Hidrogenação de Óleo de Soja para produção de biocombustível - DANTAS, Diego Carpintero Pereira (2011)
A indústria contemporânea ainda opera em grande escala com recursos energéticos não renováveis. Uma das alternativas para obtenção de combustíveis renováveis é a hidrogenação de óleos vegetais, que requer catalisadores metálicos, sendo os de níquel suportado os mais utilizados para a produção de hidrocarbonetos na faixa de diesel através de craqueamento térmico e catalítico. O craqueamento térmico caracteriza-se pelo processo de pirólise dos óleos ou gorduras enquanto o craqueamento catalítico pode favorecer determinadas rotas e alterar a composição final dos produtos. Este último processo envolve duas etapas principais, sendo a primeira, o craqueamento primário, responsável pela formação de espécies ácidas, enquanto a segunda etapa, o craqueamento secundário, responsável pela degradação dos ácidos produzidos na primeira etapa. O objetivo deste trabalho foi avaliar através da hidrogenação do óleo vegetal, a formação de hidrocarbonetos na faixa do diesel. Foi utilizada a técnica de impregnação úmida na preparação dos catalisadores com diferentes teores de níquel suportados em alumina (1, 3 e 5%) os quais foram caracterizados por análise térmica, análise química, difração de raios-X, área específica e microscopia eletrônica de varredura (MEV). No processo de hidrogenação foi utilizado óleo de soja em um reator de alta pressão (tipo PARR) em condições pré-estabelecidas: 350 ºC, 40 bar e 500 rpm, na ausência e presença de catalisadores. Os resultados da caracterização mostram que o teor de níquel ficou próximo do planejado e a adição de metal praticamente não alterou a área específica e a cristalinidade dos catalisadores. A morfologia dos catalisadores, observada por MEV, também não foi alterada. Os resultados da caracterização do material por infravermelho (IV) evidenciou que o aumento do teor de níquel presente no catalisador não interferiu no desenvolvimento do processo reacional de hidrogenação do óleo de soja. Isto tem sua possível explicação na baixa área de dispersão do metal sobre o suporte, já que não ocorreu uma alteração significativa na área específica. Os resultados da caracterização dos reagentes e produtos da reação por Ressonância Magnética Nuclear (RMN) mostram uma redução nas áreas de integração sob os sinais atribuídos aos grupos olefínicos, carbinólicos e metilenos vizinhos à carboxila, evidenciando a ocorrência dos processos de craqueamento tanto primário como secundário. A análise por cromatografia gasosa (CG) foi usada para se determinar a concentração de ácidos graxos no óleo comercial e no óleo hidrogenado demonstrando que o grau de saturação do sistema aumenta mais rapidamente do que a conversão de ácidos em hidrocarbonetos. Este fato é comprovado por análises realizadas por ambos IV e RMN. O emprego do modelo cinético de acoplamento foi adotado permitindo representar de modo satisfatório o perfil das concentrações dos ácidos graxos em função do tempo, com avaliação das respectivas constantes de velocidades envolvidas nas diferentes etapas da hidrogenação catalítica do óleo de soja