JPH06220463A

JPH06220463A - 廃プラスチック又はゴム材から炭化水素油を得る方法及びその実施に使用される装置

Info

Publication number: JPH06220463A
Application number: JP5011469A
Authority: JP
Inventors: Tatsuto Fukushima; 立人福島; Toshitaka Takahashi; 敏貴高橋; Yoshio Tanimoto; 義雄谷本; Akiyoshi Muraoka; 明美村岡
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1993-01-27
Filing date: 1993-01-27
Publication date: 1994-08-09

Abstract

(57)【要約】【目的】廃プラスチック材あるいは廃ゴム材の熱分解ガ
スを接触分解して炭化水素油を得るにあたり、熱分解ガ
スに含まれるフタル酸の結晶化による接触分解ガス通路
の閉塞に起因する炭化水素油の回収率の低下を防止す
る。【構成】廃物化されたプラスチック材もしくはゴム材で
ある再生素材（１）を、熱分解によりフタル酸結晶を溶
解するε−カプロラクタムが得られる６−ナイロン
（５）と共に熱分解し、それにより得られる熱分解ガス
を塩化アルミニウム・六水和物（２１）を用いて接触分
解して接触分解ガスを得た後、その接触分解ガスに冷却
処理を施して低沸点炭化水素油（５０）を回収する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、廃物化されたプラスチ
ック材もしくはゴム材を利用して炭化水素油を得る方
法、及び、その実施に使用される装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現代の自動車においては、車体パネル，
各種の内装部品，タイヤ等々が、高分子化合物であるプ
ラスチック材あるいはゴム材によって形成されたものと
されており、プラスチック材あるいはゴム材の使用比率
が次第に高められてきている。それゆえ、例えば、１台
の自動車がその役割を終えて廃車処分されるだけでも、
相当量の廃物とされたプラスチック材あるいはゴム材、
即ち、廃プラスチック材あるいは廃ゴム材が生じること
になり、日々多数の自動車が廃車処分される現状におい
ては、それによって生じる廃プラスチック材あるいは廃
ゴム材の量は莫大なものとなる。

【０００３】このように、自動車に関連して生じる分だ
けであっても莫大な量となる廃プラスチック材あるいは
廃ゴム材については、自動車業界をはじめ各種の業界に
おいて、種々の有効な再利用が図られており、さらに、
その再利用を一層拡大するための努力が払われている。
このような状況のもとで、廃プラスチック材あるいは廃
ゴム材の再利用の一環として、例えば、特開昭63-17819
5 号公報にも示される如くに、廃プラスチック材から炭
化水素油を生成することが提案されており、生成された
炭化水素油は、燃料等として用いられる。

【０００４】廃プラスチック材から炭化水素油を生成す
るにあたっては、従来、廃プラスチック材を熱分解槽に
おいて熱分解し、それによって生成された熱分解ガス
を、さらに、ゼオライト等とされる適切な触媒を用いた
もとで接触分解し、それによって生成された接触分解ガ
スを冷却して、例えば、炭素原子数を２２以下とする比
較的低い沸点を有する炭化水素油を得るようになすこと
が知られている。また、このようにして、熱分解，接触
分解及び冷却という工程をもって炭化水素油を得る方法
は、廃プラスチック材に対してのみならず、廃ゴム材に
対しても適用される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述の如くの再利用さ
れる廃プラスチック材は、通常、その多くが、熱分解に
より比較的多量の塩酸を発生するポリ塩化ビニル等の塩
素系プラスチック材である。このような塩素系プラスチ
ック材が熱分解されて得られる熱分解ガスが、触媒とし
て、例えば、ゼオライトが用いられたもとで接触分解さ
れると、熱分解ガスに含まれた塩酸がゼオライトを侵し
て触媒機能を低下させるという問題がある。

【０００６】そこで、廃プラスチック材が熱分解されて
得られる熱分解ガスの接触分解を、ゼオライトに代え
て、塩酸を活性助剤とする塩化アルミニウム・六水和物
（ＡｌＣｌ₃・６Ｈ₂Ｏ）や塩化鉄・六水和物（ＦｅＣ
ｌ₃・６Ｈ₂Ｏ）等の固体酸触媒を用いて行うことが提
案されている。

【０００７】上述の如くに、塩酸を活性助剤とする固体
酸触媒が用いられて、廃プラスチック材あるいは廃ゴム
材から炭化水素油を回収するようにされても、熱分解に
供される廃プラスチック材あるいは廃ゴム材が、ポリ塩
化ビニル等に対する可塑剤として用いられるフタル酸エ
ステル系可塑剤が含有されたものとされた場合には、廃
プラスチック材あるいは廃ゴム材が熱分解されて得られ
た熱分解ガスが、約１９０℃とされる融点以下では結晶
化するフタル酸を含有するものとなる。そして、斯かる
フタル酸を含有した熱分解ガスが接触分解される場合に
は、それにより得られる接触分解ガス中にフタル酸が含
まれ、その接触分解ガスがそれから炭化水素油を得べく
冷却される際、接触分解ガスを冷却器に導く通路部分に
おいてフタル酸が結晶化して堆積し、それにより、接触
分解ガスを冷却器に導く通路部分が堆積したフタル酸結
晶により閉塞されて接触分解ガスの冷却処理に支障がき
たされてしまい、炭化水素油の回収率が低下する虞があ
る。

【０００８】なお、フタル酸結晶は、通常溶媒として用
いられる各種のものには溶解し難いものであるが、本願
の発明者により、ポリアミド樹脂等のアミド基をもつ材
料が溶媒として用いられた場合には、比較的容易に溶解
し得ることが確認されている。

【０００９】斯かる点に鑑み、本発明は、廃プラスチッ
ク材あるいは廃ゴム材を熱分解して得られる熱分解ガス
を固体酸触媒を用いたもとで接触分解し、それにより得
られる接触分解ガスを冷却処理して炭化水素油を得るに
あたり、廃プラスチック材あるいは廃ゴム材がフタル酸
エステル系可塑剤を含有するものとされて、熱分解ガス
を接触分解して得られた接触分解ガスがフタル酸を含む
ものとなる場合にも、接触分解ガスの冷却処理を支障な
く行うことができて、炭化水素油の回収率が低下する事
態を回避できることになる、廃プラスチック又はゴム材
から炭化水素油を得る方法及びその実施に使用される装
置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成すべ
く、本発明に係る廃プラスチック又はゴム材から炭化水
素油を得る方法は、廃物化されたプラスチック材もしく
はゴム材を、熱分解によりフタル酸結晶を溶解する溶解
剤が得られるアミド基を有する材料と共に、熱分解槽に
おいて熱分解し、熱分解槽から得られる熱分解生成物を
固体酸触媒を用いて接触分解して接触分解生成物を得た
後、その接触分解生成物に冷却処理を施して炭化水素油
を得るものとされる。

【００１１】また、本発明に係る炭化水素油生成装置
は、廃物化されたプラスチック材もしくはゴム材が供給
されるとともに、熱分解によりフタル酸結晶を溶解する
溶解剤が得られるアミド基を有する材料が供給されて、
廃物化されたプラスチック材もしくはゴム材及びアミド
基を有する材料が熱分解され、熱分解生成物が得られる
熱分解部と、熱分解部から得られる熱分解生成物が固体
酸触媒が用いられたもとで接触分解され、接触分解生成
物が得られる接触分解部と、接触分解部において得られ
る接触分解生成物に冷却処理が施されて炭化水素油が得
られる冷却部と、冷却部において得られる炭化水素油が
回収される炭化水素油回収部とが備えられて、構成され
る。

【００１２】

【作用】上述の如くの本発明に係る廃プラスチック又は
ゴム材から炭化水素油を得る方法及び炭化水素油生成装
置にあっては、廃物化されたプラスチック材もしくはゴ
ム材が熱分解され、それにより得られる熱分解生成物が
固体酸触媒が用いられたもとでの接触分解に供されて接
触分解生成物が得られ、得られた接触分解生成物に冷却
処理が施されて炭化水素油が得られるにあたり、熱分解
によりフタル酸結晶を溶解する溶解剤が得られるアミド
基を有する材料が廃物化されたプラスチック材もしくは
ゴム材と共に熱分解され、廃物化されたプラスチック材
もしくはゴム材が熱分解されて得られる熱分解生成物に
フタル酸結晶を溶解する溶解剤が含まれることになる。
それにより、熱分解生成物が固体酸触媒が用いられたも
とで接触分解されて得られる接触分解生成物が、フタル
酸結晶を溶解する溶解剤を含有するものとなる。

【００１３】従って、熱分解に供される廃物化されたプ
ラスチック材もしくはゴム材がフタル酸エステル系可塑
剤を含有するものとされて、熱分解生成物を接触分解し
て得られた接触分解生成物がフタル酸を含むものとな
り、斯かる接触分解生成物がそれから炭化水素油を得べ
く冷却されるにあたってフタル酸が冷却されて結晶化
し、接触分解部と冷却部との連結部等に堆積する事態
が、接触分解生成物に含有されたフタル酸結晶を溶解す
る溶解剤により結果的に防止される。その結果、接触分
解生成物の冷却に支障がきたされて炭化水素油の回収率
が低下する事態が回避される。

【００１４】

【実施例】図１は、本発明に係る廃プラスチック又はゴ
ム材から炭化水素油を得る方法の一例の実施に使用され
る、本発明に係る炭化水素油生成装置の一例を概略的に
示す。

【００１５】図１に示される炭化水素油生成装置の一例
においては、フタル酸エステル系可塑剤、例えば、フタ
ル酸ジオクチルが含有されたポリ塩化ビニル材等を含む
廃物化されたプラスチック材又は廃物化されたゴム材と
される再生素材１が貯蔵されたホッパ２と、アミド基を
持つポリアミド樹脂のうちの、例えば、６−ナイロン５
が貯蔵されたホッパ６とが備えられている。そして、ホ
ッパ２及び６に関連して、ホッパ２から供給される再生
素材１を、回動するスクリュー８によって粉砕するとと
もに熱分解槽１０に移送するスクリューコンベア１１
と、ホッパ６から供給される６−ナイロン５を、回動す
るスクリュー１２によって粉砕するとともに熱分解槽１
０に移送するスクリューコンベア１３とが設けられてい
る。

【００１６】熱分解槽１０は、スクリューコンベア１１
の搬出部及びスクリューコンベア１３の搬出部の夫々が
連結された導入口部１０Ａ及び１０Ｂが設けられた槽本
体１０Ｃと、導入口部１０Ａ及び１０Ｂの夫々から槽本
体１０Ｃの内部に供給された再生素材１及び６−ナイロ
ン５を熱分解すべく加熱する加熱部１５とにより構成さ
れている。加熱部１５は、槽本体１０Ｃに配されて槽本
体１０Ｃの内部の温度を検出する温度センサ１７からの
検出出力に基づいて、槽本体１０Ｃ内における熱分解温
度が４００℃〜５００℃の範囲内に維持されるように温
度調整制御が行われるものとされている。

【００１７】熱分解槽１０における槽本体１０Ｃの上方
部分は、槽本体１０Ｃ内に得られる熱分解生成物である
熱分解ガスの接触分解が行われる接触分解槽２０のガス
導入口部２０Ａに連結されている。接触分解槽２０に
は、固体酸触媒として、塩酸を活性助剤とする塩化アル
ミニウム・六水和物２１が内蔵されており、熱分解槽１
０における槽本体１０Ｃからガス導入口部２０Ａを通じ
て供給される熱分解ガスが、塩化アルミニウム・六水和
物２１に接触して接触分解される。接触分解槽２０は、
それに配されて内部の温度を検出する温度センサ２２か
らの検出出力に基づいて温度調整制御がなされる図示が
省略された加熱部により、その内部における接触分解温
度が２００℃〜２５０℃の範囲内に維持されるように加
熱される。

【００１８】接触分解槽２０におけるガス送出口部２０
Ｂには、導管２４の一端が接続されている。導管２４
は、その他端が、接触分解槽２０において得られる接触
分解生成物である接触分解ガスを、液状成分とガス状成
分とに分離する分離器２５に接続されており、分離器２
５には、さらに、導管２７及び２８の夫々における一端
が接続されている。導管２７の他端は、分離器２５にお
いて接触分解ガスが分離されて得られたガス状成分の冷
却が行われる冷却器３０の入口部に接続されるととも
に、導管２８の他端は、２０％水酸化ナトリウム（Ｎａ
ＯＨ）とされる中和液３１が内蔵された中和槽３２内に
伸びている。冷却器３０の出口部は、導管３３を介して
中和槽３２に通じている。中和槽３２は、中和液３１を
攪拌する回転攪拌器３４を備えたものとされている。冷
却器３０の出口部から伸びた導管３３は、その先端が中
和槽３２内における中和液３１中にまで達するものとさ
れている。また、導管２７には、スクリューコンベア１
３におけるスクリュー１２の回転速度を調整する溶解材
料量制御部３５に対して検出出力を送出する塩酸濃度セ
ンサ３６が介在せしめられている。

【００１９】中和槽３２の内部における中間部分は、導
管３８を介して、水３９が内蔵された炭化水素油回収槽
４０に通じており、また、中和槽３２の内部における上
方部分は、導管４１を介して、ブロア４２に通じてい
る。ブロア４２は、導管４３を介してアキュムレータ４
４に通じ、さらに、アキュムレータ４４は、導管４５を
介して熱分解槽１０における加熱部１５に通じるものと
されている。

【００２０】このように構成される本発明に係る炭化水
素油生成装置の一例を使用して、本発明に係る廃プラス
チック又はゴム剤から炭化水素油を得る方法の一例を実
施するにあたっては、先ず、ホッパ２に貯蔵された再生
素材１を、スクリューコンベア１１によって、熱分解槽
１０内に供給するとともに、ホッパ６に貯蔵された６−
ナイロン５を、スクリューコンベア１３よって、熱分解
槽１０内に供給する。そして、熱分解槽１０における加
熱部１５によって槽本体１０Ｃを加熱し、槽本体１０Ｃ
内において再生素材１及び６−ナイロン５の熱分解が行
われる状態となす。このとき、加熱部１５に対する温度
センサ１７からの検出出力に基づく温度調整制御が行わ
れて、槽本体１０Ｃ内における熱分解温度が４００℃〜
５００℃の範囲内の所定の値に維持される状態となす。
それにより、槽本体１０Ｃの内部には、再生素材１及び
６−ナイロン５の熱分解により、熱分解生成物である熱
分解ガスが得られる。斯かる熱分解ガスは、再生素材１
の一部をなすポリ塩化ビニルから発生せしめられた塩
酸，ポリ塩化ビニルに含有されたフタル酸ジオクチルが
熱分解されて生成されたフタル酸、及び、６−ナイロン
５が熱分解されて得られる、フタル酸結晶を溶解する溶
解剤であるε−カプロラクタム等を含むものとなる。

【００２１】槽本体１０Ｃの内部に得られる熱分解ガス
は、接触分解槽２０に設けられガス導入口部２０Ａを通
じて接触分解槽２０の内部に導入され、接触分解槽２０
に内蔵された固体酸触媒としての塩化アルミニウム・六
水和物２１に接触し、その結果、接触分解槽２０におい
て、熱分解槽１０からの熱分解ガスの接触分解が行われ
る。このとき、接触分解槽２０に設けられた加熱部に対
する温度センサ２２からの検出出力に基づく温度調整制
御が行われて、接触分解槽２０内における接触分解温度
が２００℃〜２５０℃の範囲内の所定の値に維持される
状態となす。それにより、接触分解槽２０の内部には、
熱分解槽１０からの熱分解ガスの接触分解による接触分
解生成物である接触分解ガスが得られる。

【００２２】接触分解槽２０の内部に得られた接触分解
ガスは、導管２４を通じて分離器２５に供給され、液状
成分とガス状成分とに分離される。分離器２５において
得られた液状成分は、導管２８を通じて中和槽３２内に
供給され、また、ガス状成分は、接触分解ガスに含有さ
れていた塩酸，フタル酸及びε−カプロラクタム等を含
むものとなり、塩酸濃度センサ３６が設けられた導管２
７を通じて冷却器３０に供給される。斯かる際、導管２
７内を通じるガス状成分中に含まれる塩酸の濃度が、塩
酸濃度センサ３６により検知される。塩酸濃度センサ３
６は、ガス状成分中における塩酸の濃度をあらわす検出
出力を溶解材料量制御部３５に供給する。

【００２３】溶解材料量制御部３５においては、塩酸濃
度センサ３６からのガス状成分中の塩酸の濃度をあらわ
す検出出力から、再生素材１に含まれるポリ塩化ビニル
の量が求められるとともに、その求められたポリ塩化ビ
ニルの量から、ポリ塩化ビニルに含有されたフタル酸ジ
オクチルの量が求められて、フタル酸ジオクチルが熱分
解槽１０内において熱分解されて生成されるフタル酸の
量が推定される。そして、推定されたフタル酸の量に基
づいて形成された制御駆動信号が、溶解材料量制御部３
５からスクリューコンベア１３の駆動部に供給される。
スクリューコンベア１３にあっては、その駆動部に供給
される制御駆動信号により、スクリュー１２の回転が調
整され、その結果、ホッパ６から熱分解槽１０内には、
再生素材１中におけるポリ塩化ビニルが含有するフタル
酸ジオクチルにより生成されるフタル酸が結晶化したと
きその結晶化したフタル酸を溶解し得る量のε−カプロ
ラクタムが得られることになる量の６−ナイロン５が供
給される。それにより、熱分解槽１０内において得られ
る熱分解ガスは、それに含まれたフタル酸の結晶化を防
止することができる量のε−カプロラクタムを含有する
ものとなる。

【００２４】従って、分離器２５から導管２７を通じて
冷却器３０に供給されるガス状成分中に含まれるフタル
酸が、導管２７における冷却器３０の影響により比較的
低い温度とされた部分において結晶化する事態がまねか
れた場合には、そのフタル酸結晶がガス状成分中に含ま
れるε−カプロラクタムにより溶解されるので、導管２
７が堆積したフタル酸結晶により閉塞される事態が防止
され、冷却器３０には、ガス状成分が良好な状態をもっ
て導入されることになる。

【００２５】分離器２５から冷却器３０に供給されたガ
ス状成分は、冷却器３０によって冷却される。それによ
り、冷却器３０において、ガス状成分に基づく低沸点炭
化水素油と未反応分解ガス成分とが得られる。そして、
冷却器３０において得られた低沸点炭化水素油及び未反
応分解ガス成分を、導管３３を通じて、中和槽３２に内
蔵された中和液３１中に供給する。中和槽３２内におい
ては、底部側から上方に向けて順次重なる、中和液３１
の層，冷却部３０からの低沸点炭化水素油５０の層、及
び、冷却器３０からの未反応分解ガス成分５１の層が形
成される。

【００２６】このようにして中和槽３２内において中間
層を成して得られる低沸点炭化水素油５０を、導管３８
を通じて炭化水素油回収槽４０に供給し、それにより、
低沸点炭化水素油５０が回収される状態となす。

【００２７】また、中和槽３２内において最上層を成し
て得られる未反応分解ガス成分５１を、導管４１を通じ
てブロワ４２に供給する。ブロワ４２に供給された未反
応分解ガス成分５１は、ブロワ４２により導管４３を通
じてアキュムレータ４４に送り込まれ、さらに、アキュ
ムレータ４４から導管４５を介して熱分解槽１０におけ
る加熱部１５に供給されて、加熱部１５において再利用
される。

【００２８】このようにして再生素材１から生成され、
炭化水素油回収槽４０に回収された低沸点炭化水素油５
０は、分離器２５と冷却器３０とを連結する導管２７が
フタル酸結晶により閉塞されることなく、分離器２５か
らのガス状成分が冷却器３０に良好な状態をもって導か
れることにより、回収率が向上せしめられたものとされ
る。また、斯かる炭化水素油回収槽４０に回収された低
沸点炭化水素油５０は、導管５２を通じて炭化水素油回
収槽４０から導出され、例えば、燃料として用いられ
る。

【００２９】なお、ε−カプロラクタムの量によって
は、中和槽３２内においてフタル酸と共にε−カプロラ
クタムが再結晶するが、再結晶したε−カプロラクタム
は湯洗いにより溶解することができるので、フタル酸と
ε−カプロラクタムとの再結晶体を中和槽３２から取り
出して湯洗いすることにより、フタル酸結晶を有用物と
して回収することができる。

【００３０】

【発明の効果】以上の説明から明らかな如く、本発明に
係る廃プラスチック又はゴム材から炭化水素油を得る方
法及び炭化水素油生成装置によれば、熱分解によりフタ
ル酸結晶を溶解する溶解剤が得られるアミド基を有する
材料が廃物化されたプラスチック材もしくはゴム材と共
に熱分解され、廃物化されたプラスチック材もしくはゴ
ム材が熱分解されて得られる熱分解生成物にフタル酸結
晶を溶解する溶解剤が含まれることになるので、熱分解
生成物が固体酸触媒が用いられたもとで接触分解されて
得られる接触分解生成物を、フタル酸結晶を溶解する溶
解剤を含有するものとすることができる。従って、熱分
解に供される廃物化されたプラスチック材もしくはゴム
材がフタル酸エステル系可塑剤を含有するものとされ
て、熱分解生成物を接触分解して得られた接触分解生成
物がフタル酸を含むものとなる場合にも、斯かる接触分
解生成物がそれから炭化水素油を得べく冷却されるにあ
たってフタル酸が冷却されて結晶化し、接触分解部と冷
却部との連結部等に堆積する事態が、接触分解生成物に
含有されたフタル酸結晶を溶解する溶解剤により結果的
に防止でき、それにより、接触分解生成物の冷却に支障
がきたされて炭化水素油の回収率が低下する事態を回避
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る廃プラスチック又はゴム材から炭
化水素油を得る方法の一例の実施に使用される、本発明
に係る炭化水素油生成装置の一例を示す概略構成図であ
る。

【符号の説明】

１再生素材２，６ホッパ５６−ナイロン１０熱分解槽１１，１３スクリューコンベア１５加熱部２０接触分解槽２１塩化アルミニウム・六水和物２５分離器３０冷却器３２中和槽３５溶解材料量制御部３６塩酸濃度センサ４０炭化水素油回収槽

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者村岡明美広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】廃物化されたプラスチック材もしくはゴム
材を、熱分解によりフタル酸結晶を溶解する溶解剤が得
られるアミド基を有する材料と共に、熱分解槽において
熱分解し、該熱分解槽から得られる熱分解生成物を固体
酸触媒を用いて接触分解して接触分解生成物を得た後、
該接触分解生成物に冷却処理を施して炭化水素油を得る
ことを特徴とする廃プラスチック又はゴム材から炭化水
素油を得る方法。
【請求項２】熱分解生成物を液状成分とガス状成分とに
分離し、該ガス状成分に含まれる塩酸の濃度を検出し、
該検出された塩酸の濃度に基づいて、熱分解に供される
アミド基を有する材料の量を調整することを特徴とする
請求項１記載の廃プラスチック又はゴム材から炭化水素
油を得る方法。
【請求項３】廃物化されたプラスチック材もしくはゴム
材が供給されるとともに、熱分解によりフタル酸結晶を
溶解する溶解剤が得られるアミド基を有する材料が供給
されて、上記廃物化されたプラスチック材もしくはゴム
材及び上記アミド基を有する材料が熱分解され、熱分解
生成物が得られる熱分解部と、該熱分解部から得られる熱分解生成物が固体酸触媒が用
いられたもとで接触分解され、接触分解生成物が得られ
る接触分解部と、該接触分解部において得られる接触分解生成物に冷却処
理が施されて炭化水素油が得られる冷却部と、該冷却部において得られる炭化水素油が回収される炭化
水素油回収部と、を備えて構成される炭化水素油生成装
置。
【請求項４】熱分解生成物が液状成分とガス状成分とに
分離される分離部と、該分離部から得られる上記ガス状
成分に含まれる塩酸の濃度を検出する検出手段と、該検
出手段により検出された塩酸の濃度に基づいて、熱分解
部に供給されるアミド基を有する材料の量を調整する制
御部とが備えられたことを特徴とする請求項３記載の炭
化水素油生成装置。
【請求項５】アミド基を有する材料がポリアミド樹脂と
されることを特徴とする請求項３又は４記載の炭化水素
油生成装置。