Óleo de pirólise em vez de petróleo bruto: uma análise mais rápida do flúor reduz o risco para as refinarias
Novo método resolve um desafio analítico fundamental
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A indústria química está atualmente a passar por uma das mais profundas transformações da sua história. Embora os debates na Europa se centrem frequentemente no aumento dos custos da energia e na crescente carga regulamentar - desafios que podem ser resolvidos através de medidas políticas - há outra questão fundamental que é frequentemente esquecida: a segurança e a sustentabilidade a longo prazo das matérias-primas químicas. Num mundo marcado pela instabilidade geopolítica em todas as principais regiões produtoras de petróleo e pela crescente pressão do público para utilizar os recursos de forma responsável, a economia circular tornou-se uma prioridade estratégica fundamental.
Um pilar central desta abordagem circular é a conversão de resíduos plásticos em matérias-primas úteis. Através da pirólise a temperaturas e pressões elevadas, os plásticos e outros fluxos de resíduos podem ser transformados em óleo de pirólise de plástico residual (WPPO) e gás de pirólise. Ambos são matérias-primas valiosas que podem ser reintegradas na cadeia de valor química. Este processo permite que os resíduos sejam convertidos em novas matérias-primas através da utilização de energia, reduzindo - e, a longo prazo, potencialmente eliminando - a dependência do petróleo bruto e do gás natural. Estes desenvolvimentos são especialmente benéficos para regiões fortemente dependentes de importações de combustíveis fósseis, incluindo a Europa, a Índia e a Ásia Oriental.
No entanto, a utilização da WPPO como substituto do petróleo bruto introduz novos desafios analíticos. Ao contrário do petróleo natural, os óleos de pirólise contêm uma variedade de substâncias provenientes de aditivos utilizados durante o primeiro ciclo de vida dos plásticos. Um elemento particularmente crítico é o flúor. Embora quase ausente nos óleos minerais, as concentrações de flúor nos óleos de pirólise podem variar significativamente consoante os resíduos utilizados. Mesmo em níveis baixos, o flúor representa uma séria ameaça nos processos de refinaria, actuando como um veneno para o catalisador e causando corrosão grave. Por conseguinte, são essenciais técnicas analíticas fiáveis e rápidas para monitorizar o teor de flúor e proteger as operações a jusante.
Tradicionalmente, a determinação do flúor tem-se baseado na cromatografia de iões de combustão (CIC), um método comprovado mas que exige muito tempo. Em resposta à procura da indústria por análises mais rápidas e eficientes, foi desenvolvida uma nova solução que combina a combustão piro-hidrolítica a alta temperatura com a espetrometria de absorção molecular de fonte contínua de alta resolução (MAS). Nesta abordagem, as amostras de WPPO são queimadas a altas temperaturas na presença de água, permitindo que o flúor seja capturado numa solução aquosa numa forma uniforme e estável, eliminando simultaneamente a complexidade da matriz orgânica. O gálio é adicionado para formar moléculas de fluoreto de gálio, que são depois detectadas com elevada sensibilidade utilizando MAS. Esta técnica permite a análise de flúor em sistemas padrão de espetrometria de absorção atómica (AAS), reduzindo significativamente o espaço instrumental e o custo operacional em comparação com as configurações convencionais.
O método é implementado utilizando dois instrumentos complementares: o ICprep, equipado com um controlo de combustão auto-optimizado, e o contrAA 800 G, que pode funcionar tanto como um sistema MAS como um sistema AAS plenamente capaz.
As investigações mostraram que a abordagem combinada ICprep-contrAA atinge uma sensibilidade e exatidão comparáveis aos métodos CIC estabelecidos, aumentando significativamente o rendimento devido a tempos de análise mais curtos. Com este novo método, o flúor nos óleos de pirólise pode ser monitorizado de forma mais rápida, fiável e eficiente, apoiando a integração mais ampla de matérias-primas circulares na cadeia de valor petroquímica. Ao permitir uma análise de flúor rápida e robusta, a solução elimina uma barreira fundamental para a adoção generalizada de óleos de pirólise e fortalece o caminho da indústria para um futuro mais sustentável e resiliente.
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