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Dissertação Maurício Brandão dos Santos.pdf: 3641159 bytes, checksum: 88e0cb2e8aa02b484840cb026ee24d5f (MD5) / CAPES / A produção de biodiesel no Brasil é hoje uma realidade, mas para que o processo
seja economicamente viável faz-se necessário o aproveitamento do glicerol obtido
como coproduto. Produtos mais rentáveis podem ser obtidos por diversas rotas
catalíticas. A acroleína que é um intermediário químico na produção de ácido acrílico
e seus polímeros pode ser obtida pela desidratação de glicerol, em fase gasosa.
Esta reação é favorecida sobre catalisadores ácidos, especialmente os zeólitos.
Estes materiais são aluminossilicatos microporosos, com estrutura tridimensional e
acidez que pode ser ajustada pela razão molar SiO2/Al2O3. A depender da estrutura
do zeólito, de sua acidez e propriedades texturais, podem ser obtidas altas
conversões e seletividades na desidratação do glicerol a acroleína, em fase gasosa,
mas geralmente observa-se rápida desativação pela deposição de coque. Os
melhores resultados de conversão de glicerol na literatura foram obtidos com o
zeólito H-β e o H-ZSM-5. Porém, apesar do zeólito ferrierita apresentar baixa
conversão e da não existência de estudos exploratórios dessa topologia na literatura
Kim e colaboradores apontam melhores seletividades a acroleína para o zeólito
ferrieita. O zeólito ferrierita (FER) é composto estruturalmente por canais com anéis
de dez membros intersectados perpendicularmente a canais formados por anéis de
oito membros. A síntese hidrotérmica estática deste zeólito pode ser realizada em
meio hidróxido ou fluoreto. Ademais, diferentes composições de gel de síntese são
encontradas na literatura utilizando diferentes agentes direcionadores de estrutura.
Neste trabalho a síntese do zeólito ferrierita foi realizada utilizando etilenodiamina,
em meio hidróxido e piridina e/ou n-butilamina para o meio fluoreto, com diferentes
razões molares SiO2/Al2O3. Os materiais foram caracterizados e avaliados
cataliticamente na desidratação do glicerol a acroleína em fase gasosa. A utilização
de ar sintético como gás de arraste, regenera sítios ácidos coqueados nas primeiras
horas de teste catalítico e, mantém a conversão de glicerol e a seletividade a
acroleína praticamente constantes nas demais horas de reação. A medida que
aumenta a razão SiO2/Al2O3 maior a fração de sítios ácidos moderados e melhor o
desempenho catalítico. A temperatura de 300ºC foi a que conduziu melhores
atividades para os zeólitos obtidos nos dois meios. A medida que se aumenta o
tempo espacial, maior a seletividade a acroleína. A variação da razão H2O/glicerol
indicou que, mesmo com o aumento da concentração de glicerol para 50%, se
obteve resultados de conversão e seletividades próxima àquelas da solução 36,6%,
o que é de extrema importância no aproveitamento de glicerol. Os catalisadores
obtidos em meio fluoreto apresentaram ativos na desidratação do glicerol, mesmo
apresentando menor densidade total de sítios ácidos. Além disso, estes
catalisadores após teste catalítico apresentam baixa desativação e pouca
percentagem de coque deposita / Biodiesel production in Brazil is a reality, but that the process is economically viable it
is necessary the use of glycerol obtained as co-product. Various catalytic routes can
obtain most profitable products. The acrolein, which is a chemical intermediate in the
production of acrylic acid and its polymers, can be obtained by dehydration of
glycerol in the gas phase. This reaction is favored over acid catalysts, especially
zeolites. These materials are microporous aluminosilicates with three dimensional
structure and acidity can be adjusted by the SiO2/Al2O3 molar ratio. Depending on the
zeolite structure, acidity and textural properties can be obtained in high conversions
and selectivities dehydration of glycerol to acrolein in the gas phase, but typically
observed rapid deactivation by coking. The best conversion of glycerol results in the
literature have been obtained with H-β zeolite and H-ZSM-5. However, despite the
ferrierite zeolite have low conversion and lack of exploratory studies of this topology
in literature Kim et al. point out best selectivities for acrolein ferrieita zeolite. The
zeolite ferrierite (FER) consists structurally by channels with rings ten members
intersected perpendicularly to channels formed by rings of eight members. The static
hydrothermal synthesis of the zeolite can be performed in the middle hydroxide or
fluoride. Furthermore, different synthesis gel compositions are found in the literature
using different drivers agents structure. In this paper the synthesis of zeolite ferrierite
as performed using ethylenediamine in the middle hydroxide and pyridine and/ or n-
butylamine in fluoride medium with different SiO2/Al2O3 molar ratios. The materials
were characterized and evaluated in the catalytic dehydration of glycerol to acrolein
in the gas phase. The use of synthetic air as carrier gas, regenerates the coque in
the acid sites in the early hours of catalytic test and keeping the conversion of
glycerol and the selectivity to acrolein nearly constant in the remaining hours of
reaction. As increases the SiO2/Al2O3 higher the fraction of moderate acid sites and
the best catalytic performance. The temperature was 300°C led to the best activities
for the zeolites obtained in two ways. As one increases the space time, the higher the
selectivity to acrolein. The variation of the ratio H2O/glycerol indicated that even with
increasing glycerol concentration for 50% conversion was obtained results and those
of the next solution selectivity 36.6%, which is extremely important in the use of
glycerol. The catalysts obtained in medium fluoride had assets in glycerol
dehydration, even with lower total density of acid sites. Further, these catalysts after
the catalytic test and deactivation have low low percentage of deposited coke.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:192.168.11:11:ri/19175 |
| Date | 30 January 2015 |
| Creators | Santos, Maurício Brandão |
| Contributors | Mascarenhas, Artur José Santos, Andrade, Heloysa Martins Carvalho, Brito, Suzana Modesto de Oliveira |
| Publisher | Instituto de Química, Programa de Pós Graduação em Química, IQ, brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFBA, instname:Universidade Federal da Bahia, instacron:UFBA |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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