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JP3596173B2 - How to make plastic oil - Google Patents
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  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はプラスチック、特にポリオレフィンおよびポリスチレンを含む混合プラスチックを加熱分解して油化し、油状物を得るプラスチックの油化方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
プラスチックを熱分解して油化する方法としてシリカ・アルミナ、ゼオライトなどの固体酸触媒を使用する方法が知られている(例えば、特開昭48−967号、同48−43075号、同59−111815号など)。このような固体酸触媒はポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンを含むプラスチックの油化に効果が高いとされている。
【0003】
しかし、従来の方法では固体酸触媒の触媒活性が十分とは言えず、油化速度は不十分であった。特に、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンを含むプラスチック中にポリスチレンが含まれている混合プラスチックを油化する場合には、触媒の活性が低下するため効率よく油化を行うことができない。
【0004】
特開昭49−20284号には、触媒に鹿沼土を用いて、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレンおよび塩化ビニルの割合が3/3/2/2である混合プラスチックの油化を行うと、ポリエチレン、ポリプロピレン単独の油化の場合に比べて触媒の活性が低下することが示されている。活性の低下した触媒は、この表面にカーボンが付着しており、この劣化触媒を600℃で焼成して再生する方法が示されている。
【0005】
一方、特開平6−220458号には、ポリスチレンについて油化を行う際、溶融物を熱分解して、ガス成分を分離除去した後、油状物を加熱炉でガス化して触媒と接触させて軽質化する方法が示されている。この方法では最初の熱分解で生成する軽質のガス成分を除去することにより、このガス成分が触媒によりさらに軽質の成分に分解されて、油状物の生成量が低下するのを防止している。このため、混合プラスチックの油化における触媒の活性低下については何ら考慮されていない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、効率よく油化を行うことができるプラスチックの油化方法、特にポリオレフィンのほかポリスチレンを含む混合プラスチックでも効率よく油化を行うことができるプラスチックの油化方法を提案することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は次のプラスチックの油化方法である。
(1) プラスチックを熱分解して油状物を製造する方法において、粉末X線回折法によって測定された回折線スペクトルの強度から下記の計算式(1)によって求められた結晶化度が5%以下の合成シリカ・アルミナ触媒であって、シリカとアルミナとの重量比(SiO 2 /Al 2 3 )が90/10〜65/35であり、酸価が0.4mgKOH/g以下である合成シリカ・アルミナ触媒の存在下、反応系に水を供給しながら熱分解を行うことを特徴とするプラスチックの油化方法。
結晶化度=[S 1 /(S 1 +S 2 )]×100(%) …(1)
(式中、S 1 は回折角2θの範囲が22〜42度の範囲にあるスペクトルの面積、S 2 は回折角2θの範囲が20〜70度の範囲にあるスペクトルの面積である。)
(2) 合成シリカ・アルミナ触媒は、シリカとアルミナとの重量比(SiO2/Al23)が80/20〜70/30であることを特徴とする上記(1)記載のプラスチックの油化方法。
(3) 合成シリカ・アルミナ触媒は、酸価が0.1mgKOH/g以下であることを特徴とする上記(1)または(2)記載のプラスチックの油化方法。
(4) 合成シリカ・アルミナ触媒は、比表面積が400m2/g以上であることを特徴とする上記(1)ないし(3)のいずれかに記載のプラスチックの油化方法。
(5) プラスチックの熱分解を150〜600℃の範囲で行うことを特徴とする上記(1)ないし(4)のいずれかに記載のプラスチックの油化方法。
(6) プラスチックがポリオレフィンおよびポリスチレンを含む混合プラスチックであることを特徴とする上記(1)ないし(5)のいずれかに記載のプラスチックの油化方法。
【0008】
本発明において油化の対象となるプラスチックは特に制限されず、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂のいずれのものでもよいが、ポリオレフィンを含むもの、特にポリオレフィンを主要成分として含むものが対象として適している。
上記熱可塑性樹脂としてはポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)などのポリオレフィン(PO)、ポリスチレン(PS)、耐衝撃性ポリスチレン(HIPS)、ABS樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂(EVA)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリアミド(PA、ナイロン)およびポリカーボネート(PC)等があげられる。また上記熱硬化性樹脂としてはフェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、アルキッド樹脂およびポリウレタン(PU)などがあげられる。これらのプラスチックは単独でも、あるいは2種以上の混合物であってもよい。
【0009】
上記プラスチックの中では、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィンおよびこれらの混合物、あるいはこれらのポリオレフィン60〜99重量%、好ましくは70〜90重量%と、ポリスチレン40〜1重量%、好ましくは30〜10重量%とを含むプラスチックの混合物(混合プラスチック)が好適である。
【0010】
また油化の対象となるプラスチックとしては、都市ごみ、産業廃棄物などに含まれる廃プラスチックがあげられる。このような廃プラスチックは、一般に各種プラスチックが混合された状態で排出されるが、このような混合プラスチックは予め選別してもよく、選別しないでそのまま油化を行ってもよい。
【0011】
油化の対象となるプラスチックには、いわゆる樹脂に分類されるものの他に、ワックス、ゴム、エラストマーなども含まれる。これらの具体的なものとしては次のものなどがあげられる。
・エチレン系ワックス状重合体もしくはグリース状重合体。
・プロピレン系ワックス状重合体もしくはグリース状重合体、例えばアタクチックポリプロピレン。
・合成ゴム、例えばエチレン−プロピレン共重合ゴム(EPM)、エチレン−プロピレン−非共役ジエン共重合ゴム(EPDM)、スチレン−ブタジエン共重合ゴム(SBR)、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体ゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、ポリイソプレンゴム(IR)、ブチルゴム(IIR)、ポリブタジエンゴム(BR)およびそれらの架橋物(加硫物)、熱可塑性エラストマー、例えばエチレン−プロピレン−非共役ジエン共重合ゴム/ポリエチレン組成物の部分架橋物、スチレン−ブタジエン共重合体水素化物および通称「石油樹脂」等の合成「炭化水素樹脂」など。
【0012】
本発明の方法では、固体酸触媒を使用する。
上記固体酸触媒は、酸性を有する固体であり、加熱状態でプラスチックの軽質化(低分子化)を促進する作用を有する。
【0014】
本発明は固体酸触媒として、シリカ・アルミナ系の固体酸触媒を用いる。該触媒はシリカ・アルミナを主体とする触媒であって、具体的には非晶質または低結晶性の合成シリカ・アルミナである
【0015】
シリカ・アルミナはアルミノシリケートとも称されるシリカとアルミナの複合酸化物で、天然に産する粘土、鉱物および合成されたゼオライト等を含むが、本発明では固体酸触媒としては非晶質の合成シリカ・アルミナを使用する。特に粉末X線回折法によって測定された回折線スペクトルの強度から、前記計算式(1)によって求められる結晶化度、すなわち粉末X線回折法によって測定されたチャートに見られる回折角2θの範囲が22〜42度の範囲にあるスペクトルの面積(S1)、および回折角2θの範囲が20〜70度の範囲にあるスペクトルの面積(S2)から、前記計算式(1)によって求められる結晶化度が5%以下、好ましくは1%以下であり、シリカとアルミナとの重量比(SiO2/Al23)が(90/10)〜(65/35)、好ましくは(80/20)〜(70/30)であり、酸価が0.4mgKOH/g以下、好ましくは0.1mgKOH/g以下である合成シリカ・アルミナである。さらにこのような合成シリカ・アルミナの中でも、BET法により測定した比表面積が400m2/g以上、好ましくは500m2/g以上のシリカ・アルミナが望ましい。
【0016】
上記合成シリカ・アルミナ触媒は、前記各物性値が前記範囲にあるものが使用できるが、前記物性値が全て好ましい範囲にあるシリカ・アルミナが最も好ましい。しかし特定の物性値が好ましい範囲にあり、かつ他の物性値が前記範囲にあるシリカ・アルミナも好ましいものとして使用できる。
【0019】
本発明の方法によりプラスチックを油化するには、反応系に水を供給しながら前記プラスチックを熱分解する。これによりプラスチックの油化速度が速くなり、油状物が得られる。水を反応系に供給する方法としては、水蒸気を反応装置内に連続的または間欠的に供給するのが好ましいが、液状の水を反応装置内に供給し、反応装置内で水蒸気を発生させるようにしてもよい。またこれらを組合せてもよい。
本発明の方法では、反応系に水を供給しながら前記固体酸触媒の存在下に接触熱分解すると、油化速度(分解速度)がさらに速くなる。
【0020】
水の供給量は、水蒸気または液状の水を反応装置内に連続的に供給する場合、原料プラスチック1gあたり、液状の水に換算して0.1〜1000μl/min、好ましくは1〜100μl/minの量で供給するのが望ましい。間欠的に供給する場合には連続的に供給するものとして平均化した量が上記と同じ量になるように導入するのが好ましい。
なお、本発明の方法により得られる分解油に混入する水分は、必要に応じて油水分離、脱水処理などにより除去することができる。
【0021】
プラスチックの分解温度は150〜600℃、好ましくは250〜500℃、反応時間は0.1min〜5hrに設定するのが望ましい。反応系の雰囲気は本反応を妨害しない雰囲気であれば何れでも良く、例えば窒素雰囲気下で分解を行うことができる。
固体酸触媒の使用量は、プラスチックに対して0.01〜20重量%、好ましくは0.1〜10重量%とするのが望ましい。
【0022】
プラスチックの熱分解に用いる反応装置は槽式、スクリュー式、パイプ式等の何れの形式でもよい。分解反応装置の具体例としては、管内に搬送用スクリューおよび水蒸気供給手段を備えた管型分解炉内であって、油状化対象のプラスチックを150〜600℃、好ましくは250〜500℃に加熱する機構を備えた装置があげられる。この型の分解反応装置は連続的分解能力を備えていることから、多量のプラスチックが定常的(継続的)に集積される処理施設に好適である。
【0023】
本発明の方法では、反応系に水を供給しながらプラスチックを熱分解しているので、プラスチックを効率よく油化することができる。特に、ポリオレフィンのほか、ポリスチレンを含む混合プラスチックを油化する場合においても、効率よく油化することができる。
【0024】
本発明の方法により得られる油状物は燃料、原料、その他の任意の用途に利用することができる。固体酸触媒は油状物に混入した状態にしてもよいが、分離回収して再利用することもできる。
【0025】
【発明の効果】
本発明のプラスチックの油化方法は、プラスチックを熱分解して油状物を製造する方法において、粉末X線回折法によって測定された回折線スペクトルの強度から計算式(1)によって求められた結晶化度が5%以下の合成シリカ・アルミナ触媒であって、シリカとアルミナとの重量比(SiO 2 /Al 2 3 )が90/10〜65/35であり、酸価が0.4mgKOH/g以下である合成シリカ・アルミナ触媒の存在下、反応系に水を供給しながらプラスチックを熱分解しているので、プラスチック、特にポリオレフィンおよびポリスチレンを含む混合プラスチックであっても、油化を効率よく行うことができる。
【0026】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施例について説明する。
実施例1
固体酸触媒として、シリカ・アルミナ〔触媒化成工業(株)製、シリカアルミナHA、前記計算式(1)により求めた結晶化度=0%、SiO/Alの重量比=71/29、酸価=0mgKOH/g、BET法で測定した表面積=510m/g〕を錠剤成型器で成形した後、粉砕して18〜50メッシュの粒径のものを分別して使用した。なお、シリカ・アルミナの酸価は、触媒1gに50mlの水を加え、攪拌30分煮沸、濾過後、濾液を0.01molKOH水溶液で滴定して求めた。
【0027】
高密度ポリエチレン5g、ポリプロピレン2g、およびポリスチレン3gを、蒸留物受器付きの内容積200mlの石英反応器に入れ、反応器内部を窒素で置換した。常圧で350℃付近まで加熱した後、0.1gの上記シリカ・アルミナ触媒を加えた。
【0028】
次に、水を加熱して水蒸気にして反応器内に導入した。水蒸気の導入は、液状の水として50μl/minの速度で行った。
反応器を430℃まで昇温し、分解油が8ml留出するまで接触分解反応を行い、要した時間で割って、平均留出速度を求めた。その結果平均留出速度は1.07ml/minであった。分解油の重量は7.2g、反応器に残った残渣量は2.4gであった。
【0029】
実施例2
触媒の添加温度を300℃に変更し、また水蒸気の導入速度を液状の水として25μl/minに変更した以外は実施例1と同様に行った。結果を表1に示す。
【0030】
実施例3
原料プラスチックを高密度ポリエチレン7gおよびポリプロピレン3gを含むプラスチックに変更し、また水蒸気の導入速度を液状の水として25μl/minに変更した以外は実施例1と同様に行った。結果を表1に示す。
【0031】
実施例4
シリカアルミナHAの代わりに、シリカアルミナHAを1.0mol/l濃度のCu(NO溶液で処理した触媒0.1gを使用した以外は実施例1と同様に行った。結果を表1に示す。
【0032】
比較例1
シリカアルミナHAの代わりに、鹿沼土軽石0.1gを触媒として使用した以外は実施例1と同様に行った。結果を表1に示す。
【0033】
実施例
原料プラスチックとしてポリスチレン10gを使用し、触媒の使用量を0.2gに変更した以外は実施例1と同様に行った。結果を表1に示す。
【0034】
比較例2
触媒を使用しなかった以外は実施例1と同様に行った。結果を表1に示す。
【0035】
比較例
実施例1と同様のシリカ・アルミナ触媒を0.3g使用し、水蒸気を導入しなかったこと以外は実施例1と同様に行った。その結果、平均留出速度は0.47μl/min、分解油の重量は6.7g、反応器に残った残渣量は2.6gであった。
【0036】
比較例
水蒸気を導入しなかった以外は実施例3と同様に行った。結果を表1に示す。
【0037】
比較例
触媒を使用せず、また水蒸気を導入しなかった以外は実施例1と同様に行った。結果を表1に示す。
【0038】
比較例
触媒を使用せず、また水蒸気を導入しなかった以外は実施例3と同様に行った。結果を表1に示す。
【0039】
比較例
水蒸気を導入しなかった以外は実施例4と同様に行った。結果を表1に示す。
【0040】
比較例
水蒸気を導入しなかった以外は比較例1と同様に行った。結果を表1に示す。
【0041】
比較例
水蒸気を導入しなかった以外は実施例と同様に行った。結果を表1に示す。
【0042】
【表1】

Figure 0003596173
【0043】
表1の結果から、水蒸気を導入した場合に油化促進効果が高いことがわかる。また固体酸触媒を用いると、さらに油化促進効果が高いことがわかる。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for converting a plastic, particularly a mixed plastic containing polyolefin and polystyrene, into oil by subjecting it to thermal decomposition to obtain an oily substance.
[0002]
[Prior art]
A method of using a solid acid catalyst such as silica-alumina, zeolite, or the like as a method for thermally decomposing a plastic to oil is known (for example, JP-A-48-967, JP-A-48-43075, and JP-A-59-43075). No. 111815). Such a solid acid catalyst is said to be highly effective in oiling plastics containing polyolefins such as polyethylene and polypropylene.
[0003]
However, in the conventional method, the catalytic activity of the solid acid catalyst cannot be said to be sufficient, and the oiling rate is insufficient. In particular, when a mixed plastic containing polystyrene in a plastic containing a polyolefin such as polyethylene or polypropylene is oiled, the activity of the catalyst is reduced, so that the oil cannot be efficiently oiled.
[0004]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 49-20284 discloses that when a mixture of polyethylene, polystyrene, polypropylene and vinyl chloride having a ratio of 3/3/2/2 is made into oil using Kanuma soil as a catalyst, polyethylene, polypropylene It is shown that the activity of the catalyst is lower than in the case of sole oilification. The catalyst with reduced activity has carbon adhered to its surface, and a method of regenerating the deteriorated catalyst by firing at 600 ° C. is described.
[0005]
On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-220458 discloses that, when converting polystyrene into oil, the melt is pyrolyzed to separate and remove gas components, and then the oil is gasified in a heating furnace and brought into contact with a catalyst to reduce lightness. The method of conversion is shown. In this method, a light gas component generated in the first thermal decomposition is removed to prevent the gas component from being further decomposed by the catalyst into lighter components, thereby reducing the amount of oily substances produced. For this reason, no consideration is given to a reduction in the activity of the catalyst during the oiling of the mixed plastic.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to propose a method of oiling a plastic that can efficiently oilify, particularly a method of oiling a plastic that can efficiently oilify a mixed plastic containing polystyrene in addition to polyolefin. is there.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is the following method for oiling plastic.
(1) In a method for producing an oily substance by thermally decomposing a plastic , the degree of crystallinity determined by the following formula (1) from the intensity of a diffraction line spectrum measured by a powder X-ray diffraction method is 5% or less. Wherein the weight ratio (SiO 2 / Al 2 O 3 ) of silica to alumina is 90/10 to 65/35 and the acid value is 0.4 mg KOH / g or less. A method for converting a plastic into oil, comprising performing thermal decomposition while supplying water to a reaction system in the presence of an alumina catalyst .
Crystallinity = [S 1 / (S 1 + S 2 )] × 100 (%) … (1)
(In the formula, S 1 is the area of the spectrum whose diffraction angle 2θ is in the range of 22 to 42 degrees, and S 2 is the area of the spectrum whose diffraction angle 2θ is in the range of 20 to 70 degrees.)
(2) synthetic silica-alumina catalyst, silica and the weight ratio of alumina plastic oil of the (1), wherein the (SiO 2 / Al 2 O 3) is 80 / 20-70 / 30 Method.
(3) The method according to (1) or (2 ), wherein the synthetic silica-alumina catalyst has an acid value of 0.1 mgKOH / g or less.
(4) The method according to any one of the above (1) to (3) , wherein the synthetic silica-alumina catalyst has a specific surface area of 400 m 2 / g or more.
(5) The method according to any one of the above (1) to (4) , wherein the thermal decomposition of the plastic is performed in a range of 150 to 600 ° C.
(6) The method according to any one of the above (1) to (5) , wherein the plastic is a mixed plastic containing polyolefin and polystyrene.
[0008]
The plastic to be oiled in the present invention is not particularly limited, and may be any of a thermoplastic resin or a thermosetting resin, but those containing a polyolefin, particularly those containing a polyolefin as a main component are suitable as the target. I have.
Examples of the thermoplastic resin include polyolefin (PO) such as polyethylene (PE) and polypropylene (PP), polystyrene (PS), high-impact polystyrene (HIPS), ABS resin, ethylene-vinyl acetate copolymer resin (EVA), Examples include vinyl chloride (PVC), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polyamide (PA, nylon), and polycarbonate (PC). Examples of the thermosetting resin include a phenol resin, a melamine resin, a urea resin, an alkyd resin, and polyurethane (PU). These plastics may be used alone or as a mixture of two or more.
[0009]
Among the above plastics, polyolefins such as polyethylene and polypropylene and mixtures thereof, or these polyolefins are 60 to 99% by weight, preferably 70 to 90% by weight, and polystyrene 40 to 1% by weight, preferably 30 to 10% by weight. A mixture of plastics containing (a mixed plastic) is preferred.
[0010]
Examples of plastics to be oiled include waste plastics contained in municipal waste, industrial waste, and the like. Such waste plastics are generally discharged in a state in which various plastics are mixed, but such mixed plastics may be sorted out in advance, or may be directly oiled without being sorted out.
[0011]
Plastics to be oiled include waxes, rubbers, elastomers, and the like, in addition to those classified as so-called resins. Specific examples thereof include the following.
-Ethylene waxy polymer or grease-like polymer.
-A propylene-based wax-like polymer or grease-like polymer, for example, atactic polypropylene.
A synthetic rubber, for example, ethylene-propylene copolymer rubber (EPM), ethylene-propylene-non-conjugated diene copolymer rubber (EPDM), styrene-butadiene copolymer rubber (SBR), butadiene-acrylonitrile copolymer rubber (NBR), Chloroprene rubber (CR), polyisoprene rubber (IR), butyl rubber (IIR), polybutadiene rubber (BR) and cross-linked products (vulcanizates) thereof, thermoplastic elastomers, for example, ethylene-propylene-non-conjugated diene copolymer rubber / Partially cross-linked products of polyethylene compositions, styrene-butadiene copolymer hydrides, and synthetic "hydrocarbon resins" such as "petroleum resins".
[0012]
In the method of the present invention, to use a solid body acid catalyst.
The solid acid catalysts is a solid having acidic, that having a function of promoting lightening plastic (low molecular weight) in a heated state.
[0014]
This onset Ming as a solid acid catalyst, using a solid acid catalyst of silica-alumina. The catalyst is a catalyst composed mainly of silica-alumina, specifically a amorphous or low-crystalline synthetic silica-alumina.
[0015]
Silica-alumina is a composite oxide of silica and alumina, also referred to as aluminosilicate, clay naturally occurring, including mineral and synthetic zeolites such as synthetic silica of amorphous as a solid acid catalyst in the present invention - to use the alumina. In particular, from the intensity of the diffraction line spectrum measured by the powder X-ray diffraction method, the degree of crystallinity determined by the above formula (1), that is, the range of the diffraction angle 2θ seen in the chart measured by the powder X-ray diffraction method, spectrum area in the range of 22 to 42 degrees (S 1), and the area in the range of diffraction angle 2θ is in the range of 20 to 70 degrees spectrum (S 2), is determined by the equation (1) crystals degree is 5% or less, preferably 1% or less, the weight ratio of silica to alumina (SiO 2 / Al 2 O 3 ) is (90/10) - (65/35), preferably (80/20 ) To (70/30) and a synthetic silica-alumina having an acid value of 0.4 mgKOH / g or less, preferably 0.1 mgKOH / g or less. Further, among such synthetic silica-aluminas, silica-alumina having a specific surface area of 400 m 2 / g or more, preferably 500 m 2 / g or more, as measured by the BET method, is desirable.
[0016]
The synthetic silica-alumina catalyst, wherein at Property values can be used those in earlier Kihan circumference, wherein the physical property value is silica-alumina which are all preferred range and most preferred. But there the particular physical properties are preferred ranges, and other physical properties can be used as preferred silica-alumina is in said range.
[0019]
In order to convert a plastic into oil by the method of the present invention, the plastic is thermally decomposed while supplying water to a reaction system. This speeds up the oiling of the plastics and produces an oil. As a method for supplying water to the reaction system, it is preferable to continuously or intermittently supply steam into the reactor, but it is preferable to supply liquid water into the reactor to generate steam in the reactor. It may be. These may be combined.
In the method of the present invention, when catalytic pyrolysis in the presence of the solid acid catalyst while supplying water to the reaction system, Yuka rate (degradation rate) may turn faster.
[0020]
When water or liquid water is continuously supplied into the reactor, the supply amount of water is 0.1 to 1000 μl / min, preferably 1 to 100 μl / min in terms of liquid water per 1 g of the raw material plastic. It is desirable to supply in the amount of. In the case of intermittent supply, it is preferable to introduce such that the averaged amount is the same as the above as a continuous supply.
In addition, water mixed in the cracked oil obtained by the method of the present invention can be removed by oil-water separation, dehydration treatment or the like as necessary.
[0021]
It is desirable to set the decomposition temperature of the plastic at 150 to 600 ° C, preferably 250 to 500 ° C, and the reaction time at 0.1 min to 5 hr. The atmosphere of the reaction system may be any atmosphere as long as the reaction is not hindered. For example, the decomposition can be performed in a nitrogen atmosphere.
The amount of solid acid catalysts is 0.01 to 20 wt% with respect to the plastic, preferably desirable to 0.1 to 10 wt%.
[0022]
The reactor used for the thermal decomposition of the plastic may be any type such as a tank type, a screw type, a pipe type and the like. As a specific example of the decomposition reaction device, a plastic to be oiled is heated to 150 to 600 ° C., preferably 250 to 500 ° C. in a tubular decomposition furnace provided with a conveying screw and steam supply means in the tube. There is a device provided with a mechanism. Since this type of decomposition reactor has a continuous decomposition capability, it is suitable for a processing facility where a large amount of plastic is constantly (continuously) accumulated.
[0023]
In the method of the present invention, the plastic is pyrolyzed while supplying water to the reaction system, so that the plastic can be efficiently converted to oil. In particular, even when a mixed plastic containing polystyrene in addition to polyolefin is oiled, the oil can be efficiently oiled.
[0024]
The oil obtained by the method of the present invention can be used for fuels, raw materials, and any other uses. The solid acid catalyst may be mixed with the oily substance, but may be separated and collected for reuse.
[0025]
【The invention's effect】
The method for converting a plastic to oil according to the present invention is a method for producing an oily substance by thermally decomposing a plastic, wherein the crystallization obtained by the calculation formula (1) from the intensity of the diffraction line spectrum measured by the powder X-ray diffraction method. degrees is a less than 5% synthetic silica-alumina catalyst, the weight ratio of silica to alumina (SiO 2 / Al 2 O 3 ) is 90 / 10-65 / 35, acid value of 0.4 mgKOH / g Since plastic is thermally decomposed while supplying water to the reaction system in the presence of the following synthetic silica-alumina catalyst, even if the plastic is a mixed plastic containing especially polyolefin and polystyrene, it is efficiently oiled. be able to.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, examples of the present invention will be described.
Example 1
As the solid acid catalyst, silica-alumina [manufactured by Sekiyu Kasei Kogyo Co., Ltd., silica-alumina HA, crystallinity = 0% determined by the above formula (1), weight ratio of SiO 2 / Al 2 O 3 = 71 / 29, acid value = 0 mgKOH / g, surface area measured by BET method = 510 m 2 / g], and then pulverized to fractionate particles having a particle size of 18 to 50 mesh. The acid value of silica / alumina was determined by adding 50 ml of water to 1 g of the catalyst, boiling for 30 minutes with stirring, filtering, and titrating the filtrate with a 0.01 mol KOH aqueous solution.
[0027]
5 g of high-density polyethylene, 2 g of polypropylene, and 3 g of polystyrene were placed in a quartz reactor having a capacity of 200 ml with a distillate receiver, and the inside of the reactor was replaced with nitrogen. After heating to about 350 ° C. under normal pressure, 0.1 g of the above silica-alumina catalyst was added.
[0028]
Next, the water was heated to steam and introduced into the reactor. The introduction of steam was performed as liquid water at a rate of 50 μl / min.
The temperature of the reactor was raised to 430 ° C., and a catalytic cracking reaction was carried out until 8 ml of the cracked oil was distilled off, and the resultant was divided by a required time to obtain an average distillation rate. As a result, the average distillation speed was 1.07 ml / min. The weight of the cracked oil was 7.2 g, and the amount of the residue remaining in the reactor was 2.4 g.
[0029]
Example 2
The procedure was performed in the same manner as in Example 1 except that the catalyst addition temperature was changed to 300 ° C., and the introduction rate of water vapor was changed to 25 μl / min as liquid water. Table 1 shows the results.
[0030]
Example 3
Example 1 was repeated except that the raw material plastic was changed to a plastic containing 7 g of high-density polyethylene and 3 g of polypropylene, and the introduction rate of water vapor was changed to 25 μl / min as liquid water. Table 1 shows the results.
[0031]
Example 4
Example 1 was carried out in the same manner as in Example 1, except that 0.1 g of a catalyst obtained by treating silica alumina HA with a 1.0 mol / l Cu (NO 3 ) 2 solution was used instead of silica alumina HA. Table 1 shows the results.
[0032]
Comparative Example 1
The procedure was performed in the same manner as in Example 1, except that 0.1 g of Kanuma Dou Pumice was used as a catalyst instead of silica alumina HA. Table 1 shows the results.
[0033]
Example 5
The same operation as in Example 1 was performed except that 10 g of polystyrene was used as a raw material plastic and the amount of the catalyst was changed to 0.2 g. Table 1 shows the results.
[0034]
Comparative Example 2
The same operation was performed as in Example 1 except that no catalyst was used. Table 1 shows the results.
[0035]
Comparative Example 3
The same operation as in Example 1 was performed except that 0.3 g of the same silica-alumina catalyst as in Example 1 was used and no steam was introduced. As a result, the average distillation rate was 0.47 μl / min, the weight of the cracked oil was 6.7 g, and the amount of the residue remaining in the reactor was 2.6 g.
[0036]
Comparative Example 4
The procedure was performed in the same manner as in Example 3 except that no steam was introduced. Table 1 shows the results.
[0037]
Comparative Example 5
Example 1 was repeated except that no catalyst was used and no steam was introduced. Table 1 shows the results.
[0038]
Comparative Example 6
The same operation as in Example 3 was performed except that no catalyst was used and no steam was introduced. Table 1 shows the results.
[0039]
Comparative Example 7
The same operation as in Example 4 was performed except that no steam was introduced. Table 1 shows the results.
[0040]
Comparative Example 8
The same procedure was performed as in Comparative Example 1 except that no steam was introduced. Table 1 shows the results.
[0041]
Comparative Example 9
The procedure was performed in the same manner as in Example 5 , except that no steam was introduced. Table 1 shows the results.
[0042]
[Table 1]
Figure 0003596173
[0043]
From the results in Table 1, it can be seen that the effect of promoting oiling is high when steam is introduced. In addition, it can be seen that the use of a solid acid catalyst further enhances the effect of promoting oiling.

Claims (6)

プラスチックを熱分解して油状物を製造する方法において、粉末X線回折法によって測定された回折線スペクトルの強度から下記の計算式(1)によって求められた結晶化度が5%以下の合成シリカ・アルミナ触媒であって、シリカとアルミナとの重量比(SiO 2 /Al 2 3 )が90/10〜65/35であり、酸価が0.4mgKOH/g以下である合成シリカ・アルミナ触媒の存在下、反応系に水を供給しながら熱分解を行うことを特徴とするプラスチックの油化方法。
結晶化度=[S 1 /(S 1 +S 2 )]×100(%) …(1)
(式中、S 1 は回折角2θの範囲が22〜42度の範囲にあるスペクトルの面積、S 2 は回折角2θの範囲が20〜70度の範囲にあるスペクトルの面積である。)
In a method for producing an oily substance by pyrolyzing a plastic, a synthetic silica having a crystallinity of 5% or less determined by the following formula (1) from the intensity of a diffraction line spectrum measured by a powder X-ray diffraction method: An alumina catalyst, wherein the weight ratio (SiO 2 / Al 2 O 3 ) of silica to alumina is 90/10 to 65/35 and the acid value is 0.4 mgKOH / g or less; A method for liquefying plastics, comprising performing thermal decomposition while supplying water to a reaction system in the presence of water.
Crystallinity = [S 1 / (S 1 + S 2 )] × 100 (%) … (1)
(In the formula, S 1 is the area of the spectrum whose diffraction angle 2θ is in the range of 22 to 42 degrees, and S 2 is the area of the spectrum whose diffraction angle 2θ is in the range of 20 to 70 degrees.)
合成シリカ・アルミナ触媒は、シリカとアルミナとの重量比(SiOThe synthetic silica-alumina catalyst uses a weight ratio of silica to alumina (SiO 2Two /Al/ Al 2Two O 3Three )が80/20〜70/30であることを特徴とする請求項1記載のプラスチックの油化方法。) Is from 80/20 to 70/30. 合成シリカ・アルミナ触媒は、酸価が0.1mgKOH/g以下であることを特徴とする請求項1または2記載のプラスチックの油化方法。3. The method according to claim 1, wherein the synthetic silica / alumina catalyst has an acid value of 0.1 mg KOH / g or less. 合成シリカ・アルミナ触媒は、比表面積が400mThe synthetic silica / alumina catalyst has a specific surface area of 400 m. 2Two /g以上であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のプラスチックの油化方法。The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the amount is not less than / g. プラスチックの熱分解を150〜600℃の範囲で行うことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載のプラスチックの油化方法。The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the thermal decomposition of the plastic is performed in a range of 150 to 600C. プラスチックがポリオレフィンおよびポリスチレンを含む混合プラスチックであることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載のプラスチックの油化方法。6. The method according to claim 1, wherein the plastic is a mixed plastic containing polyolefin and polystyrene.
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