Pirólise e hidropirólise de polipropileno em catalisador óxido de espinélio CoAl2O4 para obtenção de combustíveis líquidos

Abstract

A pirólise é uma rota termoquímica promissora para aproveitamento de biomassa e resíduos poliméricos para produção de compostos de alto valor agregado como combustíveis. A versatilidade desta técnica permite o uso de diferentes tipos de matérias primas e condições reacionais, de modo a gerar seletividade a uma grande diversidade de produtos. Estas características aliadas à necessidade de promover uma economia circular para a cadeia de produção e consumo de polímeros termoplásticos evidencia uma ótima oportunidade. Num contexto de transição energética, o interesse em estabelecer novas rotas para a obtenção de combustíveis a partir de material residual tem sido cada vez mais urgente, e o uso de resíduos poliméricos como matéria prima para este fim possui potencial para reduzir a degradação ambiental e os impactos à saúde humana que a falta de um reaproveitamento efetivo deste tipo de material tem gerado em todo o planeta. Para isto, o desenvolvimento de catalisadores que possam melhorar as condições de reação e promover a geração de compostos de interesse comercial se mostra essencial. Neste trabalho foi utilizada a pirólise térmica e catalítica visando à degradação do polipropileno. Foram utilizados catalisadores óxidos de CoAl preparados por coprecipitação à baixa supersaturação. Os materiais foram caracterizados por análise termogravimétrica – TG/DTG, espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier – FTIR, espectroscopia de Raios-X por dispersão de energia – EDXRF, difração de Raios-X – DRX, redução termoprogramada – TPR, área superficial e porosidade – BET. A pirólise térmica do polipropileno gerou majoritariamente compostos insaturados (55%), no entanto, ao realizar a reação de pirólise na presença de catalisadores de CoAl o perfil de produtos gerados apresentou diferenças significativas, promovendo maiores rendimentos de alcanos em detrimento de alcenos. Resultados ainda melhores foram observados ao realizar a pirólise em atmosferas de H2, uma hidropirólise, fazendo com que o rendimento e a seletividade para hidrocarbonetos saturados aumentassem consideravelmente (96%), promovendo condições ótimas para geração de hidrocarbonetos da faixa de gasolina (C4-C12) até 89%. Desta forma, a aplicação da pirólise para o tratamento de resíduos de polímeros termoplásticos para a obtenção de combustíveis demonstrou muito êxito, com perspectivas de aprimoramento futuro.