Hidrodesoxigenação de bio-óleos utilizando catalisadores de níquel e molibdênio suportados em sílica mesoporosa SBA-15.

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Lima, Rubens William dos Santos
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Alumina; Biocombustíveis; Biofuels; Catalisadores; Catalysts; Guaiacol; HDO; Hydrodeoxygenation; Hydrotreatment; SBA-15
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-07112017-153010/

Uma das desvantagens dos bio-óleos precursores do biodiesel é a alta carga de compostos oxigenados que diminuem seu poder de combustão, reduzindo sua eficiência e inviabilizando seu uso em larga escala. Nesse contexto, o processo de hidrodesoxigenação (HDO) é relevante, dado que elimina esses compostos através de uma reação catalítica e, portanto, aumenta o poder calorífico do combustível. Neste trabalho, estudou-se a HDO do guaiacol (2-metoxifenol) como composto modelo dos bio-óleos derivados da biomassa e avaliou-se o desempenho de catalisadores de Ni e Mo no processo. Estudou-se a performance de um catalisador suportado em SBA-15 - um material mesoporoso de sílica de alta área superficial - em comparação a de um catalisador tradicional suportado em gama-alumina. Para tal, utilizou-se um sistema contínuo em fase gasosa e reator de leito fixo. Utilizaram-se técnicas de caracterização de catalisadores, como adsorção de N2, MEV, MET, DRX, TPR-H2, FTIR, TPO-O2, Raman e TGA. Através das análises DRX e MET, comprovou-se que se formaram partículas de NiO e MoO3 de menor tamanho e mais dispersas no caso do catalisador de SBA-15, devido à menor interação com o suporte e maior área superficial, o que resultou em um grau de redução de 91,6 % deste catalisador, em comparação a 73,4 % do outro, analisados por TPR-H2. Os testes catalíticos mostraram que o catalisador de NiMo/SBA-15 supera o de alumina em termos de conversão no intervalo de 200 a 300 °C, com ciclohexeno e ciclohexano como principais produtos, em face à maior seletividade a catecol e fenol no NiMo/?-Al2O3. A 300 °C, o catalisador suportado em sílica alcançou taxas de 66,5 % para a HDO e 35,3 % HDA (hidrodesaromatização), enquanto o de alumina obteve somente 30,8 e 2,7 %, respectivamente. Finalmente, comprovou-se que o SBA-15 teve uma taxa de desativação por coque de 1,14 mgcoque gcat-1 h-1, 31 % menor que a taxa do catalisador de alumina, cujos depósitos foram de carbono grafítico bem estruturado e irreversível. Em vista dos resultados obtidos, esta dissertação apresenta as rotas e mecanismos de reação do guaiacol nos catalisadores estudados, conhecimento que é relevante para o desenvolvimento e aprimoramento de futuros catalisadores da HDO.