JPH10237461A - 廃プラスチックの油化処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 廃プラスチック油化処理設備を著しく簡素化
でき、操作も簡単で、設備の安定性の高い廃プラスチッ
クの油化処理方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 廃プラスチックを、廃プラスチックを油
化処理して得た生成油重質成分と共に単一の処理槽１３
に投入した後、処理槽１３内において、順次、加熱温度
と加熱時間を変えながら、廃プラスチックと生成油重質
分とを加熱・混和し、脱水・乾燥工程４０と、脱塩素工
程４１と、熱分解・油化工程４２と、残滓排出工程４３
とを行うようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、廃プラスチックか
ら低沸点炭化水素油を生成することができる廃プラスチ
ックの油化処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、廃プラスチックを熱分解して、低
沸点炭化水素油（以下、「生成油」という。）を得る廃
プラスチック油化処理設備の一形態として、特願平７−
１８１１４号に記載の廃プラスチック油化処理設備Ｂが
あり、その構成を図３に示す。図示するように、前処理
部で細かく砕かれた廃プラスチック（フラフ）は、バケ
ットコンベア６７で油化処理部５２の押出機６８に供給
され、約３００℃に溶融・混練された後、原料混合槽６
９に送られる。

【０００３】廃プラスチックは、原料混合槽６９におい
て、後段の熱分解槽７０において生成した熱分解油を還
流・混合して完全に溶解される。熱分解油に溶解した廃
プラスチックは熱分解槽７０へ送り、熱分解油加熱炉７
１との間を循環させることにより加熱され、熱分解され
る。押出機６８及び原料混合槽６９で発生する塩化水素
は、ウオッシュスタック７２でアルカリ溶液により中和
される。前記熱分解工程において、熱分解槽７０からは
プラスチックの熱分解油ベーパーが発生し、この熱分解
油ベーパー中から塩化水素除去器７３で塩化水素を除去
して接触分解槽７４に送る。

【０００４】また、熱分解槽７０では高温で熱分解がな
されるため、熱分解槽７０の底部にカーボン残渣が生じ
るが、このようなカーボン残渣は、重力沈降器や遠心分
離機からなる固液分離槽７５により熱分解油から分離さ
れて、二次廃棄物として系外に排出される。接触分解槽
７４では、熱分解油ベーパーが触媒との接触分解反応に
よって、低沸点炭化水素油ベーパーに分解し、改質され
る。次に、この熱分解油ベーパーを凝縮器７６により冷
却して低沸点炭化水素油を得た後、受槽７７を経て生成
油貯槽７８に送られる。凝縮器７６のガスはガスホルダ
ー７９を経て、フレアスタック８０から排出される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した廃プ
ラスチック油化処理設備Ｂを用いた廃プラスチックの油
化処理方法は、未だ、以下の解決すべき課題を有してい
た。即ち、高温の流体に対して複雑な操作を行うため、
押出機６８、原料混合槽６９、熱分解槽７０、塩化水素
除去器７３、接触分解槽７４を含めて多くの機器を必要
とし、また、これらの機器は特殊仕様になりやすい。従
って、廃プラスチック油化処理設備Ｂの設備費は高いも
のとなっていた。また、これらの機器の操作も複雑であ
る。さらに、連続操作のために運転阻害物質の蓄積が生
じやすく、設備安定性が劣る。かつ、蓄積物質を分離除
去する設備を付加する必要が生じ、設備費用が高くなり
やすい。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みなされた
ものであり、廃プラスチック油化処理設備を著しく簡素
化できる廃プラスチックの油化処理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】前記目的に沿う請求項１
記載の廃プラスチックの油化処理方法は、廃プラスチッ
クを、該廃プラスチックを油化処理して得た生成油重質
成分と共に単一の処理槽に投入した後、該処理槽内にお
いて、順次、加熱温度と加熱時間を変えながら、前記廃
プラスチックと前記生成油重質分とを加熱・混和し、脱
水・乾燥工程と、脱塩素工程と、熱分解・油化工程と、
残滓排出工程とを独立して行うようにしている。

【０００８】請求項２記載の廃プラスチックの油化処理
方法は、請求項１記載の廃プラスチックの油化処理方法
において、前記脱水・乾燥工程では、前記廃プラスチッ
クと前記生成油重質分とを攪拌機で１〜３時間、１００
℃〜２００℃の温度で攪拌して被攪拌物から水分を除去
し、前記脱塩素工程では、前記廃プラスチックと前記生
成油重質分とを前記攪拌機で１〜３時間、２００℃〜３
５０℃の温度で攪拌して、前記廃プラスチック中のポリ
塩化ビニルを分解すると共に前記被攪拌物から塩化水素
を除去し、前記熱分解・油化工程では、前記塩素が除去
された前記被攪拌物を攪拌機で１〜４時間、３８０℃〜
４５０℃の温度で攪拌して、前記塩素が除去された前記
廃プラスチックを熱分解・油化するようにしている。

【０００９】

【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。図１を参照して、本発明の一実施の
形態に係る廃プラスチックの油化処理方法を説明する。

【００１０】まず、図１を参照して、本実施の形態に係
る廃プラスチックの油化処理方法が適用可能な廃プラス
チック油化処理設備Ａについて説明する。図示するよう
に、本実施の形態において、廃プラスチック油化処理設
備Ａは、前処理設備１０と熱分解油化設備１１とからな
る。そして、前処理設備１０は、図示しない一次破砕
機、二次破砕機、廃プラスチック受槽等を具備すると共
に、最終段の装置として、廃プラスチックを後述する処
理槽１３に供給するための供給装置（例えば、バケット
コンベア）１２を具備する。一方、熱分解油化設備１１
は、実質的に、図３を参照して説明した従来の押出機６
８、原料混合槽６９、熱分解槽７０及び塩化水素除去器
７３に相当する単一槽からなる処理槽１３と、固液分離
槽１４と、蒸留塔１５と、生成油貯槽１６とを具備す
る。

【００１１】処理槽１３の構成についてさらに説明する
と、図示するように、処理槽１３の内部には攪拌機１７
が同心円的にかつ回転自在に配設されており、攪拌機１
７は処理槽１３の頂部に取付けられている回転モータ１
８によって回転駆動される。処理槽１３の頂部には原料
投入口１９が設けられており、原料供給管１９ａ及びこ
の原料投入口１９を通して、供給装置１２からの廃プラ
スチックと、後述する生成油一部還流管２５からの生成
油重質分とを混合状態で処理槽１３内に投入することが
できる。

【００１２】処理槽１３の頂部には、さらに、熱分解油
ベーパー取出口２０と、塩素水素ガス取出口２１と、水
蒸気取出口２２とが設けられている。そして、熱分解油
ベーパー取出口２０はベーパー移送管２３によって蒸留
塔１５の流入口に連通連結されており、蒸留塔１５は重
質油移送管２４Ａ、軽質油移送管２４Ｂによって重質油
貯槽１６Ａ、軽質油貯槽１６Ｂの流入口に連通連結され
ている。また、一端が重質油移送管２４Ａの中途部に連
通連結されている生成油一部還流管２５の他端は原料供
給管１９ａの中途部分に連通連結されている。塩化水素
ガス取出口２１は塩化水素ガス移送管２６によって中和
処理槽２７の流入口に連通連結されており、中和処理槽
２７の流出口は大気に開放されている。水蒸気取出口２
２は水蒸気取出管２８を介して大気連通されている。

【００１３】また、ベーパー移送管２３、塩化水素ガス
移送管２６及び水蒸気取出管２８には、それぞれ、開閉
弁２９、３０、３１が取付けられている。処理槽１３の
底部から導出した固形物取出管３２には遠心分離器等か
らなる固液分離槽１４が取付けられており、固液分離槽
１４の分離油取出口３３は還流管３４を通して処理槽１
３に連通連結されている。また、固形物取出管３２の基
部には開閉弁３５が取付けられている。

【００１４】次に、上記した構成を有する廃プラスチッ
ク油化処理設備Ａによる廃プラスチックの油化処理方法
について、図１及び図２を参照して説明する。図示する
ように、前処理設備１０から供給装置１２で熱分解油化
設備１１に供給されてきた廃プラスチックは、生成油一
部還流管２５から還流されてきた同一重量の生成油重質
分を混合された後、処理槽１３内に投入される。そし
て、処理槽１３において、廃プラスチックと生成油重質
分とは、図２に示すように、外部加熱装置Ｈによって加
熱されることになる。即ち、廃プラスチックと生成油重
質分とは、順に、加熱温度と加熱時間をそれぞれ異にす
る脱水・乾燥工程４０と、脱塩素工程４１と、熱分解・
油化工程４２と、残滓排出工程４３を経て、以下に説明
するように加熱処理されることになる。

【００１５】まず、脱水・乾燥工程４０では、廃プラス
チックと前記生成油重質分とを攪拌機１７で１〜３時
間、１００℃〜２００℃の温度で攪拌される。従って、
被攪拌物から水分が水蒸気として除去され、開閉弁３１
を開けることによって、水蒸気は水蒸気取出管２８を通
して大気中に放出されることになる。なお、加熱温度の
下限を１００℃としたのは、水の沸点が１００℃だから
であり、加熱温度の上限を２００℃としたのは、ポリ塩
化ビニルの分解によって微量の塩素が発生し始めるから
であり、塩素の処理は次工程である脱塩素処理４１で行
うようにしているからである。

【００１６】次に、脱塩素工程４１では、廃プラスチッ
クと生成油重質分とを攪拌機で１〜３時間、２００℃〜
３５０℃の温度で攪拌して、前記廃プラスチック中のポ
リ塩化ビニルを分解すると共に前記被攪拌物から塩化水
素ガスを除去する。その後、開閉弁３０を開けることに
よって、塩化水素ガスは塩化水素ガス移送管２６を通し
て中和処理槽２７に送られ、中和によって無害化された
後、大気中に放出されることになる。なお、加熱温度の
下限を２００℃としたのは、塩化水素を所定量以上発生
させることによって脱塩素効率を上げるためであり、加
熱温度の上限を３５０℃としたのは、次の工程である熱
分解・油化工程の開始温度に近い温度だからである。

【００１７】次に、熱分解・油化工程では、前記塩素が
除去された前記被攪拌物を攪拌機で１〜４時間、３８０
℃〜４５０℃の温度で攪拌して、前記塩素が除去された
前記廃プラスチックを熱分解して熱分解油ベーパーを発
生する。なお、加熱温度の下限を３８０℃としたのは、
所定以上の熱分解速度を確保して熱分解・油化速度を効
率よく行うためであり、加熱温度の上限を４５０℃とし
たのは、それ以上の温度では加熱温度が高すぎて炭素の
析出量が多くなり、操業上問題であると共に、熱効率が
低下するからである。

【００１８】この熱分解油ベーパーはベーパー移送管２
３を通して蒸留塔１５に送られ蒸留される。蒸留により
分離された重質油及び軽質油は、重質油移送管２４Ａ、
軽質油移送管２４Ｂを通して重質油貯槽１６Ａ及び軽質
油貯槽１６Ｂに移送され、貯蔵される。また、このう
ち、重質油分は生成油一部還流管２５を通して、原料供
給管１９ａの中途に還流され、前述したように、廃プラ
スチックに混入された状態で、処理槽１３に供給され
る。

【００１９】また、上記した廃プラスチックの油化処理
方法において、処理槽１３の底部にはカーボン残渣等の
固形物が生じるので、残滓排出工程４３において、開閉
弁３５を定期的に開けて固形物（廃プラスチック中の金
属、土砂、熱分解に伴うカーボン）を取り出し、固液分
離槽（例えば、遠心分離機）１４によって含有される熱
分解油を分離し、還流管３４を通して処理槽１３に還流
する。一方、熱分解油が完全に除去された固形物は外部
に取り出され、廃棄処分される。なお、この残滓排出工
程４３は、降温時間を含めて約１時間で終了する。

【００２０】このように、本実施の形態では、廃プラス
チックに混入する重質油として、廃プラスチックを油化
処理して得た生成油重質分の一部を還流して用いて、系
内で循環使用することができるので、廃プラスチックの
油化処理を効率的に行うことができる。廃プラスチック
と生成油重質分とを同時に処理槽１３に投入することに
よって、廃プラスチック間の間隙を生成油重質分が満た
し、廃プラスチックへの熱伝導が改善されることにな
り、上記した各工程４０〜４２の期間を短縮することが
できる。具体的には、加熱温度と加熱時間を適正に設定
することによって、上記した原料の供給工程と、脱水・
乾燥工程４０と、脱塩素工程４１と、熱分解・油化工程
４２と、残滓排出工程４３を約５〜１２時間で行うこと
ができる。

【００２１】上記した一連の工程４０〜４２を単一の処
理槽１３を用いるので廃プラスチック油化処理設備Ａを
コンパクトな構造にすることができる。処理槽１３にお
ける熱分解に伴い生成するカーボンは、生成油重質分中
に分散するため、廃プラスチックの油化処理設備Ａの運
転が阻害されない。本実施の形態に係る廃プラスチック
の油化処理方法は、回分操作による処理のため、廃プラ
スチック中に混入する金属片や土砂等の異物の含有率は
比較的大きくても許容され、前処理は破砕程度で十分で
ある。従って、廃プラスチック油化処理設備Ａにおける
前処理設備１０を軽減でき、一層の設備費用の低減が可
能となる。

【００２２】以上、本発明を、一実施の形態を参照して
説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記
載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に
記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施
の形態や変容例も含むものである。例えば、前述した実
施の形態では、処理槽内における廃プラスチックは外部
加熱装置を用いて間接的に加熱したが、生成油重質分を
加熱循環させることによっても加熱することができる。

【００２３】

【発明の効果】請求項１及び２記載の廃プラスチックの
油化処理方法においては、廃プラスチックを、該廃プラ
スチックを油化処理して得た生成油重質成分と共に単一
の処理槽に投入した後、該処理槽内において、順次、加
熱温度と加熱時間を変えながら、前記廃プラスチックと
前記生成油重質分とを加熱・混和し、脱水・乾燥工程
と、脱塩素工程と、熱分解・油化工程と、残滓排出工程
とを行うようにしている。

【００２４】このように、廃プラスチックと生成油重質
分とを同時に処理槽に投入することによって、廃プラス
チック間の間隙を生成油重質分が満たし、廃プラスチッ
クへの熱伝導が改善されることになり、上記した各工程
時間を短縮することができる。また、上記した一連の工
程を単一の処理槽を用いて行っているので、高温流体用
ポンプ等の特殊仕様の流体移送用機器が不要となり、廃
プラスチック油化処理設備をコンパクトかつ安価な構造
にすることができる。

【００２５】さらに、回分操作による処理のため、廃プ
ラスチック中に混入する金属片や土砂等の異物の含有率
は比較的大きくても許容され、前処理は破砕程度で十分
である。従って、廃プラスチック油化処理設備における
前処理設備を軽減でき、一層の設備費用の低減を図るこ
とができる。

【００２６】特に、請求項２記載の廃プラスチックの油
化処理方法においては、脱水・乾燥工程では、廃プラス
チックと生成油重質分とを攪拌機で１〜３時間、１００
℃〜２００℃の温度で攪拌して被攪拌物から水分を除去
し、脱塩素工程では、廃プラスチックと生成油重質分と
を攪拌機で１〜３時間、１００℃〜２００℃の温度で攪
拌して、廃プラスチック中のポリ塩化ビニルを分解する
と共に前記被攪拌物から塩化水素を除去し、熱分解・油
化工程では、塩素が除去された被攪拌物を攪拌機で１〜
４時間、３８０℃〜４５０℃の温度で攪拌して、塩素が
除去された廃プラスチックを熱分解・油化するようにし
ている。このように、加熱温度と加熱時間を適正に設定
することによって、脱水・乾燥工程と、脱塩素工程と、
熱分解・油化工程と、残滓排出工程を約５〜１２時間で
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る廃プラスチックの
油化処理方法を適用した廃プラスチック油化処理設備の
要部の概念的構成説明図である。

【図２】処理槽における工程説明図である。

【図３】従来の廃プラスチック油化処理設備の油化処理
部の概念的構成説明図である。

【符号の説明】

Ａ 廃プラスチック油化処理設備 Ｈ 外部加熱装
置 １０ 前処理設備 １１ 熱分解油
化設備 １２ 供給装置 １３ 処理槽 １４ 固液分離槽 １５ 蒸留塔 １６Ａ 重質油貯槽 １６Ｂ 軽質油
貯槽 １７ 攪拌機 １８ 回転モー
タ １９ 原料投入口 １９ａ 原料供
給管 ２０ 熱分解油ベーパー取出口 ２１ 塩化水素
ガス取出口 ２２ 水蒸気取出口 ２３ ベーパー
移送管 ２４Ａ 重質油移送管 ２４Ｂ 軽質油
移送管 ２５ 生成油一部還流管 ２６ 塩化水素
ガス移送管 ２７ 中和処理槽 ２８ 水蒸気取
出管 ２９ 開閉弁 ３０ 開閉弁 ３１ 開閉弁 ３２ 固形物取
出管 ３３ 分離油取出口 ３４ 還流管 ３５ 開閉弁 ４０ 脱水・乾
燥工程 ４１ 脱塩素工程 ４２ 熱分解・
油化工程 ４３ 残滓排出工程

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 廃プラスチックを、該廃プラスチックを
   油化処理して得た生成油重質成分と共に単一の処理槽に
   投入した後、該処理槽内において、順次、加熱温度と加
   熱時間を変えながら、前記廃プラスチックと前記生成油
   重質分とを加熱・混和し、脱水・乾燥工程と、脱塩素工
   程と、熱分解・油化工程と、残滓排出工程とを独立して
   行うようにしたことを特徴とする廃プラスチックの油化
   処理方法。
2. 【請求項２】 前記脱水・乾燥工程では、前記廃プラス
   チックと前記生成油重質分とを攪拌機で１〜３時間、１
   ００℃〜２００℃の温度で攪拌して被攪拌物から水分を
   除去し、前記脱塩素工程では、前記廃プラスチックと前
   記生成油重質分とを前記攪拌機で１〜３時間、２００℃
   〜３５０℃の温度で攪拌して、前記廃プラスチック中の
   ポリ塩化ビニルを分解すると共に前記被攪拌物から塩化
   水素を除去し、前記熱分解・油化工程では、前記塩素が
   除去された前記被攪拌物を攪拌機で１〜４時間、３８０
   ℃〜４５０℃の温度で攪拌して、前記塩素が除去された
   前記廃プラスチックを熱分解・油化するようにしたこと
   を特徴とする請求項１記載の廃プラスチックの油化処理
   方法。