JP2000319665A - 廃プラスチックの油化方法及び装置 - Google Patents

廃プラスチックの油化方法及び装置

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JP2000319665A
JP2000319665A JP11128950A JP12895099A JP2000319665A JP 2000319665 A JP2000319665 A JP 2000319665A JP 11128950 A JP11128950 A JP 11128950A JP 12895099 A JP12895099 A JP 12895099A JP 2000319665 A JP2000319665 A JP 2000319665A
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wall
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Teruo Takahashi
輝雄 高橋
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Victor Company of Japan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 PET材を多く含む複合廃プラスチックを熱
分解して分解油とフタル酸類とを回収する方法におい
て、フタル酸類等の結晶による装置機器の閉塞を防止し
て、分解油と該結晶を簡易に効率よく回収する方法及び
その装置の提供。 【解決手段】 熱分解槽2で得られた分解ガスを凝縮器
7で冷却して分解油と上記結晶を分離、回収する方法に
おいて、凝縮器7内壁に分解油を導管10のノズル11
から噴射して凝縮器7内壁に該結晶が堆積するのを防止
する。更に、凝縮器7底面に設けた超音波振動手段17
により、凝縮器7内に充填した分解油に超音波振動を与
えて凝縮器7内壁に堆積した該結晶を洗浄除去する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、廃プラスチックの
油化方法及びその装置に関し、より詳細には熱分解生成
物が結晶・固体化し易い廃プラスチックを熱分解して、
燃料油や化学品原料として有効な油状生成物及び化学品
原料として有効な固体生成物に分離・回収する廃プラス
チックの油化方法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、廃プラスチックの増加に伴い、そ
の処理は埋め立て地の欠乏や焼却時の有害ガスの発生に
より社会問題になっており、従って、廃プラスチックの
資源としての再活用が急務となっている。一般に、廃プ
ラスチックを資源として再活用する方法としては、廃プ
ラスチックの種類や製品形状にもよるが、例えば、
(1)廃プラスチックを粉砕後にペレット化して再生・
再利用する方法、(2)廃プラスチックを化学的に分解
して、低分子の基本原料又は中間体とし、プラスチック
の重合プロセスに還元する方法、(3)廃プラスチック
を熱的に分解して、ガス化又は油化してエネルギー源と
して回収する方法、等がある。
【0003】上記(1)については、熱可塑性の汎用プ
ラスチックにおいて一般的に行われているが、素材物性
の熱履歴による劣化が課題であり、より低レベルの商品
への応用が一般的である。又、上記(2)については、
合成樹脂メーカーの化学プラントにおいて、プロセスの
産業廃棄物をマテリアルリサイクルして内需しているこ
とが知られている。更に、上記(3)については、廃プ
ラスチックを熱分解反応槽で250〜400℃で熱分解
ガス化し、必要に応じて触媒層を通過させて接触分解し
てから凝縮し、軽量分を含む液体燃料を得るもので、例
えば特開昭50−53474号公報に記載されているよ
うに古くから試みられており、又、廃プラスチックがポ
リエチレンの場合(特開平2−29492号公報)、ポ
リオレフィン系プラスチックの場合(特開平4−180
995号公報)等における提案がなされている。
【0004】上記(3)については、上記従来例のよう
なポリオレフィン系樹脂の熱分解では何ら問題なく、油
化回収率も80%が超えるため、一部のメーカーで実用
域に至っている。しかし、廃プラスチックが、(a)フ
ェノール樹脂、エポキシ樹脂に代表される熱硬化樹脂の
場合、樹脂が加熱により重縮合して硬化するために、容
易に熱分解ができず、従って廃棄せざるを得ず、(b)
有毒性ガスの発生が著しいポリ塩化ビニル、ポリウレタ
ンの場合、熱分解プロセス中に脱塩素等の前後処理工程
を必要とし、(c)近年、消費量の増加が著しいPET
(ポリエチレンテレフタレート)樹脂の場合、熱分解時
に生成するフタル酸類(テレフタル酸等)が比較的高温
域で結晶化し易い性質上、プロセス機器壁に堆積して同
機器を閉塞させることとなり、装置の円滑な運転を阻害
している。
【0005】上記(c)における問題点の解決策とし
て、例えば、特開平9−87637号公報では、熱分解
による分解ガスを凝縮器の前段に設けた2系列切替え式
熱交換器を交互に使用することにより、熱交換器に蓄積
したフタル酸類をオフラインで加熱昇華させることによ
り回収するシステムを提案している。しかし、このシス
テムにおいては、熱交換器の好適とする設定温度(20
0〜250℃)ではフタル酸類の全てが結晶化するとは
言えず、高融点の副生成物は熱交換器と凝縮器を結ぶ配
管を閉塞させる恐れがあり、従って、混合廃プラスチッ
ク中のPET含有量に制約を受けることが予想される。
又、長時間の使用では蓄積したフタル酸類を完全に加熱
昇華させることが難しくなるものと予想され、システム
そのものが複雑であり、その運転操作も繁雑である。
【0006】又、特開平7−216364号公報には、
縦型管状冷却器内の冷却伝熱管外壁に沿って分解油を還
流させ、析出したフタル酸類の結晶を流下させることに
より、管内の析出物堆積を防止するシステムが開示され
ている。しかし、このシステムにおいては、分解油の自
然流下力によって冷却管への析出物堆積を防止する効果
を狙っているので、一旦析出物の付着が始まると堆積防
止効果が急激に落ちる恐れがある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記(c)
の問題点を解決することを課題とするものであり、磁気
テープやPETボトルのように、PET材を多く含む複
合廃プラスチックを熱分解して分解油とフタル酸類とを
回収する方法において、フタル酸類等の析出による装置
機器の閉塞を防止すると共に、該フタル酸類等を簡易に
効率よく回収することができる該廃プラスチックの油化
方法及びそれを遂行するに適した装置を提供することを
目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意研究を
行った結果、熱分解ガスを凝縮して分離した分解油を凝
縮器内壁に噴射することにより、更に、分解油を凝縮器
内に充填し、その分解油に超音波振動を与えることによ
り、本発明の目的が達成できることを見出だして本発明
を完成した。
【0009】すなわち、本発明は、廃プラスチックを熱
分解し、得られる分解ガスを凝縮器により冷却して油状
生成物及び固体生成物を分離、回収する廃プラスチック
の油化方法において、分離した該油状生成物を該凝縮器
内壁に噴射することにより、該凝縮器内壁に該固体生成
物の堆積を防止することを特徴とする廃プラスチックの
油化方法を要旨とする。
【0010】更に、本発明は、廃プラスチックを熱分解
し、得られる分解ガスを凝縮器により冷却して油状生成
物及び固体生成物を分離、回収する廃プラスチックの油
化方法において、分離した該油状生成物を該凝縮器内に
充填し、該充填した油状生成物に超音波振動を与えて該
凝縮器を洗浄することを特徴とする廃プラスチックの油
化方法を要旨とする。
【0011】又、本発明の油化方法は、上記廃プラスチ
ックが、芳香族カルボン酸及び/又はその誘導体をその
熱分解ガスの成分として生成するものであることを特徴
とする。
【0012】更に、本発明は、廃プラスチックの熱分解
槽と、熱分解ガスを冷却して油状生成物及び固体生成物
を生成する凝縮器と、これら両生成物を分離する分離槽
を具備する廃プラスチックの油化装置において、分離し
た該油状生成物を該凝縮器内壁に噴射するノズルを有す
る導管を該凝縮器内部に具備することを特徴とする廃プ
ラスチックの油化装置を要旨とする。
【0013】更に、本発明は、更に、上記凝縮器の底面
に超音波振動手段を具備することを特徴とする廃プラス
チックの油化装置を要旨とする。
【0014】又、本発明の油化装置は、上記廃プラスチ
ックが、芳香族カルボン酸及び/又はその誘導体をその
熱分解ガスの成分として生成するものであることを特徴
とする。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明は、廃プラスチックを熱分
解し、得られる分解ガスを凝縮器により冷却して油状生
成物(以下、分解油という。)及び固体生成物(以下、
結晶という。)を分離、回収する廃プラスチックの油化
方法において、分離した該分解油を該凝縮器内壁に噴射
することにより、該凝縮器内壁に該結晶の堆積を防止す
ることを特徴とする廃プラスチックの油化方法(方法
1)である。
【0016】又、本発明は、廃プラスチックを熱分解
し、得られる分解ガスを凝縮器により冷却して分解油及
び結晶を分離、回収する廃プラスチックの油化方法にお
いて、分離した該分解油を該凝縮器内に充填し、該充填
した分解油に超音波振動を与えて該凝縮器を洗浄するこ
とを特徴とする廃プラスチックの油化方法(方法2)で
ある。
【0017】本発明の方法1及び方法2は、廃プラスチ
ックを熱分解することにより、安息香酸、フタル酸、テ
レフタル酸、無水フタル酸、フタル酸ダイマー等の芳香
族カルボン酸及び/又はその誘導体をその熱分解ガスの
成分として生成するプラスチックを含む廃プラスチック
の処理に特に有効であり、該廃プラスチックの具体例と
して、可塑剤を含むポリ塩化ビニル(PVC)、ポリエ
チレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタ
レート(PEN)、ポリブチレンテレフタレート(PB
T)、不飽和ポリエステル等のプラスチックを含むもの
が挙げられるが、有毒性ガスを発生させないPET、P
BT、特にPETを含むものが好適である。これらPE
Tを含む廃プラスチックとしては、磁気テープ、PET
ボトル、プリペードカード、写真フィルム、映像フィル
ム等の廃棄物を含むものが挙げられる。
【0018】上記のような廃プラスチックの熱分解は、
用いる廃プラスチックの種類によっても異なるが、PE
Tを主体する廃プラスチックの場合、通常350〜45
0℃に加熱することにより行われ、これにより分解ガス
を発生する。発生した分解ガスは、凝縮器に導かれて冷
却され、上記芳香族カルボン酸及び/又はその誘導体を
成分とする該結晶、該分解油、更に液化しなかったガス
状の低分子物質を生成する。該結晶及び該分解油は、次
いでそれぞれ分離、回収されるが、上記低分子物質は通
常燃焼され、排ガスとして放出される。勿論、低分子物
質が有毒性ガス等の場合又はそれらを発生させるものの
場合は、凝縮器の上流及び/又は下流で低分子物質を無
害化する、更に排ガスを無害化する等の処理を施すのが
望ましい。
【0019】凝縮器で生成した該結晶は、300℃程度
以下の温度で固化するために凝縮器の内壁に析出し、次
第に堆積することになる。該結晶の堆積に伴って、凝縮
器の伝熱性の低下、更には凝縮器の閉塞を招く。このた
めに、本発明の方法1は、分離した該分解油を凝縮器内
壁に噴射させ、析出した該結晶に物理的な衝撃力を加え
て器壁から剥離させ、該分解油と共に流下させることに
より、凝縮器内壁に該結晶が堆積することを防止せしめ
ることを特徴としている。該分解油の噴射は、連続的に
又は間欠的に行って良く、該結晶の堆積の状況によって
適宜選択される。又、噴射に用いられる該分解油は、必
要に応じて加熱することができる。
【0020】しかしながら、本発明の方法1を採用した
としても、それを長時間続行すると、徐々に凝縮器内壁
に該結晶が堆積することがある。それに対処するのが本
発明の方法2である。すなわち、本発明の方法2は、分
離した該分解油を凝縮器内に充填し、この充填した分解
油に周波数が20〜30kHzの超音波振動を与えて凝
縮器内壁を洗浄することを特徴とする。該分解油の充填
は、凝縮器内部全体を満たす必要はなく、該結晶が堆積
した部位に限って良いことは言うまでもない。充填され
た又は充填する該分解油は、必要に応じて加熱すること
ができる。充填した分解油に超音波振動を与える方法
は、凝縮器内部に設置した手段で行っても良く、外部に
設置した手段で行っても良いが、外部に設置した手段で
行うのが好ましい。超音波振動による洗浄時間は、該結
晶が堆積した程度に応じ、適宜選択すれば良い。上記洗
浄は、該結晶の堆積が認められた時に行えば良いが、定
期的に行うのが望ましい。
【0021】次に、上記本発明の方法1及び方法2を遂
行するのに好適な本発明の装置の一具体例を図1により
以下説明する。本発明の装置は、少なくとも熱分解槽
2、凝縮器7及び分離槽13を具備している。熱分解槽
2には、その内部に廃プラスチックを撹拌するための撹
拌子3が、その外部に廃プラスチックを加熱、溶融、分
解するための熱源であるヒーター4が設けられている。
廃プラスチック貯槽1には、前記廃プラスチックが貯蔵
されている。該廃プラスチックは熱分解槽2に投入さ
れ、撹拌子3で撹拌されながら加熱溶融される。熱分解
槽2で発生した分解ガスは、導管5を経て凝縮器7に導
かれる。導管5は、ジャケット6により300℃以上に
加熱保温されており、分解ガスに含まれる前記芳香族カ
ルボン酸及び/又はその誘導体の凝縮結晶化を防止して
いる。導管5が凝縮器7に開口する部分は、上記ジャケ
ット6同様、特にヒーター8を内蔵し、その部分の温度
を維持して前記芳香族カルボン酸及び/又はその誘導体
の凝縮結晶化を防止している。
【0022】凝縮器7の内部には、分解油を供給する直
立の導管10が配設されており、導管10には該分解油
を凝縮器7の内壁に噴射する複数のノズル11が設けら
れている。ノズル11は、細孔でも良く、開口した突起
状の細管でも良い。導管10は、1本でも良く、複数本
でも良い。導管10が1本の場合、図示するように凝縮
器7の略中心部に設けるのが好ましい。導管10を複数
本配設し、互いに他の導管にも該分解油を噴射すること
ができる構成にすると、互いの導管壁に該結晶の堆積を
防止することができる。又、導管10は、凝縮器7に固
定して配設されていても良く、回転するように配設され
ていても良い。
【0023】凝縮器7の側面9は、冷却水により内壁表
面を冷却する構成を採っている。この構成により分解ガ
スが冷却されて該結晶、該分解油を生成する。ポンプ1
2は、分離した該分解油を還流して、導管10に供給
し、ノズル11から該分解油を噴射せしめ、析出した該
結晶を凝縮器7の器壁から強制的に剥離させるためのも
のである。
【0024】上記の過程を経た該結晶及び該分解油は、
分離槽13でそれぞれ分離される。分離槽13は、仕切
板14による1段又はそれ以上のカスケード構造を採
る。最終段の槽には、フィルタ15を設けて、分解油中
の結晶を低減している。分離、回収された該結晶及び該
分解油は、分離槽13でそまま貯蔵されても良く、別に
設置される貯蔵槽に送られ、貯蔵されても良い。
【0025】更に、本発明の油化装置は、上記凝縮器7
の底面に超音波振動手段17を具備することを特徴とす
る。超音波振動手段17は、通常の超音波振動子等が使
用できる。超音波振動手段17を作動させて凝縮器7を
洗浄する際には、廃プラスチックの熱分解を停止(中断
又は終了)し、バルブ16を閉じて、ポンプ12により
分離した該分解油を凝縮器7に所望量送り込んだ後、超
音波振動手段17により凝縮器7の壁面に超音波振動を
与えて、凝縮器7の全部の内壁に付着した該結晶からな
る堆積物を剥離する。
【0026】
【発明の効果】本発明の方法及び装置は、熱分解物の固
化析出による装置の堆積を防止することができる。従っ
て、原料樹脂の熱分解ガスが比較的高温で液化せずに結
晶化するような原料樹脂を含む廃プラスチックの熱分解
油化の場合に特に有効であり、長期間安定した廃プラス
チックの熱分解と、それに伴う有効資源の回収を計るこ
とができ、原料樹脂のサーマルリサイクルを円滑に行う
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の廃プラスチック油化装置の一具体例を
示す概略図である。
【符号の説明】
1 廃プラスチック貯槽 2 熱分解槽 3 撹拌子 4 ヒーター 5 導管 6 ジャケット 7 凝縮器 8 ヒーター 9 側面 10 導管 11 ノズル 12 ポンプ 13 分離槽 14 仕切板 15 フィルタ 16 バルブ 17 超音波振動手段

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 廃プラスチックを熱分解し、得られる分
    解ガスを凝縮器により冷却して油状生成物及び固体生成
    物を分離、回収する廃プラスチックの油化方法におい
    て、分離した該油状生成物を該凝縮器内壁に噴射するこ
    とにより、該凝縮器内壁に該固体生成物の堆積を防止す
    ることを特徴とする廃プラスチックの油化方法。
  2. 【請求項2】 廃プラスチックを熱分解し、得られる分
    解ガスを凝縮器により冷却して油状生成物及び固体生成
    物を分離、回収する廃プラスチックの油化方法におい
    て、分離した該油状生成物を該凝縮器内に充填し、該充
    填した油状生成物に超音波振動を与えて該凝縮器を洗浄
    することを特徴とする廃プラスチックの油化方法。
  3. 【請求項3】 上記廃プラスチックが、芳香族カルボン
    酸及び/又はその誘導体をその熱分解ガスの成分として
    生成するものであることを特徴とする請求項1又は2記
    載の廃プラスチックの油化方法。
  4. 【請求項4】 廃プラスチックの熱分解槽と、熱分解ガ
    スを冷却して油状生成物及び固体生成物を生成する凝縮
    器と、これら両生成物を分離する分離槽を具備する廃プ
    ラスチックの油化装置において、分離した該油状生成物
    を該凝縮器内壁に噴射するノズルを有する導管を該凝縮
    器内部に具備することを特徴とする廃プラスチックの油
    化装置。
  5. 【請求項5】 更に、上記凝縮器底面に超音波振動手段
    を具備することを特徴とする請求項4記載の廃プラスチ
    ックの油化装置。
  6. 【請求項6】 上記廃プラスチックが、芳香族カルボン
    酸及び/又はその誘導体をその熱分解ガスの成分として
    生成するものであることを特徴とする請求項4又は5記
    載の廃プラスチックの油化装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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