Plastikoa berziklatzen: poliolefinen pirolisia

Miriam Arabiourrutia, Gorka Elordi, Martin Olazar

Hondakin plastikoen kantitatea gero eta handiagoa da eta honek arazo larria suposatzen du. 2014. urtean munduan 311 milioi tona plastiko inguru kontsumitu ziren. Datozen urteetarako herrialde garatuetako plastiko kontsumoak zein produkzioak %3 gora egitea espero da, eta herrialde azpigaratuetakoak %10 inguru. Hau dela eta plastikoen birziklapenean jarri da arreta, kontutan harturik gainera hondakin plastikoen berrerabilpen eta birziklatzea, energia beharren murrizte edo energia alternatiboen lorpenaren barruan sailka daitekeela.

Irudia: Eguneroko plastikozko objektuak.

Hondakin plastikoen artean ugarienak, %60 inguruko masa proportzioan, poliolefinak dira (dentsitate altuko polietilenoa, %15a, dentsitate baxuko polietilenoak -adarkatua eta lineala- %20a eta polipropilenoa %26a). Hau dela eta lan honetan poliolefinen pirolisia, dentsitate altuko polietilenoarena konkretuki, aurkezten da berauen birziklatzerako aukera interesgarri moduan. Baita plastikoak edo plastikoen pirolisiko produktuak findegietako FCC (fluid catalytic cracking) unitatean erabiltzeko dauden aukerak aipatzen dira.

Pirolisia atmosfera inertean burutzen den degradazio termikoko prozesua da. Prozesuan erabilitako baldintzen arabera lorturiko produktuen banaketa ezberdina da.

Pirolisia eskala handian eta erregimen jarraituan modu egokian burutzeko opera dezakeen erreaktoreetako bat ohantze iturritu konikoa da. Ohantze iturritu konikoak propietate egokiak ditu material plastikoen pirolisia burutzeko, batez ere partikula plastiko urtuek eragin ditzaketen aglomerazio arazoak ekiditeko.

Pirolisia katalizatzaile mota ezberdinak erabiliz ere burutu daiteke, katalizatzailerik gabe burututako pirolisian lorturiko produktuen banaketa aldatzeko. Poliolefinen pirolisi katalitikoak petrolioaren gas likuatuen (PGL) eta gasolinaren irakite tenperaturaren tarteko produktu hidrokarbonatuak ematen ditu batez ere.

Dentsitate altuko polietilenoaren pirolisia ohantze iturritu konikoan 500-700ºC artean burutzean lorturiko produktuak taldetan bildu dira: C1-C4 gasak, C5-C11 frakzioa (batez ere olefina eta isoparafinaz osatua) edo gasolina frakzioa, C12-C20 frakzioa edo gasolio frakzioa (olefinak, parafinak eta diolefinak dira osagai nagusiak), ezkoak edo +C21 frakzioa. Konposizioari dagokionez ezkoak parafinaz eta olefinaz osaturiko hidrokarburo kate luzeak dira batez ere.

Etekin handienean lortzen den produktua ezkoa da, bere etekina %67 ingurutik 500ºCtan %12 ingurura 700ºC-tan jeisten delarik. Ondoren gasolio frakzioa dator bere etekina %26tik %18ra jeisten delarik 700ºCtan. Hurrengo bi frakzioen etekinak igo egiten dira tenperatura tartean. Gasolina frakzioarena %7tik %34ra handitzen da, gasarena berriz, %2tik %39ra. Emaitza hauetan tenperaturaren eragina argi ikusten da produktu astunenak krakeatu egiten baitira tenperatura altuetan produktu arinenen etekina handituz.

Katalizatzaile azidoak in situ erabiltzeak era faboragarrian aldatzen du produktuen banaketa pirolisi termikoarekin konparatuz gero. Pirolisi termikoko produktu hegazkorren krakeaketa katalitikoa lerroan ere burutu daiteke. Pirolisi katalitikoko esperimentuak 500 ºC-tan, 30 g katalizatzaile (HZSM-5 zeolitaz osatua) erreaktorean erabiliz burutu dira. Horrela, ezkoak guztiz krakeatzen dira 450ºC-tik gora, monomero edota autoetarako erregaien etekin handiak lortuz. Olefina arinak (C2-C4) %60ko etekinean lortzen dira, katalizatzaile hau oso selektiboa baita konposatu hauetarako. Gainerako C4- gas arinak, %14ko etekinean lortzen dira eta C5-C11 frakzioa %25 inguruko etekinean. Lortutako gasolio (C12-C20) eta ezkoen (C21+) etekina mesprezagarria da.

Frakzio hauek findegietan ohiko korronteekin elkartu edo bertako unitateetako elikadurak osa ditzakete. Ezkoen kasuan material berrien prestaketan ere erabili daitezke. Adibidez, ezkoek asfaltoarekin osaturiko nahasteak, Warm Mix Asphalt (WMA), osa ditzakete ohikoa baino tenperatura baxuagoan. Ezkoak baita fase aldaketako material organikoak dira, (PCM), hau da, fusio-bero sor altua dute, potentzial handiko aplikazioa ahalbidetuz.

Artikuluaren fitxa:
  • Aldizkaria: Ekaia
  • Zenbakia: Ekaia 30
  • Artikuluaren izena: Poliolefinen pirolisia iturri-ohantze konikoan.
  • Laburpena: Hondakin plastikoen kantitatea gero eta handiagoa da eta horrek arazo larria sortzen du. Hondakin plastikoen artean ugarienak, %60 inguruko masa-proportzioan, poliolefinak dira (dentsitate altuko eta baxuko polietilenoa eta poliprilenoa). Pirolisi bidezko birziklatzea aukera interesgarria da plastikoen materiala berreskuratzeko. Pirolisia atmosfera inertean gauzatzen den degradazio termikoko prozesua da. Iturri-ohantze konikoak propietate egokiak ditu material plastikoen pirolisia egiteko, batez ere plastikozko partikula urtuek eragin ditzaketen aglomerazio-arazoak ekiditeko. Pirolisia tenperatura ezberdinetan, katalizatzailerik gabe edo katalizatzaile ezberdinak erabiliz egin daiteke, lortzen diren produktuen banaketa aldatzeko. Poliolefinen pirolisian lortzen diren produktuak hidrokarburoak dira, hala nola, C1-C4 gasak, gasolina frakzioa edota ezkoak. Frakzio horiek findegietan ohiko korronteekin elkar daitezke edo bertako unitateetako elikadurak osa ditzakete.
  • Egileak: Miriam Arabiourrutia, Gorka Elordi, Martin Olazar
  • Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua
  • ISSN: 0214-9001
  • Orrialdeak: 145-152
  • DOI: 10.1387/ekaia.16286

—————————————————–
Egileaz: Miriam Arabiourrutia, Gorka Elordi eta Martin Olazar UPV/EHUko Ingeniaritza Kimikoa Saileko ikertzaileak dira.
—————————————————–
Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

Eman iritzia

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>