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公開番号2024135811
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-04
出願番号2023046686
出願日2023-03-23
発明の名称ポリオレフィンの多段熱分解法
出願人三菱ケミカル株式会社,学校法人上智学院
代理人個人,個人,個人
主分類C07C 4/22 20060101AFI20240927BHJP(有機化学)
要約【課題】ポリオレフィンの熱分解において、ケミカルリサイクル可能なオレフィンモノマーとなるエチレンや、特にアセチレン等の高付加価値なオレフィンモノマー誘導体を収率高く得る熱分解法を提供する。省エネルギーかつ温度応答性の良いマイクロ波加熱を用いることで、原料変化や需給バランスに適した熱分解法を提供し、かつ固定床反応器で伝熱面積を大きくすることによりコンパクトな反応器での熱分解法を提供する。原料変化や需給バランスへの対応を容易にするために、省エネルギーかつ温度応答性が高いマイクロ波の特徴を活かして、固定床反応器で伝熱面積を大きくし、コンパクトな反応器を提供する。
【解決手段】ポリオレフィンを熱分解するプロセスであって、ポリオレフィンを加熱により粗分解する第1の工程と、前記第1の工程で得られた粗分解物を加熱により1000℃以上で分解する第2の工程と、を含む、ポリオレフィンの多段熱分解法。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
ポリオレフィンを熱分解するプロセスであって、
ポリオレフィンを加熱により粗分解する第１の工程と、
前記第１の工程で得られた粗分解物を加熱により１０００℃以上で分解する第２の工程と、を含む、ポリオレフィンの多段熱分解法。
続きを表示（約 360 文字）【請求項２】
前記ポリオレフィンが、ポリエチレンおよびポリプロピレンの少なくとも一方を含む、請求項１に記載のポリオレフィンの多段熱分解法。
【請求項３】
前記ポリオレフィンを酸素濃度０．５ｐｐｍ以下の不活性ガス流通下で加熱する、請求項１に記載のポリオレフィンの多段熱分解法。
【請求項４】
前記第１の工程での加熱が４００℃以上７００℃以下の領域を含む、請求項１に記載のポリオレフィンの多段熱分解法。
【請求項５】
前記第２の工程での加熱がマイクロ波加熱である、請求項１記載のポリオレフィンの多段熱分解法。
【請求項６】
前記マイクロ波加熱を、マイクロ波吸収体を充填物とする固定床反応器で行う、請求項５に記載のポリオレフィンの多段熱分解法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリオレフィンの多段熱分解法に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
プラスチックの中でも、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィンは、生産量および廃棄量が多い。ポリオレフィンのケミカルリサイクル法としては、例えば、ポリオレフィンの熱分解法が知られている。ポリオレフィンの熱分解法では、分解物が分子量分布を持つとともに、固相から液相、液相から気相への相変化を伴うため、モノマーまたはその誘導体を効率的に得る熱分解温度の精緻な設計が求められる。
【０００３】
ポリオレフィンを効率的に熱分解する手法として、例えば、熱分解を２つの工程に分割し、１段目で油分またはワックス分まで分解し、さらに高温な２段目でプラスチックの原料物質および原料物質の複合体からなるガス状生成物を製造する装置または方法が知られている（例えば、特許文献１、非特許文献１、２参照）。特許文献１には、炭化水素含有材料を第１反応器でガス状炭化水素まで分解し、より高温な第２反応器に移送し加熱分解する装置が記載されている。非特許文献１および２には、５００℃付近での第１反応器と８００℃～９００℃程度の第２反応器を用いた２段分解法により、ポリエチレンから軽質ガスを効率的に得られると記載されている。特に第２反応器の滞留時間を短くすることで分解物の再重合や芳香族化を抑えると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特表２０１４－５０３６１０号公報
【非特許文献】
【０００５】
ＡｒｔｅｔｘｅＭ．ら、Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ＆ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｈｅｍｉｓｔｒｙＲｅｓｅａｒｃｈ、５１巻、２０１２年１月１９日、１３９１５）
ＤｅｌｌａＺａｓｓａＭ．ら、ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｎａｌｙｔｉｃａｌａｎｄＡｐｐｌｉｅｄＰｙｒｏｌｙｓｉｓ、８７巻、２００９年６月２２日、２４８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１には、プラスチックが例示されているものの、具体的なプラスチックの分解反応については記載されていない。また、プラスチックを原料とした実施例もなく、具体的な分解条件についての記載も一切ない。また、非特許文献１には、ポリエチレンの分解において第１反応器の温度は５００℃で一定となっており、第２反応器の温度は８００℃～９５０℃と示されているが、９５０℃より高い温度での分解成績については記載されていない。加えて、非特許文献１および２では、第２反応器の加熱にチューブ反応器の外部加熱を採用しており、原料組成の安定しない廃棄プラスチックの分解においては樹脂組成に起因する分解の適正温度が変化しやすく、温度管理の応答性の低さによるオレフィン類の製造安定性の低下が懸念される。また、伝熱面積の観点からスケールアップに際してチューブの長尺化等、装置が大型化してしまう課題がある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、ポリオレフィンの熱分解において、ケミカルリサイクル可能なオレフィンモノマーとなるエチレンや、特にアセチレン等の高付加価値なオレフィンモノマー誘導体を収率高く得る熱分解法を提供することを目的とする。加えて、省エネルギーかつ温度応答性の良いマイクロ波加熱を用いることで、原料変化や需給バランスに適した熱分解法を提供し、かつ固定床反応器で伝熱面積を大きくすることによりコンパクトな反応器での熱分解法を提供することを目的とする。加えて、原料変化や需給バランスへの対応を容易にするために、省エネルギーかつ温度応答性が高いマイクロ波の特徴を活かして、固定床反応器で伝熱面積を大きくし、コンパクトな反応器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、以下の態様を有する。
［１］ポリオレフィンを熱分解するプロセスであって、
ポリオレフィンを加熱により粗分解する第１の工程と、
前記第１の工程で得られた粗分解物を加熱により１０００℃以上で分解する第２の工程と、を含む、ポリオレフィンの多段熱分解法。
［２］前記ポリオレフィンが、ポリエチレンおよびポリプロピレンの少なくとも一方を含む、［１］に記載のポリオレフィンの多段熱分解法。
［３］前記ポリオレフィンを酸素濃度０．５ｐｐｍ以下の不活性ガス流通下で加熱する、［１］または［２］に記載のポリオレフィンの多段熱分解法。
［４］前記第１の工程での加熱が４００℃以上７００℃以下の領域を含む、［１］～［３］のいずれかに記載のポリオレフィンの多段熱分解法。
［５］前記第２の工程での加熱がマイクロ波加熱である、［１］～［４］のいずれかに記載のポリオレフィンの多段熱分解法。
［６］前記マイクロ波加熱を、マイクロ波吸収体を充填物とする固定床反応器で行う、［５］に記載のポリオレフィンの多段熱分解法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ポリオレフィンの熱分解において、ケミカルリサイクル可能なオレフィンモノマーとなるエチレンや、特にアセチレン等の高付加価値なオレフィンモノマー誘導体を収率高く得る熱分解法を提供できる。加えて、省エネルギーかつ温度応答性の良いマイクロ波加熱を用いることで、原料変化や需給バランスに適した熱分解法を提供し、かつ固定床反応器で伝熱面積を大きくすることによりコンパクトな反応器での熱分解法を提供できる。加えて、原料変化や需給バランスへの対応を容易にするために、省エネルギーかつ温度応答性が高いマイクロ波の特徴を活かして、固定床反応器で伝熱面積を大きくし、コンパクトな反応器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の一実施形態に係るポリオレフィンの多段熱分解法で用いられるポリオレフィン分解装置を示す模式図である。
本発明の一実施形態に係るポリオレフィンの多段熱分解法で用いられるポリオレフィン分解装置を構成する反応容器を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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