JPH07256228A - 木材、炭水化物、廃プラスチック類の接触熱分解法 - Google Patents
木材、炭水化物、廃プラスチック類の接触熱分解法Info
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- JPH07256228A JPH07256228A JP5079394A JP5079394A JPH07256228A JP H07256228 A JPH07256228 A JP H07256228A JP 5079394 A JP5079394 A JP 5079394A JP 5079394 A JP5079394 A JP 5079394A JP H07256228 A JPH07256228 A JP H07256228A
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- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/78—Recycling of wood or furniture waste
Landscapes
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 木材、炭水化物、廃プラスチック類を接触熱
分解する方法を提供する。 【構成】 １００〜１５００μｍの粒度を有する触媒粒
子を、水素、窒素およびスチームから選択された１種ま
たはそれ以上のガスを用いて温度４５０〜７００℃で粉
粒流動層を形成させ、この流動層に１〜２００μｍの粒
度の木材、炭水化物、廃プラスチック類の１種またはそ
れ以上を供給し、これら木材、炭水化物、廃プラスチッ
ク類の１種またはそれ以上を常圧〜６０Kg／cm2 ・Ｇの
圧力のもとに接触熱分解することにより、有用な熱分解
産物を回収できる。
分解する方法を提供する。 【構成】 １００〜１５００μｍの粒度を有する触媒粒
子を、水素、窒素およびスチームから選択された１種ま
たはそれ以上のガスを用いて温度４５０〜７００℃で粉
粒流動層を形成させ、この流動層に１〜２００μｍの粒
度の木材、炭水化物、廃プラスチック類の１種またはそ
れ以上を供給し、これら木材、炭水化物、廃プラスチッ
ク類の１種またはそれ以上を常圧〜６０Kg／cm2 ・Ｇの
圧力のもとに接触熱分解することにより、有用な熱分解
産物を回収できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は木材、炭水化物、廃プラ
スチック類を接触熱分解すると同時に有用な熱分解産物
を回収する方法を提供するものである。
スチック類を接触熱分解すると同時に有用な熱分解産物
を回収する方法を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】本発明者らは、炭酸カルシウム、シリ
カ、アルミナ等の触媒粒子と石炭微粉末とから流動層を
形成し、石炭微粉末を熱分解する方法を以前に提案して
いる（特願平２−８３５５号）。この方法では、石炭の
熱分解産物のうち、付加価値の高い芳香族化合物である
ベンゼン、トルエン、キシレン、ナフタレン（以下ＢＴ
ＸＮと略記する）が出発石炭原料に対し1.7 重量％しか
得られなかった。
カ、アルミナ等の触媒粒子と石炭微粉末とから流動層を
形成し、石炭微粉末を熱分解する方法を以前に提案して
いる（特願平２−８３５５号）。この方法では、石炭の
熱分解産物のうち、付加価値の高い芳香族化合物である
ベンゼン、トルエン、キシレン、ナフタレン（以下ＢＴ
ＸＮと略記する）が出発石炭原料に対し1.7 重量％しか
得られなかった。
【０００３】そこで触媒としてCo-Mo 触媒、Ni-Mo 触
媒、あるいは硫化鉄触媒を使用することによりＢＴＸＮ
の収率を高める方法を提案した（特願平４−９７７０４
号）。この後者方法によれば石炭からＢＴＸＮが7.2 重
量％（対無水無灰炭基準）の収率で得られている。
媒、あるいは硫化鉄触媒を使用することによりＢＴＸＮ
の収率を高める方法を提案した（特願平４−９７７０４
号）。この後者方法によれば石炭からＢＴＸＮが7.2 重
量％（対無水無灰炭基準）の収率で得られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこれらの
方法では、原料として石炭を使用しており、この石炭は
コストが高くつくだけでなく、将来的には枯渇する有限
な資源である。従ってこの有限で貴重な化石資源に頼る
ことなく付加価値の高い熱分解産物を得る方法の開発が
求められていた。
方法では、原料として石炭を使用しており、この石炭は
コストが高くつくだけでなく、将来的には枯渇する有限
な資源である。従ってこの有限で貴重な化石資源に頼る
ことなく付加価値の高い熱分解産物を得る方法の開発が
求められていた。
【０００５】今、木材資源、植物資源、およびそれらの
利用後の廃棄物、のみならず現在処理に困っている廃プ
ラスチック類を石炭に代えて使用した場合にも、石炭の
熱分解におけると同等以上の有用炭化水素化合物が得ら
れることが判明した。
利用後の廃棄物、のみならず現在処理に困っている廃プ
ラスチック類を石炭に代えて使用した場合にも、石炭の
熱分解におけると同等以上の有用炭化水素化合物が得ら
れることが判明した。
【０００６】
【課題を解決するための手段】それゆえ本発明は、石炭
原料に代えて木材、炭水化物、廃プラスチック類を接触
熱分解する方法を提供するものである。すなわち本発明
は、１００〜１５００μｍの粒度を有する触媒粒子を、
水素、窒素およびスチームから選択された１種またはそ
れ以上のガスを用いて温度４５０〜７００℃で粉粒流動
層を形成させ、この流動層に、１〜２００μｍの粒度の
木材、炭水化物、廃プラスチック類の１種またはそれ以
上を供給し、これら木材、炭水化物、廃プラスチック類
の１種またはそれ以上を常圧〜６０Kg／cm2 ・Ｇの圧力
のもとに接触熱分解し、同時に有用な熱分解産物を回収
する方法を提供するものである。
原料に代えて木材、炭水化物、廃プラスチック類を接触
熱分解する方法を提供するものである。すなわち本発明
は、１００〜１５００μｍの粒度を有する触媒粒子を、
水素、窒素およびスチームから選択された１種またはそ
れ以上のガスを用いて温度４５０〜７００℃で粉粒流動
層を形成させ、この流動層に、１〜２００μｍの粒度の
木材、炭水化物、廃プラスチック類の１種またはそれ以
上を供給し、これら木材、炭水化物、廃プラスチック類
の１種またはそれ以上を常圧〜６０Kg／cm2 ・Ｇの圧力
のもとに接触熱分解し、同時に有用な熱分解産物を回収
する方法を提供するものである。
【０００７】本発明方法により生成する熱分解産物は、
前記芳香族化合物であるベンゼン、トルエン、キシレ
ン、ナフタレンに加え、メタン、エタン、エチレン、プ
ロパン、プロピレンのようなガス状炭化水素（以下炭化
水素ガスと略記する）、および炭化物であるチャーがあ
げられ、それらは分別回収される。本発明方法に使用さ
れる出発原料である木材、炭水化物、廃プラスチック類
の詳細な例をあげれば、木質系材料、植物およびその断
片またはそれらを含有する物質、例えば茎、麦わら、サ
トウキビ抽出残渣、製紙廃スラッジ、アルコール発酵残
渣等、およびプラスチック廃棄物である。
前記芳香族化合物であるベンゼン、トルエン、キシレ
ン、ナフタレンに加え、メタン、エタン、エチレン、プ
ロパン、プロピレンのようなガス状炭化水素（以下炭化
水素ガスと略記する）、および炭化物であるチャーがあ
げられ、それらは分別回収される。本発明方法に使用さ
れる出発原料である木材、炭水化物、廃プラスチック類
の詳細な例をあげれば、木質系材料、植物およびその断
片またはそれらを含有する物質、例えば茎、麦わら、サ
トウキビ抽出残渣、製紙廃スラッジ、アルコール発酵残
渣等、およびプラスチック廃棄物である。
【０００８】これら木材、炭水化物、廃プラスチック類
は４５０〜７００℃程度の温度にさらすと熱分解され
て、メタン、エチレン、等の炭化水素ガスや、分子量が
数１００程度のタール類と呼ばれる種類の炭化水素化合
物に一次分解される。これら分解物は４５０℃以上の温
度では通常気体であり、これらが本発明におけるように
適当な触媒および適当な流動化ガスを用いて反応させた
場合に、芳香族化合物であるベンゼン、トルエン、キシ
レン、などの付加価値の高い炭化水素化合物を生ずるも
のと見られる。
は４５０〜７００℃程度の温度にさらすと熱分解され
て、メタン、エチレン、等の炭化水素ガスや、分子量が
数１００程度のタール類と呼ばれる種類の炭化水素化合
物に一次分解される。これら分解物は４５０℃以上の温
度では通常気体であり、これらが本発明におけるように
適当な触媒および適当な流動化ガスを用いて反応させた
場合に、芳香族化合物であるベンゼン、トルエン、キシ
レン、などの付加価値の高い炭化水素化合物を生ずるも
のと見られる。
【０００９】以下、本発明を図１に基づき説明する。粉
粒流動層接触熱分解装置２に触媒粒子を導入する。この
装置の下部から、水素、窒素およびスチームから選択さ
れた１種またはそれ以上の流動化ガスを供給して触媒粒
子の流動層を形成させ、ヒーター３によりこの流動層を
所定温度に加熱する。ここで触媒粒子としては１００〜
１５００μｍの粒度、好ましくは２５０μｍ〜５００μ
ｍを有するCo-Mo 触媒、 Ni-Mo触媒、FeS 2 （バイライ
ト）／Fe1-x S （ピロータイト）触媒粒子などの水素化
触媒が用いられる。
粒流動層接触熱分解装置２に触媒粒子を導入する。この
装置の下部から、水素、窒素およびスチームから選択さ
れた１種またはそれ以上の流動化ガスを供給して触媒粒
子の流動層を形成させ、ヒーター３によりこの流動層を
所定温度に加熱する。ここで触媒粒子としては１００〜
１５００μｍの粒度、好ましくは２５０μｍ〜５００μ
ｍを有するCo-Mo 触媒、 Ni-Mo触媒、FeS 2 （バイライ
ト）／Fe1-x S （ピロータイト）触媒粒子などの水素化
触媒が用いられる。
【００１０】一方、木材、炭水化物、廃プラスチック類
の１種またはそれ以上の出発原料の１〜２００μｍの微
細な粒度のものを、微粒子供給器１から前記熱分解装置
２に供給し、前記触媒粒子の流動層に導入され、そこで
温度４５０〜７００℃、好ましくは５５０〜６００℃、
および常圧〜６０Kg／cm2 ・Ｇ、好ましくは常圧〜１Kg
／cm2 ・Ｇの圧力のもとに接触熱分解される。熱分解産
物のうち、固形物であるチャーと無機物はサイクロン４
で捕集される。ＢＴＸＮ等はコールドトラップ６により
捕集される。また、炭化水素ガスは、流動層形成に使用
されたガスと共に一部はガスバッグ５に捕集され、大部
分は放出後循環再使用される。
の１種またはそれ以上の出発原料の１〜２００μｍの微
細な粒度のものを、微粒子供給器１から前記熱分解装置
２に供給し、前記触媒粒子の流動層に導入され、そこで
温度４５０〜７００℃、好ましくは５５０〜６００℃、
および常圧〜６０Kg／cm2 ・Ｇ、好ましくは常圧〜１Kg
／cm2 ・Ｇの圧力のもとに接触熱分解される。熱分解産
物のうち、固形物であるチャーと無機物はサイクロン４
で捕集される。ＢＴＸＮ等はコールドトラップ６により
捕集される。また、炭化水素ガスは、流動層形成に使用
されたガスと共に一部はガスバッグ５に捕集され、大部
分は放出後循環再使用される。
【００１１】本発明方法で使用される粉粒流動層接触熱
分解装置とは、１００〜１５００μｍ程度の粒子（ここ
では触媒粒子）をガスを用いて流動化させて流動層とな
し、そこに１〜２００μｍの微粒子となした木材、炭水
化物、廃プラスチック類を導入して反応させる装置であ
る。比較的粒度の低い出発原料の微粒子は、より粗い触
媒粒子の表面に付着し易いので、粉粒流動層においては
装置内での出発原料微粒子の滞留時間はガスのそれの約
数百倍とすることができる。
分解装置とは、１００〜１５００μｍ程度の粒子（ここ
では触媒粒子）をガスを用いて流動化させて流動層とな
し、そこに１〜２００μｍの微粒子となした木材、炭水
化物、廃プラスチック類を導入して反応させる装置であ
る。比較的粒度の低い出発原料の微粒子は、より粗い触
媒粒子の表面に付着し易いので、粉粒流動層においては
装置内での出発原料微粒子の滞留時間はガスのそれの約
数百倍とすることができる。
【００１２】この出発原料微粒子の滞留時間と、好適な
触媒とを適当に選択することにより、ＢＴＸＮ等の収率
を高めることができる。本発明方法における出発原料で
ある木材、炭水化物、廃プラスチック類は、粉砕等の任
意の適当な手段により１〜２００μｍの微粒子となすこ
とができる。本発明方法においては、木質系物質、炭水
化物、廃プラスチック類のような産業廃棄物を再利用で
きるのみならず、同時に芳香族化合物、種々の炭化水素
ガス、チャー等の有用な熱分解産物を回収でき、工業上
非常に有用性が高い。
触媒とを適当に選択することにより、ＢＴＸＮ等の収率
を高めることができる。本発明方法における出発原料で
ある木材、炭水化物、廃プラスチック類は、粉砕等の任
意の適当な手段により１〜２００μｍの微粒子となすこ
とができる。本発明方法においては、木質系物質、炭水
化物、廃プラスチック類のような産業廃棄物を再利用で
きるのみならず、同時に芳香族化合物、種々の炭化水素
ガス、チャー等の有用な熱分解産物を回収でき、工業上
非常に有用性が高い。
【００１３】本発明で使用される水素、窒素およびスチ
ームから選択される１種またはそれ以上のガスは、水素
またはスチームまたはそれらの混合物が好ましく、特に
水素が好ましい。これらガスは熱分解装置から回収し循
環再利用できるので経済的である。以下に本発明の実施
例をあげる。
ームから選択される１種またはそれ以上のガスは、水素
またはスチームまたはそれらの混合物が好ましく、特に
水素が好ましい。これらガスは熱分解装置から回収し循
環再利用できるので経済的である。以下に本発明の実施
例をあげる。
【００１４】
実施例１ 内径２．５ｃｍ、高さ７０ｃｍを有する、図１に示すよ
うな流動層接触熱分解装置に、２５０〜１０００μｍの
粒度、平均３７０μｍの粒度を有するCo-Mo 触媒を静止
層高で８ｃｍまで充填し、空筒基準ガス速度３２ｃｍ／
秒で、水素ガスを用い温度５８０℃で流動化させた。そ
こへ平均粒子径８０μｍの木材チップを供給して常圧下
で４０分間接触熱分解させた。
うな流動層接触熱分解装置に、２５０〜１０００μｍの
粒度、平均３７０μｍの粒度を有するCo-Mo 触媒を静止
層高で８ｃｍまで充填し、空筒基準ガス速度３２ｃｍ／
秒で、水素ガスを用い温度５８０℃で流動化させた。そ
こへ平均粒子径８０μｍの木材チップを供給して常圧下
で４０分間接触熱分解させた。
【００１５】２種類の木材チップを使用して熱分解を行
った後の分解生成物を分析した結果を図２、図３、図４
および図５に示す。図２〜図５から明らかなとおり、芳
香族化合物であるベンゼン、トルエン、キシレン、ナフ
タレン等の液状化合物は出発原料である木材チップの重
量に基づき約６％（図２）の収率で得られ、一方炭化水
素ガスであるメタン、エタン、エチレン、プロパン、プ
ロピレン等のガス状成分は約１５％（図３）の収率で得
られた。これら炭化水素ガスは流動層形成に使用された
ガスと共に大部分は循環再使用された。
った後の分解生成物を分析した結果を図２、図３、図４
および図５に示す。図２〜図５から明らかなとおり、芳
香族化合物であるベンゼン、トルエン、キシレン、ナフ
タレン等の液状化合物は出発原料である木材チップの重
量に基づき約６％（図２）の収率で得られ、一方炭化水
素ガスであるメタン、エタン、エチレン、プロパン、プ
ロピレン等のガス状成分は約１５％（図３）の収率で得
られた。これら炭化水素ガスは流動層形成に使用された
ガスと共に大部分は循環再使用された。
【００１６】また図４および図５に示すとおり、木材チ
ップを熱分解させる場合は、反応温度は５９０℃が最適
で、６１０℃まで上げると芳香族化合物ＢＴＸＮの収率
が急激に減少し、炭化水素ガスの生成が急増することが
分かる。 実施例２ 内径２．５ｃｍ、高さ７０ｃｍを有する、図１に示すよ
うな流動層接触熱分解装置に、２５０〜１２００μｍ、
平均４８０μｍの粒度を有するシリカ触媒粒子を静止層
高で８ｃｍまで充填し、空筒基準ガス速度５０ｃｍ／秒
で、水素ガスを用い温度５８０℃で流動化させた。そこ
へ平均粒子径８０μｍの木材チップを供給して常圧下で
４０分間接触熱分解させた。
ップを熱分解させる場合は、反応温度は５９０℃が最適
で、６１０℃まで上げると芳香族化合物ＢＴＸＮの収率
が急激に減少し、炭化水素ガスの生成が急増することが
分かる。 実施例２ 内径２．５ｃｍ、高さ７０ｃｍを有する、図１に示すよ
うな流動層接触熱分解装置に、２５０〜１２００μｍ、
平均４８０μｍの粒度を有するシリカ触媒粒子を静止層
高で８ｃｍまで充填し、空筒基準ガス速度５０ｃｍ／秒
で、水素ガスを用い温度５８０℃で流動化させた。そこ
へ平均粒子径８０μｍの木材チップを供給して常圧下で
４０分間接触熱分解させた。
【００１７】芳香族化合物であるベンゼン、トルエン、
キシレン、ナフタレン等の液状化合物が木材チップに基
づき約１．５重量％の収率で得られ、一方炭化水素ガス
であるメタン、エタン、エチレン、プロパン、プロピレ
ン等のガス状成分が約５．５％の収率で得られた。
キシレン、ナフタレン等の液状化合物が木材チップに基
づき約１．５重量％の収率で得られ、一方炭化水素ガス
であるメタン、エタン、エチレン、プロパン、プロピレ
ン等のガス状成分が約５．５％の収率で得られた。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、出発原料として石炭を
使用することなく、木質系物質、炭水化物、廃プラスチ
ック類のような産業廃棄物を利用できるのみならず、同
時に芳香族化合物、種々の炭化水素ガス、チャー等の有
用な熱分解産物を回収でき、工業上非常に有用性が高
い。
使用することなく、木質系物質、炭水化物、廃プラスチ
ック類のような産業廃棄物を利用できるのみならず、同
時に芳香族化合物、種々の炭化水素ガス、チャー等の有
用な熱分解産物を回収でき、工業上非常に有用性が高
い。
【図１】本発明の工程を示す図である。
【図２】分解生成物中に占める芳香族炭化水素化合物の
収率を示すグラフである。
収率を示すグラフである。
【図３】分解生成物中に占める炭化水素ガスの収率を示
すグラフである。
すグラフである。
【図４】芳香族炭化水素化合物の収率に及ぼす反応温度
の影響を示すグラフである。
の影響を示すグラフである。
【図５】炭化水素ガスの収率に及ぼす反応温度の影響を
示すグラフである。
示すグラフである。
１ 微粒子供給器 ２ 粉粒流動層接触熱分解装置 ３ ヒーター ４ サイクロン ５ ガスバッグ ６ コールドトラップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ１０Ｇ 1/00 Ｂ 2115−4Ｈ 1/10 2115−4Ｈ 11/18 6958−4Ｈ Ｃ１０Ｊ 3/00 Ａ Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０２ Ａ (72)発明者 神田 伸靖 千葉県市原市八幡海岸通１番地 三井造船 株式会社千葉事業所内 (72)発明者 阿部 一雄 東京都中央区築地５丁目６番４号 三井造 船株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 １００〜１５００μｍの粒度を有する触
媒粒子を、水素、窒素およびスチームから選択された１
種またはそれ以上のガスを用いて温度４５０〜７００℃
で粉粒流動層を形成させ、この流動層に、１〜２００μ
ｍの粒度の木材、炭水化物、廃プラスチック類の１種ま
たはそれ以上を供給し、これら木材、炭水化物、廃プラ
スチック類の１種またはそれ以上を常圧〜６０Kg／cm2
・Ｇの圧力のもとに接触熱分解し、同時に有用な熱分解
産物を回収する方法。 - 【請求項２】 前記温度が５５０〜６００℃でありそし
て圧力が常圧〜１Kg／cm2 ・Ｇである請求項１記載の方
法。 - 【請求項３】 前記ガスが水素ガスである請求項１また
は２項記載の方法。 - 【請求項４】 前記温度が５９０℃である請求項１〜３
項のいずれか１項記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5079394A JPH07256228A (ja) | 1994-03-22 | 1994-03-22 | 木材、炭水化物、廃プラスチック類の接触熱分解法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5079394A JPH07256228A (ja) | 1994-03-22 | 1994-03-22 | 木材、炭水化物、廃プラスチック類の接触熱分解法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07256228A true JPH07256228A (ja) | 1995-10-09 |
Family
ID=12868684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5079394A Pending JPH07256228A (ja) | 1994-03-22 | 1994-03-22 | 木材、炭水化物、廃プラスチック類の接触熱分解法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07256228A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011514927A (ja) * | 2008-03-04 | 2011-05-12 | ユニバーシティ オブ マサチューセッツ | 固体バイオマス、ならびに関連するバイオ燃料、芳香族化合物、およびオレフィン化合物の触媒熱分解 |
| KR20120104520A (ko) * | 2009-09-09 | 2012-09-21 | 아넬로테크, 인코퍼레이티드 | 임의의 올레핀 재순환과 함께 방향족의 생산을 위한 바이오매스 및 탄화수소성 물질의 촉매 열분해를 위한 시스템 및 방법, 및 촉매 열분해를 위해서 선택된 입자 크기를 지니는 촉매 |
| KR20140035904A (ko) * | 2011-04-18 | 2014-03-24 | 가스 테크놀러지 인스티튜트 | 슬러그 형성 방지 반응기를 특징으로 하는 큰 촉매 입자와 작은 바이오매스 입자를 사용하는 기포 베드 촉매 수소열분해 처리 |
| JP2014529663A (ja) * | 2011-09-01 | 2014-11-13 | ユニバーシティ オブ マサチューセッツ | 流体の炭化水素を生成する方法 |
| JP2016510076A (ja) * | 2013-02-12 | 2016-04-04 | サウディ ベーシック インダストリーズ コーポレイション | 温度制御を用いるオレフィンおよび芳香族生成物へのプラスチックの転化 |
| EP3792336A1 (en) * | 2013-01-22 | 2021-03-17 | Anellotech, Inc. | Gas jet injector reactor and method for catalytic fast pyrolysis |
| JP2022521284A (ja) * | 2019-02-21 | 2022-04-06 | テクノロギアン トゥトキムスケスクス ヴェーテーテー オイ | 炭化水素を製造するための方法及びプロセス配列、並びに使用 |
-
1994
- 1994-03-22 JP JP5079394A patent/JPH07256228A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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