Dissertação
Pirólise térmica e catalítica de policloreto de vinila pós consumo utilizando catalisadores micro/mesoporosos do tipo ZSM-35/MCM41
Registro en:
SILVA, Thereza Helena Azevedo. Pirólise térmica e catalítica de policloreto de vinila pós consumo utilizando catalisadores micro/mesoporosos do tipo ZSM-35/MCM41. 2019. 100 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2019.
Autor
Silva, Thereza Helena Azevedo
Institución
Resumen
Polyvinyl chloride (PVC), has been widely used for various purposes due to its low price and
good durability, this being one of the most important and comercialized materials currently.
However, incorrect its disposal contributes to high waste generation. In the perspective of
energy recovery and reciclyng, the pyrolysis of PVC waste has proved to be one of the most
promising methods of recycling and energy recovery. The present work studied a thermal
pyrolysis of post-consumer PVC as well as its catalytic pyrolysis using micro/mesoporous
catalysts type ZSM-35/MCM-41. The MCM-41 was synthesized by the hydrothermal method,
the HZSM-35 acid zeolite was obtained by ion exchange and the micro/mesoporous catalysts
ZSM-35/MCM-41 were developed by the mechanical method in the following mass
proportions: 25/75, 50/50 and 75/25. The samples were characterized by X-ray diffraction
(XRD), adsorption/desorption of N2 at 77 K. The pyrolysis tests were performed in a
thermobalance in the temperature range of 30 to 900 °C and using heating rates of 5, 10 and
20 °C min-1
. The ZSM-35/MCM-41 X-ray diffractograms showed the characteristic peaks of
MCM-41 and ZSM-35 zeolite with good crystallinity. The adsorption of N2 at 77 K showed
that the MCM-41 presents type IV isotherm and the ZSM-35 zeolite presents type I isotherm
and the ZSM-35/MCM-41 materials presented isotherms with type I and IV characteristics. The
total area of the ZSM-35/MCM-41 catalysts decreased as the MCM-41 ratio decreased in the
catalyst. The thermal pyrolysis results showed that PVC decomposes into two main events,
between 200 and 400 °C, and between 400 and 600 °C. The catalytic decomposition of PVC
occurred in two stages, and the parameters heating rate and catalyst composition influence the
pyrolysis process. Under the studied conditions, the ZSM-35/MCM-41 catalysts promoted a
decrease in the average temperatures of the PVC decomposition events and showed satisfactory
conversion values. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES O policloreto de vinila (PVC), tem sido amplamente utilizado para diversas finalidades
devido ao seu baixo preço e boa durabilidade, sendo este um dos materiais sintéticos mais
importantes e comercializados atualmente. Entretanto, seu descarte de forma incorreta contribui
para uma alta geração de resíduos. Na perspectiva de valorização energética e reciclagem desses
resíduos, a pirólise de resíduos de PVC tem se mostrado um dos métodos mais promissores de
reciclagem e valorização energética. O presente trabalho estudou a pirólise térmica do PVC
pós-consumo bem como sua pirólise catalítica utilizando catalisadores micro/mesoporosos do
tipo ZSM-35/MCM-41. O MCM-41 foi sintetizado pelo método hidrotérmico, a zeólita ácida
HZSM-35 foi obtida através de troca iônica a partir de um material comercial e os catalisadores
micro/mesoporosos do tipo ZSM-35/MCM-41 foram desenvolvidos pelo método da
mecanissíntese nas proporções mássicas de 25/75, 50/50 e 75/25. As amostras foram
caracterizadas por difratometria de raios X (DRX) e adsorção/dessorção de N2 a 77 K. Os testes
de pirólise foram realizados em uma termobalança na faixa de temperatura de 30 a 900 °C e
utilizando as taxas de aquecimento de 5, 10 e 20 °C min-1
. Os difratogramas de raios X do ZSM35/MCM-41 mostraram os picos carcateristicos do MCM-41 e da zeólita ZSM-35 com boa
cristalinidade. Os resultados da adsorção de N2 a 77 K mostraram que o MCM-41 apresenta
isoterma tipo IV e a zeólita ZSM-35 apresenta isoterma tipo I e os materiais ZSM-35/MCM-41
apresentaram isotermas com características do tipo I e IV. A área total dos catalisadores ZSM35/MCM-41 diminuiu à medida que a proporção MCM-41 diminui no catalisador. Os
resultados da pirólise térmica mostraram que o PVC se decompõe em dois eventos principais,
entre 200 e 400 °C, e entre 400 e 600 °C. A decomposição catalítica do PVC ocorreu em dois
estágios, e os parâmetros taxa de aquecimento e composição do catalisador influenciam no
processo de pirólise. Nas condições estudadas, os catalisadores ZSM-35/MCM-41 promoveram
diminuição nas temperaturas médias dos eventos de decomposição do PVC e apresentaram
valores de conversão satisfatórios. São Cristóvão