いいえ、同じではありません。タイヤ熱分解油(TPO)もプラスチック熱分解油(PPO)も同じ熱分解プロセスで製造されますが、その基本的な化学組成は大きく異なります。これらの違いは、タイヤ用の加硫ゴムとプラスチック用の様々なポリマーという異なる原料に直接由来しており、その特性、潜在的な用途、および使用に伴う課題を決定します。
核となる違いは原料にあります。タイヤ油は合成ゴムに由来し、硫黄を多く含む芳香族系の工業用燃料となります。ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリマーから得られるプラスチック油は、原油に近く、新しいプラスチックを含むより高価値な製品に精製される可能性を秘めています。
原料が生成物を決定する
熱分解プロセス自体は単純で、酸素のない環境で材料を加熱して分解します。しかし、生成物は入力の化学構造に完全に依存します。
タイヤの化学的構成
タイヤは耐久性のために設計されています。主に合成ゴム(スチレン・ブタジエンゴムなど)と天然ゴムのブレンドで構成され、カーボンブラックで強力に補強されています。
重要なことに、タイヤは加硫というプロセスを経ており、硫黄を使用してポリマー鎖間に架橋を形成します。この硫黄はタイヤの構造内に化学的に結合しています。
プラスチックの化学的構成
「プラスチック」は非常に広範なカテゴリーです。廃棄物に含まれる一般的な種類には、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)、ポリ塩化ビニル(PVC)などがあります。
プラスチック熱分解油の組成は、この混合原料を直接反映しています。PEとPPはパラフィンとオレフィン(脂肪族化合物)を豊富に含む油を生成し、PSは芳香族化合物を生成します。PVCは塩素を導入するため、大きな問題となります。
油の組成と特性における主な違い
異なる出発材料は、根本的に異なる特性を持つ熱分解油をもたらします。これらを理解することは、その価値と用途を決定するために不可欠です。
芳香族 vs. 脂肪族含有量
タイヤ油は高度に芳香族であり、ベンゼン、トルエン、キシレン、リモネンなどの化合物を多量に含んでいます。これはスチレン・ブタジエンゴムの分解の直接的な結果です。
PEやPPなどの原料からのプラスチック油は主に脂肪族であり、直鎖および分岐鎖炭化水素で構成されています。この組成は、従来の原油に化学的に非常に近いものとなります。
タイヤ油における硫黄の問題
加硫に使用される硫黄は、熱分解中に消滅しません。油中に取り込まれ、しばしば1%以上の濃度になります。
この高硫黄含有量は、油を腐食させ、燃焼時に有害なSOx排出を引き起こします。この硫黄を除去する(水素化脱硫)ことは、費用がかかり複雑な精製プロセスです。
プラスチック油における塩素の課題
プラスチック原料にPVCが含まれている場合、熱分解によってその塩素が塩酸(HCl)として放出されます。この酸は装置に対して極めて腐食性が高いです。
さらに、油中に有機塩素化合物を生成する可能性があり、これらは毒性があり、さらなる精製を複雑にします。このため、プラスチック熱分解では原料の選別と前処理が不可欠です。
エネルギー含有量と粘度
一般的に、タイヤ熱分解油は高い総発熱量を有し、効果的な燃料となります。しかし、粘度もかなり高いです。
プラスチック熱分解油の特性は、原料によって大きく異なります。ポリオレフィン(PE、PP)からの油は、より軽く、粘度の低い液体である一方、混合プラスチック廃棄物からは、より複雑なワックス状の物質が得られます。
実用的な用途の理解
これらの化学的な違いは、各油がどのように使用できるか、そしてその経済的実現可能性に直接影響します。
タイヤ熱分解油の主な用途
高硫黄含有量と芳香族性のため、TPOは最も一般的に低品位の工業用燃料として使用されます。
セメントキルン、工業用ボイラー、排出量を管理できる発電所などの用途で、重油の代替として機能します。輸送燃料にアップグレードすることは、経済的に実現可能であることは稀です。
プラスチック熱分解油の可能性
クリーンで選別されたプラスチック(特にPEとPP)から製造される高品質のPPOは、はるかに用途の広い製品です。
精製所の原料としてガソリンやディーゼルにアップグレードすることができます。重要なことに、ナフサを生産するためのスチームクラッカーでも使用でき、新しいプラスチックの製造を可能にし、真の循環経済を支援します。
目標に合った適切な選択をする
熱分解プロジェクトの実現可能性は、原料と望ましい最終製品を一致させることに完全に依存します。
- 低品位の工業用燃料の生産が主な焦点である場合: タイヤ熱分解は、炉に適した油を生成する一貫した原料を提供しますが、その高硫黄含有量の管理が主要な運用上の考慮事項となります。
- プラスチックの循環経済が主な焦点である場合: 選別されたクリーンなプラスチック(PEやPPなど)の熱分解が目標です。これにより、新しいポリマーや高品質燃料に精製できる価値のある油が生成されます。
- 未選別混合廃棄物の処理が主な焦点である場合: PVCからの塩素などの汚染物質がプロセスの実現可能性と油の最終品質を決定するため、かなりの前処理と精製コストが必要になることを覚悟してください。
最終的に、これらの根本的な原料の違いを理解することが、あらゆる熱分解事業の真の可能性と課題を評価するための鍵となります。
要約表:
| 特性 | タイヤ熱分解油(TPO) | プラスチック熱分解油(PPO) |
|---|---|---|
| 主な原料 | 加硫ゴム(タイヤ) | ポリマー(例:PE、PP、PS) |
| 主な汚染物質 | 高硫黄(〜1%) | 塩素(PVC由来) |
| 化学的性質 | 高度に芳香族 | 主に脂肪族(PE/PP由来) |
| 主な用途 | 低品位工業用燃料 | 精製原料 / 循環経済 |
| 精製可能性 | 低い(脱硫コスト高) | 高い(燃料または新プラスチックへ) |
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