WO2024071034A1 - （メタ）アクリル酸メチルの再生システムおよび（メタ）アクリル酸メチルの再生方法 - Google Patents

（メタ）アクリル酸メチルの再生システムおよび（メタ）アクリル酸メチルの再生方法 Download PDF

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WO2024071034A1
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WO
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residue
section
meth
gas
storage tank
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PCT/JP2023/034713
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昌利 塚本
英則 角谷
陽一 安富
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住友化学株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B17/00—Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J11/00—Recovery or working-up of waste materials
    • C08J11/04—Recovery or working-up of waste materials of polymers
    • C08J11/10—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation
    • C08J11/12—Recovery or working-up of waste materials of polymers by chemically breaking down the molecular chains of polymers or breaking of crosslinks, e.g. devulcanisation by dry-heat treatment only
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling

Definitions

  • the present invention relates to a system for regenerating methyl (meth)acrylate and a method for regenerating methyl (meth)acrylate.
  • Polymethyl(meth)acrylate (PMMA), a polymer made from methyl(meth)acrylate (MMA), has excellent transparency and weather resistance. For this reason, polymethyl(meth)acrylate is widely used as a material for components that make up automobile parts, signboards, display devices, etc.
  • Methods for recycling polymethyl (meth)acrylate include, for example, material recycling, in which the recovered molded bodies are subjected to a molding process again to produce new molded bodies; chemical recycling, in which the recovered molded bodies are heat-treated to thermally decompose (depolymerize) the polymethyl (meth)acrylate to recover the methyl (meth)acrylate, and new molded bodies are produced using the recovered methyl (meth)acrylate (sometimes called regenerated MMA); and thermal recycling, in which the recovered molded bodies are burned as fuel, and the combustion energy is used directly as a heat source and even to generate electricity.
  • Polymethyl (meth)acrylate can be recycled by chemical recycling because it is possible to recover methyl (meth)acrylate in high yields by heating at a relatively low temperature of about 300°C and reduce impurities.
  • a known mode is to feed acrylic resin scraps to a twin-screw extruder with a sealed cylinder, heat it to 400-600°C for thermal decomposition, and suck the decomposition gas discharged from the tip of the twin-screw extruder through a residue tank using the negative pressure effect of a cooler and a vacuum pump, and condense the decomposition gas in the cooler to form liquid monomers (see Patent Document 1).
  • a known mode is to feed a synthetic polymer material into a cylinder, continuously heat it within the cylinder, and extract the resulting low molecular weight gaseous pyrolysate outside the cylinder and concentrate it (see Patent Document 2).
  • the inventors conducted extensive research to solve the above problems, and discovered that the above problems could be solved by providing a specific configuration in equipment outside the pyrolysis device, particularly in a residue storage device that stores residues containing undecomposed components, which led to the completion of the present invention.
  • a regeneration system for regenerating methyl (meth)acrylate from scraps of a molded body obtained by molding a (meth)acrylic polymer composition containing a (meth)acrylic polymer comprising: a pyrolysis device for pyrolyzing the scrap to generate a gas containing methyl (meth)acrylate and a residue containing undecomposed components; a residue storage device connected to the pyrolysis device and configured to store a residue including undecomposed components discharged from the pyrolysis device; the thermal decomposition device has an input section for inputting the scrap, a gas extraction section for extracting a gas generated by the thermal decomposition of the (meth)acrylic resin composition, and a residue discharge section for discharging a residue including an undecomposed component to a residue storage device,
  • the regeneration system wherein the residue storage device has a storage tank connected to the residue discharge portion by a connecting pipe.
  • the inert gas supply unit is a functional unit that can supply an inert gas from the top of the storage tank,
  • the connecting pipe includes a pipe section for circulating a residue containing uncracked components and a temperature control section for cooling the residue containing uncracked components led out from the pyrolysis device.
  • the regeneration system according to [10], wherein the temperature adjusting unit is a functional unit capable of adjusting the temperature of the connecting pipe to a temperature equal to or higher than the softening point and lower than the ignition point of the residue containing the undecomposed components.
  • the temperature control unit is at least one selected from the group consisting of a jacket through which a medium can flow, an electric heater, and a heat retaining material.
  • the jacket uses steam as a heat medium.
  • the connecting pipe includes a pipe section through which a residue containing uncracked components flows and a temperature control section for cooling the residue containing uncracked components discharged from the pyrolysis device,
  • the regeneration method according to any one of [16] to [18], wherein the storage step is a step in which the temperature of the residue containing the uncracked components flowing through the connecting pipe is controlled by the temperature control unit to a temperature equal to or higher than the softening point and lower than the ignition point of the residue containing the uncracked components.
  • the present invention can effectively prevent fires and explosions caused by residues containing undecomposed components generated by thermal decomposition, as well as blockages in the distribution channel when discharging the residues containing undecomposed components.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the configuration of a playback system according to an embodiment.
  • Fig. 1 is a schematic diagram showing an example of the configuration of a playback system according to one embodiment of this invention.
  • the recycling system of this embodiment is a recycling system 1 that regenerates methyl (meth)acrylate from scrap of a molded body obtained by molding a (meth)acrylic polymer composition containing a (meth)acrylic polymer, and includes a pyrolysis device 10 that thermally decomposes the scrap to generate a gas containing methyl (meth)acrylate and a residue containing undecomposed components, and a residue storage device 30 that is connected to the pyrolysis device 10 and stores the residue containing undecomposed components derived from the pyrolysis device 10.
  • the pyrolysis device 10 has an input section 12 for inputting the scrap, a gas extraction section 14 for extracting the gas generated by the pyrolysis of the (meth)acrylic resin composition, and a residue discharge section 16 for discharging the residue containing undecomposed components to the residue storage device 30.
  • the residue storage device 30 has a storage tank 32 that is connected to the residue discharge section 16 by a connecting pipe.
  • FIG. 1 shows a regeneration system having a cooling section 32A provided in contact with the outer surface of the storage tank 32 for cooling the residue containing the stored undecomposed components, an inert gas supply section 34 connected to the storage tank 32 for supplying an inert gas into the storage tank 32, and a gas exhaust section 36 connected to the storage tank 32 for exhausting gas outside the storage tank 32, or a cooling water supply section 38 connected to the storage tank 32 for supplying cooling water into the storage tank 32.
  • the cooling section 32A, the inert gas supply section 34, the gas exhaust section 36, and the cooling water supply section 38 are optional components and are not necessarily required components.
  • the regeneration system of this embodiment can have the cooling section 32A and/or the inert gas supply section 34 as optional components.
  • the regeneration system of this embodiment can have the cooling section 32A and the inert gas supply section 34 as optional components, and can further have the gas exhaust section 36 or the cooling water supply section 38.
  • (Meth)acrylic includes acrylic, methacrylic, and a combination thereof.
  • the "(meth)acrylic polymer composition” is a composition that contains a (meth)acrylic polymer as the main component and may further contain other components.
  • (Meth)acrylic polymer is a polymer having monomer units derived from a monomer having a (meth)acrylic group.
  • examples of (meth)acrylic polymers include (meth)acrylic homopolymers containing only monomer units derived from alkyl (meth)acrylates having an alkyl group with 1 to 4 carbon atoms; and (meth)acrylic copolymers having 85% by mass or more and less than 100% by mass of monomer units derived from alkyl (meth)acrylates having an alkyl group with 1 to 4 carbon atoms, and more than 0% by mass and 15% by mass or less of monomer units derived from other vinyl monomers copolymerizable with the monomer units derived from alkyl (meth)acrylates having an alkyl group with 1 to 4 carbon atoms.
  • alkyl (meth)acrylate having an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms refers to a compound represented by, for example, CH 2 ⁇ C(CH 3 )COOR (wherein R is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms).
  • a vinyl monomer copolymerizable with an alkyl (meth)acrylate having an alkyl group with 1 to 4 carbon atoms is a monomer that is copolymerizable with an alkyl methacrylate having an alkyl group with 1 to 4 carbon atoms and has a vinyl group.
  • alkyl (meth)acrylates having an alkyl group with 1 to 4 carbon atoms examples include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, tert-butyl methacrylate, sec-butyl methacrylate, and isobutyl methacrylate.
  • the alkyl methacrylate having an alkyl group with 1 to 4 carbon atoms is preferably methyl methacrylate.
  • Examples of vinyl monomers copolymerizable with alkyl (meth)acrylates having an alkyl group with 1 to 4 carbon atoms include methacrylic acid esters such as cyclohexyl methacrylate, benzyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl methacrylate, and monoglycerol methacrylate (excluding alkyl methacrylates having an alkyl group with 1 to 4 carbon atoms); methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, and 2-hydroxyethyl acrylate.
  • methacrylic acid esters such as cyclohexyl methacrylate, benzyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl methacrylate
  • acrylic acid esters such as 2-hydroxypropyl acrylate and monoglycerol acrylate; unsaturated carboxylic acids or anhydrides thereof such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, itaconic acid, maleic anhydride and itaconic anhydride; nitrogen-containing monomers such as acrylamide, methacrylamide, acrylonitrile, methacrylonitrile, diacetone acrylamide and dimethylaminoethyl methacrylate; epoxy group-containing monomers such as allyl glycidyl ether, glycidyl acrylate and glycidyl methacrylate; and styrene-based monomers such as styrene and ⁇ -methylstyrene.
  • unsaturated carboxylic acids or anhydrides thereof such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, itaconic acid, maleic anhydride and itaconic anhydride
  • nitrogen-containing monomers such as acrylamide, me
  • an alkyl (meth)acrylate having an alkyl group with 1 to 4 carbon atoms and, if necessary, a vinyl monomer copolymerizable with the alkyl (meth)acrylate having an alkyl group with 1 to 4 carbon atoms may be polymerized by a method such as bulk polymerization, solution polymerization, suspension polymerization, or emulsion polymerization.
  • the "other components" that the (meth)acrylic polymer composition may contain include, for example, any suitable conventionally known mold release agent, polymerization regulator, polymerization initiator, ultraviolet absorber, and colorant that may be added to produce a molded article having specific properties.
  • “Scrap” generally refers to used molded bodies that are produced by molding a methyl (meth)acrylate polymer composition into various shapes using any suitable injection molding process known in the art, and that are collected as waste materials after being used for a specific purpose, and that have been adjusted to a shape and size that can be used as a raw material in the recycling system of the present invention.
  • "Scrap” may also be molded bodies that are made by collecting defective products during molding and adjusting them to a shape and size that can be used as a raw material in the recycling system of the present invention, or it may be molded bodies that are made by collecting scraps generated during molding or in later processes such as polishing and adjusting them to a shape and size that can be used as a raw material in the recycling system of the present invention.
  • Residue containing undecomposed components may include components generated by thermal decomposition such as methyl (meth)acrylate.
  • the recycling system 1 of the present embodiment includes a pyrolysis device 10.
  • the pyrolysis device 10 can be any device having a suitable configuration known in the art, provided that it is capable of pyrolyzing scraps of a molded body obtained by molding a (meth)acrylic resin composition containing a (meth)acrylic polymer to generate a gas containing methyl (meth)acrylate and a residue containing undecomposed components.
  • examples of the pyrolysis device 10 include an extruder, a kneader, and a fluidized bed heater.
  • the pyrolysis device 10 is preferably an extruder.
  • Suitable examples of the extruder that is the pyrolysis device 10 include twin-screw extruders such as a twin-screw co-rotating extruder and a twin-screw counter-rotating extruder.
  • an example of a kneader that can be suitably used as the pyrolysis device 10 is the device described in U.S. Pat. No. 10,301,235.
  • an example of a fluidized bed heater that can be suitably used as the pyrolysis device 10 is the device described in JP 2009-112902 A.
  • the pyrolysis device 10 in the case of a twin-screw extruder includes a pyrolysis section 11 for heat-treating scrap as a raw material.
  • the pyrolysis section 11 corresponds to, for example, a cylinder for moving the raw material in the extension direction of the twin-screw extruder while heat-treating the raw material therein, and a screw disposed inside the cylinder.
  • the thermal decomposition section 11 is provided with an input section 12 for supplying scrap, which is the raw material, to the thermal decomposition section 11.
  • the input section 12 has a configuration equivalent to a hopper (feeder) in a twin-screw extruder.
  • the hopper, which is the input section 12 is usually provided near the upstream end of the cylinder, which is the thermal decomposition section 11, so that the raw material can be supplied into the cylinder, which is the thermal decomposition section 11.
  • the pyrolysis section 11 is provided with one or more gas extraction sections (vents) 14 for extracting the gas generated by pyrolysis.
  • the arrangement (position) of the one or more gas extraction sections 14 is not particularly limited, and any suitable arrangement corresponding to the design can be adopted.
  • the gas extraction section 14 is preferably provided on the upper end side of the pyrolysis section 11 near the downstream end side of the pyrolysis section 11 opposite the input section 12 already described.
  • two or more gas extraction sections 14 are provided, they are preferably arranged in a line at a predetermined interval (e.g., equal intervals) on the upper end side of the pyrolysis section 11.
  • the pyrolysis device 10 has a residue discharge section 16 provided in the pyrolysis section 11.
  • the residue discharge section 16 is a functional section for discharging residue containing undecomposed components generated in the pyrolysis section 11.
  • the residue discharge section 16 is preferably provided near the downstream end of the pyrolysis section 11.
  • the regeneration system 1 of this embodiment includes a connecting pipe 20 for functionally connecting the pyrolysis device 10, which has already been described, and the residue storage device 30, the details of which will be described later.
  • the connecting pipe 20 includes a pipe section 22 that guides (circulates) the residue containing undecomposed components from the pyrolysis device 10 to the residue storage device 30.
  • the shape, size, constituent material, etc. of the pipe section 22 are not particularly limited, provided that the pipe section 22 can extract the residue containing undecomposed components generated in the pyrolysis device 10 from the pyrolysis device 10 and introduce it into the residue storage device 30.
  • Any suitable stainless steel piping or the like that is conventionally known can be used as the pipe section 22.
  • the connecting pipe 20 further includes a temperature adjustment section 24 that is provided so as to contact the outer surface of the pipe section 22 or to penetrate the inside of the pipe section 22.
  • the temperature adjustment section 24 is a functional section for adjusting the temperature of the residue containing undecomposed components that is extracted from the pyrolysis device 10.
  • the temperature adjustment unit 24 is a functional unit that can adjust the temperature of the connecting pipe 20, i.e., the tube section 22, to a temperature equal to or higher than the softening point and lower than the ignition point of the residue containing undecomposed components. More specifically, the temperature adjustment unit 24 is a functional unit for cooling the residue containing undecomposed components flowing through the tube section 22.
  • the temperature adjustment unit 24 can be at least one selected from the group consisting of a jacket, a double-pipe heat exchanger, an electric heater, and a heat-insulating material, through which a medium (heat medium, refrigerant) can flow.
  • a medium heat medium, refrigerant
  • the temperature control section 24 is composed of two or more types of components, such as a combination of a double-pipe heat exchanger and a heat-insulating material, it is sufficient that at least one type of component is in contact with the outer surface of the tube section 22; in other words, the two or more types of components may be arranged so as to be layered on the outer surface of the tube section 22.
  • the manner in which the temperature control unit 24 is installed is not particularly limited, provided that it can effectively adjust the temperature of the residue of undecomposed components flowing through the tube section 22.
  • the temperature control unit 24 can be installed, for example, so as to seamlessly cover the entire outer circumference of the tube section 22.
  • the double-tube heat exchanger is a double-tube heat exchanger that uses water vapor as a heat medium or a double-tube heat exchanger that uses water as a refrigerant.
  • the temperature control unit 24 includes a heat-insulating material
  • the heat-insulating material is at least one selected from the group consisting of rock wool, glass wool, calcium silicate, and water-repellent perlite.
  • the connecting pipe 20 is equipped with a temperature control section 24, so that it is possible to effectively prevent clogging of the connecting pipe 20 due to adhesion of residues containing undecomposed components flowing through the pipe section 22, and even fire and explosion.
  • the residue storage device 30 is connected to the pyrolysis device 10 by the already-described connecting pipe 20. Specifically, the residue discharge section 16 of the pyrolysis device 10 and the storage tank 32 of the residue storage device 30 are connected by the connecting pipe 20 (pipe section 22).
  • the residue storage device 30 has a storage tank 32 connected to the residue discharge section 16 by a connecting pipe 20, and is preferably provided so as to be in contact with the outer surface of the storage tank 32, and has at least a cooling section 32A for cooling the residue containing the stored undecomposed components, or an inert gas supply section 34 connected to the storage tank 32 and supplying an inert gas into the storage tank 32. It is more preferable that the residue storage device 30 has both the cooling section 32A and the inert gas supply section 34.
  • the residue storage device 30 is further preferably provided so as to be in contact with the outer surface of the storage tank 32, and has a cooling section 32A for cooling the residue containing the stored undecomposed components, an inert gas supply section 34 connected to the storage tank 32 and supplying an inert gas into the storage tank 32, and has a gas discharge section 36 connected to the storage tank 32 for discharging gas outside the storage tank 32, or further has a cooling water supply section 38 connected to the storage tank 32 for supplying cooling water into the storage tank 32.
  • the configuration, material, size, etc. of the storage tank 32 provided in the residue storage device 30 are not particularly limited, provided that it is capable of containing and storing residues containing undecomposed components.
  • the storage tank 32 can be configured, for example, from any suitable, conventionally known, sealable container-shaped member, such as a drum can, that is available on the market.
  • the residue storage device 30 preferably has a cooling section 32A, an inert gas supply section 34, and a gas exhaust section 36, or a cooling water supply section 38, and may further have a cooling water supply section 38 in addition to the cooling section 32A, the inert gas supply section 34, and the gas exhaust section 36.
  • the residue storage device 30 preferably has a cooling section 32A, an inert gas supply section 34, and a gas exhaust section 36.
  • the cooling section 32 is provided so as to be in contact with the outer surface of the storage tank 32, and is a functional section for cooling the stored residue containing undecomposed components.
  • cooling section 32 it is preferable to use any suitable jacket known in the art that allows a medium (coolant) to circulate inside.
  • the inert gas supply unit 34 is a functional unit that can supply an inert gas into the storage tank 32 in which the residue containing undecomposed components is stored.
  • the inert gas supply unit 34 may have any suitable configuration known in the art, including a cylinder, a pump, and piping, provided that it has the function of supplying inert gas to the storage tank 32.
  • the manner in which the inert gas supply unit 34 is provided is not particularly limited.
  • the inert gas supply unit 34 may be configured to supply the inert gas from any region of the storage tank 32, such as the top, bottom, or side. It is preferable that the inert gas supply unit 34 be configured to supply the inert gas from the top of the storage tank 32.
  • the type, amount, etc. of the inert gas supplied into the storage tank 32 by the inert gas supply unit 34 there are no particular limitations on the type, amount, etc. of the inert gas supplied into the storage tank 32 by the inert gas supply unit 34. In this embodiment, it is preferable to use nitrogen gas as the inert gas from the standpoint of availability, etc.
  • the gas exhaust section 36 is a functional section for exhausting gas from the storage tank 32, in which the residue containing undecomposed components is stored, to the outside of the storage tank 32.
  • gas includes gases that are flammable, combustible, or explosive, and specifically includes gases resulting from residues containing undecomposed components stored in the storage tank 32, gases such as methyl (meth)acrylate generated by thermal decomposition that could not be extracted from the gas extraction section 14, and inert gases supplied to the storage tank 32 by the inert gas supply section 34.
  • the gas exhaust section 36 can be any suitable conventionally known configuration including a pump and piping, provided that it has the function of exhausting gas from the storage tank 32.
  • the gas exhaust section 36 may be configured to exhaust gas from inside the storage tank 32 from any area of the storage tank 32, such as the top, bottom, or side.
  • the gas exhaust section 36 is preferably a functional section that can exhaust gas from the top of the storage tank 32.
  • the residue storage device 30 may be equipped with a cooling water supply unit 38.
  • the cooling water supply unit 38 is a functional unit that can supply cooling water into the storage tank 32 in order to directly contact the residue containing undecomposed components stored in the storage tank 32 with the cooling water (water) to cool it.
  • the cooling water supply unit 38 can be of any suitable conventional configuration including a pump and piping, provided that it can supply cooling water to the storage tank 32.
  • the regeneration system 1 of this embodiment has the cooling section 32A, inert gas supply section 34, and gas exhaust section 36 configured as described above, or has a cooling water supply section 38, so that the residue containing undecomposed components can be stored more safely in the residue storage device 30, and unintended ignition and explosion in the residue storage device 30 can be more effectively prevented.
  • the regeneration system 1 includes a gas treatment device 40 connected to the gas discharge section 14 of the pyrolysis device 10 via a connecting pipe (piping).
  • the gas treatment device 40 is a functional unit for treating the gas discharged from the gas discharge section 14, which is a gas containing methyl (meth)acrylate produced by pyrolysis of the scrap input into the pyrolysis device 10.
  • the gas processing device 40 can be any suitable conventional device selected in accordance with the required processing, which is determined by taking into consideration the composition, temperature, etc. of the gas that can be generated by the pyrolysis process by the pyrolysis device 10.
  • the gas processing device 40 may be, for example, a purifier for purifying the gas extracted from the pyrolysis device 10, a cooler for cooling the gas extracted from the pyrolysis device 10, an adsorber for adsorbing and removing impurities, etc.
  • a gas processing device including at least one type selected from the group consisting of a purifier and a cooler.
  • the regeneration method of methyl (meth)acrylate of this embodiment is a regeneration method of methyl (meth)acrylate using the regeneration system 1 already described, and includes a pyrolysis step of pyrolyzing scrap by the pyrolysis device 10 to generate a gas containing methyl (meth)acrylate and a residue containing undecomposed components, a recovery step of extracting and recovering the gas from the gas extraction section 14 of the pyrolysis device 10, and a storage step of discharging the residue containing the undecomposed components generated by the pyrolysis step from the residue discharge section 16 of the pyrolysis device 10 and introducing it into the residue storage device 30 for storage.
  • the storage step is a step of storing the residue containing the undecomposed components introduced into the residue storage device 30 while cooling it by the cooling section 32A.
  • the storage step is a step of storing the residue while supplying an inert gas from the inert gas supply section 34 to the storage tank 32.
  • the storage step is a step of storing the residue containing the undecomposed components introduced into the residue storage device 30 while cooling it by the cooling section 32A and supplying an inert gas from the inert gas supply section 34 to the storage tank 32.
  • methyl (meth)acrylate regenerated and recovered by the regeneration method of this embodiment may unavoidably contain impurities such as methyl isobutyrate, methyl propionate, and methyl acrylate.
  • Regenerated methyl (meth)acrylate that may contain such impurities may be referred to as a methyl (meth)acrylate product.
  • the pyrolysis step is a step in which scrap is pyrolyzed (depolymerized) by the pyrolysis device 10 to generate a gas containing methyl (meth)acrylate and a residue containing undecomposed components.
  • scrap is pyrolyzed (depolymerized) by the pyrolysis device 10 to generate a gas containing methyl (meth)acrylate and a residue containing undecomposed components.
  • the conditions for carrying out the pyrolysis process e.g., cylinder temperature (°C), screw rotation speed (rpm), scrap supply amount (raw material supply rate) (kg/hour)
  • the conditions for carrying out the pyrolysis process can be any suitable conditions, taking into consideration, for example, the properties and composition of the scrap to be treated.
  • the pressure in the thermal decomposition process of this embodiment is preferably 0.005 MPa to 1.5 MPa, and more preferably 0.01 MPa to 0.3 MPa, from the viewpoint of preventing air from leaking into the system and preventing decomposition gas from leaking out of the system.
  • the cylinder temperature in the pyrolysis process of this embodiment is usually set to 400°C to 500°C, and is preferably 450°C to 470°C, for example, when the scrap is pure polymethyl(meth)acrylate.
  • the screw rotation speed in the pyrolysis process of this embodiment is usually 500 rpm to 1500 rpm, and for example, when the scrap is pure polymethyl(meth)acrylate, it is preferably 500 rpm to 1000 rpm.
  • the scrap supply amount in the pyrolysis process of this embodiment varies depending on the cylinder diameter, but is usually set to 10 kg/hour to 5,000 kg/hour. For example, if the cylinder diameter is 47 mm, it is preferably set to 40 kg/hour to 90 kg/hour.
  • the recovery step is a step of extracting and recovering gas from the gas extraction section 14 of the thermal decomposition apparatus 10.
  • the recovery process may include any suitable processing process (e.g., purification process, concentration process) using the gas processing device 40 (e.g., purifier, cooler) already described.
  • suitable processing process e.g., purification process, concentration process
  • the gas processing device 40 e.g., purifier, cooler
  • the conditions for carrying out the recovery process are not particularly limited.
  • the conditions for carrying out the recovery process can be any suitable conditions, taking into consideration, for example, the properties, composition, temperature, etc. of the gas extracted from the gas extraction section 14 of the pyrolysis device 10.
  • the storage step is a step of discharging residue containing uncracked components produced in the pyrolysis step from the residue discharge section 16 of the pyrolysis device 10 and introducing it into the residue storage device 30 for storage.
  • the storage step is preferably a step of storing the residue containing undecomposed components introduced into the residue storage device 30 while cooling it with the cooling section 32A.
  • the storage step is performed under conditions that allow the cooling of the residue containing undecomposed components (which may contain components generated by thermal decomposition such as methyl (meth)acrylate) by the cooling section 32A to a temperature below the ignition point of the residue containing undecomposed components.
  • the cooling conditions temperature of the medium, flow rate, etc.
  • the storage step is preferably a storage step in which an inert gas is supplied from an inert gas supply unit 34 to the storage tank 32 while being stored.
  • the storage step is preferably a storage step in which the residue containing undecomposed components introduced into the residue storage device 30 is cooled by the cooling section 32A while an inert gas is supplied from the inert gas supply section 34 to the storage tank 32 and stored therein.
  • the storage process is preferably carried out while supplying an inert gas to the storage tank 32 by an inert gas supply unit 34 and discharging the gas outside the storage tank 32 by a gas discharge unit 36, or while supplying cooling water into the residue storage tank 32 by a cooling water supply unit 38.
  • the conditions for supplying the inert gas by the inert gas supply unit 34, or the conditions for supplying the cooling water by the cooling water supply unit 38, may be determined taking into consideration the properties, composition, temperature, and amount of the "residue containing undecomposed components" introduced into the storage tank 32, as well as the shape and size of the storage tank 32, and are not particularly limited, provided that the temperature can be cooled to the ignition point of the residue containing undecomposed components.
  • the storage process is a process in which the temperature of the residue containing undecomposed components flowing through the connecting pipe is adjusted by the temperature adjustment section 24 to a temperature equal to or higher than the softening point and lower than the ignition point of the residue containing undecomposed components.
  • the residue containing undecomposed components can be extracted from the pyrolysis device 10 while adjusting the cooling conditions (temperature, flow rate, etc. of the medium) by the cooling section 32A so that the temperature is equal to or higher than this temperature
  • the "ignition point temperature of the residue containing undecomposed components” is around 430°C as described above
  • the residue containing undecomposed components can be extracted from the pyrolysis device 10 while adjusting the cooling conditions (temperature, flow rate, etc. of the medium) by the cooling section 32A so that the temperature is lower than this temperature.
  • Regeneration system 10 Pyrolysis device 11 Pyrolysis section 12 Feeding section 14 Gas extraction section 16 Residue discharge section 20 Connecting pipe 22 Pipe section 24 Temperature control section 30 Residue storage device 32 Storage tank 32A Cooling section 34 Inert gas supply section 36 Gas discharge section 38 Cooling water supply section 40 Gas treatment device

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Abstract

本発明の課題は、流通経路の閉塞、さらには発火爆発を防止することにある。　本発明は、スクラップを熱分解して（メタ）アクリル酸メチルを含むガスおよび未分解成分を含む残渣を生成する熱分解装置１０と、該熱分解装置から導出された未分解成分を含む残渣を貯蔵する残渣貯蔵装置３０とを備え、熱分解装置は、投入部１２と、（メタ）アクリル樹脂組成物が熱分解されて生成したガスを抜き出すガス抜き出し部１４と、未分解成分を含む残渣を残渣貯蔵装置に排出するための残渣排出部１６とを有しており、残渣貯蔵装置が、貯蔵タンク３２を有している、再生システムに関する。

Description

（メタ）アクリル酸メチルの再生システムおよび（メタ）アクリル酸メチルの再生方法
　本発明は、（メタ）アクリル酸メチルの再生システムおよび（メタ）アクリル酸メチルの再生方法に関する。
　（メタ）アクリル酸メチル（ＭＭＡ）を重合した重合体であるポリ（メタ）アクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）は、透明性に優れており、さらには耐候性にも優れている。よって、ポリ（メタ）アクリル酸メチルは、自動車用部品、看板標識、表示装置等を構成する部材の材料として、広く用いられている。
　そして、近年の資源価格の高騰、さらには環境問題に対する意識の高まりに伴って、上記のとおりの種々の用途に用いられたポリ（メタ）アクリル酸メチルを含む製品（成形体）は回収されてリサイクル（再資源化）が図られている。
　ポリ（メタ）アクリル酸メチルのリサイクルの方法としては、例えば、回収された成形体に対し、再度、成形工程を実施して新たな成形体を製造するマテリアルリサイクル、回収された成形体を熱処理して、ポリ（メタ）アクリル酸メチルを熱分解（解重合）することにより（メタ）アクリル酸メチルを回収し、回収された（メタ）アクリル酸メチル（再生ＭＭＡという場合がある。）を用いて新たな成形体を製造するケミカルリサイクル、および回収された成形体を燃料として燃焼させ、燃焼エネルギーを直接的に熱源として、さらには燃焼エネルギーを用いて発電して利用するサーマルリサイクルが挙げられる。
　ポリ（メタ）アクリル酸メチルは、３００℃程度の比較的低い温度で加熱することによって、（メタ）アクリル酸メチルを高収率で回収することができ、不純物の低減が可能であるため、ケミカルリサイクルによりリサイクルされることが好ましい。
　ケミカルリサイクルにおいて、例えば、密閉されたシリンダを有する２軸押出機にアクリル樹脂のスクラップを供給し、４００～６００℃に加熱して熱分解し、２軸押出機の先端部から吐出される分解ガスを残渣タンクを介してクーラーの負圧効果と真空ポンプによって吸引し、クーラーで分解ガスを凝縮して液状モノマーとする態様が知られており（特許文献１参照。）、さらには合成高分子材料をシリンダに供給して、シリンダ内で連続的に加熱することにより得られた低分子量の気体状熱分解物をシリンダ外に導出して濃縮する態様が知られている（特許文献２参照。）。
特開平１１－１０６４２７号公報 米国特許第３９５９３５７号明細書
　しかしながら、上記特許文献１および２にかかる技術によっては、加熱処理後にシリンダ外に導出された未分解成分を含む残渣がシリンダ外の流通経路または機器において固化してしまい流通経路が閉塞してしまう場合があり、さらには分解ガスおよび気体状熱分解物は、通常、可燃性であるため、場合によっては流通経路、さらには連結されているより下流の機器において発火爆発してしまうおそれもある。
　本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討を進めたところ、熱分解装置外の機器、特に未分解成分を含む残渣を貯蔵する残渣貯蔵装置において所定の構成を設けることにより上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
　すなわち、本発明は、下記〔１〕～〔１９〕を提供する。
〔１〕　（メタ）アクリル系重合体を含む（メタ）アクリル系重合体組成物を成形した成形体のスクラップから（メタ）アクリル酸メチルを再生する再生システムであって、
　前記スクラップを熱分解して（メタ）アクリル酸メチルを含むガスおよび未分解成分を含む残渣を生成する熱分解装置と、
　前記熱分解装置に接続されており、該熱分解装置から導出された未分解成分を含む残渣を貯蔵する残渣貯蔵装置とを備え、
　前記熱分解装置は、前記スクラップを投入するための投入部と、（メタ）アクリル樹脂組成物が熱分解されて生成したガスを抜き出すガス抜き出し部と、未分解成分を含む残渣を残渣貯蔵装置に排出するための残渣排出部とを有しており、
　前記残渣貯蔵装置が、前記残渣排出部と連結管により接続されている貯蔵タンクを有している、再生システム。
〔２〕　前記残渣貯蔵装置が、前記貯蔵タンクの外表面に接触するように設けられており、貯蔵されている未分解成分を含む残渣を冷却するための冷却部と、前記貯蔵タンクに接続されており、前記貯蔵タンク内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部と、前記貯蔵タンクに接続されており、前記貯蔵タンク外に気体を排出するための気体排出部とを有しているか、または、前記貯蔵タンクに接続されており、前記貯蔵タンク内に冷却水を供給するための冷却水供給部を有している、〔１〕に記載の再生システム。
〔３〕　前記残渣貯蔵装置が、前記冷却部と前記不活性ガス供給部と前記気体排出部とを有している、〔２〕に記載の再生システム。
〔４〕　前記熱分解装置が、押出機、ニーダーまたは流動床加熱機である、〔１〕～〔３〕のいずれか一つに記載の再生システム。
〔５〕　前記熱分解装置が押出機である、〔４〕に記載の再生システム。
〔６〕　前記冷却部が、内部に冷媒体を流通させることができるジャケットを含む、〔２〕または〔３〕に記載の再生システム。
〔７〕　前記冷媒体が水である、〔６〕に記載の再生システム。
〔８〕　前記不活性ガス供給部が、前記貯蔵タンクの頂部から不活性ガスを供給することができる機能部であり、
　前記気体排出部が、前記貯蔵タンクの頂部から気体を排出させることができる機能部である、〔２〕または〔３〕に記載の再生システム。
〔９〕　前記不活性ガスが窒素ガスである、〔２〕または〔３〕に記載の再生システム。
〔１０〕　前記連結管が、未分解成分を含む残渣を流通させる管部と前記熱分解装置から導出された未分解成分を含む残渣を冷却するための温度調節部とを含む、〔１〕～〔９〕のいずれか一つに記載の再生システム。
〔１１〕　前記温度調節部が、未分解成分を含む残渣の軟化点以上かつ発火点未満の温度に前記連結管の温度を調節することができる機能部である、〔１０〕に記載の再生システム。
〔１２〕　前記温度調節部が、内部に媒体を流通させることができるジャケット、電気ヒーターおよび保温材からなる群から選ばれる少なくとも１つである、〔１０〕に記載の再生システム。
〔１３〕　前記ジャケットが、水蒸気を熱媒体として用いるジャケットである、〔１２〕に記載の再生システム。
〔１４〕　前記ジャケットが、水を冷媒体として用いるジャケットである、〔１２〕に記載の再生システム。
〔１５〕　前記保温材が、ロックウール、グラスウール、珪酸カルシウムおよび撥水性パーライトからなる群から選ばれる少なくとも１つである、〔１２〕に記載の再生システム。
〔１６〕　〔１〕～〔１５〕のいずれか一つに記載の再生システムを用いる、（メタ）アクリル酸メチルの再生方法において、
　前記熱分解装置により前記スクラップを熱分解して（メタ）アクリル酸メチルを含むガスおよび未分解成分を含む残渣を生成する熱分解工程と、
　前記熱分解装置の前記ガス抜き出し部から前記ガスを抜き出して回収する回収工程と、
　前記熱分解装置の前記残渣排出部から前記熱分解工程により生成した未分解成分を含む残渣を排出して前記残渣貯蔵装置に導入して貯蔵する貯蔵工程と
を含む、（メタ）アクリル酸メチルの再生方法。
〔１７〕　前記貯蔵工程が、前記残渣貯蔵装置に導入された未分解成分を含む残渣を冷却部により冷却しつつ貯蔵する工程である、〔１６〕に記載の再生方法。
〔１８〕　前記貯蔵工程が、前記貯蔵タンクに不活性ガス供給部により不活性ガスを供給し、前記貯蔵タンク外に前記気体排出部により気体を排出しつつ行われるか、または、前記残渣貯蔵タンク内に前記冷却水供給部により冷却水を供給して行う工程である、〔１６〕または〔１７〕に記載の再生方法。
〔１９〕　前記連結管が、未分解成分を含む残渣を流通させる管部と前記熱分解装置から導出された未分解成分を含む残渣を冷却するための温度調節部とを含み、
　前記貯蔵工程が、前記温度調節部により前記連結管を流通する未分解成分を含む残渣の温度を、未分解成分を含む残渣の軟化点以上かつ発火点未満の温度に調節しつつ行われる工程である、〔１６〕～〔１８〕のいずれか一つに記載の再生方法。
　本発明によれば、熱分解により生成した未分解成分を含む残渣に起因する発火爆発、さらには未分解成分を含む残渣を導出する場合における流通経路の閉塞を効果的に防止することができる。
図１は、一つの実施形態における再生システムの構成例を示す概略的な図である。
　以下、図面を参照して本発明の実施形態について具体的に説明する。なお、各図面は、発明が理解できる程度に、構成要素の形状、大きさ及び配置が概略的に示されているに過ぎない。本発明は以下の記述によって限定されるものではなく、それぞれの構成要素は本発明の要旨から逸脱しない範囲で改変可能である。図面において、同一の構成要素に用いられる符号については重複する説明を省略する場合がある。
１．再生システム
　図１を参照して、本実施形態の再生システムについて説明する。図１は、本実施形態の一つの実施形態における再生システムの構成例を示す概略的な図である。
　図１を参照して、本実施形態の再生システムは、（メタ）アクリル系重合体を含む（メタ）アクリル系重合体組成物を成形した成形体のスクラップから（メタ）アクリル酸メチルを再生する再生システム１であって、スクラップを熱分解して（メタ）アクリル酸メチルを含むガスおよび未分解成分を含む残渣を生成する熱分解装置１０と、熱分解装置１０に接続されており、熱分解装置１０から導出された未分解成分を含む残渣を貯蔵する残渣貯蔵装置３０とを備え、熱分解装置１０は、スクラップを投入するための投入部１２と、（メタ）アクリル樹脂組成物が熱分解されて生成したガスを抜き出すガス抜き出し部１４と、未分解成分を含む残渣を残渣貯蔵装置３０に排出するための残渣排出部１６とを有しており、残渣貯蔵装置３０が、前記残渣排出部１６と連結管により接続されている貯蔵タンク３２とを有している。
　図１には、本実施形態の再生システムの好ましい形態の一つとして、さらに貯蔵タンク３２の外表面に接触するように設けられており、貯蔵されている未分解成分を含む残渣を冷却するための冷却部３２Ａと、貯蔵タンク３２に接続されており、貯蔵タンク３２内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部３４と、貯蔵タンク３２に接続されており、貯蔵タンク３２外に気体を排出するための気体排出部３６とを有しているか、または、貯蔵タンク３２に接続されており、貯蔵タンク３２内に冷却水を供給するための冷却水供給部３８を有している再生システムを示している。本実施形態の再生システムにおいて、冷却部３２Ａ、不活性ガス供給部３４、気体排出部３６、および冷却水供給部３８は任意の構成であり、必ずしも必須の構成ではない。すなわち、本実施形態の再生システムは、任意の構成として冷却部３２Ａおよび／または不活性ガス供給部３４を有することができる。また、別の実施形態として、本実施形態の再生システムは、任意の構成として冷却部３２Ａおよび不活性ガス供給部３４を有し、さらに気体排出部３６または冷却水供給部３８を有することができる。
　（１）用語の説明
　「（メタ）アクリル」には、アクリル、メタクリルおよびこれらの組み合わせが含まれる。
　「（メタ）アクリル系重合体組成物」は、（メタ）アクリル系重合体を主成分として含み、さらにその他の成分を含みうる組成物である。
　「（メタ）アクリル系重合体」は、（メタ）アクリル基を有するモノマーに由来する単量体単位を有する重合体である。
　ここで、（メタ）アクリル系重合体としては、例えば、炭素原子数１～４のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルに由来する単量体単位のみを含む（メタ）アクリル単独重合体；炭素原子数１～４のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルに由来する単量体単位を、８５質量％以上１００質量％未満と、炭素原子数１～４のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルに由来する単量体単位と共重合可能な他のビニル単量体に由来する単量体単位を０質量％を超えて１５質量％以下とを有する（メタ）アクリル共重合体が挙げられる。
　炭素原子数１～４のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキル」とは、例えばＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）ＣＯＯＲ（Ｒは炭素原子数１～４のアルキル基である。）で表される化合物である。
　炭素原子数１～４のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルと共重合可能なビニル単量体とは、炭素原子数１～４のアルキル基を有するメタクリル酸アルキルと共重合可能であり、かつビニル基を有する単量体である。
　炭素原子数１～４のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルとしては、例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ－プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸ｎ－ブチル、メタクリル酸ｔｅｒｔ－ブチル、メタクリル酸ｓｅｃ－ブチル、およびメタクリル酸イソブチルが挙げられる。炭素原子数１～４のアルキル基を有するメタクリル酸アルキルは、好ましくはメタクリル酸メチルである。
　炭素原子数１～４のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルと共重合可能なビニル単量体としては、例えば、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸２－エチルヘキシル、メタクリル酸２－ヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシプロピル、メタクリル酸モノグリセロールなどのメタクリル酸エステル（ただし、炭素原子数１～４のアルキル基を有するメタクリル酸アルキルを除く。）；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸２－エチルヘキシル、アクリル酸２－ヒドロキシエチル、アクリル酸２－ヒドロキシプロピル、アクリル酸モノグリセロール等のアクリル酸エステル；アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸などの不飽和カルボン酸又はこれらの酸無水物；アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、ジアセトンアクリルアミド、メタクリル酸ジメチルアミノエチル等の窒素含有モノマー；アリルグリシジルエーテル、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジルなどのエポキシ基含有単量体；スチレン、α－メチルスチレンなどのスチレン系単量体が挙げられる。
　（メタ）アクリル系重合体の製造方法としては、例えば、炭素原子数１～４のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルと、必要に応じて、炭素原子数１～４のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルと共重合可能なビニル単量体とを、塊状重合、溶液重合、懸濁重合、乳化重合等の方法で重合されていてよい。
　（メタ）アクリル系重合体組成物が含みうる「その他の成分」には、例えば、所定の特性を有する成形体を製造するために添加されうる従来公知の任意好適な、離型剤、重合調節剤、重合開始剤、紫外線吸収剤および着色剤が含まれる。
　「スクラップ」とは、通常、（メタ）アクリル酸メチル系重合体組成物を従来公知の任意好適な射出成形工程などにより種々の形状に成形して製造され、所定の用途に使用された後に廃材として回収された使用済みの成形体であって、本発明にかかる再生システムにおいて原料として用いることができる形状、サイズに調整された成形体である。また「スクラップ」は、成形時の不良品を回収し、本発明にかかる再生システムにおいて原料として用いることができる形状、サイズに調整された成形体であってもよいし、成形時や研磨加工など後工程で発生する端材を回収し、本発明にかかる再生システムにおいて原料として用いることができる形状、サイズに調整された成形体であってもよい。
　「未分解成分を含む残渣」には、（メタ）アクリル酸メチルなどの熱分解により生成した成分が含まれうる。
　以下、本実施形態の再生システム１を構成しうる構成要素について具体的に説明する。
　（２）熱分解装置
　本実施形態の再生システム１は、熱分解装置１０を含む。熱分解装置１０は、（メタ）アクリル系重合体を含む（メタ）アクリル樹脂組成物を成形した成形体のスクラップを熱分解して、（メタ）アクリル酸メチルを含むガスおよび未分解成分を含む残渣を生成することができることを条件として、従来公知の任意好適な構成を有する装置を適用することができる。
　本実施形態において、熱分解装置１０の例としては、押出機、ニーダー、および流動床加熱器が挙げられる。
　本実施形態において、熱分解装置１０は、押出機であることが好ましい。熱分解装置１０である押出機の好適な例としては、二軸同方向回転押出機および二軸異方向回転押出機などの二軸押出機が挙げられる。
　本実施形態において、熱分解装置１０として好適に適用できるニーダーとしては、例えば、米国特許第１０３０１２３５号明細書に記載の装置が挙げられる。
　本実施形態において、熱分解装置１０として好適に適用できる流動床加熱器としては、例えば、特開２００９－１１２９０２号公報に記載の装置が挙げられる。
　以下、熱分解装置１０の構成例について、二軸押出機の構成を例にとって説明する。
　二軸押出機である場合の熱分解装置１０は、原料であるスクラップを加熱処理するための熱分解部１１を備えている。熱分解部１１は、例えば、二軸押出機における原料を延在方向に移動させつつ内部において加熱処理を行うためのシリンダと、シリンダの内部に配置されたスクリューとに相当する。
　熱分解部１１には、原料であるスクラップを熱分解部１１に供給するための投入部１２が設けられている。投入部１２は二軸押出機におけるホッパー（フィーダー）に相当する構成である。投入部１２であるホッパーは、通常、熱分解部１１であるシリンダの上流側の端部近傍において、熱分解部１１であるシリンダ内に原料を供給できるように設けられている。
　熱分解部１１には、熱分解されて生成したガスを抜き出すための１以上のガス抜き出し部（ベント）１４が設けられている。１以上のガス抜き出し部１４の配置（位置）は特に限定されず、設計に対応した任意好適な配置とすることができる。ガス抜き出し部１４は、例えば、生成したガスの抜き出し効率を向上させる観点から、既に説明した投入部１２とは反対側の熱分解部１１の下流側の端部近傍であって、熱分解部１１の上端側に設けられていることが好ましい。ガス抜き出し部１４が２以上設けられる場合には、熱分解部１１の上端側に所定の間隔（例えば等間隔）で整列するように配置することが好ましい。
　熱分解装置１０は、熱分解部１１に設けられている残渣排出部１６を有している。残渣排出部１６は、熱分解部１１において生成した未分解成分を含む残渣を排出するための機能部である。残渣排出部１６は、既熱分解部１１の下流側の端部近傍に設けることが好ましい。
　（３）連結管
　本実施形態の再生システム１は、既に説明した熱分解装置１０と、詳細については後述する残渣貯蔵装置３０とを機能的に連結するための連結管２０を備えている。
　連結管２０は、未分解成分を含む残渣を熱分解装置１０から導出して残渣貯蔵装置３０へと導入する（流通させる）管部２２を含んでいる。
　本実施形態において、管部２２は、熱分解装置１０において生成した未分解成分を含む残渣を熱分解装置１０から導出して、残渣貯蔵装置３０に導入できることを条件として、その形状、サイズ、構成材料等は特に限定されない。管部２２としては、従来公知の任意好適なステンレス鋼製の配管等を適用することができる。
　本実施形態において、連結管２０は、管部２２の外表面に接触するように、または管部２２の内部を貫通するように設けられている温度調節部２４をさらに備えている。温度調節部２４は、熱分解装置１０から導出された未分解成分を含む残渣の温度を調節するための機能部である。
　本実施形態において、温度調節部２４は、未分解成分を含む残渣の軟化点以上かつ発火点未満の温度に連結管２０、すなわち管部２２の温度を調節することができる機能部である。温度調節部２４は、より具体的には管部２２内を流通する未分解成分を含む残渣を冷却するための機能部である。
　温度調節部２４としては、従来公知の任意好適な構成を適用することができる。温度調節部２４としては、具体的には、内部に媒体（熱媒体、冷媒体）を流通させることができる、ジャケット、二重管熱交換器、電気ヒーターおよび保温材からなる群から選ばれる少なくとも１つを適用することができる。
　なお、例えば二重管熱交換器および保温材の組み合わせといった２種以上の部材により温度調節部２４が構成される場合には、少なくとも１種の部材が管部２２の外表面に接触していればよく、換言すると、２種以上の部材は、管部２２の外表面に積層するように設けられていてもよい。
　温度調節部２４の設置態様は、管部２２内を流通する未分解成分の残渣の温度を効果的に調節できることを条件として特に限定されない。温度調節部２４は、例えば管部２２の外周を一周して途切れなく覆うように設けることができる。
　本実施形態において、温度調節部２４としては、二重管熱交換器を用いることが好ましい。当該二重管熱交換器としては、水蒸気を熱媒体として用いる二重管熱交換器であるか、または水を冷媒体として用いる二重管熱交換器であることが好ましい。
　また、温度調節部２４が保温材を含む場合には、当該保温材が、ロックウール、グラスウール、珪酸カルシウムおよび撥水性パーライトからなる群から選ばれる少なくとも１つであることが好ましい。
　本実施形態の再生システム１によれば、連結管２０が温度調節部２４を備えるので、管部２２内を流通する未分解成分を含む残渣の固着による連結管２０の閉塞、さらには発火爆発を効果的に防止することができる。
　（４）残渣貯蔵装置
　残渣貯蔵装置３０は、既に説明した連結管２０により、熱分解装置１０に連結されている。具体的には、熱分解装置１０の残渣排出部１６と残渣貯蔵装置３０の貯蔵タンク３２とが、連結管２０（管部２２）により連結されている。
　残渣貯蔵装置３０は、残渣排出部１６と連結管２０により接続されている貯蔵タンク３２とを有し、好ましくは該貯蔵タンク３２の外表面に接触するように設けられており、貯蔵されている未分解成分を含む残渣を冷却するための冷却部３２Ａか、または貯蔵タンク３２に接続されており、貯蔵タンク３２内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部３４を少なくとも有している。残渣貯蔵装置３０は、冷却部３２Ａおよび不活性ガス供給部３４の両方を有していることがより好ましい。残渣貯蔵装置３０は、さらに好ましくは該貯蔵タンク３２の外表面に接触するように設けられており、貯蔵されている未分解成分を含む残渣を冷却するための冷却部３２Ａと、貯蔵タンク３２に接続されており、貯蔵タンク３２内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部３４とを有し、貯蔵タンク３２に接続されており、貯蔵タンク３２外に気体を排出するための気体排出部３６とを有しているか、または、貯蔵タンク３２に接続されており、貯蔵タンク３２内に冷却水を供給するための冷却水供給部３８をさらに有している。
　残渣貯蔵装置３０が備える貯蔵タンク３２の構成、材料、サイズ等は、未分解成分を含む残渣を収容して貯蔵できることを条件として特に限定されない。貯蔵タンク３２としては、例えば、市場にて入手可能である従来公知の任意好適なドラム缶等の密閉可能である容器状部材によって構成することができる。
　本実施形態において、残渣貯蔵装置３０は、冷却部３２Ａと不活性ガス供給部３４と気体排出部３６とを有しているか、または冷却水供給部３８を有していることが好ましく、冷却部３２Ａと不活性ガス供給部３４と気体排出部３６とに加えて、さらに冷却水供給部３８を有していてもよい。
　本実施形態において、残渣貯蔵装置３０は、冷却部３２Ａと不活性ガス供給部３４と気体排出部３６とを有していることが好ましい。
　冷却部３２は、貯蔵タンク３２の外表面に接触するように設けられており、貯蔵されている未分解成分を含む残渣を冷却するための機能部である。
　冷却部３２としては、具体的には、内部に媒体（冷媒体）を流通させることができる、従来公知の任意好適なジャケットを用いることが好ましい。
　不活性ガス供給部３４は、未分解成分を含む残渣が収容されて貯蔵されている貯蔵タンク３２内に不活性ガスを供給することができる機能部である。
　不活性ガス供給部３４は、貯蔵タンク３２に不活性ガスを供給できる機能を有することを条件として、ボンベ、ポンプおよび配管などを含む従来公知の任意好適な構成を採用することができる。
　不活性ガス供給部３４が設けられる態様は特に限定されない。不活性ガス供給部３４は、貯蔵タンク３２の頂部、底部、側部等のいずれの領域から不活性ガスを供給することができる態様であってもよい。不活性ガス供給部３４は、貯蔵タンク３２の頂部から不活性ガスを供給することができる態様とすることが好ましい。
　不活性ガス供給部３４によって貯蔵タンク３２内に供給される不活性ガスの種類、量等は特に限定されない。本実施形態においては、入手性等の観点から、不活性ガスとして窒素ガスを用いることが好ましい。
　気体排出部３６は、未分解成分を含む残渣が収容されて貯蔵されている貯蔵タンク３２から貯蔵タンク３２外に気体を排出するための機能部である。
　ここで「気体」には、引火性、発火性、爆発性を有するガスが含まれ、具体的には、貯蔵タンク３２内に貯蔵された未分解成分を含む残渣に起因するガス、熱分解により生成した（メタ）アクリル酸メチルなどのガスであって、ガス抜き出し部１４から取り出せなかったガス、不活性ガス供給部３４により貯蔵タンク３２内に供給された不活性ガスが含まれうる。
　気体排出部３６は、貯蔵タンク３２から気体を排出できる機能を有することを条件として、ポンプおよび配管などを含む従来公知の任意好適な構成を採用することができる。
　気体排出部３６は、貯蔵タンク３２の頂部、底部、側部等のいずれの領域から貯蔵タンク３２の内部の気体を排出することができる態様であってもよい。本実施形態において、気体排出部３６は、貯蔵タンク３２の頂部から気体を排出することができる機能部であることが好ましい。
　本実施形態において、残渣貯蔵装置３０は、冷却水供給部３８を備えていてもよい。冷却水供給部３８は、貯蔵タンク３２内に貯蔵された未分解成分を含む残渣に冷却水（水）を直接的に接触させて冷却するために、貯蔵タンク３２内に冷却水を供給することができる機能部である。
　冷却水供給部３８は、貯蔵タンク３２に冷却水を供給できることを条件として、ポンプおよび配管などを含む従来公知の任意好適な構成を採用することができる。
　本実施形態の再生システム１によれば、上記の構成を有する冷却部３２Ａと不活性ガス供給部３４と気体排出部３６とを有しているか、または冷却水供給部３８を有しているため、残渣貯蔵装置３０において、未分解成分を含む残渣をより安全に貯蔵することができ、さらには残渣貯蔵装置３０における意図しない発火爆発をより効果的に防止することができる。
　（５）ガス処理装置
　本実施形態において、再生システム１は、熱分解装置１０のガス抜き出し部１４に連結管（配管）により連結されているガス処理装置４０を備えている。ガス処理装置４０は、熱分解装置１０に投入されたスクラップが熱分解されて生成した（メタ）アクリル酸メチルを含むガスであって、ガス抜き出し部１４から抜き出されたガスを処理するための機能部である。
　本実施形態において、ガス処理装置４０としては、熱分解装置１０による熱分解工程により生成しうるガスの組成、温度等を勘案して決定される必要な処理に対応して選択された従来公知の任意好適な装置を適用することができる。
　ガス処理装置４０としては、例えば、熱分解装置１０から抜き出されたガスを精製するための精製器、熱分解装置１０から抜き出されたガスを冷却するための冷却器、不純物を吸着除去するための吸着器などが挙げられる。本実施形態において、ガス処理装置４０としては、精製器および冷却器からなる群から選ばれる少なくとも１種を含むガス処理装置を適用することが好ましい。
２．再生方法
　本実施形態の（メタ）アクリル酸メチルの再生方法は、既に説明した再生システム１を用いる（メタ）アクリル酸メチルの再生方法であって、熱分解装置１０によりスクラップを熱分解して（メタ）アクリル酸メチルを含むガスおよび未分解成分を含む残渣を生成する熱分解工程と、熱分解装置１０のガス抜き出し部１４からガスを抜き出して回収する回収工程と、熱分解装置１０の残渣排出部１６から熱分解工程により生成した未分解成分を含む残渣を排出して残渣貯蔵装置３０に導入して貯蔵する貯蔵工程とを含む、（メタ）アクリル酸メチルの再生方法である。
　本実施形態の（メタ）アクリル酸メチルの再生方法の一つの実施形態では、前記貯蔵工程が、残渣貯蔵装置３０に導入された未分解成分を含む残渣を冷却部３２Ａにより冷却しつつ貯蔵する貯蔵工程である。本実施形態の（メタ）アクリル酸メチルの再生方法の別の一つの実施形態では、前記貯蔵工程が、貯蔵タンク３２に不活性ガス供給部３４から不活性ガスを供給しつつ貯蔵する貯蔵工程である。本実施形態の（メタ）アクリル酸メチルの再生方法の別の一つの実施形態では、前記貯蔵工程が、残渣貯蔵装置３０に導入された未分解成分を含む残渣を冷却部３２Ａにより冷却しつつ、貯蔵タンク３２に不活性ガス供給部３４から不活性ガスを供給して貯蔵する貯蔵工程である。
　なお、本実施形態の再生方法により再生され回収される（メタ）アクリル酸メチル（再生（メタ）アクリル酸メチルまたは回収（メタ）アクリル酸メチルという場合がある。）には、イソ酪酸メチル、プロピオン酸メチル、アクリル酸メチルといった不純物が不可避的に含まれうる。このような不純物を含みうる（精製工程等の実施前の）再生（メタ）アクリル酸メチルを（メタ）アクリル酸メチル生成物という場合がある。
　以下、本実施形態の（メタ）アクリル酸メチルの再生方法に含まれる工程について具体的に説明する。
　（１）熱分解工程
　熱分解工程は、熱分解装置１０によりスクラップを熱分解（解重合）して（メタ）アクリル酸メチルを含むガスおよび未分解成分を含む残渣を生成する工程である。
　なお、ここでは熱分解装置１０として押出機を採用した例を想定して説明する。
　本実施形態において、熱分解工程の実施条件（例えば、シリンダ温度（℃）、スクリュー回転数（ｒｐｍ）、スクラップ供給量（原料供給速度）（ｋｇ／時間））は特に限定されない。熱分解工程の実施条件は、例えば、処理対象のスクラップの性状、組成等を考慮して、任意好適な実施条件とすることができる。
　本実施形態の熱分解工程における圧力は、空気の系内への漏れ込み防止および分解ガスの系外への漏洩防止の観点から、好ましくは０．００５ＭＰａ～１．５ＭＰａであり、より好ましくは０．０１ＭＰａ～０．３ＭＰａである。
　本実施形態の熱分解工程におけるシリンダ温度は、通常４００℃～５００℃とすればよく、例えばスクラップが純粋なポリ（メタ）アクリル酸メチルである場合には、好ましくは４５０℃～４７０℃である。
　本実施形態の熱分解工程におけるスクリュー回転数は、通常５００ｒｐｍ～１５００ｒｐｍとすればよく、例えばスクラップが純粋なポリ（メタ）アクリル酸メチルである場合には、好ましくは５００ｒｐｍ～１０００ｒｐｍである。
　本実施形態の熱分解工程におけるスクラップ供給量は、シリンダー径によって異なり、通常１０ｋｇ／時間～５０００ｋｇ／時間とすればよく、例えばシリンダー径が４７ｍｍである場合には、好ましくは４０ｋｇ／時間～９０ｋｇ／時間である。
　（２）回収工程
　回収工程は、熱分解装置１０のガス抜き出し部１４からガスを抜き出して回収する回収工程である。
　本実施形態において、回収工程は、既に説明したガス処理装置４０（例えば、精製器、冷却器）による任意好適な処理工程（例えば、精製工程、濃縮工程）を含んでいてもよい。
　本実施形態において、回収工程（ガス処理装置４０による処理工程を含む。）の実施条件は特に限定されない。回収工程の実施条件は、例えば、熱分解装置１０のガス抜き出し部１４から抜き出されるガスの性状、組成、温度等を考慮して、任意好適な実施条件とすることができる。
　（３）貯蔵工程
　貯蔵工程は、熱分解装置１０の残渣排出部１６から熱分解工程により生成した未分解成分を含む残渣を排出して残渣貯蔵装置３０に導入して貯蔵する工程である。
　貯蔵工程は、残渣貯蔵装置３０に導入された未分解成分を含む残渣を冷却部３２Ａにより冷却しつつ貯蔵する工程であることが好ましい。この場合の貯蔵工程は、冷却部３２Ａによる未分解成分を含む残渣（（メタ）アクリル酸メチルなどの熱分解により生成した成分を含みうる。）の冷却を、未分解成分を含む残渣の発火点の温度を下回る温度まで冷却できる条件として行われる。具体的には、例えば、本実施形において想定される「未分解成分を含む残渣の発火点の温度」は４３０℃程度であるので、この温度を下回るように冷却部３２Ａによる冷却条件（媒体の温度、流速等）を調整すればよい。
　本実施形態の（メタ）アクリル酸メチルの再生方法の別の一つの実施形態では、前記貯蔵工程が、貯蔵タンク３２に不活性ガス供給部３４から不活性ガスを供給しつつ貯蔵する貯蔵工程であることが好ましい。
　本実施形態の（メタ）アクリル酸メチルの再生方法の一つの好ましい実施形態では、前記貯蔵工程が、残渣貯蔵装置３０に導入された未分解成分を含む残渣を冷却部３２Ａにより冷却されつつ、貯蔵タンク３２に不活性ガス供給部３４から不活性ガスを供給して貯蔵する貯蔵工程であることが好ましい。
　この本実施形態において、貯蔵工程は、貯蔵タンク３２に不活性ガス供給部３４により不活性ガスを供給し、貯蔵タンク３２外に気体排出部３６により気体を排出しつつ行われるか、または、残渣貯蔵タンク３２内に冷却水供給部３８により冷却水を供給して行う工程であることが好ましい。
　不活性ガス供給部３４による不活性ガスの供給条件、または冷却水供給部３８による冷却水の供給条件は、貯蔵タンク３２に導入される「未分解成分を含む残渣」の性状、組成、温度、量、さらには貯蔵タンク３２の形状、サイズ等を勘案して決定すればよく、未分解成分を含む残渣の発火点の温度まで冷却できることを条件として、特に限定されない。
　既に説明した連結管２０が、未分解成分を含む残渣を流通させる管部２２と熱分解装置１０から導出された未分解成分を含む残渣を冷却するための温度調節部２４とを含む場合には、貯蔵工程は、温度調節部２４により前記連結管を流通する未分解成分を含む残渣の温度を、未分解成分を含む残渣の軟化点以上かつ発火点未満の温度に調節しつつ行われる工程である。
　具体的には、例えば、本実施形態において想定される「未分解成分を含む残渣の軟化点の温度」は２００℃程度であるのでこの温度以上の温度となるように、かつ「未分解成分を含む残渣の発火点の温度」は上述のとおり４３０℃程度であるので、この温度を下回るように冷却部３２Ａによる冷却条件（媒体の温度、流速等）を調整しつつ未分解成分を含む残渣の熱分解装置１０からの導出を行えばよい。
　本実施形態の（メタ）アクリル酸メチルの再生方法は、貯蔵装置３０において、未分解成分を含む残渣を貯蔵するにあたり、貯蔵タンク３２内に不活性ガスを流通させること、さらには未分解成分を含む残渣を発火点の温度を下回る温度となるように冷却することを適宜採用することにより、熱分解装置により熱分解されて生成した未分解成分を含む残渣に起因する発火爆発、さらには熱分解装置から導出する場合における流通経路の閉塞を効果的に防止して、より安全にかつ効率的に（メタ）アクリル酸メチルの再生を行うことができる。
　１　再生システム
　１０　熱分解装置
　１１　熱分解部
　１２　投入部
　１４　ガス抜き出し部
　１６　残渣排出部
　２０　連結管
　２２　管部
　２４　温度調節部
　３０　残渣貯蔵装置
　３２　貯蔵タンク
　３２Ａ　冷却部
　３４　不活性ガス供給部
　３６　気体排出部
　３８　冷却水供給部
　４０　ガス処理装置

Claims (19)

  1. 　（メタ）アクリル系重合体を含む（メタ）アクリル系重合体組成物を成形した成形体のスクラップから（メタ）アクリル酸メチルを再生する再生システムであって、
    　前記スクラップを熱分解して（メタ）アクリル酸メチルを含むガスおよび未分解成分を含む残渣を生成する熱分解装置と、
    　前記熱分解装置に接続されており、該熱分解装置から導出された未分解成分を含む残渣を貯蔵する残渣貯蔵装置とを備え、
    　前記熱分解装置は、前記スクラップを投入するための投入部と、（メタ）アクリル樹脂組成物が熱分解されて生成したガスを抜き出すガス抜き出し部と、未分解成分を含む残渣を残渣貯蔵装置に排出するための残渣排出部とを有しており、
    　前記残渣貯蔵装置が、前記残渣排出部と連結管により接続されている貯蔵タンクを有している、再生システム。
  2. 　前記残渣貯蔵装置が、前記貯蔵タンクの外表面に接触するように設けられており、貯蔵されている未分解成分を含む残渣を冷却するための冷却部と、前記貯蔵タンクに接続されており、前記貯蔵タンク内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部と、前記貯蔵タンクに接続されており、前記貯蔵タンク外に気体を排出するための気体排出部とを有しているか、または、前記貯蔵タンクに接続されており、前記貯蔵タンク内に冷却水を供給するための冷却水供給部を有している、請求項１に記載の再生システム。
  3. 　前記残渣貯蔵装置が、前記冷却部と前記不活性ガス供給部と前記気体排出部とを有している、請求項２に記載の再生システム。
  4. 　前記熱分解装置が、押出機、ニーダーまたは流動床加熱機である、請求項１または２に記載の再生システム。
  5. 　前記熱分解装置が押出機である、請求項４に記載の再生システム。
  6. 　前記冷却部が、内部に冷媒体を流通させることができるジャケットを含む、請求項１または２に記載の再生システム。
  7. 　前記冷媒体が水である、請求項６に記載の再生システム。
  8. 　前記不活性ガス供給部が、前記貯蔵タンクの頂部から不活性ガスを供給することができる機能部であり、
    　前記気体排出部が、前記貯蔵タンクの頂部から気体を排出させることができる機能部である、請求項１または２に記載の再生システム。
  9. 　前記不活性ガスが窒素ガスである、請求項１または２に記載の再生システム。
  10. 　前記連結管が、未分解成分を含む残渣を流通させる管部と前記熱分解装置から導出された未分解成分を含む残渣を冷却するための温度調節部とを含む、請求項１または２に記載の再生システム。
  11. 　前記温度調節部が、未分解成分を含む残渣の軟化点以上かつ発火点未満の温度に前記連結管の温度を調節することができる機能部である、請求項１０に記載の再生システム。
  12. 　前記温度調節部が、内部に媒体を流通させることができるジャケット、電気ヒーターおよび保温材からなる群から選ばれる少なくとも１つである、請求項１０に記載の再生システム。
  13. 　前記ジャケットが、水蒸気を熱媒体として用いるジャケットである、請求項１２に記載の再生システム。
  14. 　前記ジャケットが、水を冷媒体として用いるジャケットである、請求項１２に記載の再生システム。
  15. 　前記保温材が、ロックウール、グラスウール、珪酸カルシウムおよび撥水性パーライトからなる群から選ばれる少なくとも１つである、請求項１２に記載の再生システム。
  16. 　請求項１または２に記載の再生システムを用いる、（メタ）アクリル酸メチルの再生方法において、
    　前記熱分解装置により前記スクラップを熱分解して（メタ）アクリル酸メチルを含むガスおよび未分解成分を含む残渣を生成する熱分解工程と、
    　前記熱分解装置の前記ガス抜き出し部から前記ガスを抜き出して回収する回収工程と、
    　前記熱分解装置の前記残渣排出部から前記熱分解工程により生成した未分解成分を含む残渣を排出して前記残渣貯蔵装置に導入して貯蔵する貯蔵工程と
    を含む、（メタ）アクリル酸メチルの再生方法。
  17. 　前記貯蔵工程が、前記残渣貯蔵装置に導入された未分解成分を含む残渣を冷却部により冷却しつつ貯蔵する工程である、請求項１６に記載の再生方法。
  18. 　前記貯蔵工程が、前記貯蔵タンクに不活性ガス供給部により不活性ガスを供給し、前記貯蔵タンク外に前記気体排出部により気体を排出しつつ行われるか、または、前記残渣貯蔵タンク内に前記冷却水供給部により冷却水を供給して行う工程である、請求項１６または１７に記載の再生方法。
  19. 　前記連結管が、未分解成分を含む残渣を流通させる管部と前記熱分解装置から導出された未分解成分を含む残渣を冷却するための温度調節部とを含み、
    　前記貯蔵工程が、前記温度調節部により前記連結管を流通する未分解成分を含む残渣の温度を、未分解成分を含む残渣の軟化点以上かつ発火点未満の温度に調節しつつ行われる工程である、請求項１６に記載の再生方法。
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