(57)【要約】  本発明は、組成物を空気中の酸素含有量の減少下で反応器に導入する工程と、組成物を溶剤の存在下で加熱して熱可塑性樹脂を液化する工程と、不溶性画分を分離する工程と、液化熱可塑性樹脂を回収する工程とを含む、熱可塑性樹脂を含む組成物の処理方法であって、脂肪族炭化水素を溶剤として行われる方法に関する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）熱可塑性樹脂を含む組成物を空気中の酸素含有量の減少下で反応器に導入する工程と、
ｂ）組成物を溶剤の存在下で加熱して熱可塑性樹脂のかなりの部分の液化を得る工程と、
ｃ）組成物の固体および／またはガス状画分を、混合物の表面および／または反応器の底部で分離する工程と、
ｄ）液化熱可塑性樹脂を反応器から回収する工程と
を含む熱可塑性樹脂を含む組成物の処理方法であって、
工程ｂ）に使用される溶剤が脂肪族炭化水素である方法。
【請求項２】
プロセス工程ａ）〜ｃ）が、１つの、そしてただ１つの反応器で行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
プロセス工程ａ）〜ｃ）が、反応器で連続的に、好ましくは連続的におよび同時に行われる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
工程ｂ）で使用される溶剤が５０℃〜１５０℃の沸点を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
工程ｂ）で使用される溶剤が、Ｃ６〜Ｃ８アルカンまたはＣ６〜Ｃ８アルカンの混合物である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
工程ｂ）で使用される溶剤が４５℃超の融点を有する、請求項１〜３または５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
工程ｂ）で使用される溶剤が、４５℃超の融点を有する脂肪族ワックスである、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
溶剤が水と共沸混合物を形成する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
工程ｂ）において組成物が、溶剤の存在下で１５０℃〜４５０℃の範囲の温度に加熱される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
工程ｂ）において組成物が、溶剤の存在下で２５０℃よりも上〜４００℃の範囲の温度に加熱される、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
組成物が、熱可塑性樹脂としてポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリスチレンを実質的に含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
工程ａ）〜ｄ）に、液化熱可塑性樹脂を分解する工程ｅ）が続く、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
分解が熱または接触分解である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
組成物が廃プラスチックを含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
工程ａ）〜ｄ）の前に、熱可塑性樹脂の粒径の低減工程が先行する、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１５年７月１４日出願の欧州特許出願第１５１７６６９６．１号に対する優先権を主張するものであり、この出願の全内容は、あらゆる目的のために参照により本明細書に援用される。
【０００２】
本発明は、組成物を空気中の酸素含有量の減少下で反応器に導入する工程と、組成物を溶剤の存在下で加熱して熱可塑性樹脂を液化する工程と、固体およびガス状画分を分離する工程と、液化熱可塑性樹脂を回収する工程とを含む、熱可塑性樹脂を含む組成物の処理方法であって、溶剤が脂肪族炭化水素である方法に関する。
【０００３】
かなりの量の熱可塑性樹脂を含む混合産業または使用済みプラスチックは、幾つかの不純物で汚染された大量の混合プラスチック物体として選別工場から入手可能である。かなりの量の熱可塑性樹脂を含むこれらの混合プラスチックの化学的価値設定またはリサイクリングは典型的には、好適な範囲への粒径の低減を任意選択的に含めて、木材、紙、望ましくないプラスチック、空気、水などの有害な不純物の分離工程を含む前処理工程を必要とする。
【０００４】
廃プラスチックを溶融させ、引き続きプラスチック溶融物を分解する工程を含む廃プラスチックのリサイクリング方法は、当技術分野で公知である。
【０００５】
国際公開第０１／７０９０６Ａ１号パンフレットは、廃プラスチックの溶融物を、廃プラスチック溶融物が分解しながら脱水素される第１触媒反応にかける工程と、廃プラスチック溶融物を接触分解にかける工程とを含む、廃プラスチックからのガソリン、灯油、およびディーゼル油の連続製造方法を開示している。開示されている前処理は、破砕および選別工程と、溶融工程と、不純物沈澱工程とからなる。第１溶融装置において、溶融物は、約１０％以下の含水量を有するまで脱水され、これに１５０℃への昇温が続く。溶融物は次に、約３４０〜３６０℃にさらに昇温するために第２溶融装置へ導入される。第２溶融廃プラスチックは次に、脱水素および分解用の反応器に移されるために、不純物を除去するためのさらなる溶融タンクへ導入される。
【０００６】
米国特許第５，５６９，８０１号明細書は、より低い分子量の生成物への、ポリマー、特にプラスチック廃棄物の変換方法に関する。この方法は、ポリマーを、１８０℃よりも高い沸騰温度を有し、そして芳香族炭化水素から主としてなる溶剤と接触させる工程と、形成された分解ガスの抜出し、ポリマー溶液の回収、および熱または接触分解などの、分解プロセスによるこのポリマー溶液の処理工程とを含む。この方法において廃ポリマーは先ず、混合装置で溶剤と接触させられ、これに任意選択的にセパレータデバイスが続く。ポリマーおよび溶剤は次に、さらなる装置で加熱を受け、その後好適な分解反応器に移される。
【０００７】
芳香族炭化水素を溶剤として使用すると、溶剤のかなりの部分が分解後に、得られる燃料およびディーゼル油中に依然として存在するので不利である。しかし、芳香族炭化水素の含有量は、幾つかの国では法律によって著しく制限されている。
【０００８】
意外にも、熱可塑性樹脂を含む組成物の有利な（前）処理方法であって、熱可塑性樹脂を含む組成物の液化のための溶剤としての脂肪族炭化水素の使用、固体および／またはガス状画分の分離、それによる不純物の除去、熱可塑性樹脂の液化、ならびに液化熱可塑性樹脂の回収を実質的に必要とするにすぎない方法が見いだされた。
【発明の概要】
【０００９】
本発明はそれ故、
ａ）熱可塑性樹脂を含む組成物を空気中の酸素含有量の減少下で反応器に導入する工程と、
ｂ）熱可塑性樹脂を含む組成物を溶剤の存在下で加熱して熱可塑性樹脂のかなりの部分の液化を得る工程と、
ｃ）固体および／またはガス状画分を、混合物の表面および／または反応器の底部で分離する工程と、
ｄ）液化熱可塑性樹脂を前記反応器から回収する工程と
を含む熱可塑性樹脂を含む組成物の処理方法であって、
工程ｂ）で使用される溶剤が脂肪族炭化水素である方法に関する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】２８０℃での（空気をＮ２で置き換えた）窒素雰囲気下での溶融を示す。
【図２】空気雰囲気下（２８０℃）での溶融を示す。
【図３】プラスチックの混合物の処理のためのプロセスを例示する。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、ガス状不純物、水および固体不純物などの、不溶性画分を、不溶性材料のデカンテーションおよび浮遊によって分離しながら、価値のあるプラスチックを、ある量の不純物を含んでもよい熱可塑性樹脂を含む組成物から、場合により、炭化水素カットなどの、好適な溶剤で希釈された、溶液または溶融物として分離することを提案する。本発明の前処理方法を用いることによって、粗プラスチックまたは廃プラスチックなどの、熱可塑性樹脂を含む組成物が、分解プロセス用に使用され得るし、高純度プラスチックは必要とされないであろう。さらに、得られる燃料およびディーゼル油は、芳香族炭化水素の非常に低い残存含有量を示す。
【００１２】
本発明はそれ故、熱可塑性樹脂、好ましくは使用済み廃プラスチック、規格外プラスチック、産業廃棄物プラスチックなどの廃プラスチックを含む組成物から価値のある化学品の製造を可能にする。より具体的には、熱可塑性樹脂の混合物は、廃プラスチックまたは産業廃棄物プラスチックを含み、特に廃プラスチックから実質的になる。熱可塑性樹脂、または熱可塑性材料は、本明細書で用いるところでは、当技術分野で公知であるように、特定温度よりも上で柔軟になりまたは成形可能になり、そして冷却すると固化するプラスチック材料、典型的にはポリマーである。熱可塑性樹脂は、加熱時に溶融しないが、典型的には分解する熱硬化性（熱硬化）ポリマーとは異なる。熱硬化性ポリマーの例は、ポリウレタン、加硫ゴム、およびエポキシ樹脂ならびに熱硬化性ポリエステル樹脂である。本発明に従って使用されるような熱可塑性樹脂の好ましい例は、ポリプロピレン（ＰＰ）およびポリエチレン（ＰＥ）などの、ポリオレフィン、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）およびポルブチレンスクシネート（ＰＢＳ）などの熱可塑性ポリエステル、またはＴＥＦＬＯＮ（登録商標）フッ素化ポリマーのようなフッ素化ポリマーである。より好ましい熱可塑性樹脂は、ポリオレフィン、熱可塑性ポリエステル、およびポリスチレン、特にポリオレフィンおよびポリスチレン、より特に、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）および低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）を含む、ポリエチレンならびにポリプロピレンなどの、ポリオレフィンである。
【００１３】
本方法に使用される熱可塑性樹脂には、機械的に組み立てられた混合プラスチック、接着された混合プラスチック、多層フィルムプラスチック、多層プラスチック物体、複合プラスチックなどが含まれ得る。
【００１４】
本方法に使用される熱可塑性樹脂は典型的には、充填材、強化材、加工助剤、可塑剤、顔料、光安定剤、滑剤、衝撃改質剤、帯電防止剤、インク、酸化防止剤などのお添加剤などの、ポリマープラスチック材料以外の他の成分を含む。
【００１５】
本発明の組成物の熱可塑性樹脂中の熱可塑性材料以外の他の成分の量は、大きく変わってもよい。典型的には、他の成分の量は、組成物の総重量を基準として、６０重量％未満、好ましくは４０重量％未満、より好ましくは２０重量％未満、さらにより好ましくは１０重量％未満、特に５重量％未満、例えば２重量％未満である。
【００１６】
実質的に含むまたはから実質的になることは、本明細書で用いるところでは、少なくとも８０％、好ましくは少なくとも９０％、より好ましくは少なくとも９５％、例えば少なくとも９８％を意味する。本明細書で示される百分率は、特に示さない場合、それぞれ、組成物の総重量を基準とする、好ましくは乾燥および空気を含まないベースの組成物を基準とする、重量％である。
【００１７】
本発明の方法の工程ａ）において、熱可塑性樹脂を含む組成物が反応器へ導入される。好ましくは、熱可塑性樹脂は、廃プラスチックなどの、プラスチックのすり潰しまたは破砕によるサイズ減少、サイクロニング、エラトリエーション、または磁気分離による分離などの典型的には従来型乾式処理からの、当技術分野で知られ、入手可能であるような、粒子の形態にある。好ましい実施形態では、本発明の方法のプロセス工程ａ）〜ｄ）に、好適な粒径への熱可塑性樹脂を含む組成物中の熱可塑性樹脂の粒径の低減工程が先行する。好ましくは、粒子の形態での熱可塑性樹脂は、自由流動性である、例えば自由流動性の粒状固体である。粒子は好ましくは、１０〜１００ｍｍの範囲の、より好ましくは１０〜５０ｍｍの範囲の平均サイズを有する。本明細書に明記されるような粒子の形態での熱可塑性樹脂を調製し、得るための好適な装置は、当技術分野で公知である。
【００１８】
工程ａ）において導入されるような熱可塑性樹脂を含む組成物は、組成物の総重量を基準として、好ましくは最大でも２０重量％、より好ましくは最大でも１５重量％、特に最大でも１０重量％、そして好ましくは少なくとも１重量％、より好ましくは少なくとも２重量％の含水量を有する。好ましくは、含水量は、１〜２０重量％の範囲に、特に２〜１５重量％の範囲にある。熱可塑性樹脂を含む組成物の、不純物、すなわち、熱可塑性樹脂ではなく、熱硬化性ポリマーではない非ポリマー固形分およびポリマー固形分の含有量は、通常０．１〜５重量％の固形分であり、特に１〜３重量％の固形分にある。不純物には、石、土壌、無機塩、金属、ガラスなどの、ポリマーとは異なる有機材料および無機材料が含まれる。有機材料の例は、紙、食品残渣、織物、木材などである。無機材料の例は、アルミニウム、鉄、銅、スチール、石、炭酸カルシウム、アルミナ、ＴｉＯ２、タルク、シリケート、ガラスなどの、金属のおよび無機固形分である。好ましい実施形態では、本発明の方法に使用されるような熱可塑性樹脂を含む組成物は、熱可塑性樹脂の少なくとも７５重量％の固形分、より好ましくは少なくとも９５重量％の固形分、特に少なくとも９７重量％の固形分を含み、ここで好ましくは、熱可塑性樹脂は、１つもしくは複数のポリオレフィン、ポリスチレンおよび熱可塑性ポリエステルから構成される。好ましくは、熱可塑性樹脂を含む組成物中のポリオレフィン、ポリスチレンおよび熱可塑性ポリエステルの分率は、少なくとも５０重量％、より好ましくは少なくとも７５重量％であり、特に、組成物中の熱可塑性樹脂は実質的に、ポリオレフィン、ポリスチレンおよび熱可塑性ポリエステルからなる。好ましくは、熱可塑性樹脂を含む組成物は、９９．５重量％未満、より好ましくは９９重量％未満のポリオレフィン、ポリスチレンおよび熱可塑性ポリエステルを含む。ポリオレフィンとして、ポリプロピレンおよびポリエチレンが好ましい。上に示されたように、固形分の重量は好ましくは、乾燥および空気を含まないベースを意味する。固形分は、室温（２０℃）で固体である物質を意味する。
【００１９】
任意選択的に、熱可塑性樹脂を含む組成物は、ＰＶＣ、ＰＶＤＣ、ＰＵ、ＡＢＳ、ナイロン、ポリテトラフルオロエチレンおよびＦＥＰなどのフッ素化ポリマー（例えばＴＥＦＬＯＮ（登録商標）ポリマー）およびそれらの混合物などの少量のあまり望ましくないプラスチックを含む。好ましくは、熱可塑性樹脂を含む組成物中のこれらのあまり望ましくないプラスチックの含有量は、固形分の２５重量％以下である。より好ましくは、熱可塑性樹脂を含む組成物中のあまり望ましくないプラスチックの含有量は、固形分の１５重量％よりも低く、特に固形分の２重量％未満である。
【００２０】
典型的には、分解にかけられる前に前処理方法に使用されるような、特に粒子の形態での、熱可塑性樹脂は、典型的には１，０００ｋｇの乾燥固形分当たり０．５〜２０ｋｇの範囲の、空気を含む。本発明の方法の工程ａ）において、好ましい、粒子の形態での、熱可塑性樹脂を含む組成物は、空気の酸素含有量の減少下で反応器に導入される。ここで用いられる酸素の減少は、空気の典型的な酸素含有量よりも低い空気の酸素含有量に減少させることを意味し、気相（乾燥基準）の約２０．９５容積％である。空気の酸素含有量は、好適な不活性ガスで大気を希釈すること、反応器へ導入する前に好適な不活性ガスで固形分をパージすること、真空を適用すること、または酸素を亜硫酸塩溶液などの好適な捕捉剤と反応させることなどの、公知のプロセス工程によって減少させてもよい。好ましい、圧送が用いられる場合、輸送ガスとして好適な不活性ガスが使用されてもよい。好適な不活性ガスは、スチーム、窒素、二酸化炭素または燃焼ガスであり、スチームおよび燃焼ガスが好ましい。あるいはまた、酸素含有量は、連続または回分プロセスにおいて真空の適用による空気の除去によって減少することができたであろう。この場合、熱可塑性樹脂を含む組成物が反応器へ導入されると、空気は反応器の空気によって置き換えられ、それによって空気の酸素含有量は低減される。好ましくは、反応器中の残存酸素含有量は、気相の１０容積％よりも下、より好ましくは気相の５容積％よりも下、例えば気相の２容積％よりも下に減少される。
【００２１】
熱可塑性樹脂を含む組成物は、当技術分野で公知の任意の好適な手段によって反応器へ導入される。好適な手段の例は、スクリューコンベヤー、ベルトコンベヤー、圧送、バケットエレベーター、またはフレキシスクリュー（ｆｌｅｘｉｓｃｒｅｗ）（トランシチューブ（ｔｒａｎｓｉｔｕｂｅ））である。スクリューコンベヤーまたは圧送が好ましい。圧送は好ましくは、上に定義されたような不活性ガスを用いて行われる。好ましくは、不活性ガスを用いる圧送によって、そして粒子を取り巻く雰囲気の酸素含有量は減少される。
【００２２】
本発明の方法向けの好適な反応器は、当技術分野で公知である。典型的には、反応器のチャンバーは、多数のゾーンを含む。ゾーンとは、規定の流体力学が起こるエリアを意味する。好ましくは、反応器は、少なくとも２つのゾーン、特に２つのゾーンを含み、１つは内容物をかき混ぜるための好適な手段を含み、第２ゾーンはかき混ぜなしである。かき混ぜられるゾーンで、内容物は混合され、一方、第２ゾーンでは、重力によるデカンテーションおよび分離が行われ得る。ゾーンは、間仕切りおよび／または邪魔板などの、好適な手段によって分離され得る。ゾーンは好ましくは、相互連結されている。
【００２３】
本発明の方法の工程ｂ）において、熱可塑性樹脂を含む組成物は、熱可塑性樹脂のかなりの部分の液化を達成するために好適な溶剤である脂肪族炭化水素の存在下で加熱される。かなりの部分は、熱可塑性樹脂の総含有量を基準として、好ましくは少なくとも５０重量％、より好ましくは少なくとも８０重量％、特に少なくとも９０重量％、例えば少なくとも９９重量％を意味する。本明細書で用いるところでは、液化は、（各温度で）１０４ｍＰａｓよりも下、好ましくは１０２ｍＰａｓよりも下への粘度の低下によって定義される。加熱は、当技術分野で公知の任意の手段によって行うことができる。例えば、加熱は、ヒーター移動媒体との直接または間接接触によって、機械的摩擦によって、誘導によって、輻射、または電力によって行うことができる。好ましくは、加熱は、伝熱媒体との直接または間接接触によって、特に間接接触によって行われる。伝熱媒体との間接接触の例は、かき混ぜられる密閉容器、スクリューオーガー、好適な伝熱面積を備えた回転ドラムなどにおいてである。好適な伝熱媒体は、熱い不活性ガス、スチームまたは伝熱油である。
【００２４】
熱可塑性樹脂を含む組成物は、脂肪族炭化水素である好適な溶剤の存在下で工程ｂ）において加熱される。溶剤中の少ない含有量の、例えば最大でも５重量％の芳香族炭化水素は本発明に従って依然として許容されるが、芳香族炭化水素の含有量は、好ましくは最大でも３重量％、より好ましくは最大でも２重量％、特に最大でも１重量％、例えば最大でも０．５重量％である。脂肪族炭化水素は、飽和および不飽和の炭化水素を含み、好ましくは、溶剤は実質的に飽和炭化水素からなる。好ましくは、溶剤は、工程ｂ）の間ずっと、例えば、工程ｂ）において最終温度まで加熱する前、加熱する間および／または加熱した後に、液体である化合物または化合物の混合物である。加熱前に、例えば室温（２０℃）で、溶剤は、液体であっても固体であってもよい。好適な溶剤は、公知であり、入手可能である、脂肪族炭化水素、例えば油、バイオディーゼルまたは炭化水素カットおよびそれらの混合物である。脂肪族炭化水素は、飽和もしくは不飽和、またはそれらの混合物であることができる。飽和炭化水素が好ましい。飽和度は、ヨウ素価によって測定することができる。飽和炭化水素は、本明細書で用いるところでは、ＡＳＴＭ  Ｄ１１５９−０７（２０１２）に従って測定される、５未満、好ましくは最大でも２の臭素価を有する炭化水素を意味する。炭化水素カットが好ましい。炭化水素カットは、炭化水素の混合物であり、プラスチックの熱分解から例えば入手可能である。プラスチックの熱分解から入手可能なガソリンカットが特に好ましい。好ましい実施形態では、工程ｂ）に使用される溶剤は、５０℃〜１５０℃（標準条件、１気圧で）の沸点を有する、脂肪族炭化水素である。脂肪族炭化水素は、線状もしくは分岐、または両方の混合物であることができる。分岐は、イソ−分岐または第三級−分岐（ｔｅｒｔ−またはネオ−）であることができ、イソ−分岐、特にメチル−イソ分岐が好ましい。最も好ましい、１つもしくは複数のＣ６〜Ｃ８脂肪族炭化水素、特にＣ６〜Ｃ８アルカンなどの、５０℃〜１５０℃の沸点を有する、脂肪族炭化水素、またはそれらの混合物が使用される。溶剤、例えば、脂肪族炭化水素は、典型的には有機化合物の形態での、溶剤の最大でも１５重量％、好ましくは最大でも１０重量％などの、少量の酸素を含んでもよい。溶剤は、少量の水、好ましくは各溶剤に溶ける量以下の水をさらに含んでもよい。少量、溶剤の好ましくは１重量％以下、より好ましくは０．１重量％以下の灰分は許容される。灰分は、ＡＳＴＭ  Ｅ１５３４に従って測定することができる。
【００２５】
一実施形態では、工程ｂ）に使用される溶剤は、少なくとも４０℃、好ましくは少なくとも４５℃、より好ましくは少なくとも５０℃、特に少なくとも６０℃の融点を有する。典型的には４０℃、好ましくは４５℃よりも上で溶融する、好ましいパラフィン脂肪族ワックス、すなわち、特に上に定義されたような、脂肪族炭化水素の混合物が使用される。好ましい例は、脂肪族ワックスであり、Ｃ１８＋（Ｃ１８以上）またはＣ３０＋脂肪族ワックスである。固体溶剤はそのようなものとして、または例えば、別個の装置での、溶剤の溶融後に工程ｂ）に導入することができる。好適な装置の例は、加熱タンク、熱交換器または押出機である。事前溶融なしの固体脂肪族ワックスの導入が好ましい。
【００２６】
好ましい一実施形態では、溶剤は、水と共沸混合物を形成し、それは、残存水と、熱可塑性樹脂を含む組成物からのプラスチックおよび／もしくは不純物の反応によって、またはプラスチックおよび／もしくは不純物の分解によって生成する水とを除去するのに特定の好適である。
【００２７】
好ましい実施形態では工程ｂ）において、熱可塑性樹脂を含む組成物は、溶剤の存在下で１５０〜４５０℃の範囲の、好ましくは２５０〜４５０℃の範囲の、特に２５０℃よりも上〜４００℃、例えば２５０℃よりも上〜３５０℃の範囲の温度に加熱される。典型的には、これらの温度範囲で、かなりの量の熱可塑性樹脂が液化する。かなりの量は、本明細書で用いるところでは、少なくとも２０重量％、好ましくは少なくとも５０重量％、より好ましくは少なくとも７０重量％、特に少なくとも８０重量％を意味する。
【００２８】
工程ｂ）に使用されるような溶剤の量は、かなりの量の熱可塑性樹脂が液化するようなものである。溶剤の典型的な量は、１ｋｇ熱可塑性樹脂当たり０．１ｋｇ〜１０ｋｇ、好ましくは１ｋｇ熱可塑性樹脂当たり０．２〜４ｋｇ、例えば１ｋｇ熱可塑性樹脂当たり０．５〜３．０ｋｇの範囲にある。
【００２９】
本発明の方法の工程ｃ）において、固体および／またはガス状画分が分離される。これらの画分は両方とも、存在しているかまたは加熱工程ｂ）中に形成される、ガス状不純物、ならびに不溶性固体または液体を含む。不溶性画分は、例えばスクリューデバイスによる、好ましくは連続抜出しによって、反応器の底部から除去され得る。
【００３０】
スクリューデバイスの例は、スクリューオーガー、二軸スクリュー押出機、ＭｏｉｎｅａｕＴＭポンプ、ＶｕｌｃａｉｎＴＭポンプ、ＭｏｉｎｅａｕＴＭＨＲポンプなどである。あるいはまた、不溶性固体は、バルブの組み合わせを用いる装置を使ってバッチ式に重力によって除去することができよう。そのような画分の例としては、上に定義されたような組成物の無機材料、例えばブリキ缶、屑鉄、ダストなどが挙げられる。固体または液体であり、そして液化熱可塑性樹脂よりも軽い不溶性画分は、反応器中で組成物の表面から除去することができ、その除去は好ましくは連続的に行われる。そのような画分の典型的な例は、木材、羊毛、ティッシュ、ボール紙または紙である。熱可塑性樹脂を含む組成物の液化熱可塑性樹脂は、反応器から工程ｄ）において回収される。好ましくは、これは、例えば、当技術分野で公知なような好適なポンプ装置によって、連続的に行われる。好適な装置の例は、ポンプ装置、スクレーパー、「ブロワー」、抜出しスクリューである。好適なポンプ装置の例は、ギアポンプ、ガスエゼクター、真空ポンプＭｏｉｎｅａｕＴＭポンプ、ＶｕｌｃａｉｎＴＭポンプ、ＭｏｉｎｅａｕＴＭＨＲポンプなどである。抜出しスクリューの例は、一軸スクリュー押出機、二軸スクリュー押出機、一軸スクリューオーガー、多軸スクリューオーガーなどである。
【００３１】
一実施形態では、工程ｃ）において、熱可塑性樹脂の加熱によって発生したスチームおよび他のガスなどの、ガス状化合物は、組成物の表面上方で分離される。これらのガスは、別個の処理方法向けに凝縮させられ、回収されてもよい。好適な凝縮装置は当技術分野で公知であり、例は、熱交換器、吸着、吸収システムまたはそれらの組み合わせであり、水性媒体への吸収が特に好適であり；水性媒体の例は、水、苛性ソーダ、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、石灰、炭酸マグネシウムなどの塩基性溶液である。好適な吸着システムの例は、苛性ソーダパール、重炭酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、石灰、ソーダ石灰、マグネシア、アルミナなどの苛性固体吸収剤である。発生ガスには、典型的にはハロゲン化水素、例えばＨＣｌ、ＨＢｒ、ＨＦ、酸化炭素／二酸化炭素、Ｈ２Ｓ、ＣＯＳ、ＳＯ２のような硫黄化合物、ＨＣＮ、ＮＨ３、ＮＯｘなどのような窒素化合物などの、無機および有機ガスまたはそれらの混合物が含まれる。典型的には、ガス状流れは重力によって分離され、それは、望ましくないガスを捕捉し、除去するためにスクラバーに送られてもよい。好ましくは、凝縮器がスクラバーの前に導入される。
【００３２】
本発明において、熱可塑性樹脂を反応器へ導入するときに熱可塑性樹脂を取り囲む空気の酸素含有量が減少される場合、および脂肪族炭化水素が熱可塑性樹脂の液化のための溶剤として使用される場合の両方で、この前処理プロセスは有利な液化熱可塑性樹脂を生成することが分かった。
【００３３】
本方法は、１つの、そしてただ１つの反応器で行うことができる。加えて、本方法、特にプロセス工程ａ）〜ｃ）は連続的に行うことができる。加えて、プロセス工程ａ）〜ｃ）は同時に行うことができる。好ましくは、プロセス工程ａ）〜ｃ）は、１つの、そしてただ１つの反応器で、より好ましくは、１つの、そしてただ１つの反応器で連続的に、さらにより好ましくは、１つの、そしてただ１つの反応器で連続的におよび同時に行われる。このように、例えば、それぞれ、熱可塑性樹脂を溶剤と混合するための、加熱するための、または不純物を分離するための、別個の装置を回避することができ、それは、全プロセスをより経済的なものにする。さらに、溶剤と水との共沸混合物の使用は、有利な液化熱可塑性樹脂混合物を提供するために、熱可塑性樹脂を含む組成物から水を除去するのに好適であることが示された。
【００３４】
本発明の方法は、例えば、燃料などのさらなる化学品の製造のための、特に芳香族炭化水素の残存量が低い、分解プロセスなどの、公知のリサイクルプロセスにかけるために、熱可塑性樹脂を含む組成物の有利な前処理である。それ故、好ましくは、プロセス工程ａ）〜ｄ）に、例えば国際公開第０１／７０９０６号パンフレットに開示されているように、好ましくは熱分解または接触分解によって、液化熱可塑性樹脂を分解する工程ｅ）が続く。
【００３５】
本記載は教育的例として、本明細書に提示されるコンセプトは任意の単一処理方法および／または装置の使用または応用に限定されないことが指摘されるべきである。それ故に、本明細書に記載される本発明の詳細は、模範的実施形態に関する例示および説明の便宜のためであるが、開示される原理は、本明細書の範囲から逸脱することなしに廃プラスチック法および装置の他のタイプおよび応用に適用され得る。
【００３６】
図１および２は、それぞれ、Ｎ２雰囲気下（空気をＮ２で置き換える）および空気雰囲気下でＨＤＰＥおよびＰＰの試料を２８０℃で溶融させた生成物を示す。
【００３７】
プラスチックの混合物の処理のためのプロセスは、図３にさらに例示される。
【００３８】
本発明によれば、図３に示されるように混合廃プラスチックから溶融物を発生させるためのシステムは、伝熱媒体が３を通って導入され、そして４を通って回収される間接加熱装置２および２’を備えたエンクロージャー１を含む。分離装置６は、エンクロージャー１を２つの相互連結したゾーン７および８に分ける。混合ゾーン７は、混合装置５およびデカンテーションゾーン８を備えている。低減酸素含有量の混合プラスチック供給物は、パイプ９によって混合ゾーン７に導入され、溶剤は、パイプ１０によって導入される。プラスチックは、ゾーン７において溶剤と混合され、加熱装置によって加熱され、重力によってゾーン８に移され、ゾーン８においてデカンテーションのほとんどが行われる。ガス状不純物は、エンクロージャー１の最上部から回収され、パイプ１１によって抜き出され、図３に示されていないさらなる処理に向けられる。軽い不溶性画分は、装置１３によって回収され、パイプ１２によって排出され、さらなる処理に向けられる。重い不溶性画分は、装置１５によって回収され、パイプ１４を通して伴出され、さらなる処理に向けられる。液化熱可塑性樹脂は、パイプ１６を通してゾーン８から回収され、さらなる処理に向けられる。
【００３９】
本発明は、以下の実施例によってさらに例示される。
【実施例】
【００４０】
実施例１
２リットルの密閉タンクを、１５０〜３００℃の範囲の温度で外部加熱する。使用される廃プラスチック組成物は、次の組成（ｇ／ｋｇ固形分単位での）を有する。
【００４１】
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【００４２】
空気が１０ミリバールの残圧まで真空ポンプによって排気され、窒素で置き換えられてしまったプラスチックの混合物を含む前記組成物を、溶剤としての０．９２ｋｇ／ｈのドコサンと一緒に０．４ｋｇ／ｈの速度で反応器へ連続的に供給する。加熱は、外部電熱ジャケットによって行う。反応器中の圧力は、１．１〜１．５バール絶対の範囲にあり、プラスチックの滞留時間はおおよそ３０分である。タンクを分離間仕切りによって２つのゾーンに分け、１つは、ステアリング羽根車で混合し、ここで、入ってくる多くの熱可塑性樹脂粒子を溶剤と接触するためにタンク内にオーバーフィードで供給する。まったく混合されない、第２ゾーンで、溶融液体を、重い望ましくない固形分の沈降によって、および軽い望ましくない物質の上昇浮遊によっての両方で、デカンテーションする。重い望ましくない固形分は、金属、ダスト、石または紙のような成分を含んだ。軽い望ましくない物質は、木材またはボール紙のような成分を含む。ガス状物質を、タンクの最上部から回収し、別個の処理方法向けの凝縮可能な画分を凝縮させ、回収するために凝縮器に送る。
【００４３】
反応器からの回収液化熱可塑性樹脂は、２重量％よりも下の残存不純物含有量を示し、次の熱分解プロセス工程のために立派に使用することができよう。
【００４４】
実施例２
ＨＤＰＥおよびＰＰ使用済みプラスチックの試料を、栓を備えた実験室試験管に導入する。空気を１０ミリバールの残圧まで真空ポンプによって排気し、窒素で置き換える。残存Ｏ２含有量は０．２〜０．３容積％と推定される。管を２８０℃まで外部加熱する。熱可塑性樹脂混合物は溶融し、図１に見られるように無色透明のままである。
【００４５】
実施例３
実施例２と同じ手順を、しかし試験管中に含有される空気を不活性雰囲気で置き換えることなく繰り返す。気相中のＯ２含有量は２１〜２２容積％と推定される。管を２８０℃まで外部加熱する。プラスチックは溶融しないが、図２に見られるように炭化する。
【００４６】
実施例４〜７
異なる商用プラスチック品目の２ｇのＨＤＰＥ、０．５ｇのＰＰおよび２５ｍｇのＰＳ小片と１０ｇの溶剤とを室温で、磁気かき混ぜ機を備えた３０ｍｌのガラス試験管に導入した。ガラス管を次にアルゴンでフラッシュしてＯ２雰囲気のほとんどを除去し、管を従来型栓で密封した。管を、かき混ぜ下に４段階（それぞれ、１２０、１５０、１８０および２００℃）で、油浴中で２００℃に加熱し、混合物を観察した。
【００４７】
４つの異なる管を次の結果で調製した。
【００４８】
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【００４９】
参照により本明細書に援用される特許、特許出願および刊行物のいずれかの開示が用語を不明瞭にさせ得る程度まで本出願の記載と矛盾する場合、本記載が優先するものとする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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