(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水と相分離可能な液体に含まれる無機粒子を液体から除去する方法であって、
無機粒子を含む液体と、無機粒子を凝集させうる物質を含む水とを混合した後、液体相と水相とに相分離させることによって、前記液体から無機粒子を除去する、液体中の無機粒子の除去方法。
【請求項２】
前記無機粒子を凝集させうる物質が、アミンである、請求項１に記載の液体中の無機粒子の除去方法。
【請求項３】
前記アミンが、トリエチレンテトラミンである、請求項２に記載の液体中の無機粒子の除去方法。
【請求項４】
前記無機粒子が、砂である、請求項１〜３のいずれかに記載の液体中の無機粒子の除去方法。
【請求項５】
前記無機粒子を含む液体が、前記無機粒子の存在下で樹脂を熱分解して得られた分解生成物を含む気体を冷却することによって回収された液体である、請求項１〜４のいずれかに記載の液体中の無機粒子の除去方法。
【請求項６】
前記無機粒子を含む液体が、前記回収された液体をさらにフィルタに通した後の液体である、請求項５に記載の液体中の無機粒子の除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水と相分離可能な液体に含まれる無機粒子を液体から除去する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂（廃プラスチック等）を、高温の無機粒子（砂等）に接触させて、樹脂を熱分解し、発生した分解生成物を含む気体を冷却して液体（モノマー、油等）を回収する方法が知られている。
しかし、回収された液体には、無機粒子（無機粒子の粉砕片を含む。）が含まれているため、該液体をそのまま蒸留することによって液体を精製した場合、無機粒子が蒸留塔内に堆積したり、精製物に無機粒子が混入したりする。
【０００３】
該問題を解決する方法としては、下記の方法が提案されている。
（１）廃プラスチックに高温の砂を添加し、廃プラスチックを熱分解する熱分解手段と、熱分解ガスに含まれる高沸点油を低沸点成分と分離する気液分離手段との間に、固形分除去手段を設ける方法（特許文献１）。
【０００４】
しかし、（１）の方法は、固形分除去手段（充填物）に捕捉された熱分解ガスに含まれる微小固形物（砂の粉砕片）を、気液分離手段で得られた高沸点油によって洗い落として、固形分除去手段（充填物）の閉塞を防ぐ方法である。固形分除去手段にて捕獲しきれない砂の粉砕片が気液分離手段よりも後工程に持ち込まれやすく、熱分解ガスを冷却することによって回収された液体には、砂の粉砕片が多く含まれ、前記問題を解決するに至っていない。
【０００５】
なお、廃油中に含まれる不純分を除去する方法としては、下記の方法も知られている。
（２）特定の直鎖状低重合体を親油性有機溶剤に溶かし、それを廃油中に添加して、不純物を凝集または凝固させ、取り除く方法（特許文献２）。
（３）飽和もしくは不飽和の一価、二価、三価以上の多価アルコール類、ポリアルキレングリコール類から選ばれた１種もしくは複数種を添加し、ついで主鎖中にアミド結合、尿素結合もしくはウレタン結合を有する低重合度の直鎖状重合体の親油性有機溶剤溶液を添加する、または両者を同時に添加する方法（特許文献３）。不純物として、金属粉末、樹脂、顔料、染料が例示されている。
【０００６】
しかし、（２）、（３）の方法では、凝集または凝固した不純物を、濾過、遠心分離等の方法により分離する工程が必要となる。分離の際に、廃油分のロスが考えられる。また、機械のメンテナンス等の余計な労力が必要となる。さらには、新たに有機溶剤を加えるために、処理した廃油を精製する場合、蒸留塔の負荷が大きくなることも予想される。
【特許文献１】特開２０００−３３６２０３号公報
【特許文献２】特開昭４９−８４９７４号公報
【特許文献３】特開昭５０−２２００６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、水と相分離可能な液体に含まれる無機粒子を充分に液体から除去できる方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の液体中の無機粒子の除去方法は、水と相分離可能な液体に含まれる無機粒子を液体から除去する方法であって、無機粒子を含む液体と、無機粒子を凝集させうる物質を含む水とを混合した後、液体相と水相とに相分離させることによって、前記液体から無機粒子を除去することを特徴とする。
【０００９】
前記無機粒子を凝集させうる物質は、アミンであることが好ましい。
前記アミンは、トリエチレンテトラミンであることが好ましい。
前記無機粒子は、砂であることが好ましい。
【００１０】
前記無機粒子を含む液体は、前記無機粒子の存在下で樹脂を熱分解して得られた分解生成物を含む気体を冷却することによって回収された水と相分離可能な液体であることが好ましい。
前記無機粒子を含む液体は、前記回収された液体をさらにフィルタに通した後の液体であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の液体中の無機粒子の除去方法によれば、水と相分離可能な液体に含まれる無機粒子を充分に液体から除去できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本明細書においては、（メタ）アクリル酸は、アクリル酸またはメタクリル酸を意味する。
【００１３】
本発明は、水と相分離可能な液体に含まれる無機粒子を液体から除去する方法であって、無機粒子を含む液体と水とを混合した後、液体相と水相とに相分離させることによって、液体から無機粒子を除去する方法である。
【００１４】
水と相分離可能な液体とは、２０℃における水への溶解度が１０質量％以下の液体を指す。水への溶解度が１０質量％以下であれば、液体と水とを混合した後に、液体と水とを相分離できる。
【００１５】
該液体としては、２０℃における比重が水より小さいものが好ましい。比重が水より小さければ、液体と水とを相分離した際、液体相が水相よりも上側になるため、水相に移動した無機粒子が沈降して液体相に戻ることがない。液体の比重は、０．９８以下が好ましい。液体の比重は、下記式から求める。
液体の比重＝液体の密度／水の密度。
【００１６】
該液体としては、特に限定されないが、例えば、無機粒子の存在下で樹脂を熱分解して得られた分解生成物を含む気体を冷却することによって回収された水と相分離可能な液体が挙げられ、回収された液体をさらにフィルタに通した後の液体が好ましい。フィルタに通した後の液体には、従来の方法では除去が困難な無機粒子の粉砕片が含まれているが、本発明の方法によれば、該粉砕片も充分に除去できる。
【００１７】
樹脂としては、アクリル系樹脂、オレフィン系樹脂（ポリエチレン、ポリプロピレン等。）、ポリ塩化ビニル、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート等。）、ポリカーボネート、ポリスチレン等が挙げられる。解重合によってモノマーを回収しやすい点から、アクリル系樹脂に本発明の方法を適用するのが有意義である。
【００１８】
樹脂を熱分解して得られた分解生成物を含む気体を冷却することによって回収される液体は、アクリル系樹脂の場合、（メタ）アクリル酸エステル等を含む液体であり、オレフィン系樹脂の場合、パラフィン、ワックス等を含む液体であり、ポリエチレンテレフタレートの場合、テレフタル酸等を含む液体であり、ポリカーボネートの場合、フェノール類等を含む液体であり、ポリスチレンの場合、スチレン等を含む液体である。
【００１９】
（メタ）アクリル酸エステルとしては、メタクリル酸メチル（２０℃における水への溶解度：１．５９質量％、２０℃における比重：０．９４）、メタクリル酸エチル（２０℃における水への溶解度：０．４６質量％、２０℃における比重：０．９１）、メタクリル酸ブチル（２０℃における水への溶解度：０．６質量％、２０℃における比重：０．９０）、アクリル酸メチル（２０℃における水への溶解度：６．００質量％、２０℃における比重：０．９５）、アクリル酸エチル（２０℃における水への溶解度：１．５質量％、２０℃における比重：０．９２）、アクリル酸ブチル（２０℃における水への溶解度：２．００質量％、２０℃における比重：０．９２）等が挙げられる。
【００２０】
無機粒子としては、砂、セラミクス粒子、金属粒子、金属酸化物粒子、金属水酸化物粒子、金属ハロゲン化物粒子等が挙げられ、入手が容易で安価である点、樹脂および液体に対して不活性である点から、砂が好ましい。
【００２１】
無機粒子としては、２０℃における比重が水より大きいものが好ましい。比重が水より大きければ、液体と水とを相分離した際、水相に移動した無機粒子が沈降して液体相に戻ることがない。無機粒子の比重は、下記式から求める。
無機粒子の比重＝無機粒子の真密度／水の密度。
【００２２】
水は、無機粒子の除去効果を高める点から、無機粒子を凝集させうる物質を含むことが好ましい。無機粒子を凝集させることにより、無機粒子が液体相から水相へ移動しやすくなる。
【００２３】
無機粒子を凝集させうる物質としては、水溶性の物質を用いる。
無機粒子を凝集させうる物質としては、高分子系凝集剤、無機系凝集剤、アミン系凝集剤が挙げられる。
【００２４】
高分子系凝集剤としては、アニオン系凝集剤、カチオン系凝集剤、ノニオン系凝集剤が挙げられる。
アニオン系高分子凝集剤としては、ポリアクリル酸ソーダが挙げられる。
カチオン系高分子凝集剤としては、ポリジメチルアミノエチルメタクリレートが挙げられる。
ノニオン系高分子凝集剤としては、ポリアクリルアミドが挙げられる。
【００２５】
無機系凝集剤としては、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、塩化第二鉄、硫酸第一鉄、水酸化ナトリウム、硫化鉄が挙げられる。
【００２６】
アミン系凝集剤としては、モノアミン、多価アミンが挙げられる。
モノアミンとしては、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンが挙げられる。
多価アミンとしては、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミンが挙げられる。
【００２７】
無機粒子を凝集させうる物質としては、水への溶解性が高く、無機粒子の除去効果が高い点から、アミン系凝集剤（以下、単に「アミン」とも記す。）が好ましく、その中でも、トリエチレンテトラミンが特に好ましい。また、アミンを用いた場合、液体に含まれる酸成分が中和により除去される効果もある。
【００２８】
アミンと無機粒子との質量比（アミン／無機粒子）は、１〜１００が好ましい。アミン／無機粒子が１以上であれば、無機粒子の除去効果が充分に発揮される。アミン／無機粒子が１００以下であれば、無機粒子が除去された後の液体に含まれるアミンの量が抑えられる。
【００２９】
アミンを含む水と無機粒子を含む液体との質量比（（アミン＋水）／（無機粒子＋液体））は、０．０５〜１．０が好ましい。（アミン＋水）／（無機粒子＋液体）が０．０５以上であれば、無機粒子の除去効果が充分に発揮される。（アミン＋水）／（無機粒子＋液体）が１．０以下であれば、無機粒子が除去された後の液体に含まれる水の量が抑えられる。
【００３０】
以下、無機粒子として砂を用いてアクリル系樹脂から（メタ）アクリル酸エステルを回収する方法を例にとり、（メタ）アクリル酸エステルを含む液体中の砂の除去方法を具体的に説明する。
【００３１】
図１は、アクリル系樹脂から（メタ）アクリル酸エステルを回収する装置の一例を示す概略図である。該装置は、アクリル系樹脂を高温の砂に接触させて、アクリル系樹脂を熱分解する分解槽１０と、分解槽１０にアクリル系樹脂を供給する樹脂供給装置１２と、分解槽１０に高温の砂を供給する砂供給装置１４と、分解槽１０の底部から砂を排出する砂排出装置１６と、砂を加熱する砂加熱装置１８と、分解槽１０から排出される分解生成物を含む気体から砂を除去するサイクロン２０と、サイクロン２０から排出される気体を冷却して液体を回収する第１の冷却装置２２と、第１の冷却装置２２から排出される気体を冷却して液体を回収する第２の冷却装置２４と、第２の冷却装置２４から排出される気体に含まれる液体のミストを回収するミストセパレータ２６と、第１の冷却装置２２、第２の冷却装置２４およびミストセパレータ２６で回収された液体の一部を冷却する第３の冷却装置２８と、第１の冷却装置２２、第２の冷却装置２４およびミストセパレータ２６で回収された液体の残部をろ過する第１のフィルタ３０と、水または無機粒子を凝集させうる物質を溶解した水溶液を貯める容器３２と、第１のフィルタ３０から排出される液体と水または水溶液とを混合する混合槽３４と、混合槽３４の混合液を、液体相１０２と水相１０４とに相分離させる相分離槽３６と、相分離槽３６から排出される液体を蒸留する第１の蒸留塔３８と、第１の蒸留塔３８の塔底から排出される液体を蒸留する第２の蒸留塔４０と、第２の蒸留塔４０の塔頂から排出される気体を液体とした後、該液体をろ過する第２のフィルタ４２と、分解槽１０の底部に流動化気体を供給する流動化気体供給流路４４と、砂加熱装置１８で加熱された砂を砂加熱装置１８に供給する砂供給流路４６と、砂排出装置１６によって分解槽１０の底部から排出された砂を砂加熱装置１８に移送するコンベア４８と、分解槽１０から排出される分解生成物を含む気体をサイクロン２０に供給する第１の気体流路５０と、サイクロン２０から排出される気体を第１の冷却装置２２に供給する第２の気体流路５２と、第１の冷却装置２２から排出される気体を第２の冷却装置２４に供給する第３の気体流路５４と、第２の冷却装置２４から排出される気体をミストセパレータ２６に供給する第４の気体流路５６と、ミストセパレータ２６を通過した気体を排出する気体排出流路５８と、第１の冷却装置２２、第２の冷却装置２４およびミストセパレータ２６で回収された液体を第１のフィルタ３０に供給する第１の液体流路６０と、第１の液体流路６０の途中から分岐し、液体の一部を第３の冷却装置２８に供給する液体分岐流路６２と、第３の冷却装置２８で冷却された液体を第１の冷却装置２２に供給する冷却用液体流路６４と、第１のフィルタ３０を通過した液体を混合槽３４に供給する第２の液体流路６６と、容器３２から水あるいは無機粒子を凝集させうる物質を溶解した水溶液を混合槽３４に供給する水供給流路６８と、混合槽３４から相分離槽３６へ混合液を送る第３の液体流路７０と、相分離槽３６からの廃水を排出する廃水流路７２と、相分離槽３６から排出される液体を第１の蒸留塔３８に供給する第４の液体流路７４と、第１の蒸留塔３８の塔頂からの低沸点不純物を排出する低沸点不純物排出流路７６と、第１の蒸留塔３８の塔底から排出される液体を第２の蒸留塔４０に供給する第５の液体流路７８と、第２の蒸留塔４０の塔底からの高沸点不純物を排出する高沸点不純物排出流路８０と、第２の蒸留塔４０の塔頂から排出される気体を液体とした後、該液体を第２のフィルタ４２に供給する第６の液体流路８２と、第２のフィルタ４２を通過した液体（（メタ）アクリル酸エステル）を回収する液体回収流路８４とを具備する。
【００３２】
分解槽１０は、本体８６と、本体８６の下部に設けられた、底部に向かってしだいに縮径する円錘状の分散板８８と、分散板８８の上に形成された、砂からなる流動層９０と、流動層９０を撹拌する撹拌翼を有する撹拌装置９２と、流動層９０の下部に接する本体８６の側面に形成され、樹脂供給装置１２に接続する樹脂供給口９４と、流動層９０の中央付近に接する本体８６の側面に形成され、砂供給装置１４に接続する砂供給口９６と、分散板８８の円錘頂点に形成され、砂排出装置１６に接続する砂排出口９８と、分解槽１０の底部に供給された流動化気体を分散板８８の全面に均一に送るための流動化気体室１００とを具備する。
分散板８８としては、多孔板、スリット板、メッシュ板、焼結フィルタ等が挙げられる。分散板の代わりに、ノズル、キャップ付きノズル等を用いてもよい。
なお、分散板８８から吹き上げる流動化気体によって流動層９０が充分に流動するのであれば、必ずしも撹拌装置９２を設ける必要はない。
【００３３】
樹脂供給装置１２、砂供給装置１４および砂排出装置１６としては、一軸スクリューが挙げられる。
砂加熱装置１８としては、加熱炉等が挙げられる。加熱炉の燃料としては、重油、軽油、灯油、アクリル系樹脂の熱分解によって回収された液体等が挙げられる。
【００３４】
第１の冷却装置２２は、スクラバである。第１の冷却装置２２として、管式コンデンサ、プレート式コンデンサ、スプレー塔等を用いてもよい。
第２の冷却装置２４は、管式コンデンサである。第２の冷却装置２４として、プレート式コンデンサ、スクラバ、スプレー塔等を用いてもよい。
第３の冷却装置２８は、管式熱交換器である。第３の冷却装置２８として、プレート式コンデンサ等を用いてもよい。
【００３５】
第１のフィルタ３０としては、ワインドフィルタ、不織布フィルタ、焼結フィルタ、プラスチック発泡フィルタ、金属メッシュフィルタ等が挙げられる。第１のフィルタ３０の孔径（公称）は、１〜２０００μｍが好ましい。
第２のフィルタ４２としては、ワインドフィルタ、  不織布フィルタ、焼結フィルタ、プラスチック発泡フィルタ、金属メッシュフィルタ等が挙げられる。第２のフィルタ４２の孔径（公称）は、０．１〜２５μｍが好ましい。
【００３６】
第１の蒸留塔３８および第２の蒸留塔４０としては、棚段塔、多孔板塔、泡鐘塔、充填塔等が挙げられる。蒸留塔の塔頂には、塔頂から排出される気体を冷却して液体にするコンデンサ（図示略）が接続されている。また、蒸留塔の塔底には、塔底から排出される液体を加熱して気体にするリボイラ（図示略）が接続されている。
【００３７】
該装置を用いた、アクリル系樹脂からの（メタ）アクリル酸エステルの回収は、下記の工程（ａ）〜（ｄ）を経て行われる。
（ａ）アクリル系樹脂を熱分解して分解生成物を含む気体を得る工程。
（ｂ）分解生成物を含む気体を冷却して、分解生成物を含む液体を得る工程。
（ｃ）液体に含まれる砂を除去する工程。
（ｄ）液体を蒸留して（メタ）アクリル酸エステルを回収する工程。
【００３８】
工程（ａ）：
砂加熱装置１８で加熱された高温の砂を、砂供給流路４６経由で砂供給装置１４に供給し、分解槽１０の砂供給口９６に接続する砂供給装置１４から分解槽１０の流動層９０に連続的に所定速度にて供給する。同時に、分解槽１０の流動層９０の砂を、分解槽１０の底部の砂排出口９８に接続する砂排出装置１６から連続的に所定速度にて排出し、コンベア４８にて砂加熱装置１８に移送する。
流動化気体供給流路４４からの流動化気体を、分解槽１０の底部の流動化気体室１００に供給する。
分解槽１０の流動層９０は、分散板８８から吹き上げる流動化気体、および分散板８８から吹き上げる流動化気体によって流動化される。
【００３９】
粉砕装置（図示略）で粉砕されたアクリル系樹脂の粉砕片を、分解槽１０の樹脂供給口９４に接続する樹脂供給装置１２に供給し、樹脂供給装置１２から分解槽１０の流動層９０に連続的に所定の供給速度にて供給する。
アクリル系樹脂は、砂よりも比重が小さいため、流動化気体とともに流動層９０内を上昇する。この際、アクリル系樹脂は、高温の砂と接触し、熱分解される。
アクリル系樹脂の熱分解によって生成した分解生成物は、流動化気体とともに分解槽１０から排出される。
分解槽１０の気相部から排出される分解生成物を含む気体を、第１の気体流路５０経由でサイクロン２０に供給し、サイクロン２０にて気体に含まれる比較的大きい砂を除去する。
【００４０】
流動層９０の温度は、３５０〜５００℃が好ましい。流動層９０の温度が３５０℃以上であれば、アクリル系樹脂の熱分解速度が速くなる。流動層９０の温度が５００℃以下であれば、回収される液体の品質が向上する。
【００４１】
流動層９０に供給する砂の平均粒子径は、０．０１ｍｍ〜１ｍｍが好ましく、０．０５ｍｍ〜０．８ｍｍがより好ましい。
流動層９０に供給する砂の温度は、（流動層９０の温度＋５０℃）以上、（流動層９０の温度＋２５０℃）以下が好ましい。砂の温度が（流動層９０の温度＋５０℃）以上であれば、アクリル系樹脂の熱分解速度が速くなる。砂の温度が（流動層９０の温度＋２５０℃）以下であれば、回収される液体の品質が向上する。
【００４２】
砂の供給速度（ｋｇ／時間）とアクリル系樹脂の供給速度（ｋｇ／時間）との比（砂／アクリル系樹脂）は、１〜２０が好ましい。砂／アクリル系樹脂が１以上であれば、アクリル系樹脂を効率よく熱分解できる。砂／アクリル系樹脂が２０以下であれば、分解槽本体８６と砂加熱装置１８との間の砂の循環量が抑えられ、砂加熱装置１８の大型化によるコストの上昇が抑えられる。
【００４３】
流動化気体としては、熱分解の安定性、分解生成物の収率の点から、酸素を実質的に含まない気体が好ましい。該気体としては、窒素、二酸化炭素、水蒸気、工程（ｂ）で液体とならずに排出される気体等が挙げられる。
【００４４】
流動層９０に供給する流動化気体の温度は、流動層９０に供給されるアクリル系樹脂の温度以上、５００℃以下が好ましい。流動化気体の温度がアクリル系樹脂の温度以上であれば、流動層９０の過度の温度低下が抑えられる。流動化気体の温度が５００℃以下であれば、回収される液体の品質が向上する。
【００４５】
流動化気体の供給速度（ｋｇ／時間）とアクリル系樹脂の供給速度（ｋｇ／時間）との比（流動化気体／アクリル系樹脂）は、０．４〜３．０が好ましい。流動化気体／アクリル系樹脂が０．４以上であれば、流動層９０の流動性を保つことができる。流動化気体／アクリル系樹脂が３．０以下であれば、工程（ｂ）における冷却装置の負荷を低減できる。
【００４６】
アクリル系樹脂の粉砕片の平均粒子径は、１〜２０ｍｍが好ましく、３〜１０ｍｍがより好ましい。アクリル系樹脂の粉砕片の平均粒子径が１ｍｍ以上であれば、アクリル系樹脂同士の付着、融着を抑えることができる。アクリル系樹脂の粉砕片の平均粒子径が２０ｍｍ以下であれば、アクリル系樹脂および砂の分散性が良好となる。
【００４７】
流動層９０に供給するアクリル系樹脂の温度は、０℃以上、（アクリル系樹脂のガラス転移温度または融点−５０℃）以下が好ましい。アクリル系樹脂の温度が０℃以上であれば、流動層９０の温度低下が抑えられ、また、流動層９０の流動性が良好となる。アクリル系樹脂の温度が（アクリル系樹脂のガラス転移温度または融点−５０℃）以下であれば、アクリル系樹脂同士の付着が抑えられ、また、アクリル系樹脂と砂との混合が良好となる。
【００４８】
アクリル系樹脂は、上述の（メタ）アクリル酸エステルに由来する構成単位を有する重合体である。
アクリル系樹脂は、（メタ）アクリル酸エステルを除く他のモノマーに由来する構成単位を有していてもよい。他のモノマーとしては、（メタ）アクリル酸、無水マレイン酸、スチレン、α−メチルスチレン、アクリロニトリル、多官能モノマー等が挙げられる。
【００４９】
多官能モノマーとしては、多官能（メタ）アクリル酸エステルが挙げられる。多官能（メタ）アクリル酸エステルとしては、エチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、プロピレングリコールジメタクリレート、１，４−ブタンジオールジメタクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート等が挙げられる。
【００５０】
アクリル系樹脂は、（メタ）アクリル酸エステルを高収率で回収する点から、全構成単位１００質量％中、メタクリル酸メチル単位を５０質量％以上有することが好ましく、メタクリル酸メチル単位を７０質量％以上有することがより好ましい。
【００５１】
アクリル系樹脂は、他の樹脂と混合されていてもよい。
アクリル系樹脂は、充填剤を含んでいてもよい。充填剤としては、水酸化アルミニウム、シリカ、炭酸カルシウム、ガラス繊維、タルク、クレイ等が挙げられる。
アクリル系樹脂は、充填剤を除く添加剤を含んでいてもよい。添加剤としては、顔料、染料、補強剤、酸化防止剤、各種安定剤等が挙げられる。
【００５２】
流動層９０に未分解物がある場合、未分解物は砂とともに分解槽１０から排出され、砂加熱装置１８に移送される。未分解物とは、アクリル系樹脂そのもの、低分子量化したアクリル系樹脂、炭化物等である。未分解物は、砂加熱装置１８にて熱分解または燃焼することにより砂から除去される。
【００５３】
工程（ｂ）：
サイクロン２０から排出される気体を、第２の気体流路５２経由で第１の冷却装置２２に供給する。同時に、第３の冷却装置２８で冷却された液体を、冷却用液体流路６４経由で第１の冷却装置２２に供給し、該液体によって、サイクロン２０から供給された気体を冷却し、液体として回収する。
【００５４】
第１の冷却装置２２にて液体とならなかった気体を、第１の冷却装置２２の気相部から第３の気体流路５４経由で第２の冷却装置２４に供給し、該気体を第２の冷却装置２４にて冷却して液体を回収する。
第２の冷却装置２４から排出される気体を、第４の気体流路５６経由でミストセパレータ２６に供給し、該気体に含まれる液体のミストをミストセパレータ２６にて回収する。
ミストセパレータ２６を通過した気体を、気体排出流路５８経由で排出する。該気体の一部は、燃焼処理によって無害化された後、装置外に排出され、残部は、流動化気体として再利用される。
【００５５】
第１の冷却装置２２、第２の冷却装置２４およびミストセパレータ２６で回収された液体の一部は、液体分岐流路６２経由で第３の冷却装置２８に供給され、残部は、第１の液体流路６０経由で工程（ｃ）の第１のフィルタ３０に供給される。該液体の第３の冷却装置２８および第１のフィルタ３０への供給は、第１の液体流路６０の途中に設けられた送液ポンプ（図示略）によって行われる。
【００５６】
第３の冷却装置２８から第１の冷却装置２２に供給される冷却用液体の温度は、（回収する液体の凝固点＋１０℃）〜（回収する液体の沸点−１０℃）が好ましい。
第３の気体流路５４を流れる気体の温度は、（回収する液体の凝固点＋１０℃）〜（回収する液体の沸点−２０℃）が好ましい。また、第２の冷却装置２４には、（回収する液体の凝固点＋１０℃）〜（回収する液体の沸点−３０℃）の媒体を流すことが好ましい。
【００５７】
工程（ｃ）：
工程（ｂ）で回収された液体を、第１のフィルタ３０にてろ過し、液体に含まれる比較的大きい砂の粉砕片を除去する。
第１のフィルタ３０にて除去できなかった砂の粉砕片を含む液体を、第２の液体流路６６経由で混合槽３４に供給する。
また、容器３２の水または凝集させうる物質を溶解した水溶液を水供給流路６８により、混合槽３４に送る。
【００５８】
混合槽３４にて液体と、水または砂を凝集させうる物質を溶解した水溶液とを混合した後、第３の液体流路７０により、相分離槽３６に送り、液体相と水相とに相分離させる。この際、液体に含まれる砂の粉砕片は、液体相１０２から水相１０４に移動する、または、液体相１０２と水相１０４との界面付近に集合する。
液体相１０２（水相との界面付近を除く。）のみを回収することによって、液体から砂の粉砕片を除去する。
水相１０４を、廃水として廃水流路７２経由で相分離槽３６から排出する。
【００５９】
液体と水または砂を凝集させうる物質を溶解した水溶液との混合時間は、５〜６０分が好ましい。混合時間を５分以上とすることで砂を充分に除去できる。混合時間を６０分以下とすることで混合に要する時間が短くなり、生産性の点で好都合である。
混合槽３４における、混合方法としては、混合装置を用いる方法が挙げられる。混合装置としては、撹拌翼を有する撹拌装置、マグネチックスターラ、静止型ミキサ、上下振動円盤撹拌、低周波振動撹拌、揺動撹拌、ジェット撹拌等が挙げられる。
【００６０】
混合槽３４は、バッチ式であってもよく、連続式であってもよい。
バッチ式とは、混合槽３４に、水または砂を凝集させうる物質を溶解した水溶液と、砂を含む液体とを入れた後、所定時間混合し、混合終了後にその混合液を、混合槽３４から排出する方法である。
連続式とは、混合槽３４に、水またはあるいは砂を凝集させうる物質を溶解した水溶液と、砂を含む液体とをそれぞれ連続的に供給し、その混合液を、混合槽３４から連続的に排出する方法である。
【００６１】
液体と水または砂を凝集させうる物質を溶解した水溶液との混合温度は、５〜９０℃が好ましい。混合温度を５℃以上とすることにより、水が凍ることを防ぐことができ、また砂を除去しやすい。混合温度を９０℃以下にすることにより、水の蒸発を防ぐことができる。
【００６２】
水は、アミンを含むことが好ましい。水がアミンを含むことによって、砂の除去効果が高くなるとともに、液体に不純物として含まれる（メタ）アクリル酸が中和され、水相に移るため、液体の品質が向上する。
アミンとしては、トリエチレンテトラミンが好ましい。
アミンと砂（無機粒子）との質量比、アミンを含む水と砂（無機粒子）を含む液体との質量比は、前記の範囲が好ましい。
【００６３】
相分離槽３６において、液体と水または砂を凝集させうる物質を溶解した水溶液との混合液を、相分離する時間は、５〜６０分が好ましい。相分離する時間を５分以上とすることで、液体相１０２と水相１０４とを充分に分離できる。相分離する時間を６０分以下とすることで、相分離するのに要する時間が短くなり、生産性の点で好都合である。
【００６４】
相分離槽３６は、バッチ式であってもよく、連続式であってもよい。
バッチ式とは、液体と水または砂を凝集させうる物質を溶解した水溶液との混合液を、所定時間静置して、静置終了後に、液体相１０２を第１の蒸留塔３８に送り、水相１０４を廃水流路７２経由で廃水する方法である。静置とは、混合液をそのまま置いて、分離するのを待つ操作である。
連続式とは、相分離槽３６に、液体と水または砂を凝集させうる物質を溶解した水溶液との混合液を、連続的に液体相１０２と水相１０４との界面付近に送り、連続的に液体相１０２を第１の蒸留塔３８に送り、連続的に水相１０４を廃水流路７２経由で廃水する方法である。
【００６５】
工程（ｄ）：
相分離槽３６から排出される液体を、第４の液体流路７４経由で第１の蒸留塔３８に供給し、第１の蒸留塔３８にて蒸留する。
第１の蒸留塔３８の塔頂からの低沸点不純物を、低沸点不純物排出流路７６経由で装置外に排出する。
【００６６】
第１の蒸留塔３８の塔底から排出される液体を、第５の液体流路７８経由で第２の蒸留塔４０に供給し、第２の蒸留塔４０にて蒸留する。
第２の蒸留塔４０の塔底からの高沸点不純物を、高沸点不純物排出流路８０経由で装置外に排出する。高沸点不純物には、砂の粉砕片が含まれる。
【００６７】
第２の蒸留塔４０の塔頂から排出される気体を、コンデンサ（図示略）にて液体とした後、該液体を第６の液体流路８２経由で第２のフィルタ４２に供給する。該液体を第２のフィルタ４２にてろ過し、最後まで残っていた砂の粉砕片を除去する。
第２のフィルタ４２を通過した液体（（メタ）アクリル酸エステル）を、精製物として液体回収流路８４経由で回収する。
【００６８】
以上説明した  本発明の液体中の無機粒子の除去方法によれば、無機粒子を含む液体と水とを混合した後、液体相と水相とに相分離させているため、液体に含まれる無機粒子が液体相から水相に移動する、または、液体相と水相との界面付近に集合する。そのため、液体相（水相との界面付近を除く。）を回収することによって、液体に含まれていた無機粒子を充分に除去できる。
【実施例】
【００６９】
以下、実施例を示す。
実施例における各種測定方法は下記の通りである。
【００７０】
（液体中の砂の含有量測定方法）
砂を含む液体に捕捉剤を添加して、灰化温度：６５０℃、灰化時間：１時間の条件で、空気中にて灰化した後、硫酸水素カリウムで融解した。希硝酸に溶解した後、ＩＣＰ発光分析装置（島津製作所社製、ＩＣＰＳ‐８１００型）を用いて、ＩＣＰ発光分析（高周波プラズマ発光分析）法によりＳｉ定量を行い、得られたＳｉ分析値を２．１４倍して 液体に含まれる砂（ＳｉＯ２）の質量％を算出した。
【００７１】
（液体中のメタクリル酸メチルの濃度測定方法）
液体中のメタクリル酸メチル（以下、ＭＭＡと記す。）の濃度（質量％）は、ガスクロマトグラフィで測定した。ガスクロマトグラフィとしては、島津製作所社製、ＧＣ−１７Ａを用いた。溶媒には、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドを用いた。あらかじめ検量線を作成しておき、サンプリングした液体のガスクロマトグラフィの結果から、液体中のＭＭＡ濃度を算出した。液体をガスクロマトグラフィに注入する時には、シリンジフィルタで砂を除去した。
【００７２】
〔比較例１〕
ポリメタクリル酸メチル（ＭＭＡ単位：１００質量％、質量平均分子量：４０万、ガラス転移温度：１００℃）からなる成形板を粉砕し、粉砕片を得た。破砕機の下には、目開き１０ｍｍのスクリーンを設置した。破砕片を別の目開き６ｍｍのスクリーンで篩った。スクリーンの上に残った破砕片を樹脂分解に用いた。したがって、破砕片の平均粒子径は８ｍｍであった。
砂としては、天然川砂（昌栄マテリアル社製、商品名：エバラロズナ、平均粒子径：０．３ｍｍ、かさ密度：１６００ｋｇ／ｍ３、真密度２５００ｋｇ／ｍ３）を用意した。
【００７３】
図１に示す分解槽１０を用いてポリメタクリル酸メチルの熱分解を実施した。
分解槽１０としては、直径：３５０ｍｍ、高さ：１４００ｍｍのものを用いた。撹拌装置９２の撹拌翼としては、２枚の傾斜パドル翼（直径：３１０ｍｍ、幅：２０ｍｍ、傾斜角度：４５度）を５段（パドル間ピッチ：１４０ｍｍ）にしたものを用いた。撹拌速度は毎分２５回転（２５ｒｐｍ）とした。分散板８８として、焼結金属フィルタ（富士フィルター工業社製）からなる分散器（厚さ１．６ｍｍ、ステンレス製）を円錐状に配置した。円錐の直径は３５０ｍｍ、円錐高さは１００ｍｍとした。分散器の円錐の頂点に、砂排出口９８を接続した。
砂加熱装置１８としては、熱風で砂を流動化させる流動層を有する加熱炉を用い、砂加熱装置１８内には、あらかじめ砂を６０ｋｇ入れた。
【００７４】
分解槽１０内に、砂を７０ｋｇ入れた後、分解槽１０内を窒素置換した。
分解槽１０の流動層９０の砂を砂排出装置１６から１２０ｋｇ／時間で連続的に排出し、砂加熱装置１８に移送した。
砂加熱装置１８の設定温度を４００℃とし、加熱された高温の砂を砂供給装置１４から１２０ｋｇ／時間で連続的に分解槽１０の流動層９０へ供給した。分解槽１０の砂の滞在量は常に７０ｋｇになるようにした。分解槽１０における砂の平均滞在時間は、０．５８時間であった。
【００７５】
流動化気体供給流路４４から流動化気体を、分解槽１０の底部の流動化気体室１００に２０ｋｇ／時間で供給した。
該流動化気体としては、ミストセパレータ２６から気体排出流路５８経由で排出される気体を用いた。気体排出流路５８と流動化気体供給流路４４との間には、気体抜き出し装置（図示略）、循環用ブロワ（図示略）、流量計（図示略）、流量制御装置（図示略）、窒素供給用ブロワ（図示略）、気体を加熱するための加熱装置（図示略）を設け、分解槽１０の底部の流動化気体室１００に２０ｋｇ／時間で５０℃の流動化気体を供給した。
流動化気体の供給速度（ｋｇ／時間）と砂の供給速度（ｋｇ／時間）の比は、０．１６７であった。
分解槽１０の流動層９０は、撹拌装置９２、および分散板８８から吹き上げる流動化気体によって流動化された。
【００７６】
分解槽１０の流動層９０の温度が約４００℃で安定した時点で、砂加熱装置１８の設定温度を変えることにより、砂加熱装置１８から分解槽１０の流動層９０へ供給される砂の温度を６００℃にするとともに、２０℃のポリメタクリル酸メチルの粉砕片を樹脂供給装置１２から１２ｋｇ／時間で連続的に分解槽１０の流動層９０へ供給した。
流動化気体の供給速度（ｋｇ／時間）とポリメタクリル酸メチルの供給速度（ｋｇ／時間）の比は、１．６７であった。
ポリメタクリル酸メチルの供給開始から３０分後に分解槽１０の流動層９０の温度は定常状態となった。該温度は４０５℃であった。
【００７７】
分解槽１０から排出される、ポリメタクリル酸メチルの分解生成物および窒素を含むガスを、第１の冷却装置２２に供給した。第１の冷却装置２２としては、スクラバを用いた。第３の冷却装置２８から出てくる５０℃の液を、ノズルを用いて第１の冷却装置２２内に噴霧した。第３の冷却装置２８は、多管式の熱交換器であり、そのシェルに５℃の冷水を流した。
【００７８】
第１の冷却装置２２から出てくる６０℃のガスを第２の冷却装置２４に供給した。第２の冷却装置２４は、多管式の熱交換器であり、そのシェルに５℃の冷水を流した。
第２の冷却装置２４から出てくる３０℃のガスをミストセパレータ２６に供給した。ミストセパレータ２６としては、サイクロン式のものを用いた。ミストセパレータ２６に設けられたジャケットに１０℃の冷水を流した。各冷却装置およびミストセパレータ２６から第１の液体流路６０を経由して、液体を容器（図示略）に回収した。
【００７９】
ポリメタクリル酸メチルの供給開始からこの操作を２４時間継続した。ポリメタクリル酸メチルの総供給量２８８ｋｇに対して、容器に２６８ｋｇの砂の粉砕片を含む液体を回収した。
液体中の砂の含有量を測定したところ、０．０６５質量％であった。すなわち、液体の比率は９９．９３５質量％であった。
２０℃における砂を含む液体１００ｃｍ３の質量は、９４．２０ｇであった。９４．２０ｇのうち、液体の質量は、９４．２０×９９．９３５／１００＝９４．１４ｇと計算された。したがって、液体の比重は、０．９４１４と計算された。
【００８０】
該容器に回収された液体は、９２．５質量％のＭＭＡを含む液体であった。該液体を、第１のフィルタ３０（ヘイワード社製、商品名：ＲＢＴ、公称孔径：２５μｍ）に通した。第１のフィルタ３０を通過した後の液体に含まれる砂の量は、０．０５０質量％であった。
【００８１】
該砂の粉砕片を含む液体の２５００ｇに、水２５０ｇを加え、マグネチックスターラにて３０分間撹拌した。
砂の粉砕片を含む液体、および水の両方とも２０℃とした。
水と、砂を含む液体との質量比は、２５０ｇ／２５００ｇ＝０．１であった。
撹拌後、混合液を３０分間静置し、液体相と水相とに相分離させた。砂の多くは、水相の下部および水相と液体相との界面付近に集まっていた。
液体相（水相との界面付近を除く。）を回収した。回収された液体に含まれる砂の量は、０．００２０質量％（２０ｐｐｍ）であった。
【００８２】
この液体を、第１の蒸留塔３８および第２の蒸留塔４０に通したところ、第６の液体流路８２の液体に含まれる砂の量は、０．０００００４５質量％（４５ｐｐｂ）であった。
この液体を、第２のフィルタ４２（富士フィルター工業社製、商品名：焼結金属フィルタ、公称孔径：０．５μｍ）に通したところ、液体回収流路８４の液体に含まれる砂の量は、０．０００００３２質量％（３２ｐｐｂ）であった。この液体は、ＭＭＡ９９．７５％を含む液体であった。
【００８３】
〔実施例２〕
水２５０ｇの代わりに、３．０質量％のトリエチレンテトラミン水溶液２５０ｇを用いた以外は、比較例１と同様な操作を実施した。トリエチレンテトラミンとして、アルドリッチ社製、品番９０４６０を用いた。
【００８４】
第１のフィルタ３０を通過した後の液体（含まれる砂の量は、０．０５０質量％）２５００ｇに、３．０質量％のトリエチレンテトラミン水溶液２５０ｇを加え、マグネチックスターラにて３０分間撹拌した。
砂の粉砕片を含む液体、トリエチレンテトラミン水溶液の両方とも２０℃とした。
砂の粉砕片を含む液体２５００ｇには、砂が２５００ｇ×０．０５／１００＝１．２５ｇ含まれていた。また、３．０質量％のトリエチレンテトラミン水溶液の２５０ｇには、トリエチレンテトラミンが、２５０ｇ×３．０／１００＝７．５ｇ含まれていた。したがって、アミンと砂との質量比（アミン／砂）は、７．５ｇ／１．２５ｇ＝６．０であった。
トリエチレンテトラミンを含む水と、砂を含む液体との質量比は、２５０ｇ／２５００ｇ＝０．１であった。
【００８５】
撹拌後、混合液を３０分間静置し、液体相と水相とに相分離させた。砂の多くは、水相の下部、および水相と液体相との界面付近に集まっていた。
液体相（水相との界面付近を除く。）を回収した。回収された液体に含まれる砂の量は、０．０００１５質量％（１．５ｐｐｍ）であった。
この液体を、第１の蒸留塔３８および第２の蒸留塔４０に通したところ、第６の液体流路８２の液体に含まれる砂の量は、０．０００００３０質量％（３０ｐｐｂ）であった。
この液体を、第２のフィルタ４２に通したところ、液体回収流路８４の液体に含まれる砂の量は、０．０００００２５質量％（２５ｐｐｂ）であった。この液体は、ＭＭＡ９９．８１％を含む液体であった。
【００８６】
〔実施例３〕
３．０質量％のトリエチレンテトラミン水溶液の２５０ｇの代わりに、３．０質量％のジエタノールアミン水溶液２５０ｇを用いた以外は、実施例２と同様な操作を実施した。ジエタノールアミンとして、アルドリッチ社製、品番３９８１７９を用いた。
【００８７】
第１のフィルタ３０を通過した後の液体（含まれる砂の量は、０．０５０質量％）２５００ｇに、３．０質量％のジエタノールアミン水溶液２５０ｇを加え、マグネチックスターラにて３０分間撹拌した。
砂の粉砕片を含む液体、ジエタノールアミン水溶液の両方とも２０℃とした。
砂の粉砕片を含む液体２５００ｇには、砂が１．２５ｇ含まれていた。また、３．０質量％のジエタノールアミン水溶液２５０ｇには、ジエタノールアミンが７．５ｇ含まれていた。したがって、アミンと砂との質量比（アミン／砂）は、７．５ｇ／１．２５ｇ＝６．０であった。
ジエタノールアミンを含む水と、砂を含む液体との質量比は、２５０ｇ／２５００ｇ＝０．１であった。
【００８８】
撹拌後、混合液を３０分間静置し、液体相と水相とに相分離させた。砂の多くは、水相の下部、および水相と液体相との界面付近に集まっていた。
液体相（水相との界面付近を除く。）を回収した。回収された液体に含まれる砂の量は、０．０００５１質量％（５．１ｐｐｍ）であった。
この液体を第１の蒸留塔３８および第２の蒸留塔４０に通したところ、第６の液体流路８２の液体に含まれる砂の量は、０．０００００３８質量％（３８ｐｐｂ）であった。
この液体を、第２のフィルタ４２に通したところ、液体回収流路８４の液体に含まれる砂の量は、０．０００００２９質量％（２９ｐｐｂ）であった。この液体は、ＭＭＡ９９．７９％を含む液体であった。
【００８９】
〔比較例２〕
水２５０ｇの代わりに、トリエチレンテトラミンそのもの７．５ｇを用いた以外は、比較例１と同様な操作を実施した。
第１のフィルタ３０を通過した後の液体（含まれる砂の量は、０．０５０質量％）２５００ｇに、トリエチレンテトラミン７．５ｇを加え、マグネチックスターラにて３０分間撹拌した。
撹拌後、混合液を３０分間静置したが、液体、砂およびトリエチレンテトラミンは混合したままであった。液体から砂を分離することはできなかった。
【００９０】
〔比較例３〕
第１のフィルタ３０を通過した液体（含まれる砂の量は、０．０５０質量％）２５００ｇを、混合槽３４および相分離槽３６に通さないで、そのまま、第１の蒸留塔３８および第２の蒸留塔４０に通した以外は、比較例１と同様な操作を実施した。
第６の液体流路８２の液体に含まれる砂の量は、０．００００１１質量％（１１０ｐｐｂ）であった。また、蒸留が終わった後、各蒸留塔の棚段を確認したところ、砂の堆積が見られた。
この液体を、第２のフィルタ４２に通したところ、液体回収流路８４の液体に含まれる砂の量は、０．０００００９０質量％（９０ｐｐｂ）であった。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明の液体中の無機粒子の除去方法は、無機粒子の存在下で廃プラスチックを熱分解して得られた分解生成物を含む気体を冷却することによって回収された水と相分離可能な液体から無機粒子を除去できることから、廃プラスチックから回収された液体モノマー、油等）の精製に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】アクリル系樹脂から（メタ）アクリル酸エステルを回収する装置の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００９３】
３０  第１のフィルタ
３４  混合槽
３６  相分離槽
１０２  液体相
１０４  水相
【図１】
0005133029.tif 000002