The search for alternatives to the fossil oil and concern about environmental pollution has increasingly supported the importance of biofuels. The production of bio-oil from aquatic plants (water hyacinth) has become as interesting alternative due to its rapid growth rate, robust nature and unrelated to the food chain. The present work aimed to study the application of conventional and catalytic pyrolysis to convert aquatic plants like Eichhornia crassipes (EC) and Eichhornia azurea (EA) in bio-oil, employing Ferrierite and Y zeolite as catalysts. These plants were obtained in Aracaju-SE and Itabaiana-SE, respectively. The micropyrolys is were performed at three temperatures (400, 500 and 600 °C). The catalytic micropyrolysis using Ferrierite and Y zeolite was performed in the same condition applying 1 and 5% of catalysts w/w. The bio-oils solutions obtained were characterized by GC/MS and GC-FID. The micropyrolysis performed in the absence of catalyst showed similar chromatographic profiles to the biomasses tested, with the composition of bio-oils showing phenolic compounds, acids and alcohols. With Ferrierite as catalyst at 5% in the micropyrolysis and performing a study from the total area of the obtained chromatograms was observed the higher yield by GC-FID caused by the increased formation of small molecular mass compounds from biomasses. However, when used 1% of the same catalyst to EC was not observed a very significant difference in relation with no catalyst pyrolysis. To the EA in this condition was observed a significant yield reduction when performed at 500 °C. When used Y catalyst for EA pyrolysis a smaller yield was observed at all studied temperatures that shows a significantly inhibited formation of compounds derived from these lignocelullosic biomasses. However for the EC catalytic pyrolysis with 5% of Y catalyst at 500 °C we observed the largest decrease in the yield from the chromatograms area. The bio-oils characterization gave compounds identified belong to the following classes: alcohol, phenol, and sugar acids. The bio-oils from catalytic pyrolysis of EC and EA biomass showed a high content of phenolic compounds and acidic compounds. / A procura por soluções alternativas para a substituição total ou parcial do petróleo e a preocupação com a poluição ambiental tem reforçado cada vez mais a importância da produção de biocombustíveis. Neste sentido a produção de bio-óleo a partir de plantas aquáticas tornou-se uma alternativa interessante. Estas plantas são invasoras e possuem alta taxa de crescimento, natureza robusta e não tem relação com a cadeia alimentar. Neste trabalho, biomassas provenientes de plantas aquáticas, obtidas em Itabaiana-SE e Aracaju-SE, das espécies crassipes (EC) e azurea (EA), ambas do gênero Eichhornia, foram submetidas a micropirólise convencional a três temperaturas, 400, 500 e 600 ºC, e catalítica empregando catalisadores do tipo zeólita Ferrierita e Y nas proporções de 1 e 5%. As soluções de bio-óleos produzidas foram caracterizadas por CG/EM e CG-FID. Na micropirólise realizada na ausência de catalisador foi observado semelhança na composição química do bio-óleo para todas as condições testadas. Empregando 5% de catalisador Ferrierita na micropirólise, e realizando um estudo da área total dos cromatogramas obtidos foram observados aumentos significativos a 400 ºC para EC (+53,74%) e para a EA (+43,67%). A 1% deste mesmo catalisador para a EC houve diminuição da área total nas três temperaturas, enquanto que para EA houve diminuição na área total a 500 ºC (-48,09%). Quando empregado a zeólita Y nas duas proporções foi observado menor capacidade de produção de bio-óleo para EA em todas as temperaturas estudadas. A maior diminuição de área foi a 600 ºC (-25,70%) a 1% de catalisador e quando utilizado 5% foi a 500 ºC (-84,34%), ou seja, houve a inibição significativa na formação de bio-óleo. Para a EC foi observado a maior diminuição da capacidade de conversão térmica catalítica desta biomassa em bio-óleo na condição de 5% de zeólita Y, a 500 ºC (-33,23%) e na condição de 1% de zeólita Y, a 600 ºC (-46,77%). Os principais compostos identificados nos bio-óleos obtidos foram das classes do álcoois, fenóis, ácidos e açúcares. O bio-óleo obtido por pirólise catalítica das biomassas EC e EA apresentou um alto teor de compostos fenólicos e ácidos.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This study aimed to apply the micropirólise and catalytic and non-catalytic microhidropirólise, in assessing the production of bio-kerosene from the cotton oil sludge. Samples of cotton oil sludge were provided by the Northeast Center for Strategic Technologies - CETENE (experimental Plant Caetés-PE) and makes up a major waste of the productive chain of biodiesel plant. The pyrolysis was performed using 50 mg of biomass. In hidropirólises and pyrolysis temperatures were used 500 ° C and 550 also being investigated the influence of dispersion of the catalyst in the sample. The catalysts PMZ, PWZ, MT and WT tested at 10% (m/m) in the study, were produced based on the application for the petrochemical industry and are as novel for this type of application. The obtained solutions were analyzed by GC-FID and GC / MS, and the gases produced were analyzed and quantified micro-GC. The use of hydrogen gas did not minimize the production of alkenes in pyrolysis. The presence of water in the biomass optimized thermal cracking process. This cracking when performed in the presence of catalysts at 550 °C showed a higher yield of liquid biofuel to hydrocarbons in the C9 to C16 range (approximately 37%) compared to the non-catalytic treatment. The semi-quantitative analysis of gases produced in the pyrolysis suggested routes decarboxylation (in the presence of CO2) and decarbonylation (the CO present) during the catalytic thermal cracking, and demonstrate the occurrence of the Fischer-Tropsch process produces hydrocarbons in the range kerosene. / O presente trabalho teve como objetivo aplicar a micropirólise e microhidropirólise catalítica e não catalítica, na avaliação da produção de bioquerosene a partir da borra de óleo de algodão. As amostras da borra de óleo de algodão foram cedidas pelo Centro de Tecnologias Estratégicas do Nordeste CETENE (Usina experimental de Caetés-PE) e compõe um dos principais resíduos da cadeia produtiva de biodiesel da usina. As pirólises foram realizadas utilizando 50 mg de biomassa. Nas pirólises e hidropirólises foram utilizadas as temperaturas de 500 e 550 °C sendo investigado também a influência da dispersão do catalisador na amostra. Os catalisadores PMZ, PWZ, MT e WT testados a 10% (m/m) neste trabalho, foram produzidos para a aplicação na indústria petroquímica com o intuito de promover a isomerização de n-parafinas lineares que estão presentes no petróleo, aos seus respectivos isômeros ramificados, tendo como produto final uma gasolina com alto índice de octanagem. Porém, no processo de pirólise estes catalisadores apresentam-se inéditos. Os pirolisatos obtidos foram caracterizados por GC-FID e GC/MS, e os gases produzidos foram quantificados e analisados por micro-GC. A utilização da atmosfera de gás hidrogênio não minimizou a produção de alcenos como produto da pirólise. A presença de água na biomassa otimizou o processo de craqueamento térmico. Este craqueamento quando realizado na presença dos catalisadores na temperatura de 550 °C mostrou um rendimento maior de biocombustível líquido com hidrocarbonetos na faixa de C9 a C16 (aproximadamente 37%) em relação ao tratamento não catalítico. A análise semi-quantitativa dos gases produzidos na pirólise sugere as rotas de descarboxilação (pela presença de CO2) e descarbonilação (pela presença de CO) durante o craqueamento térmico catalítico, além de evidenciar a ocorrência do processo Fischer-Tropsch produzindo hidrocarbonetos na faixa do querosene.

This work presents the use of analytical techniques, conventional and advanced for the chemical characterization of four samples of blends crude oils from the PETROBRAS station, Oiteirinhos II (Carmópolis-SE). These samples, which have different exploration characteristics, were identified as CEOL 1, CEOL 2, CEOL 3 and CEOL 4. After the collection in the field and subsequently separation of water residue through centrifugation at 2500 rpm, the blends were characterized by density, asphaltenes content, fractionation SARA (saturates, aromatics, resins and asphaltenes) and by the application of micropyrolisys off-line. The advanced characterization to elucidate the chemical relationship between the samples were made using the Thermogravimetry (TGA), Infrared Spectroscopy (IR), Spectroscopy in Ultraviolet (UV), Matrix Assisted Laser Desorption Ionization - Time of Flight - Mass Spectrometry (MALDI-TOF-MS), Gas Chromatography Mass Spectrometry (GC/MS), Gas Chromatography with Flame Ionization Detector (GC-FID) and Comprehensive Two-Dimensional Gas Chromatography (GC x GC). The blends CEOL 3 presented the highest density (0.9737 g mL-1), confirming the results of MALDI-TOF-MS, that shows predominantly high molecular mass compounds in the composition. The SARA fractionation indicates the Saturated fraction as the largest fraction in all oils (> 50%). The analysis of TGA explained similar bands of mass loss in all blends and their asphaltenes. The characterization by IR showed bands related to the hydrocarbon composition and the UV showed the presence of mono, di and tri aromatics structures in the blends as well in their respective asphaltenes. The chromatographic analysis (GC/MS, GC-FID and GC x GC) showed that all blends have a paraffinic profile, with the predominance of n-alkanes of low molecular weight (n-C10 to n-C40) and characteristics of oxide depositional environment (Pr/Ph>1) and lacustrine origin (CPI>1). The analysis by GC/MS showed that the distribution area relating to the free n-alkanes in the CEOL 3 blends is approximately 30% lower than the other samples, and that after the micropyrolysis process these areas become approximately the same. For biomarkers, GC/MS was possible to identify the majority presence of tri- and tetracyclic terpanes (m/z 191) and regular steranes (m/z 217) as the major constituents of the blends, pointing also to the release of occluded biomarkers in asphaltenic structures after the micropyrolysis process. The identification and subsequent correlation between biomarkers indicated that the blends crude oils studied have partial biodegradation characteristics, with a blend of mature and immature oils from terrigenous and/or algal organic matter. / Este trabalho apresenta o emprego de diversas técnicas analíticas, convencionais e avançadas, para a caracterização química de quatro blendas de óleos brutos provenientes da estação da Petrobras de Oiteirinhos II (Carmópolis-SE). Estas amostras, que apresentam diferentes características de exploração, foram identificadas como CEOL 1, CEOL 2, CEOL 3 e CEOL 4. Após a coleta em campo e posterior separação dos resíduos de água por centrifugação a 2500 rpm, as blendas foram caracterizados a partir da determinação da densidade, do teor de asfaltenos, fracionamento SARA (Saturados, Aromáticos, Resinas e Asfaltenos) e aplicação da micropirólise off-line. A caracterização avançada, aplicada para elucidar a relação química entre as amostras, foram realizadas utilizando as técnicas de Termogravimetria (TGA), Espectroscopia no Infravermelho (IV), Espectroscopia no Ultravioleta (UV), Espectrometria de Massa por Tempo de voo com Desorção-Ionização a Laser Assistida por Matriz (MALDI-TOF-MS), Cromatografia Gasosa acoplada a Espectrometria de Massas (CG/EM), Cromatografia Gasosa com Detector de Ionização de Chama (CG-DIC) e Cromatografia Gasosa Bidimensional Abrangente (CG x CG). A blenda CEOL 3 apresentou a maior densidade (0,9737 g mL-1) corroborando com os resultados de MALDI-TOF-MS, mostrando a predominância de compostos de alta massa molecular em sua composição. O fracionamento SARA aponta a fração de Saturados como a maior fração em todos as blendas (>50%). A análise de TGA expôs faixas de perdas de massas semelhantes em todas as amostras e seus asfaltenos. A caracterização por IV apresentou estiramentos referentes à composição de hidrocarbonetos e o UV a presença de estruturas mono, di e tri aromáticos tanto nas blendas como em seus respectivos asfaltenos. As análises cromatográficas (CG/EM, CG-DIC e CG x CG) mostraram que todos as blendas possuem um perfil parafínico, com predominância de n-alcanos de baixo peso molecular (n-C10 a n-C40) com características de ambiente deposicional óxido (Pr/Ft>1) de origem lacustre (CPI>1). A análise por CG/EM mostrou ainda que a distribuição em área referente a n-alcanos livres presentes na blenda CEOL 3 é cerca de 30% menor do que as outras amostras, e que após o processo de micropirólise essas áreas passam a ser aproximadamente iguais. Para biomarcadores, por CG/EM foi possível identificar a presença majoritária de terpanos tri e tetracíclicos (m/z 191) e esteranos regulares (m/z 217), como constituintes majoritários das blendas em estudo, apontando ainda, a liberação de biomarcadores ocluídos nas estruturas asfaltênicas após o processo de micropirólise. A identificação e posterior correlação entre os biomarcadores indicaram que as blendas de óleos brutos possuem características de biodegradação parcial, com uma mistura de muito e pouco evoluídos termicamente, provenientes de matéria orgânicas terrígenas e/ou algas.