JPH0920892A - 高分子廃棄物の油化処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 各種の高分子廃棄物に対して適用でき、しか
も長時間にわたって連続かつ安定的に実施できる高分子
廃棄物の処理方法を提供する。 【解決手段】 高分子廃棄物を油化処理する方法におい
て、 （ｉ）高分子廃棄物溶融液を加熱し分解させる熱分解工
程、 （ii）（ｉ）で得たガス状生成物を冷却し、ガス状生成
物中に含まれる熱分解油蒸気の少なくとも一部を凝縮さ
せる凝縮工程、 （iii）（ii）で得た凝縮物をガス状生成物と液状物と
に分離する気液分離工程、 （iv）（iii）で得た液状物の一部を加熱し、高温蒸気
に変換させる気化工程、 （v）（iv）で得た高温蒸気を（ｉ）へ循環する高温蒸
気循環工程、 （vi）（ｉ）へ循環された高温蒸気を高分子廃棄物溶融
液中に分散させる高温蒸気分散工程、 からなり、（iii）で得た液状物の一部を（ii）におけ
るガス状生成物又は（ii）へ送られるガス状生成物に添
加する方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高分子廃棄物の油
化処理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高分子廃棄物を油化するために、高分子
廃棄物を溶融し、この溶融液を熱分解処理する方法は知
られている。この熱分解処理は、壁面に加熱ジャケット
や内部に加熱コイルを備えた熱分解槽を用いて行われる
が、このような加熱ジャケットや加熱コイルを用いる熱
供給方式の熱分解槽では、伝熱面の汚れ等により熱効率
が悪化しやすいという欠点を有する。

【０００３】一方、高分子廃棄物溶融液の熱分解を行う
ために、溶融液中に熱源としての過熱スチームや高温に
加熱された不活性ガスを吹込むことも知られているが、
スチームを用いる場合には、溶融液中に存在する塩素が
腐食性の高い塩酸に転化されるため、装置腐食が激しく
なるという問題を生じる。不活性ガスは高価であるた
め、その使用は経済的ではない。

【０００４】前記高分子廃棄物溶融液の熱分解に必要な
熱供給の問題を改善するために、熱分解槽中の溶融物の
一部を槽外の加熱炉に導いて加熱した後、熱分解槽中に
循環する方法が提案されている（特開平３−８６７９０
号）。しかし、この方法の場合、循環液中には熱分解残
油が含まれるので、加熱炉で加熱する際に、加熱コイル
の伝熱面の汚れが激しく、実用的方法ではない。

【０００５】高分子廃棄物溶融液の熱分解によって得ら
れるガス状物は、未だその分子量が高く、かつ沸点の高
い取扱い性の悪いものであることから、これを気相状態
で触媒層を通して接触分解させる方法が提案されている
（特公昭６０−１５６７４号、特開昭６３−１７８１９
号等）。しかし、このような接触分解方法は、高分子廃
棄物がポリオレフィン系樹脂のみからなる場合には有効
に適用し得るものの、高分子廃棄物がポリオレフィン系
樹脂のほかに、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ナイロン樹脂等
の含窒素樹脂や、塩化ビニル樹脂等の含塩素樹脂等を含
む場合には、その高分子廃棄物溶融液の熱分解により得
られるガス状物には、触媒毒となるＨＣＮや、ＮＨ₃、
ＨＣｌ等の反応性ガスが含まれるため、有効に適用する
ことができない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、各種の高分
子廃棄物に対して有効に適用することができ、しかも長
時間にわたって連続かつ安定的に実施することのできる
高分子廃棄物の処理方法を提供することをその課題とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成する
に至った。即ち、本発明によれば、高分子廃棄物を油化
処理する方法において、（ｉ）高分子廃棄物溶融液を加
熱し、分解させる熱分解工程、（ii）該熱分解工程で得
られたガス状生成物を冷却し、該ガス状生成物中に含ま
れる熱分解油蒸気の少なくとも一部を凝縮させる凝縮工
程、（iii）該凝縮工程で得られた凝縮物をガス状生成
物と液状物とに分離する気液分離工程、（iv）該気液分
離工程で得られた液状物の一部を加熱し、高温蒸気に変
換させる気化工程、（v）該気化工程で得られた高温蒸
気を前記熱分解工程へ循環する高温蒸気循環工程、（v
i）該熱分解工程へ循環された高温蒸気を該高分子廃棄
物溶融液中に分散させる高温蒸気分散工程、からなり、
前記気液分離工程で得られた液状物の一部を前記凝縮工
程におけるガス状生成物又は前記凝縮工程へ送られるガ
ス状生成物に添加することを特徴とする高分子廃棄物の
油化処理方法が提供される。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明において被処理原料として
用いる高分子廃棄物の種類は特に制約されず、このよう
なものには、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチ
レン、エチレン／プロピレン共重合体等のポリオレフィ
ン系樹脂やポリスチレン等のポリスチレン系樹脂等の炭
化水素系高分子の他、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビ
ニリデン樹脂等の含塩素高分子、ナイロン、ポリアクリ
ロニトリル、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂等の含窒素高分子、
ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレー
ト等の含酸素高分子等が包含される。本発明は、特に、
炭化水素系高分子と非炭化水素系高分子からなる高分子
廃棄物に対して有利に適用される。この場合、非炭化水
素系高分子には、含塩素高分子、含窒素高分子及び含酸
素高分子等が包含される。これらの非炭化水素系高分子
の含有量の上限は、全高分子廃棄物中３０重量％以下、
好ましくは１０重量％以下に定めるのがよい。

【０００９】次に本発明を図面を参照しながら詳述す
る。図１は、本発明の基本プロセスについてのフローシ
ートを示す。図１において、１は熱分解槽、２は気液分
離装置、３は加熱炉、４は接触改質装置及び５は冷却凝
縮器、６は冷却器、８は加熱コイル、２０は触媒充填層
を示す。

【００１０】熱分解槽１は、その下部にガス分散手段７
を有し、その上部に高分子廃棄物溶融液（以下、単に溶
融液とも言う）導入口とガス状物排出口を有し、底部に
熱分解残渣排出口を有する。ガス分散手段７としては、
枝管式分散板や、管体に多数のガス噴出孔を穿設したも
の等が挙げられる。また、熱分解槽１には、その内壁付
着物を除去するためのスクレーパー（図示されず）を配
設することができる。気液分離装置２は、気体と液体と
の混合物を気体と液体とに分離させる機能を有するもの
で、中空密閉槽からなる。この気液分離装置２はその上
部にガス排出口を有し、その下部に気液混合物導入口と
液状物排出口を有する。また、この気液分離装置は、そ
の上部にスプレーノズルや充填層を有するもの等であっ
てもよい。上部にスプレーノズルを有する気液分離装置
の場合、槽内を上昇するガス状物にそのスプレーノズル
を介して冷却分解油の微細液滴をスプレーさせ、ガス状
物中に含まれる熱分解油蒸気の少なくとも一部を冷却凝
縮させることができる。一方、上部に充填層（ラシッヒ
リングや金属片、セラミックボール等の充填材からなる
充填層）を有する気液分離装置の場合、その充填層の上
面から冷却分解油を流下させるとともに、ガス状物を充
填層内を上昇させることにより、ガス状物中の熱分解油
蒸気の少なくとも一部を凝縮させることができる。さら
に、この気液分離は、複数の気液分離装置を用いて行う
ことができる。この場合、前段の気液分離装置で得られ
るガス状物には、後段の気液分離装置で得られる液状物
を冷却して加え、得られた凝縮物（気液混合物）を気液
分離し、ガス状物と液状物とに分離する。加熱炉３は、
内部に加熱コイル８を有する燃焼炉からなり、加熱コイ
ル内を流通する液体を加熱気化させる。

【００１１】接触改質装置４は、内部に触媒充填層２０
を有する充填塔等からなる。触媒としては、従来公知の
固体酸触媒、例えば、シリカアルミナ、アルミナ、ゼオ
ライト（ペンタシル型ゼオライト、ホージャサイト型ゼ
オライト等）、脱アルミニウム処理したモルデナイト等
が挙げられる。これらの固体酸触媒は、必要に応じ、希
土類金属等の金属成分を含有することもできる。固体酸
触媒の平均粒径は、１〜１０ｍｍ、好ましくは１〜５ｍ
ｍである。本発明において、この接触改質装置は必須の
ものではなく、気液分離装置２から得られる液状物をそ
のまま重質燃料油として用いる場合等では、省略するこ
とができる。

【００１２】図１において、熱分解槽１に対しては、高
分子廃棄物溶融液がライン１１を通して導入され、ま
た、気液分離装置２において分離された液状物（熱分解
油）が加熱炉３で加熱気化され、高温蒸気の形態で、ラ
イン１９を通して導入される。熱分解槽１に導入された
熱分解油の高温蒸気は、ガス分散手段７を通して溶融液
中に噴出され、溶融液中を気泡状で分散しながら上昇す
る。この熱分解油の高温蒸気の溶融液中への分散によ
り、溶融液は撹拌されるとともに、溶融液への熱供給が
達成される。

【００１３】熱分解槽１における反応温度は、３５０〜
５５０℃、好ましくは４００〜４５０℃であり、その反
応圧力は、通常、常圧であるが、場合によっては加圧又
は減圧であってもよい。反応時間は、通常、６０〜３５
０分、好ましくは１００〜２５０分である。溶融液中へ
分散させる熱分解油の高温蒸気の温度は、溶融液温度よ
りも少なくとも５０℃高い温度、好ましくは５０〜１０
０℃程度高い温度である。熱分解油の高温蒸気の熱分解
槽１への導入量は、溶融液を反応温度に保持するに必要
な量であり、熱分解槽１へ導入される溶融液１重量部に
対して、通常、４〜１０重量部、好ましくは６〜８重量
部程度である。

【００１４】熱分解槽１においては、溶融液の熱分解反
応が行われ、溶融液はこの熱分解反応により、非凝縮性
ガスと、溶融液よりも低沸点の熱分解油と溶融液より高
沸点の熱分解残渣とに変換される。熱分解油は蒸気とし
て、非凝縮性ガスとともに、ライン１３を通して熱分解
槽から排出されるが、この熱分解槽から排出されたガス
状生成物は、冷却凝縮器５に導かれ、ここで、そのガス
状生成物には、気液分離装置２で分離された液状の熱分
解油がライン１６及び冷却器６を通って添加され、これ
によってガス状生成物中の熱分解油蒸気の少なくとも一
部が冷却凝縮され、気液混合物が形成される。この気液
混合物はライン１４を通って気液分離装置２に導入され
る。冷却凝縮器５としては、ガス状生成物と冷却液体と
を直接接触させる構造のものが好ましく用いられる。こ
のような冷却凝縮器は、管壁に液体導入口を有する管体
（配管）であることができ、その他、上部に液体スプレ
ーノズルとガス状生成物導入口を有し、下部に気液混合
物排出口を有する液スプレー塔等であることができる。
ライン１３からのガス状生成物に添加する熱分解油の温
度は、ガス状生成物の温度より少なくとも５０℃低い温
度、好ましくは１００〜２５０℃程度低い温度、より好
ましくは１００〜１５０℃程度低い温度である。熱分解
油の添加量は、ガス状生成物１重量部に対し、４〜１０
重量部、好ましくは６〜８重量部の割合である。ガス状
生成物の冷却凝縮は、図１に示すように、気液分離装置
２から循環され、ガス状生成物に添加される熱分解油を
あらかじめ冷却し、これをガス状生成物に添加すること
によって有利に実施し得る他、ガス状性生物に循環熱分
解油を添加した混合物を、間接熱交換型の冷却凝縮器に
送り、ここで冷却凝縮することによっても実施すること
ができる。本発明においては、冷却凝縮器におけるガス
状生成物又は冷却凝縮器に送られるガス状生成物に気液
分離装置からの循環熱分解油を直接添加混合するが、こ
のことにより、管壁に対する洗浄効果が得られ、ガス状
生成物の冷却凝縮に際して生成した結晶等の固形物の管
壁等への付着が防止される。

【００１５】気液分離装置２においては、気液混合物の
気液分離が行われ、気液混合物は、ガス状生成物と液状
物とに分離される。分離されたガス状生成物は非凝縮性
ガス又は非凝縮性ガスと熱分解油蒸気との混合物からな
り、液状物は熱分解油からなる。分離されたガス状生成
物に熱分解油蒸気が含まれている場合には、その熱分解
油蒸気を凝縮させるために、さらにそのガス状生成物を
冷却した後、第２気液分離装置に導入し、気液分離させ
ることができる。

【００１６】気液分離装置２において分離された液状の
熱分解油は、ライン１５を通して排出され、その一部は
ライン１６及び冷却器６を通って冷却凝縮器５に送ら
れ、他の一部はライン１８を通って加熱炉３に導入さ
れ、ここで高温蒸気に気化された後、熱分解槽１に導入
され、その残部はライン１７を通って接触改質装置４に
導入される。

【００１７】接触改質装置４においては、熱分解油の接
触分解が行われ、熱分解油はより低沸点の炭化水素油に
変換されるとともに、炭化水素油の異性化や芳香族化等
の反応も起り、常温で液状を示す取扱いの容易な炭化水
素油（改質油）が得られる。気液分離装置２において分
離された熱分解油は、図１に示すように、そのまま接触
改質装置４に供給することができるが、必要に応じ、こ
れをいったん加熱炉３内に配設された、加熱コイル８と
は別の加熱コイル内を流通させて加熱し、高められた温
度の気液混相状態又は気相状態にしてから接触改質装置
４に供給することもできる。

【００１８】接触改質装置４における反応温度及び圧力
条件は、熱分解油が液相又は気液混相を示す温度及び圧
力であることが好ましく、熱分解油が気相を示す程の高
い温度の使用は余り好ましいものではない。熱分解油を
気相に保持するには、多量の熱エネルギーを要し、経済
性の点で著しく不利である。接触改質装置４における反
応温度は、一般的には２５０〜４００℃、好ましくは２
５０〜３５０℃である。圧力は熱分解油を液相又は気液
混相に保持する圧力であり、通常、１〜２０気圧であ
る。

【００１９】本発明においては、気液分離装置２で得ら
れた液状物には、ライン１９を通る高温蒸気の一部を分
散させるのが好ましい。これにより、液状物中に溶存し
ている触媒毒となる反応性ガス等の非凝縮性ガスが蒸散
（ストリッピング）され、液状物中から除去される。こ
のような反応性ガスの除去された熱分解油は、接触改質
用原料油として好適のもので、触媒被毒を容易には生じ
させないものである。また、本発明においては、気液分
離装置２で得られたガス状物には、同じく気液分離装置
２で得られた液状物を接触させて冷却し、ガス状物に含
まれる熱分解油蒸気の少なくとも一部を凝縮させるのが
好ましい。

【００２０】本発明により高分子廃棄物を処理する場
合、高分子廃棄物にポリ塩化ビニル樹脂等の含塩素高分
子が含まれている場合、この高分子廃棄物を加熱溶融し
て得られる溶融液は、これをそのまま熱分解槽に導入せ
ずに、あらかじめ脱塩素処理し、脱塩素処理液を熱分解
槽に導入するのが好ましい。含塩素高分子を熱分解槽で
熱分解すると、塩化水素ガスが生成するが、この塩化水
素は腐食性の強いもので、熱分解槽はもちろん、後段の
気液分離装置等を腐食させる。従って、高分子廃棄物中
に含まれる塩素は、これを熱分解槽へ導入させる以前に
除去することが好ましい。また、この脱塩素処理は、熱
分解油中への塩素の混入量を最小にする意味でも重要で
ある。高分子廃棄物中に含まれる塩素を除去するには、
高分子廃棄物溶融液を脱塩素処理槽（図示されず）に送
り、ここで含塩素高分子を脱塩化水素反応させる。この
場合の反応温度は３００〜３５０℃、好ましくは３２０
〜３３０℃であり、その反応圧力は、通常、常圧である
が、場合によっては加圧又は減圧であってもよい。その
反応時間は５〜６０分、好ましくは１０〜３０分であ
る。含塩素高分子の熱分解により生成した塩化水素ガス
は、これを系外へ排出する。前記脱塩素処理における塩
素の除去率は、高分子廃棄物に含まれる全塩素の少なく
とも８０重量％、好ましくは９０〜９５重量％である。

【００２１】本発明による前記方法においては、高分子
廃棄物を効率よく油化することができる。本発明の場
合、熱分解槽の溶融液に対して、気液分離装置からの熱
分解油を加熱気化させ、高温蒸気として直接分散させる
ことから、高い伝熱効率で溶融液への熱供給を行うこと
ができる。しかも、本発明の場合、加熱炉においては、
分解残油を含まない熱分解油を加熱することから、加熱
コイルが熱分解残渣で汚れることが防止され、長時間の
運転でも加熱コイルの熱効率の低下が起らないという大
きな利点を得ることができる。また、本発明の場合、熱
分解槽内の溶融液中へ分散させる熱分解油の高温蒸気
は、熱分解槽から蒸気として留出した炭化水素留分であ
ることから、熱分解槽内では実質的な凝縮を生じること
なく、気相状態が保持され、溶融液中を気泡状態で分散
する。従って、熱分解槽内の溶融液は、この熱分解油の
高温蒸気により効率よく撹拌混合されることから、溶融
液の温度分布や粘度分布の均一化が達成され、特別の撹
拌機を設けなくても、溶融液の均一撹拌を達成すること
ができ、これにより、熱効率の向上と撹拌動力の節減等
を実現させることができる。

【００２２】本発明の場合、熱分解槽から排出されたガ
ス状生成物には、気液分離装置からの液状の冷却熱分解
油が直接添加され、これによって、管壁等に対する洗浄
効果を得ることができる。熱分解槽からのガス状生成物
には、炭化水素油の他、炭化水素油とは相溶しにくい含
酸素化合物（例えば、ポリエステルの熱分解により生成
されたテレフタル酸やフタル酸等）等が混入している場
合が多いが、このような場合、ガス状生成物を冷却する
と、その含酸素化合物の結晶が析出し、配管を閉塞させ
る等のトラブルを生じる。本発明では、液状熱分解油を
直接ガス状物に添加することから、配管内壁面はこの液
状熱分解油により洗浄され、内壁面への結晶付着による
配管閉塞トラブルの発生は効果的に防止される。

【００２３】さらに、本発明の場合、接触改質装置へ供
給する被処理原料は、熱分解槽からのガス状生成物では
なく、気液分離装置から得られるＮＨ₃や、ＨＣＮ、Ｈ
Ｃｌ等の触媒毒となる反応性ガスの除去された熱分解油
であることから、その接触改質における触媒の活性劣化
を効果的に防止することができる。また、本発明におけ
る接触改質は、熱分解油が液相又は気液混相を示す条件
で有利に行われる。従って、触媒外表面は常に液状分解
油で洗浄されるので、長時間の運転でも触媒充填層の閉
塞トラブルの発生が防止される。しかも、本発明の場合
は、前記のように、熱分解油は、高温蒸気に実質的に変
換されることなく、液相又は気液混相状態で接触改質装
置に供給されるので、省エネルギーの点においても非常
に有利である。

【００２４】本発明においては、気液分離装置で分離さ
れた液状物は、これを比重差分離により軽質成分とそれ
より比重の大きい重質成分とに分離させるのが好まし
い。気液分離装置で分離された液状物には、炭化水素油
の他、炭化水素系高分子以外の高分子に由来する含酸素
化合物や含窒素化合物等が混入するが、このような化合
物は炭化水素油には相溶性の悪いものであることから、
静置し、比重差分離すると、重質成分として下層に分離
し、一方、炭化水素油は軽質成分として上層に分離す
る。この場合、下層の重質成分は、含酸素化合物や含窒
素化合物からなる他、それらの含酸素化合物や含窒素化
合物の結晶と炭化水素油との混合物（スラリー液）から
なる。このような重質成分は軽質成分である炭化水素油
から分離され、系外へ排出される。

【００２５】気液分離装置で分離された液状物を軽質成
分と重質成分とに分離させるには、その液状物を槽外へ
抜出し、静置槽を用いて行うこともできるが、好ましく
は気液分離装置内で行う。図２に、液状物の比重差分離
機能を有する気液分離装置の１例についての構造説明図
を示す。図２において、２５は気液分離装置、２６は仕
切板、２７は案内板、２８は液体分散手段、２９はポン
プ、３０は冷却器、３７はガス分散手段を示す。

【００２６】気液分離装置２５全体は密閉槽（容器）か
らなり、その下部には、底板から上方に延びる仕切板２
６が立設され、槽下部は第１室ａと第２室ｂとに仕切ら
されている。また、仕切板２６の上方には、その上端か
ら間隔を置いて案内板２７が配設されている。この案内
板２７は、第１室ａの方向に下降傾斜し、その先端は第
１室ａの上方に位置し、気液分離装置内を上部から下方
に流下する液状物（液分散手段２８から分散された液
と、装置内を上昇するガス状物中からの熱分解油蒸気の
凝縮液）を第１室ａに案内するものである。この案内板
２７は必ずしも必要とされず、その設置は省略すること
ができる。気液分離装置２５の上部には液分散手段２８
が配設されている。この液分散手段は、液スプレーノズ
ル等であることができる。この液分散手段は、装置内を
上昇するガス状物中に含まれている熱分解油蒸気を凝縮
させるためのものであるが、必ずしも必要とはされず、
その設置は省略することができる。第２室ｂ内にはガス
分散手段３７が配設されている。このガス分散手段３７
は、ガススプレーノズル等であることができ、ライン３
６を介して図１に示すライン１９に連結している。

【００２７】図２に示した気液分離装置２５を用いて、
図１におけるライン１４を通る冷却凝縮物を気液分離す
るには、この冷却凝縮物をライン３１（ライン１４に対
応）から気液分離装置２５の第１室ａに導入し、ここに
収容させる。第１室ａに収容された冷却凝縮物は、ここ
で気液分離され、ガス状物は装置内を上昇する。第１室
ａ内に収容された液状物は、比重差分離により、軽質成
分が上層を形成し、この上層の軽質成分は仕切板２６の
上端から第２室ｂにオーバーフローし、第２室ｂに収容
される。第２室ｂのガス分散手段３７には、図１の加熱
炉３で加熱気化された熱分解油の高温蒸気がライン３６
を通って導入され、ここから液中に噴出され、これによ
り液中に溶存している非凝縮ガスの蒸散（ストリッピン
グ）が行われる。第１室ａの下層を形成する重質成分は
ライン３２を通して系外へ排出され、第２室ｂに収容さ
れる軽質成分はライン３３を通して排出される。

【００２８】ライン３３を通して排出された軽質成分
（炭化水素油）の一部は、ポンプ２９及び冷却器３０を
介して液分散手段２８に循環され、ここから、装置内を
上昇するガス状物中に分散され、これにより、ガス状物
に含まれる熱分解油の蒸気が凝縮され、この凝縮液は案
内板２７により案内されて、第１室ａ内に流下する。非
凝縮性ガスを含むガス状物は、ライン３４を通して外部
へ排出される。ライン３８を通る冷却炭化水素油の一部
は、ライン３９を通り、図１に示す冷却凝縮器５に送ら
れる。ライン３３及びライン３５を通して排出された炭
化水素油の一部は図１に示した加熱炉３に送られ、残部
は図１に示す接触改質装置４に送られる。

【００２９】本発明における気液分離は、複数個の気液
分離装置を用いて有利に行うことができる。図３に２つ
の気液分離装置を用いて気液分離を行う場合のフローシ
ートの１例を示す。図３において、２５、１２５は気液
分離装置を示し、２６、１２６は仕切板、２７、１２７
は案内板、２８、１２８は液分散手段、２９、１２９は
ポンプ、３０、１３０は冷却器、３７、１３７はガス分
散手段を示す。図３に示す気液分離装置系を用いて気液
混合物を気液分離するには、先ず、第１気液分離装置２
５に対して、ライン３１を通って気液混合物を導入し、
図２に関して示したと同様にして気液分離を行う。第１
気液分離装置２５の上部から、ライン１１３を通って非
凝縮性ガスと熱分解油の蒸気からなるガス状物が排出さ
れるが、このものには冷却凝縮器１０５において、ライ
ン１１６を通って導入される冷却炭化水素油が添加混合
され、これによってガス状物に含まれる熱分解油の少な
くとも一部、好ましくはその全部が冷却凝縮される。第
１気液分離装置の下部からは、ライン３３及び３５を介
して第２室ｂ内の液状物（炭化水素油）が排出され、そ
の一部はライン１８を通して図１に示す加熱炉３に送ら
れ、残部はライン３８及びライン１１７を通って図１に
示す接触改質装置４に送られる。

【００３０】冷却凝縮器１０５からの気液混合物はライ
ン１３１を通って、第２気液分離装置１２５に導入さ
れ、第１気液分離装置２５の場合と同様に気液分離され
る。

【００３１】第２気液分離装置１２５の上部からはライ
ン１３４を通って非凝縮性ガスが排出され、その下部か
らは、ライン１３２を通って第１室ａ内の重質成分が排
出され、また、ライン１３３を通って第２室ｂ内の軽質
成分が排出される。ライン１３３を通って排出された軽
質成分のうちの一部は、ポンプ１２９を通り、冷却器１
３０を通って冷却され、その一部は液分散手段１２８に
送られ、ここから装置内を上昇するガス状物に向けて霧
状に噴出され、一方、その残部はライン１１６を通って
冷却凝縮器１０５に送られる。ライン１１６を通って冷
却凝縮器１０５に送られる液状物（液状炭化水素油）の
温度は、ライン１１３を通って冷却凝縮器１０５に導入
されるガス状生成物の温度より少なくとも５０℃低い温
度、好ましくは１００〜２５０℃程度低い温度、より好
ましくは１００〜１５０℃程度低い温度である。

【００３２】ライン１３３及び１３５を通って排出され
た炭化水素油は、ライン３８からの炭化水素油ととも
に、ライン１１７を通って図１に示す接触改質装置４に
送られるが、場合によっては、そのまま燃料油として用
いられる。

【００３３】図４に高分子廃棄物を油化処理する場合の
フローシートの１例を示す。図４において、２０１は熱
分解槽、２０２は第１気液分離装置、２０３は第２気液
分離装置、２０４加熱炉、２０５は接触改質装置、２０
６は脱塩素処理槽、２０７は塩化水素除去装置を示す。
図４において、高分子廃棄物は従来公知の方法に従って
溶融液とされた後、ライン２２５を通して脱塩素処理槽
２０６に導入され、ここで含塩素高分子は３００〜３５
０℃で熱分解され、生成した塩化水素ガスは２２６を通
って塩化水素除去装置２０７に導入される。塩化水素除
去装置２０７は、内部に充填材（ラシッヒリング、金属
片、セラミックボール等）が充填され、充填槽２１９が
形成されている。この装置の上部にはライン２５６を通
ってアルカリ水が導入され、このアルカリ水は充填層２
１９内を流下する。一方、ライン２２６を通る塩化水素
を含むガスは装置下部に導入され、ここから装置内を上
昇し、アルカリ水と接触して、塩化水素はアルカリ水に
捕捉され、ガス中から分離される。塩化水素を捕捉した
アルカリ水はライン２５７を通って排出される。アルカ
リ水としては、ＮａＯＨ、ＮａＣＯ₃、Ｃａ（ＯＨ）₂、
ＣａＣＯ₃等のアルカリ金属やアルカリ土類金属の水酸
化物や炭酸塩を含む水溶液が用いられる。

【００３４】脱塩素処理された後の溶融液は、ライン２
２７を通って熱分解槽２０１に導入され、ここで３５０
〜５５０℃の温度で熱分解される。この熱分解によって
生成した熱分解油及び非凝縮性ガスは、ガス状物として
ライン２２８を通って熱分解槽の上部から排出され、一
方、熱分解残渣はライン２２９を通って排出される。溶
融液の熱分解に必要な熱量は、後段の気液分離装置２０
２の第２室ｂからライン２３６を通して排出された熱分
解油を加熱炉２０４内の加熱コイル２２０を流通させて
加熱気化させて得た高温蒸気を溶融液中へ吹込むことに
よって供給される。

【００３５】ライン２２８を通って熱分解槽から排出さ
れたガス状生成物には、気液分離装置２０２の第２室ｂ
からライン２３０を通って排出され、冷却器２１３で冷
却された熱分解油を混入させる。これにより、ガス状生
成物に含まれる熱分解油蒸気の一部が冷却凝縮され、気
液混合液が形成される。この第１冷却凝縮における冷却
凝縮温度は２００〜３５０℃、好ましくは２５０〜３０
０℃である。凝縮温度をこのように設定することによ
り、ガス状生成物中に含まれる結晶化しやすい化合物
（例えば、テレフタル酸等）を結晶として析出させるこ
とができる。この結晶を含む気液混合物はライン２３３
を通って気液分離装置２０２の第１室ａに導入される。

【００３６】第１室ａに導入された結晶を含む気液混合
物は、第１室ａ内で気液分離され、液体から分離された
ガス状物は装置内を上昇する。一方、ガス状物の分離さ
れた後の液体において、結晶を含む熱分解油からなるス
ラリー液は重質成分として下層を形成し、結晶を含まな
い熱分解油は軽質成分として上層を形成する。上層を形
成する熱分解油は、仕切板２１１の上端から第２室ｂ内
にオーバーフローし、第２室ｂ内に収容される。

【００３７】第１室ａ内の下層を形成する結晶を含むス
ラリー液はライン２３４を通して系外へ排出される。一
方、第２室ｂ内の結晶を含まない熱分解油の一部は、ラ
イン２３０を通って抜出され、冷却器２１３で冷却され
た後、その一部はライン２３２を通ってライン２２８内
を通るガス状物に混入され、残部はライン２３１を通っ
て気液分離装置２０２の上部に形成されている充填層２
１２の上面に供給される。充填層２１２の上面に供給さ
れた熱分解油は、その充填層２１２内を流下し、装置内
を上昇するガス状物と接触し、ガス状物中に含まれる熱
分解油蒸気の一部が冷却凝縮される。凝縮されなかった
ガス状物はライン２４０を通って排出される。

【００３８】ライン２４０を通って排出されたガス状物
には、第２気液分離装置２０３で分離された軽質油の一
部がライン２４４を通って混入され、この混合物は冷却
器２１４により冷却される。この場合の冷却温度は２０
〜６０℃、好ましくは３０〜４０℃である。この冷却に
よってガス状物中に含まれる熱分解油蒸気は凝縮され、
熱分解油と非凝縮性ガスとからなる気液混合物が生成さ
れる。この混合物は第２気液分離装置２０３に導入さ
れ、ここで気液分離され、分離された非凝縮性ガスはラ
イン２４２を通って排出される。ライン２４２から排出
されたガス状物は、焼却炉（図示されず）に導入され、
ここで１０００℃以上の高温で焼却される。焼却ガス
は、アルカリ水で洗浄された後、大気へ放出される。第
２気液分離装置２０３からライン２４３及びライン２４
５を通って排出された熱分解油は、製品軽質油としてタ
ンクに貯留される。

【００３９】気液分離装置２０２の第２室ｂ内の熱分離
油の一部はライン２３６を通って排出され、その一部は
ライン２３７を通って加熱炉に入り、ここで２５０〜４
００℃に加熱された後、ライン２３８を通って接触改質
装置２０５に導入され、一方その一部は加熱コイル２２
０を流通し、ここで熱分解槽２０１内の溶融液温度より
も少なくとも５０℃高い温度、通常、４５０〜５５０℃
に加熱され、高温蒸気の状態でライン２３９を通って熱
分解槽内の溶融液中へ吹込まれる

【００４０】接触改質装置２０５に導入された熱分解油
は、ここで２５０〜４００℃の温度で熱分解油が液相又
は気液混相を示す圧力条件下で接触改質され、得られた
接触改質油はライン２４９を通して排出され、冷却器２
１６で６０℃以下、通常、３０〜４０℃に冷却されて製
品改質油としてタンクに貯留される。

【００４１】前記のようにして得られる製品改質油の沸
点範囲は、通常４０〜４００℃、好ましくは４０〜３５
０℃であり、製品軽質油の沸点範囲は、通常、１０〜３
５０℃である。

【００４２】

【実施例】次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明
する。

【００４３】実施例１ 図４に示したフローシートに従って高分子廃棄物を油化
処理した。この場合、高分子廃棄物としては、ポリエチ
レン２９重量％、ポリプロピレン１６重量％、ポリスチ
レン２５重量％、ポリ塩化ビニル樹脂１５重量％、ポリ
エチレンテレフタレート５重量％、アクリロニトリル／
ブタジエン／スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）１０重量
％からなる混合物を用いた。

【００４４】本実施例における主要操作条件を、図４に
示した装置及びラインとの関連において以下に示す。 （１）ライン２２５ 溶融液 温度：３２０℃ 流量：７ｋｇ／ｈｒ （２）脱塩素処理槽２０６ 溶融液 温度：３１０℃ 滞留時間：３０分 脱塩素率：９０重量％ （３）熱分解槽２０１ 溶融液 温度：４１０℃ 滞留時間：４時間 （４）ライン２３９ 循環熱分解油 温度：４５０℃ 流量：６５ｋｇ／ｈｒ （５）ライン２２９ 熱分解残渣 流量：１．４ｋｇ／ｈｒ （６）ライン２３３ 気液混合物 温度：２２０℃ 流量：７０ｋｇ／ｈｒ （７）ライン２３４ 固形分（テレフタル酸等を含むスラリー液） 温度：２２０℃ （８）ライン２３０ 循環熱分解油 温度：２００〜２２０℃ 流量：６５ｋｇ／ｈｒ （９）ライン２３１ 循環熱分解油 温度：１５０℃ （１０）ライン２３６ 循環熱分解油 温度：２００〜２２０℃ （１１）接触改質装置２０５ (1) 熱分解油 温度：２５０℃ 圧力：０．０５ｋｇ／ｃｍ²Ｇ 流量：１．８ｋｇ／ｈｒ (2) 触媒：合成ゼオライト （１２）ライン２４０ ガス状物 温度：１６０℃ 流量：３ｋｇ／ｈｒ （１３）ライン２４１ 気液混合物 温度：４０℃ 流量：１３ｋｇ／ｈｒ （１４）ライン２４５ 軽質油 温度：４０℃ 流量：２．７ｋｇ／ｈｒ （１５）ライン２４２ 非凝縮性ガス 温度：４０℃ 流量：０．６ｋｇ／ｈｒ （１６）ライン２５０ 改質油 温度：４０℃ 流量：１．８ｋｇ／ｈｒ

【００４５】次に、熱分解油、軽質油及び改質油の性状
を表１に示す。

【００４６】

【表１】

【００４７】次に、前記熱分解油、軽質油及び改質油の
蒸留性状（℃）を表２に示す。

【００４８】

【表２】

【００４９】

【発明の効果】本発明の方法によれば、高分子廃棄物、
特に従来処理の困難であった混合高分子廃棄物を原料と
し、これから燃料油等として有用な油を経済的にかつ効
率良く製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本プロセスについてのフローシート
を示す。

【図２】比重差分離機能を有する気液分離装置の１例に
ついての説明構造図を示す。

【図３】２つの気液分離装置を用いて気液分離を行うフ
ローシートを示す。

【図４】高分子廃棄物の油化処理する場合のフローシー
トの１例を示す。

【符号の説明】

１、２０１ 熱分解槽 ２、２５、１２５、２０２、２０３ 気液分離装置 ３、２０４ 加熱炉 ４、２０５ 接触改質装置 ２０６ 脱塩素処理槽

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福原 明信 神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央二丁目12番 １号 千代田化工建設株式会社内 (72)発明者 橋本 英夫 神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央二丁目12番 １号 千代田化工建設株式会社内 (72)発明者 福井 義夫 神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央二丁目12番 １号 千代田化工建設株式会社内 (72)発明者 立花 孝 兵庫県相生市相生5377−14 フジリサイク ル株式会社内 (72)発明者 山下 幸 兵庫県相生市相生5377−14 フジリサイク ル株式会社内 (72)発明者 高橋 善勝 神奈川県横浜市鶴見区尻手２丁目１番53号 日本ファーネス工業株式会社内 (72)発明者 田中 武夫 神奈川県横浜市鶴見区尻手２丁目１番53号 日本ファーネス工業株式会社内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高分子廃棄物を油化処理する方法におい
   て、 （ｉ）高分子廃棄物溶融液を加熱し、分解させる熱分解
   工程、 （ii）該熱分解工程で得られたガス状生成物を冷却し、
   該ガス状生成物中に含まれる熱分解油蒸気の少なくとも
   一部を凝縮させる凝縮工程、 （iii）該凝縮工程で得られた凝縮物をガス状生成物と
   液状物とに分離する気液分離工程、 （iv）該気液分離工程で得られた液状物の一部を加熱
   し、高温蒸気に変換させる気化工程、 （v）該気化工程で得られた高温蒸気を前記熱分解工程
   へ循環する高温蒸気循環工程、 （vi）該熱分解工程へ循環された高温蒸気を該高分子廃
   棄物溶融液中に分散させる高温蒸気分散工程、からな
   り、前記気液分離工程で得られた液状物の一部を前記凝
   縮工程におけるガス状生成物又は前記凝縮工程に送られ
   るガス状生成物に添加することを特徴とする高分子廃棄
   物の油化処理方法。
2. 【請求項２】 高分子廃棄物溶融液を脱塩素処理工程に
   送り、ここで３００〜３５０℃で５〜６０分間保持し
   て、含塩素高分子中の塩素を塩化水素として除去した
   後、熱分解工程へ供給する請求項１の方法。
3. 【請求項３】 該気液分離工程で得られた液状物の一部
   を接触改質工程へ送り、液相又は気液混相の状態で固体
   酸触媒と接触させる請求項１又は２の方法。
4. 【請求項４】 該気液分離工程が、複数の気液分離工程
   からなり、前段の気液分離工程で得られたガス状物に、
   後段の気液分離工程で得られた液状物の一部を冷却した
   後添加してそのガス状物に含まれる熱分解油蒸気の少な
   くとも一部を凝縮させ、得られた凝縮物を後段の気液分
   離工程に送って気液分離させる請求項１〜３のいずれか
   の方法。
5. 【請求項５】 該気液分離工程で得られた液状物を、比
   重差分離工程において、比重の小さい軽質成分とそれよ
   り比重の大きい重質成分とに分離する請求項１〜４のい
   ずれかの方法。
6. 【請求項６】 該気液分離工程における凝縮物の気液分
   離と、比重差分離工程における液状物の比重差分離を同
   じ装置で行うために、装置下部が、底面から上方に延び
   る仕切板によって第１室ａと第２室ｂとに仕切られた構
   造を有する気液分離装置を用い、該凝縮物を該気液分離
   装置の第１室ａに導入するとともに、第１室ａ内の上部
   液を仕切板上端から第２室ｂ内にオーバフローさせる請
   求項１〜５のいずれかの方法。
7. 【請求項７】 該第２室ｂ内の液状物の一部を該気化工
   程と該接触改質工程へ送る請求項３又は６の方法。
8. 【請求項８】 該凝縮工程におけるガス状生成物の冷却
   を、配管内で行う請求項１〜７のいずれかの方法。
9. 【請求項９】 該気化工程で得られた高温蒸気の一部
   を、該気液分離工程で得られた液状物中に分散させ、液
   状物中に含まれる非凝縮性ガスを蒸散除去させる請求項
   １〜８のいずれかの方法。
10. 【請求項１０】 該気液分離工程で得られた液状物の一
    部を冷却して、該気液分離工程で得られたガス状物に接
    触させ、ガス状物中に含まれている熱分解油の少なくと
    も一部を凝縮させる請求項１〜９のいずれかの方法。