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Título: Desenvolvimento de catalisadores heterogêneos ácidos para produção de biodiesel
Autor(es): Coelho, Sabrina Mesquita
Orientador: Magriotis, Zuy Maria
Membro da banca: Saczk, Adelir Aparecida
Magalhães, Fabiano
Área de concentração: Agroquímica
Assunto: Catalisadores heterogêneos
Esterificação
Biodiesel
Heterogeneous catalysts
Esterification
Data de Defesa: 27-Fev-2013
Data de publicação: 11-Mai-2015
Referência: COELHO, S. M. Desenvolvimento de catalisadores heterogêneos ácidos para produção de biodiesel. 2013. 103 p. Dissertação (Mestrado em Agroquímica) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2013.
Resumo: Atualmente, a rota mais utilizada para a produção de biodiesel é a transesterificação via catálise básica homogênea. No entanto, essa rota tecnológica apresenta uma série de inconvenientes, limitando sua produção e, consequentemente, elevando o custo final do produto. Sendo assim, surge a necessidade de outros processos para a produção desse biocombustível, principalmente quando os óleos vegetais apresentam alto teor de ácidos graxos livres. No presente trabalho avaliaram-se diferentes catalisadores heterogêneos ácidos à base de óxido de cério e zeólita HZSM-5. Entre eles: CeO2, SO42-/CeO2 0,5M-350 °C, SO42-/CeO2 0,5M-600 °C, HZSM-5, SO42-/CeO2/HZSM-5 0,5M-350 °C, SO42-/CeO2/HZSM-5 0,5M-600 °C SO42-/CeO2/HZSM-5 3,0M-350 °C e SO42-/CeO2/HZSM-5 3,M-600 °C, em reações de esterificação em rota metílica para a produção de oleato de metila. Os catalisadores foram caracterizados por ATG/DTA, difratometria de raios X, MEV-EDS e FTIR. Nas reações de esterificação foram variados os seguintes parâmetros: razão molar ácido oleico/metanol, temperatura de reação e % de catalisador. A difratometria de raios X indicou que, mesmo submetidos à elevação de temperatura, os catalisadores mantiveram cristalinidade e o processo de sulfatação reduziu a cristalinidade. O FTIR apresentou bandas características dos materiais. De acordo com os testes catalíticos, os parâmetros variados influenciaram nos resultados obtidos. As melhores condições reacionais foram: razão molar óleo: álcool de 1/10, teor de catalisador em 10%, para os catalisadores CeO2, SO42-/CeO2/HZSM-5 3,0M-350 °C e SO42-/CeO2/HZSM-5 3,M-600 °C; para a HZSM-5, razão molar óleo/álcool de 1/45 com 5% de catalisador e, para os demais, razão molar de 1/45, com 15% de catalisador. Os melhores rendimentos foram obtidos à temperatura de 100 °C, para todos os catalisadores testados. Os catalisadores foram avaliados quanto ao teste de lixiviação e os resultados mostraram que os catalisadores não lixiviaram para o meio reacional, apresentando heterogeneidade. Os testes de reusos realizados indicaram que os catalisadores apresentaram atividade mesmo após o 3° ciclo. Os testes catalíticos mostraram que os catalisadores utilizados neste trabalho têm grande potencial para a utilização nas reações de esterificação para a produção de biodiesel.
Currently, the most used route for biodiesel production is transesterification via basic homogeneous catalysis. However, that technological route presents a series of inconveniences limiting its production, and consequently, elevating the final product cost. As such, it needs other processes for the biofuel production, mainly when the vegetable oils present high free fatty acid contents. In the present work different heterogeneous catalysts acid based on cerium oxide and zeolite were evaluated HZSM-5. Among them: CeO2, SO42-/CeO2 0,5M-350 °C, SO42-/CeO2 0,5M-600 °C, HZSM-5, SO42-/CeO2/HZSM-5 0,5M-350 °C, SO42-/CeO2/HZSM-5 0,5M-600 °C SO42-/CeO2/HZSM-5 3,0M-350 °C e SO42-/CeO2/HZSM-5 3,M-600 °C, in esterification reactions in methylic route for the methyl oleate production. The catalysts were characterized by ATG/DTA, X-ray diffractometry, MEV-EDS and FTIR. In the esterification reactions the following parameters were varied: oleic/metanol molar acid ratio, reaction temperature and % of catalyst. X-ray diffractometry indicated that, even subjected to rise temperature the catalysts maintained crystallinity and the sulfation process reduced crystallinity. The FTIR presented bands characteristic of the materials. According to the catalytic tests, the varied parameters influenced the obtained results. The best reaction conditions were: oil molar ratio: alcohol of 1/10, content of catalyst in 10%, for the catalysts CeO2, SO42-/CeO2/HZSM-5 3,0M-350 °C and SO42-/CeO2/HZSM-5 3,M-600 °C; for HZSM-5, oil/alcohol molar ratio of 1/45 with 5% of catalyst and, for the others, molar ratio of 1/45, with 15% of catalyst. The best yields were obtained at the temperature 100 °C, for all the tested catalysts. The catalysts were evaluated by the leaching test and the results showed that the catalysts did not leach into reaction medium, presenting heterogeneity. The reuse tests conducted indicated that the catalysts presented activity even after the 3rd cycle. The catalytic tests showed that the catalysts used in this work have great use potential in esterification reactions for biodiesel production.
Informações adicionais: Dissertação apresentada à Universidade Federal de Lavras, como parte das exigências do Programa de Pós-Graduação em Agroquímica, área de concentração em Agroquímica, para a obtenção do título de Mestre.
URI: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/9416
Publicador: UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS
Idioma: pt_BR
Aparece nas coleções: DQI - Agroquímica - Mestrado (Dissertações)

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