Resumen:
Se produjeron hidrocarburos en el rango del combustible para aviación a partir de residuos poliolefínicos mediante la conversión en un solo paso de polietileno de alta densidad (HDPE) en decalina, empleando un catalizador bifuncional Fe/Beta. La operación a 300 °C durante 90 min proporcionó un rendimiento líquido del 84,0 % en peso, con un 96,9 % de área en la fracción de queroseno (C8–C16). El producto líquido es rico en cicloalcanos (61,8 % de área) y parafinas (24,4 % de área), mientras que los aromáticos se mantienen limitados (13,8 % de área), lo cual es consistente con las especificaciones del combustible de aviación. El análisis de la relación estructura-desempeño vincula la alta actividad y selectividad a nanopartículas de Fe uniformemente dispersas (2–5 nm) que actúan en conjunto con la acidez de Brønsted/Lewis ajustada en la zeolita Beta. Esta sinergia metal-ácido permite una ruptura controlada de enlaces C–C y una hidrogenación eficiente, suprimiendo la acumulación de olefinas y la sobre-aromatización, mejorando así la calidad del combustible. Los resultados demuestran una ruta práctica y suave para convertir residuos plásticos en componentes de combustible de aviación compatibles con la infraestructura existente.
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Conclusiones:
El catalizador Fe/Beta, que presenta sitios activos duales (sitios ácidos de Lewis y Brønsted), fue desarrollado y preparado mediante un método de impregnación simple. Aprovechando la decalina como solvente donador de hidrógeno, la reacción catalítica llevada a cabo a 300 °C durante 90 min produjo combustibles líquidos (84,0 % en peso) compuestos principalmente por cicloalcanos (61,8 % de área) y alcanos (24,4 % de área). Notablemente, la fracción de hidrocarburos C8–C16 representó hasta el 96,9 % de área, sin detección de olefinas y con un bajo contenido de aromáticos de apenas 13,8 % de área. En consecuencia, la mezcla de aceite pirolítico de HDPE y decalina sin reaccionar puede servir como componente clave de combustibles para aviación, con un valor calorífico superior (HHV) de 44,5 MJ/kg. El desempeño catalítico superior se atribuye a las nanopartículas uniformemente dispersas de la especie Fe (2–5 nm) y al perfil de acidez optimizado del catalizador Fe/Beta. Mediante la modulación de la acidez de la zeolita y la introducción del solvente donador de hidrógeno, se suprimió eficazmente la formación de aromáticos e hidrocarburos insaturados, lo que condujo a una mejora en el rendimiento y la calidad de los combustibles líquidos.
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Información tomada y traducida del artículo científico publicado en Green Energy & Environment.
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