Acetal isopropilidênico da xilose como plataforma química para a produção de hidrocarbonetos verdes aplicáveis como combustível utilizando hidroconversão na presença de catalisadores de Paládio e Cobre suportados em zeólitas. - Pereira, Sérgio Filipe Castro (2019)
A produção de hidrocarbonetos verdes a partir de biomassa de segunda geração usando a estrutura atual da refinaria é uma abordagem que pode ajudar a encurtar o caminho para a sustentabilidade ambiental. Contudo, as propriedades da biomassa não são adequadas para o seu emprego nas condições da refinaria convencional. Uma possível solução para esse problema é transformar o bagaço de cana-de-açúcar, através da combinação de hidrólise ácida com acetalização, em um biopetróleo estável constituído por acetais derivados de açúcares. Neste trabalho, foi realizada a conversão de um composto representativo desse biopetróleo, o 1,2:3,5-di-O-isopropilideno-α-D-xilofuranose (DX) em condições típicas de hidroprocessamento em leito fixo (350 ºC, 50 bar H2) e em batelada (250 ºC, 40 bar H2). No primeiro, foi convertida uma mistura de 20%DX/n-hexano usando vários catalisadores de Pd suportado em zeólitas (HUSY, HY, HBEA e HZSM-5). Foram principalmente obtidos hidrocarbonetos saturados, e a sua formação mostrou-se sensível ao catalisador utilizado. Os catalisadores Pd/HBEA e Pd/HZSM-5 foram menos propícios à formação de coque e alcançou-se um rendimento de 10% em hidrocarbonetos C7+ com o catalisador Pd/HZSM-5. Em condições de batelada, uma mistura de 14,3%DX/n-hexano foi convertida usando o catalisador Pd/HZSM-5, sendo analisado o efeito de tempo de reação, redução do catalisador e a razão carga/catalisador. A partir destes testes, obtiveram-se melhores resultados com 24 h de reação, pré-redução do catalisador e uma razão carga/catalisador de 1/1, tendo-se obtido um rendimento de 41% em hidrocarbonetos C7+. A adição de Cu ao catalisador aumentou ligeiramente a formação de hidrocarbonetos C7+, contudo, com o aumento do teor de Cu não se verificou o mesmo efeito. O efeito de mesoporosidade do suporte foi avaliado e a partir do catalisador Pd/HZSM-5 mesoporosa, foi alcançado um rendimento de 46% em hidrocarbonetos C7+. Como não foram observados produtos oxigenados e a quantidade de CO, CO2 e coque foi muito baixa, é possível afirmar que se obteve praticamente uma fração drop-in. Além disso, obteve-se um aproveitamento quase total da molécula de DX no que diz respeito à formação de hidrocarbonetos, leves e pesados. A grande diversidade de classes de produtos obtidos (parafinas, naftenos, aromáticos, poliaromáticos, entre outros) mostrou o potencial da molécula de DX como plataforma química para as mais diversas aplicações, principalmente como combustível. Por fim, o biopetróleo foi convertido nas mesmas condições de batelada e foram obtidos produtos semelhantes aos observados na hidroconversão do DX.