Estudo da influência da matéria-prima na produção de combustível renovável de aviação. - Gomes, Marcus Vinicius Oliveira (2023)
Com as mudanças climáticas e maior frequência de eventos relacionados a elas, a busca por combustíveis alternativos tem ganhado cada vez mais espaço no setor de aviação civil. Este setor é responsável por cerca de 12% de todas as emissões de gases do efeito estufa do setor de transporte e traçou metas importantes para diminuí-las como chegar ao patamar de zero emissões líquidas em todas as operações no setor até 2050. Nesse cenário, diversas formas de produzir combustíveis compatíveis com a tecnologia atual dos motores das aeronaves (chamados combustíveis drop-in) vêm sendo estudadas, regulamentadas ou comercializadas tais como os biocombustíveis de aviação produzidos a partir de hidroprocessamento de ésteres e ácidos graxos (HEFA), Fischer-Tropsch (FT), processos fermentativos para transformação de açúcares em hidrocarbonetos (DSHC) e a tecnologia Alcohol-to-jet (ATJ). Estas tecnologias citadas como exemplo já estão regulamentadas pela Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis. Desta forma, este estudo se propõe a avaliar a influência da matéria-prima utilizada no processo HEFA para produção de querosene de aviação renovável do ponto de vista de impactos ambientais, quanto em sua qualidade. Além disso, foi necessário entender como variáveis de processo podem influenciar na produção dos biocombustíveis. Desta forma, buscouse avaliar a influência da temperatura no hidrotratamento de óleo de cozinha usado. Esta etapa foi realizada com o auxílio de ferramentas computacionais como o Matlab® e o Microsoft Excel® 2016. A partir de dados da literatura foram obtidos os seguintes fatores pré-exponenciais e a energias de ativação, respectivamente, para as reações de primeira ordem propostos para o hidrotratamento do óleo de cozinha usado: 6.59E+10 1/h e 1.26E+05 J/mol para a transformação dos triglicerídeos em ácidos graxos livres, 2.37E+06 1/h e 8.77E+04 J/mol para a transformação dos ácidos graxos livres em hidrocarbonetos através da rota de hidrodeoxigenação, 1.08E+07 1/h e 9.00E+04 J/mol para a transformação dos ácidos graxos livres em hidrocarbonetos através das rotas de descarbonilação e descarboxilação. Através dos resultados desta etapa concluiu-se que é possível modular a rota de reação e, consequentemente, o produto obtido através de alterações na temperatura 7 de operação do reator. Nas simulações realizadas neste trabalho foram obtidos combustíveis de aviação alternativo e diesel dentro das especificações propostas pela ANP, utilizando matériasprimas como óleo de palma e de rícino. Observou-se que os indicadores de consumo de utilidades médios do processo foram de 0,41 kW/ kg de óleo vegetal processado para aquecimento e de 0,59 kW/ kg de óleo vegetal processado para resfriamento, resultados corroborados por outros estudos da literatura. A partir do óleo de palma, matéria-prima com maior rendimento em QAV alternativo, obteve-se um rendimento de 71% de diesel verde e 5% de QAV alternativo, enquanto a partir do óleo de rícino obteve-se um rendimento de 69% de diesel verde e 1% de QAV alternativo.