(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃プラスチックからポリオレフィン系プラスチックとそれ以外のプラスチックとを分離する前処理工程と、ポリオレフィン系プラスチックを熱分解により気化させる加熱分解工程と、加熱分解工程で得られた熱分解ガスをホウ素含有珪酸塩触媒の存在下で加熱分解して炭素数２〜４のオレフィンを生成させる第一の触媒分解部で処理し、その後、ガリウム含有珪酸塩触媒の存在下で加熱分解してベンゼン、トルエン、キシレンと水素を生成させる第二の触媒分解部で処理する触媒分解工程と、触媒分解工程を出たガスから高沸点成分を分離する高沸点成分分離工程と、高沸点成分分離工程で高沸点成分が除去されたガスを冷却して炭素数２〜４のオレフィンガス及び水素を主体とする気相と、ベンゼン、トルエン、キシレンを主体とする液相とに分離する気液分離工程と、を有することを特徴とする廃プラスチックのケミカルリサイクル方法。
【請求項２】
廃プラスチックからポリオレフィン系プラスチックとそれ以外のプラスチックとを分離する前処理工程と、ポリオレフィン系プラスチックを熱分解により気化させる加熱分解工程と、加熱分解工程で得られた熱分解ガスをホウ素含有珪酸塩触媒の存在下で加熱分解して炭素数２〜４のオレフィンを生成させる第一の触媒分解部、及び、ガリウム含有珪酸塩触媒の存在下で加熱分解してベンゼン、トルエン、キシレンと水素を生成させる第二の触媒分解部に導いて処理する触媒分解工程と、触媒分解工程の第一の触媒分解部と第二の触媒分解部を出たガスから高沸点成分を別々に分離する高沸点成分分離工程と、高沸点成分分離工程で高沸点成分が除去されたガスを冷却して炭素数２〜４のオレフィンガス及び水素を主体とする気相と、ベンゼン、トルエン、キシレンを主体とする液相とに分離する気液分離工程と、を有することを特徴とする廃プラスチックのケミカルリサイクル方法。
【請求項３】
前処理工程と加熱分解工程との間において、前処理工程で分離したポリオレフィン系プラスチックを加熱して塩素を除去する脱塩素処理工程を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の廃プラスチックのケミカルリサイクル方法。
【請求項４】
加熱分解工程において、活性炭又はゼオライトからなる１次触媒を供給することにより１次触媒分解を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の廃プラスチックのケミカルリサイクル方法。
【請求項５】
高沸点成分分離工程で分離した高沸点成分を加熱分解工程に戻すようにしていることをことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の廃プラスチックのケミカルリサイクル方法。
【請求項６】
第一の触媒分解部出口のガスから高沸点成分分離工程を経て分離した高沸点成分を、第二の触媒分解部の入口に導くようにしていることを特徴とする請求項２記載の廃プラスチックのケミカルリサイクル方法。
【請求項７】
気液分離工程で分離した気相を、深冷分離法により炭素数２〜４のオレフィンガスと水素とに分離することを特徴とする請求項１又は２に記載の廃プラスチックのケミカルリサイクル方法。
【請求項８】
気液分離工程で分離した液相を、蒸留によりベンゼン、トルエン、キシレンに分離することを特徴とする請求項１又は２に記載の廃プラスチックのケミカルリサイクル方法。
【請求項９】
廃プラスチックをポリオレフィン系プラスチックとそれ以外のプラスチックとに分離する選別装置を少なくとも備えた前処理装置と、ポリオレフィン系プラスチックを加熱分解により気化させる熱分解槽と、熱分解槽で得られた熱分解ガスを導入しホウ素含有珪酸塩触媒の存在下で加熱分解することにより炭素数２〜４のオレフィンを生成させる第一の触媒分解部と、第一の触媒分解部出口のガスを直列に導入してガリウム含有珪酸塩触媒の存在下で加熱分解することによりベンゼン、トルエン、キシレンと水素を生成させる第二の触媒分解部と、第二の触媒分解部出口のガスを導入して該ガス中の高沸点成分を分離する還流器と、還流器で高沸点成分が除去されたガスを冷却して炭素数２〜４のオレフィンガス及び水素を主体とする気相と、ベンゼン、トルエン、キシレンを主体とする液相とに分離するコンデンサと、を備えていることを特徴とする廃プラスチックのケミカルリサイクル装置。
【請求項１０】
廃プラスチックをポリオレフィン系プラスチックとそれ以外のプラスチックとに分離する選別装置を少なくとも備えた前処理装置と、ポリオレフィン系プラスチックを加熱分解により気化させる熱分解槽と、熱分解槽で得られた熱分解ガスを導入しホウ素含有珪酸塩触媒の存在下で加熱分解することにより炭素数２〜４のオレフィンを生成させる第一の触媒分解部と、第一の触媒分解部と並列に熱分解ガスを導入しガリウム含有珪酸塩触媒の存在下で加熱分解することによりベンゼン、トルエン、キシレンと水素を生成させる第二の触媒分解部と、第一の触媒分解部出口及び第二の触媒分解部出口のガスを導入して該ガス中の高沸点成分を別々に分離する還流器と、還流器で高沸点成分が除去されたガスを冷却して炭素数２〜４のオレフィンガス及び水素を主体とする気相と、ベンゼン、トルエン、キシレンを主体とする液相とに分離するコンデンサと、を備えていることを特徴とする廃プラスチックのケミカルリサイクル装置。
【請求項１１】
前処理装置と熱分解槽との間に、前処理装置で分離したポリオレフィン系プラスチックを加熱して塩素を除去する脱塩素処理装置を備えたことを特徴とする請求項９又は１０に記載の廃プラスチックのケミカルリサイクル装置。
【請求項１２】
熱分解槽に活性炭又はゼオライトからなる１次触媒を供給するようにしたことを特徴とする請求項９〜１１のいずれかに記載の廃プラスチックのケミカルリサイクル装置。
【請求項１３】
還流器で分離した高沸点成分を熱分解槽に戻すようにしたことを特徴とする請求項９〜１２のいずれかに記載の廃プラスチックのケミカルリサイクル装置。
【請求項１４】
熱分解槽で得られた熱分解ガスを、分配調節弁を介して並列に備えた第一の触媒分解部と第二の触媒分解部とに供給するようにしたことを特徴とする請求項１０に記載の廃プラスチックのケミカルリサイクル装置。
【請求項１５】
第一の触媒分解部出口のガスから還流器にて分離した高沸点成分を、第二の触媒分解部の入口に導くようにしたことを特徴とする請求項１０又は１４に記載の廃プラスチックのケミカルリサイクル装置。
【請求項１６】
コンデンサで分離した気相を、炭素数２〜４のオレフィンガスと水素とに分離するガス分離装置を備えたことを特徴とする請求項９又は１０に記載の廃プラスチックのケミカルリサイクル装置。
【請求項１７】
コンデンサで分離した液相を、ベンゼン、トルエン、キシレンに分離する蒸留塔を備えたことを特徴とする請求項９又は１０に記載の廃プラスチックのケミカルリサイクル装置。
【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、特に都市ゴミ等の廃棄物に含まれる廃プラスチックのうち、主にポリオレフィン系プラスチック（ポリエチレン、ポリプロピレン等）を処理して、プラスチック原料として再利用できる炭素数２〜４のオレフィンガス、燃料電池用燃料、水添・脱硫用原料として再利用できる水素、及び化学／医薬原料として再利用できるベンゼン、トルエン、及びキシレン（以下ＢＴＸと称する）等の芳香族炭化水素を、高効率に回収できるようにした廃プラスチックのケミカルリサイクル方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、都市ゴミ等の廃棄物として多量の高分子廃棄物（廃プラスチック）の発生量が増加しており、こうした廃プラスチックの処理が大きな問題となっている。プラスチックの生産量は、ポリオレフィン系プラスチック（ポリエチレン、ポリプロピレン等）が最も多く、そのために発生する廃プラスチックの量もポリオレフィン系プラスチックが最も多くなっている。近年、ペットボトルや発泡材容器等は、分別回収がすすめられるようになってきているが、種々のプラスチック製の容器、板、袋、帯状物等は分別されることなく一緒に処理している。
【０００３】
従来のこのような廃プラスチックをリサイクルする方法としては、高炉原料化方法、油化方法、ガス化方法等が考えられている。
【０００４】
高炉原料化方法は、高炉原料に廃プラスチックを添加して、製鉄時の還元剤とする位置付けであるが、最終的には二酸化炭素（ＣＯ2）となって排出されるものである。
【０００５】
油化方法は、廃プラスチックを、鉄や白金を担持した活性炭触媒等の触媒の存在下、又は触媒の存在なしで加熱処理することにより熱分解し、その後コンデンサにより凝縮させて水素（Ｈ2）を含む炭素数１〜２０の多様の組成が混在した回収油を得るようにしたものである。この回収油は、種々の燃焼設備にそのまま燃料として用いたり、或いは精製することによって、ガソリンを得たり、更にはオレフィンガスや化学／医薬原料等を得るようにしている。
【０００６】
ガス化方法は、廃プラスチックを６００〜１４００℃で加熱して熱分解し、得られた分解ガスをメタノールやアンモニアを合成する際の原料とするものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記高炉原料化方法では、廃プラスチックを、単に製鉄時の還元剤として利用するというものであるが、高炉の還元剤として用いられる量には限りがあり、発生する廃プラスチックの量からみて利用される量は非常に少なく期待できる効果も小さい。又、還元剤として添加した廃プラスチックは、単に二酸化炭素（ＣＯ2）となって排出されるものであり、よって、石油資源から作られたプラスチックが石油化学原料としてリサイクルされてはおらず、単に消費されてしまうという問題がある。
【０００８】
又、油化方法では、得られる回収油の組成が多様であるために、特定化合物を回収することが困難であり、特に、プラスチック原料となるオレフィンガス、或いは燃料電池用燃料、水添・脱硫用原料として利用できる水素（Ｈ2）、更には化学／医薬原料として利用できるベンゼン、トルエン、キシレン（ＢＴＸ）の回収率が低かった。又、回収油の組成が多岐にわたるために、必要な成分を取り出すための複雑な精製工程が必要である。従って、実用上は燃料油としての用途のみに限定され、よってこの場合も、石油化学原料としてリサイクルされずに単に消費されてしまうという問題がある。
【０００９】
ガス化方法では、単純に廃プラスチックを熱分解によってガス化するために、６００〜１４００℃という高温で加熱処理する必要があリ、そのために、エネルギー消費量が増加し、且つ反応器の製作にも耐熱性材料を必要として装置コストが増化する問題がある。又、ガス化方法は高温で分解処理することにより水素（Ｈ2）及び一酸化炭素（ＣＯ）を生成するものであるが、メタノールやアンモニア等を合成する際には、更に多くのエネルギーが必要になるという問題がある。このようなエネルギー的、設備的に多大な費用を要する方法は、廃プラスチックのリサイクルとして採用することは困難である。
【００１０】
一方、前記したような廃プラスチックには、例えばポリ塩化ビニルで成形された容器やその他の材料、或いは塩素により表面加工して通気性を遮断した袋やシート等のように、塩素を含有するものが多く混在している。
【００１１】
このような塩素を含む廃プラスチックは、環境汚染の問題から確実に塩素を分離除去して処理する必要があるが、一般には廃プラスチックの具体的なケミカルリサイクルが実施されていないことから、単に高温で焼却処理するという方法が取られていた。
【００１２】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、廃プラスチックを脱塩素処理して塩素を確実に除去し、且つ脱塩素された廃プラスチックからプラスチック原料としてのオレフィンガス及び水素、並びに化学／医薬原料としてのＢＴＸを効果的に回収することができるようにした廃プラスチックのケミカルリサイクル方法及び装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、廃プラスチックからポリオレフィン系プラスチックとそれ以外のプラスチックとを分離する前処理工程と、ポリオレフィン系プラスチックを熱分解により気化させる加熱分解工程と、加熱分解工程で得られた熱分解ガスをホウ素含有珪酸塩触媒の存在下で加熱分解して炭素数２〜４のオレフィンを生成させる第一の触媒分解部で処理し、その後、ガリウム含有珪酸塩触媒の存在下で加熱分解してベンゼン、トルエン、キシレンと水素を生成させる第二の触媒分解部で処理する触媒分解工程と、触媒分解工程を出たガスから高沸点成分を分離する高沸点成分分離工程と、高沸点成分分離工程で高沸点成分が除去されたガスを冷却して炭素数２〜４のオレフィンガス及び水素を主体とする気相と、ベンゼン、トルエン、キシレンを主体とする液相とに分離する気液分離工程と、を有することを特徴とする廃プラスチックのケミカルリサイクル方法、に係るものである。
【００１４】
更に、本発明は、廃プラスチックからポリオレフィン系プラスチックとそれ以外のプラスチックとを分離する前処理工程と、ポリオレフィン系プラスチックを熱分解により気化させる加熱分解工程と、加熱分解工程で得られた熱分解ガスをホウ素含有珪酸塩触媒の存在下で加熱分解して炭素数２〜４のオレフィンを生成させる第一の触媒分解部、及び、ガリウム含有珪酸塩触媒の存在下で加熱分解してベンゼン、トルエン、キシレンと水素を生成させる第二の触媒分解部に導いて処理する触媒分解工程と、触媒分解工程の第一の触媒分解部と第二の触媒分解部を出たガスから高沸点成分を別々に分離する高沸点成分分離工程と、高沸点成分分離工程で高沸点成分が除去されたガスを冷却して炭素数２〜４のオレフィンガス及び水素を主体とする気相と、ベンゼン、トルエン、キシレンを主体とする液相とに分離する気液分離工程と、を有することを特徴とする廃プラスチックのケミカルリサイクル方法、に係るものである。
【００１５】
更に、上記発明の前処理工程と加熱分解工程との間において、前処理工程で分離したポリオレフィン系プラスチックを加熱して塩素を除去する脱塩素処理工程を有することを特徴とする廃プラスチックのケミカルリサイクル方法、に係るものである。
【００１６】
上記手段において、加熱分解工程において活性炭又はゼオライトからなる１次触媒を供給することにより１次触媒分解を行うようにしてもよく、又、高沸点成分分離工程で分離した高沸点成分を加熱分解工程に戻すようにしてもよく、又、第一の触媒分解部出口のガスから高沸点成分分離工程を経て分離した高沸点成分を、第二の触媒分解部の入口に導くようにしてもよく、又、気液分離工程で分離した気相を、深冷分離法により炭素数２〜４のオレフィンガスと水素とに分離するようにしてもよく、気液分離工程で分離した液相を、蒸留によりベンゼン、トルエン、キシレンに分離するようにしてもよい。
【００１７】
本発明は、廃プラスチックをポリオレフィン系プラスチックとそれ以外のプラスチックとに分離する選別装置を少なくとも備えた前処理装置と、ポリオレフィン系プラスチックを加熱分解により気化させる熱分解槽と、熱分解槽で得られた熱分解ガスを導入しホウ素含有珪酸塩触媒の存在下で加熱分解することにより炭素数２〜４のオレフィンを生成させる第一の触媒分解部と、第一の触媒分解部出口のガスを直列に導入してガリウム含有珪酸塩触媒の存在下で加熱分解することによりベンゼン、トルエン、キシレンと水素を生成させる第二の触媒分解部と、第二の触媒分解部出口のガスを導入して該ガス中の高沸点成分を分離する還流器と、還流器で高沸点成分が除去されたガスを冷却して炭素数２〜４のオレフィンガス及び水素を主体とする気相と、ベンゼン、トルエン、キシレンを主体とする液相とに分離するコンデンサと、を備えていることを特徴とする廃プラスチックのケミカルリサイクル装置、に係るものである。
【００１８】
更に、本発明は、廃プラスチックをポリオレフィン系プラスチックとそれ以外のプラスチックとに分離する選別装置を少なくとも備えた前処理装置と、ポリオレフィン系プラスチックを加熱分解により気化させる熱分解槽と、熱分解槽で得られた熱分解ガスを導入しホウ素含有珪酸塩触媒の存在下で加熱分解することにより炭素数２〜４のオレフィンを生成させる第一の触媒分解部と、第一の触媒分解部と並列に熱分解ガスを導入しガリウム含有珪酸塩触媒の存在下で加熱分解することによりベンゼン、トルエン、キシレンと水素を生成させる第二の触媒分解部と、第一の触媒分解部出口及び第二の触媒分解部出口のガスを導入して該ガス中の高沸点成分を別々分離する還流器と、還流器で高沸点成分が除去されたガスを冷却して炭素数２〜４のオレフィンガス及び水素を主体とする気相と、ベンゼン、トルエン、キシレンを主体とする液相とに分離するコンデンサと、を備えていることを特徴とする廃プラスチックのケミカルリサイクル装置、に係るものである。
【００１９】
更に、上記発明における前処理装置と熱分解槽との間に、前処理装置で分離したポリオレフィン系プラスチックを加熱して塩素を除去する脱塩素処理装置を備えたことを特徴とする廃プラスチックのケミカルリサイクル装置、に係るものである。
【００２０】
上記手段において、熱分解槽に活性炭又はゼオライトからなる１次触媒を供給するようにしてもよく、又、還流器で分離した高沸点成分を熱分解槽に戻すようにしてもよく、又、熱分解槽で得られた熱分解ガスを、分配調節弁を介して並列に備えた第一の触媒分解部と第二の触媒分解部とに供給するようにしてもよく、又、第一の触媒分解部出口のガスから還流器にて分離した高沸点成分を第二の触媒分解部の入口に導くようにしてもよく、又、コンデンサで分離した気相を、炭素数２〜４のオレフィンガスと水素とに分離するガス分離装置を備えてもよく、又、コンデンサで分離した液相を、ベンゼン、トルエン、キシレンに分離する蒸留塔を備えてもよい。
【００２１】
上記本発明によれば、以下のように作用する。
【００２２】
前処理工程において、廃プラスチックの大半を占めるポリオレフィン系プラスチックと、それ以外のプラスチックとに効果的に分離し、そのポリオレフィン系プラスチックを加熱分解工程で気化させ、加熱分解工程で得た熱分解ガスを触媒分解工程の第一の熱分解部に導入してホウ素含有珪酸塩触媒の存在下で加熱分解することにより炭素数２〜４のオレフィンを生成させ、その後、ガスを第二の熱分解部に導入してガリウム含有珪酸塩触媒の存在下で加熱分解することによりＢＴＸと水素を生成させ、これらの各成分を含有するガスから高沸点成分分離工程にて高沸点成分を分離した後、高沸点成分が除去されたガスを気液分離工程での冷却により炭素数２〜４のオレフィンガス及び水素を主体とする気相と、ＢＴＸを主体とする液相とに分離するようにしているので、炭素数２〜４のオレフィンガスはプラスチック原料として再利用でき、又水素は燃料電池用燃料、水添・脱硫用原料として再利用でき、液相は蒸留塔によってベンゼン、トルエン、キシレンに分離することで化学／医薬用原料として再利用できる。従って、本発明では、廃プラスチックを有効且つ高効率にケミカルリサイクルできるようになる。
【００２３】
更に、前処理工程で分離したポリオレフィン系プラスチックを、脱塩素処理工程で加熱して塩素を除去すると、塩素を含まない廃プラスチックとして処理することができ、又、脱塩素処理工程での加熱によって廃プラスチックは溶融状態となるので、以後の搬送等の取扱い性が著しく向上される。
【００２４】
又、加熱分解工程において、１次触媒を供給して１次触媒分解を行うと、加熱分解による反応速度を速めることができ、よってその後の触媒分解工程を迅速に行うことができて、ケミカルリサイクルを高効率に行うことができる。
【００２５】
更に、触媒分解工程を、ホウ素含有珪酸塩触媒を収容した第一の触媒分解部と、ガリウム含有珪酸塩触媒を収容した第二の触媒分解部とを並設した構成とし、分配調節弁にて第一の触媒分解部と第二の触媒分解部とに供給する熱分解ガスの流量割合を調節すると、炭素数２〜４のオレフィンと、ＢＴＸ及び水素の生成割合を任意に調整することができる。更に、第一の熱分解部出口のガスから高沸点成分分離工程にて分離した高沸点成分を、第二の熱分解部に導入して再び処理すると、第一の触媒分解部にて炭素数２〜４のオレフィンガスを生成するのに用いられなかったガス成分を第二の熱分解部でのＢＴＸ及び水素の生成に供することができ、よって目的成分全体の生成率を向上できるようになる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２７】
図１は、本発明の廃プラスチックのケミカルリサイクル方法を実施する装置の第一の形態を示すフロー図である。
【００２８】
図１中、１は廃プラスチックの前処理工程（Ｉ）を実施する前処理装置であり、前処理装置１は、少なくとも廃プラスチックからポリオレフィン系プラスチックとそれ以外のプラスチックとに分離する選別装置１ａを備えている。選別装置１ａとしては、光選別方式と比重差選別方式を採用することができる。この時、廃プラスチックには、ポリオレフィン系プラスチックによる容器類が非常に多く含まれているので、このような比較的大きい容器類は、光選別方式によって予め選別してしまうのが好ましい。又廃プラスチックに含まれる袋や帯状物或いはその他の破断したプラスチック小片等は、これらを所要の大きさに破砕し、比重差選別方式によって選別するのが好ましい。
【００２９】
又、上記廃プラスチックのうち、内容物が内部に残っている容器等については洗浄する必要があり、そのために、前処理装置１には、予め廃プラスチックを破砕する破砕装置と、破砕した廃プラスチックを洗浄する洗浄装置を備えることが好ましい。
【００３０】
前処理装置１の選別装置１ａで選別された殆んどがポリオレフィン系プラスチックである廃プラスチックは、熱分解にて気化するようにしている加熱分解工程（ＩＩ）である熱分解槽２に供給する。又、前処理装置１で選別されたポリオレフィン系プラスチック以外の他のプラスチックは、従来と同様に燃焼用の原料等に用いられる。
【００３１】
熱分解槽２は、内部の廃プラスチックを撹拌するための撹拌装置３を有しており、且つ外周にはヒータ４を備えて廃プラスチックを約６５０℃以下の温度、例えば略５００℃の温度に加熱し、炭素数が４〜１０程度の炭化水素に低分子化する気化を行って熱分解ガス５とするようにしている。なお廃プラスチックを熱分解槽２内に投入する際には、予め窒素ガス等の不活性ガスを熱分解槽２内に導入しておき、不活性ガス雰囲気下で上記廃プラスチックを加熱するのが好ましい。又熱分解槽２としては、固定床流通式や流動床式のものが望ましい。
【００３２】
又、前記した前処理装置１からの廃プラスチックは、そのまま熱分解槽２に供給するようにしてもよく、或いはプラスチック粒子として供給してもよく、或いは図示するように溶融加熱器６にて廃プラスチックの溶融温度（約２００℃程度）に加熱溶融させて溶融状態で供給するようにしてもよい。この時、溶融状態にして供給すると他の方式に比べて廃プラスチックの取扱い性を著しく向上することができる。
【００３３】
前記熱分解槽２においては、活性炭又はゼオライトのような１次触媒２１を供給するようにしており、この１次触媒２１の供給によって熱分解槽２内での１次触媒分解を行って、廃プラスチックの熱分解速度を高められるようにしている。又、１次触媒２１を供給すると、反応に必要な加熱温度も低下させることができ、よって熱効率も向上できる。熱分解槽２内に生じた残渣は外部に取出して焼却される。この時、１次触媒２１としてゼオライトを用いた場合には、焼却灰を再び１次触媒２１として利用することができる。
【００３４】
熱分解槽２で熱分解された熱分解ガス５は、触媒分解工程（ＩＩＩ）に導かれる。図１の触媒分解工程（ＩＩＩ）は、ホウ素含有珪酸塩触媒７が収容された第一の触媒分解部８と、ガリウム含有珪酸塩触媒９が収容された第二の触媒分解部１０とを直列に備えている。ホウ素含有珪酸塩触媒７にはプロトン置換したＨ型ホウ素化珪酸塩が望ましく、ガリウム含有珪酸塩触媒９にはＨ型ガリウム珪酸塩を用いるのが望ましい。そして、上記第一の触媒分解部８と第二の触媒分解部１０とは、夫々の触媒７，９を例えば３７５〜５５０℃（好ましくは５００〜５５０℃）に加熱するヒータ１１，１２を備えている。
【００３５】
第一の触媒分解部８におけるホウ素含有珪酸塩触媒７は、熱分解ガスから炭素数２〜４のオレフィンを効果的に生成する作用を有し、例えば５０％以上、或いは７０％以上の高い収率を得ることができる。このように、プラスチックの原料として再利用できる炭素数２〜４のオレフィンを高い収率で得られることは、プラスチックのリサイクル上大変有利である。又、第二の触媒分解部１０におけるガリウム含有珪酸塩触媒９は、ベンゼン、トルエン、キシレンと水素を効果的に生成する作用を有する。
【００３６】
触媒分解工程（ＩＩＩ）の第二の触媒分解部１０から出たガス１３は、高沸点成分分離工程（ＩＶ）である還流器１４に導かれる。還流器１４では、例えば約１５０℃以上の高沸点成分が凝縮によって分離され、分離された高沸点成分は、前記熱分解槽２に戻される。
【００３７】
還流器１４で高沸点成分が除去されたガスは、気液分離工程（Ｖ）であるコンデンサ１５に導かれて冷却され、炭素数２〜４のオレフィンガス及び水素を主体とする気相１６と、ベンゼン、トルエン、キシレンを主体とする液相１７とに分離されるようになっている。
【００３８】
コンデンサ１５からの気相は、ガス分離装置２４に導かれ、深冷分離法或いはその他の方法によって、炭素数２〜４のオレフィンガスと水素とに分離されるようになっている。
【００３９】
又、コンデンサ１５からの液相は、蒸留塔１８に導いて、ベンゼン、トルエン、キシレン（ＢＴＸ）に分離するようにしている。
【００４０】
図１の形態の作用を説明する。
【００４１】
廃プラスチックは、まず前処理工程（Ｉ）を行う前処理装置１に供給され、少なくとも前処理装置１に備えられる選別装置１ａによってポリオレフィン系プラスチックとそれ以外のプラスチックとに分離する選別を行う。この時、廃プラスチックに含まれるポリオレフィン系プラスチックからなる容器等は、光選別方式による選別装置を用いて選別するのが好ましい。又、廃プラスチックに含まれる袋や帯状物或いはその他の破断したプラスチック小片等は、これらを所要の大きさに破砕して比重差選別方式の選別装置によって選別するのが好ましい。更に、廃プラスチックのうち、内容物が内部に残っている容器等については洗浄する必要があり、その洗浄のためには、予め廃プラスチックを破砕し、破砕した後の廃プラスチックを洗浄するのが好ましい。
【００４２】
前処理装置１で選別等の前処理が行われた廃プラスチックは、殆んどがポリオレフィン系プラスチックであり、この廃プラスチックは、加熱分解工程（ＩＩ）の熱分解槽２に供給される。熱分解槽２では、外周に備えたヒータ４により供給した廃プラスチックを、例えば略５００℃程度の温度で加熱してガス化する。この時、前処理装置１の廃プラスチックは、そのまま熱分解槽２に供給するようにしてもよく、或いはプラスチック粒子として供給してもよく、更には図示のように溶融加熱器６にて廃プラスチックの溶融温度（約２００℃前後）に加熱溶融して溶融状態で供給するようにしてもよい。この時、溶融状態にして供給すると他の方式に比して廃プラスチックの運搬等の取扱い性が向上される。
【００４３】
前記熱分解槽２において、活性炭又はゼオライトのような１次触媒２１を供給することにより、熱分解槽２内で１次触媒分解を行わせ、これにより廃プラスチックの熱分解速度を高めることができる。又、１次触媒２１を供給すると、反応に必要な加熱温度も低下させることができ、よって熱効率も向上される。熱分解槽２内に生じた残渣は外部に取出して焼却される。この時、１次触媒２１としてゼオライトを用いた場合には、焼却灰を再び１次触媒２１として利用することができる。
【００４４】
熱分解槽２で熱分解された熱分解ガス５は、触媒分解工程（ＩＩＩ）であるホウ素含有珪酸塩触媒７が収容された第一の触媒分解部８に供給され、ホウ素含有珪酸塩触媒７の存在下で例えば３７５〜５５０℃（好ましくは５００〜５５０℃）で加熱分解されることにより炭素数２〜４のオレフィンが高効率に生成される。
【００４５】
更に、第一の触媒分解部８で処理されたガスは、ガリウム含有珪酸塩触媒９が収容された第二の触媒分解部１０に供給され、ガリウム含有珪酸塩触媒９の存在下で例えば３７５〜５５０℃（好ましくは５００〜５５０℃）で加熱分解されることにより、ベンゼン、トルエン、キシレン（ＢＴＸ）等の芳香族炭化水素と水素（Ｈ2）が効果的に生成される。
【００４６】
このように、触媒分解工程（ＩＩＩ）にて炭素数２〜４のオレフィンと、ＢＴＸ及び水素が生成されたガス１３は、高沸点成分分離工程（ＩＶ）である還流器１４に導かれ、例えば約１５０℃以上の高沸点成分が分離される。還流器１４で分離された高沸点成分は前記熱分解槽２に戻される。
【００４７】
還流器１４で高沸点成分が除去されたガスは、気液分離工程（Ｖ）であるコンデンサ１５に導かれて冷却され、これにより、炭素数２〜４のオレフィンガス及び水素を主体とする気相１６と、ＢＴＸを主体とする液相１７とに分離される。
【００４８】
このようにしてコンデンサ１５で分離された気相１６は、ガス分離装置２４に導かれて深冷分離法或いはその他の方法によって、炭素数２〜４のオレフィンガスと水素とに分離される。得られた炭素数２〜４のオレフィンガスは、プラスチック原料として有効に再利用でき、又水素は燃料電池用燃料、水添・脱硫用原料として有効に再利用できる。
【００４９】
又、コンデンサ１５からのＢＴＸを含む液相１７は、蒸留塔１８に導かれ、ベンゼン、トルエン、キシレンに分離される。得られたベンゼン、トルエン、キシレンは化学／医薬用原料として有効に再利用できる。
【００５０】
上記によれば、前処理工程（Ｉ）において、廃プラスチックの大半を占めるポリオレフィン系プラスチックと、それ以外のプラスチックとに効果的に分離し、そのポリオレフィン系プラスチックを加熱分解工程（ＩＩ）で気化させ、加熱分解工程（ＩＩ）で得た熱分解ガス５を触媒分解工程（ＩＩＩ）の第一の触媒分解部８に導入してホウ素含有珪酸塩触媒７の存在下で加熱分解することにより炭素数２〜４のオレフィンを生成させ、その後、ガスを第二の触媒分解部１０に導入してガリウム含有珪酸塩触媒９の存在下で加熱分解することによりＢＴＸと水素を生成させ、これらの各成分を含有するガスから高沸点成分分離工程（ＩＶ）にて高沸点成分を分離した後、高沸点成分が除去されたガスを気液分離工程（Ｖ）での冷却により炭素数２〜４のオレフィンガス及び水素を主体とする気相１６と、ＢＴＸを主体とする液相１７とに分離するようにしているので、炭素数２〜４のオレフィンガスはプラスチック原料として再利用でき、又水素は燃料電池用燃料、水添・脱硫用原料として再利用でき、液相１７は蒸留塔１８に導いてベンゼン、トルエン、キシレンに分離することで化学／医薬用原料として再利用できる。従って、廃プラスチックは、有効且つ高効率にケミカルリサイクルされるようになる。
【００５１】
又、本発明を実施するケミカルリサイクル装置は、装置構成が簡略であるため、設備コストの削減が図れる。
【００５２】
図２は、本発明の廃プラスチックのケミカルリサイクル方法を実施する装置の第二の形態を示すフロー図である。図２では、図１の装置に比して、触媒分解工程（ＩＩＩ）と、高沸点成分分離工程（ＩＶ）の部分が異なっているのみであり、その他の構成はすべて同様であるので、図１の装置と異なる部分についてのみ説明する。
【００５３】
図２では、加熱分解工程（ＩＩ）の熱分解槽２で得られた熱分解ガス５を導く触媒分解工程（ＩＩＩ）を、ホウ素含有珪酸塩触媒７の存在下で加熱分解することにより炭素数２〜４のオレフィンを生成させる第一の触媒分解部８と、第一の触媒分解部８と並列に設けてガリウム含有珪酸塩触媒９の存在下で加熱分解することによりＢＴＸと水素を生成させる第二の触媒分解部１０とにより構成している。そして、前記熱分解槽２からの熱分解ガス５を、三方弁等の分配調節弁１９を介して並列の第一の触媒分解部８と第二の触媒分解部１０とに導くようにしている。
【００５４】
又、高沸点成分分離工程（ＩＶ）は、前記第一の触媒分解部８と第二の触媒分解部１０を出たガスの夫々から高沸点成分を別個に分離する還流器１４ａ，１４ｂを備えている。そして還流器１４ｂで分離した高沸点成分は、前記熱分解槽２に戻すようにしている。
【００５５】
一方、還流器１４ａによって分離した高沸点成分は、第二の触媒分解部１０の入口に導くようにしている。この時、図２では三方弁等の分配調節弁２０を備えて、還流器１４ａからの高沸点成分の一部を第二の触媒分解部１０の入口に戻し、他部は熱分解槽２に戻すようにしている。
【００５６】
還流器１４ａ，１４ｂでは冷却温度を違えて設定することができる。従って、還流器１４ａでは炭素数２〜４のオレフィンガスのみが下流に導かれるように比較的低沸点の成分が含まれる温度で高沸点成分を分離するようにし、このようにして分離した低沸点成分を含む高沸点成分を第二の触媒分解部１０に導いて、ＢＴＸ及び水素を生成させるようにする。このようにすると、第一の触媒分解部８にて炭素数２〜４のオレフィンガスを生成するのに用いられなかったガス成分が第二の触媒分解部１０に導かれてＢＴＸ及び水素の生成に供せられるので、目的成分全体の生成率が向上される。
【００５７】
更に、分配調節弁１９にて第一の触媒分解部８と第二の触媒分解部１０に供給する熱分解ガス５の流量割合を調節することにより、再生する炭素数２〜４のオレフィンガスと、ＢＴＸ及び水素の割合を任意に調整することができ、よって、生成されるオレフィンガスとＢＴＸ及び水素との割合を、利用側の要求量に応じて任意に調節できるようになる。図２の装置のその他の作用については、図１の装置の場合と同様である。
【００５８】
図３は、本発明の廃プラスチックのケミカルリサイクル方法を実施する装置の第三の形態を示すフロー図である。図３では、図１の装置において、前処理工程（Ｉ）と加熱分解工程（ＩＩ）との間に、脱塩素処理工程（ＶＩ）を備えたことのみが異なっており、その他の構成はすべて同様であるので、図１の装置と異なる部分についてのみ説明する。
【００５９】
図３に示すように、前処理工程（Ｉ）である前処理装置１の選別装置１ａで選別した殆んどがポリオレフィン系プラスチックである廃プラスチックは、脱塩素処理工程（ＶＩ）としての脱塩素処理装置２２に供給し、略３００〜３５０℃の温度で加熱して脱塩素を行うようにしている。脱塩素処理装置２２で除去された塩素は回収等の処理が行われる。又、プラスチック生産工場等から発生する産廃系プラスチックは、その成分が知られている均一なものであるので、前記した前処理装置１に通すことなしにそのまま下流に供給することができる。この時、産廃系プラスチックが含塩素２３ａの場合には脱塩素処理装置２２の入側に供給し、又非含塩素２３ｂの場合には脱塩素処理装置２２の出側に供給する。
【００６０】
そして、脱塩素処理装置２２で脱塩素処理したもの、及び産廃系プラスチックの非含塩素２３ｂのものからなる廃プラスチックは、図１の場合と同様に、熱分解にて気化するようにしている加熱分解工程（ＩＩ）である熱分解槽２に供給する。
【００６１】
上記した図３の装置では、前処理工程（Ｉ）で選別されたポリオレフィン系プラスチックからなる廃プラスチックは、脱塩素処理工程（ＶＩ）の脱塩素処理装置２２に供給され、例えば略３００〜３５０℃の温度で加熱されることにより脱塩素される。脱塩素処理装置２２で除去された塩素は回収等の処理が行われる。
【００６２】
このように、前処理工程（Ｉ）で選別したポリオレフィン系プラスチックを、脱塩素処理工程（ＶＩ）で加熱して塩素を除去すると、塩素を含まない廃プラスチックとして以後の分解処理を行うことができ、又、脱塩素処理工程（ＶＩ）における加熱によって廃プラスチックは溶融状態となるので、熱分解槽２への搬送等の取扱い性が著しく向上されることになる。図３の装置のその他の作用については、図１の装置の場合と同様である。
【００６３】
図４は、本発明の廃プラスチックのケミカルリサイクル方法を実施する装置の第四の形態を示すフロー図である。図４では、図２の装置において、前処理工程（Ｉ）と加熱分解工程（ＩＩ）との間に、脱塩素処理工程（ＶＩ）を備えたことのみが異なっており、その他の構成はすべて同様であるので、図２の装置と異なる部分についてのみ説明する。
【００６４】
図４に示すように、前処理工程（Ｉ）である前処理装置１の選別装置１ａで選別した殆んどがポリオレフィン系プラスチックである廃プラスチックは、脱塩素処理工程（ＶＩ）としての脱塩素処理装置２２に供給し、略３００〜３５０℃の温度で加熱して脱塩素を行うようにしている。脱塩素処理装置２２で除去された塩素は回収等の処理が行われる。又、プラスチック生産工場等から発生する成分が知られている産廃系プラスチックは、含塩素２３ａの場合には脱塩素処理装置２２の入側に供給し、又非含塩素２３ｂの場合には脱塩素処理装置２２の出側に供給する。
【００６５】
そして、脱塩素処理装置２２で脱塩素処理したもの、及び産廃系プラスチックの非含塩素２３ｂのものからなる廃プラスチックは、図２の場合と同様に、熱分解にて気化するようにしている加熱分解工程（ＩＩ）である熱分解槽２に供給する。
【００６６】
上記した図４の装置では、前処理工程（Ｉ）で選別されたポリオレフィン系プラスチックからなる廃プラスチックは、脱塩素処理工程（ＶＩ）の脱塩素処理装置２２に供給され、例えば略３００〜３５０℃の温度で加熱されることにより脱塩素される。脱塩素処理装置２２で除去された塩素は回収等の処理が行われる。
【００６７】
このように、前処理工程（Ｉ）で分離したポリオレフィン系プラスチックを、脱塩素処理工程（ＶＩ）で加熱して塩素を除去すると、塩素を含まない廃プラスチックとして以後の分解処理を行うことができ、又、脱塩素処理工程（ＶＩ）における加熱によって廃プラスチックは溶融状態となるので、熱分解槽２への搬送等の取扱い性が著しく向上されることになる。図４の装置のその他の作用については、図２の装置の場合と同様である。
【００６８】
尚、本発明は上記形態例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００６９】
【発明の効果】
本発明によれば、前処理工程において、廃プラスチックの大半を占めるポリオレフィン系プラスチックと、それ以外のプラスチックとに効果的に分離し、そのポリオレフィン系プラスチックを加熱分解工程で気化させ、加熱分解工程で得た熱分解ガスを触媒分解工程の第一の熱分解部に導入してホウ素含有珪酸塩触媒の存在下で加熱分解することにより炭素数２〜４のオレフィンを生成させ、その後、ガスを第二の熱分解部に導入してガリウム含有珪酸塩触媒の存在下で加熱分解することによりＢＴＸと水素を生成させ、これらの各成分を含有するガスから高沸点成分分離工程にて高沸点成分を分離した後、高沸点成分が除去されたガスを気液分離工程での冷却により炭素数２〜４のオレフィンガス及び水素を主体とする気相と、ＢＴＸを主体とする液相とに分離するようにしているので、炭素数２〜４のオレフィンガスはプラスチック原料として再利用でき、又水素は燃料電池用燃料、水添・脱硫用原料として再利用でき、液相は蒸留塔によってベンゼン、トルエン、キシレンに分離することで化学／医薬用原料として再利用できる。従って、本発明では、廃プラスチックを有効且つ高効率にケミカルリサイクルできる効果がある。
【００７０】
更に、前処理工程で分離したポリオレフィン系プラスチックを、脱塩素処理工程で加熱して塩素を除去するようにしているので、塩素を含まない廃プラスチックとしてその後の処理を行うことができ、又、脱塩素処理工程での加熱によって廃プラスチックは溶融状態となるので、以後の搬送等の取扱い性を著しく向上できる効果がある。
【００７１】
又、加熱分解工程において、１次触媒を供給して１次触媒分解を行うと、加熱分解による反応速度を速めることができ、よってその後の触媒分解工程を迅速に行うことができて、ケミカルリサイクルを高効率に行うことができる効果がある。
【００７２】
又、触媒分解工程を、ホウ素含有珪酸塩触媒を収容した第一の触媒分解部と、ガリウム含有珪酸塩触媒を収容した第二の触媒分解部とを並設した構成とし、分配調節弁にて第一の触媒分解部と第二の触媒分解部とに供給する熱分解ガスの流量割合を調節すると、炭素数２〜４のオレフィンと、ＢＴＸ及び水素の生成割合を任意に調整することができる効果がある。更に、第一の熱分解部出口のガスから高沸点成分分離工程にて分離した高沸点成分を、第二の熱分解部に導入して再び処理すると、第一の触媒分解部にて炭素数２〜４のオレフィンガスを生成するのに用いられなかったガス成分を第二の熱分解部でのＢＴＸ及び水素の生成に供することができ、よって目的成分全体の生成率を向上できる効果がある。
【００７３】
又、本発明のケミカルリサイクル装置は、装置構成が簡略であるため、設備コストが低減できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の廃プラスチックのケミカルリサイクル方法を実施する装置の第一の形態を示すフロー図である。
【図２】本発明の廃プラスチックのケミカルリサイクル方法を実施する装置の第二の形態を示すフロー図である。
【図３】本発明の廃プラスチックのケミカルリサイクル方法を実施する装置の第三の形態を示すフロー図である。
【図４】本発明の廃プラスチックのケミカルリサイクル方法を実施する装置の第四の形態を示すフロー図である。
【符号の説明】
Ｉ      前処理工程
ＩＩ    加熱分解工程
ＩＩＩ  触媒分解工程
ＩＶ    高沸点成分分離工程
Ｖ      気液分離工程
ＶＩ    脱塩素処理工程
１  前処理装置
１ａ        選別装置
２  熱分解槽
５  熱分解ガス
７  ホウ素含有珪酸塩触媒
８  第一の触媒分解部
９  ガリウム含有珪酸塩触媒
１０  第二の触媒分解部
１３  ガス
１４  還流器
１４ａ，１４ｂ        還流器
１５  コンデンサ
１６  気相
１７  液相
１８  蒸留塔
１９  分配調節弁
２１  １次触媒
２２  脱塩素処理装置
２４  ガス分離装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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