Produção de combustível através da pirólise catalítica de resíduo urbano de Polipropileno (PP) em reator de leito fixo

Hannah Almeida Toledo, S. Sarkis, C. Lacerda, Sérgio Duvoisin Júnior, Douglas Alberto Rocha de Castro
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Abstract

A preocupação global com a poluição causada por plásticos sólidos tem aumentado nas últimas décadas. Pesquisas recentes realizadas no Brasil indicam que o polipropileno é a resina polimérica mais prevalente na indústria, representando mais de 20% do total. Estratégias sustentáveis têm sido desenvolvidas para promover a transição de uma produção linear para um modelo circular desses materiais. Embora alguns plásticos não sejam adequados para reciclagem por repolimerização, a pirólise surgiu como uma alternativa para transformar a incineração de resíduos em produção de combustível, oferecendo uma forma de gerenciar energia a partir de subprodutos e resíduos. Este estudo identifica e avalia os Produtos Líquidos Orgânicos (OLP) provenientes da pirólise térmica e termocatalítica de resíduos sólidos urbanos de polipropileno pós consumo, utilizando o catalisador Na2CO3 e Na2CO3/Ni. Foi estabelecida uma temperatura final de 500 ºC, com uma taxa de aquecimento controlada de 10 ºC/min. Durante o processo, as temperaturas de fundo (Tfundo) ,topo (Ttopo)  e leito (Tleito) foram monitoradas constantemente, os resultados da densidade de pirólise térmica, termocatalítica com Na2CO3 e termocatalítica com Na2CO3 impregnado no Ni atingiram 0,808 g/ml, 0,815 g /ml e 0,793 g /ml  respectivamente, bem como viscosidade cinemática 118,50,  3,08 e 4,85 cSt, e valores de acidez maiores que 0,5 mg NaOH/g, comparada com combustíveis conhecidos da Agência Nacional do Petróleo e Gás (ANP) e estudos,os dados deste trabalho resultaram em média 1,55, sendo a amostra oriunda da pirólise térmica, a amostra com o maior índice deste parâmetro. A análise dos dados revelou as variações na utilização do reator de leito fixo, assim como o tempo médio de formação de gás, o rendimento do processo, a formação da maior área de hidrocarbonetos similares aos da gasolina foi através dos experimentos provenientes das pirólises termocatalíticas, em média 43,47%, e o experimento de pirólise térmica com uma área de 28,86% de hidrocarbonetos.
在固定床反应器中通过催化热解城市聚丙烯(PP)废料生产燃料
近几十年来,全球对固体塑料造成的污染日益关注。最近在巴西进行的研究表明,聚丙烯是该行业最普遍的聚合物树脂,占总量的 20%以上。为促进这些材料从线性生产向循环生产过渡,已制定了可持续战略。虽然有些塑料不适合通过再聚合进行回收,但热解已成为将废物焚烧转化为燃料生产的替代方法,为管理副产品和废物产生的能源提供了一种途径。本研究使用 Na2CO3 和 Na2CO3/Ni 催化剂,对消费后聚丙烯城市固体废物的热解和热催化热解产生的有机液体产品(OLP)进行了鉴定和评估。最终温度设定为 500 ºC,加热速度控制在 10 ºC/分钟。在此过程中,不断监测底部温度(Tfundo)、顶部温度(Ttopo)和床层温度(Tleito),热裂解密度、Na2CO3 热催化密度和浸渍在 Ni 中的 Na2CO3 热催化密度分别达到 0.808 克/毫升、0.815 克/毫升和 0.793 克/毫升、以及 118.50、3.08 和 4.85 厘斯的运动粘度和超过 0.5 毫克 NaOH/g 的酸度值,与国家石油天然气局(ANP)的已知燃料和研究相比,这项工作的数据得出的平均值为 1.55,其中热解样品的这一参数指数最高。对数据的分析表明,在使用固定床反应器以及平均气体形成时间、工艺产量方面存在差异,通过热催化热解实验形成的与汽油中类似的碳氢化合物面积最大,平均为 43.47%,而热热解实验形成的碳氢化合物面积为 28.86%。
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