Aproveitamento do catalisador de equilíbrio de uma planta de refino de petróleo (FCC) na captura de CO2 - Silva, Jefferson Santos da (2017)
A larga produção de resíduo catalítico, ou catalisador de equilíbrio (Ecat), em Unidades de Craqueamento Catalítico em Leito Fluidizado (UFCC) o torna um potencial problema ao meio ambiente devido à presença de metais pesados depositados em sua superfície. Diante disso, o objetivo desse trabalho é propor novas tecnologias para o seu reaproveitamento. Primeiramente, a fase USY residual do Ecat foi usada como bloco de construção para preparar materiais zeolíticos por ativação com soluções de NaOH que foram posteriormente caracterizados (DRX, EDX, MEV, FTIR e fisissorção com N2) e testados como adsorvente de CO2. Os materiais resultantes foram constituídos por zeólito ZK-14 (CHA), P-1 (GIS), ZK-4 (LTA), Analcima (ANA) e -alumina, sendo a distribuição das fases principais dependente da razão Na/Si e da temperatura da reação. Valores elevados de superfície microporosa (> 50 m² g-¹) e maior composição das fases zeolíticas foram obtidos nas amostras com elevadas quantidades de ZK-14 (CHA), fatores associados aos melhores resultados na captura de CO2 por termogravimetria. Posteriormente, o material 85C-r0.6-7d que apresentou a maior porcentagem do zeólito ZK-14 (64%), agora denominado como CHA-64, foi avaliado na adsorção de CO2 em leito fixo e sob efeito da presença de vapor d’água, metano e monóxido de carbono. Nos testes iniciais, sem a presença de vapor, foi observado que a interação CO2/CHA-64 ocorre predominantemente por fisissorção o que conferiu uma alta estabilidade no teste de regeneração frente a 12 ciclos de adsorção. No entanto, a presença de espécies de carbonato formadas possivelmente pela interação entre CO2 e as hidroxilas superficiais do adsorvente confirmam a existência de quimissorção em menor extensão. Ao variar a temperatura do leito de adsorção, foi observado que a água contribui para um valor de calor de adsorção mais negativo (-21,4 e -10,7 KJ mol-1, para as reações com e se água, respectivamente), sugerindo a existência de novos mecanismos baseados em interações mais fortes ocorridos por intermédio da água. Assim, o material CHA-64 preparado a partir de catalisador residual de FCC mostrou-se como um adsorvente de CO2 interessante devido sua resistência à presença de vapor e de outros gases na corrente.