Avaliação da produção de furfural a partir da xilose utilizando catalisadores de nióbio

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Carvalho, Rafael Stefenoni de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Palavras-chave em Português: Furaldeído; Catálise heterogênea; Xilose; Compostos de nióbio; Ácido nióbio; Cromatografia a líquido de alta eficiência; Processos Orgânicos
• Link de acesso: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/24412

O furfural é considerado uma molécula química base, obtendo o posto de um dos 30 compostos mais promissores da indústria de biomassa, sendo esta de enorme importância na reutilização de matérias orgânicas. O furfural tem aplicações em fungicida, agentes extratores de compostos aromáticos, em óleos lubrificantes e diesel, nylon, além de ser precursor para a produção de álcool furfurílico, furanos, ácido funóico, ácido levulínico, tetrahidofurano, e muito mais. O presente trabalho foi realizado para estudar o comportamento de catalisadores heterogêneos a base de nióbio na reação de desidratação de xilose a furfural, estudando os efeitos da temperatura, tempo, razão massa de catalisador por massa de xilose e concentração em massa inicial de xilose na reação. Após um planejamento fatorial fracionário, foi verificado que apenas os fatores temperatura e concentração em massa inicial de xilose na reação foram significativos. Dessa forma, o melhor resultado para o ponto ótimo de operação resultou em uma conversão de xilose de 44,05 % e uma seletividade de furfural de 74,71 %. O valor de ponto ótimo de operação foi utilizado para simular uma unidade de produção de furfural com corrente de alimentação de uma usina de produção de álcool anidro a partir de sorgo sacarino. Foram realizadas 3 simulações, com correntes de entradas simuladas com 3 Pré-Tratamentos diferentes, Hidrotérmico, Ácido diluído e Explosão a Vapor. As simulações retornaram valores de produção, custos de equipamentos e de utilidades que foram utilizados para calcular o Fluxo de caixa e, então, a viabilidade econômica do processo. O custo de produção de furfural não é elevado, porém a produção do furfural na usina integrada é baixa quando comparado ao investimento feito, tornando o processo economicamente inviável. O Pré-tratamento que possuiu melhor análise econômica foi o Hidrotérmico. A concentração de xilose e o custo com utilidades foram as variáveis mais importante no estudo da viabilidade do processo.