廃プラスチックの液相酸化法による化学原料への再資源化

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06271204
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 奥脇 昭嗣 東北大学, 工学部, 教授 (70005320)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉岡 敏明 東北大学, 工学部, 助手 (30241532) ; 佐藤 次雄 東北大学, 反応化学研究所, 教授 (90091694)
• Keywords: ケミカルリサイクリング / 廃プラスチック / 硬質塩ビ / 軟質塩ビ / PET / 液相酸化法 / 塩基触媒酸素酸化 / 加水分解

Research Abstract

現在、種々の環境問題が緊急に解決を要する大きなテーマとなっており、廃棄物問題としてはその減量化やエネルギーの高効率利用と結びついて、廃プラスチックの有効利用が重要な課題となっている。廃プラスチックは燃焼によるエネルギー利用のみでなく、化学原料への再資源化(ケミカルリサイクリング)技術の確立により、一層、有効利用することが要求されている。
本研究では、処理の難しいポリ塩化ビニル(PVC)と今後大量のケミカルリサイクリングの不可欠なホリエチレンテレフタレート(PET)を液相酸化法によって付加価値の高い化学原料へ転換するための化学プロセス設計指針を得ることを目的とした。
その結果、硬質ポリ塩化ビニル(硬質塩ビ)、軟質塩ビは250℃以下の濃厚アルカリ水溶液中酸素酸化により、脱塩化水素と同時にシュウ酸とフタル酸等のベンゼンカルボン酸類に転換することができた。特に、軟質塩ビに含まれるDINP等の可塑剤は同時に加水分解されるため、フタル酸としての再資源化が可能であった。またPETについては、飲料用ボトルの再資源化を試みた。その結果、PET分子内のエステル結合が加水分解されることでPET中のTPAunitとEGunitがそれぞれTRAとEGに分解され、EGはさらにシュウ酸に酸化された。この時、TPAはナトリウム塩として沈殿するため、温度、酸素圧によらず定量的に生成した。一方、シュウ酸収率は加水分解で生成したEGが、一部気相中でCO_2にまで酸化されるため60〜70C%であった。

Research Products

• [Publications] A.Okuwaki: "Prokuction of Oxalic Acid and Aromatic Carboxylic Acids by the Base‐catalyzed Oxygen‐oxidation of Carbonaccous Materials at Elevated I'emperaturcs." Proc.1st Int.Conf.on Solvo‐Thermal Reactions. 5‐1 (1994)
• [Publications] T.Yosioka: "Chemical Recycling of Used PET Bottles by Oxygen‐oxidation in NaOH Solutions at Elevated Temperatures." Proc.1st Int.Conf.on Solvo‐Thermal Reactions. 3‐3 (1994)