Application of the equivalent reactor network (ERN) methodology to the fluidized bed pyrolysis of polyethylene

In a world increasingly focused on chemical recycling and on modeling the processes involved — to optimize them and enhance their potential — this work focuses on developing a methodology to simulate polyethylene pyrolysis in fluidized bed reactors. The complexity of these systems makes it difficult to simulate their fluid dynamics while simultaneously maintaining a sufficient degree of accuracy in the description of the chemical kinetics. The use of networks of ideal reactors capable of describing the reactor’s fluid dynamics in a simplified, schematic way allows pyrolysis processes to be simulated while preserving a detailed description of the reactivity of the chemical species. The objective of this work is to develop a methodology to generate such a reactor network a priori and simulate the pyrolysis of plastics in fluidized beds with reliable results, consistent with experimental observations.

In un mondo sempre più rivolto al riciclo chimico e alla modellazione dei processi che ne sono parte, al fine di poterli ottimizzare e di valorizzarne le potenzialità, questo lavoro si concentra sullo sviluppo di una metodologia per simulare la pirolisi di polietilene in reattori a letto fluido. La complessità di questi sistemi rende difficile simularne la fluidodinamica e, contemporaneamente, mantenere un sufficiente grado di accuratezza nella descrizione della cinetica chimica. L'utilizzo di reti di reattori ideali che siano in grado di descrivere la fluidodinamica del reattore in maniera semplificata, attraverso l'identificazione dei flussi principali al suo interno e delle zone di ricircolo, consente di simulare i processi di pirolisi mantenendo una dettagliata descrizione della reattività delle specie chimiche. Questo lavoro si pone come obiettivo lo sviluppo di una metodologia per generare "a priori" tale rete di reattori, al fine di simulare la pirolisi di plastiche in letti fluidi con risultati affidabili e in linea con le osservazioni sperimentali.