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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
TESE DE DOUTORADO
 
Autor: Santos, Marcello Moreira
Título: Reciclagem de Poliolefinas por Hidrocraqueamento
Ano: 1998
Orientador: Prof. Dr. Ulf Friedrich Schuchardt
Departamento: Química Inorgânica
Palavras-chave: Plásticos, Degradação, Catalisadores heterogeneizados
Resumo: As poliolefinas, mesmo sendo recicláveis, após certo tempo de uso têm que ser descartadas. A degradação natural desses plásticos é muito lenta, o que acarreta um problema de acúmulo desses materiais. Neste trabalho, empregou-se o hidrocraqueamento para a reutilização dos rejeitos de plásticos (PE -polietileno e PP -poliprolileno). Convertemos por clivagem poliolefinas a hidrocarbonetos mais leves, que podem ser aproveitados após separação. Para o hidrocraqueamento de PE e PP, empregamos um sistema de catálise homogênea e sistemas com catalisadores heterogeneizados em decalina, tetralina e/ou tolueno. A fração gasosa foi analisada por CG e CG/EM, a fração líquida foi submetida a filtração e analisada por CG e CG/EM e a fração sólida foi submetida a extração em THF e o extrato analisado por CG e CG/EM. As frações gasosas têm constituições e proporções semelhantes para as amostras de PE e de PP: 85 a 95% dessas frações são formadas por hidrocarbonetos de C1 a C3, e 5 a 15% formada por hidrocarbonetos de C4 e C5. Para o sistema homogêneo, (baseado em ferroceno) independentemente do solvente empregado, observamos o favorecimento da gaseificação e da coqueficação, com até 100% de conversão da poliolefina em produtos gasosos. Quando da obtenção produtos líquidos, no máximo 15% da poliolefina converteu-se em hidrocarbonetos leves (C6 -C12) e até 25% em hidrocarbonetos pesados (>C13). O uso de catalisadores heterogeneizados, sais de ferro(lll) em alumina ou zeólitas Y, (mais ácidos) favoreceu o aumento da liquefação e da seletividade para a faixa de hidrocarbonetos leves. Obtivemos até 75% de conversão da poliolefina em hidrocarbonetos líquidos, dos quais até 70% de hidrocarbonetos leves. Nas frações líquidas das amostras de PE, observamos principalmente a conversão em hidrocarbonetos saturados, de até 90%, e para amostras de PP obtivemos a conversão da poliolefina subdividada em hidrocarbonetos saturados, insaturados e ramificados. Para ambas as poliolefinas obtivemos hidrocarbonetos líquidos de baixa massa molar, em boa quantidade e seletividade, indicando que esse método pode ser utilizado para a obtenção de hidrocarbonetos leves como combustíveis ou outros insumos químicos.
Abstract: Although polyolefins can be recycled, they must be discarded after several uses. Polyolefin biodegradation is very slow, increasing the amount of plastic waste in the landfills. We have studied the recycling of PE (polyethylene) and PP (polypropylene) by hydrocracking. We have converted PE and PP into light hydrocarbons, which can be used as fuels after separation. We employed homogeneous and heterogeneous catalytic systems using decalin, tetralin and/or toluene as solvent. The gaseous products were analyzed by GC and GC/MS. The liquid fraction was filtered and analyzed by GC and GC/MS and the solid fraction was submitted to extraction with THF. The extract was analyzed by GC and GC/MS. The gaseous fractions had similar constitution for PE and PP; 85 -95% were C1 to C3 hydrocarbons and 5 -15% C4 and C5 hydrocarbons. For the homogeneous catalytic system, based on ferrocene, up to 100% of the polyolefins could be converted into gaseous products. When the system was optimized for liquid products, only 15% was converted into light hydrocarbons (C6-C12), and 25% was converted to heavy hydrocarbons (> C13). The use of more acid catalysts, ferric salts on alumina or Y zeolite, improved the conversion to liquids and the selectivity to light hydrocarbons. We obtained up to 75% of liquid hydrocarbons, 70% of which were light hydrocarbons. In the liquid fraction of the PE samples, we observed saturated hydrocarbons in up to 90% yield, while for the PP samples saturated, unsaturated and branched hydrocarbons were observed. Both polyolefins gave liquid hydrocarbons in good yield and selectivity, which may be used as fuels or as chemical feedstocks.
Arquivo (Texto Completo): vtls000129166.pdf ( tamanho: 2,92 MB )

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