Reciclagem Química

...

-

Pirolises

A pirólise à baixa temperatura é a degradação térmica na ausência de ar ou deficiência de oxigênio. Neste caso ocorre principalmente a despolimerização e formação de pequena quantidade de compostos aromáticos e gases leves, como o metano, obtendo-se líquidos de alta temperatura de ebulição, como ceras e materiais de partida para produção de poliolefinas.

Na pirólise à alta temperatura ocorre a decomposição térmica na ausência de ar ou deficiência de oxigênio, obtendo-se óleos e gases que, posteriormente, serão purificados por métodos petroquímicos padrões. Em poucos casos é possível recuperar os monômeros como produto principal. A pirólise é uma reação endotérmica, portanto é necessária a adição de calor, que pode ser fornecido diretamente (oxigênio-ar) ou indiretamente (troca de calor). Os polímeros com altos teores de impurezas podem ser reciclados por pirólise. No entanto, obtém-se uma grande variedade de produtos de decomposição que são de difícil separação e, além disso, possuem um valor comercial menor que os produtos obtidos por hidrólise. A pirólise é um processo complicado, pois os polímeros possuem baixa condutividade térmica e a degradação das macromoléculas requer alta quantidade de energia. A pirólise de polímeros tem sido estudada em vasos de fundição, alto forno, autoclaves, tubos reatores, forno rotatório, reator de leito fluidizado, etc.

No caso do PVC os produtos de pirólise consistem principalmente de HCl (56% m/m) e negro de fumo, enquanto que a composição de outros polímeros é similar à obtida para o PE. O HCl proveniente da decomposição do PVC pode ser neutralizado com óxido de cálcio, formando o cloreto de cálcio. Quando são formadas grandes quantidades de cloreto de cálcio pode ocorrer o entupimento do fluidizador. A partir de poliésteres, poliamidas, poliuretanas e materiais contendo celulose são formados o dióxido e o monóxido de carbono.

Os óleos obtidos da pirólise de resíduos poliméricos contêm entre 50-200 ppm de compostos organoclorados. No entanto, não foi detectada a presença de dibenzodioxinas cloradas (altamente tóxicas) nestes compostos, o que foi confirmado por numerosas análises. A quantidade de cloro não deve exceder 10 ppm para que estes compostos sejam utilizados nas plantas petroquímicas. Portanto, é adicionado vapor de sódio no fluxo de gás de pirólise para minimizar a quantidade de halogênios no óleo obtido.

A degradação térmica de polímeros pode também ser realizada na presença de catalisadores, como as zeólitas, visando aumentar o grau de conversão e a seletividade dos produtos obtidos.

A vantagem da pirólise em relação à combustão é a redução de 5 a 20 vezes no volume do produto gasoso, conduzindo a uma considerável economia na purificação do gás obtido. Adicionalmente é possível obter hidrocarbonetos e, em alguns casos, produtos químicos brutos com alto valor comercial.

-

Gaseificação

A gaseificação é um processo onde é inserido oxigênio insuficiente para que ocorra a combustão completa, ocorrendo simultaneamente a pirólise e a combustão no interior do leito. Neste processo que ocorre na presença de oxigênio e vapor d'água em temperaturas entre 1200 e 1500ºC são recuperados CO e H2 e pequenas quantidades de CH4, CO2, H2O e alguns gases inertes. Goulart e colaboradores estudaram o processo de gaseificação de rejeitos de pneus em leito fluidizado e observaram que os subprodutos do processo possuem elevado potencial de utilização na indústria, tanto com insumos de processos produtivos (negro de fumo) como energético (voláteis e óleo obtido a partir da condensação dos vapores da gaseificação).

-

Hidrogenação

Na hidrogenação a quebra das cadeias poliméricas é inicialmente feita termicamente, resultando em radicais livres altamente reativos, os quais são posteriormente saturados com hidrogênio, obtendo-se hidrocarbonetos leves como metano, etano, propano e mistura de hidrocarbonetos na faixa de gasolina e diesel. A hidrogenação ocorre em temperaturas entre 440 a 480ºC e pressão de 15 a 25GPa. A hidrogenação também é utilizada para reciclar resina epóxi reticulada com anidrido ftálico, usando tetralina e 9,10-diidroantraceno na temperatura de 340ºC por 2 h, recuperando cerca de 99% de produtos como fenol, p-isopropilfenol e anidrido ftálico. A hidrogenação também pode ser usada para reciclar resina fenólica, resinas melanínicas e poliéster insaturado.

Os métodos de despolimerização permitem obter os monômeros de partida, que podem ser purificados por métodos convencionais e re-polimerizados, formando polímeros virgens.

-

REFERENCIAS