廃PETのアルカリ加水分解・酸化によるTPAとシュウ酸への再資源化プロセスの開発

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07558082
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 奥脇 昭嗣 東北大学, 工学部, 教授 (70005320)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 齊藤 秀史 日本化成(株), 企画開発本部研究所, 主任研究員 ; 吉岡 敏明 東北大学, 工学部, 助手 (30241532)
• Keywords: 廃PET / アルカリ加水分解 / 酸素酸化 / 再資源化 / テレフタル酸 / シュウ酸

Research Abstract

PETフレークをNaOH溶液中で酸素酸化し、テレフタル酸及びシュウ酸収率に及ぼすNaOH濃度、酸素圧、反応温度の影響を調べた。テレフタル酸成分は、NaOh濃度に影響されずほぼ定量的に回収されたが、シュウ酸は塩基触媒酸素酸化によって生成するため収率はNaOH濃度が高いほど増加し、27.5mol/kgで最高60%に達した。酸化速度の制御に、アルカリ濃度が重要であることを示し、また酸素圧もシュウ酸収率高めた。
マテリアルリサイクル用として調製された市販の透明および着色フレークでは。シュウ酸収率は71%にまで向上した。これは、結晶化度の高い口金及び底の部分や有機顔料を含むためと考えられる。本法では、全ての有機物を酸化できるので、前処理は簡便な破砕のみで、高度な洗浄、乾燥などはしなくてよい点が特徴である。
以上の結果を基に、廃PETボトルをテレフタル酸とシュウ酸に再資源化するプロセスを検討した。まず、PETボトルをシュレッダ-によってフレーク状にし、50%NaOH水溶液で加水分解する。ナトリウム塩として沈殿するテレフタル酸は硫酸を加えて遊離酸に転換し、同時にNa_2SO_4(芒硝)を副生する。一方、エチレングリコール成分は酸素加圧により70%をシュウ酸塩として回収し、これに硫酸を加えてシュウ酸と芒硝を得る。
このプロセスでは、苛性ソーダと硫酸の薬品消費料が大きいが、生成物を燃料より高価な高純度テレフタル酸とシュウ酸にすることにより経済性が期待できる。

Research Products

• [Publications] Toshiaki Yoshioka: "Chemical Recycling of Post Consumer PET Powder by Hydrolysis and Simultaneous Oxidation in Nitric Acid." Proc. the 3rd Int. Sym. on East Asian Resources Recycling Tech.519-525 (1995)
• [Publications] 吉岡 敏明: "NaOH水溶液中酸素酸化による廃PET樹脂のケミカルリサイクルング(2)" 廃棄物学会研究論文集. 392-394 (1996)
• [Publications] Akitsugu Okuwaki: "FEED STOCK RECYCLING OF WASTE PET BOTTLES TO TEREPHTHALIC ACID AND OXALIC ACID BY SIMULTANEOUSHYDROLYSIS AND OXIDATION" Proc. 14th IUPAC CONFERENCE ON CHEMICAL TERMODYNAMICS. OSAKA. 555-555 (1996)
• [Publications] 奥脇 昭嗣: "廃プラスチックの再利用技術" 第12回環境工学連合会講演論文集. 21-26 (1997)