KR100390236B1 - 중고합성수지 또는 폐합성수지로부터 합성원재료 및 연료성분을 재생하는 방법 - Google Patents

Abstract

이 발명은 특허출원 P 43 11 034.7에 따라서 중고의 또는 폐기물의 합성수지로부터 화학원재료 및 액체의 연료성분들을 회수하기 위한 방법에 관한 것이다. 이 방법에 의하여 생산된 해중합체의 적어도 부분류가 석탄과 함께 해탄화공정을 당하거나, 열적인 활용시스템에 공급되거나 또는 용광로 공법으로 환원제로서 들여 보내어 진다. 해중합체는 역청탄 또는 역청탄 제품들을 위한 첨가물로서 사용되어 질 수 있다.

Description

중고 합성수지 또는 폐합성수지로부터 합성 원재료 및 연료성분을 재생하는 방법

본 발명은 중고 합성수지 또는 폐합성수지로부터 화학물질 원재료 및/또는 액상 연료 성분을 재생하는 방법 및, 상기 방법에 따라 형성되는 해중합체(depolymerization product)를 이용하는 방법에 관한 것으로, 여기서 상기 중고 합성수지 또는 폐합성수지는 높은 온도에서, 선택적으로 액체 보조상, 용제 또는 용제 혼합물의 첨가 하에 해중합되며, 이에 의해 기체상이고 응축 가능한 해중합산물(응축물) 및 펌핑될 수 있는 점성인 점결상(sump phase; 해중합체)을 포함하는 해중합 산물이 형성되고 상기 응축물 및 해중합체는 별도의 부분 흐름으로 추출되며, 서로 분리되어 가공된다. 이러한 방법은 DE-A-4,311,034 호에 기재되어 있다.

상기 해중합 산물은 본질적으로 3개의 주요 생산 흐름으로 분할된다 :

1) 중고 합성수지 혼합물에 기초하는 15 내지 85중량%의 해중합체는 조성 및 개별적인 필요조건에 의존하여, 점결상 수소첨가반응, 고압가스화, 저온 건류(low temperature carbonization, 열분해), 및/또는 다른 공정 및 용도로 안내되는 부분 생산 흐름으로 재분할될 수 있다.

그것들은 대부분 약 480℃ 이상에서 비등하는 무거운 탄화수소들이고, 이들 모두는 알미늄-박막, 안료, 충진제, 유리섬유등과 같은 중고 합성수지 및 폐합성수지들과 함께 상기 공정 내로 안내되는 비활성물질을 포함한다.

2) 중고 합성수지 혼합물에 기초하는 10 내지 80중량%, 바람직하게는 20 내지 50 중량%의 응축물은 25℃ 내지 520℃의 범위에서 비등하고 유기적으로 결합된 염소를 약 1,000ppm까지 포함할 수 있다.

상기 응축물은, 예를들면, 고정적으로 시판되는 Co-Mo-또는 Ni-Mo-촉매상에서 수소처리에 의해 고급 합성원유(Syncrude)로 변환될 수 있거나 또는 탄화수소를 함유하는 기본 물질로써 직접 내염소성(chlorine-tolerating) 화학-기술 또는 통상적인 정제 방법으로 또한 직접적으로 안내될 수 있다.

3) 중고 합성수지 혼합물에 기초하는 약 5 내지 20 중량%의 양의 가스는 메탄, 에탄, 프로판 및 부탄이외에, 주로 염화수소 및 용이하게 휘발하는, 염소 함유 탄화수소 화합물과 같은 가스상의 할로겐수소를 또한 포함할 수 있다.

상기 염화수소는 예를들면 30% 염산 수용액을 얻기 위하여 가스 흐름으로부터 물로 정화될 수 있다. 잔여개스는 점결상 수소첨가반응 또는 수소처리기에서 수소첨가를 통하여 유기적으로 결합된 염소가 제거되고 예를들면 가스 정제 공정으로 안내될 수 있다.

여기서 상기 공정 파라미터는 가능한한 높은 비율의 응축물이 형성되도록 선택된다.

상기 개별적인 생산 흐름, 특히 상기 응축물은, 예를들면, 에칠렌 유닛에서 올레핀 제조를 위한 원재료로서, 원재료의 재활용의 관점에서 그것의 또 다른 공정 과정에서 이어서 사용될 수 있다.

상기 방법의 장점은 중고 합성수지 또는 폐합성수지의 무기질 부성분(inorganic secondary components)이 점결상에 농축되는 한편 상기 성분을 포함하지 않는 응축물이 더적은 비용의 방법으로 더 가공될 수 있다는 것이다. 특히, 온도 및 지속시간과 같은 공정 파라미터의 최적의 조정에 의하여 한편으로는 상대적으로 높은 비율의 응축물이 형성되고, 다른 한편으로는 상기 공정 조건하에서 펌핑가능하게 남아있는 점결상의 점성 해중합체가 형성되도록 한다. 평균 지속시간의 경우에 10℃ 만큼의 온도의 상승은 액상으로 변환되는 반응물의 수율을 50%이상 상승시킨다는 사실이 유용한 근사치로서 제공된다. 제 6 도에는 2개의 전형적인 온도에 대한 지속시간의 의존도가 도시된다.

본 발명에 바람직한 해중합 온도 범위는 150 내지 470℃ 이다. 250 내지 450℃의 범위가 더욱 바람직하다. 지속시간은 0.1 내지 20시간에 달한다. 1 내지 10시간의 범위가 일반적으로 충분한 것으로서 증명되었다. 압력은 덜 중요한 파라미터이다. 즉, 예를들면, 휘발성 성분들이 상기 방법과 관련된 이유때문에 배출되어야 한다면, 본 방법은 감소된 압력하에서 수행되는 것이 절대적으로 바람직할 수 있다. 그러나, 상대적으로 높은 압력은 물론 실용적이지만, 더 높은 설비비를 필요로 한다. 일반적으로 상기 압력은 0.01 내지 300bar, 특히 0.1 내지 100bar의 범위이다. 상기 방법은, 예를 들면, 약 2bar에 이르는 보통 압력 또는 그보다 약간 높은 압력하에서 유리하게 수행될 수 있고, 이는 상기 설비비를 분명히 감소시킨다. 상기 해중합체로부터 가능한한 완전히 가스를 제거할 수 있도록 하기 위하여, 그리고 응축물 비율을 더욱 증가시키기 위하여, 본 방법은 약 0.2bar까지의 약간 감소된압력하에서 수행되는 것이 바람직하다.

상기 해중합은, 예를 들면, 교반기관 반응기와 같은 통상적인 반응기에서 실시될 수 있으며, 이것은 압력 및 온도와 같은 적절한 공정 파라미터로 설계된다. 적합한 반응기는 비공개 독일 특허 출원 P 4,417,721.6 호 및 P 4,428,355.5 호에 기술되어 있다. 바람직하게는 상기 반응기 내용물은 과열을 막기 위하여 상기 반응기에 접속된 순환시스템을 거쳐서 이동된다. 바람직한 특정 실시예에 있어서, 상기 순환시스템은 노/열교환기 및 고효율 펌프를 포함한다. 상기 방법의 장점은 외부의 노/열교환기를 거치는 높은 순환류는, 한편으로, 순환시스템내 재료의 불가피한 온도 상승을 적게하게, 다른 한편으로는, 노/열교환기에서 유리한 전달 조건이 적당한 벽 온도를 가능하게 한다는 것이다. 이러한 방법으로, 국부적인 과열 및 이로써 제어되지 않는 분해 및 코크스 형성이 극도로 회피된다. 반응기 내용물의 가열은 비교적 매우 온화하게 이루어진다. 높은 순환류는 바람직하게는 고효율 회전 펌프를 가지고 달성된다. 그러나 이것은 순환시스템의 다른 민감한 요소들과 마찬가지로 부식되기 쉽다는 단점을 갖는다.

이것은 순환시스템으로 배출된 상기 반응기 내용물이 상기 시스템내로 진입하기 전에 배출 도관(removal conduit)에 일체화된 상승부를 통과하며, 여기서 상응하게 높은 침강속도를 갖는 조대한 고체 입자가 분리된다는 점에 의해 상쇄될 수 있다.

상기 반응기는 순환시스템을 위한 배출장치가 본질적으로 액상의 반응기 내용물을 위한 상승부 내에 놓이도록 설계된다. 본질적으로 상기 상기 상승부의 치수에 의해 결정되고 순환류의 치수에 의해 결정되는 상승속도의 적절한 특정에 의하여, 부식을 일으키는, 높은 침강속도를 갖는 입자들이 순환되지 못하도록 할 수 있다. 반응기 내부의 상기 상승부는 튜브의 형상으로 설계될 수 있으며 이것은 반응기에서 본질적으로 수직하게 부착되어 있다(제 1도 참조).

튜브 대신에 상기 상승부는 상기 반응기를 단편들로 세분하는 분리벽을 갖는 것에 의해 또한 달성될 수 있다.(제 2도 참조).

튜브 또는 분리벽은 반응기 덮개로 덮혀지지 않고 충진 레벨 위로 돌출된다. 상기 튜브 또는 분리벽은 반응기 내용물이 방해받지 않고 큰 난류(turbulence)없이 상승부 내로 유입될 수 있도록 반응기의 저면으로부터 멀리 떨어져 있다.

상기 고체들은 상기 해중합체의 분량과 함께 상기 반응기의 저면으로 배출되고, 이것은 또다른 공정으로 안내된다. 침강된 비활성 물질들이 가능한한 완전히 반응기로부터 제거되기 위하여 해중합체의 제거 장치는 바람직하게는 하부 영역에, 특히 상기 반응기의 저면에 위치된다.

비활성물질의 가장 완전한 제거가 가능하도록 더욱 보조하기 위하여, 상기 반응기는 아래쪽으로 뾰족해지며, 바람직하게는 저면에서, 예를 들어, 원추형으로 뾰족해지거나, 또는 그 첨두위에 서있는 원추형 덮개로 설계된다.

제 1도는 일실시예에 따른 장치를 도시한다. 중고 합성수지 및 폐합성수지는 예를 들면 공압적으로(pneumatically) 가스가 통하지 않게 닫혀진 적량 조절장치(metering device; 14)에 의해 공급장치(18)를 통하여 공급 컨테이너(13)로부터 반응기 내로 안내된다. 이러한 적량조절장치로서, 예를 들면, 물레방아 바퀴형 수문(bucket wheel sluice)이 매우 적합하다. 해중합체는, 포함된 비활성물질과 함께, 장치(7)를 거쳐서 반응기의 저면으로 제거될 수 있다. 합성수지의 첨가뿐만 아니라 해중합체의 제거는 연속적으로 유리하게 수행되며, 상기 반응기 내용물의 일정한 충진 레벨(3)이 대략적으로 유지되도록 설계된다. 발생된 가스 및 응축가능한 산물은 장치(4)를 거쳐서 상기 반응기의 두부로부터 제거된다. 상기 반응기의 내용물은 순환시스템으로의 배출 도관(16)을 거쳐서, 펌프(5)를 사용하여, 온화한 가열을 위하여 노/열교환기(6)에 안내되며, 그리고 유입도관(17)을 통하여 반응기(1)로 재순환된다. 상기 반응기 순환류를 위한 상승부(2)를 형성하는 튜브(20)는 반응기(1) 내에 위치된다.

반응기로부터 제거된 해중합체류는 순환류보다 10 내지 40 인자 만큼 더 작다. 상기 해중합체류는 예를 들면 습식제분기(9)를 거쳐서 그 안에 포함된 비활성 성분을 또다른 공정을 위해 허용되는 크기로 가져오기 위하여 이동된다. 그러나 상기 해중합체류는 또한 또다른 분리장치(8)를 거쳐서 안내될 수 있으며, 여기서 이것은 비활성 성분들로부터 아주 분리된다. 적합한 분리장치는, 예를 들면, 하이드로사이클론(hydrocyclones) 또는 디캔터(decanters)이다. 상기 비활성 성분(11)은 이때 분리되어 제거되며, 그리고, 예를 들면, 재활용 공정으로 공급될 수 있다. 선택적으로 이동된 상기 해중합체류의 일부는 습식제분기를 거치거나 또는 분리장치를 거쳐서, 펌프(10)를 이용하여 다시 반응기로 되돌아올 수 있다. 나머지 부분은, 예를 들면, 점결상 수소첨가, 저온 건류 또는 가스화와 같은 재활용 공정(12)으로 안내된다. 해중합체의 일부는 도관(15)을 거쳐서 직접 순환시스템으로부터 제거되고 또다른 공정으로 안내될 수 있다.

제 2 도는 제 1 도와 유사하게 구성된 반응기를 도시하는데, 상기 상승부가 튜브에 의하여 형성되지 않고 분리벽(19)에 의하여 나머지 반응기의 내용물로부터 분리되는 반응기 단편에 의하여 형성되는 차이를 갖는다.

가정에서 수집된 물건으로부터 중고 합성수지 및 폐합성수지를 이용하는 경우에, 분리장치(8)를 거쳐서 배출되는 비활성 성분(11)은 주로 알루미늄으로 구성되며, 이 알루미늄은 상기 방법으로 재료의 재활용 공정으로 안내될 수 있다. 게다가 상기 알루미늄의 배출 및 재활용은 또한 합성 포장 재료를 완전하게 활용하는 가능성을 열어준다. 상기 활용은 합성수지 포장 재료와 함께 이루어 질 수 있다. 이것은 상기 포장 재료의 분리가 생략될 수 있다는 장점을 제공한다. 합성 포장 재료는 통상적으로 합성수지 및/또는 알루미늄 필름과 결합된 종이 또는 판지(cardboard)로 되어 있다. 상기 합성수지 부분은 반응기내에서 액화되며, 종이 및 판지는 1차섬유로 분해되며, 이들은 낮은 침강 경향 때문에 상기 액체를 뒤따른다. 상기 알루미늄은 다량으로 재생될 수 있다. 합성수지 및 종이는 해중합이 수행된후 원재료의 활용 단계로 공급될 수 있다.

제 3도는 각각 상이한 온도 수준에서 작동될 수 있는 2개의 컨테이너를 가진 해중합 유닛을 도시한다. 제 1 해중합 컨테이너(28)는 수문(sluice; 31)을 거쳐서 현존하는 뜨거운 해중합체로 공급되는 중고 합성수지 및 폐합성수지와 급속하게 혼합될 수 있도록, 예를 들면, 교반기(33)를 구비한다. 하류의 제 2 해중합 컨테이너(1)는 제 1 도의 반응기에 해당한다. 본질적으로 펌프(5)와노/열교환기(6)로 구성되는 온화한 가열을 위한 순환은 따라서 고체에서는 매우 낮다. 고체의 성분을 포함하는 해중합체는 상기 반응기의 저면에서 제거된다. 상기 컨테이너(1)의 배출장치(7)에서 고체/액체의 양적 비율은 1:1 내지 1:1000 사이에 놓일 수 있다.

바람직하게는, 상기 배출장치(7)는 본질적으로 상기 목적을 위해 직각으로 위치된, 바로 하류에 연결된 분지(branch; 22)를 갖는 트랩부(trap sector; 21)이다.

상기 트랩부(21) 및 분지(22)는 T자형상의 튜브로서 설계될 수 있다.

상기 분지는 또한 기계적인 분리보조구(23)를 가지고 설비될 수 있다.

현존하는 조건 하에서 본질적으로 액상인 해중합체의 유기 성분의 흐름은 상기 분지(22)를 거쳐서 가공 유닛에 도달하거나 배출될 수 있다. 상기 해중합체는 펌프(27)를 거쳐서 또는 적어도 부분적으로 도관(32)을 거쳐서 반응기(1)로 또한 복귀될 수가 있다.

상기 배출된 양은 배출된 고체의 양의 천배까지 이를 수 있다. 극단적인 경우 및 아마도 일시적으로, 아무것도 분지(22)를 거쳐서 배출되지 않을 수도 있다. 상기 분지(22)를 거쳐서 배출된 해중합 양의 특정에 의하여, 상기 고체의 신뢰할만한 배출을 위한 적합한 흐름비가 보장될 수 있다. 동시에 배출된 흐름은 가능하다면, 고체입자들이 상당한 정도로 반출되지 않도록 치수가 정해져야 한다. 배출된 양에 대한 배출된 고체의 양의 비율은 1:50 내지 1:200이 되는 것이 바람직하다.

상기 트랩부(21) 또는 트랩 튜브는 특별한 특정 실시예에서는 하단부에수문(24)이 설치된다. 상기 수문의 상부에는 소제오일(flushing oil)을 위한 공급장치(25)가 설치된다.

제 5 도는 공정기술적인 대안을 나타내며, 여기서 분리장치(26)는 상기 트랩부(21)에 직접적으로 하류에 연결된다. 소제오일을 위한 공급장치(25)는 이것상에 설치되는 것이 바람직하다.

상기 공급장치(25)를 거쳐서 상기 해중합체의 밀도보다 더 높은 밀도를 갖는 소제오일이 상기 액체의 낮은 흐름비를 형성하도록 하는 양으로 첨가되고, 그다음 공급장치(25) 및 분지(22) 사이의 트랩부 내에서 상방으로 안내된다. 이것은 상기 트랩부(21) 또는 트랩 튜브가 상기 분지(22) 아래에서 항상 상대적으로 신선한 소제오일로 채워지는 것을 가능하게 한다. 소제오일을 갖는 소위 안정층이 트랩부(21)의 상기 부분에 존재한다. 분지(22)를 거쳐 아무것도 배출되지 않는 경우, 상기 소제오일은 트랩부(21) 내에서 상승하며, 그리고 결국에는 반응기(1)에 도달된다.

바람직하게는 해중합체의 유기 성분의 주된 양이 분지(22)를 통하여 배출되는 반면, 충분한 침강속도를 가지며 해중합체 내에 포함되어 있는, 대부분의 무기질 고체 입자는 소제오일로 채워진 트랩부(21) 부분을 통과한다. 이에 더하여, 상기 고체 입자에 여전히 부착되어 있는 유기 해중합체 성분이 세척되거나 또는 소제오일 내에서 용해된다.

상기 해중합체와 소제오일 사이의 밀도 차이는 적어도 0.1g/ml, 바람직하게는 0.3 내지 0.4 g/ml 이어야 한다. 상기 해중합체는 400℃의 온도에서 0.5 g/ml의밀도를 가진다. 적합한 소제오일로써, 예를 들면, 약 0.8 g/ml의 밀도를 갖는 약 100℃에로 가열된 진공 가스 오일이 사용될 수 있다.

상기 소제오일로 채워진 트랩부(21)의 길이는 상기 트랩부(21)의 하단부에 있는 고체 입자들이 부착되어 있는 유기 해중합체 성분이 적어도 상당부분 떨어져 나가도록 치수가 정해진다. 이것은 또한 투입된 해중합체 및 사용된 소제오일의 종류, 조성, 온도 및 양에 의존한다. 전문가는 비교적 간단한 시험에 의하여 소제오일로 채워진 트랩부(21)의 최적 길이를 결정할 수 있다.

제 3도에 도시된 바와같이, 상기 고체 입자들은 소제오일의 일부와 함께 수문(24)을 거쳐서 배출된다. 수문(24)은 이전 및 이후의 유닛 파트의 압력에 따른 분리를 위하여 사용된다. 물레방아 바퀴형 수문이 사용되는 것이 바람직하다. 그러나 정기 사이클(timed cycle) 수문과 다른 유형의 수문이 상기의 목적을 위하여 적합하다. 배출된 혼합물은 약 40 내지 60 중량%의 고체 함량을 갖는다.

적당하게, 소제오일과 고체입자들의 분리를 위한 또다른 분리장치(26)가 수문(24)에 뒤따른다.

바람직하게는, 드래그 콘베이어 또는 스크류 콘베이어가 분리장치(26)로서 사용된다. 이것들은 이송방향에서 경사지게 상방을 향하고 있다. 30 내지 60°, 특히 약 45°의 수평면에 대한 각도가 바람직하다.

제 5 도는 또다른 공정 실시예를 도시한다. 여기서, 고체 입자들은 상기 트랩부(21)의 통과 후에 즉시 분리장치(26)를 통과한다. 요구되는 액체 수준(34)은, 예를들면 질소로 구성된 가스 쿠션(gas cushion)을 거쳐서 소제오일의 공급에 의하여 분리장치(26)내에서 달성된다. 소제오일로부터 상당히 분리된 고체 입자들은 이어서 예를 들면 물레방아 바퀴형 수문 또는 정기 사이클 수문과 같은 수문(24)을 거쳐서 배출된다.

제 3 도에는 적합한 분리장치로서 작동될 수 있는 배수 스크류장치(26)가 개략적으로 도시된다. 예를들어, 중간 증류 오일과 같은, 낮은 밀도를 갖는 소제오일이 도관(30)을 통하여 제공될 수 있다. 이러한 방법으로, 더 무거운 소제오일이 고체 입자로부터 세척되어 나간다. 낮은 점도의 가벼운 소제오일은 용이하게 더 간단한 방법으로 고체 입자로부터 적어도 상당하게 분리된다. 소비된 소제오일은 도관(29)을 거쳐서 배출되거나, 또는 적어도 부분적으로는 분지(22)를 거쳐서 배출된 해중합체 속으로 안내될 수 있다. 여기서 분리장치(26)는 바람직하게는 대기 조건(atmospheric conditions)하에서 작동한다. 이렇게 분리된 고체 입자들은 도관(11)을 거쳐서 배출되며, 재활용 유닛으로 공급될 수 있다.

중고 합성수지 및 폐합성수지로서 가정에서 수집된 합성수지들이 사용되는 경우 도관(11)을 거쳐서 배출된 고체는 주로 금속알미늄으로 구성되며, 이것은 뒤따르는 재료의 활용 단계로 공급될 수 있다.

제 4 도는, 제 3도의 단면 확대도로서, 트랩부(21) 및 분지(22)의 T자 형상의 배열을 도시한다. 마찬가지로, 기계적인 분리보조구(23) 및 화살표로 개략적으로 표시된 흐름 조건이 도시된다.

상기 해중합체는, 이것이 200℃이상에서 용이하게 펌핑될 수 있도록 유지되며, 그리고 이러한 형상에서는 뒤따르는 공정단계 및 다른 사용 목적을 위하여 좋은 표면 경화 재료(charge stock)를 나타내기 때문에 가스 및 응축물로부터 분리후에 용이하게 취급될 수 있다.

그러나, 상기 해중합체는 또한 소위 냉각 컨베이어에 의해 응고되로록 가져와질 수 있고, 이로써 고체의 형상으로 변환될 수 있다. 예를들면, 스테인레스 스틸로 만들어진 엔들리스 벨트(endless belt)가 적합하다. 대체로, 이것은 풀오버(pull-over) 원통형 가이드 드럼 또는 가이드 디스크에 의해 작동된다. 상기 해중합체는 예를들면 광역노즐에 의해 냉각 컨베이어의 정면에 필름으로서 제공될 수 있다. 냉각 컨베이어 하측은 냉각 액체로 분무되며, 그러나 여기서 상기 해중합체는 적셔지지 않는다. 상기 컨베이어의 냉각에 의하여, 역시 그 위에 존재하는 해중합체는 온도가 저하되고, 응고된다. 하부로부터의 냉각에 추가적으로, 해중합체는 또한 공기공급에 의하여 상부로부터 냉각될 수 있다. 형성된 고체 필름은 냉각 컨베이어의 단부에서, 예를 들면, 경로 형성 파쇄롤러(routing-crushing roller)에 의하여 또는 격자 파쇄 롤러(grid-crushing roller)에 의하여 파쇄될 수 있다. 상기 파쇄편들이 손바닥 크기보다 더 크지 않다면 뒤따르는 가공이나 또는 저장을 위해서도 또한 유리한 것으로 판명되어 왔다. 아마도 상기 파쇄편들은 또한, 예를 들면, 분쇄와 같이 더욱 세분될 수 있다.

상기 해중합체는 펌핑가능한 형태에서 직접 뒤따르는 공정단계로 안내되거나 또는 다른 사용목적을 위해 제공될 수 있다. 중간저장이 필수적인 경우에, 이것은 탱크안에서 수행되어야 하며, 여기서 상기 해중합체는 쉽게 펌핑될 수 있는 온도, 일반적으로 200℃ 이상의 온도로 유지된다. 더 지속적인 저장이 요구되는 경우, 상기 해중합체를 고체의 형태로 저장하는 것이 가능하다. 파쇄된 형태에서, 상기 해중합체는 화석연료인 석탄에 유사하게 운반되고, 저장되며 그리고 뒤따르는 공정 및 사용처에 공급될 수 있다.

본 발명은 청구범위 제 1, 3 항 및 제 5 항에 따른 방법 및 청구범위 제 7 항 및 제 8 항에 따른 이용에 관한 것이다. 바람직하게는 조대한 무기질 고체 입자, 특히 금속알미늄으로부터 적어도 상당하게 분리된 해중합체가 사용된다.

청구범위 제 1항에 따른 본 발병의 방법에 있어서, 해중합체의 적어도 하나의 부분 흐름이 석탄과 함께 코크스화 된다. 모든 유형의 석탄이 양질의 코크스 생산에 적합한 것은 아니다. 예를들면 용광로(blast-furnace) 코크스와 같은 그러한 코크스는 가능한한 많은 조대한 단편으로 구성되어야 하고, 잘 분쇄되지 않는 것이어야 한다. 이것은 코크스가 퇴적물의 중량하에서 분해되어 그 결과로 용광로가 막히는 일이 없이 용광로 내에서의 충분한 퇴적이 이루어 질 수 있도록 하는 최소 강도를 갖지 않으면 안된다. 적합한 석탄의 유형은, 예를 들면, 루르지방의 점결성 다휘발분 석탄(caking fat coal)이거나 또는 역시 가스탄이다. 이러한 점결탄들은 제한된 양으로 사용가능하고, 예를 들면, 보일러용 석탄보다 더욱 비싸다.

놀랍게도, 역시 불량하게 점결되는 석탄들도 그것들에 해중합체가 첨가된다면, 코크스화 공정 동안에 점결된다는 사실이 발견되었다. 통상적으로 공기 차단하에서 900 내지 약 1400℃ 에서 수행되는 고온 코크스화 공정동안에, 결합제 특성을 갖고, 석탄의 점결을 야기하는 코크스 산물이 투입된 해중합체로부터 명백하게 형성된다. 유사한 것이 역시 예를 들면 개방로상 공정(open-hearth process)에서, 반성 코크스의 제조를 위한 갈탄의 코크스와에 대하여도 적용된다. 상기 점결의 요구되는 효과는 해중합체와 석탄이 1:200 내지 1:10 비율로 사용되는 경우에 달성된다. 1:50 내지 1:20 의 범위가 특히 유리한 것으로서 판명되어 왔다.

청구범위 제 3 항에 따른 본 발명의 방법에 있어서, 상기 해중합체의 적어도 하나의 부분 흐름이 열적 이용을 당하게 된다. "열적 이용"이라는 말은 반응에 의해 형성되는 열을 이용하여, 기질을 산화시키는 것을 의미하는 것으로 이해된다. 중고 합성수지 및 폐합성수지에 비하여 높은 에너지 함량과 적은 염소함량을 기초로, 동시에 높은 균질성을 갖기 때문에, 상기 해중합체는 모든 종류의 발전소 그리고 시멘트 공장에서의 사용을 위한 적합한 연료이다. 이 경우에 해중합체는 200℃ 이상의 온도에서 액상으로, 예를 들면 무거운 연료유의 대치물로서 랜스를 거쳐서 분사될 수 있거나, 또는 예를 들어 파쇄되거나 또는 분쇄되어 고체 형태로 투입될 수 있다.

청구범위 제 5 항에 따른 본 발명의 방법에 있어서, 해중합체의 적어도 하나의 부분 흐름이 용광로 공정에서 환원제로써 이용된다. 상기 해중합체는 통상적으로 상기의 목적을 위하여 사용되는 무거운 연료유에 대한 대치물로서 역시 여기서 이용될 수 있다. 여기서, 열적이용의 경우로서, 0.5 중량% 보다 더 적은 해중합체의 상대적으로 낮은 염소 성분이 특히 유리한 것으로 판명되었다.

따라서, 상기 해중합체는 석탄의 코크스화의 경우에 결합제 첨가물로써, 용광로 공정에서 환원제로써, 그리고 또 노(furnaces), 발전소 및 시멘트 공장에서와 연료로서 유리하게 사용될 수 있다.

그 외에, 상기 해중합체는 역청탄이나 역청탄을 포함하는 제품에 대한 첨가물로써 사용될 수 있다. 폴리머로 변성된 역청탄은, 특히 지붕 밀봉재료 및 도로건설에서와 같은 건설산업의 많은 영역에서 사용된다. 인성(toughness), 인장강도 그리고 파쇄능과 같은 역청탄의 특성들은 해중합체에 포함된 폴리머들에 의하여 개선된다. 해중합체는 역청탄과 역청탄 유도체를 가지고 공동가열되는 동안 그의 잔여 반응성으로 인하여 화학적인 결합이 만들어 진다. 이것은, 부분적으로, 상기한 그리고 요구되는 특성 개선에 대한 원인이 된다.

상기 변성에 의하여, 역청탄을 함유하는 재료의 냉각 가요성 뿐만 아니라 안정성이 개선될 수 있다. 역청탄의 탄성적인 특성과, 광물질 충진 재료의 부착능의 개선이 폴리머의 혼합에 의하여 또한 달성될 수 있다. 역청탄과의 화학적인 반응은, 나아가서는, 예를들면, 열간저장의 경우에 분리가 일어날 수 없거나 또는 매우 제한된다는 장점을 갖는다. 해중합체의 잔여 반응성은, 예를 들면, EP 0,327,698, EP 0,436,803 및 EP 0,537,638 호의 방법에 따른 것과 같은 기능적인 그룹들의 도입에 의하여 상승될 수 있다. 경우에 따라서, 그렇게 변성된 역청탄 또는 역청탄을 함유하는 제품은 또한 교차결합제를 포함할 수 있다 (EP 0,537,638 A1 참조). 역청탄 100중량부당 1 내지 20 중량부의 해중합체의 추가가 실용적인 것으로 판명되어 왔다. 역청탄 100 중량부당 5 내지 15 중량부의 해중합체의 첨가가 특히 유리하다.

실시예 1

중고 합성수지의 해중합

150㎥/h의 용량을 갖는 순환시스템이 갖추어진 80㎥ 내용물을 가지는 교반용기 반응기 내에서 8mm의 평균 입자 직경을 갖는 혼합 응결된 합성수지 입자들이 5t/h로 공압적으로 안내된다. 상기 혼합된 합성수지는 듀얼 시스템스 도이칠란드(DSD)의 가정수집품 및 전형적으로 8% PVC를 포함하는 재료이다.

상기 합성수지 혼합물은 360℃ 와 420℃ 사이의 온도로 반응기에서 해중합된다. 여기서 4개의 부분들이 형성되며; 이들의 양적분포는 반응기 온도의 함수로서 다음의 표에 요약되었다.

상기 해중합체류(III)는 연속적으로 배출된다. 해중합체의 점성은 175℃에서 200mPas 이다.

실시예 2

실시예 1에 따른 DSD의 가정 수집품으로부터의 폐합성수지의 공정에 의한 해중합체는 다양한 양적 비율로 코크스 석탄에 혼합된다. 상기 혼합물들은 실험용 코크스로에서 코크스화 된다.

다음에 기재된 성질들을 갖는 코크스가 얻어졌다.

CRI :CokeReactionIndex

CSR :CokeStrength afterReaction Index

M40 : MICUM-Test 40

M10 : MICUM-Test 10

상기 값들은 해중합체의 첨가가 코크스강도(M40)를 개선하고, 붕괴 경향(M10)을 감소시키는 것을 보인다. 또한, 기화 반응성(CRI-인덱스)은 해중합체의 첨가의 경우에 기화(CRI-인덱스)후에 개선된 코크스강도에 의하여 동반되어서 감소된다.

Claims (10)

1. 중고 합성수지 또는 폐합성수지가 상승된 온도에서 선택적으로 액체 보조상, 용제, 또는 용제 혼합물의 첨가하에 해중합되며, 이것에 의해 형성되는 기체상이고 응축가능한 해중합 산물(응축물) 및 펌핑 가능하고 점성인 점결상(해중합체)을 포함하는 해중합 산물이 별도의 부분 흐름에서 배출되고 상기 응축물 및 해중합체가 서로 분리되어 가공되는, 중고 합성수지 또는 폐합성수지로부터 액체 연료성분 및/또는 합성 원재료 성분을 재생하는 방법에 있어서,

   상기 해중합체의 적어도 하나의 부분 흐름은 코크스화 공정에서 더 좋은 점결화를 목적으로 코크스화되도록 석탄에 가해지며, 석탄과 함께 코크스화되는 것을 특징으로 하는 중고 합성수지 또는 폐합성수지로부터 액체 연료 성분 및 합성 원재료 성분을 재생하는 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 해충합체 및 석탄은 1:200 내지 1:10, 바람직하게는 1:50 내지 1:20의 비율로 사용되는 것을 특징으로 하는 중고 합성수지 또는 폐합성수지로부터 액체 연료 성분 및 합성 원재료 성분을 재생하는 방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 해중합체의 적어도 하나의 부분 흐름이 상기 공정에서 생성되는 반응열을 이용하여 산화되는 것을 특징으로 하는 중고 합성수지 또는 폐합성수지로부터 액체 연료 성분 및 합성 원재료 성분을 재생하는 방법.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 해중합체는 발전소 및 시멘트 공장에서 산화되는 것을 특징으로 하는 중고 합성수지 또는 폐합성수지로부터 액체 연료 성분 및 합성 원재료 성분을 재생하는 방법.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 해중합체의 적어도 하나의 부분 흐름이 용광로 공정에서 환원제로서 사용되는 것을 특징으로 하는 중고 합성수지 또는 폐합성수지로부터 액체 연료 성분 및 합성 원재료 성분을 재생하는 방법.
6. 전항들 중의 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 해중합체는 200℃ 이상의 온도에서 펌핑가능한 재료로서 또는 냉각후에 바람직하게는 분쇄된 또는 파쇄된 고체로서 사용되는 것을 특징으로 하는 중고 합성수지 또는 폐합성수지로부터 액체 연료 성분 및 합성 원재료 성분을 재생하는 방법.
7. 제 1 항의 전제부에 따른 방법에 의해 제조된 해중합체를 노, 발전소 및 시멘트 공장에서 연료로, 용광로 공정에서 환원제로, 그리고 또한 석탄의 코크스화의 경우에 결합제 첨가물로 이용하는 방법.
8. 제 1항의 전제부에 따른 방법에 의해 제조된 해중합체를 역청탄 및 역청탄을 포함하는 제품에 대한 첨가제로 이용하는 방법.
9. 제 8항에 있어서,

   역청탄 100 중량부당 1 내지 20, 바람직하게는 5 내지 15 중량부의 해중합체가 첨가되는 것을 특징으로 하는, 해중합체를 역청탄 및 역청탄을 포함하는 제품에 대한 첨가제로 이용하는 방법.
10. 제 7항 내지 제 9항 중 어느 하나의 항에 있어서,

    조대한 무기질 고체 입자들로부터 적어도 상당하게 분리된 해중합체가 사용되는 것을 특징으로 하는, 해중합체를 이용하는 방법.

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