BR112013001058B1

BR112013001058B1 - Processos para converter resíduos de polietileno misto para produzir ceras e graxas através de despolimerização catalítica e processos para converter grânulos primários de polietileno para produzir ceras e graxas através de despolimerização catalítica

Info

Publication number: BR112013001058B1
Application number: BR112013001058-4A
Authority: BR
Inventors: Anil Kumar; Pushkar Kumar
Original assignee: Greenmantra Recycling Technologies Ltd
Priority date: 2010-07-15
Filing date: 2011-07-14
Publication date: 2020-09-29
Also published as: JP2013539476A; CN104877699B; WO2012007833A4; EP2407528A1; EP2407528B1; WO2012007833A2; US20120016169A1; CN104877699A; MY177048A; CA2805570C; CN103168016B; WO2012007833A3; JP5964825B2; CA2805570A1; CN103168016A; US8664458B2; PL2407528T3; ES2516743T3; BR112013001058A2

Abstract

PROCESSO PARA CONVERTER RESÍDUOS DE POLIETILENO MISTO PARA PRODUZIR CERAS E GRAXAS ATRAVÉS DE DESPOLIMERIZAÇÃO CATALÍTICA E PROCESSO PARA CONVERTER GRÂNULOS PRIMÁRIOS DE POLIETILENO PARA PRODUZIR CERAS E GRAXAS ATRAVÉS DE DESPOLIMERIZAÇÃO CATALÍTICA. A presente invenção descreve um processo de despolimerização de resíduo de polietileno misto. Em uma concretização, em um processo para converter resíduo de polietileno misto para produzir ceras e graxas através de despolimerização catalítica, o resíduo de polietileno misto é pré-aquecido para formar um resíduo de polietileno misto fundido. Então a reação de despolimerização utiliza um catalisador em um reator de alta pressão a uma temperatura desejada utilizando aquecedores no reator de alta pressão. O catalisador é dispositi em uma pá agitadora. A progressão da reação de despolimerização do resíduo de polietileno misto fundido é permitida a continuar até que a pressão no reator de alta pressão atinja um valor desejado. Os aquecedores são desligados e a reação de despolimerização do resíduo de polietileno misto fundido pe interrompida quando a pressão no reator atinge o valor desejado. O resíduo de polietileno misto é convertido a cera ou graxa.

Description

ANTECEDENTES

[0001] Produtores de equipamentos mecânicos, embaladores de alimentos e outros usuários de cera e graxa para lubrificação, selamento e outros usos possuem uma necessidade continua de composições de cera e graxa. A produção destas ceras e graxas costuma ser cara. Isto pode ser tipicamente devido a uma necessidade de uma cara alimentação de petróleo em tal processo de produção.

[0002] Ceras e graxas (ou insumos de graxa) são feitas, em geral, a partir de alimentação de petróleo ou processo gás- para-liquido. O preço de insumos de petróleo está aumentando com o tempo e, então, existe um constante aumento no preço de ceras e graxas. Recentemente, foram feitas algumas descobertas de reservatórios de gás (praticamente metano) e de usos do processo Fischer-Tropsch; estes podem ser convertidos em hidrocarbonetos com maior comprimento de cadeia a fim de gerar gasolina, óleos lubrificantes, insumos de graxa e ceras. Os produtos produzidos desta forma são relativamente mais caros e, portanto, existe uma necessidade de utilizar residue de polietileno prontamente disponível e reciclá-lo para produzir os mesmos materiais com custo consideravelmente inferior.

[0003] Seria vantajoso existir um processo relativamente barato para produzir cera e insumo de graxa. Tal processo utilizaria idealmente um insumo de baixo custo prontamente disponível e seria um processo de baixo custo. Residues de plásticos/polimeros têm sido utilizados em processos conhecidos para a produção de tais produtos. O residuo plástico está entre os residues sólidos de maior crescimento e utilizar este residuo sólido para produzir ceras e graxas úteis remete a crescentes problemas de descarte de plásticos.

[0004] Adicionalmente, a maioria dos residues de polimero/plástico pode ser de polietileno e, devido a sua não- biodegradação, o mesmo tem se acumulado na natureza. O residuo de polietileno é, em geral, disposto em aterros ou queimado - o primeiro leva a perda de material e desaproveitamento de terra enquanto que o segundo resulta em emissão de gases do efeito estufa; somente uma proporção de todo residuo plástico é atualmente reciclada como polímeros secundários, que possuem baixa qualidade e dão retornos financeiros baixos.

[0005] Em tempos recentes, tem havido esforços consideráveis em converter estes resíduos sólidos poliméricos em produtos úteis com combustíveis, lubrificantes, ceras e insumos de graxa. Processos de conversão existentes podem não ser eficientes o suficiente e podem liberar gases do efeito estufa para o ambiente. Ademais, as técnicas atuais podem ser sensíveis à qualidade e quantidade de residuo plástico de alimentação e elas podem ter um impacto na qualidade do produto final. Isto pode ser especialmente importante já que o residuo plástico pode variar em sua consistência devido às faixas de variação dos plásticos.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0006] Diversas modalidades são aqui descritas com referência às figuras, sendo que:

[0007] A Figura 1 mostra um diagrama de blocos de um processo exemplificativo da conversão de residuo de polietileno misto para produzir ceras e insumos de graxa através da despolimerização catalítica, de acordo com uma modalidade;

[0008] A Figura 2 mostra, no contexto da invenção, um gráfico exemplificativo de resultados de cromatografia gasosa - espectroscopia de massa (GC - MS) da cera microcristalina produzido utilizando processos existentes;

[0009] A Figura 3 mostra um gráfico exemplificativo de resultados de GC-MS da cera obtida a partir da despolimerização de resíduo de polietileno de alta densidade (PEAD), de acordo com uma modalidade;

[0010] A Figura 4 mostra, no contexto da invenção, um gráfico a partir de uma análise de calorimetria de varredura diferencial (DSC) da cera microcristalina produzida utilizando processos existentes;

[0011] A Figura 5 mostra um gráfico de análise de DSC da cera obtida a partir da despolimerização do resíduo de PEAD, de acordo com uma modalidade;

[0012] A Figura 6 mostra um gráfico de log cisalhamento versus log de viscosidade da amostra 1 do insumo de graxa, de acordo com uma modalidade;

[0013] A Figura 7 mostra um gráfico de log cisalhamento versus log de viscosidade da amostra 2 do insumo de graxa, de acordo com uma modalidade; e

[0014] A Figura 8 mostra um diagrama de blocos de um dispositivo para converter o residue de polietileno misto em ceras e insumos de graxa, de acordo com uma modalidade.

[0015] As figuras aqui descritas são somente para propósitos de ilustração e não devem ser entendidas como limitantes do escopo da presente descrição de forma alguma.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0016] Um método para produzir ceras e insumos de graxa através da despolimerização catalítica de residues plásticos é descrito. Na seguinte descrição detalhada das modalidades da presente matéria, é feita referência às figuras em anexo, que formam uma parte da mesma, e nas quais são mostradas como ilustração das modalidades especificas nas quais a presente invenção pode ser praticada. Estas modalidades são descritas em detalhe suficiente para permitir àqueles versados na técnica praticar a presente invenção, e deve ser compreendido que outras modalidades podem ser utilizadas e mudanças podem ser feitas sem se afastar do escopo da presente invenção. A seguinte descrição detalhada não deve, portanto, ser tomada no sentido limitativo e o escopo da presente invenção está definido pelas reivindicações em anexo.

[0017] A Figura 1 mostra um diagrama de blocos 100 de um processo exemplificativo para produzir ceras e insumos de graxa através da despolimerização catalítica de residuo de polietileno misto, de acordo com uma modalidade. Ceras são materiais sólidos escorregadios que são fáceis de fundir. Geralmente, o ponto de fusão das ceras está na faixa de 45°C a 130°C e o ponto de fulgor (isto é, a temperatura mais baixa em que a cera pode vaporizar para formar uma mistura inflamável com o ar) está na faixa de 180°C e 350°C. As ceras podem ser, em geral, derivadas do refino de petróleo cru. As ceras podem também ser derivadas de secreções naturais de plantas e animais. Adicionalmente, as ceras podem ser sinteticamente produzidas usando processos tais como o Fischer-Tropsch.

[0018] A graxa ou insumo de graxa é uma substância semi- sólida introduzida entre duas superficies em movimento para reduzir a fricção entre elas, aprimorando a eficiência e reduzindo desgastes. Graxas comercialmente disponíveis são geralmente feitas a partir da mistura de insumos de graxa com pequenas quantidades de aditivos específicos a fim de conferir a elas propriedades fisicas desejadas. Geralmente, as graxas são de quatro tipos: (a) mistura de óleos minerais e lubrificantes sólidos, (b) blendas de resíduos, ceras, gorduras não combinadas, óleos de colofónia e breu, (c) óleos minerais engrossados por sabão e (d) graxas sintéticas com polialfa-olefinas, silicones etc.

[0019] O residuo de polietileno misto pode incluir polietileno de baixa densidade (PEBD) e polietileno de alta densidade (PEAD). Por exemplo, o residuo de polietileno pode estar disponível como sacolas de compra, sacolas de mercado como sacos de PEAD, sacos de leite feitos de PEBD e artigos de papelaria de PELBD. Em uma modalidade, os grânulos primários de polietileno podem ser também usados para a produção de ceras e insumos de graxa. Ademais, o resíduo de polietileno misto pode incluir impurezas (por exemplo, tal como polipropileno e poliestireno) até cerca de 10%.

[0020] Na etapa 102, o resíduo de polietileno misto é aquecido para formar um resíduo moldado de polietileno misto. Por exemplo, o resíduo de polietileno misto é pré-aquecido em uma extrusora anexada a um reator de alta pressão (por exemplo, o reator 804 da Figura 8) . O resíduo moldado de polietileno misto formado na extrusora é substancial e continuamente empurrado para dentro do reator de alta pressão. Na etapa 104, a reação de despolimerização do resíduo moldado de polietileno misto é iniciada usando um catalisador no reator de alta pressão a uma temperatura desejada usando aquecedores no reator de alta pressão. O catalisador usado é o [ Fe-Cu-Mo-P]/AI2O3, que é disposto em uma lâmina de agitação do reator de alta pressão. O catalisador é preparado pela ligação de um complexo de ferro-cobre a um suporte de alumina e a reação do mesmo com um heteropoliácido para obter o catalisador final. A temperatura no reator de alta pressão está na faixa de cerca de 300°C a 600°C.

[0021] Na etapa 106, a progressão da reação de despolimerização do resíduo de polietileno misto moldado é permitida para continuar até que a pressão no reator de alta pressão atinja um valor desejado. A pressão no reator de alta pressão está na faixa de cerca de 0,345 MPa - 2,413 MPa (manométrica). Na etapa 108, o valor desejado da pressão no reator de alta pressão é variado a fim de produzir diferentes frações de ceras e insumos de graxa. Por exemplo, as diferentes frações de ceras incluem ceras possuindo diferentes pontos de fusão na faixa de 60°C a 100°C.

[0022] Na etapa 110, os aquecedores são desligados e a reação de despolimerização do residue de polietileno misto moldado é interrompida assim que o reator alcança o valor desejado. Durante a reação de despolimerização, o residue de polietileno misto moldado é convertido a cera ou insumo de graxa. Na etapa 112, a cera ou insumo de graxa convertido é drenado para um recipiente quando a cera ou insumo de graxa fica liquido e está substancialmente acima do ponto de fulgor.

[0023] Pode-se notar que, durante a reação de despolimerização, não há gás sendo liberado e, então, existe uma recuperação completa de carbono na forma de ceras ou insumos de graxa. Na etapa 114, é iniciada a coalescência de partículas de pigmento/impurezas no drenado de cera ou insumo de graxa convertido usando um ciclo de pressão alta para baixa. Na etapa 116, as partículas de pigmento/impurezas e cera ou insumo de graxa convertido são permitidos de assentar no recipiente com camadas separadas.

[0024] A Figura 2 mostra, no contexto da invenção, um gráfico exemplificativo 200 de resultados de cromatografia gasosa-espectroscopia de massa (GC-MS) para cera microcristalina produzida usando processos existentes. Por exemplo, a GC-MS é um método que combina características da cromatografia gás-liquido e da espectroscopia de massa para identificar diferentes componentes na cera microcristalina produzida usando processos existentes. (As ceras microcristalinas são um tipo de cera que possui pontos de fusão na faixa de 60°C a 100°C e são geralmente mais rigidas que ceras parafinicas) . 0 eixo x do gráfico 200 representa o tempo de retenção e o eixo y representa intensidade.

[0025] A Figura 3 mostra um gráfico exemplificativo 300 de resultados de GC-MS da cera obtida a partir da despolimerização de residuo de polietileno de alta densidade (PEAD), de acordo com uma modalidade. A reação de despolimerização do residuo de PEAD é realizada de acordo com o processo explicado na Figura 1. Cerca de 3,5kg de residuo de PEAD comprado em um mercado local é tomado para a reação de despolimerização no reator de alta pressão (que possui um capacidade de 6,5 litros). Diferentes experimentos foram realizados a fim de comparar as propriedades da cera obtida a partir da reação de despolimerização com as da cera microcristalina produzida usando os processos existentes.

[0026] No Experimento 1, uma pressão desejada de 0,97 MPa (manométrica)(140 libra-força por polegada ao quadrado (psig)) é escolhida. Quando a pressão dentro do reator de alta pressão alcança 0,97 MPa, a reação de polimerização é interrompida. A cera obtida é drenada, resfriada e testada para GC-MS. A TABELA 1 mostra propriedades da cera obtida através da reação de despolimerização comparada com a cera comercialmente disponível ARGE (um tipo de cera Fischer-Tropsch). TABELA 1

[0027] O gráfico 200 e o gráfico 300 são comparados. A comparação da distribuição da massa molecular (MWD) é mostrada na TABELA 2. TABELA 2

[0028] Pode ser inferido a partir da TABELA 2 e dos gráficos 200 e 300 que a cera obtida a partir da despolimerização do residue de PEAD possui MWD mais ampla e ponto de fusão um pouco maior, mas, nos outros aspectos é comparável à cera microcristalina produzida usando os processos existentes.

[0029] A Figura 4 mostra, no contexto da invenção, um gráfico 400 de análise de calorimetria de varredura diferencial (DSC) da cera microcristalina produzida usando processos existentes. DSC é uma técnica termoanalitica na qual a diferença na quantidade de calor requerido para aumenta a temperatura de uma amostra e da referência é medida como uma função da temperatura. O eixo x do gráfico 400 representa a temperatura e o eixo y representa o fluxo de calor.

[0030] A Figura 5 mostra um gráfico 500 de análise de DSC da cera obtida a partir da despolimerização do residuo de PEAD, de acordo com uma modalidade. O gráfico 400 e o gráfico 500 são comparados. O ponto de fusão da cera obtida a partir da despolimerização do PEAD é cerca de 10% maior que o da cera microcristalina produzida usando os processos existentes. Adicionalmente, a cera produzida a partir do PEAD foi descoberta como tendo uma aderência natural que a torna altamente recomendável para ceras de polimento e polidores de sapato.

[0031] O Experimento 2 considera o ponto de fusão da cera, que é uma importante propriedade. O ponto de fusão da cera é determinado por um valor desejado de pressão no interior do reator de alta pressão. A TABELA 3 abaixo mostra diferentes valores de pressão que geram ceras com diferentes pontos de fusão. TABELA 3

[0032] No Experimento 3, a seguinte composição de alimentação é considerada no reator de alta pressão. Deve-se notar que o PEAD, PEBD e o PELBD estão disponíveis como grânulos primários. 1 .Grânulos primários de PEAD, PEBD e PELBD como alimentação pura 2 .Materiais residuais de PEAD, PEBD e PELBD como alimentação pura 3 .Várias misturas de grânulos primários de PEAD, PEBD e PELBD 4 .Várias misturas de materiais residuais de PEAD, PEBD e PELBD 5 .Mistura de (1) e (2) 6 .Materiais residuais de PEAD, PEBD e PELBD como alimentações puras com 10% de impurezas de polipropileno e poliestireno.

[0033] Em cada um dos casos, o valor desejado no interior do reator de alta pressão permaneceu inalterado, indicando que o catalisador é especifico para quebra de ligações CH2-CH2 e é relativamente insensível à natureza da alimentação.

[0034] No Experimento 4, uma emulsão de água de várias ceras produzidas no Experimento 2 é preparada e as composições seguem abaixo: Composição A - 5g de Cera e 2,5g Ácido Esteárico Composição B - 300g de Água, 3g de Morfolina e 2,5g de Ácido Esteárico

[0035] Os sólidos da composição A sa° misturados e fundidos. O produto é misturado com a composição B previamente aquecida. A emulsão é obtida sob agitação. Pode ser visto que a emulsão é estável e a cera não se separa da camada aquosa. A emulsão então formada forma uma camada muito fina de cera em revestimentos, tendo resistência dependente do ponto de fusão da cera usada.

[0036] No Experimento 5, um insumo de graxa é produzido para uma pressão de corte de 1,72-2,07 MPa (manométrica) (250— 300psig) (que é a Amostra 1) e para uma pressão de corte de 2,07-2,41 MPa (manométrica) (300-350psig) (que é a Amostra 2) . Em uma modalidade, as viscosidades da amostra 1 e da amostra 2 são determinadas com uma função da temperatura e da taxa de cisalhamento.

[0037] A Figura 6 mostra um gráfico 600 de log do cisalhamento versus log da viscosidade da amostra 1 do insumo de graxa, de acordo com uma modalidade. O log do cisalhamento é representado no eixo x e o log da viscosidade é representado no eixo y do gráfico 600. A taxa de cisalhamento, tensão de cisalhamento e viscosidade da amostra 1 a 40°C, 100°C e 150°C são mostradas nas TABELAS 4, 5 e 6. TABELA 4 (a 40°)

TABELA 5 (100°C)

TABELA 6 (150°C)

[0038] A Figura 7 mostra um gráfico 700 de log do cisalhamento versus log da viscosidade da amostra 2 do insumo de graxa, de acordo com uma modalidade. O log do cisalhamento é representado no eixo x e o log da viscosidade é representado no eixo y do gráfico 700. A taxa de cisalhamento, tensão de cisalhamento e a viscosidade da amostra 1 a 40°C, 100°C e 150°C são dadas nas TABELAS 7, 8 e 9. TABELA 7 (a 40°C)

TABELA 8 (a 100°C)

TABELA 9 (a 150°C)

[0039] Os experimentos mencionados acima sugerem que pressões de corte menores rendem insumos de graxa com maior viscosidade. A medida que a temperatura do insumo de graxa é aumentada, o valor da viscosidade é diminuído, como esperado. Para uma dada temperatura e pressão de corte, a viscosidade é dependente da taxa de cisalhamento e cai drasticamente. Até a taxa de cisalhamento de 100 por segundo, a viscosidade cai por um fator de 1000, levando a um aumento na lubrificação pelo mesmo fator. Isto indica que o insumo de graxa possui uma habilidade natural para gerar um alto grau de lubrificação.

[0040] A Figura 8 mostra um diagrama de blocos 800 de um dispositivo para produzir ceras e insumos de graxa através de despolimerização catalítica de residues plásticos, de acordo com uma modalidade. Particularmente, o dispositivo inclui uma extrusora 802, um forno 830, um reator 804, um condensador 806, um tambor 808, um tambor 810 e uma bandeja 828.

[0041] A extrusora 802 é um barril de 10,16 cm com comprimento de 60,96 cm. A extrusora 802 pré-aquece o residue de polietileno e empurra o residue de polietileno moldado para o reator 804. A extrusora 802 opera a 300°C e empurra o residuo de polietileno moldado através de uma válvula 816. Em uma modalidade, pré-aquecer o residuo de polietileno pode tornar possível um menor tempo de processamento do residuo de polietileno no reator 804 já que o pré-aquecimento ocorre fora do reator 804 (na extrusora 802) . Ademais, um processo semi- continuo é assegurado no reator 804.

[0042] O reator 804 tem 2 cm de espessura, 15 cm de diâmetro e 30 cm de comprimento e possui uma capacidade de operação de 6,5 litros. Como mostrado, o forno 830 inclui aquecedores 812 para aquecer o reator 804. A temperatura no reator 804 é mantida a 450°C. O reator 804 inclui um agitador 814, um manómetro 822 e uma pá com o catalisador 824. O reator 804 é projetado de tal forma que as paredes do reator 804 sustentem altas temperaturas e pressões durante o processo de despolimerização. A pá catalítica 824 carreia um catalisador que acelera a reação de despolimerização do residuo de polietileno moldado no reator 804. Em uma modalidade exemplificativa, o catalisador usado em o (Fe-Cu-Mo-P]/AI2O3 •

[0043] Em operação, quando o reator 804 recebe o residuo de polietileno moldado, a temperatura cai de 450°C. Quando a temperatura cai, a temperatura dos aquecedores 812 é aumentada para assegurar que a pressão no interior do reator 804 seja mantida a uma pressão atmosférica fechando uma válvula 818 é abrindo uma válvula 820. A pressão no interior do reator 804 é medida usando o manómetro 822. Em uma modalidade, a pressão no interior do reator 804 afeta a qualidade da cera formada. Pode-se notar que o volume do residuo de polietileno moldado alimentado ao reator 804 é dobrado na temperatura do interior do reator 804.

[0044] A válvula 816 e a válvula 820 são fechadas para aumentar a pressão no reator 804. Quando uma pressão desejada (na faixa de 0,345 MPa - 2,413 MPa (manométrica) - 50-350psig) é alcançada no interior do reator 804, os aquecedores 812 são desligados e a reação de despolimerização é interrompida. A reação de despolimerização demora cerca de uma hora dentro do reator 804. A válvula 820 é gradualmente aberta e a pressão no interior do reator 804 é permitida cair até uma pressão atmosférica. Vapor a partir do reator 804 escapa através da válvula 820 para o condensador 806 e é finalmente coletado no tambor 808. A temperatura no interior do reator 804 mantém-se inalterada.

[0045] À medida que a pressão no interior do reator 804 cai para uma pressão atmosférica, a válvula 820 é fechada e a válvula 818 é aberta para drenar o material produzido. A redução de pressão para uma atmosfera no interior do reator 804 inicia um processo de coalescência de impurezas de pigmentos orgânicas e inorgânicas (tais como carbono, carbonato de cálcio etc.) presentes junto com o residuo de polietileno. As impurezas de pigmento coalescem e acomodam-se como camadas separadas através da manipulação das válvulas 816, 818 e 820. Não há requerimento de um processo adicional para separar as impurezas de pigmento a partir das ceras e insumos de graxa formados. Então, ciclos de pressão alta para baixa no interior do reator 804 separam as impurezas de pigmento, deixando para trás ceras e insumos de graxa puros. A pequena quantidade de pressão que é desenvolvida no interior do reator 804 empurra os produtos produzidos a partir do reator 804 para o tambor 810.

[0046] Quando os produtos são vertidos no tambor 810 a mais que 400°C, pequenas quantidades de vapores de hidrocarboneto podem ser produzidas. Uma tubulação 826 sobre o tambor 810 assegura que os vapores de hidrocarboneto então formados não escapem para a atmosfera e estes são completamente condensados no tambor 810. Esses vapores de hidrocarboneto formam uma camada protetora no topo da cera ou insumo de graxa, prevenindo que a cera ou insumo de graxa entre em contato direto com a atmosfera e queima. Os produtos coletados no tambor 810 são condensados a 200°C e são, então, drenados para a bandeja 828. Este processo assegura que os produtos líquidos possam ser drenados a mais de 400°C, apesar de tal temperatura estar significativamente acima do ponto de fulgor das ceras e insumos de graxa.

[0047] A redução de pressão e remoção do material produzido a partir do reator 804 pode tomar cerca de 30 minutos. Dessa forma, um ciclo de despolimerização catalítica pode durar cerca de duas horas e meia. Pode ser visto que a reação de despolimerização não é sensivel a impurezas tais como polipropileno e poliestireno presentes em até 10% no residuo de polietileno. Ceras e insumos de graxa de qualidade especificada podem ser obtidos manipulando-se condições de processo e as válvulas 818 e 820. Por exemplo, pela manipulação da pressão desejada no interior do reator 804, ceras de diferentes graus (por exemplo, com diferentes pontos de fusão) são obtidas.

[0048] Em várias modalidades, os processos descritos nas Figuras de 1 até 8 usam um novo catalisador que não é desativado e dura por cerca de um ano em uso no processo, tornando o processo, dessa forma, econômico. O catalisador é estável ao longo das temperaturas de reação de 300°C-600°C e despolimeriza PEAD, PEBD e PELBD igualmente. O catalisador também não é afetado por quaisquer impurezas de pigmento. Adicionalmente, o uso de uma extrusora para pré-aquecer o residuo de polietileno assegura que um residuo de polietileno moldado a altas temperaturas seja alimentado no reator. Durante o processo descrito acima, existe uma recuperação total de carbono do residuo de polietileno em produtos desejados, o que torna o processo ecologicamente favorável.

[0049] Apesar de as presentes modalidades terem sido descritas com referência a modalidades exemplificativas especificas, ficará evidente que várias modificações e alterações podem ser feitas a estas modalidades sem se distanciar do espírito e escopo mais amplos das várias modalidades.

Claims

1. Processo para converter resíduos de polietileno misto para produzir ceras e graxas através de despolimerização catalítica, caracterizado por compreender: pré-aquecer o resíduo de polietileno misto para formar um resíduo de polietileno misto fundido; iniciar uma reação de despolimerização do resíduo de polietileno misto fundido usando um catalisador em um reator pressurizado a uma temperatura desejada usando aquecedores no reator pressurizado e em que o catalisador está disposto dentro do reator pressurizado; permitir a progressão da reação de despolimerização do resíduo de polietileno misto fundido para continuar até que a pressão no reator pressurizado atinja um valor desejado; e desligar os aquecedores e interromper a reação de despolimerização do resíduo de polietileno misto fundido após a pressão no reator ter atingido o valor desejado, em que o resíduo de polietileno misto é convertido a cera ou graxa, e em que o catalisador é [Fe-Cu-Mo-P] /AI2O3, preparado pela ligação de um complexo ferro-cobre a um suporte de alumina e a reação do mesmo com um heteropoliácido.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a pressão desejada estar na faixa de 0,345 MPa (50 psig) a 2,413 MPa (350 psig).

3. Processo para converter resíduos de polietileno misto para produzir ceras e graxas através de despolimerização catalítica, caracterizado por compreender: pré-aquecer o resíduo de polietileno misto para formar um resíduo de polietileno misto fundido; efetuar a despolimerização catalítica do resíduo de polietileno misto fundido dentro de uma zona de reação de um reator pressurizado; e terminar a reação de despolimerização do resíduo de polietileno misto fundido em resposta à detecção de uma pressão dentro da zona de reação suficiente para efetuar a conversão do resíduo de polietileno misto em cera ou graxa, em que um catalisador compreendendo [Fe-Cu-Mo-P]/AI2O3 é empregado na reação de despolimerização, e em que a pressão está na faixa de 0,345 MPa (50 psig) a 2,413 MPa (350 psig).

4. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 3, caracterizado por adicionalmente compreender: drenar a cera ou graxa convertida em um recipiente quando a cera ou graxa convertida está líquida e está acima do ponto de fulgor.

5. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 3, caracterizado por a temperatura da despolimerização catalítica estar na faixa de 300°C a 600°C.

6. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 3, caracterizado por o pré-aquecimento do resíduo de polietileno misto para formar o residuo de polietileno misto fundido ser realizado utilizando uma extrusora ligada ao reator.

7. Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por adicionalmente compreender: empurrar de forma continua o residuo de polietileno misto no reator quando o polietileno misto alcançar o estado fundido na extrusora.

8. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 3, caracterizado por o residuo de polietileno misto compreender polietileno selecionado do grupo consistindo em polietileno de baixa densidade (LPDE), polietileno linear de baixa densidade (LLPDE) e polietileno de alta densidade (HPDE).

9. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 3, caracterizado por o residuo de polietileno misto compreender impurezas de até 10%, e por as impurezas compreenderem materiais selecionados do grupo consistindo em polipropileno e poliestireno.

10. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 3, caracterizado por adicionalmente compreender: variar o valor da pressão no reator pressurizado para produzir diferentes tipos de ceras e graxas.

11. Processo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por adicionalmente compreender: induzir a coalescência de particulas/impurezas de pigmento na cera ou graxa convertida drenada utilizando um ciclo de alta a baixa pressão; e permitir que as particulas/impurezas de pigmento e a cera ou graxa convertida repousem no recipiente como camadas separadas.

12. Processo para converter grânulos primários de polietileno para produzir ceras e graxas através de despolimerização catalítica, caracterizado por compreender: pré-aquecer os grânulos primários de polietileno para formar um fundido de grânulos primários de polietileno; iniciar a reação de despolimerização do fundido de grânulos primários de polietileno usando um catalisador em um reator pressurizado a uma temperatura desejada usando aquecedores no reator pressurizado e em que o catalisador está disposto dentro do reator pressurizado; permitir a progressão da reação de despolimerização do fundido de grânulos primários de polietileno para continuar até que a pressão no reator pressurizado atinja um valor desejado; e desligar os aquecedores e interromper a reação de despolimerização do fundido de grânulos primários de polietileno após a pressão no reator ter atingido o valor desej ado, em que os grânulos primários de polietileno são convertidos a cera ou graxa, e em que o catalisador é [Fe-Cu- Mo-P]/AI2O3, preparado pela ligação de um complexo ferro- cobre a um suporte de alumina e a reação do mesmo com um heteropoliácido.

13. Processo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por a pressão desejada estar na faixa de 0,345 MPa (50 psig) a 2,413 MPa (350 psig).

14. Processo para converter grânulos primários de polietileno para produzir ceras e graxas através de despolimerização catalítica, caracterizado por compreender: pré-aquecer os grânulos primários de polietileno para formar um fundido de grânulos primários de polietileno; efetuar a despolimerização catalítica do fundido de grânulos primários de polietileno dentro de uma zona de reação de um reator pressurizado; e terminar a reação de despolimerização do fundido de grânulos primários de polietileno em resposta à detecção de uma pressão dentro da zona de reação suficiente para efetuar a conversão do residuo de polietileno misto em cera ou graxa, em que um catalisador compreendendo [Fe-Cu-Mo-P]/AI2O3 é empregado na reação de despolimerização, e em que a pressão está na faixa de 0,345 MPa (50 psig) a 2,413 MPa (350 psig).

15. Processo de acordo com a reivindicação 12 ou 14, caracterizado por adicionalmente compreender: drenar a cera ou graxa convertida em um recipiente quando a cera ou graxa convertida está liquida e está acima do ponto de fulgor.

16. Processo de acordo com a reivindicação 12 ou 14, caracterizado por a temperatura da despolimerização catalítica estar na faixa de 300°C a 600°C.

17. Processo de acordo com a reivindicação 12 ou 14, caracterizado por o pré-aquecimento dos grânulos primários de polietileno para formar o fundido de grânulos primários de polietileno ser realizado utilizando uma extrusora ligada ao reator.

18. Processo de acordo com a reivindicação 17, caracterizado por adicionalmente compreender: empurrar de forma continua os grânulos primários de polietileno no reator quando os grânulos primários de polietileno atingirem o estado fundido na extrusora.

19. Processo de acordo com a reivindicação 12 ou 14, caracterizado por os grânulos primários de polietileno compreenderem polietileno selecionado do grupo consistindo em LPDE, LLPDE e HPDE.

20. Processo de acordo com a reivindicação 12 ou 14, caracterizado por os grânulos primários de polietileno compreenderem impurezas de até 10%, e por as impurezas compreenderem materiais selecionados do grupo consistindo em polipropileno e poliestireno.

21. Processo de acordo com a reivindicação 12 ou 14, caracterizado por adicionalmente compreender: variar o valor da pressão no reator pressurizado para produzir diferentes tipos de ceras e graxas.

22. Processo de acordo com a reivindicação 21, caracterizado por adicionalmente compreender: induzir a coalescência de particulas/impurezas de pigmento na cera ou graxa convertida drenada utilizando um ciclo de alta a baixa pressão; e permitir que as impurezas/particulas de pigmento e a cera ou graxa convertida repousem em um recipiente como camadas separadas.

23. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 3, caracterizado por a cera ou graxa ser graxa.

24. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 3, caracterizado por a cera ou graxa ser cera.