Estudio de las matrices Y, Beta y ZSM-5 modificadas con Co2+ en el craqueo catalítico de LDPE

LAURA C. LERICI; MARÍA S. RENZINI; LILIANA B. PIERELLA

Mar del Plata, Bs As, Argentina

Congreso; VI Congreso Argentino de Ingeniería Química (CAIQ); 2010

<!-- /* Font Definitions */ @font-face {font-family:Helvetica; panose-1:2 11 6 4 2 2 2 2 2 4; mso-font-charset:0; mso-generic-font-family:swiss; mso-font-pitch:variable; mso-font-signature:536902279 -2147483648 8 0 511 0;} @font-face {font-family:SimSun; panose-1:2 1 6 0 3 1 1 1 1 1; mso-font-alt:宋体; mso-font-charset:134; mso-generic-font-family:auto; mso-font-format:other; mso-font-pitch:variable; mso-font-signature:1 135135232 16 0 262144 0;} @font-face {font-family:"Arial Unicode MS"; panose-1:2 11 6 4 2 2 2 2 2 4; mso-font-charset:0; mso-generic-font-family:roman; mso-font-format:other; mso-font-pitch:variable; mso-font-signature:3 0 0 0 1 0;} @font-face {font-family:"@SimSun"; panose-1:0 0 0 0 0 0 0 0 0 0; mso-font-charset:134; mso-generic-font-family:auto; mso-font-format:other; mso-font-pitch:variable; mso-font-signature:1 135135232 16 0 262144 0;} /* Style Definitions */ p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.MsoNormal {mso-style-parent:""; margin:0cm; margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:12.0pt; mso-bidi-font-size:10.0pt; font-family:"Times New Roman"; mso-fareast-font-family:"Times New Roman"; mso-ansi-language:ES-AR;} p.MsoBodyTextIndent, li.MsoBodyTextIndent, div.MsoBodyTextIndent {margin:0cm; margin-bottom:.0001pt; text-align:justify; text-indent:35.45pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:10.0pt; font-family:Helvetica; mso-fareast-font-family:"Times New Roman"; mso-bidi-font-family:Arial; mso-fareast-language:PT-BR;} @page Section1 {size:612.0pt 792.0pt; margin:70.85pt 3.0cm 70.85pt 3.0cm; mso-header-margin:36.0pt; mso-footer-margin:36.0pt; mso-paper-source:0;} div.Section1 {page:Section1;} --> Una gran proporción de los objetos que utilizamos a diario y gozamos de sus beneficios están elaborados a partir de plásticos. El problema es que día a día muchos de estos productos se descartan luego de su uso. Los residuos plásticos se incrementan a causa del crecimiento mundial de su producción y consumo. El gran volumen y la resistencia a la degradación de los mismos, como los impactos biofísicos de su acumulación y/o disposición final en el entorno generan un problema ambiental grave. Una alternativa prometedora para el reciclado de residuos plásticos es el craqueo catalítico que permite obtener hidrocarburos líquidos y gaseosos de gran valor agregado. Mediante el uso de catalizadores se mejora la tecnología puramente térmica, posibilitando la obtención de mayor selectividad hacia compuestos de interés y la disminución de la temperatura de reacción. En este trabajo, se estudia la degradación termo-catalítica del polietileno de baja densidad (LDPE) sobre las matrices Y, Beta y ZSM-5 modificadas con la incorporación de Co2+. Las formas Co-Beta, Co-Y y Co-ZSM-5 fueron obtenidas por intercambio iónico con una solución de cloruro de cobalto 0.05M. La matrices zeolíticas y sus expresiones modificadas fueron caracterizadas a través de diversas técnicas: ICP y AA para cuantificación del contenido de Co2+; BET para determinación del área superficial; XRD y FTIR (zona de huella dactilar) para determinar pureza y cristalinidad. Por otra parte, se efectuaron análisis de determinación de acidez por adsorción de piridina al vacío a temperatura ambiente y desorción a 400 ºC y 10-4 Torr. El reactante (LDPE) fue caracterizado por XRD, FTIR y TG-DSC. Los productos de reacción se analizaron  por CG y CG-masas. El sistema de reacción utilizado consistió en un reactor de vidrio de 300 mm de longitud y 10 mm de diámetro, el cual se rellenó 2/3 partes de su longitud con partículas de cuarzo malla 8/12. Sobre el lecho de cuarzo se depositó el catalizador y encima de éste el plástico, previamente pesados. El reactor se calefaccionó en un horno tubular con controlador de temperatura desde temperatura ambiente hasta 500 ºC. Esta última se mantuvo durante el tiempo de reacción que fue de 20 min. La relación másica de las mezclas físicas polímero/zeolita utilizada fue igual a 2. Los productos tanto líquidos como gaseosos provenientes del craqueo termo-catalítico del polímero, se recogieron en trampas para líquidos y gases conectadas en serie a la salida del reactor. El sistema operó a presión atmosférica con un flujo de N2 que circuló constantemente en el interior del mismo. Con la finalidad de evaluar la influencia de las diferentes matrices zeolíticas modificadas con la incorporación de Co2+, se analizaron los rendimientos obtenidos a productos líquidos (HCL), gaseosos (HCG) y coque. En todos los casos estudiados la conversión del polímero fue de 100 %p/p. Los rendimientos a productos líquidos y gaseosos presentaron resultados similares, con mayor generación de la fracción gaseosa, sobre las tres zeolitas. Las muestras Co-Beta y Co-Y produjeron un contenido de coque superior a la muestra Co-ZSM-5. La zeolita Co-Beta exhibió un elevado rendimiento hacia la fracción C3-C4, mientras que la zeolita Co-Y produjo mayoritariamente gasolinas en el rango C5-C9 y la muestra Co-ZSM-5 mostró un marcado rendimiento hacia los hidrocarburos aromáticos en el rango C6-C9.