Avaliação da atividade catalítica do sulfato de ferro (III) na esterificação do ácido levulínico para a produção de bioaditivos de gasolina

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Martins, Fernanda Pereira
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Palavras-chave em Português: Esterificação; Sulfato de ferro; Ácido levulínico; Compostos bioaditivos; Gasolina; Capacidade industrial - Simulação por computador; Estudos de viabilidade - Aspectos econômicos; Cinética Química e Catálise
• Link de acesso: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/24456

Catalisadores são muito utilizados na indústria química e têm um papel fundamental na síntese de compostos de alto valor agregado e de combustíveis. Neste trabalho, foi investigada a atividade do Fe 2 (SO 4 ) 3 como catalisador da reação em fase homogênea de esterificação do ácido levulínico com etanol. Embora solúvel, o Fe 2 (SO 4 ) 3 pôde ser recuperado e reutilizado por separação em coluna de sílica. Foram avaliados os efeitos dos principais fatores que afetam a velocidade, conversão e seletividade da reação. Nas reações, foram obtidas conversão do ácido levulínico (ca. 89%) e seletividade (ca. 97%) para o levulinato de etila elevadas. O Fe 2 (SO 4 ) 3 é um potencial catalisador para ser usado em escala industrial nesta reação por ser eficiente, reutilizável e de baixo custo. Após a otimização das condições de reação, realizou-se a simulação do processo de produção industrial do levulinato de etila no software Aspen Plus V10, onde o modelo termodinâmico UNIQUAC foi escolhido para reproduzir o comportamento do sistema. Foram selecionadas as operações unitárias, cujas variáveis foram otimizadas por análise de sensibilidade, e um fluxograma do processo foi construído. Os preços para matéria-prima, solventes e utilidades foram cotados e os custos relativos a investimento, operação e despesas gerais da indústria foram fornecidos pelo software. Através de alguns indicadores de análise econômica, foi possível concluir sobre a viabilidade do processo e estimou-se o tempo de retorno do investimento de 3,4 anos, considerando 8040 h de operação anual. Uma análise de sensibilidade foi efetuada e a influência de alguns parâmetros no preço do produto foi analisada, o que pode contribuir nas tomadas de decisão ao nível industrial no futuro.