Estudio de pirólisis catalítica de desechos provenientes del caucho

Abstract

Uno de los grandes problemas que enfrenta la humanidad en los tiempos actuales es la gestión de los desechos. El neumático es un material no biodegradable y altamente resistente que está en acumulación constante debido a su difícil disposición final. Acumularlo e incinerarlo implica peligros al medioambiente al intervenir físicamente el espacio de acopio, y por la liberación de material particulado y sulfurado que está altamente restringido. De los tipos de reciclaje de desechos se destaca el reciclaje químico, y en particular la pirólisis, un proceso térmico simple y que puede aplicarse a una gran variedad de polímeros, para la cual los sólidos ácidos como las zeolitas destacan como los mejores catalizadores. El objetivo de esta tesis es estudiar las variables de operación de la pirólisis tanto térmica como catalítica del caucho proveniente de desechos en un reactor de lecho fijo. Se busca determinar el efecto de la temperatura de reacción, carga y tipo de catalizador sobre los productos de reacción, y establecer una configuración de estos parámetros que rinda el producto líquido de mejor calidad. Los catalizadores utilizados son una zeolita sintética ZSM-5 y una zeolita natural, mordenita. Los resultados muestran que el aumento de la temperatura provoca una mayor gasificación de los productos, obteniendo mayor cantidad de líquido a 450 °C con un 58%, que desciende a un 46% a los 750 °C. Los productos sólidos de reacción corresponden al negro de humo con el que se fabrica el neumático y no se degradan por pirólisis. El uso de mordenita provoca un descenso de un 3% a 5% de los productos condensables en favor de los gaseosos en todas las temperaturas de estudio, mientras que la zeolita ZSM-5 provoca la disminución de un 20% de los gases en favor de condensables. La zeolita ZSM-5 es más ácida que la mordenita, lo que la hace un mejor catalizador en términos de degradación. Se concluye que con la mordenita se pueden obtener productos de buena calidad, y su rendimiento es comparable al de la zeolita sintética. La configuración que rinde un producto condensable de mayor calidad es la mordenita en razón 2:1 al caucho, a la temperatura más baja de reacción, 450 °C.