Resumen En esta investigación se estudió el efecto del tipo de catalizador, la temperatura de reacción y la relación másica catalizador/parafinas en la conversión de parafinas provenientes de residuos de pirólisis de plásticos, a través de craqueo catalítico. Se seleccionaron como catalizadores la Zeolita Y y la Zeolita ZSM-5, las relaciones másicas catalizador/parafina de 0.4:1 y 0.20:1, y las temperaturas de reacción de 400°C y 440°C. La reacción de craqueo de las parafinas se llevó a cabo en un reactor de lecho fijo. Por medio de análisis estadístico se determinó que el tipo de catalizador presenta el efecto más significativo al obtener un rendimiento promedio de 27.43% utilizando la Zeolita ZSM-5, en contraste con la Zeolita Y se obtuvo un 13.10%. Se determinó que se obtiene 1.2% más de rendimiento al utilizar la temperatura de 400°C respecto a la de 440°C. La relación másica catalizador/parafina no afecta de manera significativa el rendimiento. Según los análisis por cromatografía de gases, se esperaría que de este producto líquido obtenido se puedan obtener productos similares al diésel, combustible de aviación Jet A-1 y gasolina regular.

Abstract In this research it was studied the effect of the type of catalyst, the reaction temperature and the catalyst/ paraffins weight ratio in the transformation of paraffins waste obtained from the pyrolysis of plastics by catalytic cracking. It was chosen the Zeolite Y and Zeolite ZSM-5 as catalysts, the catalyst/paraffin weight ratios of 0.4:1 and 0.20:1 and the reaction temperatures of 400°C and 440°C. The catalytic cracking reaction of the paraffins was carried out in a fixed bed reactor. By the statistical analysis it was determined that the type of catalyst has the most outstanding effect, thus with the Zeolite ZSM-5 an average yield of 27.43% was reached. In contrast, with the Zeolite Y was obtained a 13.10%. In addition, it was found that the yield increased by 1.2% when a temperature of 400 ° C was used compared to 440°C. The catalyst/paraffin weight ratio does not significantly affect the yield. According to the analyzes performed by gas chromatography to the liquid reaction products, it would be expected that through this process products like diesel, Jet A-1 aviation fuel and gasoline could be obtained.

Resumen La gasificación es un proceso termoquímico en el que materias primas orgánicas se convierten en gases que contienen H2 y CO (gas de síntesis), los cuales pueden utilizarse para obtener productos como electricidad, combustibles y otras sustancias químicas. El proceso se encuentra influenciado por características propias del sistema donde se desarrolla la conversión térmica, las condiciones de operación y las materias primas empleadas. Se simuló un proceso de gasificación de biomasas enriquecidas con hidrocarburos en el que los gases generados son aprovechados para generación eléctrica, con tal de evaluar el uso de dichas materias primas. Se empleó un modelo de gasificación no estequiométrico, la ecuación de estado de Peng-Robinson, así como reacciones de gasificación conocidas. Se consideró un gasificador de corriente descendente trabajando con 22 kg/h de alimentación de mezcla 3:1 biomasa:hidrocarburos, 20 kg/h de aire (agente gasificante), 1 atm de presión absoluta y temperatura de gasificación de 900-1000°C. Los gases generados se componen de 27,44 % H2; 39,79 % CO; 5,73 % CH4; 0,1 % CO2 y 27,01 % N2. La potencia neta del gasificador es 27,82 kW y el consumo de la mezcla 3:1 biomasa:hidrocarburos 0,79 kg/kWh. La adición de hidrocarburos a biomasa mejora las características del gas de síntesis obtenido y disminuye los requerimientos de materia prima para el funcionamiento del gasificador. La mezcla 3:1 biomasa:hidrocarburos es adecuada para el desempeño del proceso, permitiendo aprovechar residuos que de otra manera tendrían que ser dispuestos y tratados, generando beneficios energéticos, ambientales y económicos.

Abstract Gasification is a thermochemical process in which organic raw materials are converted into gases containing H2 and CO (syngas), which can be used to obtain products such as electricity, fuels and other chemicals. It is influenced by characteristics of the system where the thermal conversion takes place, the operating conditions and the raw materials used. It was simulated a process of gasification of hydrocarbons-enriched biomass in which the gases generated are used for electricity generation, to evaluate the use of such raw materials. A non-stoichiometric gasification model, the Peng-Robinson equation of state as well as known gasification reactions were used. A downdraft gasifier was considered working with 22 kg/h of mix feed 3:1 biomass: hydrocarbons, 20 kg/h of air (gasifying agent), 1 atm of absolute pressure and gasification temperature of 900-1000 °C. The gases generated are composed of 27.44 % H2, 39.79 % CO, 5.73 % CH4, 0.1 % CO2 and 27.01 % N2. The net power of the gasifier is 27.82 kW and the consumption of the mixture 3:1 biomass:hydrocarbons 0.79 kg/kWh. The addition of hydrocarbons to biomass improves the characteristics of the syngas obtained and reduces the raw material requirements for the operation of the gasifier. The mixture 3:1 biomass:hydrocarbons is adequate for the performance of the process, allowing to take advantage of wastes that otherwise would have to be disposed of and treated, generating energy, environmental and economic benefits.