Efecto de la concentración del solvente y catalizador en la depolimerización vía glicólisis en fase líquida de residuos plásticos tipo PET

Abstract

El tema de este trabajo es el reciclaje de residuos plásticos, enfocado en el proceso de reciclaje químico del polietileno tereftalato (PET) característico de los Residuos Sólidos Urbanos de la ciudad de Lima, para obtener el monómero bis-hidroxietil tereftalato (BHET). Aunque los procesos más comunes de reciclaje de plásticos son métodos mecánicos, los beneficios y oportunidades que ofrece el reciclaje químico lo convierte en uno de los más interesantes procesos a desarrollar; teniendo en cuenta que el consumo de PET está alcanzando niveles muy altos, debido al incremento de sus aplicaciones en muchos sectores industriales. El reciclaje químico de PET incluye la recuperación de materia prima de alto valor y ofrece varias posibilidades de desarrollo: metaanálisis, hidrólisis, glicólisis, entre otros; siendo el glicólisis el método seleccionado en el presente trabajo de investigación debido a que el proceso no requiere temperaturas ni presiones elevadas que encarecerían los equipos necesarios y porque el proceso en sí, es el más sencillo de los mencionados. La reacción de glicólisis se llevó a cabo en un agitador magnético con sistema de calefacción eléctrico incorporado, usando etilenglicol (EG) como solvente y acetato de zinc (AcZn) como catalizador. La temperatura de operación fue de 195-197°C a presión atmosférica con una velocidad de agitación de 450rpm durante 90 minutos. La relación en peso EG:PET fue estudiada para tener una visión general del comportamiento de la reacción y rendimiento teniendo en cuenta la influencia del exceso de solvente. Se trabajó con relaciones EG:PET (w.w) desde 2.16:1 a 7.57:1. La concentración de acetato de zinc fue variada hasta optimizar la respuesta del sistema, con relaciones de AcZn:PET (w:w) desde 3:100 hasta 17:100. El producto obtenido fue caracterizado con técnicas de espectroscopia infrarroja (IR) y complementado con la verificación de su punto de fusión para establecer su identidad. Los resultados de las pruebas realizadas concluyen que la relaciones en peso óptimas de etilenglicol como solvente y acetato de zinc como catalizador con relación al PET son 6.25:1 y 14:100, respectivamente, logrando un rendimiento de BHET del 76.49%. El modelo cinético desarrollado fue correlacionado con los datos experimentales para validarlo, mostrando una muy buena relación con los mismos. La constante de la velocidad de reacción calculada fue igual a 0.0016l mor1-min'1, con un coeficiente de regresión para el modelo igual a 0.991.