DEGRADACIÓN CATALÍTICA EMPLEANDO Zn-BETA DE PEAD, PEBD Y PP PARA LA OBTENCIÓN DE HIDROCARBUROS LIQUIDOS Y GASEOSOS

LAURA C. LERICI; MARÍA S. RENZINI; MARIANO CARIGLIO; SEBASTIAN SESIN; LILIANA B. PIERELLA

Simposio; XIX Simposio Nacional de Química Orgánica; 2013

El consumo de materiales plásticos actual asciende a 100 kg per cápita al año y se espera que aumente a 140 kg por habitante para el año 2015. La forma convencional de disponer estos residuos poliméricos consiste en el enterramiento o la incineración de los mismos. Estos métodos tienen el inconveniente de generar problemas ambientales tales como la contaminación atmosférica y del suelo. Es por ello que la degradación catalítica se presenta como una alternativa de solución muy atractiva, que permite obtener hidrocarburos líquidos y gaseosos de mayor valor agregado mediante el uso de catalizadores. El objetivo de este trabajo es evaluar la actividad catalítica de la zeolita Zn-BETA en la termo-degradación de polietilenos de alta y baja y densidad (PEBD, PEAD) y polipropileno (PP) para la obtención de mezclas de hidrocarburos líquidos y gaseosos. La estructura y cristalinidad de la zeolita Zn-BETA fue caracterizada XRD (> 98.5% cristalinidad), FTIR (> 97% cristalinidad) y área superficial por BET (>585 m2/g); la composición química por ICP (2.90 % de Zn) y la naturaleza de los sitios ácidos por FTIR de adsorción de piridina. Los ensayos de actividad catalítica se llevaron a cabo en un reactor batch de vidrio, a presión atmosférica y 500 °C, con N2 como gas portador. La relación polímero/Zeolita utilizada fue de 2 y el tiempo de reacción de 20 min. En la Figura 1 se muestran los rendimientos a hidrocarburos líquidos, gaseosos y residuos sólidos obtenidos del craqueo del PEAD, PEBD y PP. Las fracciones líquidas obtenidas del craqueo de los polímeros oscilaron entre ~25 y ~33 %p/p. En cuanto a los productos gaseosos, los rendimientos oscilaron entre ~63 y ~70 %p/p. Los residuos sólidos obtenidos no superaron el 5 %p/p en ninguno de los 3 casos, obteniéndose los valores más bajos para el PEBD. La degradación puramente térmica de los polímeros presento como productos una fracción sólida compuesta de coque y ceras y una fracción gaseosa. Los rendimientos fueron similares en el caso de los polietilenos con un promedio de 47 %p/p para los residuos sólidos y un ~52 %p/p para los productos gaseosos. En el caso del PP se observó mayor generación de productos gaseosos (~70 %p/p) y menor proporción del residuos sólidos (~29 %p/p). Este resultado se debe probablemente a la mayor proporción de átomos de carbono terciarios presentes en las cadenas de PP, que promueve la escisión térmica de enlaces C ± C. Los resultados reportados en este trabajo demuestran que es factible la degradación catalítica de PEAD, PEBD y PP hacia hidrocarburos de mayor valor agregado, mediante la utilización de la zeolita Zn-BETA y el sistema de reacción diseñado a las condiciones operativas ensayadas. El uso de la zeolita Zn-BETA permite obtener una importante disminución de los residuos sólidos con el consecuente incremento de los productos líquidos y gaseosos en comparación con la degradación térmica.