(57)【要約】【課題】副生する水素化分解反応生成物中の重質留分を無害化して有効に利用するプラスチックの処理方法および処理装置を提供する。【解決手段】プラスチックと溶剤を混合、加熱して前記プラスチックを溶解する溶解工程（溶解槽１）と、この溶解工程（溶解槽１）で得られたプラスチック溶液を触媒の存在下で水素と反応させて、水素化分解反応を行う水素化分解工程（水素化分解反応器３）と、この水素化分解工程（水素化分解反応器３）で生成した水素化分解反応生成物を分離、回収して、重質留分を得る分離・回収工程（分離・回収装置６）と、この分離・回収工程（分離・回収装置６）で得られた重質留分と石炭とを混合して、この石炭を改質する石炭混合工程（石炭混合機８）とを有する。【選択図】図１
2007302766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチックと溶剤を混合、加熱して前記プラスチックを溶解する溶解工程と、
該溶解工程で得られたプラスチック溶液を触媒の存在下で水素と反応させて、水素化分解反応を行う水素化分解工程と、
該水素化分解工程で生成した水素化分解反応生成物を分離、回収して、重質留分を得る分離・回収工程と、
該分離・回収工程で得られた重質留分と石炭とを混合して、該石炭を改質する石炭混合工程とを有することを特徴とするプラスチックの処理方法。
【請求項２】
前記溶解工程と前記水素化分解工程との間に、前記溶解工程で得られたプラスチック溶液に水を添加して、前記プラスチック溶液中の水溶性塩素分を水に抽出後、該水を除去する水溶性塩素分抽出・除去工程を有し、
前記水素化分解工程に、水溶性塩素分が除去されたプラスチック溶液を導入することを特徴とする請求項１に記載のプラスチックの処理方法。
【請求項３】
前記水素化分解工程と前記分離・回収工程との間に、前記水素化分解工程で生成した水素化分解反応生成物に水を添加して、前記水素化分解反応生成物中の水溶性塩素分を水に抽出後、該水を除去する水溶性塩素分抽出・除去工程を有し、
前記分離・回収工程に、水溶性塩素分が除去された水素化分解反応生成物を導入することを特徴とする請求項１または２に記載のプラスチックの処理方法。
【請求項４】
前記石炭混合工程において、重質留分と石炭とを混合する温度が２０〜１００℃であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のプラスチックの処理方法。
【請求項５】
前記石炭混合工程において、重質留分と石炭との混合物を成型することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のプラスチックの処理方法。
【請求項６】
前記分離・回収工程で得られる重質留分の沸点が、３３０℃以上であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のプラスチックの処理方法。
【請求項７】
プラスチックと溶剤を混合、加熱して前記プラスチックを溶解する溶解槽と、
該溶解槽で得られたプラスチック溶液と水素とを触媒の存在下で反応させて、水素化分解反応を行う水素化分解反応器と、
該水素化分解反応器内で得られた反応生成物を分離、回収して、重質留分を得る分離・回収装置と、
該分離・回収装置で得られた重質留分と石炭とを混合して、該石炭を改質する石炭混合機とを備えたことを特徴とするプラスチックの処理装置。
【請求項８】
プラスチックと溶剤を混合、加熱して前記プラスチックを溶解する溶解槽と、
該溶解槽で得られたプラスチック溶液に水を添加して、前記プラスチック溶液中の水溶性塩素分を水に抽出後、該水を除去する抽出器と、
該抽出器により水溶性塩素分が除去されたプラスチック溶液と水素とを触媒の存在下で反応させて、水素化分解反応を行う水素化分解反応器と、
該水素化分解反応器内で得られた反応生成物を分離、回収して、重質留分を得る分離・回収装置と、
該分離・回収装置で得られた重質留分と石炭とを混合して、該石炭を改質する石炭混合機とを備えたことを特徴とするプラスチックの処理装置。
【請求項９】
プラスチックと溶剤を混合、加熱して前記プラスチックを溶解する溶解槽と、
該溶解槽で得られたプラスチック溶液と水素とを触媒の存在下で反応させて、水素化分解反応を行う水素化分解反応器と、
該水素化分解反応器内で得られた反応生成物に水を添加して、前記反応生成物中の水溶性塩素分を水に抽出後、該水を除去する抽出器と、
該抽出器により水溶性塩素分が除去された反応生成物を分離、回収して、重質留分を得る分離・回収装置と、
該分離・回収装置で得られた重質留分と石炭とを混合して、該石炭を改質する石炭改質機とを備えたことを特徴とするプラスチックの処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチックを有効利用するためのプラスチックの処理方法および処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般廃棄物系プラスチックを水素化分解して、ベンゼンまたはベンゼン誘導体、すなわちベンゼン類を得る技術としては、特許文献１に開示されている技術がある。
【０００３】
この特許文献１では、加熱されて液化された廃プラスチックを含む液状の単環または多環系芳香族化合物に水素を加えて水素化分解反応（水添分解反応）させるとともに、得られた反応生成物を環化触媒の存在下で反応させてベンゼン類を得ている。
【特許文献１】特開２００３−３２１６８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に開示されている技術によれば水素化分解反応生成物としてベンゼン類は得られるが、廃プラスチック中には塩素が存在するため同時に芳香族塩素化合物が副生し、これを取り除くことは困難である。また、水素化分解反応の生成物の１つである分解油、たとえば重質留分の塩素濃度が高くなるという問題もある。とりわけ、水素化分解反応生成物である高沸点の留分（重質留分）のなかに含まれる芳香族塩素化合物は、通常の方法である蒸留、溶剤抽出などで分離することはできず、高濃度の塩素を含む重質油は腐食対策を施した専用の燃焼炉において高コストで燃焼処理するくらいしか処分の道はなかった。すなわち、蒸留による重質留分中の芳香族塩素化合物の分離では、減圧下でかなりの温度に加熱しないと留出しないが、加熱していると重縮合してさらに高沸点となり、今度は留出できなくなる。つまり、蒸留では分離できないということである。一方、溶剤抽出では、選択的に抽出できる溶剤がなく、塩素が結合していない普通の芳香族有機塩素化合物も同時に抽出されるため、同様に分離できない。また、プラスチックのなかに塩素が含まれている場合、触媒は塩素固定剤としての機能も兼ね備えなくてはならないため、塩素に対して過剰に添加しなくてはならなく、副産物が多量に発生して処理に困るという問題もある。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、副生する水素化分解反応生成物中の重質留分を無害化して有効に利用するプラスチックの処理方法および処理装置を提供する。すなわち、重質留分の原料化方法および装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは上記課題を解決するために、鋭意検討を重ねた。その結果、石炭と重質留分を混合すると石炭が改質されることを見出し、コークス原料として高い品質となるという知見を得た。また、重質留分に含有されている塩素は、コークス炉における高温乾留の際に石炭に含まれている無機物（カルシウム、ナトリウムなど）と塩を形成して、塩化水素を発生しないような安定な状態となる。すなわち、副生する分解油の重質留分を有効利用できるプラスチックの処理方法である。
【０００７】
つまり、本発明は以下のような特徴を有する。
［１］プラスチックと溶剤を混合、加熱して前記プラスチックを溶解する溶解工程と、
該溶解工程で得られたプラスチック溶液を触媒の存在下で水素と反応させて、水素化分解反応を行う水素化分解工程と、
該水素化分解工程で生成した水素化分解反応生成物を分離、回収して、重質留分を得る分離・回収工程と、
該分離・回収工程で得られた重質留分と石炭とを混合して、該石炭を改質する石炭混合工程とを有することを特徴とするプラスチックの処理方法。
［２］上記［１］において、前記溶解工程と前記水素化分解工程との間に、前記溶解工程で得られたプラスチック溶液に水を添加して、前記プラスチック溶液中の水溶性塩素分を水に抽出後、該水を除去する水溶性塩素分抽出・除去工程を有し、
前記水素化分解工程に、水溶性塩素分が除去されたプラスチック溶液を導入することを特徴とするプラスチックの処理方法。
［３］上記[１]または[２]において、前記水素化分解工程と前記分離・回収工程との間に、前記水素化分解工程で生成した水素化分解反応生成物に水を添加して、前記水素化分解反応生成物中の水溶性塩素分を水に抽出後、該水を除去する水溶性塩素分抽出・除去工程を有し、
前記分離・回収工程に、水溶性塩素分が除去された水素化分解反応生成物を導入することを特徴とするプラスチックの処理方法。
［４］上記［１］乃至［３］のいずれかにおいて、前記石炭混合工程において、重質留分と石炭とを混合する温度が２０〜１００℃であることを特徴とするプラスチックの処理方法。
［５］上記［１］乃至［４］のいずれかにおいて、前記石炭混合工程において、重質留分と石炭との混合物を成型することを特徴とするプラスチックの処理方法。
［６］上記［１］乃至［５］のいずれかにおいて、前記分離・回収工程で得られる重質留分の沸点が、３３０℃以上であることを特徴とするプラスチックの処理方法。
［７］プラスチックと溶剤を混合、加熱して前記プラスチックを溶解する溶解槽と、
該溶解槽で得られたプラスチック溶液と水素とを触媒の存在下で反応させて、水素化分解反応を行う水素化分解反応器と、
該水素化分解反応器内で得られた反応生成物を分離、回収して、重質留分を得る分離・回収装置と、
該分離・回収装置で得られた重質留分と石炭とを混合して、該石炭を改質する石炭混合機とを備えたことを特徴とするプラスチックの処理装置。
［８］プラスチックと溶剤を混合、加熱して前記プラスチックを溶解する溶解槽と、
該溶解槽で得られたプラスチック溶液に水を添加して、前記プラスチック溶液中の水溶性塩素分を水に抽出後、該水を除去する抽出器と、
該抽出器により水溶性塩素分が除去されたプラスチック溶液と水素とを触媒の存在下で反応させて、水素化分解反応を行う水素化分解反応器と、
該水素化分解反応器内で得られた反応生成物を分離、回収して、重質留分を得る分離・回収装置と、
該分離・回収装置で得られた重質留分と石炭とを混合して、該石炭を改質する石炭混合機とを備えたことを特徴とするプラスチックの処理装置。
［９］プラスチックと溶剤を混合、加熱して前記プラスチックを溶解する溶解槽と、
該溶解槽で得られたプラスチック溶液と水素とを触媒の存在下で反応させて、水素化分解反応を行う水素化分解反応器と、
該水素化分解反応器内で得られた反応生成物に水を添加して、前記反応生成物中の水溶性塩素分を水に抽出後、該水を除去する抽出器と、
該抽出器により水溶性塩素分が除去された反応生成物を分離、回収して、重質留分を得る分離・回収装置と、
該分離・回収装置で得られた重質留分と石炭とを混合して、該石炭を改質する石炭改質機とを備えたことを特徴とするプラスチックの処理装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、水素化分解反応生成物中の重質留分を無害化して有効に利用できるプラスチックの処理方法および処理装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の構成は上述した通りである。以下、本発明の各構成要件をより具体的に説明する。
【００１０】
［溶解工程］
ここでは、プラスチックと溶剤を混合、加熱して前記プラスチックを前記溶剤中に溶解し、プラスチック溶液とする。前記プラスチックとしては、廃プラスチックである産業廃棄物系プラスチックのほか、一般廃棄物系プラスチック（プラスチックごみ）を用いることができる。すなわち、塩化ビニル樹脂などの塩素を含む都市ごみ系の廃プラスチックでも構わない。プラスチック（廃プラスチックでも同様。以下同じ。）の粒度調整は、特段必要ないが、プラスチックの溶解時間を短くするという観点からは粗砕することが望ましい。
【００１１】
溶剤は、プラスチックを溶解（流動化）でき、生成するベンゼン類と分離、すなわち複数の相を形成しないものであればその種類は限定されない。しかし、相溶性があるという点で単環、二環、三環程度の芳香族化合物（各種誘導体も含む）、あるいはこれらの混合物などが好ましい。なかでも、コールタールの各蒸留留分は熱硬化性樹脂や紙類なども流動化できるため、次工程の水素化分解工程を行う水素化分解反応器へのプラスチック溶液のポンプアップが可能となるので、極めて好適である。コールタールの各蒸留留分としては、コールタール（全留分）をはじめ、コールタール蒸留プラントで製造されるクレオソート油留分、アントラセン油留分などを用いることができ、また、これらにコールタールピッチを含有していてもよい。
【００１２】
プラスチックと溶剤の混合割合は、質量比で、５：９５〜４０：６０が好ましい。プラスチックの割合が少ないときは処理装置の規模が大きくなり、経済的に不利になり、また、多い場合は流動性が悪くなる。
【００１３】
プラスチックの溶解の温度条件に関しては、１５０〜２５０℃が好ましい。１５０℃未満の場合は、溶解速度が遅く、２５０℃を超えるとタール（クレオソート油、アントラセン油など）の蒸発量が多くなる。
【００１４】
［水素化分解工程］
ここでは、上記溶解工程で得られたプラスチック溶液を触媒の存在下で水素と反応させて、水素化分解反応を行う。前記水素化分解反応に用いる触媒としては、プラスチックに塩素をほとんど含まないときは、すなわち多くの場合産業廃棄物系プラスチックを原料とするときは、Ｃｏ−Ｍｏ、Ｎｉ−Ｍｏ、Ｎｉ−Ｗ系触媒、あるいは鉄触媒（酸化鉄、硫化鉄、硫酸鉄およびその焼成物）などが挙げられる。これらの触媒は、必要によりアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、シリカ（ＳｉＯ2）、ゼオライトなどの担体に担持させることができる。ただし、産業廃棄物系ではなく都市ごみ系（一般廃棄物系）の廃プラスチックで％オーダーの塩素を含有するときは、前記触媒の貴金属成分が塩化物を形成して劣化してしまうので、塩化物となっても触媒性能が維持される鉄触媒を用いることが好ましい。鉄系触媒の代表例としては、鉄鉱石、転炉ダストなどを挙げることができる。前記触媒を粒状物で使用する場合の粒径は通常でよく、０．０１〜１０ｍｍ程度でよい。この触媒は、流動床、固定床、スラリー床などのいずれの反応形式で用いても構わない。
【００１５】
触媒の添加量は、プラスチック溶液に対して１〜１０質量％が好ましく、とくに３〜５質量％が好ましい。触媒添加量が少なすぎると、水素化分解反応が進行し難い。また、触媒を、１０質量％を超えて添加しても効果が飽和する。
【００１６】
なお、前記触媒は始めから添加してもよく、塩素分を抽出除去後に添加してもよい。
【００１７】
前記水素化分解反応は、液相、気相のいずれで行ってもよく、反応温度は３００〜５００℃程度、好ましくは４００〜４５０℃程度、圧力は１．０〜２０．３ＭＰａ（１０〜２００気圧）程度、好ましくは５．１〜１０．１ＭＰａ（５０〜１００気圧）である。
【００１８】
ここで、本水素化分解工程での反応生成物としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼンなどのベンゼン類が挙げられる。
【００１９】
［分離・回収工程］
ここでは、上記水素化分解工程で生成した水素化分解反応生成物を分離、回収して、重質留分を得る。前記重質留分としては、沸点が３３０℃以上のものとすることが好ましい。
【００２０】
沸点が３３０℃以上の重質留分に含まれる有機塩素化合物である芳香族塩素化合物を蒸留によって除去しようとすると、蒸留温度を高くする必要がある。蒸留温度を高くすると、熱による重縮合が起こり、芳香族塩素化合物が重質化、すなわち高沸点化するため、留出せず、蒸留による分離、回収が困難である。
【００２１】
［石炭混合工程］
ここでは、上記分離・回収工程で得られた重質留分と石炭とを混合して、前記石炭の改質を行う。
【００２２】
ここで、原料となるプラスチックとして廃プラスチックを用いた場合、前記重質留分は、塩素が濃縮されているので、そのままでは用途がない。そこで、本発明では、重質留分と石炭とを混合し、必要により成型する。成型は、たとえば豆炭を製造するような方法で可能である。石炭の粒径は３ｍｍ程度以下であればとくに問題はない。この粒径よりも大きな場合は、石炭中の無機物と重質留分の接触効率が悪くなり、塩化物を形成する割合が低くなる。重質留分と石炭との混合温度、成型温度はとくに制限はないが、重質留分の流動性がよくなるという点で２０〜１００℃が好ましく、より好ましくは２０〜８０℃である。１００℃を超えると、一部が揮発しはじめるので、作業環境が悪くなるので、対策が必要となる。
【００２３】
成型を行った場合の成型炭は、石炭粒子が一層高密度となっているので、コークス化性が向上している、すなわち石炭の改質が起こっている。そのほか、コークス炉における高温乾留の際に重質留分の熱分解により発生する塩化水素（ＨＣｌ）は石炭中の無機物にトラップされて、たとえば安定な塩化物となる。つまり、重質留分に含まれる塩素のほとんどが石炭中の無機物と反応して、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＣａＣｌ２、ＭｇＣｌ２などの安定な塩化物を形成する。このため、コークス炉における高温乾留でも塩化水素（ＨＣｌ）などの装置を腐食するような有害物質を発生し難くなる。
【００２４】
［水溶性塩素分抽出・除去工程］
本発明においては、上記溶解工程と上記水素化分解工程との間、および／または、上記水素化分解工程と上記分離・回収工程との間に水溶性塩素分抽出・除去工程を設けることが好ましい。この水溶性塩素分抽出・除去工程では、上記溶解工程で得られたプラスチック溶液、および／または、上記水素化分解工程で生成した水素化分解反応生成物に水を添加、混合して、前記プラスチック溶液、および／または、前記水素化分解反応生成物中の水溶性塩素分を水に抽出後、この水を除去することで、前記プラスチック溶液、および／または、前記水素化分解反応生成物中の水溶性塩素分を除去する。水との混合処理は、バッチ式、連続式のいずれでも構わない。処理温度は、１５０〜２５０℃が好ましい。１５０℃未満の場合は、混合状態が良好でなく、塩素分の水への移行の割合が低下する。また、２５０℃を超えても塩素分の移行割合に著しい増加が望めないほか、蒸気圧が高くなるため、極端な肉厚の容器が必要となる。
【００２５】
プラスチック溶液に対する水の添加量は、質量比で０．１〜１０倍、特に１〜４倍が好ましい。水の添加量が少ない場合、プラスチック溶液と水の相分離操作が上手くいかない。また、水の添加量を多くしても水溶性塩素分の抽出量は増えないばかりか、抽出のための容器が大きくなり経済的ではない。
【００２６】
以下、上述の各工程が行われるプラスチックの処理装置について記載する。
【００２７】
図１は、本発明に係るプラスチックの処理装置の一実施形態を示す概略図である。ただし、本発明に係る装置構成は、図１に示す場合に限定されるものではない。以下、この概略図にしたがって説明する。
【００２８】
プラスチック（廃プラスチックでも同様。以下同じ。）１１、コールタール（溶剤）１２、および触媒１３は、溶解槽１で混合、溶解される。この溶解槽１の加熱温度は、上述したように１５０〜２５０℃が好ましい。１５０℃未満の場合は、溶解速度が遅く、２５０℃を超えるとタール（クレオソート油、アントラセン油など）の蒸発量が多くなる。ここで得られたプラスチック溶液は、ポンプ等により次工程を行う水素化分解反応器３に送液される。
【００２９】
前記水素化分解反応器３での水素化分解反応は、上述したように、液相、気相のいずれで行ってもよく、反応温度は３００〜５００℃程度、好ましくは４００〜４５０℃程度、圧力は１．０〜２０．３ＭＰａ（１０〜２００気圧）程度、好ましくは５．１〜１０．１ＭＰａ（５０〜１００気圧）である。また、水素化分解反応器３には、水素、あるいは水素を主成分とするガス１５が供給される。この際、図１に示す例では、経済性向上を指向して、水素化分解反応器３から排出されるガスの大部分を循環するようにして、さらに水素濃度を所定濃度に維持するように、排出されるガスの一部を排ガス２１として捨てるとともに、水素１５をメークアップ（添加）するようにしている。ただし、排出されるガスを循環させずに水素の全量を新たに供給し、水素化分解反応器３から排出されるガスの全量を捨てる、このプラントの加熱源とする、あるいは他の用途などに用いる、ということでもよい。
【００３０】
水素化分解反応器３においては、添加された触媒１３の効果により、廃プラスチックについては、とくに廃プラスチックを構成しているポリスチレンは分子鎖（主鎖）の切断と水素化分解反応が生じ、主にベンゼン類であるエチルベンゼンが生成する。さらに、アルキル鎖の分解、不均化反応でＢＴＸ類（ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼンなど）とメタンやエタンなどが生成する。通常、熱分解のみではベンゼン環に不飽和のアルケンが付いているスチレンの生成が多い。しかし、水素化分解反応では反応が温和に進むことと、ポリスチレンの主鎖の切断部分に水素原子が供給されることにより、ベンゼン環にアルキル鎖（飽和炭化水素）が付加しているエチルベンゼンが多くなる。ポリエチレンやポリプロピレンが存在する場合は、主鎖の切断が主体となるため、主にＣ３〜Ｃ４のガス留分を生成する。また、それ以外のフェノール樹脂で代表される熱硬化性樹脂、ポリエチレンテレフタレートなども水素化分解によってベンゼン類となるほか、一部は重質留分（ピッチ留分も含む）となる。一方、コールタール（溶剤）に関しては、ガス中の水素との反応により主に水素化分解が起こって軽質化する。また、ごく一部は重縮合反応のためピッチ留分を生成することもある。この際、単環、２環、あるいは３環などの芳香族化合物と塩素が反応して、０．１〜０．２質量％程度の芳香族塩素化合物が副生して、水素化分解反応生成物中の塩素濃度が高くなる。
【００３１】
水素化分解反応器３から排出される生成物は、蒸留塔（分離・回収装置）６に送られ、Ｃ３〜Ｃ４を主体とするガス留分２２、沸点が２００℃までのベンゼン類留分２３、沸点が２００〜３３０℃の軽質留分２４、および沸点が３３０℃以上の重質留分２５に分留される。
【００３２】
なお、図１では、蒸留塔（分離・回収装置）６は１つの場合を例示しているが、常圧蒸留塔と減圧蒸留塔を併設して、分留を細分化してもよい。また、ベンゼン類留分から精製したベンゼン類を回収するため、専用の蒸留器などの精製装置を設けてもよい。軽質留分２４に有機塩素化合物が含まれている場合は、これらの沸点がそれほど高くないため、精密蒸留などで容易に取り除くことができる。すなわち、前記有機塩素化合物は低沸点なので、蒸留において重縮合せず、分留できる。
【００３３】
一方、上述したように、重質留分２５は塩素が濃縮されているので、そのままでは用途がない。そこで、本発明では、重質留分２５と石炭１６とを石炭混合機８において混合し、必要により成型して石炭１６の改質を行う。これにより、重質留分２５の有効利用が図られる。
【００３４】
図２は、本発明に係る他のプラスチックの処理装置の一実施形態を示す概略図である。図１に示した実施形態と異なるところは、溶解槽１と水素化分解反応器３の間に金属類の塩化物の分離器、ここでは液−液抽出器２を設けて、溶解槽１で生成したプラスチック溶液中の水溶性塩素分３２の除去を行うものである。プラスチック溶液に水を添加、混合することにより、プラスチック溶液中のＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＦｅＣｌ２などが水相に移行する。塩素分が移行した水を分離、除去することにより、プラスチック溶液と水素化分解反応生成物に含まれる塩素の量が低下する。そのため、石炭混合工程において、安定な塩化物を形成する割合が多くなり、好ましい。
【００３５】
図３は、本発明に係る他のプラスチックの処理装置の一実施形態を示す概略図である。図１や図２に示した実施形態と異なるところは、水素化分解反応器３と蒸留塔（分離・回収装置）６との間に図２に示したものと同様の液−液抽出器５を設けて、水素化分解反応器３で生成した水素化分解反応生成物中の水溶性塩素分２７の除去を行うものである。水素化分解反応生成物に水を添加、混合することにより、水素化分解反応生成物中のＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＦｅＣｌ２などが大幅に水相に移行する。塩素分が移行した水を分離、除去することにより、水素化分解油に含まれる塩素の量が低下する。そのため、石炭混合工程において、安定な塩化物を形成する割合が図２の場合よりさらに多くなり、好適である。
【００３６】
なお、図２に示す液−液抽出器２と図３に示す液−液抽出器５とを共に設けるようにしてもよく、この場合、水素化分解反応生成物に含まれる塩素の量がさらに低下するため、石炭混合工程において、安定な塩化物を形成する割合がさらに多くなり、より好適である。
【実施例】
【００３７】
〔本発明例１〕
図１に示したフローの反応装置を用い、プラスチックとして都市ごみ系の廃プラスチックを模擬して、ポリスチレン３０質量％、ポリエチレン３５質量％、ポリプロピレン３０質量％、および塩化ビニル５質量％の混合物を調製した。この混合物を９．６ｋｇ／ｈｒで、２００℃に保持した溶解槽に供給し、溶剤としてコールタール留分のアントラセン油を２２．４ｋｇ／ｈｒで供給した。触媒としては、転炉ダスト（Ｆｅ２Ｏ３が主成分）を１．５ｋｇ／ｈｒの割合で添加した。
【００３８】
水素化分解反応器の温度は４５０℃、反応圧は１０．１ＭＰａ（１００気圧）、滞留時間は１ｈｒで水素化分解を行った。なお、この際、水素ガスを２．５Ｎｍ３／ｈｒで供給した。反応生成物（分解油）は、蒸留塔に送り、Ｃ３〜Ｃ４のガス留分、沸点が２００℃までのベンゼン類を含む留分（ベンゼン類留分）、沸点が２００〜３３０℃の軽質留分、および沸点が３３０℃以上の重質留分に分けた。
【００３９】
重質留分が１６．０ｋｇ／ｈｒで留出してきたため、重質留分と石炭（南アフリカ共和国産のウィットバンク炭を６０ＪＩＳメッシュ全通に粉砕したもの）を混合して、成型機をかねている石炭混合機に導入した。重質留分は、搬送性をよくするために８０℃としたが、成型温度は常温（２０〜３０℃）で、石炭に対して１０質量％の量を加えた。
【００４０】
粘結炭のベース配合炭に、本発明例１として１０質量％の改質炭を配合したもの、および、比較例１として１０質量％のウィットバンク炭を配合したものの２種類の配合炭を作製した。ベース配合炭は、表１に示す石炭化度（Ｒｏ）、ギセラー最高流動度（ＭＦ）、全イナート分（ＴＩ）、および灰分、ならびに混合（配合割合）の４銘柄（Ａ炭、Ｂ炭、Ｃ炭、Ｄ炭）の石炭（コークス用原料炭）を混合して調製した。そして、各配合炭１５ｋｇについて缶焼試験を行った。すなわち、炉温１１００℃のコークス炉の中で７時間の乾留を実施したのち、炉から出して散水して消火した。配合炭の充填密度は０．８Ｔ／ｍ３とした。こうしてコークスを作製したのち、ＪＩＳに準拠してコークスのドラム強度（ＤＩ３０１５）を測定した。表２に測定結果を示す。
【００４１】
また、本発明例１については、乾留の際発生するガス中に含有される塩化水素の濃度を測定した。測定は、発生ガスをすべて１つの容器に捕集しておき、乾留が終了してから分析した。塩化水素濃度の測定結果を表２にあわせて示す。
【００４２】
さらに、比較例２として、比較例１と同様の配合炭と重質留分（本発明例１の配合炭に存在する量と同じ０．１５ｋｇ）を、別々に置いて缶焼き試験のときの炉温と同じ１１００℃で熱分解して発生する塩化水素量を調べた。なお、昇温速度も３℃／ｍｉｎで同じとした。表２に分析結果を示す。
【００４３】
【表１】
2007302766.tif 000003
【００４４】
【表２】
2007302766.tif 000004
【００４５】
表２に示すように、本発明例１において比較例１に比べてドラム強度が向上しており、石炭が改質されていることがわかる。また、表２から、本発明例１において、重質留分に含まれる塩素の大半が石炭中の無機物と反応して、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＣａＣｌ２、ＭｇＣｌ２などの安定な塩化物を形成して、装置を腐食する塩化水素の発生量が少なくなっていることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係るプラスチックの処理装置の一実施形態を示す概略図である。
【図２】本発明に係る他のプラスチックの処理装置の一実施形態を示す概略図である。
【図３】本発明に係る他のプラスチックの処理装置の一実施形態を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  溶解槽
２，５  抽出器
３  水素化分解反応器
６  蒸留塔（分離・回収装置）
８  石炭混合機
１１  プラスチック
１２  コールタール（溶剤）
１３  触媒
１５  水素あるいは水素を主成分とするガス
１６  石炭
２１  排ガス
２２  ガス留分
２３  ベンゼン類留分
２４  軽質留分
２５  重質留分
３１  改質炭
３２  水溶性塩素分
【図１】
2007302766.tif 000005
【図２】
2007302766.tif 000006
【図３】
2007302766.tif 000007