Síntese e avaliação de catalisador não convencional na produção de hidrocarbonetos a partir do óleo de soja

Abstract

RESUMO: A incessante busca pelo desenvolvimento leva a humanidade à necessidade de fontes energéticas capazes de não apenas suprir a crescente demanda, mas também satisfazer o critério de não agressão ao meio ambiente. O petróleo atualmente é uma fonte de energia e matéria prima, que se destaca entre as mais utilizadas pela humanidade, porém seu uso desenfreado prejudica o equilíbrio ecológico pela grande emissão de poluentes na forma de óxidos de carbono que contribuem para efeitos de mudança climática. Em conformidade com estas diretrizes, estudou-se o uso de óleos vegetais como uma das alternativas para substituição do petróleo como fonte de combustíveis e matéria prima. Trabalhos anteriores mostram que, a partir de processos como o craqueamento térmico e o hidrotratamento catalítico, óleos vegetais podem ser utilizados na produção de hidrocarbonetos muito similares àqueles encontrados no petróleo. Sendo assim, avaliou-se o uso de um catalisador à base de carbetos de molibdênio e níquel suportados em alumina na reação de hidrotratamento de óleo de soja em um reator do tipo batelada, mapeando seu comportamento em diversas condições de temperatura e conversão. O catalisador foi caracterizado por métodos de análise textural a partir de isotermas de adsorção de nitrogênio (BET, BJH), análise de estabilidade oxidativa por oxidação em temperatura programada (TPO), acidez específica a partir de dessorção de amônia em temperatura programada (TPD NH3), composição superficial por fluorescência de raio X (FRX) e espectroscopia de raio X por dispersão de energia (EDS), microtopografia por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e cristalinidade por difração de raios X (DRX). As amostras de produto líquido foram analisadas por cromatografia gasosa acoplada a espectrômetro de massas, sendo quantificadas quanto à concentração por tamanho de cadeia. Os resultados sugerem que a seletividade e a atividade dependem da temperatura de reação. O catalisador se mostrou altamente ativo, estável e seletivo para hidrocarbonetos na faixa do diesel, não sendo detectados quaisquer elementos indesejados como o enxofre no produto de reação

ABSTRACT: The ever-growing development of technology leads mankind to the need for energy sources capable not only of meeting increasing demand, but also satisfying the criterion of no harm to the environment. Oil is currently a source of energy and raw material, which stands out among the most used by mankind, but its unrestrained use undermines the ecological balance due to the large emission of pollutants in the form of carbon oxides that contribute to the effects of climate change. In compliance with these guidelines, the use of vegetable oils was studied as one of the alternatives for replacing petroleum as fuel source and raw material. Previous work has shown that, from processes such as thermal cracking and catalytic hydrotreatment, vegetable oils can be used in the production of hydrocarbons, which are very similar to those found in petroleum. Thus, the use of a catalyst based on molybdenum and nickel carbides supported on alumina in the hydrotreating reaction of soybean oil in a batch reactor was studied, mapping its behavior under various temperature and conversion conditions. The catalyst was characterized with methods of textural analysis by nitrogen adsorption isotherms (BET, BJH), oxidative stability analysis by programmed temperature oxidation (TPO), specific acidity from ammonia desorption at programmed temperature (TPD NH3), X-ray fluorescence surface composition (FRX) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD) crystallinity. The liquid product samples were analyzed by gas chromatography coupled to a mass spectrometer, and quantified as concentration by chain size. The results showed that the selectivity and the activity depend on the reaction temperature. The catalyst was shown to be highly active, stable and selective for hydrocarbons in the diesel range and no undesirable elements such as sulfur were detected in the reaction product