Preparo de catalisadores ácidos para o craqueamento do óleo de soja bruto

Abstract

RESUMO: Devido ao aumento populacional e à rápida industrialização, ocorreu um aumento significativo no uso de derivados de petróleo. Na mesma rapidez que se deu o uso de combustíveis fosseis, aumentou também o conhecimento sobre os impactos ambientais que os mesmos causavam, como por exemplo, o aquecimento global e as chuvas ácidas. Além da questão ambiental, esses combustíveis são limitados e com previsão de esgotamento, desta forma a busca por fontes alternativas de energia é extremamente importante. Não importa qual a saída adotada, ela necessariamente terá que aumentar a participação das fontes renováveis e ambientalmente limpas. Como uma das alternativas, surge o craqueamento catalítico como uma alternativa à utilização do petróleo e seus derivados através da obtenção de biocombustíveis a partir de óleos vegetais. O presente trabalho teve como finalidade o hidrocraqueamento do óleo de soja utilizando zeólitas ZSM-5 e NaY nas suas formas puras, trocadas com amônia e também impregnada com MgO e Nb2O5. Os catalisadores foram caracterizados por meio da difração de raios X, análise textural, dessorção à temperatura programada, espectroscopia de absorção no infravermelho, espectrometria de absorção atômica e microscopia eletrônica de varredura. Os testes catalíticos iniciaram-se com ativação do catalisador a uma temperatura de 450ºC com fluxo de nitrogênio a 42 mL / min. Após a ativação, a reação foi conduzida com fluxo de hidrogênio a 42 mL / min. Os produtos foram analisados por cromatografia gasosa, acoplada à espectroscopia de massa, e identificados utilizando a biblioteca do equipamento, bem como por injeção de padrões. Todos os catalisadores apresentaram elevada seletividade a hidrocarbonetos, sendo o catalisador NaY/MgO o que produziu maior quantidade de produto gasoso nos primeiros 30 minutos de reação, devido a sua elevada acidez total. De uma forma geral, os catalisadores que partiram da zeólita ZSM-5 produziram em relação aos da zeólita NaY maior quantidade de hidrocarbonetos gasosos e hidrocarbonetos líquidos pesados, sendo o primeiro devido à quantidade de sítios ácidos fortes presentes e o ultimo, devido à capacidade de aromatização dessa zeólita

ABSTRACT: Due to population growth and rapid industrialization there has been a significant increase in the use of petroleum derivatives. As fast as the use of fossil fuels, knowledge about the environmental impacts they caused, such as global warming and acid rain, also increased. In addition to the environmental issue, these fuels are limited and expected to deplete, so the search for alternative sources of energy is extremely important. No matter what the output is, it will necessarily have to increase the share of renewable and environmentally clean sources. As one of the alternatives, catalytic cracking appears as an alternative to the use of petroleum and its derivatives by obtaining biofuels from vegetable oils. The aim of the present work was the hydrocracking of soybean oil using ZSM-5 and NaY zeolites in their pure forms, exchanged with ammonia and also impregnated with MgO and Nb2O5. The catalysts were characterized by X-ray diffraction, textural analysis, desorption at programmed temperature, infrared spectroscopy, atomic absorption spectrometry and scanning electron microscopy. The catalytic tests were initiated with activation of the catalyst at a temperature of 450 ° C with nitrogen flow at 42 mL / min. After activation the reaction was conducted with hydrogen flow at 42 mL / min. The products were analyzed by gas chromatography, coupled to mass spectroscopy, and identified through the equipment library, as well as by pattern injection. All the catalysts showed high selectivity to hydrocarbons, and the NaY / MgO catalyst produced the highest amount of gaseous product in the first 30 minutes of reaction due to its high total acidity. In general, catalysts from the ZSM-5 zeolite produced a larger amount of gaseous hydrocarbons and heavy liquid hydrocarbons than the NaY zeolite, the first being due to the number of strong acid sites present and the last due to the aromatization capacity of this zeolite