masterThesis
Degradação termocatalítica de resíduo de polipropileno utilizando silica bimodal meso-macroporosa e catalisador comercial zeólita H-Y
Registro en:
SOUZA, Caio Vitor Carvalho de. Degradação termocatalítica de resíduo de polipropileno utilizando silica bimodal meso-macroporosa e catalisador comercial zeólita H-Y. Orientador: Antônio Souza de Araújo. 2022. 105f. Dissertação (Mestrado em Química) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2022.
Autor
Souza, Caio Vitor Carvalho de
Resumen
Polymeric materials, especially plastic materials, due to their characteristics and
properties, are widely used in the most diverse industrial sectors. The use of these
materials, especially articles with a short lifespan, that is, those that are quickly
discarded, has entailed a major problem, their inadequate disposal. Among the forms
of disposal of these materials, none of them has the objective of recovering the energy
content of this material, among the processes for adapting these plastic wastes, the
only sustainable solution is the chemical recycling of this type of waste. Thermal or
thermocatalytic degradation presents itself as a route for this purpose, with the
possibility of transforming a residue into products with high added value in the fuel
fraction, for example. For this purpose, the use of catalysts is necessary to improve
processes, reducing their activation energy, reaction temperature and providing, from
the catalyst used, routes for preferential products. Currently, zeolites are widely studied
and used in various processes, especially in the petrochemical industry, but these
materials have low transport rates of bulky molecules due to the small size of the
micropores, so new studies are being carried out to synthesize new materials
hierarchical, that is, with pore size greater than that of nanometric zeolites in order to
reduce steric limitations for the conversion of bulky molecules. Thus, the bimodal
catalyst, with pore size in the meso and macro order, previously synthesized was
studied for polypropylene waste degradation and its catalytic activity was compared
with commercial zeolite HY from the mass transformation of PP waste loads in a vessel
reactor open and on a thermoanalytical balance. From the calculations of the kinetic
parameters as well as the activation energy were performed using the Arrhenius
equation and the Ozawa-Flynn-Wall method for isothermal and non-isothermal
processes respectively. Thus, it was possible to evaluate the catalytic activity of the
materials proposed for this work. Os materiais poliméricos, em especial os materiais plásticos, em virtude de
suas características e propriedades são amplamente utilizados nos mais diversos
setores industriais. O uso desses materiais, em especial os artigo com tempo de vida
curto, ou seja, aqueles que rapidamente são descartados tem atrelado um grande
problema, seu descarte inadequado. Dentre as formas de descarte desses materiais
nenhuma delas tem como objetivo a recuperação do conteúdo energético desse
material, dentre os processos de adequação desses resíduos plásticos a única
solução sustentável é a reciclagem química desse tipo de resíduo. A degradação
térmica ou termocatalítica se apresenta com uma rota para tal finalidade com a
possibilidade de transformação de um resíduo em produtos de elevado valor agregado
na fração combustível por exemplo. Para tal, o uso de catalisadores se faz necessário
para um aprimoramento dos processos, reduzindo sua energia de ativação,
temperatura reacional e proporcionando, a partir do catalisador utilizado, rotas para
produtos preferenciais. Atualmente, as zeólitas são amplamente estudadas e
utilizadas nos mais diversos processos, em especial na indústria petroquímica, porém
esses materiais apresentam baixas taxas de transporte de moléculas volumosas em
virtude do pequeno tamanho dos microporos, logo, novos estudos vem sendo
realizado para sintetizar novos materiais hierarquizados, ou seja, com tamanho de
poros superiores a zeólitas nanométricas com o objetivo de reduzir as limitações
estéricas para a conversão de moléculas volumosas. Assim, o catalisador bimodal,
com tamanho de poro na ordem meso e macro previamente sintetizado foi estudado
para degradação de resíduo de polipropileno e sua atividade catalítica foi comparada
com zeólita comercial H-Y a partir da transformação mássica das cargas de resíduo
de PP em reator de vaso aberto e em uma balança termo analítica. A partir dos
cálculos dos parâmetros cinéticos bem como a energia de ativação foram realizados
a partir da equação de Arrhenius e método Ozawa-Flynn-Wall para processos
isotérmicos e não-isotérmicos respectivamente. Sendo assim foi possível avaliar a
atividade catalítica dos materiais propostos para o presente trabalho.