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Title: Estudo da produção de biodiesel utilizando resina aniônica na presença cossolvente
Authors: Bessa, B. G.
Advisor: Marin, Maristhela
Issue Date: 2020
Abstract: O Brasil é um país que possui diversas opções de matrizes energéticas devido a condições climáticas favoráveis, disponibilidade de terras para cultivo de diferentes culturas, reservas petrolíferas, dentre outras alternativas para serem utilizadas como fonte de matéria-prima com o intuito de gerar energia. O biodiesel é um exemplo de energia, utilizada no setor de transportes, derivada de fontes renováveis, sendo proveniente de óleos e gorduras vegetais e animais, geralmente produzido utilizando metanol como agente transesterificante em catálise homogênea com uma base. Esta catálise, porém, gera resíduos devido a necessidade de lavagem do biodiesel gerado, com o objetivo de atender as normas de qualidade do produto. Há, então, uma necessidade de desenvolvimento de rotas de produção que sejam mais econômicas e que utilizem catalisadores de fácil separação e recuperação, viabilizando a sua reutilização. Neste trabalho é proposto o estudo da reação de transesterificação metílica do óleo de soja com a resina de troca aniônica, Amberlyst A26®, como catalisador heterogêneo. Esta reação foi conduzida utilizando a razão molar álcool/óleo 9:1, a 50 ºC, pressão ambiente e 300 rpm de agitação. Foram estudados os efeitos da quantidade de catalisador empregado, tempo de reação, secagem prévia da resina e quantidade de cossolvente adicionado. O primeiro experimento mostrou um pico de conversão da reação para a quantidade de resina de 2,5% m/m em relação ao óleo, resultando em 1,04 ± 0,01%, no tempo de 90 minutos. Porém notou-se um leve aumento quando a resina foi seca em estufa a 50 ºC, com o intuito de retirar a água residual dos seus poros, obtendo-se o resultado de 2,50 ± 0,01%, considerando o mesmo tempo de reação de 90 min. Para tempos reacionais maiores não foi verificada uma melhoria considerável na conversão. Com o intuito de verificar a influência da presença de cossolvente no meio reacional, foram utilizadas quatro quantidades diferentes de n-hexano - razão mássica de cossolvente em relação à massa de óleo iguais a 0,5; 0,6; 0,8 e 1,0 – mantendo-se as demais condições reacionais constantes. Verificou-se um aumento considerável na conversão reacional ao se utilizar o cossolvente em todas as proporções estudadas. A maior conversão atingida foi de 53,66 ± 0,02% quando se utilizou a relação mássica de 0,8 de cossolvente em relação à massa de óleo. Conclui-se que a prévia secagem da resina antes de utilizá-la na reação e a adição de cossolvente no meio geram um aumento da conversão. A resina foi caracterizada por MEV e esta análise mostrou que a partícula da resina é esférica e sua superfície é lisa, sem grandes variações quando a mesma estava in natura e quando foi seca
Brazil is a country with several options of energetic matrices, due to its favorable climatic conditions, availability of land for cultivation of different cultures, oil reserves, amongst many other alternative sources of raw materials that can be used as fuel. Biodiesel is an example of energy used in the transport sector and derived from renewable sources, such as vegetable and animal oils and fats It is generally produced using methanol as transesterifying agent in homogeneous catalysis with a base. This type of catalysis, however, generates waste due to the need to wash the generated biodiesel, in order to meet the product quality standards. Therefore, there is a need to develop different production routes that are more economical and that use catalysts that are easier to separate and recover, enabling their reuse. In this work we studied the methyl transesterification reaction of soybean oil with the anion exchange resin, Amberlyst®, as a heterogeneous catalyst. This reaction was conducted using the 9:1 molar ratio of alcohol/oil, 50 ºC, ambient pressure and 300 rpm of stirring. We studied the effects of the load of catalyst used, reaction time, previous drying of the resin, and the amount of added solvent. The first experiment showed a peak of conversion rate using 2,5% of resin, by mass and in relation to oil, resulting in 1,04 ± 0,01% after 90 minutes of reaction. However, an increase was noticed when the resin was dried at 50 ºC, in order to remove residual water from its pores, obtaining the result of 2,42 ± 0,01% at the same reaction time of 90 min. For longer reaction times there was no considerable improvement in conversion. In order to verify the influence of the presence of cosolvent in the reaction, (n-hexane), four different amounts of it were used (mass ratio of cosolvent in relation to mass of oil was 0.5, 0.6, 0.8 and 1), keeping constant the other conditions of the reaction. All the proportions of cosolvent resulted in increased conversion when compared to previous experiments. The highest conversion obtained was 53,66 ± 0,02% using 0,8 mass ratio of cosolvent. In conclusion, we observed the necessity of drying the resin before it is used in the reaction, and that the use of cosolvent helps to increase the conversion. The analysis via MEV showed that the resin particle is spherical and that its surface is plain, without great variation when it was in natura or dried
Keywords: Biodiesel
Catálise
Publisher: Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo
Citation: BESSA, B. G. <b> Estudo da produção de biodiesel utilizando resina aniônica na presença cossolvente. </b> 2020. 70 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo, 2020. Disponível em: https://doi.org/10.31414/EQ.2020.D.131153.
DOI: https://doi.org/10.31414/EQ.2020.D.131153
URI: https://repositorio.fei.edu.br/handle/FEI/3128
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