(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリオレフィンの分解方法であって、
ａ）ポリオレフィンの高分子メルトを製造する工程と、
ｂ）前記高分子メルトを少なくとも一つのメルトフィルタ（ＳＦ）を通過させることにより、前記高分子メルトを精製する工程と、
ｃ）精製された前記高分子メルトを少なくとも一個の第一反応器（Ｒ１）に移し、前記少なくとも一個の第一反応器において、前記高分子メルトは、温度２２０℃〜３００℃に保持された下部領域（液溜領域）に入り、層状メルトフローが生成されるように、前記精製された高分子メルトを３３０℃〜３６０℃の温度に加熱しながら、前記反応器（Ｒ１）の下部領域（液溜領域）から上部領域（頂部領域）まで導き、前記少なくとも一つの第一反応器（Ｒ１）中における前記高分子をオリゴマーに開裂する工程と、
ｄ）前記少なくとも一つの第一反応器（Ｒ１）で形成された、３３０℃〜３６０℃の温度を有する前記オリゴマーの混合物を少なくとも一つの第二反応器（Ｒ２）に移し、前記少なくとも一つの第二反応器において、前記オリゴマーの混合物を３８０℃から４５０℃の温度に加熱しながら、前記反応器（Ｒ２）の下部領域（液溜領域）から上部領域（頂部領域）まで導き、前記少なくとも一つの第二反応器（Ｒ２）中における前記オリゴマーを、解重合触媒としての少なくとも一種の粘土鉱物の存在下で、短鎖型の炭化水素に分解する工程と、
ｅ）前記少なくとも一つの第二反応器（Ｒ２）で形成された、炭素数３−２２の前記短鎖型炭化水素を少なくとも一つの予凝縮器（ＶＫ）に移し、前記少なくとも一つの第二反応器（Ｒ２）から出た前記短鎖型炭化水素を前記少なくとも一つの予凝縮器（ＶＫ）において冷却する工程と、
ｆ）前記少なくとも一つの予凝縮器（ＶＫ）で冷却された前記短鎖型炭化水素を少なくとも一つの主凝縮器（ＨＫ）に導入し、少なくとも一つの予凝縮器（ＶＫ）から出た前記短鎖型炭化水素を、前記少なくとも一つの主凝縮器（ＨＫ）において液化する工程と、
を有する、方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、ポリエチレン（ＰＥ）とポリプロピレン（ＰＰ）からなるポリオレフィン混合物が分解されることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法であって、前記高分子は少なくとも一つの押出機（Ｅ）において、３００℃までの温度で融解されることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の方法であって、前記押出機の出口における、前記高分子メルトの粘度が１．０×１０6〜２×１０6ｍＰａｓ（３００℃）であることを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の方法であって、残余の不純物が、前記少なくとも一つのメルトフィルタ（ＳＦ）において、前記高分子メルトから除去されることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の方法であって、前記少なくとも一つのメルトフィルタ（ＳＦ）から出る、精製された前記高分子メルトが少なくとも一つのメルトポンプ（ＳＰ）を用いて前記第一反応器（Ｒ１）の下部領域（液溜領域）に導入され、前記第一反応器（Ｒ１）の入口において、前記高分子メルトの粘度が１．０×１０6〜２×１０6ｍＰａｓ（３００℃）であることを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の方法であって、標準的な分子量が１０5ｋｇ／ｍｏｌより大きい前記高分子が、前記少なくとも一つの第一反応器（Ｒ１）において、分子量１０2ｋｇ／ｍｏｌ〜１０4ｋｇ／ｍｏｌのオリゴマーに分解されることを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の方法であって、前記少なくとも一つの第一反応器（Ｒ１）の上部領域（頂部領域）を出た前記オリゴマーの混合物が５００〜１０００ｍＰａｓ（３５０℃）の粘度を有することを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載の方法であって、前記少なくとも一つの第一反応器（Ｒ１）において形成されるオリゴマーメルトが前記第一反応器（Ｒ１）の上部領域（頂部領域）から除去され、少なくとも一つのメルトポンプ（ＳＰ）により、少なくとも一つの第二反応器（Ｒ２）に導入されることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載の方法であって、前記少なくとも一つの第一反応器（Ｒ１）を出たオリゴマーの混合物が、前記少なくとも一つの第二反応器（Ｒ２）に導入される前に、解重合触媒としての前記少なくとも一つの粘土鉱物と混合されることを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法であって、前記少なくとも一つの粘土鉱物が、層状ケイ酸塩鉱物を含む群から選択されることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法であって、前記少なくとも一つの第二反応器（Ｒ２）において、前記オリゴマーが分子量５００ｋｇ／ｍｏｌ未満の、短鎖型の気相炭化水素に開裂されることを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法であって、前記少なくとも一つの第二反応器（Ｒ２）の上端部（頂部領域）で形成される炭化水素留分が５０〜３００ｍＰａｓ（４１０℃）の粘度を有することを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法であって、前記気相炭化水素が、前記少なくとも一つの主凝縮器（ＨＫ）において、温度１５〜３０℃で凝縮されることを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか一項に記載の方法であって、前記少なくとも一つの凝縮器（ＨＫ）を出た凝縮物が、前記凝縮物を異なる沸点を有する留分に分離するために、蒸留に付されることを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか一項に記載の方法を実施するためのシステムであって、
・前記高分子を融解するための、少なくとも一つの押出機（Ｅ）と、
・高分子メルトを精製するために前記少なくとも一つの押出機（Ｅ）の下流側に設置される少なくとも一つのメルトフィルタ（ＳＦ）と、
・前記高分子をオリゴマーに分解するために、前記少なくとも一つのメルトフィルタ（ＳＦ）の下流側に設置される、少なくとも一つの第一反応器（Ｒ１）と、
・前記少なくとも一つの第一反応器（Ｒ１）で形成されたオリゴマーを短鎖型炭化水素に分解するために、前記少なくとも一つの第一反応器（Ｒ１）の下流側に配置される少なくとも一つの第二反応器（Ｒ２）と、
・前記少なくとも一つの第二反応器（Ｒ２）を出た前記短鎖型の気相炭化水素を予冷するために、前記少なくとも一つの第二反応器（Ｒ２）の下流側に配置される少なくとも一つの予凝縮器（ＶＫ）と、
・前記少なくとも一つの予凝縮器（ＶＫ）において予冷された、短鎖型の炭化水素を凝縮するために、前記少なくとも一つの予凝縮器（ＶＫ）の下流側に配置される、主凝縮器（ＨＫ）と、
を有するシステム。
【請求項１７】
請求項１６に記載のシステムであって、前記少なくとも一つの第一反応器（Ｒ１）と前記少なくとも一つの第二反応器（Ｒ２）がそれぞれ、少なくとも二つの制御可能な加熱帯を備えることを特徴とするシステム。
【請求項１８】
請求項１６または１７に記載のシステムであって、前記少なくとも一つの第一反応器（Ｒ１）と少なくとも一つの第二反応器（Ｒ２）がそれぞれ、螺旋型撹拌器、アンカー型撹拌器、スクリュー、もしくはこれらを組み合せた撹拌器の形状を有する撹拌部材を備えたことを特徴とするシステム。
【請求項１９】
請求項１６から１８のいずれか一項に記載のシステムであって、前記少なくとも一つの第一反応器（Ｒ１）および／または少なくとも一つの第二反応器（Ｒ２）の内壁および内部が、少なくとも一種のセラミックの被膜を有することを特徴とするシステム。
【請求項２０】
請求項１６から１９のいずれか一項に記載のシステムであって、前記少なくとも一つの第一反応器（Ｒ１）と少なくとも一つの第二反応器（Ｒ２）は、それぞれ７：１の高さ：直径（Ｈ：Ｄ）比を有することを特徴とするシステム。
【請求項２１】
請求項１６から２０のいずれか一項に記載のシステムであって、前記少なくとも一つの予凝縮器（ＶＫ）が少なくとも一つの混合容器（Ｍ）に接続され、前記少なくとも一つの混合容器（Ｍ）は、前記少なくとも一つの第二反応器（Ｒ２）を出た短鎖型炭化水素の予冷過程で、該少なくとも一つの予凝縮器（ＶＫ）で形成されるパラフィンを収容することを特徴とするシステム。
【請求項２２】
請求項１６から２１のいずれか一項に記載のシステムであって、前記高分子の前記少なくとも一つの押出機（Ｅ）への供給速度を制御し、かつ、系の温度を制御するための、少なくとも一つ制御ユニットを備えたことを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１に記載の如く、合成高分子、特にポリオレフィンの分解方法に関し、また請求項１６に記載の如く、前記方法を実施するための装置および/またはシステムに関し、また請求項２３に記載の如く、前記方法を用いて製造された製品オイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
現代の我々の世界は、ポリオレフィンなどの合成高分子をベースとしたプラスチック抜きには考えられない。ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）などのポリオレフィンは、消費財関連産業において、包装材料として多量に用いられている。このようなプラスチックを再利用またはリサイクルするために多大な努力が払われているが、包装材料として加工されたポリオレフィンの効率的な利用または再利用が未だ探究されている。
【０００３】
例えば、欧州共同体の国々（例えば、ノルウェイとスイス）においては、２００８年に生じた最終消費プラスチック廃棄物の５１．３％（１２．８Ｍｔ）がリサイクルされ、自余の量（１２．１Ｍｔ）は、大部分、埋め立て地に廃棄され、一部は、エネルギー生産を伴わない焼却システムに投入されている。回収されたプラスチックはまたエネルギー生産にも供給され（最終消費プラスチック廃棄物の７．４Ｍｔまたは３０％）、リサイクルにも回されている（最終消費プラスチック廃棄物の５．３Ｍｔまたは２１．３％）。ゴミ焼却システムにおけるエネルギー生産での利用は、プラスチック廃棄物６．８メガトン（消費財廃棄物の２７．３％の該当）に達している。ゴミ焼却システムにおけるプラスチックごみの焼却によりエネルギー生産は、終末利用とも呼ばれる。ここでの関心は、廃棄物にある。
【０００４】
２００６年から２００８年の間、プラスチック廃棄物の再利用割合は全体的に増加しており、エネルギー生産に用いられる分よりも、リサイクルされる分の増加が大きい。
【０００５】
プラスチック廃棄物のうち、エネルギー生産に用いられる分量と、リサイクルされる分量とは、欧州の国によって違いが大きい。ノルウェイ、スウェーデン、ドイツ、デンマーク、ベルギーおよびスイスでは、エネルギー生産率は８５％から９９．５％に達している。これは、一部には、これらの国々においては、プラスチック廃棄物の地中廃棄に関する規制が厳しいことによるものである。
【０００６】
前述のように、プラスチック廃棄物の大きな部分がエネルギー利用のためにゴミ焼却システムに送られるだけではなく、リサイクルにも付される分量も大きい。リサイクル率は、プラスチックの種類に大きく依存する。例えば、ボトルや工業フィルムの４０％、クレート（枠箱）や箱の９０％を超える分がリサイクルされる。これに対し、自余の混合プラスチックのＥＵにおけるリサイクルは１０％未満にとどまっている。家庭用および商業用の包装材料の全体的なリサイクル率は、２００８年のＥＵにおいては２９％であり、再利用率はおよそ５８％と推定されている。
【０００７】
高分子プラスチックのリサイクルプラントにおいては、少なくとも９２％の高分子プラスチックを含むスクラッププラスチックは、梱包体（ベイル）の形で供給される。これらの梱包体は、開梱操作工程、裁断工程、金属／無機物（ミネラル）構成物分離工程、生物起源の成分分離工程、リグニン含有物質分離工程、塩素添加プラスチック分離工程、洗浄工程、乾燥工程、およびポリエチレン部分とポリプロピレン部分への分別工程を通過する。純ポリエチレン部分と、純ポリプロピレン部分は、認可を受けたリサイクル会社において粉砕再生材料に加工され、工業サイクルに戻される。個別の材料に分別できず、リサイクル材料への加工に適さないながら、ポリオレフィンの含有量が９０％を超えるプラスチック廃棄物は、目下のところ全く利用されていないか、不十分にしか利用されていない。
【０００８】
プラスチック廃棄物を再利用する上での一般的な問題は、利用されるプラスチックの組成に関するものである。例えば、消費者側で使用されるプラスチック製品、一例として、通常ハードポリエチレン（ＨＤＰＥ）などの各種のポリエチレンやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などからなるボトルでは、純成分高分子からなるプラスチック廃棄物が、すでに大量にリサイクルされ再利用されている。
【０００９】
これに対し、異なった高分子、例えば、ポリエチレンまたはポリプロピレンなど、異なった高分子の混合物からなるプラスチック廃棄物のリサイクルは問題である。低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、およびポリプロピレン（ＰＰ）は、地球上のプラスチック廃棄物のほぼ半分を占めている。
【００１０】
リサイクル、またはエネルギー用の燃焼の形でのプラスチックの再利用は、近年増加しているとはいえ、新興国により、プラスチックの世界規模での消費量は大きく増加しており、プラスチック廃棄物の利用法の改善がなお求められている。また、プラスチック生産に通常用いられる石油や天然ガスからなる原料は限られるため、プラスチック廃棄物の合理的な再利用が求められている。
【００１１】
そのため、プラスチック廃棄物をプラスチックを構成する炭化水素に分解または転換する各種の方法がこれまでに提案されている。
【００１２】
たとえば、特許文献１（米国特許第４５８４４２１号明細書）は、プラスチックまたは粉砕プラスチックを、例えばゼオライト触媒などの、適切な触媒の存在下で熱分解または熱分離し、液状炭化水素オイルに転換する方法を開示している。この方法では、粉砕されたプラスチックはまず融解され、次いで４４０℃〜４７０℃の温度で熱分解され、熱分解時の気相生成物が温度３５０℃〜４７０℃の触媒床に導入される。その際、二次的熱分解が進行し、低級炭化水素、特にＣ５〜Ｃ２９の炭化水素からなるオイルが生成される。粉砕プラスチックから生成される低級炭化水素の分子量は１３５〜１９０の範囲にある。
【００１３】
特許文献２（欧州特許１７４５１１５号明細書）には、プラスチック材料から分別炭化水素を得るための他の方法および装置を開示している。ここで記載される方法では、圧縮されたプラスチック廃棄物（特に、ポリプロピレン系、ポリエチレン系、ポリスチレン系の硬プラスチック分や軟プラスチック分）が溶融槽中で加熱され、第一の液相と、第一の気相が形成される。この液相と第一の気相は、蒸発容器に移送され、該容器内でさらに加熱され、第二の液相と、第二の気相を生じる。第二の液相は、再加熱器に送られ、ここでさらに熱の導入により加熱されて第三の気相を生じる。蒸発容器の第二の気相と、再加熱器の第三の気相は分解塔に送られ、ここでさらに、長鎖炭化水素から短鎖炭化水素への分解が生じる。プラスチック廃棄物からのオイルの収率は、プラスチックの種類に依存するが７５％から９０％となる。
【００１４】
特許文献３（ドイツ特許出願公開１９７２２５８６号）は、また別の方法を開示しており、プラスチック廃棄物からパラフィンおよび／またはマイクロワックス（微結晶ろう）を得る方法および装置を記載している。この方法は、パラフィンおよび／またはマイクロワックスの製造に特化されたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】米国特許第４５８４４２１号明細書
【特許文献２】欧州特許１７４５１１５号明細書
【特許文献３】ドイツ特許出願公開１９７２２５８６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、現在知られているプラスチック廃棄物の合成高分子を分解する方法は、製造されるオイルの使用性や利用可能性に関して見ると、最適なものとはいえず、改善を要する。事前の分別、精製、凝集を経ないプラスチック廃棄物は、目下のところ、工業プラントにおける加工が不可能であるか、極めて難しい。加えて、事前加工を経ないプラスチック廃棄物から、種別が明瞭で純度が高く、そのまま利用可能な最終製品を得る方法は、産業分野では未だ成功していない。
【００１７】
よって本発明は、高い効率と収率でプラスチック廃棄物を分解する方法、特に製造されるオイルが高い利用性を有する方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記の目的は、請求項１の構成を有する方法によって達成される。
【００１９】
すなわち、例えば、プラスチック廃棄物中に見られる合成高分子、特にポリオレフィンの分解方法が提供され、該方法は、以下の工程を含む。
ａ）合成高分子、特に乾燥合成高分子のメルト（融液）を製造する工程と、
ｂ）前記高分子のメルトを少なくとも一つのメルトフィルタを通過させることにより精製する工程と、
ｃ）精製された高分子メルトを少なくとも一つの、第一反応器に移動させ、３００〜３７０℃、好ましくは３４０〜３６０℃、特に好ましくは３５０℃で加熱しながら、前記少なくとも一つの第一反応器内において、前記高分子メルトを下部領域から上部領域まで導き、前記少なくとも一つの第一反応器内の前記高分子をオリゴマーに開裂分解する工程と、
ｄ）前記少なくとも一つの第一反応器内で形成されるオリゴマー混合物を少なくとも一つの第二反応器に移動させ、３８０〜４５０℃、好ましくは４００〜４３０℃、特に好ましくは４１０℃で加熱しながら、前記少なくとも一つの第二反応器内において、前記オリゴマーを下部領域から上部領域まで導き、解重合触媒としての少なくとも一種の粘土鉱物の存在下で、前記少なくとも一つの第二反応器内の前記オリゴマーを短鎖炭化水素に解重合する工程と、
ｅ）前記少なくとも一つの第二反応器で形成される短鎖炭化水素を少なくとも一つの予凝集器に移動させ、前記少なくとも一つの第二反応器から出る短鎖炭化水素（炭素数３〜＞２２）を前記少なくとも一つの予凝集器内で冷却する工程と、
ｆ）前記少なくとも一つの予凝縮器で冷却された短鎖炭化水素を少なくとも一つの主凝縮器に導入し、前記少なくとも一つの予凝縮器から出る短鎖炭化水素を、前記少なくとも一つの主凝縮器において液化する工程。
【００２０】
合成高分子の混合物、特に、ポリエチレン（ＰＥ）とポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィンの混合物が分解されることが特に好ましい。
【００２１】
すなわち、本方法は、特に分別不能な混合廃棄物に由来する、未分別の末端消費プラスチック廃棄物の利用を可能とする。本方法の利点は、本方法においては、ポリエチレンとポリプロピレンの混合比を問わないところにある。よって、全種類のポリエチレン系ポリマーおよび全種類のポリプロピレン系ポリマーについて、所望のいかなる混合比で混合されたものも利用することができ、ポリオレフィン系廃棄物の複雑な分別過程を省略することができる。
【００２２】
本方法のさらなる利点は、ポリオレフィンを所定の組成を有する短鎖炭化水素に分解することにより、暖房油やガソリン留分等の形態で、エネルギー担体が形成され、同時にプラスチック廃棄物を消滅させることができる。
【００２３】
さらに、特定された暖房油やガソリン留分を製造することにより、エンジン独立型の車両暖房装置における燃焼や、熱パワー複合プラント内における燃焼などにより、所望に応じて取り出し得る形でエネルギーを蓄えることができる。他方、プラスチック廃棄物の大部分に適用されるゴミ焼却をこの方法では排除できるものの、この方法は高コストで、副産物として生成されるものはエネルギーに限定される。
【００２４】
本方法は、合成油（オレフィン類）とガソリンを生成し、これによってガソリン燃料および暖房油の分野で市販可能な製品を製造する。上述のように、合成油とガソリン製品は、特定の方法により、ポリオレフィン（ＰＥ/ＰＰ）タイプのプラスチック廃棄物分より、穏やかな条件下で、低温熱分解または加熱分解過程の化学反応により、最適化された滞留時間制御装置、最適化された温度制御装置を用い、かつ反応器頂部温度の最適化を行うことにより、生成することができる。
【００２５】
合成高分子または利用される投入物は、ポリエチレンとポリプロピレンの混合物からなり、この混合物の割合は９５％を超える。これらのプラスチック廃棄物は、本発明の一実施形態では、まず細砕され、ついで金属、非金属、および重い材料と分離される。さらなる工程で、塩素化プラスチックが分離され（塩素除去）、セルロースが存在する場合には分離され、洗浄され、圧縮され、乾燥され、圧密される。精製の際に製造される鉱物、金属、繊維、紙、プラスチック等の廃棄物は、適切に捨てられ、生物起源の廃棄物材料は洗浄水とともに捨てられてもよい。
【００２６】
上記の処理された廃棄プラスチックは、清浄なプラスチックの、ばらばらの砕屑物として存在しており、これが予備凝集工程に送られ、本方法に導入可能なだけの稠密度が付与される。
【００２７】
本方法の一実施形態において、精製され、予備凝集された高分子は、押出機、特に二軸スクリュー押出機で、３００℃までの温度で融解される。こうして準備された高分子は、投入ユニット（計量ユニット）をフィード装置として連続的に押出機に導入され、ここで使用される投入ユニットは、押出機への質量制御供給を可能とする。同時に、装置において、高分子はさらに乾燥され予備加熱される。準備された高分子の押出機への供給は、この場合、少なくとも第一反応器と、少なくとも第二反応器における高分子の分解に基づいて、例えば、レベルの測定（秤量装置の形での）を用いて、制御される。
【００２８】
押出機における、高分子の加熱および溶融プロセスの結果として、同時に、高分子中に残余の水分があれば排除され、脱ガスを生じる。
【００２９】
本方法のさらなる変形例において、押出機における高分子メルトの粘度は、１．５×１０６〜２×１０６ｍＰａｓ（３００℃）、好ましくは、１．５×１０６ｍＰａｓ（３００℃）であってもよい。
【００３０】
上記高分子メルトの粘度は、レオメターを用いた、メルトフローレートの測定に基づいて決定されたものである。その際、当該温度での熱分解も計算に入れる。通常、メルトフローレート（ＭＶＲ）とメルトの粘度η*には、相関関係がある。
【００３１】
メルト粘度η*は、以下の式で示される。
【００３２】
【数１】
0006362673.tif 000002
【００３３】
ここで、τｓはせん断応力であり、γｓドットは、せん断速度である。
せん断応力τｓは、以下の式で計算される。
【００３４】
【数２】
0006362673.tif 000003
【００３５】
ここでｒは半径、ｄは直径、ｌは長さ、ｍは負荷、ｇは重力加速度である。
せん断速度は、下記の式で示される。
【００３６】
【数３】
0006362673.tif 000004
【００３７】
ここで、ＭＶＲは、メルトフローレートである。
実施例で使用した装置の寸法は、Ｚ：シリンダー（ｄｚ＝９．５５０ｍｍ）、Ｄ：ノズル（ｄＤ＝２．０９５ｍｍ、ＩＤ＝８．０ｍｍ）である。
【００３８】
押出機から出る高分子メルトは、加熱ラインを通じて運ばれ、好ましくは第一のメルトポンプへ輸送される。その後、高分子メルトは、少なくとも一つのメルトフィルタを通過して導かれ、フィルタでは、好ましくは、残余のわずかな不純物も、特に鉱物、金属、繊維が高分子メルトから除かれる。より好ましくは、少なくとも一つのメルトフィルタが押出機の少なくとも一つの出口と、少なくとも一つの第一の反応器の少なくとも一つの入口開口の間に設置される。言い換えると、メルトフィルタは、押出機の出口と、少なくとも一つの第一の反応器に対して開口している加熱チューブの間に設置される。前記少なくとも一つのメルトフィルタに用いるフィルタ材料としては、１００〜４００μｍの孔サイズ（メッシュ幅）を有するＣｒ／Ｎｉ鋼のグリッドを用いることが好ましい。この孔サイズは、高分子メルトから除去すべき、不純物の粒子サイズに基づいて選択される。通常、ステンレス鋼製のフィルタ板（篩板）またはキャンドル状フィルタもフィルタ材料として用いることができる。
【００３９】
メルトフィルタのフィルタ機能は、好ましくは、メルトフィルタの上流側に設置した圧力センサによって、モニターされ、または制御することができる。圧力センサは、順に従って、中央システムコントローラに接続してもよい。
【００４０】
本方法のさらなる実施形態において、メルトフィルタから出てくる高分子メルトは、適切なメルトポンプによって、少なくとも１の第１の反応器の下部に導入される。その際、高分子メルトは、第１の反応器の入り口、特に第１の反応器の下部領域への入り口において、１．５×１０６〜２×１０６ｍＰａｓ（３００℃）、好ましくは１．５×１０６ｍＰａｓ（３００℃）の粘度を有する。
【００４１】
本方法で使用されるメルトポンプは、より好ましくは、温度制御ギアホイールポンプであって、設定された温度範囲で、それぞれ、加熱可能であり、温度保持可能なものである。また、メルトポンプは好ましくは、ポリマーメルトの系への逆流を防止する逆流防止手段を有しする。メルトポンプは、ステンレス鋼からなるものであってもよく、ポリマーメルトによって潤滑されるものであることが好ましい。
【００４２】
前記少なくとも一つの第一反応器は、例えば、撹拌タンクの形をとる反応器であって、複数の温度領域を有し、特に、少なくとも一つの撹拌部材を有する加熱区画を有する加熱区画を軸方向に複数備えたものであってもよい。前記少なくとも一つの第一反応器において、温度、圧力、滞留時間、粘度等の反応パラメータを制御することにより、制御された、穏やかな、高分子のコンディショニングと予備開裂が進行する。加えて、第一反応器は重量計測装置（例えば、第一反応器は、重量計測装置の上または重量計測セルの上に配置された状態で）に接続されており、各時点での第一反応器の充填レベルをプラント制御装置に通知できるよう、構成されている。これにより、系全体の連続的操作を行うことが可能となり、すなわち、連続的方法とすることができる。
【００４３】
前記少なくとも一つの第一反応器において使用される撹拌部材は、各種の形態をとることができる。例えば、螺旋型、アンカー型、スクリュー型、あるいは、これらを組み合わせた形状の撹拌部材を用いてもよい。但し、螺旋型、およびスクリュー型を組み合わせた形状、すなわち、螺旋型の撹拌器とスクリューが撹拌器の軸に沿って配置された撹拌部材を用いることが好ましい。
【００４４】
撹拌器は、方法に合わせて使用される。例えば、撹拌操作は、各粘度に応じて調整される。撹拌部材の物性は、ポリオレフィンメルトと、対応する温度範囲にあわせて選択される。撹拌器の寸法は、反応器に合わせて選択される。撹拌羽は、好ましくは、螺旋型とスクリュー型の組み合わせであって、反応器の壁に沿った上昇流と、反応器の中心軸に沿った下降流を生じる。撹拌器は、供給されるエネルギーの入力および分布を最適化し、転換速度を顕著に加速する。
【００４５】
前記少なくとも一つの第一反応器は、好ましくは、高さ：直径比（H：D）が７：１、より好ましくは、５．５：１となる。反応器の寸法を選択することにより、効率的なエネルギー入力、大きな温度差や温度のゆらぎの回避、反応器全体にわたるフラットな温度プロファイルの達成が可能となる。
【００４６】
より好ましくは、精製された高分子メルトは、第一反応器の、温度２２０℃〜３００℃、好ましくは３００℃に保持された下部領域（油溜め帯または液溜領域）に入り、第一反応器内を温度勾配の元で上昇しながら、第一反応器の頂部における、温度３３０℃〜３６０℃、好ましくは３５０℃まで加熱される。
【００４７】
前記少なくとも一つの第一反応器において、好ましくは予備開裂が行われ、あるいは、標準的な分子量が１０５ｋｇ／ｍｏｌを超える高分子が、分子量１０２〜１０４ｋｇ／ｍｏｌ、好ましくは、１０３〜１０４ｋｇ/ｍｏｌのオリゴマーに分解される。
【００４８】
一変形例では、第一反応器の上部領域（頂部帯）を出たオリゴマー混合物は、５００〜１５００ｍＰａｓ（３５０℃）、好ましくは５００〜１０００ｍＰａｓ（３５０℃）、特に好ましくは６００〜８００ｍＰａｓ（３５０℃）の粘度を有することができる。第一反応器頂部におけるオリゴマー混合物の標準的な粘度は、６５０〜７００ｍＰａｓ（３５０℃）である。第一反応器内部における高分子は、段階的な加熱に伴って粘度が減少し、第一反応器の壁に沿った生成混合物（オリゴマー混合物）の上昇と、これと同時の中心部における下降流（ループフローまたは層状メルトフローと呼ばれる）を生じる。この効果は、撹拌部材によって増強することができる。
【００４９】
既述の如く、少なくとも一つの第一反応器における予備開裂の進行は、温度、圧力、滞留時間、粘度等の反応パラメータによって制御される。例えば、前記少なくとも一つの第一反応器の上部領域における温度は、３４０〜３６０℃、好ましくは最大で３５０℃である。少なくとも一つの第一反応器における、制御された、おだやかな高分子の予備開裂とコンディショニングによるオリゴマーの形成は、続く第二反応器における更なる開裂の、不安定な操作状態の不安定化を回避することができる。同様に、第一反応器における、高分子メルトの、穏やかな逐次的加熱により、高分子メルトの発泡が防止される。
【００５０】
前記少なくとも一つの第一反応器における、高分子の、対応するオリゴマーへの予備開裂に際し、少量の気相炭化水素が形成されてもよい。これらは、一実施形態では、着火燃焼によって取り除かれ、他の実施形態で、例えば、ガスタービン中で使用することによって、エネルギー生成のために利用される。また、第一反応器内における解重合気相生成物は、加熱されたラインを通じ、後述する予備凝集器に導入してもよい。
【００５１】
本方法における、さらなる好ましい変形例において、前記少なくとも一つの第一反応器において形成されたオリゴマーメルトは、第一反応器の上部領域（例えば反応器頂部）から取り出され、メルトポンプにより、パイプ、好ましくは加熱されたパイプを通じ、制御下で、少なくとも一つの第二反応器、特に第二反応器の下部領域(油溜め帯)に導入される。
【００５２】
本方法の好ましい一実施形態において、前記少なくとも一つの第一反応器から出るオリゴマー混合物は、少なくとも一つの第二反応器に導入される前に、解重合触媒としての少なくとも一種の粘土鉱物と混合される。この目的のため、少なくとも一種の粘土鉱物が、第一反応器から出て、ラインの開口を通じ、第一反応器と第二反応器の間のパイプに入るオリゴマーメルトに導入される。粘土鉱物を導入するラインは、接続部材を有することが好ましい。好ましくは、接続部材は、「Ｙ字型コネクタ」と呼ばれる形状をとってもよい。前記粘土鉱物を導入するラインは、好ましくは、終端に前記接続部材を有し、好ましくは、第一反応器と第二反応器の間のパイプの中心（コアゾーン）に接続される。詳しくは後述するように、前記少なくとも一つの粘土鉱物は、前記粘土鉱物と、パラフィンと、マイクロワックスの混合物の形で、第一反応器を出たオリゴマーメルトに導入される。この混合物は、別途の混合容器内で製造される。プラスチック１トン当たり、２〜３％の粘土鉱物を用いることが好ましい。
【００５３】
本方法の変形例において、少なくとも一つの粘土鉱物は、層状ケイ酸塩鉱物、特にモンモリロナイト、イライト、ベントナイト、カオリナイト、スメクタイト、クロライト、バーミキュライト、マイカを含む群から選択される。また、例えば、カオリナイト／スメクタイト、クロライト／バーミキュライト等の混合層状鉱物と呼ばれるものを用いてもよい。またはしばしば、イライト／スメクタイト、またはイライト／モンモリロナイトの交互積層体を用いることもある。好ましい粘土鉱物は、ベントナイトとモンモリロナイトである。
【００５４】
前処理した粘土鉱物を用いることも可能である。前処理は、酸、特に硫酸、硝酸またはリン酸等の無機酸を用いて行うことができ、そのうち、硫酸を用いることが特に好ましい。
【００５５】
前記少なくとも一つの第二反応器は、高さ：直径比（Ｈ：Ｄ）が（第一反応器と同様）、７：１であることが好ましく、５．５：１であることがより好ましい。
【００５６】
さらに好ましくは、少なくとも一つの第二反応器に導入されるオリゴマーメルトは、３００℃から３７０℃、好ましくは３５０℃の温度を有する。オリゴマーメルトは、前記少なくとも一つの反応器内で、緩やかに、３８０〜４５０℃（好ましくは４１０℃）の範囲で、温度勾配のもと、下部領域から上部領域にかけて処理される。。これに対応し、反応器頂部の温度は、好ましくは３８０℃〜４５０℃の範囲、より好ましくは、４００℃〜４１０℃である。
【００５７】
前記少なくとも一つの第二反応器内で、オリゴマーが分子量５００ｋｇ／ｍｏｌ未満の短鎖炭化水素に開裂することが好ましい。この場合、オリゴマーは、第二反応器内、好ましくは少なくとも一つの第二反応器の上部領域、すなわち、反応器頂部における反応条件では気相状態となる短鎖炭化水素に開裂する。第二反応器内で生成される標準的な短鎖炭化水素は、Ｃ３〜＞Ｃ２２、好ましくはＣ３−Ｃ２５の炭化水素、特に不飽和炭化水素であり、詳しくは後述するが、各種の分率で生成される。
【００５８】
少なくとも一つの第一反応器から、少なくとも一つの第二反応器に入るオリゴマーメルトは、５００〜１５００ｍＰａｓ（３５０℃）、好ましくは５００〜１０００ｍＰａｓ（３５０℃）、より好ましくは、６００〜８００ｍＰａｓ（３５０℃）、特に好ましくは６５０〜７００ｍＰａｓ（３５０℃）の粘度を有する物であってもよい。
【００５９】
前記少なくとも一つの第二反応器の上端、すなわち、反応器頂部で形成される炭化水素留分は、５０〜３００ｍＰａｓ（４１０℃）、好ましくは１００〜２５０ｍＰａｓ（４１０℃）、特に好ましくは１５０〜２００ｍＰａｓ（４１０℃）の粘度を有するものであってもよい。
【００６０】
少なくとも一つの第二反応器内におけるオリゴマー混合物の粘度の減少により、第一の反応器について記述したのと同様に、第二反応器の壁に沿って上昇流が生じ、同時に、反応器の芯部では（ループフローと呼ばれる）下降流が生じる。その効果は、撹拌器によって増強することができる。少なくとも一つの第二反応器で用いられる撹拌部材は、高さ直径比と同様、前記少なくとも一つの第一反応器で用いられる撹拌部材と、対応するものであることが好ましい。
【００６１】
少なくとも一つの第一反応器と、少なくとも一つの第二反応器の温度は、出発物質として使用される高分子混合物の組成に合わせて調整されることが好ましい。その際、第一反応器と第二反応器の温度差は、２０〜１００℃でもよく、好ましくは３０〜７０℃、特に好ましくは４０〜６０℃である。
【００６２】
なお少なくとも一つの第一反応器と少なくとも一つの第二反応器を用いるだけではなく、２を超える、例えば、３個や４個の反応器を相互に平行配置して使用してもよい。
【００６３】
本方法のさらなる変形例において、短鎖気相炭化水素（例えばＣ３〜＞Ｃ２２）は、少なくとも一つの第二反応器の反応器頂部で生成される短鎖炭化水素は、好ましくは早急に、パイプ、好ましくは加熱されたパイプを通じて少なくとも一つの予凝縮器へ取り出され、予凝縮器で冷却された気相炭化水素は、少なくとも一つの主凝集器に導入され、さらに冷却され、凝縮される。予備凝縮器は、螺旋チューブ状の熱交換器の形をとるものであってもよい。
【００６４】
前記少なくとも一つの予凝縮器において、気相炭化水素は、望まない二次反応、例えばさらなる分解反応の進行を抑制するため、好ましくは３００〜４００℃、より好ましくは３３０〜３７０℃、特に好ましくは３５０℃に冷却される。予備凝縮器における解重合気相生成物の自然冷却により３５０℃に冷却され、解重合プロセスが終了し、生成スケールの液相留分への顕著な移動が抑制される。
【００６５】
予凝縮器内での気相炭化水素の冷却により、パラフィン（主に鎖長Ｃ２２を超える高級飽和炭化水素）の分離が生じ得る。これは、好ましくは液またはペーストの形で、加熱されたパイプを通じて、少なくとも一つの混合容器内へ取り出してもよい。
【００６６】
前記少なくとも一つの混合容器（好ましくは撹拌器として設計される）において、予凝縮器から取り出された液状パラフィンは、好ましくは、少なくとも一つの第二反応器の下部からの試薬（ここではオリゴマー混合物）と配合または混合される。パラフィンとオリゴマーは、好ましくは適切な撹拌器、例えば螺旋状の撹拌器、を用い、混合容器内において混合される。加えて、少なくとも一つの粘土鉱物が、混合容器内に導入される。この粘土鉱物、たとえばベントナイトは、パラフィン、オリゴマー、またはマイクロワックスの混合物の中へ、粉末の形で撹拌混合される。記述のように、この粘土鉱物、パラフィン、オリゴマーのペースト状混合物は、加熱パイプとメルトポンプを通じて、Ｙ字型の特定の接続部材を用い、第一反応器と第二反応器の間のパイプに導入される。
【００６７】
混合容器内の混合物の温度は、好ましくは３００℃〜４００℃に保持され、より好ましくは３３０℃〜３７０℃、特に好ましくは３５０℃に保持される。
【００６８】
しかし、オリゴマーとパラフィンの混合物（粘土は入れない）（好ましくは温度３５０℃）は、さらに、メルトポンプを用い、少なくとも一つの第二反応器の反応領域（すなわち、好ましくは下部領域または油溜め帯、または中間領域から上部領域）へ循環させ、再度、開裂プロセスに付してもよい。このオリゴマー−パラフィン混合物は、好ましくは、前記少なくとも一つの第二反応器中で分散剤として用いられる。
【００６９】
下記の方法の変形例において、前記少なくとも一つの第二反応器から予凝縮器を介し、主凝縮器に導入された気相炭化水素は、温度１５〜３０℃、好ましくは２０℃で凝縮し、前記気相炭化水素が実質上、完全に液化する。凝縮しないガスは、（例えば、ガスを主凝縮器から取り出しガスメータを介して火炎へ導入することにより）燃焼してもよく、系または他の用途（例えばガスタービン）に用いるさらなるエネルギー源として使用してもよい。
【００７０】
主凝縮器は、好ましくは、傾斜した螺旋管状の熱交換機として構成してもよい。主凝縮器の傾斜は１０〜３０°、好ましくは２０°で、気相と液相を最適に分離し、後者を下部へ排出するための最適角が選択される。主凝縮器の頂部における温度は、２０℃から２５℃に設定することが好ましい。
【００７１】
解重合生成物の、Ｃ３からＣ６の鎖長を有する残留ガスおよび揮発成分は、これによって、主凝縮器の頂部で、気相成分として取り出される。この脱ガスは、上記に説明したように、加熱パイプを通じ、火炎システムへ導かれ、そこで燃焼される。主凝縮器から下方の製品回収容器に排出された製品は、合成製品オイルであって、沸点範囲４０℃〜３５０℃、好ましくは６０〜３５０℃の飽和炭化水素および不飽和炭化水素からなる。
【００７２】
このように、製造された製品オイルは、好ましくは液化ガス（Ｃ３−Ｃ６）、ガソリン（Ｃ７−Ｃ１０）、灯油（Ｃ１１−Ｃ１３）、軽質軽油（軽油、ガスオイル）（Ｃ１４−Ｃ１９）、重質軽油（Ｃ２０−Ｃ２２）、およびパラフィン／マイクロワックス（＞Ｃ２２）の炭化水素留分を含む。
【００７３】
各成分の量比は、使用される高分子廃棄物および少なくとも一つの第二反応器で使用される熱分解温度に依存する。
【００７４】
一般に、低い熱分解温度、例えば３８５℃ないし４００℃では、低級炭化水素（Ｃ３−Ｃ１３）が多くなる。それと比べ、高級炭化水素（＞Ｃ１４）は、より高い熱分解温度、例えば４１５℃で多くなる。その際、出発物質の高分子ブレンドの組成は留分の定量比に影響する。
【００７５】
よって本方法では、第二反応器における熱分解温度を選択することにより、目的とする製品群に製品分布がおさまるよう、調整することが可能となる。
【００７６】
ポリプロピレン（ＰＰ）より得られる凝縮物は、好ましくは、Ｃ−Ｃ結合の開裂によるＰＰの分解で得られるプロペンのオリゴマーユニットを含む。主凝縮器からのＰＰ凝縮物は、標準的には、以下の留分を含む：液化ガスＣ３−Ｃ６；ガソリンＣ７−Ｃ１０；灯油Ｃ１１−Ｃ１３；軽質軽油Ｃ１４−Ｃ１９；重質軽油Ｃ２０−Ｃ２２；およびパラフィン／マイクロワックス＞Ｃ２２。この場合、製品は広い鎖長範囲Ｃ３−Ｃ３０に分布している。かくて、例えば、出発物質高分子としてのポリプロピレン（ＰＰ）は、好ましくは Ｃ３単量体（Ｃ３）、Ｃ３二量体（Ｃ６）、Ｃ３三量体（Ｃ８−Ｃ１０）、Ｃ３五量体（Ｃ１４−Ｃ１６）、Ｃ３七量体（Ｃ２０−Ｃ２２）、およびＣ３九量体（Ｃ２６−Ｃ２８）に開裂する。主たる開裂生成物は、２，４−ジメチルヘプト−１−エン（Ｃ９）である。
【００７７】
既述のように、製品オイルの定量組成は、出発物質高分子と、第二反応器における熱分解温度に依存して決定される。
【００７８】
かくて、熱分解温度３８５℃で得られる、ＰＰ製品オイルは、例えば、以下の組成を有する：約８-１２重量％のパラフィン／マイクロワックス＞Ｃ２２；約８−１２重量％の重質軽油Ｃ２０−Ｃ２２、約２２−２７重量％の軽質軽油Ｃ１４−Ｃ１９；約１２−１７重量％の灯油Ｃ１１−Ｃ１３；約２７−３２重量％のガソリンＣ７−Ｃ１０；および約８-１２重量％の液化ガスＣ３−Ｃ６。
【００７９】
熱分解温度４００℃で得られるＰＰ製品オイルは、例えば、以下の組成を有する：約２２-２７重量％のパラフィン／マイクロワックス＞Ｃ２２；約８−１２重量％の重質軽油Ｃ２０−Ｃ２２、約１８−２２重量％の軽質軽油Ｃ１４−Ｃ１９；約１２−１７重量％の灯油Ｃ１１−Ｃ１３；約２２−２７重量％のガソリンＣ７−Ｃ１０；および約３-７重量％の液化ガスＣ３−Ｃ６。
【００８０】
熱分解温度４１５℃で得られるＰＰ製品オイルは、例えば、以下の組成を有する：約２８-３２重量％のパラフィン／マイクロワックス＞Ｃ２２；約８−１２重量％の重質軽油Ｃ２０−Ｃ２２、約２２−２７重量％の軽質軽油Ｃ１４−Ｃ１９；約８−１２重量％の灯油Ｃ１１−Ｃ１３；約１８−２２重量％のガソリンＣ７−Ｃ１０；約５重量％未満の液化ガスＣ３−Ｃ６。
【００８１】
ポリエチレン（ＰＥ）から得られる凝縮物は、好ましくは鎖長Ｃ３−Ｃ３０の炭化水素を含む。ＰＥ凝縮物は、典型的には、ｎ−アルカンおよびｎ−アルケン（オレフィン）を５０：５０の比で含む。かくて、炭化水素は、常に、例えばＣ１０：ｎ−ウンデセンとウンデカ−１−エンのように、飽和型と不飽和型が併存している。
【００８２】
熱分解温度４００℃で得られるＰＥ製品オイルは、例えば、以下の組成を有する：微量のパラフィン／マイクロワックス＞Ｃ２２；微量の重質軽油Ｃ２０−Ｃ２２、約２８−３２重量％の軽質軽油Ｃ１４−Ｃ１９；約１８−２２重量％の灯油Ｃ１１−Ｃ１３；約４２−４７重量％のガソリンＣ７−Ｃ１０；約５−１０重量％の液化ガスＣ３−Ｃ６。
【００８３】
熱分解温度４１０℃で得られるＰＥ製品オイルは、例えば、以下の組成を有する：微量のパラフィン／マイクロワックス＞Ｃ２２；５重量％未満の重質軽油Ｃ２０−Ｃ２２、約４２−４７重量％の軽質軽油Ｃ１４−Ｃ１９；約１２−１７重量％の灯油Ｃ１１−Ｃ１３；約２８−３２重量％のガソリンＣ７−Ｃ１０；約５−１０重量％の液化ガスＣ３−Ｃ６。
【００８４】
熱分解温度４１５℃で得られるＰＥ製品オイルは、例えば、以下の組成を有する：微量のパラフィン／マイクロワックス＞Ｃ２２；５重量％未満の重質軽油Ｃ２０−Ｃ２２、約４２−４７重量％の軽質軽油Ｃ１４−Ｃ１９；約１２−１７重量％の灯油Ｃ１１−Ｃ１３；約２８−３２重量％のガソリンＣ７−Ｃ１０；約５−１０重量％の液化ガスＣ３−Ｃ６。
【００８５】
熱分解温度４２０℃で得られるＰＥ製品オイルは、例えば、以下の組成を有する：約３−７重量％のパラフィン／マイクロワックス＞Ｃ２２；約８−１２重量％の重質軽油Ｃ２０−Ｃ２２、約４２−４７重量％の軽質軽油Ｃ１４−Ｃ１９；約１２−１７重量％の灯油Ｃ１１−Ｃ１３；約２２−２７重量％のガソリンＣ７−Ｃ１０；約５−１０重量％の液化ガスＣ３−Ｃ６。
【００８６】
さらに好ましい実施形態において、主凝縮器を出た凝縮物または製品オイルは、凝縮物を沸点の異なる留分に分別するため、蒸留に付される。この場合、主凝縮器は、省略され、蒸留カラム（分別蒸留器）に置換される。ここで、暖房油成分とガソリン成分は分別される。分別カラムは、公知の汎用技術である。分別カラムの寸法設計は、好ましくは、各留分の沸点範囲に合わせて設計され、カラム高さ、容量、プレートカウント、および／またはカラムの頂部凝縮器が変数となる。
【００８７】
主凝縮器を出る凝縮物または製品オイルは、捕集容器で捕集することができ、次いで、好ましくは蒸留または精留に付され、製品オイルをガソリン様の留分と、暖房油様留分に分別する。
【００８８】
本発明は、また請求項１６に記載のように、本方法を実施するシステムを得ることを目的とする。
【００８９】
すなわち、上記方法を実施するシステムは、
・合成高分子を融解する少なくとも一つの押出機と、
・前記押出機の下流側に配置され、高分子メルトを精製するための、少なくとも一つのメルトフィルタと、
・前記メルトフィルタの下流側に配置され、前記高分子をオリゴマーに分解する少なくとも一つの第一反応器と、
・前記少なくとも一つの第一反応器の下流側に配置され、前記少なくとも一つの第一反応器で生成されたオリゴマーを気相炭化水素に分解する少なくとも一つの第二反応器と、
・前記少なくとも一つの第二反応器の下流側に配置され、前記少なくとも一つの第二反応器を出た、短鎖型の前記気相炭化水素を予備冷却する少なくとも一つの予凝縮器と、
・前記少なくとも一つの予凝縮器の下流側に配置され、前記予凝縮器で予備冷却された、気相炭化水素を凝縮する少なくとも一つの主凝縮器と、
を有するシステムである。
【００９０】
本方法について記載された反応条件と、これに関連する下記のシステムの各部品および／または構成物の設計は、対応するものを適用でき、下記の記述でも参照される。
【００９１】
下記のシステムの一変形例において、使用される少なくとも一つの第一反応器と少なくとも一つの第二反応器は、それぞれ、少なくとも二つの、制御可能な加熱区画（加熱帯、加熱ゾーン）を有し、好ましくは少なくとも三つから五つの、制御可能な加熱区画を有する。この加熱区画は、反応器の壁に設置したヒータによって制御される。各加熱区画には、温度センサが設置され、それぞれの加熱区画における各実測温度（respective current temperatures）をプラント制御装置に通知するように構成されている。加熱区画の数は、温度に応じて所望の数とされ、特に分解対象となる高分子メルトの組成に依存する。また、少なくとも一つの第一反応器における加熱区画の数は、少なくとも一つの第二反応器における加熱区画の数と同じでもよく、異なってもよい。加熱区画を用い、反応器の底部から頂部にむけて、反応器内の温度が上昇するように、反応器内に熱勾配を形成することができる。
【００９２】
さらに、前記少なくとも一つの第一反応器と少なくとも一つの第二反応器は、それぞれ、螺旋型、アンカー型、スクリュー型、またはこれらを組み合わせた形状の撹拌部材を有し、両方の反応器が、螺旋撹拌機とスクリューを組み合わせた形状の撹拌部材を有することが好ましい。
【００９３】
好ましい実施形態において、前記少なくとも一つの第一反応器および／または少なくとも一つの第二反応器の内壁と内部は、少なくとも一種のセラミック被膜を有してもよい。かかるセラミック被膜は、コーキング（炭化）プロセスをかなり抑制できるため、有利であることがわかっている。同じプロセス条件で、ステンレス鋼製の反応器は、特殊な撹拌部材の使用により低減はできるものの、反応器の内壁上に炭素の生成を示す。さらに鋼合金は、短鎖型炭化水素分子Ｃ３−Ｃ２２炭化水素の、好ましくない接触分解を促進し、炭素と水素を形成することがわかった。このような反応を回避するため、関与するシステム構成物の内壁をセラミックで被覆することにより完全に不活化することができる。第一反応器および／または第二反応器の内壁に加えて被覆すべき構成部分には、反応器に使用される各撹拌部材の表面、第一反応器と第二反応器の間のパイプ、第二反応器と予凝縮器の間のパイプ、予凝縮器の内壁、および予凝縮器内の冷却部材とがある。このセラミック被膜の厚みは、１−５ｍｍであることが好ましく、１−２ｍｍであることがさらに好ましい。このセラミック被膜は、化学的に不活性で、５５０℃まで熱的に安定であり、熱伝導性があるものである。クリティカルな温度範囲での、高分子メルトと、分解ガスの、ステンレス鋼表面との接触は、これによって回避される。また、セラミック被膜は、長い稼働寿命を特徴とし、機械的応力に耐性があり（ひっかき、衝撃耐性）、ソイルの堆積に対抗作用がある。これは、メンテナンス間隔の延長、およびメンテナンス時の被覆された構成部品の洗浄の簡略化に効果がある。好ましいセラミック被膜は炭化ケイ素系のセラミックである。例えば、Ｓｉドープ炭化ケイ素は、高い硬度、熱伝導率、化学耐性、耐腐食性を特徴とする。
【００９４】
第一および／または第二反応器の反応器頂部は、解重合生成物がメルトから分離して流出し予備凝縮器に流入する前に、解重合生成物を回収し、流速を緩和するために、直径が拡大したバブル状の形状を有することが好ましい。またこれにより、解重合生成物からの脱ガス時に、ガスとともに分離したメルト粒子がメルト中に戻ることができる。
【００９５】
また、少なくとも一つの第一反応器と少なくとも一つの第二反応器は、少なくとも一種の保護ガス下、特に窒素ガス下、によってブランケット（blanket）され、高分子の分解が保護ガス雰囲気下で行われるようにしてもよい。
【００９６】
本システム、よって本方法は、０．４−５ｂａｒ、より好ましくは１−４ｂａｒの圧力下で操作されることがこのましい。特に、加圧およびこれに伴う装置コストを節約するため、システムを標準圧力１ｂａｒの元で操作することがこのましい。
【００９７】
また加えて、本システムの有する配管は、温度制御され、熱遮蔽されていることがこのましい。
【００９８】
本システムの一変形例において、少なくとも一つの第二反応器と、少なくとも一つの主凝縮器との間には、前記少なくとも一つの第二反応器を出た気相炭化水素をあらかじめ冷却（予備冷却）するため、例えば、螺旋チューブ熱交換器の形状を有する少なくとも一つの予凝縮器（プレ凝縮器）が配置されていてもよい。
【００９９】
また好ましくは、前記少なくとも一つの予凝縮器は、少なくとも一つの混合容器に連結されており、少なくとも一つの予凝縮器で、前記少なくとも一つの第二反応器を出た気相炭化水素を予備冷却する間に形成されたパラフィンを受け取るよう構成されていてもよい。
【０１００】
また本システムは、好ましくは、少なくとも一つの押出機に供給する高分子の供給速度を制御するため、少なくとも一つの制御ユニットを備えていていることが好ましい。この少なくとも一つの制御ユニットは、それぞれ、少なくとも一つの第一反応器および少なくとも一つの第二反応器内の充填レベルを監視できる計量装置を備えることが好ましい。分解されるべき合成高分子の押出機への供給速度の計量は、好ましくは少なくとも一つの第一反応器と少なくとも一つの第二反応器で計測される分解速度にあわせて調整することが好ましい。
【０１０１】
制御ユニットはまた、システムの温度制御を可能とする。この場合、メルトフィルタ上流側に向けての圧力、加熱断面に沿った温度、すなわち、個々の反応器間の加熱チューブに沿て、少なくとも一つの第一反応器と、少なくとも一つの第二反応器、および混合容器内における個々の温度帯が測定され、監視される。計測された値より、全ての加熱系のオープンループ制御とクローズループ制御が定められる。制御ユニットは、従って、自由に選択できる温度プロファイルでのシステムの操業または操作を可能とし、この温度プロファイルは、使用される高分子ブレンドに基づいて調整される。
【０１０２】
また、少なくとも一つの第一反応器と少なくとも一つの第二反応器の間に、少なくとも一つのバッファ容器が配置されていてもよい。前記少なくとも一つのバッファ容器は、安全容器として機能するように配置されていてもよい。少なくとも一つのバッファ容器は、緊急時に、少なくとも一つの第一反応器と少なくとも一つの第二反応器内の高分子メルトをバッファ容器に移す際に、急冷を行うことができるよう、冷却されていることが好ましい。そのため、バッファ容器とシステムの間には、少なくとも一つの圧力バルブが設置され、発火が生じた際には開かれて、ガスまたはポリマーメルトなどを容器に解放するよう構成されていてもよい。
【０１０３】
本システムおよび本方法のさらに好ましい実施形態において、例えば、ステンレス鋼製などからなる、可撓性を有する構成部材の形で、補償装置が用いられてもよい。この補償装置は、加熱可能なものであってもよい。よって、補償装置は、例えば、着脱可能なスリーブの形で加熱マントルを備えていてもよく、着脱可能な保護マントルの形で、付加的な封止部材を備えていてもよい。
【０１０４】
上述のように、本方法は、特に分別蒸留を行う場合、暖房油留分とガソリン留分の製造を可能とする。
【０１０５】
製造される暖房油は、特に低い硫黄分量と、通常の暖房油に比し、高い発火点を特徴とする。こうしてＰＥ／ＰＰ混合物（５０：５０）から得られる暖房油の発火点（ＥＮ  ＩＳＯ  ２７１９規定）は、７０℃から９０℃であり、好ましくは、７５℃〜９０℃であり、硫黄分量（ＥＮ  ＩＳＯ  ２０８４６規定、ＥＮ  ＩＳＯ  ２０８８４規定、）は、１〜２０ｍｇ／ｋｇ、好ましくは１〜１５ｍｇ／ｋｇである。
【０１０６】
本方法で製造された暖房油と対比し、石油から得られる標準的な暖房油は、発火点が５５〜６０℃である。
【０１０７】
本方法で得られた暖房油留分は、Ｃ１３−Ｃ１８留分、特に不飽和炭化水素の含有量が多い。他方、石油から得られる標準的な暖房油は、Ｃ１１−Ｃ１３留分の含有量が多い。
【０１０８】
かくて本方法で得られた暖房油留分中の、Ｃ１３−Ｃ１８留分は、５〜２０重量部／％であってもよく、好ましくは８〜１８重量部／％である。Ｃ１３−Ｃ１６留分は、１０〜２０重量部／％であってもよく、好ましくは１１〜１８重量部／％である。
【０１０９】
得られた暖房油留分は、特に、据置型の内燃機関や、パワープラントにおいて用いることができる。
【０１１０】
本方法で製造されるガソリン留分は、低級の主に不飽和の、Ｃ６−Ｃ１２炭化水素の含有量が高く、高級炭化水素の存在量はごく少量である。ガソリン留分中のＣ９炭化水素は、例えば、３０〜４０重量部／％、好ましくは３４〜３８重量部／％であってもよい。オレフィン含有量は、好ましくは９０％を超える。
【０１１１】
本方法で得られるガソリン留分の好ましい利用分野は、バルクケミカルの分野である。例えば、ガソリン留分は、不飽和低級炭化水素の留分が多いので、高分子化学の分野で用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本方法の一実施形態を示す工程フローチャートである
【図２Ａ】本システムの第一実施形態の構造を示す概要図である。
【図２Ｂ】本システムの第二実施形態の構造を示す概要図である。
【図３】各種の熱分解温度で、ポリプロピレン（ＰＰ）から得られる製品オイルの組成を示す図である。
【図４】各種の熱分解温度で、ポリエチレン（ＰＥ）から得られる製品オイルの組成を示す図である。
【図５】本方法により製造された加熱オイル留分の定量組成を示すグラフである。
【図６】本方法により製造されたガソリン留分の定量組成を示すグラフである。
【図７Ａ】第一反応器と第二反応器の間のパイプ内のメルトに、粘土鉱物含有混合物を供給するための接続部材Ｓを備えたチューブの一実施形態を示す図である。
【図７Ｂ】接続部材ＳのＡ−Ａ面における平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０１１３】
以下、実施形態に基づいて、図面を使用しながら本発明をさらに説明する。
【０１１４】
［第一実施形態（第一実施例）］
図１は、本方法の第一実施形態を示す工程図である。ここでは、ポリエチレンおよびポリプロピレン（ＰＥ／ＰＰ）分率が９５％を超え、鉱物、金属、繊維、紙、プラスチック等の廃棄物の除去により精製されたポリオレフィン混合物を原料として用いている。精製方法としては、当業者に公知の方法を用いることができる。廃棄物が生物起源の廃棄物である場合には、洗浄水中に排出されてもよく、他の廃棄方法をとってもよい。
【０１１５】
精製されたＰＥ/ＰＰ混合物は、供給装置Ｚとしての投入ユニット（計量ユニット）を介し、連続的に押出機Ｅに供給される。押出機Ｅでは、ＰＥ/ＰＰ混合物は、３００℃までの加熱により融解され、その際、同時に、残余の水分がポリマーブレンドから除去され、さらに脱ガスを生じる。
【０１１６】
押出機Ｅ中の融解したＰＥ/ＰＰ混合物は、加熱されたパイプを通じて運ばれ、メルトフィルタＳＦに流入、通過し、ここでＰＥ/ＰＰ混合物から、わずかに残った鉱物、金属、繊維等が除去される。
【０１１７】
メルトフィルタＳＦを出た高純度のＰＥ/ＰＰメルトは、メルトポンプを用いて、３００℃に保たれた、第一撹拌タンク反応器Ｒ１の下部領域（液溜領域）に導入される。このメルトポンプは、本方法に用いられる他の全てのメルトポンプと同様、逆流防止バリアとしても機能する。第一撹拌タンク反応器Ｒ１は、最大容量が１２０リットルであり、高さ直径比が５．５：１となる。第一撹拌タンク反応器Ｒ１は、五つの分離制御加熱帯ＨＺ１−ＨＺ５を備え、螺旋型撹拌器とスクリューを組み合わせた撹拌部材を有する。撹拌器には、撹拌シャフトに（複数の）温度測定センサが取り付けられる。第一反応器Ｒ１の液溜領域出口は加熱され、第一反応器Ｒ１の充填レベルは、計量装置によって測定される。
【０１１８】
第一撹拌反応器Ｒ１において、ＰＥ/ＰＰポリマーブレンドは、おだやかかつ均一的に、反応器の下部（液溜領域）から上部領域（頂部領域）に導かれ、その過程で、段階的に３５０℃まで加熱される。反応器Ｒ１の下部領域（液溜領域）におけるＰＥ/ＰＰポリマーブレンドの初期粘度は、１．５×１０６ＭＰａｓ（３００℃）である。反応器Ｒ１中で、壁面に沿って上昇しながら、段階的に加熱されるに伴い、ポリマーブレンドは、マイルドな条件でオリゴマーに分解される。
【０１１９】
撹拌タンク反応器Ｒ１の頂部に到達したオリゴマーブレンドは、温度が３５０℃、初期粘度が６７１ＭＰａｓ（３５０℃）である。ＰＥ／ＰＰポリマーの対応するオリゴマーへの分解に加え、撹拌反応器Ｒ１では少量の気相炭化水素が生成されるが、これらは本実施例では、燃焼除去される。
【０１２０】
第一撹拌タンク反応器Ｒ１より、メルトポンプを用い、反応生成物（オリゴマー混合物）が加熱されたパイプを通じ、３５０℃の温度下で、第二撹拌タンク反応器Ｒ２の下部領域（液溜領域）に運ばれる。
【０１２１】
第二撹拌タンク反応器Ｒ２では、反応生成物は、マイルドな条件で、均一に、反応器Ｒ２の下部領域（液溜領域）から上部領域（頂部領域）へ導かれ、最高温度４１０℃まで加熱される。この過程で生じる粘度の減少により、オリゴマー混合物は壁面に沿って上昇し、中心部で下降する。
【０１２２】
ＰＥとＰＰのオリゴマー混合物は、反応器Ｒ２の上部領域（頂部領域）で、正確な設計に基づき、短鎖型炭化水素を形成するためにさらに開裂する。撹拌タンク反応器Ｒ１から撹拌タンク反応器Ｒ２に導入されたＰＥ／ＰＰオリゴマー混合物は、初期粘度が６７１ＭＰａｓ（３５０℃）である。さらに分解され、および／またはさらに、ポリマーの解重合（デグラデーション）が進むに従い、撹拌タンク反応器Ｒ２内における粘度は、頂部における粘度２００ＭＰａｓ（４１０℃）まで低下する。第二撹拌タンク反応器Ｒ２内における、オリゴマー混合物の気相炭化水素への転換速度は約５０リットル／毎時である。
【０１２３】
撹拌タンク反応器Ｒ２の上部に形成される気相炭化水素は、直接に予凝縮器ＶＫまたは予分離器に導入され、ここで３５０℃に冷却される。気相炭化水素の温度を４１０℃から３５０℃まで急激に下げることにより、フリーラジカルの熱的形成を終息させ、不都合な二次反応、特に解重合反応を抑止することができる。
【０１２４】
その後、予凝縮器ＶＫにおいて、パラフィンが分離される。すなわち、一般式ＣｎＨ２ｎ+２（ｎは１８−３２、好ましくは２２より大）で経験的に示されるアルカンを主とする成分が予凝縮器ＶＫより回収されて混合容器Ｍに移される。ここでパラフィンは、撹拌タンク反応器Ｒ２の下部（液溜部）からの反応生成物（オリゴマー混合物）と混合される。混合容器Ｍの温度は、加熱により３５０℃に保持される。 オリゴマー反応生成物とパラフィンの混合物は、メルトポンプを用いて計量され、加熱されたパイプを通じ、直接、撹拌タンク反応器Ｒ２の反応帯（反応器頂部）に導入される。この工程は、オレフィン分子のさらなる分解と、製品オイル中でのパラフィンの産出を防止し、特に分解可能なオリゴマー／パラフィン混合物を分解プロセスへもどすことにより、製品オイルの収率が高められる。
【０１２５】
気相炭化水素は予凝縮器ＶＫを通過して主凝縮器ＨＫに入り、ここで凝縮して出口温度約２０℃の製品オイルを形成する。凝縮不能なガスは体積流量を測定するガスメータを通過して燃焼（燃焼部）へ導かれる。あるいは、これらのガスを燃焼せずに、ガスタービンなどを用いて系のエネルギー源として利用してもよい。
【０１２６】
撹拌タンク反応器Ｒ１と撹拌タンク反応器Ｒ２は、それぞれ窒素でパージされ、ＰＥ／ＰＰ出発混合物の解重合が全体的に窒素雰囲気下で生じ、不都合な酸化が生じないようにする。
【０１２７】
撹拌タンク反応器Ｒ１と撹拌タンク反応器Ｒ２の間には、加えて、バッファ容器が設置され、安全用冷却格納器として機能する。発火が生じた際には、系と格納器の間に設置された圧バルブが開き、ガスなどをバッファ格納器へ導く流路が開かれる。
【０１２８】
主凝縮器から得られる合成された製品オイルは、次いで分別蒸留により、ガソリン留分と加熱オイル留分に分離される。
【０１２９】
図２Ａにおいて、第一実施形態にかかるシステムの構造を模式的に示す。システムに符号を付した箇所の機能は、上記に説明した図１の工程図で同じ符号を付した箇所と実質的に対応している。
【０１３０】
第一実施形態において、第一撹拌反応器Ｒ１のみならず、第二撹拌反応器Ｒ２も５つの加熱帯を有しているが、この数は増減してもよい。
【０１３１】
［第二実施形態（第二実施例）］
図２Ｂは、本発明に係るシステムの第二実施形態を示す模式図である。
【０１３２】
上述のように、準備されたスクラッププラスチック砕屑物は、予備凝集工程に付され、これによってシステムに導入しうるだけの稠密度を得る。この予備凝集されたプラスチック廃棄物ＡＧは、スクリュードライブと計量装置ＷＧＥを有する投入装置（metering apparatus）Ｄに投入される。スクリュードライブと、計量装置ＷＧＥは、信号伝達手段としてのみならず信号受信器としても機能する中央システムＳＰＳに接続される。この投入装置において、同時に、さらに乾燥と予熱が行われる。加熱された二軸押出機Ｅが投入装置の下に設置され、２０℃から＞２００℃で原料を加熱、圧縮、融解する。加熱されたパイプを通じ、ペースト状の原料はさらに加熱され、メルトポンプＳＰへ輸送される。このメルトポンプＳＰは、原料をしてシステムに投入し、同時に、押出機Ｅへのメルトの逆流を防止する。メルトポンプの直下流には細メッシュの交換可能な布製のメルトフィルタＳＦが設置されている。メルトフィルタの機能は、上流の圧力センサで監視され、圧力センサは中央システムＳＰＳに接続されている。
【０１３３】
こうして精製されたプラスチックメルトは、第一反応器Ｒ１の液溜領域に導入される。反応器Ｒ１の入り口では、プラスチックメルトは３００℃の温度と、１５０Ｐａｓの粘度を有する。反応器Ｒ１は、計量装置ＷＧＥの上に立っており、計量装置ＷＧＥは、反応器Ｒ１の測定時点での充填レベルをシステムＳＰＳに常時通知する。反応器Ｒ１は、反応器の金属壁がメルトと直接接するのを防止するため、セラミック層で被覆されている。反応器Ｒ１は、直径／長さ比が１：５．５〜１：７の細型反応器として構成されている。
【０１３４】
反応器Ｒ１の円筒状の壁には、３から５の互いに独立して作動するヒータが設置されている。これに対応する各加熱帯には、温度センサが設置されており、それぞれ測定時点の加熱帯における反応器Ｒ１壁面の温度をシステムＳＰＳに通知する。システムＳＰＳは、ヒータを制御し、反応器Ｒ１の筒状部において、液溜部から頂部まで、連続的に増加する温度勾配を形成する。この反応器Ｒ１における、連続的に上昇する温度は、層状メルト流に連続的な上昇流を生ぜしめる。
【０１３５】
層状メルト流の上昇流は、撹拌器に補助され、撹拌器の羽は上昇流を補助するように構成される。この流れのデザインは、反応器Ｒ１頂部にかけて生じうる解重合生成物を移動させる。すでに形成されたいかなる解重合気相生成物も、直ちに層状流に運ばれて頂部へ運ばれ、メルトの発泡が防止される。
【０１３６】
反応器Ｒ１の頂部において、メルトは３４０〜３６０℃の温度と、１．５Ｐａｓの粘度に達する。この温度範囲で、ベントナイト触媒を反応器Ｒ２に添加することにより、反応器Ｒ１では、メルトのごく少ない一部が解重合気相生成物に転換される。自余のメルトは予分解（precracking）を生じる。反応器Ｒ１で形成される解重合気相生成物は、加熱されたパイプを通じ、予凝縮器に移される。
【０１３７】
反応器Ｒ１の頂部から、メルトは加熱されたパイプとメルトポンプＳＰを通じ、反応器Ｒ２にうつされる。メルトは温度３５０℃、粘度１．５Ｐａｓで、反応器Ｒ２の液溜帯に入る。
【０１３８】
メルトが反応器Ｒ２に入る際、このメルトは特別に設計された接続部材により、混合容器Ｍからの、ベントナイト触媒、パラフィン、マイクロワックスの混合物と混合される。この特に設計された接合ピースは、Ｙ字型のチューブとして設計されており、反応器Ｒ１からのメルトが供給される、チューブの中心部へ、混合容器Ｍからくる混合物が供給されるように設計されている（これに関しては、図７Ａ、７Ｂも参照のこと）。
【０１３９】
反応器Ｒ２は、計量装置ＷＧＥの上に設置され、測定時点の反応器Ｒ２の充填レベルを常時システムＳＰＳに通知する。反応器Ｒ２は、また金属製の反応器壁がメルトと直接接することを防止するため、セラミック層で被覆されている。反応器２は、直径／長さ比が１：５．５〜１：７の細型の反応器として構成されている。
【０１４０】
反応器２の円筒壁には、各々独立に作動する３〜５個のヒータが取り付けられている。各加熱帯には、温度センサが設置されており、各加熱帯の測定時点の反応器２壁における実効温度をシステムＳＰＳに通知する。システムＳＰＳは、反応器Ｒ２の円筒部において、液溜部から頂部にかけて温度が連続的に上昇する温度勾配が形成されるように、ヒータを制御する。この連続的に上昇する温度は、反応器Ｒ２の外壁近傍領域において、連続的に上昇する層状メルト流を生起させる。層状メルト流の上昇流は、撹拌器に補助され、撹拌器羽は、反応器Ｒ２の外壁近傍領域において、上昇流形成を扶助し、反応器Ｒ２の中心近傍領域において、下降流形成を扶助するように設計される。この流れの構成により、解重合生成物は反応器Ｒ２の頂部まで移動される。形成された解重合気相生成物は、層状流によって直ちに頂部領域に運ばれ、メルトの発泡が防止される。
【０１４１】
反応器Ｒ２の頂部において、メルトの温度は４００℃から４１０℃に、粘度は０．１Ｐａｓに達する。依然解重合しないいかなるメルト成分も、反応器２の中心に設置された特別設計の撹拌器の作動により、反応器２の液溜領域まで下降させられ、再度、外側層の上昇流による解重合プロセスに加えられる。
【０１４２】
反応器Ｒ１，Ｒ２の計量装置ＷＧＥからの情報は、システムＳＰＳで、本系が連続的に稼働するように、投入装置Ｄ、二軸押出機Ｅ、およびメルトポンプＳＰの駆動系への命令に変換される。
【０１４３】
反応器Ｒ１、Ｒ２の頂部区画は、直径が拡大したバブル状の形状に構成されており、解重合生成物がメルトから脱離しやすくし、予凝縮器に送る前に、解重合気相生成物を捕集して流動を抑制する。さらに、解重合生成物の脱ガス時に同時にメルト粒子が脱離する可能性があるが、これらをいずれもメルトに戻すことができる。
【０１４４】
反応器Ｒ２で形成された鎖長Ｃ３〜＞Ｃ２２の解重合気相生成物は、加熱されたパイプを通じ、予凝縮器ＶＫに送られる。予凝縮器ＶＫは、螺旋チューブ状の熱交換機として構成されている。この予凝縮器ＶＫにおいて、鎖長がＣ２２より大きい揮発性の解重合生成物は、凝縮分離される。これら、系に関与する中間生成物としての、パラフィン、マイクロワックスおよび鎖長Ｃ２２を超える炭化水素は、ペースト状または液相として下降し、加熱されたパイプを通じ、混合容器Ｍに送られる。
【０１４５】
予凝縮器ＶＫの頂部における、鎖長Ｃ３〜Ｃ２２の、依然気相状態の解重合構成分は、上方に設置された主凝縮器ＨＫに流れる。この主凝縮器ＨＫは、傾斜した螺旋チューブ状の熱交換機として構成されている。気相と液相を分離し、液相を下方に流し去る最適設計として、主凝縮器の傾斜角は２０°とされる。主凝縮器ＨＫの頂部の温度は、２０℃から２５℃に調整される。よって、残余のガスと解重合生成物の鎖長Ｃ３〜Ｃ６の揮発成分は、気相成分として主凝縮器の頂部から排出される。この脱離ガスは、加熱されたパイプを通じて燃焼系へ送られ、そこで焼却される。主凝縮器ＨＫより下方に流出し、生成物捕集容器Ｐに流入した生成物は、合成された製品オイルであって、沸点範囲４０℃から３５０℃で、Ｃ７〜Ｃ２２の炭化水素留分からなる飽和炭化水素および不飽和炭化水素からなる。
【０１４６】
混合容器Ｍは、撹拌機として設計されており、加熱および冷却により、３４０℃から３５０℃の定常温度に保たれた状態で作動する。この温度で、予凝縮器ＶＫからの凝縮物は、ペースト状に保たれる。このペースト状の凝縮物を常時撹拌しながら、粉末状のベントナイト触媒ＢＫを凝縮物に混入させる。この凝縮物とベントナイト触媒のペースト状混合物は、加熱されたパイプとメルトポンプＳＰを用い、反応器Ｒ２に送られる。この導入は、既述のＹ字型の接続部材を用いて行われる（図７Ａ、７Ｂ参照）。
【０１４７】
図７Ａと７Ｂは、Ｙ字型の接続部材Ｓの詳細な構造と、その第一反応器Ｒ１と第二反応器Ｒ２の間における配置を示す図である。特定の接続部材Ｓは、扇形に構成されている。この接続部材Ｓの特定の扇形の構成は、オリゴマー混合物と、混合容器Ｍから導入された、粘土鉱物を含有する混合物の混合を最適化する。
【０１４８】
図３は、第２反応器Ｒ２における熱分解温度に依存して、ＰＰから得られる凝縮物（製品オイル）の組成を示す図である。
【０１４９】
ＰＰの分解で得られる成分は、実質的に専ら、プロペンのオリゴマーユニットからなり、ポリプロピレンのＣ−Ｃ結合の開裂による分解によって形成される。これらの生成物は、Ｃ３−Ｃ３０の広い鎖長範囲に分布する。主たる開裂生成物しては、全ての実験で、熱分解温度にはかかわらず、２，４−ジメチルヘプト−１−エンが見られた。
【０１５０】
全体で、成分は６種の留分に分類できる。液化ガス（Ｃ３−Ｃ６）、ガソリン（Ｃ７−Ｃ１０）、灯油（Ｃ１１−Ｃ１３）、軽質軽油（Ｃ１４−Ｃ１９）、重質軽油（Ｃ２０−Ｃ２２）、およびパラフィン／マイクロワックスである。
【０１５１】
図３のダイアグラムから観察されるように、比較的高い熱分解温度では、沸点の高い成分（高級炭化水素）が凝縮物中に産出する。同時に、低い沸点の留分（低級炭化水素）は減少する。これは、特にガソリンと減圧軽油（パラフィン／マイクロワックス）留分に関して注目される。
【０１５２】
３８５℃では、ガソリンの分率が約３０％を占め、減圧軽油の分率は、ほとんどないくらいわずかであるが、４１０℃では、減圧軽油（パラフィン／マイクロワックス）は同程度の分率を占めるのに対し、ガソリンの分率は半分程度になっている。両者の中間の灯油、軽質軽油、重質軽油の分率は、ほぼ一定である。このように、熱分解温度を変えることにより、ある程度、所望の生成物グループにあわせ、生成物の分布を制御することができる。
【０１５３】
かくて、熱分解温度３８５℃で得られる、ＰＰ製品オイルは、例えば、以下の組成を有する：約１０重量％のパラフィン／マイクロワックス＞Ｃ２２；約１０重量％の重質軽油Ｃ２０−Ｃ２２、約２５重量％の軽質軽油Ｃ１４−Ｃ１９；約１５重量％の灯油Ｃ１１−Ｃ１３；約３０重量％のガソリンＣ７−Ｃ１０；および約１０重量％の液化ガスＣ３−Ｃ６。
【０１５４】
熱分解温度４００℃で得られる、ＰＰ製品オイルは、例えば、以下の組成を有する：約２５重量％のパラフィン／マイクロワックス＞Ｃ２２；約１０重量％の重質軽油Ｃ２０−Ｃ２２、約２０重量％の軽質軽油Ｃ１４−Ｃ１９；約１５重量％の灯油Ｃ１１−Ｃ１３；約２５重量％のガソリンＣ７−Ｃ１０；および約５重量％の液化ガスＣ３−Ｃ６。
【０１５５】
熱分解温度４１５℃で得られる、ＰＰ製品オイルは、例えば、以下の組成を有する：約３０重量％のパラフィン／マイクロワックス＞Ｃ２２；約１０重量％の重質軽油Ｃ２０−Ｃ２２、約２５重量％の軽質軽油Ｃ１４−Ｃ１９；約１０重量％の灯油Ｃ１１−Ｃ１３；約２０重量％のガソリンＣ７−Ｃ１０；および約５重量％未満の液化ガスＣ３−Ｃ６。
【０１５６】
図４に示される図は、ＰＥから得られる凝縮物と製品オイルの組成に関するものである。ＰＥから得られる生成物は、Ｃ３−Ｃ３０の広い鎖長範囲に分布している。得られた凝縮物の定量分析結果は、ＰＥを用いて得られる個々の留分の成分は、凝縮物が得られる熱分解温度に依存することを示している。図４に示されるように、軽質軽油（Ｃ１４−Ｃ１９）の分率は、温度増加とともに増加し、灯油（Ｃ１１−Ｃ１３）やガソリン（Ｃ７−Ｃ１０）など、低級炭化水素留分の分率は、温度増加に従って減少する。
【０１５７】
ポリエチレン（ＰＥ）から得られる凝縮物は、好ましくは、鎖長Ｃ３−Ｃ３０の炭化水素からなる。ＰＥからの凝縮物は、典型歴には、比率５０：５０のｎ−アルカンと、ｎ−アルケン（オレフィン）よりなる。よって、例えば、Ｃ１０のｎ−ウンデセンとウンデカ−１−エンのように、炭化水素は常に飽和型と不飽和型が併存する。
【０１５８】
分解温度４００℃で得られる、ＰＥ製品オイルは、例えば、以下の組成を有する：ごく微量のパラフィン／マイクロワックス＞Ｃ２２；ごく微量の重質軽油Ｃ２０−Ｃ２２、約３０重量％の軽質軽油Ｃ１４−Ｃ１９；約２０重量％の灯油Ｃ１１−Ｃ１３；約４５重量％のガソリンＣ７−Ｃ１０；および約５−１０重量％の液化ガスＣ３−Ｃ６。
【０１５９】
分解温度４１０℃で得られる、ＰＥ製品オイルは、例えば、以下の組成を有する：ごく微量のパラフィン／マイクロワックス＞Ｃ２２；５重量％未満の重質軽油Ｃ２０−Ｃ２２、約４５重量％の軽質軽油Ｃ１４−Ｃ１９；約１５重量％の灯油Ｃ１１−Ｃ１３；約３０重量％のガソリンＣ７−Ｃ１０；および約５−１０重量％の液化ガスＣ３−Ｃ６。
【０１６０】
分解温度４１５℃で得られる、ＰＥ製品オイルは、例えば、以下の組成を有する：ごく微量のパラフィン／マイクロワックス＞Ｃ２２；５重量％未満の重質軽油Ｃ２０−Ｃ２２、約４５重量％の軽質軽油Ｃ１４−Ｃ１９；約１５重量％の灯油Ｃ１１−Ｃ１３；約３０重量％のガソリンＣ７−Ｃ１０；および約５−１０重量％の液化ガスＣ３−Ｃ６。
【０１６１】
分解温度４２０℃で得られる、ＰＥ製品オイルは、例えば、以下の組成を有する：約５重量％のパラフィン／マイクロワックス＞Ｃ２２；約１０重量％の重質軽油Ｃ２０−Ｃ２２、約４５重量％の軽質軽油Ｃ１４−Ｃ１９；約１５重量％の灯油Ｃ１１−Ｃ１３；約２５重量％のガソリンＣ７−Ｃ１０；および約５−１０重量％の液化ガスＣ３−Ｃ６。
【０１６２】
図５と図６はそれぞれ、分別蒸留の後に得られた加熱オイル留分とガソリン留分の定量組成を示す図である。
【０１６３】
このように、本方法で得られた加熱オイル留分では、Ｃ１３−Ｃ１８、特に不飽和炭化水素の分率が高い（図５）。本実施例では、Ｃ１３炭化水素の分率が特に高く、約１８重量％となっている。またＣ１４−Ｃ１８炭化水素が８−１２重量％の分率で示され、他方炭素数１１未満の炭化水素はごく少量が検出されるのみであるか、あるいは全く検出されない。
【０１６４】
図６は、ガソリン留分の一例の定量組成を示す。このように、ガソリン留分は、Ｃ６−
Ｃ１２の炭化水を多量に含み、そのうちＣ８−Ｃ１１炭化水素が増加している。例えば、
Ｃ９炭化水素は、約３６重量％である。
なお、本発明は、実施の態様として以下の内容を含む。
〔態様１〕
合成高分子（特にポリオレフィン）の分解方法であって、
ａ）合成高分子メルト（特に乾燥合成高分子メルト）を製造する工程と、
ｂ）前記高分子メルトを少なくとも一つのメルトフィルタ（ＳＦ）を通過させることにより、前記高分子メルトを精製する工程と、
ｃ）精製された前記高分子メルトを少なくとも一個の第一反応器（Ｒ１）に移し、前記少なくとも一個の第一反応器において、前記精製された高分子メルトを３００℃から３７０℃の温度（好ましくは３３０℃から３６０℃、特に好ましくは３５０℃）に加熱しながら、前記反応器（Ｒ１）の下部領域（液溜領域）から上部領域（頂部領域）まで導き、前記少なくとも一つの第一反応器（Ｒ１）中における前記高分子をオリゴマーに開裂する工程と、
ｄ）前記少なくとも一つの第一反応器（Ｒ１）で形成された、前記オリゴマーの混合物を少なくとも一つの第二反応器（Ｒ２）に移し、前記少なくとも一つの第二反応器において、前記オリゴマーの混合物を３８０℃から４５０℃の温度（好ましくは４００℃から４３０℃、特に好ましくは４１０℃）に加熱しながら、前記反応器（Ｒ２）の下部領域（液溜領域）から上部領域（頂部領域）まで導き、前記少なくとも一つの第二反応器（Ｒ２）中における前記オリゴマーを、解重合触媒としての少なくとも一種の粘土鉱物の存在下で、短鎖型の炭化水素に分解する工程と、
ｅ）前記少なくとも一つの第二反応器（Ｒ２）で形成された、炭素数３−２２の前記短鎖型炭化水素を少なくとも一つの予凝縮器（ＶＫ）に移し、前記少なくとも一つの第二反応器（Ｒ２）から出た前記短鎖型炭化水素を前記少なくとも一つの予凝縮器（ＶＫ）において冷却する工程と、
ｆ）前記少なくとも一つの予凝縮器（ＶＫ）で冷却された前記短鎖型炭化水素を少なくとも一つの主凝縮器（ＨＫ）に導入し、少なくとも一つの予凝縮器（ＶＫ）から出た前記短鎖型炭化水素を、前記少なくとも一つの主凝縮器（ＨＫ）において液化する工程と、
を有する、方法。
〔態様２〕
態様１に記載の方法であって、ポリエチレン（ＰＥ）とポリプロピレン（ＰＰ）からなるポリオレフィン混合物が分解されることを特徴とする方法。
〔態様３〕
態様１または２に記載の方法であって、前記高分子は少なくとも一つの押出機（Ｅ）（特に二軸押出機）において、３００℃までの温度（特に２００℃〜３００℃の温度）で融解されることを特徴とする方法。
〔態様４〕
態様１から３のいずれか一態様に記載の方法であって、前記押出機の出口における、前記高分子メルトの粘度が１．０×１０6〜２×１０6ｍＰａｓ（３００℃）（好ましくは１．５×１０6ｍＰａｓ（３００℃））であることを特徴とする方法。
〔態様５〕
態様１から４のいずれか一態様に記載の方法であって、残余の不純物（特に鉱物、金属、繊維）が、前記少なくとも一つのメルトフィルタ（ＳＦ）において、前記高分子メルトから除去されることを特徴とする方法。
〔態様６〕
態様１から５のいずれか一態様に記載の方法であって、前記少なくとも一つのメルトフィルタ（ＳＦ）から出る、精製された前記高分子メルトが少なくとも一つのメルトポンプ（ＳＰ）を用いて前記第一反応器（Ｒ１）の下部領域（液溜領域）に導入され、前記第一反応器（Ｒ１）の入口において、前記高分子メルトの粘度が１．０×１０6〜２×１０6ｍＰａｓ（３００℃）（好ましくは１．５×１０6ｍＰａｓ（３００℃））であることを特徴とする方法。
〔態様７〕
態様１から６のいずれか一態様に記載の方法であって、標準的な分子量が１０5ｋｇ／ｍｏｌより大きい前記高分子が、前記少なくとも一つの第一反応器（Ｒ１）において、分子量１０2ｋｇ／ｍｏｌ〜１０4ｋｇ／ｍｏｌ（好ましくは１０3ｋｇ／ｍｏｌ〜１０4ｋｇ／ｍｏｌ）のオリゴマーに分解されることを特徴とする方法。
〔態様８〕
態様１から７のいずれか一態様に記載の方法であって、前記少なくとも一つの第一反応器（Ｒ１）の上部領域（頂部領域）を出た前記オリゴマーの混合物が５００〜１０００ｍＰａｓ（３５０℃）（好ましくは６００〜８００ｍＰａｓ（３５０℃））の粘度を有することを特徴とする方法。
〔態様９〕
態様１から８のいずれか一態様に記載の方法であって、前記少なくとも一つの第一反応器（Ｒ１）において形成されるオリゴマーメルトが前記第一反応器（Ｒ１）の上部領域（頂部領域）から除去され、少なくとも一つのメルトポンプ（ＳＰ）により、（特に加熱されたパイプを通じ）少なくとも一つの第二反応器（Ｒ２）（特に少なくとも一つの第二反応器（Ｒ２）の下部領域（液溜領域））に導入されることを特徴とする方法。
〔態様１０〕
態様１から９のいずれか一態様に記載の方法であって、前記少なくとも一つの第一反応器（Ｒ１）を出たオリゴマーの混合物が、前記少なくとも一つの第二反応器（Ｒ２）に導入される前に、解重合触媒としての前記少なくとも一つの粘土鉱物と混合されることを特徴とする方法。
〔態様１１〕
態様１から１０のいずれか一態様に記載の方法であって、前記少なくとも一つの粘土鉱物が、層状ケイ酸塩鉱物（特に、モンモリロナイト、イライト、ベントナイト、カオリナイト、スメクタイト、クロライト、バーミキュライト、およびマイカ）を含む群から選択されることを特徴とする方法。
〔態様１２〕
態様１から１１のいずれか一態様に記載の方法であって、前記少なくとも一つの第二反応器（Ｒ２）において、前記オリゴマーが分子量５００ｋｇ／ｍｏｌ未満の、短鎖型の気相炭化水素に開裂されることを特徴とする方法。
〔態様１３〕
態様１から１２のいずれか一態様に記載の方法であって、前記少なくとも一つの第二反応器（Ｒ２）の上端部（頂部領域）で形成される炭化水素留分が５０〜３００ｍＰａｓ（４１０℃）（好ましくは１００〜２５０ｍＰａｓ（４１０℃）、より好ましくは１５０〜２００ｍＰａｓ（４１０℃））の粘度を有することを特徴とする方法。
〔態様１４〕
態様１から１３のいずれか一態様に記載の方法であって、前記気相炭化水素が、前記少なくとも一つの主凝縮器（ＨＫ）において、温度１５〜３０℃（好ましくは２０℃）で凝縮されることを特徴とする方法。
〔態様１５〕
態様１から１４のいずれか一態様に記載の方法であって、前記少なくとも一つの凝縮器（ＨＫ）を出た凝縮物が、前記凝縮物を異なる沸点を有する留分に分離するために、蒸留に付されることを特徴とする方法。
〔態様１６〕
態様１から１５のいずれか一態様に記載の方法を実施するためのシステムであって、
・前記高分子を融解するための、少なくとも一つの押出機（Ｅ）と、
・高分子メルトを精製するために前記少なくとも一つの押出機（Ｅ）の下流側に設置される少なくとも一つのメルトフィルタ（ＳＦ）と、
・前記高分子をオリゴマーに分解するために、前記少なくとも一つのメルトフィルタ（ＳＦ）の下流側に設置される、少なくとも一つの第一反応器（Ｒ１）と、
・前記少なくとも一つの第一反応器（Ｒ１）で形成されたオリゴマーを短鎖型炭化水素に分解するために、前記少なくとも一つの第一反応器（Ｒ１）の下流側に配置される少なくとも一つの第二反応器（Ｒ２）と、
・前記少なくとも一つの第二反応器（Ｒ２）を出た前記短鎖型の気相炭化水素を予冷するために、前記少なくとも一つの第二反応器（Ｒ２）の下流側に配置される少なくとも一つの予凝縮器（ＶＫ）と、
・前記少なくとも一つの予凝縮器（ＶＫ）において予冷された、短鎖型の炭化水素を凝縮するために、前記少なくとも一つの予凝縮器（ＶＫ）の下流側に配置される、主凝縮器（ＨＫ）と、
を有するシステム。
〔態様１７〕
態様１６に記載のシステムであって、前記少なくとも一つの第一反応器（Ｒ１）と前記少なくとも一つの第二反応器（Ｒ２）がそれぞれ、少なくとも二つの制御可能な加熱帯（好ましくは少なくとも五つの制御可能な加熱帯）を備えることを特徴とするシステム。
〔態様１８〕
態様１６または１７に記載のシステムであって、前記少なくとも一つの第一反応器（Ｒ１）と少なくとも一つの第二反応器（Ｒ２）がそれぞれ、螺旋型撹拌器、アンカー型撹拌器、スクリュー、もしくはこれらを組み合せた撹拌器の形状を有する（好ましくは螺旋型撹拌器とスクリューを組み合わせた形状を有する）撹拌部材を備えたことを特徴とするシステム。
〔態様１９〕
態様１６から１８のいずれか一態様に記載のシステムであって、前記少なくとも一つの第一反応器（Ｒ１）および／または少なくとも一つの第二反応器（Ｒ２）の内壁および内部が、少なくとも一種のセラミックの被膜を有することを特徴とするシステム。
〔態様２０〕
態様１６から１９のいずれか一態様に記載のシステムであって、前記少なくとも一つの第一反応器（Ｒ１）と少なくとも一つの第二反応器（Ｒ２）は、それぞれ７：１（好ましくは５．５：１）の高さ：直径（Ｈ：Ｄ）比を有することを特徴とするシステム。
〔態様２１〕
態様１６から２０のいずれか一態様に記載のシステムであって、前記少なくとも一つの予凝縮器（ＶＫ）が少なくとも一つの混合容器（Ｍ）に接続され、前記少なくとも一つの混合容器（Ｍ）は、前記少なくとも一つの第二反応器（Ｒ２）を出た短鎖型炭化水素の予冷過程で、該少なくとも一つの予凝縮器（ＶＫ）で形成されるパラフィンを収容することを特徴とするシステム。
〔態様２２〕
態様１６から２１のいずれか一態様に記載のシステムであって、前記高分子の前記少なくとも一つの押出機（Ｅ）への供給速度を制御し、かつ、系の温度を制御するための、少なくとも一つ制御ユニットを備えたことを特徴とするシステム。
〔態様２３〕
態様１から１５のいずれか一態様に記載の方法で製造される製品オイルであって、液化ガス（Ｃ３−Ｃ６）、ガソリン（Ｃ７−Ｃ１０）、灯油（Ｃ１１−Ｃ１３）、軽質軽油（Ｃ１４−Ｃ１９）、重質軽油（Ｃ２０−Ｃ２２）、およびパラフィン／マイクロワックス（＞Ｃ２２）の留分を含むオイル。
【符号の説明】
【０１６５】
Ｄ  投入装置
Ｅ  押出機
ＳＰＳ  中央システム
ＷＧＥ  計量装置
Ｒ１  第一反応器
Ｒ２  第二反応器
Ｍ  混合容器
ＶＫ  予凝縮器
ＨＫ  主凝縮器
Ｍ  混合容器
ＳＰ  メルトポンプ
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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