Diseño y puesta en marcha de un sistema de pirólisis catalítica de poliestireno expandido

Resumen

Esta investigación tuvo como objetivo diseñar y poner a punto un reactor semi-continuo de acero inoxidable 316 para el aprovechamiento de poliestireno expandido en la obtención de estireno mediante pirólisis catalítica. Se construyó un reactor de 1335 cm³ compuesto de un recipiente tubular con salida de vapores lateral, un horno de calentamiento, un condensador tipo serpentín y un rotámetro para el alimento de un gas de arrastre (N₂). Para el proceso, se usó un catalizador industrial de craqueo catalítico fluidizado. Dentro de la metodología desarrollada para realizar las pruebas catalíticas se destaca que: (i) el catalizador fue mezclado con el poliestireno mediante molienda mecánica. (ii) Se determinaron los perfiles de temperatura del reactor y se comparó el comportamiento del catalizador con el observado en su ausencia. La eficiencia del proceso se evalúo en términos del rendimiento hacia estireno y la pureza del producto líquido. Finalmente, se determinaron las mejores condiciones de operación mediante un diseño factorial 3² usando como variables de entrada la temperatura (360 °C, 430 °C y 500 °C) y la altura del lecho (4, 6 y 8 cm). Se determinó que las variables afectan de forma similar a la pureza del líquido y el rendimiento hacia estireno, pero que el efecto generado depende de la interacción entre las dos variables estudiadas. Las mejores condiciones de operación del reactor obtenidas del diseño experimental fueron 430 °C y 4 cm de lecho obteniendo un rendimiento de 0,74 g de estireno/g poliestireno expandido y 89 % de pureza.