Pirólise Térmica de Filmes de PEBD e PELBD de Embalagens Pós-Consumo

Resumo

Os termoplásticos estão cada vez mais presentes no cotidiano da sociedade e nas mais variadas aplicações. Dentre os termoplásticos, o polietileno é o que apresenta o maior volume mundial de produção e consumo. Entretanto, grande parte de suas aplicações destina-se a produtos de curto tempo de vida útil, principalmente no setor de embalagens de alimentos. Tornam-se, assim, constituintes expressivos da composição do resíduo sólido urbano, levando a grandes quantidades depositadas frequentemente em aterros sanitários. Neste contexto, a pirólise surge como uma tecnologia para a reciclagem de resíduos plásticos, permitindo a recuperação dos monômeros que lhes deram origem. Através desse processo termoquímico, os resíduos são convertidos em três diferentes produtos: óleo ou em alguns casos cera, gases não condensáveis e uma fração sólida denominada carvão ou char. Assim, o objetivo do presente estudo é contribuir para o desenvolvimento da pirólise como tecnologia para tratamento final de resíduos de polietileno de baixa densidade (PEBD) e polietileno linear de baixa densidade (PELBD), provenientes de embalagens pós-consumo, através da análise da influência da temperatura de pirólise na composição química do óleo produzido, assim como a discussão de potenciais aplicações. Para tanto, os resíduos foram inicialmente caracterizados através das análises de espectroscopia por refletância total atenuada no infravermelho com transformada de Fourier (ATR-FTIR), termogravimetria (TGA), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e fluorescência de raios-X (FRX). Os ensaios de caracterização mostraram que o resíduo plástico é constituído por 4,07% de cinzas, 0,52% de carbono fixo e 95,54% de matéria volátil, evidenciando seu grande potencial para a produção de óleo pirolítico. A degradação térmica do resíduo iniciou-se em torno de 410°C e se estendeu até cerca de 530°C, com máxima taxa de degradação térmica em cerca de 488°C. O processo de pirólise foi realizado com amostras de 50g de PEBD e PELBD pós-consumo, previamente aglutinados, com tamanho de partícula na faixa de 0,001mm a 4mm, em reator horizontal de quartzo, com atmosfera inerte de N2, taxa de aquecimento de 10°C/min e tempo de residência de 30min. Os ensaios foram conduzidos com temperaturas experimentais de 500°C e 700°C, a fim de verificar a influência da temperatura na composição química do óleo obtido no processo. A análise do óleo coletado a 500°C por espectroscopia de infravermelho, revelou um espectro similar ao do diesel comercial. Através de cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas, verificou-se uma composição constituída predominantemente por olefinas (44%), de 8 a 35 átomos de carbono, seguida de parafinas (23,8%) e cicloparafinas (10%). Evidenciou-se ainda um percentual considerável de alfa-olefinas, importantes para a indústria petroquímica, e percentual de compostos aromáticos a nível de traço. Ao variar a temperatura para 700°C, ocorreu um aumento no teor de compostos aromáticos para 16,6%, acompanhado de uma redução no percentual de olefinas, parafinas e cicloparafinas. Os óleos obtidos em ambas as temperaturas têm potencial de aplicação em processos de craqueamento a vapor ou craqueamento catalítico convencional para a obtenção de matérias-primas da indústria petroquímica.