Hidrocraqueamento catalítico do óleo de cozinha residual usando al-sba-15

Abstract

RESUMO: Dentre as diversas fontes alternativas de energia, os biocombustíveis têm destaque por serem uma ótima fonte de energia sustentável. A produção dos biocombustíveis é realizada através de fontes orgânicas, especialmente óleos vegetais. A utilização de óleos residuais como matéria prima na conversão pelo hidrocraqueamento catalítico é uma opção de matéria-prima a se considerar. Este trabalho teve por objetivo a produção de biocombustíveis a partir do craqueamento catalítico do óleo de cozinha residual. Para isso foi sintetizado o material mesoporoso SBA-15 com isopropóxido de alumínio incorporados em diferentes razões nSi/nMe (5, 10 e 20) e foram avaliados seus desempenhos no craqueamento do óleo virgem e residual. A síntese foi realizada em duas etapas, com ajuste do pH do gel de síntese. Os materiais foram caracterizados por Difração de Raios X, Espectroscopia no Infravermelho (FTIR), análise textural de Adsorção/Dessorção de Nitrogênio, Dessorção de Amônia à Temperatura Programada, Espectrometria de Absorção Atômica, Microscopia Eletrônica de Varredura e Oxidação à Temperatura Programada após a reação. Os testes catalíticos foram realizados em um reator de leito fixo, sob fluxo de hidrogênio e uma temperatura de reação de 450 °C, os produtos gasosos foram analisados por Cromatografia em Fase Gasosa com Detector TCD e os produtos líquidos por Ressonância Magnética Nuclear de Hidrogênio e Cromatografia em Fase Gasosa Acoplada à Espectrometria de Massas. As análises de caracterização do óleo residual indicaram que a matéria-prima da reação não sofreu grandes alterações em relação ao óleo de soja convencional. Os resultados das análises de caracterização indicaram que o método de síntese aplicado proporcionou a obtenção de material que não sofreu alteração em sua estrutura após adição do metal, evidenciando sua incorporação na rede da sílica, mantendo-se a estrutura hexagonal mesoporosa. A análise dos produtos mostrou que os catalisadores sintetizados com alumínio apresentaram elevada seletividade a hidrocarbonetos líquidos, devido ao maior tamanho de poros e elevada acidez. Além disso, a utilização do óleo residual como matéria- prima na reação de craqueamento se provou promissora

ABSTRACT: Among the various alternative energy sources, biofuels stand out as a great source of sustainable energy. The production of biofuels is carried out from organic sources, especially vegetable oils. The use of residual oils as raw material in the conversion by catalytic hydrocracking is a raw material option to be considered. This work aimed to produce biofuels from the catalytic cracking of residual cooking oil. For this, the mesoporous material SBA-15 with aluminum isopropoxide incorporated in different nSi/nMe ratios (5, 10, and 20) was synthesized and its performance in the cracking of virgin and residual oil was evaluated. The synthesis was carried out in two steps, with pH adjustment of the synthesis gel. The materials were characterized by X-ray diffraction, infrared spectroscopy (FTIR), textural analysis of nitrogen physisorption, ammonia desorption at programmed temperature, atomic absorption spectrometry, scanning electron microscopy, and temperature-programmed oxidation after the reaction. The catalytic tests were carried out in a fixed bed reactor, under hydrogen flow and a reaction temperature of 450 °C, the gaseous products were analyzed by gas chromatography with a DCT detector and the liquid products by hydrogen nuclear magnetic resonance and chromatography gas with the mass detector. The characterization analyses of the residual oil indicated that the raw material for the reaction did not undergo major changes to conventional soybean oil. The results of the characterization analysis indicated that the applied synthesis method resulted in the obtainment of material that did not suffer alteration in its structure after the addition of the metal, evidencing its incorporation in the silica network, and maintaining the mesoporous hexagonal structure. The analysis of the products showed that the catalysts synthesized with aluminum showed high selectivity to liquid hydrocarbons, due to the larger pore size and high acidity. In addition, the use of residual oil as a raw material in the cracking reaction has proven to be promising