHSP値とスワゾール1000のHSP値をそれぞれ、前記式1の(δd、δp、δh)及び(δd、δp、δh)に代入し、PVCとスワゾール1000間のHSP値距離(Ra(A1))を求めた。さらに、PVCのR及びRa(A1)からスワゾール1000のPVCに対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差であるRED(A1)を求めた。同様に、LDPEのHSP値とスワゾール1000のHSP値をそれぞれ、前記式1の(δd、δp、δh)及び(δd、δp、δh)に代入し、LDPEとスワゾール1000間のHSP値距離(Ra(B2))を求めた。さらに、LDPEのR及びRa(B2)からスワゾール1000のLDPEに対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差であるRED(B2)を求めた。Ra(A1)、RED(A1)、Ra(B2)、及びRED(B2)を表3に示す。
 PVC5g、LDPE5gの混合物に対して、スワゾール1000を90g添加し、25℃で60分間撹拌処理を行った。溶解状態を目視で観察したところ、固体のPVC及びLDPEが確認された。溶液中の塩素量を表3に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 樹脂A1に対するハンセン溶解度パラメータに基づくREDが1超であり、樹脂B1及び/又は樹脂B2に対するハンセン溶解度パラメータに基づくREDが1以下である溶媒を選択した実施例1~4では、樹脂A1を溶解せず、樹脂B1及び/又は樹脂B2のみを溶解することができた。
 一方、樹脂A1に対するハンセン溶解度パラメータに基づくREDが1超であり、樹脂B2に対するハンセン溶解度パラメータに基づくREDが1超である溶媒を選択した比較例1、2では、樹脂A1は溶解しなかったものの、樹脂B2も溶解することができなかった。
[実施例5]
 樹脂AとしてPVCを、樹脂BとしてLDPEを選択し、溶媒として、LCOを選択した。PVCのHSP値とLCOのHSP値をそれぞれ、前記式1の(δd、δp、δh)及び(δd、δp、δh)に代入し、PVCとLCO間のHSP値距離(Ra(A))を求めた。さらに、PVCのR及びRa(A)からLCOのPVCに対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差であるRED(A)を求めた。同様に、LDPEのHSP値とLCOのHSP値をそれぞれ、前記式1の(δd、δp、δh)及び(δd、δp、δh)に代入し、LDPEとLCO間のHSP値距離(Ra(B))を求めた。さらに、LDPEのR及びRa(B)からLCOのLDPEに対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差であるRED(B)を求めた。その結果、RED(A)は1超であり、RED(B)は1以下であった。
 PVC10g、LDPE10gの混合物に対して、LCOを90g添加し、80℃で60分間撹拌処理を行った。溶解状態を目視で観察したところ、LDPEは完全に溶解し、固体のPVCが確認された。溶液中の塩素量を表4に示す。固体のPVCを固液分離し、得られた溶解樹脂含有液を原料油として、流動接触分解反応を行った。転化率、オレフィン収率、芳香族化合物収率を表4に示す。表中、「収率」は、質量%を意味し、「Cn」は炭素数がn個であることを意味する。
[実施例6]
 樹脂AとしてPVCを、樹脂BとしてPSを選択し、溶媒として、LCOを選択した。PVCのHSP値とLCOのHSP値をそれぞれ、前記式1の(δd、δp、δh)及び(δd、δp、δh)に代入し、PVCとLCO間のHSP値距離(Ra(A))を求めた。さらに、PVCのR及びRa(A)からLCOのPVCに対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差であるRED(A)を求めた。同様に、PSのHSP値とLCOのHSP値をそれぞれ、前記式1の(δd、δp、δh)及び(δd、δp、δh)に代入し、PSとLCO間のHSP値距離(Ra(B))を求めた。さらに、PSのR及びRa(B)からLCOのPSに対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差であるRED(B)を求めた。その結果、RED(A)は1超であり、RED(B)は1以下であった。
 PVC10g、PS10gの混合物に対して、LCOを90g添加し、80℃で60分間撹拌処理を行った。溶解状態を目視で観察したところ、PSは完全に溶解し、固体のPVCが確認された。溶液中の塩素量を表4に示す。固体のPVCを固液分離し、得られた溶解樹脂含有液を原料油として、流動接触分解反応を行った。転化率、オレフィン収率、芳香族化合物収率を表4に示す。
[比較例3]
 樹脂A及び樹脂Bを使用せず、LCO100gを原料油として、流動接触分解反応を行った。転化率、オレフィン収率、芳香族化合物収率を表4に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 樹脂Aに対するハンセン溶解度パラメータに基づくREDが1超であり、樹脂Bに対するハンセン溶解度パラメータに基づくREDが1以下である溶媒を選択した実施例5、6では装置に悪影響を及ぼすと考えられる塩素元素を含むPVCを溶解せず、目的の樹脂Bのみを溶解することができた。また、溶解温度は80℃と非常に低温で行うことが可能となった。
 原料油として溶解樹脂含有液を用いた実施例5及び6では、LCOのみを原料油として用いた比較例3と比較して、石油化学原料であるオレフィン、芳香族化合物の収率が高くなった。樹脂としてLDPEを用いた実施例5では、炭素数3~7のオレフィンの収率が高くなった。樹脂としてPSを用いた実施例6では、芳香族化合物の収率が高くなり、特にエチルベンゼンの収率が高くなった。
1…流動接触分解設備、10…ライザー、11…流動接触分解原料油供給ライン、12…予熱装置、20…反応塔、21…サイクロン、22…分解油排出ライン、23…ストリッパー、24…反応後触媒移送ライン、30…再生塔、31…エアブロワー、32…エアグリッド、33…サイクロン、34…再生触媒移送ライン、35…排ガスライン、40…精製設備、41…蒸留塔、42…ライン、43…蒸留塔、44…ライン、45…蒸留塔、46…ライン、47…蒸留塔、48…ライン、50…樹脂溶解槽、51…溶解樹脂含有液供給ライン、52…予熱装置、60…芳香族抽出装置、61…ライン、62…ライン、70…ナフサクラッカー、80…接触改質装置、100…石油製品の製造システム、101…石油精製設備、102…燃焼設備、103…微生物処理設備、104…発電設備、L201…スチーム供給ライン、L204…スチーム供給ライン、L301…メタン供給ライン、L302…メタン供給ライン、L401…電力供給ライン

Claims (13)

  1.  複数の種類の樹脂を含む混合物から、特定の樹脂を溶解せず、前記特定の樹脂以外の樹脂を溶解する、樹脂の溶解方法であって、前記特定の樹脂に対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差が1超であり、かつ前記特定の樹脂以外の樹脂に対するハンセン溶解度パラメータに基づく相対的エネルギー差が1以下である溶媒を選択し、前記溶媒に前記混合物を接触処理させて前記特定の樹脂以外の樹脂を溶解する、樹脂の溶解方法。
  2.  前記特定の樹脂は、塩素元素を含む、請求項1に記載の樹脂の溶解方法。
  3.  前記混合物は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、及びポリ塩化ビニルからなる群から選択される少なくとも1種の樹脂を含む、請求項1又は2に記載の樹脂の溶解方法。
  4.  前記特定の樹脂は、ポリ塩化ビニルであり、前記特定の樹脂以外の樹脂は、ポリエチレン、ポリプロピレン、及びポリスチレンからなる群から選択される少なくとも1種の樹脂を含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の樹脂の溶解方法。
  5.  前記溶媒は、2種以上の溶媒を含む混合溶媒である、請求項1~4のいずれか一項に記載の樹脂の溶解方法。
  6.  請求項1~5のいずれか一項に記載の樹脂の溶解方法を樹脂溶解工程として有する、溶解樹脂含有液の製造方法。
  7.  請求項6に記載の溶解樹脂含有液の製造方法により製造された溶解樹脂含有液を含む原料油を石油精製設備で処理する工程を含む、石油化学原料の製造方法。
  8.  前記石油精製設備は、流動接触分解設備である、請求項7に記載の石油化学原料の製造方法。
  9.  原料油を石油精製設備で処理することにより石油製品を製造する、石油製品の製造方法であって、
     前記処理に必要なエネルギーとして、廃棄物を含む可燃性固体及び廃棄物から得られたメタンのいずれか一方又は両方を燃焼することにより得られるエネルギーを用いる、石油製品の製造方法。
  10.  前記原料油は、廃プラスチック由来の樹脂を含む、請求項9に記載の石油製品の製造方法。
  11.  前記廃棄物を含む可燃性固体及び廃棄物から得られたメタンのいずれか一方又は両方の燃焼が、製油所設備外で行われる、請求項9又は10に記載の石油製品の製造方法。
  12.  前記廃棄物が、一般廃棄物である、請求項9~11のいずれか一項に記載の石油製品の製造方法。
  13.  石油精製設備と、廃棄物を含む可燃性固体及び廃棄物から得られたメタンのいずれか一方又は両方を燃焼する燃焼設備と、前記燃焼設備と前記石油精製設備との間で前記燃焼設備により得られたエネルギーを伝達する手段と、を備える石油製品の製造システム。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0924293A (ja) * 1995-07-07 1997-01-28 Nippon Steel Corp 廃プラスチックの分別方法
JP2004002580A (ja) * 2002-06-03 2004-01-08 Japan Science & Technology Corp プラスチック材料溶解によるfrpのリサイクル処理方法
JP2018187808A (ja) * 2017-04-28 2018-11-29 地方独立行政法人山口県産業技術センター 複合材料の分別回収方法およびこれに用いる分別回収装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0924293A (ja) * 1995-07-07 1997-01-28 Nippon Steel Corp 廃プラスチックの分別方法
JP2004002580A (ja) * 2002-06-03 2004-01-08 Japan Science & Technology Corp プラスチック材料溶解によるfrpのリサイクル処理方法
JP2018187808A (ja) * 2017-04-28 2018-11-29 地方独立行政法人山口県産業技術センター 複合材料の分別回収方法およびこれに用いる分別回収装置

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