特表 2024-547219 反応装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-12-26

(54)【発明の名称】反応装置

(51)【国際特許分類】

   C10B 53/07 20060101AFI20241219BHJP

   C08J 11/12 20060101ALI20241219BHJP

【ＦＩ】

C10B53/07

C08J11/12 ZAB

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024558166

(86)(22)【出願日】2022-12-15

(85)【翻訳文提出日】2024-08-09

(86)【国際出願番号】 AT2022060445

(87)【国際公開番号】W WO2023115083

(87)【国際公開日】2023-06-29

(31)【優先権主張番号】A51021/2021

(32)【優先日】2021-12-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】AT

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】524232761

【氏名又は名称】カンツラー、ヴァルター

【氏名又は名称原語表記】ＫＡＮＺＬＥＲ，Ｗａｌｔｅｒ

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(74)【代理人】

【識別番号】100142907

【弁理士】

【氏名又は名称】本田 淳

(72)【発明者】

【氏名】カンツラー、ヴァルター

【テーマコード（参考）】

4F401

4H012

【Ｆターム（参考）】

4F401AA08

4F401AA09

4F401AA10

4F401AA11

4F401AA13

4F401AC02

4F401AC10

4F401BA06

4F401BB20

4F401CA70

4F401CB09

4F401CB26

4H012HB01

(57)【要約】

本発明は、ポリマー、特にポリマー廃棄物からのポリオレフィンの連続解重合のための反応装置（１０ａ－ｄ）に基づくものであり、一次反応器（１２ａ－ｄ）と、一次反応器（１２ａ－ｄ）内でのポリマーの加熱及び溶融、並びに少なくとも部分的な解重合のための加熱ユニット（１４ａ、１４ｂ、１４ｄ）と、一次反応器（１２ａ－ｄ）内での溶融ポリマーの循環のための少なくとも１つの一次循環ユニット（１６ａ－ｄ）とを有する。反応装置（１０ａ－ｄ）は、一次反応器（１２ａ－ｄ）の下流に接続されかつ一次反応器（１２ａ－ｄ）と共に反応器カスケードを形成する二次反応器（１８ａ、１８ｂ、１８ｄ）を備える。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ポリマー、特にポリマー廃棄物からのポリオレフィンの連続解重合のための反応装置（１０ａ－１０ｄ）であって、
一次反応器（１２ａ－ｄ）と、
一次反応器内（１２ａ－ｄ）でのポリマーの加熱及び溶融、並びに少なくとも部分的な解重合のための加熱ユニット（１４ａ－ｄ）と、
一次反応器（１２ａ－ｄ）内での溶融ポリマーの循環のための少なくとも１つの一次循環ユニット（１６ａ－ｄ）と、を有する反応装置（１０ａ－１０ｄ）において、
一次反応器（１２ａ－ｄ）の下流に接続されかつ一次反応器（１２ａ－ｄ）と共に反応器カスケードを形成する二次反応器（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）を備える、反応装置（１０ａ－１０ｄ）。

【請求項2】

請求項１に記載の反応装置（１０ａ－１０ｄ）において、
二次反応器（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）内に半径方向流を発生させるための少なくとも１つの二次循環要素（２２ａ、２２ｂ、２２ｄ）を有する二次循環ユニット（２０ａ、２０ｂ、２０ｄ）を備える、反応装置（１０ａ－１０ｄ）。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の反応装置（１０ａ－１０ｄ）において、
少なくとも１つの動作状態において、栓流が二次反応器（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）内に提供される、反応装置（１０ａ－１０ｄ）。

【請求項4】

請求項１～３のうちいずれか一項に記載の反応装置（１０ａ－１０ｄ）において、
一次循環ユニット（１６ａ－ｄ）が、一次反応器（１２ａ－ｄ）内に軸流を発生させるための少なくとも１つの一次循環要素（２６ａ－ｄ）を備える、反応装置（１０ａ－１０ｄ）。

【請求項5】

請求項１～４のうちいずれか一項に記載の反応装置（１０ａ－１０ｄ）において、
一次反応器（１２ａ－ｄ）が、溶融ポリマーの部分流の二次反応器（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）内への供給のための出口ユニット（２８ａ、２８ｂ、２８ｄ）を備え、
出口ユニット（２８ａ、２８ｂ、２８ｄ）がオーバーフロー領域（３０ａ、３０ｂ、３０ｄ）を備える、反応装置（１０ａ－１０ｄ）。

【請求項6】

請求項５に記載の反応装置（１０ｂ、１０ｄ）において、
オーバーフロー領域（３０ｂ、３０ｄ）の高さは、一次反応器（１２ｂ、１２ｄ）内における滞留時間を設定するために可変的に調整可能である、反応装置（１０ｂ、１０ｄ）。

【請求項7】

請求項５又は６に記載の反応装置（１０ａ、１０ｂ、１０ｄ）において、
一次反応器（１２ａ、１２ｂ、１２ｄ）は、循環領域（３４ａ、３４ｂ、３４ｄ）とオーバーフロー領域（３０ａ、３０ｂ、３０ｄ）との間に少なくとも１つの沈降ゾーン（３２ａ、３２ｂ、３２ｄ）を備える、反応装置（１０ａ、１０ｂ、１０ｄ）。

【請求項8】

請求項１～７のうちいずれか一項に記載の反応装置（１０ａ、１０ｂ、１０ｄ）において、
二次反応器（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）内の溶融ポリマーの充填レベルを調節するように構成された調節ユニット（３６ａ、３６ｂ、３６ｄ）を備える、反応装置（１０ａ、１０ｂ、１０ｄ）。

【請求項9】

請求項１～８のうちいずれか一項に記載の反応装置（１０ａ、１０ｂ、１０ｄ）において、
加熱ユニット（１４ａ、１４ｂ、１４ｄ）が、二次反応器（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）の外側に配置されかつ二次反応器（１８ａ、１８ｂ、１８ｄ）を加熱するように構成された少なくとも１つの二次熱交換器（３８ａ、３８ｂ、３８ｄ）を備える、反応装置（１０ａ、１０ｂ、１０ｄ）。

【請求項10】

請求項１～９のうちいずれか一項に記載の反応装置（１０ａ－１０ｄ）において、
加熱ユニット（１４ａ－ｄ）が少なくとも１つの一次熱交換器（４０ａ－ｄ）を備える、反応装置（１０ａ－１０ｄ）。

【請求項11】

請求項１～１０のうちいずれか一項に記載の反応装置（１０ａ、１０ｂ、１０ｄ）において、
一次反応器（１２ａ、１２ｂ、１２ｄ）内の２つの対向する軸流の分離のために一次反応器（１２ａ、１２ｂ、１２ｄ）内に配置されたガイドチューブ（４２ａ、４２ｂ、４２ｄ）を備える、反応装置（１０ａ、１０ｂ、１０ｄ）。

【請求項12】

請求項１０又は１１に記載の反応装置（１０ｄ）において、
一次熱交換器（４０ｄ）がガイドチューブ（４２ｄ）を円周方向で少なくとも部分的に取り囲む、反応装置（１０ｄ）。

【請求項13】

請求項１～１２のうちいずれか一項に記載の反応装置（１０ｂ、１０ｄ）において、
塩素含有ポリマーの前処理のための前処理反応器（４４ｂ、４４ｄ）を含み、
前処理反応器（４４ｂ、４４ｄ）は、一次反応器（１２ｂ、１２ｄ）の上流に接続されかつ一次反応器（１２ｂ、１２ｄ）と共に反応器カスケードを形成する、反応装置（１０ｂ、１０ｄ）。

【請求項14】

請求項１３に記載の反応装置（１０ｂ、１０ｄ）において、
熱ユニット（１４ｂ、１４ｄ）が、塩素含有ポリマーの加熱及び溶融、並びに少なくとも部分的な解重合のための少なくとも１つの前処理熱交換器（４６ｂ、４６ｄ）を備える、反応装置（１０ｂ、１０ｄ）。

【請求項15】

請求項１３又は１４に記載の反応装置（１０ｂ、１０ｄ）において、
溶融塩素含有ポリマーの循環のために前処理反応器（４４ｂ、４４ｄ）内に配置された前処理循環ユニット（４８ｂ、４８ｄ）を備える、反応装置（１０ｂ、１０ｄ）。

【請求項16】

請求項１３～１５のうちいずれか一項に記載の反応装置（１０ｂ、１０ｄ）において、
前処理反応器（４４ｂ、４４ｄ）に接続されかつ前処理反応器（４４ｂ、４４ｄ）内で生じる気相の後処理のための湿式分離器ユニット（５２ｂ、５２ｄ）を備える、反応装置（１０ｂ、１０ｄ）。

【請求項17】

請求項１３～１６のうちいずれか一項に記載の反応装置（１０ｂ、１０ｄ）において、
前処理反応器（４４ｂ、４４ｄ）内で生じる液相から塩素の残留量を分離するために、前処理反応器（４４ｂ、４４ｄ）と一次反応器（１２ａ－ｄ）との間に流体的に配置されたスタティックミキサーユニット（５４ｂ、５４ｄ）を備える、反応装置（１０ｂ、１０ｄ）。

【請求項18】

解重合プラント（６０ａ－６０ｄ）であって、
請求項１～１７のうちいずれか一項に記載の反応装置と、
一次反応器（１２ａ－ｄ）及び又は二次反応器（１８ａ、１８ｂ、１８ｄ）内で生じるガス状解重合生成物の更なる処理のための少なくとも１つの精留塔（５６ａ、５６ｂ、５６ｄ）と
を有する、解重合プラント（６０ａ－６０ｄ）。

【請求項19】

請求項１８に記載の解重合プラント（６０ａ－６０ｄ）によるポリマーの連続解重合のための方法であって、
ポリマーが一次反応器（１２ａ－ｄ）に供給され、加熱され、溶融され、一次循環ユニット（２４ａ－ｄ）による循環及び加熱ユニット（１４ａ－ｄ）による熱供給によって一次反応器（１２ａ－ｄ）内で少なくとも部分的に解重合され、
一次反応器（１２ａ－ｄ）内で生じるガス状解重合生成物が精留塔（５６ａ、５６ｂ、５６ｄ）内での精留に供給される方法において、
溶融ポリマーの少なくとも一部の部分流が二次反応器（１８ａ、１８ｂ、１８ｄ）に供給されると共に、加熱ユニット（１４ａ、１４ｂ、１４ｄ）によって供給される熱で更に解重合され、
二次反応器（１８ａ、１８ｂ、１８ｄ）内で生じるガス状解重合生成物が精留塔（５６ａ、５６ｂ、５６ｄ）での精留に供給される、方法。

【請求項20】

請求項１９に記載の方法において、
精留塔（５６ａ、５６ｂ、５６ｄ）内で生じる塔底生成物を二次反応器（１８ａ、１８ｂ、１８ｄ）及び又は一次反応器（１２ａ－ｄ）に供給する、方法。

【請求項21】

請求項１９又は２０に記載の方法において、
塩素含有ポリマーが一次反応器（１２ｂ、１２ｄ）内に供給される前に前処理され、塩素含有成分がプロセス中に分離される前処理ステップ（１１６）
を備える、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、請求項１のプリアンブルに記載の反応装置、請求項１８に記載の解重合プラント、及び請求項１９のプリアンブルに記載のポリマーの連続解重合のための方法に関する。

【背景技術】

【0002】

プラスチック廃棄物、例えば包装材料、タイヤなどの廃棄物量が増加するにつれて、そのような廃棄物の流れを利用するための効率的な技術に対する需要が増加する。ここで、同等の生成物を形成するためのこれらの純粋に物質的な廃棄物流の利用は、必ずしも経済的に可能ではないか、又は、例えば、非混合状態にある個々のポリマー基の高い需要のために、しばしばダウンサイクルを伴う。したがって、原油又は天然ガスなどの化石炭化水素を置き換えることができる個々のモノマー又はオリゴマー及び又はモノマーとオリゴマーとの混合物及び又は異なる炭化水素留分の混合物への分解のために、これらの廃棄物流中に含有されるポリマーの効率的な化学的利用、及びその後の同等の又はより高い価値の生成物、例えば燃料の製造が望まれる。プラスチック廃棄物の化学的利用のための公知の方法、プラスチック廃棄物の乾留、低温炭化、又はガス化など、しばしば経済的に実行可能ではない方法に加えて、連続解重合のための方法はまた、リサイクル技術の分野における研究及び開発の焦点になりつつある。

【0003】

ポリマーの連続解重合のための方法は、特許文献１から既に知られている。本明細書では、ポリエチレン、ポリプロピレン、及びポリスチレンを、外部ポンプ及び熱交換器を備えた撹拌装置中で僅かな過圧下で熱分解するための連続プロセスが記載されており、その際、これらのポリマーは、熱伝達媒体としての溶融塩システムを用いて間接的に加熱され、溶融され、部分的に解重合され、次いで、下流に接続された、水平に据え付けられた、撹拌翼を備えた管状の第２の反応器に、完全な蒸発のために供給される。しかしながら、本方法の効率的な実施のためには、水平に据え付けられた管状の第２の反応器において残っている高粘性の残留画分を効率的に処理できるようにするために、９０％を超える解重合度が撹拌装置において必要とされる。しかしながら、ほぼ理想的な混合が撹拌装置中で行われるので、必要な解重合度は実際にはほとんど達成できず、したがって、この公知の方法の効率的な実施は実際にはほとんど不可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】国際公開第２０１７／１５２２０５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の目的は、特に、効率に関して一般的な装置及び一般的な方法を有利に更に発展させることにある。この目的は、本発明によれば、請求項１、１８、及び１９の特徴によって達成され、本発明の有利な実装形態及び更なる発展形態は、従属請求項から推定することができる。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、一次反応器と、一次反応器内でのポリマーの加熱及び溶融並びに少なくとも部分的な解重合のための加熱ユニットと、一次反応器内での溶融ポリマーの循環のための少なくとも１つの一次循環ユニットとを有する、ポリマー、特にポリマー廃棄物からのポリオレフィンの連続解重合のための反応装置に基づく。

【0007】

反応装置は、一次反応器の下流に接続されており、一次反応器と共に反応器カスケードを形成する二次反応器を備えることが提案される。
そのような実装形態は、有利なことに、向上された効率を有する反応装置を提供することを可能にする。二次反応器が一次反応器の下流に接続されているので、９０％を超える必要とされる解重合度が反応器カスケード内で有利に達成可能であり、したがって効率的な解重合が可能になる。特許文献１から既に知られている、一次反応器及び二次反応器における間接的な熱伝達のための溶融塩システムと組み合わせて、効率を有利に更に向上させることができる。

【0008】

「反応装置」は、解重合プラントの特に機能的な構成要素、特に構造的及び又は機能的な構成要素を意味する。反応装置はまた、解重合プラント全体を含んでもよい。反応装置及び又は反応装置を備える解重合プラントは、それらに限定されないが、ポリマー、特にポリエチレン、ポリプロピレン、及びポリスチレンなどのポリオレフィンの連続解重合のための方法を実行するように構成されている。反応装置及び又は解重合プラントは、好ましくは、特許文献１に既に記載されているように、溶融塩システムを含む。溶融塩システムは、好ましくは、実質的に硝酸カリウム及び又は硝酸ナトリウム及び又は亜硝酸カリウム及び又は亜硝酸ナトリウムからなる溶融塩を用いた動作のために構成されている。加熱ユニットは、好ましくは、溶融塩システムを介した間接的な熱伝達のために構成されている。

【0009】

一次反応器は、好ましくは、一次撹拌反応器として構成されている。二次反応器は、好ましくは、二次撹拌反応器として構成されている。優先的に、二次撹拌反応器は、一次撹拌反応器と共に撹拌カスケードを形成する。反応装置は、二次反応器の下流に接続されており、特に特許文献１に記載されている水平に据え付けられた管状の第２の解重合反応器と同様に構成され得る三次反応器も含んでもよい。三次反応器は、一次反応器及び二次反応器と共に反応器カスケードを形成することができる。一次反応器及び二次反応器は、好ましくは縦型反応器として構成され、三次反応器は横型反応器として構成されている。一次反応器及び二次反応器は、中粘度溶融ポリマーを処理するように構成されており、三次反応器は、高粘度溶融ポリマーを処理するように構成されている。三次反応器は、一次反応器及び二次反応器において９０％を超える割合まで解重合された溶融ポリマーを受け入れるように構成されている。三次反応器内には撹拌アームが配置されており、撹拌アームは、溶融した高粘度ポリマーを三次反応器の内壁に対して均一に分配するように投げ出し、それによって薄層を形成するように構成されている。三次反応器の外壁には、外壁を介して供給される熱を使用して高粘度溶融ポリマーを更に、特に完全に、解重合するように構成された三次熱交換器が配置される。三次反応器中の撹拌アームは、一次反応器及び又は二次反応器中に配置され得るような撹拌部材と区別されなければならない。原則として、反応装置は、一次反応器及び二次反応器に加えて、特に当業者にとって好都合であると思われる任意の数の更なる反応器を備えることができ、当該更なる反応器は、二次反応器の下流及び三次反応器の上流に接続されており、一次反応器及び二次反応器と共に反応器カスケードを形成する。

【0010】

本明細書において、特定の用語に先行する、例えば「第１」及び「第２」などの数字の単語は、単に対象を区別するために、及び又は対象を互いに割り当てるために役立ち、対象の既存の総数及び又は順位付けを暗示するものではない。特に、「第２の対象」は、必ずしも「第１の対象」の存在を暗示するものではない。

【0011】

本明細書において、「少なくとも実質的に」は、所与の値からの偏差が、所定の値の特に２５％未満、好ましくは１０％未満、特に優先的には５％未満であることを意味する。
「構成されている」とは、具体的に設計、及び又は装備されていることを意味する。対象が特定の機能のために構成されているという事実は、対象が少なくとも１つの適用状態及び又は動作状態においてこの特定の機能を満たす、かつ／又は実行することを意味する。

【0012】

更に、反応装置が、二次反応器内に半径方向流を発生させるための少なくとも１つの二次循環要素を有する二次循環ユニットを備えることが提案される。そのような実装形態は、有利なことに、効率を更に高めることを可能にする。特に、溶融ポリマーの循環の向上、したがって二次反応器における解重合の向上が可能になる。二次循環ユニットは、例えばポンプとして具現化されてもよく、好ましくは撹拌要素として具現化される少なくとも１つの二次循環要素を備える。二次循環ユニットは、好ましくは、撹拌要素として具現化された複数の二次循環要素を含み、これらは、共通の撹拌シャフト上に上下に配置される。

【0013】

加えて、少なくとも１つの動作状態において、栓流が二次反応器内に提供されることが提案される。これにより、溶融解重合の効率を有利に更に向上させることができる。装置は、好ましくは、栓流を生成するように構成された流れ生成ユニットを備える。流れ生成ユニットは、二次反応器の上部領域に配置された少なくとも１つの入口と、二次反応器の下部領域に配置された少なくとも１つの出口とを備える。二次反応器は、好ましくは、栓流の提供を更に支援するために、管状の基本形状を有する。原則として、代替的に又は追加的に、栓流が一次反応器に提供されることが考えられる。

【0014】

更に、一次循環ユニットが、一次反応器内に軸流を発生させるための少なくとも１つの一次循環要素を備えることが更に提案される。そのような実装形態は、有利なことに、効率を更に向上させることを可能にする。一次循環ユニットは、少なくとも１つの一次循環ラインを備えてもよい。一次循環ユニットは、複数の一次循環要素を備えてもよい。少なくとも１つの一次循環要素は、循環ラインを介して一次反応器から溶融ポリマーの部分量を循環させるように構成されたポンプとして具現化されてもよい。好ましくは、少なくとも１つの一次循環要素は、撹拌要素として具現化される。

【0015】

また、一次反応器が、溶融ポリマーの部分流の二次反応器内への供給のための出口ユニットを備え、出口ユニットがオーバーフロー領域を備えることが提案される。そのような実装形態は、有利なことに、一次反応器から二次反応器内への溶融ポリマーの選択的供給を可能にする。

【0016】

加えて、オーバーフロー領域の高さは、一次反応器内における滞留時間を設定するために可変的に調整可能であることが提案される。これは、有利なことに、柔軟性を向上させることを可能にする。特に、解重合されるポリマーの異なる組成に対して、滞留時間分布の柔軟な適応が可能になる。高さ調整は、例えば、オーバーフロー領域において上下に垂直方向に配置された出口ユニットの複数のオーバーフロー弁によって可能にされる。

【0017】

これに加えて、一次反応器は、循環領域とオーバーフロー領域との間に少なくとも１つの沈降ゾーンを備えることが提案される。これにより、効率的な動作が有利に可能になる。特に、有利な滞留時間分布、したがって一次反応器における高度の解重合が達成可能である。

【0018】

更に、反応装置が、二次反応器内の溶融ポリマーの充填レベルを調節するように構成された調節ユニットを備えることが提案される。これにより、特に効率的で柔軟な動作が有利に可能になる。好ましくは、調節ユニットは、少なくとも１つの充填レベルインジケータコントローラ（ＬＩＣ）と、充填レベルインジケータコントローラの信号を介して制御可能であり、二次反応器からの溶融ポリマーの出口を制御及び又は調節するように構成された少なくとも１つの調節弁とを備える。

【0019】

更に、加熱ユニットが、二次反応器の外側に配置され、二次反応器を加熱するように構成された少なくとも１つの二次熱交換器を備えることが提案される。これにより、効率的な熱供給が有利に可能になる。好ましくは、二次熱交換器は、シェル熱交換器として構成されており、その円周方向に沿って二次反応器を取り囲む。好ましくは、二次熱交換器は、解重合プラントの溶融塩システムを介して動作するように構成されている。

【0020】

更に、加熱ユニットが少なくとも１つの一次熱交換器を備えることが提案される。これにより、ポリマーの効率的かつ穏やかな溶融及び加熱並びに部分的解重合が有利に可能になる。好ましくは、一次熱交換器は、解重合プラントの溶融塩システムを介して動作するように構成されている。特に、一次熱交換器は、一次反応器内のポリマーを第１の温度、好ましくは２５０℃～３５０℃に加熱するように構成されており、二次熱交換器は、二次反応器内のポリマーの第１の温度とは異なる、特に第１の温度より高い、好ましくは３８０℃～５００℃、優先的には４２０℃～４８０℃の第２の温度への加熱のために構成されている。

【0021】

特に本発明の他の態様とは独立して及び組み合わせての両方で考慮され得る本発明の更なる態様では、反応装置は、一次反応器内の２つの対向する軸流の分離のために一次反応器内に配置されたガイドチューブを備えることが提案される。そのような実装形態は、有利なことに、一次反応器における効率的な流れ案内を可能にする。特に、既に溶融したポリマーは、第１の軸流でガイドチューブ内を上向きに搬送されてもよく、更に新たに追加されたまだ溶融していないポリマーと共に、第２の軸流でガイドチューブの外側を下向きに搬送されてもよい。あるいは、流れ方向を逆にしてもよく、既に溶融したポリマーが第１の軸流でガイドチューブ内を下向きに、第２の軸流でガイドチューブの外側を上向きに搬送されてもよい。したがって、特に効率的な溶融及び解重合が可能になる。

【0022】

加えて、一次熱交換器がガイドチューブを円周方向で少なくとも部分的に取り囲むことが提案される。そのような実装形態によって、有利なことに、熱伝達の向上が可能であり得る。

【0023】

特に本発明の他の態様とは独立して及び組み合わせて考慮され得る本発明の更なる態様では、反応装置は、塩素含有ポリマーの前処理のための前処理反応器を含み、前処理反応器は、一次反応器の上流に接続されており、一次反応器と共に反応器カスケードを形成することが提案される。そのような実装形態によって、効率を有利に更に向上させることができる。特に、ポリオレフィンに加えて、塩素含有ポリマー、例えばポリ塩化ビニル及び又はポリ塩化ビニリデンを反応装置によって解重合することができるという点で、資源効率を向上させることができる。更に、有利なことに、塩素含有成分が前処理反応器中で分離され、その結果、一次反応器及び又は二次反応器中でより高い温度で形成され得る、リスクのある塩素化合物、例えばダイオキシンの形成が効果的に防止される場合、安全性を高めることができる。好ましくは、前処理反応器及びその中に配置された及び又は前処理反応器の下流に直接接続された反応装置の構成要素、例えばパイプラインなどは、耐食性材料、例えばエナメル及び又はハステロイ及び又はチタン及び又はジルコニウム及び又はタンタルから作製される。反応装置は、好ましくは、前処理反応器における塩素含有ポリマーの一段階前処理のために構成されている。しかしながら、代替的に、反応装置が塩素含有ポリマーの多段階前処理のために構成されており、この目的のために、特に前処理カスケードに配置されてもよい複数の前処理反応器を備えることも考えられる。

【0024】

更に、加熱ユニットが、塩素含有ポリマーの加熱及び溶融並びに少なくとも部分的な解重合のための少なくとも１つの前処理熱交換器を備えることが提案される。これにより、効率を有利に更に向上させることができる。好ましくは、前処理熱交換器は、解重合プラントの溶融塩システムを介して動作するように構成されている。

【0025】

更に、反応装置が、溶融塩素含有ポリマーの循環のために前処理反応器内に配置された前処理循環ユニットを備えることが提案される。これにより、前処理の効率を有利に更に向上させることができる。前処理循環ユニットは、好ましくは少なくとも１つの撹拌要素を備える。前処理循環ユニットは、代替的に又は追加的に、少なくとも１つの循環ポンプを備えてもよい。

【0026】

更に、反応装置が、前処理反応器に接続された、前処理反応器内で生じる気相の後処理のための湿式分離器ユニットを備えることが提案される。これにより、前処理反応器内で生じる気相の効率的な後処理が有利に可能になる。湿式分離器ユニットは、好ましくは、ＮａＯＨ洗浄による後処理をするように構成されている。

【0027】

これに加えて、反応装置は、前処理反応器内で生じる液相から塩素の残留量を分離するために、前処理反応器と一次反応器との間に流体的に配置されたスタティックミキサーユニットを備えることが提案される。これは、有利なことに、反応装置の効率及び安全性を更に向上させることを可能にする。特に、塩素の残留量が一次反応器に入る前に完全に分離される場合、一次反応器並びに一次反応器の下流に接続されている解重合プラントのパイプライン及びプラント部分は、耐食性要件が対応してより低いので、より高級でないグレードの、したがってより費用効果が高い材料から有利に製造され得るので、材料及び又は費用効率を向上させることができる。スタティックミキサーユニットは、好ましくは、酸化カルシウムを添加し、塩素の残留量を塩化カルシウムに変換するように構成された少なくとも１つのスタティックミキサーを備える。

【0028】

本発明は更に、上述の実装形態のうちの１つによる反応装置と、一次反応器及び又は二次反応器内で生じるガス状解重合生成物の更なる処理のための少なくとも１つの精留塔とを有する解重合プラントに関する。そのような解重合プラントは、特に反応装置によって達成可能な効率に関する有利な特性によって特に優れている。反応装置及び精留塔に加えて、解重合プラントは、更なるユニット及び要素、特に好適なパイプライン、精留塔においてガス形態で生じる生成物の凝縮のための熱交換器などを含んでもよい。解重合プラントは、スチームクラッカーとは異なって実現される。

【0029】

本発明は更に、上述の解重合プラントによるポリマーの連続解重合のための方法であって、ポリマーが一次反応器に供給され、加熱され、溶融され、一次循環ユニットによる循環及び加熱ユニットによる熱供給によって一次反応器内で少なくとも部分的に解重合され、一次反応器内で生じるガス状解重合生成物が精留塔内での精留に供給される方法に基づく。

【0030】

溶融ポリマーの少なくとも一部の部分流が二次反応器に供給され、加熱ユニットによって供給される熱で更に解重合され、二次反応器内で生じる解重合生成物が精留ユニットでの精留に供給されることが提案される。そのような方法によって、ポリマーの特に効率的な連続解重合が有利に可能になる。ポリマーの加熱、溶融、及び解重合は、有利なことに、液体及び又はガスの補助相なしで行うことができる。解重合は、好ましくは、特にいわゆるスチームクラッカープロセスとは異なり、水蒸気が供給されることなく実施される。

【0031】

更に、精留塔内で生じる塔底生成物を二次反応器及び又は一次反応器に供給することが提案される。これは、有利なことに、本方法の効率を更に向上させることを可能にする。特に、精留塔内で生じる塔底生成物を二次反応器及び又は一次反応器に供給する場合、生成物収率を高めることができる。

【0032】

有利な実装形態では、本方法は、塩素含有ポリマーが一次反応器内に供給される前に前処理され、塩素含有成分がプロセス中に分離される前処理ステップを備えることが提案される。これにより、塩素含有ポリマーを使用することができるので、本方法の効率を有利に更に向上させることができる。

【0033】

本発明による反応装置、解重合プラント、および方法は、上述の用途および実装に限定されるものではない。特に、本明細書に記載される機能を果たすために、本発明による反応装置及び又は解重合プラントは、本明細書で与えられる数とは異なる数の個々の要素、構成要素およびユニットを備えてもよい。

【0034】

更なる利点は、以下の図面の説明から明らかになるであろう。図面には、本発明の２つの例示的な実施形態が示されている。図面、明細書、および特許請求の範囲は、複数の特徴を組み合わせて含んでいる。当業者であれば、これらの特徴を意図的に個々に考慮し、更なる好都合な組み合わせを見出すであろう。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】ポリマーの連続解重合のための反応装置による解重合の概略配管及び計装フロー図を示す図。

【図2】ポリマーの連続解重合のための反応装置を有する解重合プラントの更なる例示的な実施形態を概略配管及び計装フロー図で示す。

【図3】ポリマーの連続解重合のための反応装置の一次反応器を概略図で示す図。

【図4】ポリマーの連続解重合のための反応装置を有する解重合プラントの更なる例示的な実施形態を概略配管及び計装フロー図で示す図。

【図5】解重合プラントによるポリマーの連続解重合のための方法を説明するための概略的な方法フローチャートを示す図。

【発明を実施するための形態】

【0036】

例示的な実施形態の説明
図１は、解重合プラント６０ａの概略配管及び計装フロー図を示す。解重合プラント６０ａは、ポリマーの連続解重合のための、特に、ポリマー廃棄物（図示せず）からのポリオレフィン、例えばポリエチレン及び又はポリプロピレン及び又はポリスチレンの解重合のための反応装置１０ａを備える。

【0037】

解重合プラント６０ａは、ロータリー弁６２ａ、コンベヤスクリュー６４ａ、及び入口６６ａを備える。入口６６ａは、冷却水サイクル７０ａに接続された冷却セクション６８ａを備える。

【0038】

反応装置１０ａは、一次反応器１２ａを備える。一次反応器１２ａは入口６６ａに接続されている。解重合プラント６０ａの動作のために、例えば大袋からのポリマー廃棄物を、窒素供給ライン７２ａから不活性ガスとして窒素を同時に供給しながらロータリー弁６２ａを介して、入口６６ａを介してコンベヤスクリュー６４ａによって一次反応器１２ａに供給することができる。本明細書の冷却セクション６８ａは、ポリマー廃棄物の早すぎる溶融、したがって入口６６ａの閉塞を防止する。

【0039】

反応装置１０ａは、一次反応器１２ａ内のポリマーの加熱及び溶融のための、並びに少なくとも部分的な解重合のための加熱ユニット１４ａを更に備える。加熱ユニット１４ａは、少なくとも１つの一次熱交換器４０ａを備える。

【0040】

反応装置１０ａは、ガイドチューブ４２ａを備える。ガイドチューブ４２ａは、一次反応器１２ａ内に配置され、一次反応器１２ａ内の２つの対向する軸流を分離するように構成されている。一次熱交換器４０ａは、シェル熱交換器として実現され、一次反応器の外側に配置される。

【0041】

溶融塩は、一次熱交換器４０ａの動作のための熱媒体として使用される。解重合プラント６０ａは、溶融塩タンク７６ａ及び加熱デバイス７８ａ、例えば溶融炉など、を有する溶融塩システム７４ａを備える。硝酸カリウム及び又は硝酸ナトリウム及び又は亜硝酸カリウム及び又は亜硝酸ナトリウムから本質的になる溶融塩は、水中ポンプ（図示せず）によって溶融塩タンク７６ａから好適なパイプラインを介して一次熱交換器４０ａに搬送され、そこから溶融塩タンク７６ａ内に戻される。

【0042】

反応装置１０ａは、一次循環ユニット１６ａを更に備える。一次循環ユニット１６ａは、一次反応器１２ａ内の溶融ポリマーの循環のために構成されている。一次循環ユニット１６ａは、一次反応器１２ａ内に軸流を発生させるための少なくとも１つの一次循環要素２６ａを備える。この場合、一次循環ユニット１６ａは、一次撹拌ユニット２４ａとして実現される。一次循環ユニット１６ａの一次循環要素２６ａは、一次撹拌要素５８ａとして実現される。一次撹拌要素５８ａとして実現される一次循環要素２６ａは、一次反応器１２ａの循環領域３４ａ内に、すなわちガイドチューブ４２ａ内に配置される。

【0043】

反応装置１０ａの動作状態では、溶融ポリマーは、一次撹拌要素５８ａによってガイドチューブ４２ａ内で上向きの第１の軸流にされる。ガイドチューブ４２ａの上方では、溶融ポリマーは、入口６６ａを介して添加された更なるポリマー廃棄物と共に、ガイドチューブ４２ａの外側の第２の軸流で下向きに流れ、更なるポリマー廃棄物は、一次熱交換器４０ａによって溶融される。このプロセスの間に、溶融ポリマーは部分的に解重合される。あるいは、逆の流れ方向も考えられ、この場合、溶融ポリマーは、一次撹拌要素５８ａによってガイドチューブ４２ａ内で下向きの第１の軸流にされ、ガイドチューブの外側で上向きの第２の軸流で再び上昇する。

【0044】

解重合プラント６０ａは、精留塔５６ａを備える。精留塔５６ａには、一次反応器１２ａが接続されている。動作状態の一次反応器１２ａ内で生じるガス状解重合生成物は、精留塔５６ａの第１のステージに供給される。

【0045】

反応装置１０ａは、二次反応器１８ａを備える。二次反応器１８ａは、一次反応器１２ａの下流に接続されており、一次反応器１２ａと共に反応器カスケードを形成する。
一次反応器１２ａは、溶融ポリマーの部分流を二次反応器１８ａ内に供給するための出口ユニット２８ａを備える。出口ユニット２８ａは、オーバーフロー領域３０ａを備える。一次反応器１２ａは、少なくとも１つの沈降ゾーン３２ａを備える。沈降ゾーン３２ａは、循環領域３４ａとオーバーフロー領域３０ａとの間に配置される。動作状態では、一次反応器１２ａ内で溶融したポリマーの部分流は、沈降ゾーン３２ａを介してオーバーフロー領域３０ａ内に通過し、そこから二次反応器１８ａ内に移送される。

【0046】

反応装置１０ａは、二次反応器１８ａ内に半径方向流を作成するための少なくとも１つの二次循環要素２２ａを有する二次循環ユニット２０ａを備える。この場合、二次循環ユニット２０ａは、二次撹拌ユニット８０ａとして実現される。二次循環ユニット２０ａの二次循環要素２２ａは、二次撹拌要素８２ａとして具現化される。この場合、二次循環ユニット２０ａは、複数の二次循環要素２２ａを備え、これらは二次撹拌要素８２ａとして具現化され、撹拌軸に互いに上下に垂直方向に接続されている。明確にするために、図１では、二次循環要素２２ａのうちの１つのみに参照番号が与えられている。

【0047】

加熱ユニット１４ａは、少なくとも１つの二次熱交換器３８ａを備える。二次熱交換器３８ａは、二次反応器１８ａの外側に配置されている。二次熱交換器３８ａは、二次反応器１８ａの加熱のために構成されている。この場合、二次熱交換器３８ａは、シェル熱交換器として実現され、二次反応器１８ａの周りに円周方向に配置される。二次熱交換器３８ａは、溶融塩システム７４ａを介して供給される。図１では、溶融塩システム７４ａは、明確にするために簡略化して示されている。好ましくは、溶融塩システム７４ａは、一次反応器１２及び二次反応器１８内のポリマーを異なる温度に加熱することができるように、一次熱交換器４０ａ及び二次熱交換器３８ａに供給するための２つの別個の溶融塩サイクルを備える。動作状態では、溶融ポリマーは一次反応器１２ａから二次反応器１８ａ内に上部領域で供給され、下部領域で抜き出される。二次反応器１８ａを通過するとき、ポリマーは、二次循環要素２２ａによって生成される半径方向流によって容器壁に向かって外向きに移動され、ここで二次熱交換器３８ａによって更に加熱される。ここで生じたガス状解重合生成物は上昇し、精留塔５６ａの第２のステージに供給される。

【0048】

反応装置１０ａは、二次反応器１８ａの下流に接続された三次反応器８８ａを備える。三次反応器８８ａは水平に据え付けられ、撹拌アーム９２ａを備えている。
動作状態では、栓流が二次反応器１８ａ内に提供される。まだ解重合されていないポリマーは、二次反応器１８ａ内をゆっくりと下向きに沈み、三次反応器８８ａに供給される。反応装置１０ａは、調節ユニット３６ａを備える。栓流は、調節ユニット３６ａによって提供される。調節ユニット３６ａは、二次反応器１８ａ内の溶融ポリマーの充填レベルを調節するように構成されている。調節ユニット３６ａは、充填レベルインジケータコントローラ８４ａ及び調節弁８６ａを備える。調節弁８６ａは、充填レベルインジケータコントローラ８４ａを介して制御される。接続ラインは、二次反応器１８ａの下部領域の出口を三次反応器８８ａに接続する。ポリマーは、ポンプによって出口を介して二次反応器１８ａから取り出され、調節弁８６ａが開いているときに部分的に三次反応器８８ａ内に直接移送される。更に、接続ラインには、塩サイクル７４ａに接続された熱交換器１２６ａが配置されている。二次反応器１８ａから取り出されたポリマーの、部分流又は調節弁８６ａが閉じられている場合には全量は、熱交換器１２６ａを介して更に加熱され、ここで、生じたガス状解重合生成物は、精留塔５６ａの第３のステージに供給され、残りの液相は三次反応器に供給される。加熱ユニット１４ａは、三次反応器８８ａの外側にシェル熱交換器として配置され、溶融塩システム７４ａを介して供給される三次熱交換器９０ａを備える。撹拌アーム９２ａによって、溶融ポリマーは、薄層を形成しながら三次反応器８８ａの内壁に対して均一に分配されるように投げ出され、三次熱交換器９０ａを介して供給される熱によって更に解重合される。三次反応器８８ａ内で生じるガス状解重合生成物は、精留塔５６ａの第３のステージに供給される。カーボンブラック及び無機成分の残りの残留量は、廃棄ユニット９４ａに供給され、そこから残留画分１０８ａとして排出される。精留塔５６ａで生成された生成物は、精留塔５６ａの頂部でガス形態で生じ、熱交換器９８ａによって部分的に凝縮され、容器１０２ａに供給される。解重合生成物は、ガス状軽質留分１０４ａの形態及び液状重質留分１０６ａの形態で容器１０２ａから回収することができる。生成物の一部、特に軽質留分１０４ａからの生成物の一部は、例えば、溶融塩サイクル７４ａの加熱デバイス７８ａの動作のために使用することができる。熱交換器９８ａは、温水サイクル９６ａによって動作される。精留塔５６ａは、ディーゼル供給物１００ａを介して供給される。代替的に又は追加的に、精留塔５６ａは重質留分１０６ａを介して供給されることも考えられる。精留塔５６ａ内で生じる塔底生成物は、次に、二次反応器１８ａ及び又は一次反応器１２ａに供給することができる。

【0049】

本発明の３つの更なる例示的な実施形態が、図２～図４に示されている。以下の説明及び図面は、例示的な実施形態間の差異に実質的に限定され、同じ名称を有する構成要素、特に同じ参照番号を有する構成要素に関しては、原則として、他の例示的な実施形態、特に図１の図面及び又は説明も参照され得る。例示的な実施形態を区別するために、文字ａが図１の例示的な実施形態の参照番号に追加されている。図２～図４の例示的な実施形態では、文字ａが文字ｂ～ｄで置き換えられている。

【0050】

図２は、ポリマーの連続解重合のための反応装置１０ｂを有する解重合プラント６０ｂの更なる例示的な実施形態を概略配管及び計装フロー図で示す。
ポリエチレン及び又はポリプロピレン及び又はポリスチレンなどのポリオレフィンの解重合に加えて、反応装置１０ｂは、塩素含有ポリマー、例えばポリ塩化ビニルの解重合のためにも構成されている。

【0051】

先の例示的な実施形態と同様に、反応装置１０ｂは、一次反応器１２ｂ、二次反応器１８ｂ、及び三次反応器８８ｂを備える。反応装置１０ｂは、塩素含有ポリマーの前処理のための前処理反応器４４ｂを更に備える。前処理反応器４４ｂは、一次反応器１２ｂの上流に接続されており、一次反応器１２ｂと共に反応器カスケードを形成する。

【0052】

反応装置１０ｂは加熱ユニット１４ｂを備え、加熱ユニット１４ｂは、先の例示的な実施形態と同様に、溶融塩システム７４ｂを介して供給される。加熱ユニット１４ｂは、塩素含有ポリマーの加熱及び溶融並びに少なくとも部分的な解重合のための少なくとも１つの前処理熱交換器４６ｂを備える。図２では、溶融塩システム７４ｂは、明確にするために簡略化して示されている。好ましくは、溶融塩システム７４ｂは、３つの別個の溶融塩サイクル（図示せず）、すなわち、一次反応器１２ｂを加熱するための一次熱交換器４０ｂに供給するための第１の溶融塩サイクル、二次反応器１８ｂを加熱するための二次熱交換器３８ｂに供給するための第２の溶融塩サイクル、及び前処理熱交換器４６ｂに供給するための第３の溶融塩サイクルを含み、それにより、前処理反応器４４ｂ、一次反応器１２、及び二次反応器１８内のポリマーをそれぞれ異なる温度に加熱することができる。原則として、ポリマーが前処理反応器４４ｂ、一次反応器１２、及び二次反応器１８においてそれぞれ異なる温度に加熱され得るように、溶融塩タンクから出発して、最初に二次熱交換器３８ｂを介して、次に一次熱交換器４０ｂを介して、次に前処理熱交換器４６ｂを介して導かれる単一の溶融塩サイクルのみが使用されることも考えられる。

【0053】

反応装置１０ｂは、溶融塩素含有ポリマーの循環のために前処理反応器４４ｂ内に配置された前処理循環ユニット４８ｂを備える。前処理循環ユニット４８ｂは、撹拌要素として具現化される前処理循環要素５０ｂを備える。

【0054】

反応装置１０ｂは、前処理反応器４４ｂに接続された、前処理反応器４４ｂ内で生じる気相の後処理のための湿式分離器ユニット５２ｂを備える。湿式分離器ユニット５２ｂは、前処理反応器４４ｂ内で生じる気相からの塩酸のＮａＯＨ洗浄のために構成されており、水酸化ナトリウム供給部１２８ｂを介して供給される。反応装置１０ｂの運転状態において、ＮａＯＨ洗浄中に湿式分離器ユニット５２ｂ内で生じる塩化ナトリウム含有水は、塩化ナトリウム画分１３０ｂとして回収することができる。生じる廃ガスは廃ガス画分１３２ｂとして排出される。

【0055】

反応装置１０ｂは、前処理反応器４４ｂ内で生じる液相から塩素の残留量を分離するために、前処理反応器４４ｂと一次反応器１２ｂとの間に流体的に配置されたスタティックミキサーユニット５４ｂを備える。動作状態の前処理反応器４４ｂ内で生じる液相は、スタティックミキサーユニット５４ｂに供給され、スタティックミキサーユニット５４ｂでは、液相に残っている塩素含有成分を塩化カルシウムに変換するために酸化カルシウム供給部１３４ｂを介して酸化カルシウムが供給される。塩素含有成分が除去された溶融ポリマーは、一次反応器１２ｂに供給される。

【0056】

一次反応器１２ｂの機能に関しては、先の例示的な実施形態の上記説明を主に参照することができる。一次反応器１２ｂは、溶融ポリマーの部分流を二次反応器１８ｂに供給するための出口ユニット２８ｂを備え、二次反応器１８ｂは、一次反応器１２ｂの下流に接続されている。出口ユニット２８ｂは、オーバーフロー領域３０ｂを備える。先の例示的な実施形態とは対照的に、オーバーフロー領域３０ｂの高さは、一次反応器１２ｂにおける滞留時間を設定するために可変的に調整可能である。この目的のために、出口ユニット２８ｂは、第１のオーバーフロー弁１３６ｂと、第１のオーバーフロー弁１３６ｂの上方に配置された第２のオーバーフロー弁１３８ｂと、第２のオーバーフロー弁１３８ｂの上方に配置された第３のオーバーフロー弁１４０ｂとを備える。オーバーフロー弁１３６ｂ、１３８ｂ、１４０ｂのいずれを介してオーバーフロー領域３０ｂが二次反応器１８ｂに接続されるかに応じて、一次反応器１２ｂにおける滞留時間は、ポリマー出発物質の異なる組成への柔軟な応答を可能にするために、可変的に調整され得る。

【0057】

先の例示的な実施形態の一次反応器１２ａに対する一次反応器１２ｂの更なる違いは、一次撹拌要素５８ｂとして実現される、一次循環ユニット１６ｂの一次循環要素２６ｂを駆動するための撹拌シャフトが、上から一次反応器１２ｂ内に導入される一方で、図１の一次撹拌要素５８ａの撹拌シャフトが、下から一次反応器１２ａ内に挿入されることにある。

【0058】

解重合プラント６０ｂの更なる構成要素及び機能に関しては、先の例示的な実施形態の上記説明を参照することができる。
図３は、ポリマーの連続解重合のための反応装置１０ｃの一次反応器１２ｃを概略図で示す。先の例示的な実施形態の一次反応器１２ａ及び１２ｂとは対照的に、一次反応器１２ｃはガイドチューブなしで実現される。

【0059】

反応装置１０ｃは、一次循環ユニット１６ｃを備える。一次循環ユニット１６ｃは、一次反応器１２ｃ内の溶融ポリマーの循環のために構成されている。一次循環ユニット１６ｃは、一次反応器１２ｃ内に軸流を作成させるための少なくとも１つの一次循環要素２６ｃを備える。先の例示的な実施形態と同様に、一次循環ユニット１６ｃは、一次撹拌ユニット２４ｃとして実現され、一次撹拌要素５８ｃとして具現化される一次循環要素２６ｃを備える。一次循環ユニット１６ｃは、更なる一次循環要素１１０ｃを備える。更なる一次循環要素１１０ｃは、循環ポンプ１１２ｃとして実現される。原則として、一次撹拌要素５８ｃを省略し、一次反応器１２ｃを循環ポンプ１１２ｃのみで動作させることも考えられる。

【0060】

反応装置１０ｃは、一次反応器１２ｃ内のポリマーの加熱及び溶融のため、並びに少なくとも部分的な解重合のための加熱ユニット１４ｃを備える。加熱ユニット１４ｃは、少なくとも１つの一次熱交換器４０ｃを備える。一次熱交換器４０ｃは、一次反応器１２ｃの外側で一次反応器１２ｃの循環ライン１１４ｃ上に配置されている。

【0061】

反応装置１０ｃの動作状態では、溶融ポリマーは、循環ポンプ１１２ｃによって循環ライン１１４ｃを介して一次反応器１２ｃの下部領域から吸い出すことができ、一次熱交換器４０ｃによって更に加熱することができ、上部領域において一次反応器１２ｃ内に戻すことができる。あるいは、循環ライン１１４ｃを通る逆のポンピング方向も考えられる。

【0062】

原則として、先の例示的な実施形態に示された二次反応器１８ａ、１８ｂ及び又は第２の例示的な実施形態の前処理反応器４４ｂは、この例示的な実施形態に示された一次反応器１２ｃと同様に実現することもでき、一次反応器１２ｃに関して上述した特徴を含むことができる。

【0063】

反応装置１０ｃは、解重合プラント６０ｃの一部であり、一次反応器１２ｃの下流に接続されており、一次反応器１２ｃと共に反応器カスケードを形成する二次反応器（図示せず）を備える。一次反応器１２ｃに関する違いを除いて、解重合プラント６０ｃの実装形態に関しては、先の例示的な実施形態の解重合プラント６０ａ又は解重合プラント６０ｂの上記説明を参照することができる。

【0064】

図４は、ポリマーの連続解重合のための反応装置１０ｄを有する解重合プラント６０ｄの更なる例示的な実施形態を概略配管及び計装フロー図で示す。
解重合プラント６０ｄは、反応装置１０ｄの一次反応器１４ｄの実装に関して、第２の例示的な実施形態の解重合プラント６０ｂと異なる。反応装置１４ｄは、一次熱交換器４０ｄを有する加熱ユニット１４ｄを備える。反応装置１０ｄは、一次反応器１４ｄ内の２つの対向する軸流を分離するように構成されたガイドチューブ４２ｄを更に備える。先の例示的な実施形態とは異なり、一次熱交換器４０ｄは、一次反応器１４ｄ内に配置され、ガイドチューブ４２ｄを円周方向に少なくとも部分的に取り囲む。一次熱交換器４０ｄは、シェルアンドチューブ熱交換器として実現されており、複数のチューブを備えそれらの間に配置された流路（参照番号が付されていない）を備える。

【0065】

反応装置１０ｄは、一次循環ユニット１６ｄを更に備える。一次循環ユニット１６ｄは、一次反応器１２ｄ内の溶融ポリマーの循環のために構成されている。先の例示的な実施形態と同様に、一次循環ユニット１６ｄは、一次反応器１２ｄ内に軸流を作成させるための少なくとも１つの一次循環要素２６ｄを備える。この場合、一次循環ユニット１６ｄは、一次撹拌ユニット２４ｄとして実現される。一次循環ユニット１６ｄの一次循環要素２６ｄは、一次撹拌要素５８ｄとして実現され、ガイドチューブ４２ｄ内に配置される。

【0066】

反応装置１０ｄの動作状態では、溶融ポリマーは、一次撹拌要素５８ｄによってガイドチューブ４２ｄ内で上向きの第１の軸流にされ得る。ガイドチューブ４２ｄの上方では、溶融ポリマーは、入口６６ｄを介して添加された更なるポリマー廃棄物と共に、ガイドチューブ４２ｄの外側の第２の軸流で、一次熱交換器のチューブ間の流路を通って下向きに流れ、更なるポリマー廃棄物は、一次熱交換器４０ｄによって溶融される。このプロセスの間に、溶融ポリマーは部分的に解重合される。

【0067】

反応装置１０ｄは、塩素含有ポリマーの前処理のための前処理反応器４４ｄを備える。前処理反応器４４ｄは、一次反応器１２ｄの上流に接続されており、一次反応器１２ｄと共に反応器カスケードを形成する。加熱ユニット１４ｄは、塩素含有ポリマーの加熱及び溶融並びに少なくとも部分的な解重合のための少なくとも１つの前処理熱交換器４６ｄを備える。この場合、前処理反応器４４ｄは、図２の例示的な実施形態と同様に実現される。しかしながら、代替的に、反応装置１０ｄが前処理反応器４４ｄ内に配置された更なるガイドチューブ（図示せず）を備えることも考えられる。更に、前処理反応器４４ｄが一次反応器１０ｄと実質的に同一であるように実現されるように、前処理熱交換器４６ｄが前処理反応器４４ｄ内に配置され、更なるガイドチューブを円周方向に取り囲むことが考えられる。

【0068】

解重合プラント６０ｄの更なる構成要素及び機能に関しては、図２の例示的な実施形態の上記説明を別様に参照することができる。
原則として、先の例示的な実施形態を参照して説明した特徴の更なる組み合わせが考えられる。例えば、一次反応器及び二次反応器及び又は前処理反応器は、互いに実質的に同一であるように実現され得るか、又は１つの反応器に関して上述した特徴は、他の反応器の１つ以上に同様に移転され得る。

【0069】

図５は、解重合プラントによるポリマーの連続解重合のための方法を説明するための概略的な方法フローチャートを示しており、先の例示的な実施形態の解重合プラント６０ａ、解重合プラント６０ｂ、又は解重合プラント６０ｃ、又は解重合プラント６０ｄが、本方法を実行するために使用され得る。

【0070】

本方法は、少なくとも３つの方法ステップを含む。本方法の第１の方法ステップ１１８では、ポリマー、特にポリマー廃棄物の形態のポリマーは、一次反応器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに供給される。一次反応器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄでは、ポリマーは、一次循環ユニット２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄによる循環及び加熱ユニット１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄによる熱供給により、加熱され、溶融され、少なくとも部分的に解重合され、ここで、プロセスにおいて生じるガス状解重合生成物は、精留塔５６ａ、５６ｂ、５６ｄでの精留に供給される。好ましくは、ポリマーは、第１の方法ステップ１１８において、２５０℃～３５０℃、特に優先的には３００℃の温度に加熱される。本方法の第２の方法ステップ１２０では、溶融ポリマーの少なくとも一部の部分流は、二次反応器１８ａ、１８ｂ、１８ｄに供給され、加熱ユニット１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄによる熱供給によって更に解重合され、プロセスにおいて生じるガス状解重合生成物は、精留塔５６ａ、５６ｂ、５６ｄに供給される。好ましくは、部分流は、第２の方法ステップ１２０において、３８０℃～５００℃、特に優先的には４２０℃～４８０℃の温度に加熱される。本方法の第３の方法ステップ１２２では、方法ステップ１１８、１２０でまだ解重合されていない二次反応器１８ａ、１８ｂからの成分が、更なる解重合のために、直接又は熱交換器１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｄを介して三次反応器８８ａ、８８ｂ、８８ｄに供給される。第３の方法ステップ１２２では、三次反応器８８ａ、８８ｂへの供給において生じる、及び又は三次反応器８８ａ、８８ｂ内で生じるガス状解重合生成物は、精留塔５６ａ、５６ｂに供給される。方法ステップ１１８、１２０、１２２と同時に、ガス状解重合生成物の精留が精留塔５６ａ、５６ｂ、５６ｄで行われ、精留塔５６ａ、５６ｂ内で生じる塔底生成物は、二次反応器１８ａ、１８ｂ、１８ｄ及び又は一次反応器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに供給される。精留塔５６ａ、５６ｂ、５６ｄの頂部で生じる生成物のその後の部分凝縮の後、これらは、熱交換器９８ａを介して部分的に凝縮される。この後、軽質留分１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｄ及び重質留分１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｄを回収することができる。

【0071】

塩素含有ポリマーの処理のために、本方法は、第１の方法ステップ１１８の上流に配置される任意の前処理ステップ１１６を含んでもよい。前処理ステップ１１６では、塩素含有ポリマーは、一次反応器１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ内に供給される前に前処理され、塩素含有成分は、プロセスにおいて分離される。

【0072】

前処理ステップ１１６は、好ましくは、第２の例示的な実施形態に記載されている前処理反応器４４ｂによって、又は第４の例示的な実施形態に記載されている前処理反応器４４ｄによって、及びそれらに接続されているスタティックミキサーユニット５４ｂ又は混合ユニット５４ｄによって実現される。塩素含有ポリマーは、前処理熱交換器４６ｂ、４６ｄによって、前処理反応器４４ｂ、４４ｄ内で加熱され、溶融され、少なくとも部分的に解重合される。前処理反応器４４ｂ、４４ｄ内で生じる気相の後処理は、湿式分離器ユニット５２ｂ、５２ｄでのＮａＯＨ洗浄によって実現される。生じる液相は、スタティックミキサーユニット５４ｂ、５４ｄに供給され、ここで、残留塩素画分は、酸化カルシウムを添加することによってスタティックミキサーユニット５４ｂ、５４ｄ中で塩化カルシウムに変換される。塩素含有成分が除去された溶融ポリマーは、一次反応器１２ｂ、１２ｄに供給され、そこで次に第１の方法ステップ１１８が実施される。

【符号の説明】

【0073】

１０…反応装置、１２…一次反応器、１４…加熱ユニット、１６…一次循環ユニット、１８…二次反応器、２０…二次循環ユニット、２２…二次循環要素、２４…一次撹拌ユニット、２６…一次循環要素、２８…出口ユニット、３０…オーバーフロー領域、３２…沈降ゾーン、３４…循環領域、３６…調節ユニット、３８…二次熱交換器、４０…一次熱交換器、４２…ガイドチューブ、４４…前処理反応器、４６…前処理熱交換器、４８…前処理循環ユニット、５０…前処理循環要素、５２…湿式分離器、５４…スタティックミキサーユニット、５６…精留塔、５８…一次撹拌要素、６０…解重合プラント、６２…ロータリー弁、６４…コンベヤスクリュー、６６…入口、６８…冷却セクション、７０…冷却水サイクル、７２…窒素供給ライン、７４…溶融塩システム、７６…溶融塩タンク、７８…加熱デバイス、８０…二次撹拌ユニット、８２…二次撹拌要素、８４…充填レベルインジケータコントローラ、８６…調節弁、８８…三次反応器、９０…三次熱交換器、９２…撹拌アーム、９４…廃棄ユニット、９６…温水サイクル、９８…熱交換器、１００…ディーゼル供給物、１０２…容器、１０４…軽質留分、１０６…重質留分、１０８…残留画分、１１０…更なる一次循環要素、１１２…循環ポンプ、１１４…循環ライン、１１６…前処理ステップ、１１８…第１の方法ステップ、１２０…第２の方法ステップ、１２２…第３の方法ステップ、１２６…熱交換器、１２８…水酸化ナトリウム供給部、１３０…塩化ナトリウム画分、１３２…廃ガス画分、１３４…酸化カルシウム供給部、１３６…第１のオーバーフロー弁、１３８…第２のオーバーフロー弁、１４０…第３のオーバーフロー弁。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【国際調査報告】