Craqueo catalítico de polietileno en condiciones de refinería - Producción de fracciones combustibles

Catalytic Cracking of Polyethylene under Refinery Conditions – Production of Combustible Fractions

Este trabajo se realizó en una unidad de ensayo de microactividad, para estudiar el proceso de alimentaciones combinadas de polietilenos de baja densidad y de alta densidad con vaselina y catalizadores FCC comerciales (de baja y de alta actividad), para evaluar la producción de fracciones de combustible (gasolina, gasóleo y residuo). Las alimentaciones combinadas de PEBD y PEAD/vaselina, a diferentes concentraciones, se procesaron en condiciones de refinería. Para las alimentaciones de PEBD/vaselina al 2, 6 y 10% p/p, la producción de la fracción gasolina se vio favorecida con el catalizador de alta actividad, mientras que para la alimentación de PEAD/vaselina al 2%, en la producción de la misma fracción, el catalizador de baja actividad presentó un mejor rendimiento. Para todas las alimentaciones combinadas, en todas las concentraciones, el material inerte presentó mejor desempeño para la producción de la fracción residuo, indicando la ocurrencia preferencial de craqueo térmico.

INTRODUCCIÓN

En Brasil, las poliolefinas representan alrededor del 65% de los materiales plásticos producidos, de los cuales el polietileno (PE) constituye el 43%. Se pueden producir industrialmente diferentes tipos de polietileno, dependiendo de las condiciones de reacción y del sistema catalítico utilizado en la polimerización.

El polietileno (PE) es un polímero flexible parcialmente cristalino cuyas propiedades se ven influidas por la cantidad relativa de fases amorfas y cristalinas. El polietileno de baja densidad (LDPE) tiene ramificaciones en su estructura, la mayoría de las cuales son tan largas como la cadena principal del polímero. La presencia de estas ramificaciones determina el grado de cristalinidad, las temperaturas de transición y afecta parámetros cristalográficos como el tamaño de los cristalitos. En contraste, el polietileno de alta densidad (HDPE) es lineal y altamente cristalino (más del 90%), con un bajo contenido de ramificación. La linealidad de las cadenas de HDPE facilita una orientación, alineación y empaquetado más eficientes de las cadenas, permitiendo que las fuerzas intermoleculares (del tipo Van der Waals) actúen más intensamente y, en consecuencia, aumentando su cristalinidad en comparación con el LDPE.

El craqueo catalítico de polímeros se lleva a cabo de forma similar al proceso de craqueo catalítico fluido (FCC) del gasóleo, en el que los hidrocarburos pesados se convierten en productos más ligeros y de alta calidad (C5 a C12). Este tipo de craqueo tiene lugar a temperaturas controladas más bajas que el craqueo térmico.