Abstract
To valorize polypropylene (PP) y polystyrene (PS) waste by generating liquid fuels, a pyrolysis process was conducted using a horizontal fixed-bed Shaftherm reactor. Temperature ramps of 500, 600, y 700°C with times of 60, 90, y 120 minutes were used. At temperatures below 500°C, the process was incomplete, yielding only melted polymer. Starting from 500°C, the process was complete, improving with reaction time. For PP, a liquid fraction yield of 56,97% at 500°C y 60 minutes was recovered, increasing to 86,64% at 700°C. For PS, the best yields were obtained at 600°C, with recoveries between 90,36% y 92,63% at 90 minutes. The liquid fractions from PP at 500°C, containing C2-C10 hydrocarbons, resemble commercial extra gasoline C4-C10, while the PS fractions are rich in styrene y C2-C18 chains. Highlighting their high energy potential, PP showed a calorific value between 42 236,64 kJ/kg y 45 005,34 kJ/kg, y PS between 37 401,38 kJ/kg y 43 107,50 kJ/kg. The comparative analysis of the calorific value between the generated liquid fractions y commercial fuels (diésel y gasoline) demonstrated that the obtained products have high potential as energy sources, with PP having a higher calorific value than diésel y extra gasoline. Quality results, such as density y viscosity, were encouraging for industrial applications, y chromatographic analysis revealed the presence of valuable compounds, suggesting their potential use in the chemical industry. Although some parameters did not meet INEN standards, the liquid fractions show significant similarities with commercial fuels, suggesting their viability as an alternative energy source.
References
ASEPLAS. (2023). INTEGRA- Revista de la asociación ecuatoriana de plásticos. INTEGRA, Estadísticas Del Sector del Plástico, 32-33. https://aseplas.ec/wp-content/uploads/2024/09/REVISTA-INTEGRA-EDICION-76-PDF-PARA-WEB_compressed.pdf
ASEPLAS. (2023). Fortalecimiento de la cadena de reciclaje de poliestireno y polipropileno. https://www.produccion.gob.ec/wp-content/uploads/2024/01/4.-Informe-Componente-1-Clu%CC%81ster-Pla%CC%81sticos.pdf
Alonso, J. (2022). Revisión y casos prácticos de reciclaje químico de residuos poliméricos: optimización parámetros de pirólisis de residuos de LDPE para el aprovechamiento de biofuel [Tesis de grado, Universidad de Jaén]. Repositorio Institucional – Universidad de Jaén. https://crea.ujaen.es/handle/10953.1/18132
Pinajota Ilbay, O. G. (2018). Desarrollo de una ingeniería conceptual para el proceso de pirólisis térmica de residuos plásticos de poliproplieno y poliestireno [Tesis de grado, Escuela Superior Politécnica de Chimborazo]. Repositorio Institucional – Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. https://dspace.espoch.edu.ec/items/e1d906d0-2c03-4ae9-b286-01f0fab2293c
Altamirano, J., & Pro-Mamani, A. (2023). Evaluación del rendimiento del reactor de pirólisis de lecho fijo, para la obtención de combustibles a partir de neumáticos fuera de uso [Tesis de grado, Universidad Nacional de San Antonio Abad del Cusco]. Repositorio Institucional – Universidad Nacional de San Antonio Abad del Cusco. https://repositorio.unsaac.edu.pe/bitstream/handle/20.500.12918/8148/253T20230674_TC.pdf?sequence=1&isAllowed=y
Menares, T., Herrera, J., Romero, R., Osorio, P., & Arteaga-Pérez, L. E. (2020). Waste tires pyrolysis kinetics and reaction mechanisms explained by TGA and Py-GC/MS under kinetically-controlled regime. Waste Management, 102, 21-29. https://doi.org/10.1016/J.WASMAN.2019.10.027
Ramos, W., Pretell, V., & Lujan, C. (24-26 de julio de 2019). Catalytic pyrolysis of polypropylene residues for the obtaining of liquid fuels [Discurso principal]. Industria, innovación e infraestructura para ciudades y comunidades sostenibles: Actas de la 17.ª Multiconferencia Internacional LACCEI para Ingeniería, Educación y Tecnología, Bahía Montego, Jamaica. https://laccei.org/LACCEI2019-MontegoBay/meta/FP302.html
Aguilar, A. M. G., Ávila, J. M. R., Blancas, F. E., & del Cueto, M. E. T. (2020). Caracterización del proceso de pirólisis de residuos de poliestireno expandido. Ingenio Magno, 11(2), 135-146. https://revistas.santototunja.edu.co/index.php/ingeniomagno/article/view/2185
Chivatá, D., & Duarte, C. (2018). Diseño conceptual de una planta para el aprovechamiento de caucho molido de neumáticos usados a partir de pirólisis [Tesis de grado, Fundación Universidad de América]. Repositorio Institucional – Fundación Universidad de América. https://repository.uamerica.edu.co/handle/20.500.11839/6705
López, M. (2021). Análisis de las tecnologías de pirólisis y gasificación para el uso de un residuo agroindustrial de cáscara de naranja como material bioenergético, desde una perspectiva de análisis termocinético. Ingeniería Revista Académica de la Facultad de Ingeniería Universidad Autónoma de Yucatán, 25(2), 28 -39. https://www.revista.ingenieria.uady.mx/ojs/index.php/ingenieria/article/view/244
Sadeghbeigi, R. (2020). Fluid catalytic cracking handbook (3rd ed.). Butterworth-Heinemann. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-812663-9.00004-7
Zafarnak, S., & Rahimpour, M. R. (2024). Zeolite and molecular sieves for natural gas dehydration. Advances in Natural Gas: Formation, Processing, and Applications, 199-212. https://doi.org/10.1016/B978-0-443-19221-0.00002-8
Angurell, I., Casamitjana, N., & Caubet, A. (25 de marzo de 2014). Técnicas y operaciones avanzadas en el laboratorio químico. El trabajo con gases. https://www.ub.edu/talq/es/node/195
Crespo, S. (2013). Evaluación de la pirólisis térmica de residuos de polietileno proveniente de la producción de banano en un reactor batch [Tesis de grado, Escuela Politécnica Nacional]. Repositorio Institucional – Escuela Politécnica Nacional. https://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/6661
Khan, M., Sultana, M., Al-Mamun, M., & Hasan, M. (2016). Pyrolytic waste plastic oil and its diesel blend: fuel characterization. Journal of environmental and public health, 2016(1), 78. https://doi.org/https://doi.org/10.1155/2016/7869080
Ayanoğlu, A., & Yumrutaş, R. (2016). Production of gasoline and diesel like fuels from waste tire oil by using catalytic pyrolysis. Energy, 103, 456-468. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.energy.2016.02.155
Zonalegal (2022). Norma técnica ecuatoriana NTE INEN 1489 (8R). Productos derivados del petróleo. https://zonalegal.net/uploads/documento/DIESEL.%20REQUISITOS.pdf
Ahmad, I., Khan, I., Khan, H., Ishaq, M., Khan, R., Gul, K., & Ahmad, W. (2017). Influence of waste brick kiln dust on pyrolytic conversion of polypropylene into potential automotive fuels. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 126, 247-256. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.jaap.2017.06.002
Proaño, O., & Crespo, S. (2009). Obtención de combustibles a partir de residuos plásticos. Revista Politécnica, 30. https://bibdigital.epn.edu.ec/bitstream/15000/5522/1/Oswaldo-Proa%C3%B1o.pdf

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Copyright (c) 2025 Bryan Montalvo Verduga
