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Título: Estudo da influência das condições de pirólise de compósito de PEBD/Al na produção de hidrocarbonetos
Autor(es): Vidal, Douglas Bitencourt
Orientador: Lira, Taisa Shimosakai de
Coorientador: Xavier, Thiago Padovani
Data do documento: 29-Ago-2017
Citação: VIDAL, Douglas Bitencourt. Estudo da influência das condições de pirólise de compósito de PEBD/Al na produção de hidrocarbonetos. 2017. 49 f. Dissertação (Mestrado em Energia) - Programa de Pós-Graduação em Energia, Universidade Federal do Espírito Santo, Centro Universitário Norte do Espírito Santo, São Mateus, 2017.
Resumo: O descarte de embalagens cartonadas vem se tornando um passivo ambiental à medida que seu consumo aumenta. Uma maneira de se aproveitar este material é pelo desagregador de papel, que resulta na formação do compósito de polietileno e alumínio (PEBD/Al). Capaz de separar o alumínio do polietileno presentes no compósito, a pirólise é uma técnica utilizada principalmente na recuperação de materiais subaproveitados, gerando produtos de interesse. Diante deste contexto, o objetivo geral deste trabalho foi estudar as condições do processo de pirólise do PEBD/Al. Os experimentos ocorreram nas temperaturas 813, 853 e 893 K e taxas de aquecimento de 10, 30 e 50 K min-1. Analisou-se a influência da temperatura e da taxa de aquecimento sobre a pirólise do compósito PEBD/Al em leito fixo, a fim de estimar os efeitos destas variáveis de processo, bem como identificar os produtos obtidos. Inicialmente, análises termogravimétricas demonstraram que a degradação deste material se inicia a 670 K e torna-se completa à 820 K. Ao comparar a termogravimetria derivada (DTG) do PEBD/Al com o do polietileno puro, notou-se que as duas curvas se sobrepõem, demonstrando que o alumínio não interfere nas reações. A partir dos dados de termogravimetria e de modelos cinéticos isoconversionais, a energia de ativação global da reação de pirólise de PEBD/Al foi estimada: 169,61kJ.mol-1 (Ozawa), 170,79 kJ.mol-1 (K-A-S), 181,33kJ.mol-1 (Starink) e 205,87 kJ.mol-1 (Kissinger), sendo estes valores similares aos encontrados na literatura para o polietileno puro. Após análise dos rendimentos dos produtos, evidenciou-se maior participação de condensados, dos quais as olefinas apresentaram produção mais acentuada em 893 K. Observou-se também que a temperatura teve maior influenciou no rendimento dos produtos condensados do que a taxa de aquecimento. Com relação a composição das olefinas para as reações a 893 K, identificou-se principalmente compostos alifáticos, como os alcenos, de cadeia carbônica de C12 à C20. Por ser formado majoritariamente de polietileno, os produtos da pirólise do compósito resultam em hidrocarbonetos que podem ser utilizados como matéria prima pela indústria.
The disposal of carton packs has become an environmental liability as its consumption increases. One way to take advantage of this material is by the paper disintegrator, which results in the formation of the polyethylene and aluminum composite (LDPE/Al). Able to separate the aluminum from the polyethylene present in the composite, pyrolysis is a technique used mainly in the recovery of underutilized materials, generating products of interest. In this context, the general objective of this work was to study the conditions of the LDPE/Al pyrolysis process. The experiments occurred at temperatures 813, 853 and 893 K and heating rates of 10, 30 and 50 K min-1 . The influence of temperature and heating rate on the pyrolysis of the LDPE/Al composite in fixed bed was analyzed in order to estimate the effects of these process variables, as well as to identify the products obtained. Initially, thermogravimetric analyzes demonstrated that the degradation of this material starts at 670 K and becomes complete at 820 K. When comparing the derived thermogravimetry (DTG) of the LDPE/Al with that of the pure polyethylene, it was noticed that the two curves were overlap, demonstrating that aluminum does not interfere with reactions. From the data of thermogravimetry and isoconversion kinetic models, the overall activation energy of the PEBD / Al pyrolysis reaction was estimated: 169.61 kJ.mol-1 (Ozawa), 170.79 kJ.mol-1 (KAS), 181.33 kJ.mol-1 (Starink) and 205.87 kJ.mol-1 (Kissinger), these values being similar to those found in the literature for pure polyethylene. After analyzing the yields of the products, there was a greater participation of condensates, of which the olefins presented a more pronounced production in 893 K. It was also observed that the temperature had a greater influence on the yield of condensed products than the rate of heating. With respect to the composition of the olefins for the reactions at 893 K, mainly aliphatic compounds, such as the alkenes, of carbonic chain of C12 to C20 were identified. Because it is formed predominantly of polyethylene, the pyrolysis products of the composite result in hydrocarbons that can be used as raw material by the industry.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/8445
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