The increasing generation of plastic wastes forces us to search for final disposal technologies environmentally friendly such as pyrolysis, which becomes an interesting technique because it takes advantage of the wastes obtaining important products. In addition, catalytic pyrolysis by using commercial catalysts, e.g. such zeolites, alumina or recovered from other industrial processes, it allows decreases the activation energy and selectivity in the obtained products. In this study, we report the evaluation of the catalytic pyrolysis with a regenerated fluid catalytic cracking catalyst using thermogravimetry with polypropylene and a pyrolytic process carried out in a batch reactor with polypropylene in a 1:10 ratio (catalyst-plastic). The regeneration studies were carried using two solvents (ethanol and toluene) at different contact times, then a thermal regeneration at two heating ramps was performed and the best treatment was evaluated by scanning electron microscopy energy-dispersive X-ray spectroscopy and surface area analysis. The results showed a better action of the ethanol in the chemical treatment at 14 h of contact in the heat treatment due to longer gasification of the coke. The degradation process using recovered catalyst decreases the degradation temperature compared to the no-catalyst process. As a consequence, the yield of the liquid fraction decreases by 10% with greater orientation to aliphatic components. Graphical abstract
The pyrolysis process is a thermochemical recycling process that in recent years has gained importance due to its application in plastic waste, which is one of the biggest environmental problems today. Thus, it is essential to carry out kinetic and thermodynamic analyses to understand the thermocatalytic degradation processes involved in plastic waste mixtures. In this sense, the main objective of this study is to analyze the degradation kinetics of the specific mixture of polypropylene (25%) and polystyrene (75%) with 10% mass of regenerated FCC catalyst which was recovered from conventional refining processes using 3 heating rates at 5, 10 and 15 K min−1 by thermogravimetric analysis (TGA). The obtained TGA data were compared with the isoconversional models used in this work that include Friedman (FR), Kissinger Akahira Sunose (KAS), Flynn–Wall–Ozawa (FWO), Starink (ST) and Miura–Maki (MM) in order to determine the one that best fits the experimental data and to analyze the activation energy and the pre-exponential factor; the model is optimized by means of the difference of minimum squares. Activation energy values between 148 and 308 kJ/mol were obtained where the catalytic action has been notorious, decreasing the activation energy values with respect to thermal processes.
El presente estudio tiene como objetivo determinar de la cinética química de la reacción de degradación térmica del polietileno de alta densidad (HDPE) post consumo mediante análisis termogravimétrico (TGA) a tasas de calentamiento de 5, 10 y 15 ºC min-1, usando atmósfera de nitrógeno a un flujo de 20 mL min-1, en condiciones dinámicas desde 25 a 900 ºC. A partir de ello se obtuvieron los datos de degradación (masa vs tiempo) y su primera derivada, que a su vez fueron aplicados en tres modelos cinéticos para determinar la energía de activación: Friedman (FR), Kissinger–Akahira–Sunose (KAS) y Flynn–Wall–Ozawa (FWO), tomando el modelo de reacción conocido como Esfera de Contracción (R2) característica para este tipo de plásticos. Se deduce cada uno de los modelos para el tratamiento del termoplásticos, establecienndo que el modelo que describe mejor la cinética de degradación para HDPE es el de Friedman obteniendo valores de energía de activación de 281, 248 y 232 kJ kmol-1 para las tasas de 5, 10 y 15 ºC min-1 respectivamente
El alofán es una nanopartícula natural presente en suelos de origen volcánico como los andisoles, que se encuentran distribuidos alrededor de todo el mundo en países con actividad volcánica. En Ecuador, los andisoles constituyen el 30% del territorio en zonas altas y húmedas de la región sierra-norte. El alofán se puede obtener de los andisoles a través de procesos físicos y químicos, o a su vez se puede sintetizar. Este nanomaterial posee múltiples propiedades para varias aplicaciones en diferentes áreas. Existen muchas investigaciones de estas nanopartículas y de este tipo de suelos, pero no se han estudiado aún en el Ecuador. En este artículo se presentan las características estructurales, propiedades, la formación, aislamiento, síntesis y usos del alofán, con el fin de generar conocimiento e incentivar la investigación de estos suelos que son fuente de la mencionada nanopartícula. La búsqueda de literatura se realizó en bases de datos de Science Direct y Google Académico, y se utilizaron artículos de alto impacto relacionados con investigaciones de alofán natural o sintético. Las características particulares que tiene el alofán le permite ser usadocomo remediador ambiental, bactericida, antiinflamatorio, ignífugo, soporte de enzimas, pero además se ha estudiado en catálisis, fotocatálisis y electrocatálisis. Al considerar el área cubierta por el alofán en el territorio ecuatoriano y su disponibilidad, este se puede aprovechar para realizar investigaciones basadas en los estudios internacionales que se han desarrollado para aprovechar en el área ambiental y médica.
Esta investigación tuvo como objetivo estudiar las condiciones óptimas de pirólisis usando plástico de invernadero (LDPE) residual para obtener la mayor cantidad de ceras líquida. Para cada ensayo 100 g de plástico se alimentaron a un reactor batch con atmósfera inerte de nitrógeno y un sistema de refrigeración con agua (10°C) para la recolección de condensables. Para evaluar el efecto de la temperatura en el rendimiento del proceso se realizaron pruebas a cinco temperaturas entre 350–450°C, con una tasa de calentamiento de 13°C/min. A la fracción liquida obtenida se caracterizó por cromatografía de gases y se determinó propiedades como: gravedad API, punto de inflamación, poder calórico y contenido de azufre. El producto de pirólisis fue una cera oleosa compuesta por parafinas, naftenos y olefinas, de alto poder calorífico (46.49 MJ/Kg), relativamente limpia, capaz de ser utilizada para obtener combustibles refinados. La temperatura que genera mayor rendimiento (67.85%) de productos líquidos es de 400°C, con un tiempo de residencia de 6 min. Por lo que, se concluye que la pirólisis de LDPE genera una mezcla rica de hidrocarburos alifáticos (93.52%) a esa temperatura; mientras que temperaturas mas altas se favorece la formación de gases no condensables y ceras pesadas.
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