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本研究ではポリオレフィンをはじめとする種々の廃プラスチックを水素ならびに炭化水素ラジカル供与物質として利用する、新しい石炭の急速熱分解プロセスを開発する。すなわち、微粉炭と廃プラスチックを緊密に接触させて急速熱分解し、石炭の熱ラジカルに対して、プラスチックから生成する水素・炭化水素ラジカル等の活性種を高収率で供与し、当該プラスチックのモノマなどの化学原料を得ると同時に、石炭の液収率、とりわけBTXなどの軽質芳香族の収率の向上を無理なく実現しようとするものである。
本研究により以下の結果を得た。
(1)ポリオレフィンと石炭とを機械的に混合すると、石炭粒子表面を被覆する程度の接触であっても、共熱分解によりタール収率が増加した。これは水素あるいは炭化水素ラジカルが移行し、熱分解時の石炭フラグメントラジカルの安定化に寄与したことを示す。
(2)ポリオレフィンを360〜420°Cで1時間熱処理してTHFなどに溶解させ、その中に粉砕した石炭を混合して処理することによって、石炭を溶剤で膨潤させるとともに、プラスチックの低分子化合物と複合化した。この複合化物を急速熱分解したところ、石炭とプラスチックが緊密に接触しているので、効果的にラジカルが移行し、タール生成が大幅に促進された。
(3)酸素存在下でポリオレフィンを熱分解すると、熱分解温度を200°C以上低下させることが可能であり、二酸化炭素の生成量も2%以下になることを明らかにした。
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