JP2000309663A - 熱可塑性ポリエステルの分解処理装置及び分解処理方法 - Google Patents
熱可塑性ポリエステルの分解処理装置及び分解処理方法Info
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- Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling
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- Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ポリエステルを加水分解して、その原料であ
るジオールとジカルボン酸を高収率で回収する、環境に
優しい分解処理装置と処理方法を提供する。 【解決手段】 ポリエステルをリアクターの直前で高温
高圧水に分散させると共に、加水分解反応を行う温度ま
で瞬時に昇温し、かつリアクター内でも分散状態を保
つ。
るジオールとジカルボン酸を高収率で回収する、環境に
優しい分解処理装置と処理方法を提供する。 【解決手段】 ポリエステルをリアクターの直前で高温
高圧水に分散させると共に、加水分解反応を行う温度ま
で瞬時に昇温し、かつリアクター内でも分散状態を保
つ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、製造工程で排出さ
れた、又は使用後に回収されたＰＥＴボトルなどの熱可
塑性ポリエステル廃棄物を、そのポリエステルの原料モ
ノマーであるジカルボン酸とジオールに加水分解する方
法、及びそのための装置に関する。
れた、又は使用後に回収されたＰＥＴボトルなどの熱可
塑性ポリエステル廃棄物を、そのポリエステルの原料モ
ノマーであるジカルボン酸とジオールに加水分解する方
法、及びそのための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】熱可塑性ポリエステルは、ジオールとジ
カルボン酸が脱水縮合により重合したポリマーである。
このうち、テレフタル酸とエチレングリコールの縮合物
であるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）は、ＰＥ
Ｔボトル、フィルム、テープなどの樹脂製品やポリエス
テル材料として、幅広い分野で一般的に用いられてい
る。又、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）は、成
形性に優れたエンジニアリングプラスチックとして、電
気電子部品や自動車部品などに汎用されている。またポ
リエステルは比較的容易に解重合できる特徴を持ち、そ
の技術開発が行われてすでにいくつかの商業プラントが
稼働している。
カルボン酸が脱水縮合により重合したポリマーである。
このうち、テレフタル酸とエチレングリコールの縮合物
であるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）は、ＰＥ
Ｔボトル、フィルム、テープなどの樹脂製品やポリエス
テル材料として、幅広い分野で一般的に用いられてい
る。又、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）は、成
形性に優れたエンジニアリングプラスチックとして、電
気電子部品や自動車部品などに汎用されている。またポ
リエステルは比較的容易に解重合できる特徴を持ち、そ
の技術開発が行われてすでにいくつかの商業プラントが
稼働している。
【０００３】例えばメタノリシス法は、ＰＥＴを酢酸亜
鉛などの触媒存在下にメタノールと反応させてメチルエ
ステル体を回収する方法である。この方法は生成物の蒸
留が可能で精製が容易な特徴を持つ。しかし、メチルエ
ステル体は重合に使用するとメタノールが副生するため
用途が限定される問題がある。また、グルコリシス法は
炭酸ナトリウムなどの存在下に、エチレングリコールを
ＰＥＴに反応させてオリゴマーを回収する方法で、生成
物をそのまま重合工程に戻せる特徴がある。しかし、こ
の方法では生成物の精製が困難なため、原料スペックが
極めて限られたり、反応速度が遅いため設備が大型化す
る問題があった。一方、近年ポリエステルを無触媒下に
超臨界状態又はそれに近い亜臨界状態の高温高圧水で加
水分解してテレフタル酸を回収する技術が環境に優しい
リサイクル技術として注目されている。
鉛などの触媒存在下にメタノールと反応させてメチルエ
ステル体を回収する方法である。この方法は生成物の蒸
留が可能で精製が容易な特徴を持つ。しかし、メチルエ
ステル体は重合に使用するとメタノールが副生するため
用途が限定される問題がある。また、グルコリシス法は
炭酸ナトリウムなどの存在下に、エチレングリコールを
ＰＥＴに反応させてオリゴマーを回収する方法で、生成
物をそのまま重合工程に戻せる特徴がある。しかし、こ
の方法では生成物の精製が困難なため、原料スペックが
極めて限られたり、反応速度が遅いため設備が大型化す
る問題があった。一方、近年ポリエステルを無触媒下に
超臨界状態又はそれに近い亜臨界状態の高温高圧水で加
水分解してテレフタル酸を回収する技術が環境に優しい
リサイクル技術として注目されている。
【０００４】例えば、特開平５−３１０００号公報に
は、ＰＥＴを４００℃３０ＭＰａの条件下に熱水で１分
間処理することによりエステル結合が１００％分解する
ことが示されている。又、新井らは熱水中でのＰＥＴ残
存率とモノマー収率の経時変化を研究し、分解率が１０
０％に達する時間は３００℃４０ＭＰａの場合１２分、
４００℃４０ＭＰａの場合５分であると報告している。
［「超臨界流体の化学と技術」Ｐ２８４，三共ビジネス
（１９９６）］しかしながら、それぞれの条件における
モノマーのモル収率は、前者がテレフタル酸６６％、エ
チレングリコール５０％、後者がテレフタル酸６０％、
エチレングリコール２０％であり、テレフタル酸収率は
反応時間と共にさらに増加するが、エチレングリコール
は時間と共に減少することが同時に報告されている。
は、ＰＥＴを４００℃３０ＭＰａの条件下に熱水で１分
間処理することによりエステル結合が１００％分解する
ことが示されている。又、新井らは熱水中でのＰＥＴ残
存率とモノマー収率の経時変化を研究し、分解率が１０
０％に達する時間は３００℃４０ＭＰａの場合１２分、
４００℃４０ＭＰａの場合５分であると報告している。
［「超臨界流体の化学と技術」Ｐ２８４，三共ビジネス
（１９９６）］しかしながら、それぞれの条件における
モノマーのモル収率は、前者がテレフタル酸６６％、エ
チレングリコール５０％、後者がテレフタル酸６０％、
エチレングリコール２０％であり、テレフタル酸収率は
反応時間と共にさらに増加するが、エチレングリコール
は時間と共に減少することが同時に報告されている。
【０００５】熱水分解法に於いてエチレングリコールの
回収が困難な理由として、前述の文献では「エチレング
リコールは水溶性であり、速やかに加水分解や熱分解さ
れるため」と記述している。又、化学工学論文集、第２
３巻、第４号（１９９７）、ｐ５０５には「原料モノマ
ーのテレフタル酸とエチレングリコールのうち、エチレ
ングリコールは生成過程において著しく分解し、該モノ
マーの回収率は低くなる」と記載されており、ジカルボ
ン酸とジオールの両原料モノマーを高収率で回収できる
解重合技術は確立されていない。また、エチレングリコ
ール等のジオールとその変性物は概ね水溶性であり、ジ
オールの収率を上げることは、資源の有効利用の観点の
他に、廃水処理の負荷を低減するためにも熱望されてい
る。
回収が困難な理由として、前述の文献では「エチレング
リコールは水溶性であり、速やかに加水分解や熱分解さ
れるため」と記述している。又、化学工学論文集、第２
３巻、第４号（１９９７）、ｐ５０５には「原料モノマ
ーのテレフタル酸とエチレングリコールのうち、エチレ
ングリコールは生成過程において著しく分解し、該モノ
マーの回収率は低くなる」と記載されており、ジカルボ
ン酸とジオールの両原料モノマーを高収率で回収できる
解重合技術は確立されていない。また、エチレングリコ
ール等のジオールとその変性物は概ね水溶性であり、ジ
オールの収率を上げることは、資源の有効利用の観点の
他に、廃水処理の負荷を低減するためにも熱望されてい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、熱可塑性ポ
リエステルを無触媒で熱水により加水分解して、原料モ
ノマーであるジオールとジカルボン酸を共に高収率で回
収するための装置、及びその方法を提供することを目的
とする。
リエステルを無触媒で熱水により加水分解して、原料モ
ノマーであるジオールとジカルボン酸を共に高収率で回
収するための装置、及びその方法を提供することを目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは前記課題を
解決するために、鋭意検討を行った結果、ポリエステル
をリアクターの直前で熱水に混合分散させると共に加水
分解の生じる温度まで瞬時に昇温し、さらにリアクター
内でも分散状態を保つことにより、従来技術に比べ低い
温度でかつ極めて短時間のうちに加水分解反応を完結さ
せることが出来、結果としてジオールの熱分解が抑えら
れ、ジオール、ジカルボン酸の両原料モノマーを高収率
で回収できることを見いだし、本発明を完成させるに至
った。
解決するために、鋭意検討を行った結果、ポリエステル
をリアクターの直前で熱水に混合分散させると共に加水
分解の生じる温度まで瞬時に昇温し、さらにリアクター
内でも分散状態を保つことにより、従来技術に比べ低い
温度でかつ極めて短時間のうちに加水分解反応を完結さ
せることが出来、結果としてジオールの熱分解が抑えら
れ、ジオール、ジカルボン酸の両原料モノマーを高収率
で回収できることを見いだし、本発明を完成させるに至
った。
【０００８】すなわち本発明は、以下の技術を提供する
ものである。 １．ポリエステルと高温高圧水を各々独立に供給する原
料供給系と、両者を混合する設備、および加水分解を行
うリアクターを有し、ポリエステルがリアクターの直前
で高温高圧水と混合され、かつ混合状態が保てるようリ
アクター内が乱流条件下にあることを特徴とする熱可塑
性ポリエステルの分解処理装置。 ２．ポリエステルと高温高圧水の混合設備がスタティッ
クミキサーである上記１記載の熱可塑性ポリエステルの
分解処理装置。 ３．ポリエステルと、あらかじめ高温高圧とした熱水を
混合して、水中にポリエステルが分散した状態で、内部
が乱流条件下にあるリアクターに導き加水分解反応を行
うことを特徴とする熱可塑性ポリエステルの分解処理方
法。 ４．ポリエステルとあらかじめ高温高圧とした熱水との
混合にスタティックミキサーを用いる上記３記載の熱可
塑性ポリエステルの分解処理方法。 ５．リアクターの内温が２５０℃以上４００℃以下、内
圧が少なくともリアクター内で水が液体又は超臨界状態
を保てる圧力以上であり、かつポリエステルと高温高圧
水の混合設備出口における流体の温度がリアクター内温
に対して±５０℃の範囲である上記３又は４記載の熱可
塑性ポリエステルの分解処理方法。 ６．ポリエステルがポリエチレンテレフタレートである
上記３〜５のいずれかに記載の熱可塑性ポリエステルの
分解処理方法。
ものである。 １．ポリエステルと高温高圧水を各々独立に供給する原
料供給系と、両者を混合する設備、および加水分解を行
うリアクターを有し、ポリエステルがリアクターの直前
で高温高圧水と混合され、かつ混合状態が保てるようリ
アクター内が乱流条件下にあることを特徴とする熱可塑
性ポリエステルの分解処理装置。 ２．ポリエステルと高温高圧水の混合設備がスタティッ
クミキサーである上記１記載の熱可塑性ポリエステルの
分解処理装置。 ３．ポリエステルと、あらかじめ高温高圧とした熱水を
混合して、水中にポリエステルが分散した状態で、内部
が乱流条件下にあるリアクターに導き加水分解反応を行
うことを特徴とする熱可塑性ポリエステルの分解処理方
法。 ４．ポリエステルとあらかじめ高温高圧とした熱水との
混合にスタティックミキサーを用いる上記３記載の熱可
塑性ポリエステルの分解処理方法。 ５．リアクターの内温が２５０℃以上４００℃以下、内
圧が少なくともリアクター内で水が液体又は超臨界状態
を保てる圧力以上であり、かつポリエステルと高温高圧
水の混合設備出口における流体の温度がリアクター内温
に対して±５０℃の範囲である上記３又は４記載の熱可
塑性ポリエステルの分解処理方法。 ６．ポリエステルがポリエチレンテレフタレートである
上記３〜５のいずれかに記載の熱可塑性ポリエステルの
分解処理方法。
【０００９】本発明における熱可塑性ポリエステルとし
ては、例えば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、ポリナフタレンテレフタレート、テ
レフタル酸−シクロヘキサンジメタノール重縮合物（Ｐ
ＥＴＧ）及びこれらの共重合物と混合物があげられる
が、単一のポリマーが好ましく、ポリエチレンテレフタ
レートが特に好ましい。ポリエステルの供給方法は特に
規定しないが、例えば加熱溶融してギアポンプなどによ
り昇圧供給する方法や、粉砕して水スラリーとして供給
する方法などを選ぶことが出来る。但し、水スラリーと
して供給する場合には、リアクター導入前に分解反応が
生じないよう、又溶解凝集によるポリエステルの配管内
への沈降付着が生じないよう、高温高圧水との混合設備
までの間は、室温以上概ね２３０℃以下の温度に保つこ
とが好ましい。
ては、例えば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、ポリナフタレンテレフタレート、テ
レフタル酸−シクロヘキサンジメタノール重縮合物（Ｐ
ＥＴＧ）及びこれらの共重合物と混合物があげられる
が、単一のポリマーが好ましく、ポリエチレンテレフタ
レートが特に好ましい。ポリエステルの供給方法は特に
規定しないが、例えば加熱溶融してギアポンプなどによ
り昇圧供給する方法や、粉砕して水スラリーとして供給
する方法などを選ぶことが出来る。但し、水スラリーと
して供給する場合には、リアクター導入前に分解反応が
生じないよう、又溶解凝集によるポリエステルの配管内
への沈降付着が生じないよう、高温高圧水との混合設備
までの間は、室温以上概ね２３０℃以下の温度に保つこ
とが好ましい。
【００１０】本発明の高温高圧水とは、ポリエステルと
の混合後に反応温度すなわちリアクターの内温付近、例
えばリアクター内温に対して±５０℃の範囲、好ましく
はリアクター内温に対して±３０℃の範囲、さらに好ま
しくはリアクター内温に対して±２０℃の範囲の温度と
なる様にあらかじめ加熱した、気体、液体、又は超臨界
状態の水である。高温高圧水の製造は、水をポンプにて
高圧設備内に導入後、熱交換器やヒーター、加熱炉など
を用いて所定温度まで加熱する方法が好適に用いられ
る。リアクターの内温は、２５０℃以上、４００℃以下
の範囲から選ばれる。２５０℃未満では、加水分解反応
の進行が遅く、多大な滞留時間を要することから、設備
が大型化する。又４００℃を越えると極めて短時間のう
ちに加水分解反応が完了するため、リアクターの温度制
御が困難になると共に、熱分解反応速度が増加するた
め、ジオールの収率が低下する。
の混合後に反応温度すなわちリアクターの内温付近、例
えばリアクター内温に対して±５０℃の範囲、好ましく
はリアクター内温に対して±３０℃の範囲、さらに好ま
しくはリアクター内温に対して±２０℃の範囲の温度と
なる様にあらかじめ加熱した、気体、液体、又は超臨界
状態の水である。高温高圧水の製造は、水をポンプにて
高圧設備内に導入後、熱交換器やヒーター、加熱炉など
を用いて所定温度まで加熱する方法が好適に用いられ
る。リアクターの内温は、２５０℃以上、４００℃以下
の範囲から選ばれる。２５０℃未満では、加水分解反応
の進行が遅く、多大な滞留時間を要することから、設備
が大型化する。又４００℃を越えると極めて短時間のう
ちに加水分解反応が完了するため、リアクターの温度制
御が困難になると共に、熱分解反応速度が増加するた
め、ジオールの収率が低下する。
【００１１】リアクター内の圧力は、内部の水が液体又
は超臨界状態を保てる圧力以上が必要で、例えば３００
℃の場合は８．５ＭＰａ、３５０℃の場合は１６．６Ｍ
Ｐａ、臨界温度である３７４℃を超えると、２２．１Ｍ
Ｐａ以上である。この圧力を下回ると水がガス化するた
め、リアクター内でポリエステルが水に分散した状態を
保つことが困難となるほか、体積膨張により滞留時間が
低下する現象や、生成物であるジオールとジカルボン酸
が水に溶解できない現象などが生じ、安定的な加水分解
反応が困難となる。
は超臨界状態を保てる圧力以上が必要で、例えば３００
℃の場合は８．５ＭＰａ、３５０℃の場合は１６．６Ｍ
Ｐａ、臨界温度である３７４℃を超えると、２２．１Ｍ
Ｐａ以上である。この圧力を下回ると水がガス化するた
め、リアクター内でポリエステルが水に分散した状態を
保つことが困難となるほか、体積膨張により滞留時間が
低下する現象や、生成物であるジオールとジカルボン酸
が水に溶解できない現象などが生じ、安定的な加水分解
反応が困難となる。
【００１２】高温高圧水の原料となる水は、製品の要求
純度に応じて例えば濾過水、イオン交換水、蒸留水など
を用いることが出来る。本発明の特徴の一つは、リアク
ターの直前で原料のポリエステルを高温高圧水に混合分
散させ、昇温過程の熱履歴をほとんど経ることなく反応
条件に到達せしめることである。この結果、原料及び生
成物の熱分解が支配的となる以前の短時間のうちに加水
分解反応を行わせることが出来、高いモノマー収率が達
成できる。
純度に応じて例えば濾過水、イオン交換水、蒸留水など
を用いることが出来る。本発明の特徴の一つは、リアク
ターの直前で原料のポリエステルを高温高圧水に混合分
散させ、昇温過程の熱履歴をほとんど経ることなく反応
条件に到達せしめることである。この結果、原料及び生
成物の熱分解が支配的となる以前の短時間のうちに加水
分解反応を行わせることが出来、高いモノマー収率が達
成できる。
【００１３】本発明の混合設備は、リアクター入り口に
接続した配管内、またはリアクター直前に設置したリア
クターに対して１／２以下の体積を有する混合槽に設置
することが出来る。混合設備からリアクター入り口まで
の配管内における滞留時間はリアクター内滞留時間の概
ね１／５以下であることが望ましい。また、リアクター
本体の入り口部分の一部、概ねリアクター体積全体に対
して１／２以下に相当する部分に直接混合設備を設置す
ることもできる。
接続した配管内、またはリアクター直前に設置したリア
クターに対して１／２以下の体積を有する混合槽に設置
することが出来る。混合設備からリアクター入り口まで
の配管内における滞留時間はリアクター内滞留時間の概
ね１／５以下であることが望ましい。また、リアクター
本体の入り口部分の一部、概ねリアクター体積全体に対
して１／２以下に相当する部分に直接混合設備を設置す
ることもできる。
【００１４】ポリエステルと高温高圧水との混合方法と
しては、例えば攪拌機付きの混合槽を設ける方法、ステ
ィックミキサーによる方法、噴流混合機による方法、各
種ホモジナイザーによる方法などをあげることが出来る
が、特にスタティックミキサーによる方法が好適に用い
られる。混合分散の為に必要な動力は、操作温度やポリ
エステルの種類、ポリエステルと溶媒である水との重量
比、装置の構成などにより異なるが、概ねポリエステル
が直径２ｍｍ以下の液滴として水中に分散するに足る動
力が必要である。
しては、例えば攪拌機付きの混合槽を設ける方法、ステ
ィックミキサーによる方法、噴流混合機による方法、各
種ホモジナイザーによる方法などをあげることが出来る
が、特にスタティックミキサーによる方法が好適に用い
られる。混合分散の為に必要な動力は、操作温度やポリ
エステルの種類、ポリエステルと溶媒である水との重量
比、装置の構成などにより異なるが、概ねポリエステル
が直径２ｍｍ以下の液滴として水中に分散するに足る動
力が必要である。
【００１５】混合装置に供給する、ポリエステルと溶媒
である水との重量比は特に規定しないが、ポリエステル
に対する水の重量が２倍以上２０倍以下が好ましく、３
倍以上１０倍以下がさらに好ましい。水の重量がポリエ
ステルに対して２倍未満の場合、加水分解反応の進行が
遅くなり、高収率でモノマーを回収することが困難とな
る。又水の重量がポリエステルに対して２０倍を越える
場合、分解反応は速やかに進行するが、生成するジオー
ルの回収において大量の水を蒸留分離する必要が生じ、
好ましくない。
である水との重量比は特に規定しないが、ポリエステル
に対する水の重量が２倍以上２０倍以下が好ましく、３
倍以上１０倍以下がさらに好ましい。水の重量がポリエ
ステルに対して２倍未満の場合、加水分解反応の進行が
遅くなり、高収率でモノマーを回収することが困難とな
る。又水の重量がポリエステルに対して２０倍を越える
場合、分解反応は速やかに進行するが、生成するジオー
ルの回収において大量の水を蒸留分離する必要が生じ、
好ましくない。
【００１６】本発明のもう一つの特徴は、リアクター内
部の流れの状態を乱流とし、分散した樹脂の凝集、集合
を抑えることである。但し、樹脂が溶媒である水に可溶
なオリゴマーの状態にまで分解した後のリアクター後段
部分部分については、この限りでない。
部の流れの状態を乱流とし、分散した樹脂の凝集、集合
を抑えることである。但し、樹脂が溶媒である水に可溶
なオリゴマーの状態にまで分解した後のリアクター後段
部分部分については、この限りでない。
【００１７】リアクターの形状には特に規定はないが、
好ましい形状としては、例えば管型、塔型、多段混合槽
型などをあげることが出来る。管型リアクターの場合、
内部を乱流に保つため、レイノルズ数が４１００、好ま
しくは６０００を越えるような流速を選択する方法や、
リアクター内にスタティックミキサーを設ける方法など
が好適に採用できる。塔型リアクターの場合、設置は縦
型でも横型でも良く、例えば内部にスクリュー型の攪拌
機を設けて乱流を保つ方法が採用できる。又、多段混合
槽型の場合、短時間での高反応率を確保するため、熱水
とポリエステルの混合槽を含めて３段以上の反応器を直
列に用いることが好ましい。塔型反応器の内部を複数に
仕切り、各仕切で区切られた区画の内部で攪拌を行いな
がら、順次反応液を次の区画に送液して反応を行う方法
も好ましい。
好ましい形状としては、例えば管型、塔型、多段混合槽
型などをあげることが出来る。管型リアクターの場合、
内部を乱流に保つため、レイノルズ数が４１００、好ま
しくは６０００を越えるような流速を選択する方法や、
リアクター内にスタティックミキサーを設ける方法など
が好適に採用できる。塔型リアクターの場合、設置は縦
型でも横型でも良く、例えば内部にスクリュー型の攪拌
機を設けて乱流を保つ方法が採用できる。又、多段混合
槽型の場合、短時間での高反応率を確保するため、熱水
とポリエステルの混合槽を含めて３段以上の反応器を直
列に用いることが好ましい。塔型反応器の内部を複数に
仕切り、各仕切で区切られた区画の内部で攪拌を行いな
がら、順次反応液を次の区画に送液して反応を行う方法
も好ましい。
【００１８】
【発明実施の形態】以下、実施例により本発明を具体的
に説明する。図１に本発明を実施するための装置の一例
を示す。原料のポリエステルは原料槽１にて溶融又はス
ラリー化した後、ポンプ２から配管３に供給する。一方
タンク４の水は、ポンプ５にて配管６に供給し、ここで
加熱器７により加熱されて高温高圧水となる。配管３の
原料ポリエステルと配管６の高温高圧水は、混合設備８
にて混合後、所定温度に調整した、内部が乱流条件下に
あるリアクター９に送る。ここでポリエステルは加水分
解されて、原料であるジオールとジカルボン酸となり、
溶媒である水に溶解した状態でリアクターを出る。この
水溶液を熱交換器１０にて冷却した後、晶析槽１１にて
ジカルボン酸を晶析分離する。水溶液は保圧設備を通し
て落圧後、蒸留など公知の方法によってジオールを回収
する。
に説明する。図１に本発明を実施するための装置の一例
を示す。原料のポリエステルは原料槽１にて溶融又はス
ラリー化した後、ポンプ２から配管３に供給する。一方
タンク４の水は、ポンプ５にて配管６に供給し、ここで
加熱器７により加熱されて高温高圧水となる。配管３の
原料ポリエステルと配管６の高温高圧水は、混合設備８
にて混合後、所定温度に調整した、内部が乱流条件下に
あるリアクター９に送る。ここでポリエステルは加水分
解されて、原料であるジオールとジカルボン酸となり、
溶媒である水に溶解した状態でリアクターを出る。この
水溶液を熱交換器１０にて冷却した後、晶析槽１１にて
ジカルボン酸を晶析分離する。水溶液は保圧設備を通し
て落圧後、蒸留など公知の方法によってジオールを回収
する。
【００１９】
【実施例】（実施例１）配管３より３００℃で加熱溶融
したＰＥＴを３０ｇ／分、配管６より加熱器７で３００
℃まで昇温した高温高圧水を１８０ｇ／分の速度で供給
して、エレメント数２４の内容積７．０ｍｌのスタティ
ックミキサー混合設備８にて混合した後、内径２ｍｍ、
長さ５０ｍｍ、容積０．１６ｍｌの配管を通して、３０
０℃に保った内径６．４ｍｍ、内容積９００ｍｌのリア
クター９に導き、加水分解を行った。系内の圧力は、保
圧弁１２によって、２５ＭＰａに保った。生成物を冷却
してテレフタル酸を晶析後、水溶液を保圧弁より抜きだ
した。結果を表１に示す。
したＰＥＴを３０ｇ／分、配管６より加熱器７で３００
℃まで昇温した高温高圧水を１８０ｇ／分の速度で供給
して、エレメント数２４の内容積７．０ｍｌのスタティ
ックミキサー混合設備８にて混合した後、内径２ｍｍ、
長さ５０ｍｍ、容積０．１６ｍｌの配管を通して、３０
０℃に保った内径６．４ｍｍ、内容積９００ｍｌのリア
クター９に導き、加水分解を行った。系内の圧力は、保
圧弁１２によって、２５ＭＰａに保った。生成物を冷却
してテレフタル酸を晶析後、水溶液を保圧弁より抜きだ
した。結果を表１に示す。
【００２０】（実施例２）配管３より３００℃で加熱溶
融したＰＥＴを３０ｇ／分、配管６より加熱器７で３５
０℃まで昇温した高温高圧水を１８０ｇ／分の速度で供
給して、エレメント数２４の内容積７．０ｍｌのスタテ
ィックミキサー混合設備８にて混合した後、内径２ｍ
ｍ、長さ５０ｍｍ、容積０．１６ｍｌの配管を通して、
３５０℃に保った内径６．４ｍｍ、内容積６００ｍｌの
リアクター９に導き加水分解を行った。系内の圧力は、
保圧弁１２によって、２５ＭＰａに保った。生成物を冷
却してテレフタル酸を晶析後、水溶液を保圧弁より抜き
だした。結果を表１に示す。
融したＰＥＴを３０ｇ／分、配管６より加熱器７で３５
０℃まで昇温した高温高圧水を１８０ｇ／分の速度で供
給して、エレメント数２４の内容積７．０ｍｌのスタテ
ィックミキサー混合設備８にて混合した後、内径２ｍ
ｍ、長さ５０ｍｍ、容積０．１６ｍｌの配管を通して、
３５０℃に保った内径６．４ｍｍ、内容積６００ｍｌの
リアクター９に導き加水分解を行った。系内の圧力は、
保圧弁１２によって、２５ＭＰａに保った。生成物を冷
却してテレフタル酸を晶析後、水溶液を保圧弁より抜き
だした。結果を表１に示す。
【００２１】（比較例１）配管３より３００℃で加熱溶
融したＰＥＴを３０ｇ／分、配管６より加熱器７で３０
０℃まで昇温した高温高圧水を１８０ｇ／分の速度で、
スタティックミキサーを通さずに、３００℃に保った内
径６．４ｍｍ、内容積９００ｍｌのリアクター９に導
き、加水分解を行った。系内の圧力は、保圧弁１２によ
って、２５ＭＰａに保った。生成物を冷却してテレフタ
ル酸を晶析後、水溶液を保圧弁より抜きだした。結果を
表１に示す。
融したＰＥＴを３０ｇ／分、配管６より加熱器７で３０
０℃まで昇温した高温高圧水を１８０ｇ／分の速度で、
スタティックミキサーを通さずに、３００℃に保った内
径６．４ｍｍ、内容積９００ｍｌのリアクター９に導
き、加水分解を行った。系内の圧力は、保圧弁１２によ
って、２５ＭＰａに保った。生成物を冷却してテレフタ
ル酸を晶析後、水溶液を保圧弁より抜きだした。結果を
表１に示す。
【００２２】（比較例２）配管３より３００℃で加熱溶
融したＰＥＴを１０ｇ／分、配管６より加熱器７で３０
０℃まで昇温した高温高圧水を６０ｇ／分の速度で供給
して、エレメント数２４の内容積７．０ｍｌのスタティ
ックミキサー混合設備８にて混合した後、内径２ｍｍ、
長さ５０ｍｍ、容積０．１６ｍｌの配管を通して、３０
０℃に保った内径６．４ｍｍ、内容積３００ｍｌのリア
クター９に導き、層流条件下（レイノルズ数＝２０８
０）で加水分解を行った。系内の圧力は、保圧弁１２に
よって、２５ＭＰａに保った。生成物を冷却してテレフ
タル酸を晶析後、水溶液を保圧弁より抜きだした。結果
を表１に示す。
融したＰＥＴを１０ｇ／分、配管６より加熱器７で３０
０℃まで昇温した高温高圧水を６０ｇ／分の速度で供給
して、エレメント数２４の内容積７．０ｍｌのスタティ
ックミキサー混合設備８にて混合した後、内径２ｍｍ、
長さ５０ｍｍ、容積０．１６ｍｌの配管を通して、３０
０℃に保った内径６．４ｍｍ、内容積３００ｍｌのリア
クター９に導き、層流条件下（レイノルズ数＝２０８
０）で加水分解を行った。系内の圧力は、保圧弁１２に
よって、２５ＭＰａに保った。生成物を冷却してテレフ
タル酸を晶析後、水溶液を保圧弁より抜きだした。結果
を表１に示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【発明の効果】実施例から明らかなように、本発明の装
置及び方法を用いれば、無触媒でもポリエステルを短時
間のうちに加水分解でき、かつ原料であるジオールとジ
カルボン酸を共に高収率で回収することが出来るので、
環境に優しいプラスチックのモノマー化技術として有用
である。
置及び方法を用いれば、無触媒でもポリエステルを短時
間のうちに加水分解でき、かつ原料であるジオールとジ
カルボン酸を共に高収率で回収することが出来るので、
環境に優しいプラスチックのモノマー化技術として有用
である。
【図１】本発明を実施するための装置の一例を表す模式
図。 １ ポリエステル原料槽 ２ 原料供給ポンプ ３ 原料供給配管 ４ 水タンク ５ 水供給ポンプ ６ 水供給配管 ７ 水加熱器 ８ 原料／高温高圧水混合設備 ９ リアクター １０ 熱交換器 １１ 晶析槽 １２ 保圧設備 １３ 回収されるジカルボン酸 １４ ジオール含有水
図。 １ ポリエステル原料槽 ２ 原料供給ポンプ ３ 原料供給配管 ４ 水タンク ５ 水供給ポンプ ６ 水供給配管 ７ 水加熱器 ８ 原料／高温高圧水混合設備 ９ リアクター １０ 熱交換器 １１ 晶析槽 １２ 保圧設備 １３ 回収されるジカルボン酸 １４ ジオール含有水
Claims (6)
- 【請求項１】 ポリエステルと高温高圧水を各々独立に
供給する原料供給系と、両者を混合する設備、および加
水分解を行うリアクターを有し、ポリエステルがリアク
ターの直前で高温高圧水と混合され、かつ混合状態が保
てるようリアクター内が乱流条件下にあることを特徴と
する熱可塑性ポリエステルの分解処理装置。 - 【請求項２】 ポリエステルと高温高圧水の混合設備が
スタティックミキサーである請求項１記載の熱可塑性ポ
リエステルの分解処理装置。 - 【請求項３】 ポリエステルと、あらかじめ高温高圧と
した熱水を混合して、水中にポリエステルが分散した状
態で、内部が乱流条件下にあるリアクターに導き加水分
解反応を行うことを特徴とする熱可塑性ポリエステルの
分解処理方法。 - 【請求項４】 ポリエステルとあらかじめ高温高圧とし
た熱水との混合にスタティックミキサーを用いる請求項
３記載の熱可塑性ポリエステルの分解処理方法。 - 【請求項５】 リアクターの内温が２５０℃以上４００
℃以下、内圧が少なくともリアクター内で水が液体又は
超臨界状態を保てる圧力以上であり、かつポリエステル
と高温高圧水の混合設備出口における流体の温度がリア
クター内温に対して±５０℃の範囲である請求項３又は
請求項４記載の熱可塑性ポリエステルの分解処理方法。 - 【請求項６】 ポリエステルがポリエチレンテレフタレ
ートである請求項３〜５のいずれか１項記載の熱可塑性
ポリエステルの分解処理方法。
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|---|---|---|---|
| JP11929499A JP4118446B2 (ja) | 1999-04-27 | 1999-04-27 | 熱可塑性ポリエステルの分解処理装置及び分解処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11929499A JP4118446B2 (ja) | 1999-04-27 | 1999-04-27 | 熱可塑性ポリエステルの分解処理装置及び分解処理方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000309663A true JP2000309663A (ja) | 2000-11-07 |
| JP4118446B2 JP4118446B2 (ja) | 2008-07-16 |
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| JP11929499A Expired - Fee Related JP4118446B2 (ja) | 1999-04-27 | 1999-04-27 | 熱可塑性ポリエステルの分解処理装置及び分解処理方法 |
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| WO2004090220A1 (ja) * | 2003-04-04 | 2004-10-21 | Teijin Fibers Limited | ポリエステル繊維の減量加工方法 |
| JP2006282520A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Mitsui Chemicals Inc | ポリエステルより高純度モノマーを回収する方法及び高純度モノマー、ポリエステル |
| JP2007332361A (ja) * | 2006-05-16 | 2007-12-27 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | ポリエステルの高温水による分解法 |
| JP2010215676A (ja) * | 2009-03-12 | 2010-09-30 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | ポリブチレンテレフタレートの高温水による分解法 |
| JP2012012523A (ja) * | 2010-07-01 | 2012-01-19 | Kumamoto Univ | ポリエステルの処理方法、ならびに、その処理方法で得られたポリエステルを含有するポリエステル組成物および成形体 |
| JP2020172606A (ja) * | 2019-04-12 | 2020-10-22 | マクセルホールディングス株式会社 | 熱可塑性樹脂の水熱分解方法 |
| WO2023193941A1 (de) | 2022-04-04 | 2023-10-12 | Evonik Operations Gmbh | Verbessertes verfahren zur depolymerisierung von polyethylenterephthalat |
| WO2023193940A1 (de) | 2022-04-04 | 2023-10-12 | Evonik Operations Gmbh | Verbessertes verfahren zur depolymerisierung von polyethylenterephthalat |
| WO2023193942A1 (de) | 2022-04-04 | 2023-10-12 | Evonik Operations Gmbh | Verbessertes verfahren zur depolymerisierung von polyethylenterephthalat |
| WO2024004774A1 (ja) | 2022-06-27 | 2024-01-04 | 東レ株式会社 | リサイクルモノマー、リサイクルモノマーの製造方法、およびリサイクルモノマーの製造装置 |
| WO2024083324A1 (de) | 2022-10-19 | 2024-04-25 | Evonik Operations Gmbh | Verbessertes verfahren zur depolymerisierung von polyethylenterephthalat |
| WO2024083322A1 (de) | 2022-10-19 | 2024-04-25 | Evonik Operations Gmbh | Verbessertes verfahren zur depolymerisierung von polyethylenterephthalat |
| WO2024083323A1 (de) | 2022-10-19 | 2024-04-25 | Evonik Operations Gmbh | Verbessertes verfahren zur depolymerisierung von polyethylenterephthalat |
| WO2024156563A1 (en) | 2023-01-23 | 2024-08-02 | Evonik Operations Gmbh | Process for depolymerizing polyalkylene terephthalates in mixtures with lower-melting polyolefins |
| WO2024156567A1 (en) | 2023-01-23 | 2024-08-02 | Evonik Operations Gmbh | Process for depolymerization of polyalkylene terephthalates in an extruder |
| WO2024156568A1 (en) | 2023-01-23 | 2024-08-02 | Evonik Operations Gmbh | Process for depolymerization of polyalkylene terephthalates in an extruder |
| KR20240139765A (ko) * | 2023-03-15 | 2024-09-24 | (주) 시온텍 | 폐pet 연속재생공정 및 폐pet 연속반응장치 |
-
1999
- 1999-04-27 JP JP11929499A patent/JP4118446B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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| US7547539B2 (en) | 2001-03-07 | 2009-06-16 | Yanmar Co., Ltd. | Reaction apparatus for organic and/or other substances employing supercritical fluid or subcritical fluid |
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| WO2023193942A1 (de) | 2022-04-04 | 2023-10-12 | Evonik Operations Gmbh | Verbessertes verfahren zur depolymerisierung von polyethylenterephthalat |
| WO2023193940A1 (de) | 2022-04-04 | 2023-10-12 | Evonik Operations Gmbh | Verbessertes verfahren zur depolymerisierung von polyethylenterephthalat |
| WO2023193941A1 (de) | 2022-04-04 | 2023-10-12 | Evonik Operations Gmbh | Verbessertes verfahren zur depolymerisierung von polyethylenterephthalat |
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| WO2024083324A1 (de) | 2022-10-19 | 2024-04-25 | Evonik Operations Gmbh | Verbessertes verfahren zur depolymerisierung von polyethylenterephthalat |
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