Reciclado termoquímico de HDPE virgen y al final de su vida útil: un estudio a escala piloto

Aspectos destacados
*Pirólisis de polietileno de alta densidad virgen y de desecho.
*Cromatografía de gases bidimensional completa acoplada a varios detectores.
*Proporcionar un modelo cinético exhaustivo utilizando un estudio cuántico único.
*Doble enlace y carbono terciario como parámetros estructurales efectivos.
*Investigación de los mecanismos influyentes en la pirólisis del polietileno.

Resumen
La aplicación a escala industrial de la pirólisis de plásticos al final de su vida útil sigue enfrentándose a importantes problemas, como la falta de conocimientos detallados sobre los mecanismos de degradación, los parámetros que afectan a la degradación y las vías de formación de los productos primarios de la pirólisis. En la actualidad, los mecanismos de degradación basados en la escisión radical de la cadena no se conocen lo suficiente como para explicar de forma exhaustiva la química de la pirólisis desde la materia prima hasta el producto. En este estudio se evalúa el impacto de las condiciones operativas en el mecanismo de degradación mediante la pirólisis de polietileno de alta densidad (HDPE) virgen y al final de su vida útil en una unidad piloto continua a temperaturas y presiones de 450-504 ºC y 0,1-2 bar. Los productos de pirólisis se analizaron a partir de la composición detallada del producto obtenida mediante cromatografía de gases bidimensional completa (GC×GC). Se propuso un mecanismo cinético simplificado para describir las principales vías de producción de los distintos componentes considerando los puntos más débiles a lo largo de la cadena polimérica. Los resultados mostraron que el mecanismo de escisión del extremo de la cadena es el principal en el proceso de pirólisis del HDPE, incluso a bajas temperaturas y presiones en los rangos estudiados. La pirólisis de PEAD virgen a presión subatmosférica, 0,1 bar, a 464 ºC de temperatura del reactor, produce la mayor concentración de hidrocarburos lineales en el aceite de pirólisis (93,2% en peso). A mayor presión y temperatura, los hidrocarburos cíclicos y ramificados tuvieron una mayor participación de hasta el 17,4% en peso en comparación con el 6,8% en peso a presión de vacío y menor temperatura. Curiosamente, la pirólisis de PEAD fuera de uso a presión atmosférica y 450 ºC dio lugar a más hidrocarburos cíclicos y ramificados (suma: 22,1% en peso), a diferencia de la del PEAD virgen que es más propenso a la producción de hidrocarburos lineales en las condiciones estudiadas. En cuanto a los aditivos y contaminantes, se detectó una gran cantidad de diferentes metales y átomos de halógeno en el rango de las ppm en el PEAD fuera de uso, de los cuales una pequeña cantidad aún se encontraba en el aceite de pirólisis.

Información tomada del Repositorio Elsevier

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