“DESACTIVACIÓN DE ZEOLITAS MICROPOROSAS ZSM-11 DURANTE EL CRAQUEO DE LDPE

LILIANA B. PIERELLA; MARÍA S. RENZINI; GERARDO BALANGERO BOTTAZZI

Valle Hermoso, Córdoba, Argentina

Taller; I Reunión Interdisciplinaria de Tecnología y Procesos Químicos; 2008

El craqueo catalítico de residuos plásticos es una alternativa de reciclado prometedora, a partir de la cual se pueden obtener hidrocarburos líquidos y gaseosos de mayor valor agregado. El craqueo térmico de polímeros produce una mezcla muy compleja de productos, que pueden ser utilizados como combustibles. La adición de catalizadores permite alcanzar mayor selectividad hacia ciertos productos, reduciendo la temperatura del proceso y los tiempos de reacción con respecto al craqueo puramente térmico. Los catalizadores más utilizados para la descomposición termo-catalítica de los materiales plásticos son sólidos ácidos como zeolitas, sílica-alúmina amorfas y materiales mesoporosos MCM-41. La desventaja más significativa de estos catalizadores es la formación de compuestos carbonosos (coque), lo cual causa una gradual desactivación de estos materiales afectando la actividad y selectividad hacia productos de interés. La velocidad de la formación de coque depende de varios parámetros que usualmente afectan la velocidad de las reacciones catalíticas: naturaleza de los reactantes, estructura de poro de la zeolita, fuerza y densidad de los sitios ácidos del material y las condiciones experimentales. Los compuestos carbonosos depositados en la zeolita causan una importante disminución de los sitios ácidos activos y un eventual bloqueo de los poros. Cuando las moléculas de coque son atrapadas en el sistema de poros se produce una importante reducción del tamaño de los mismos; lo cual produce consecuentemente una disminución de la extensión de las reacciones bimoleculares. En este trabajo se estudia la desactivación de las zeolitas ZSM-11 modificadas con Zn2+ y H+2+ y H+ en el craqueo catalítico de polietileno de baja densidad (LDPE). Para lo cual se realizaron 11 ciclos catalíticos sobre cada zeolita, a 500° C y un tiempo de reacción de 20 min. Luego de cada ciclo, el reactor fue enfriado a temperatura ambiente y una nueva carga de LDPE se mezclo físicamente con el catalizador usado, manteniéndose constante la relación LDPE/Zeolita=2. El material catalítico se caracterizo por XRD, FTIR, y TG-DSC; la alimentación por TG-DSC. Para la zeolita H-ZSM-11 se observó que a partir del sexto ciclo el rendimiento a hidrocarburos gaseosos disminuyó y los hidrocarburos líquidos aumentaron. El material Zn- ZSM-11 exhibió una gran estabilidad y actividad modificándose muy ligeramente durante los sucesivos ciclos. El contenido de coque acumulado después de 11 ciclos fue: 5 % p/p para Zn- ZSM-11 y 20% p/p para H-ZSM-11. Este comportamiento puede ser atribuido a la diferencia en la cantidad de sitios ácidos de Bronsted y Lewis presentes en éstos materiales.