Submitted by Rafael Santana (rafael.silvasantana@ufpe.br) on 2018-01-31T18:26:36Z
No. of bitstreams: 2
license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5)
DISSERTAÇÃO KARINA CARVALHO.pdf: 1485827 bytes, checksum: e5262e17261208c71be0b5cc3dbe433e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-31T18:26:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2
license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5)
DISSERTAÇÃO KARINA CARVALHO.pdf: 1485827 bytes, checksum: e5262e17261208c71be0b5cc3dbe433e (MD5)
Previous issue date: 2016-04-05 / A crescente necessidade de combustíveis renováveis tem exigido iniciativas voltadas à
produção de combustíveis desta natureza. Neste contexto, inserem-se as atividades industriais
de criação de unidades de fabricação do produto biodiesel, obtido via transesterificação de óleos
vegetais, método no qual um triglicerídeo reage com um álcool, em presença de ácido ou base
forte, produzindo uma mistura de ésteres de ácidos graxos e glicerol. Atualmente, o setor de
biodiesel vem buscando um mercado para absorver a glicerina produzida no processo industrial.
Nesta direção, torna-se necessário o desenvolvimento de pesquisas e processos de conversão
da glicerina em novos compostos com valor agregado e aplicações interessantes, contribuindo
com a viabilização comercial do biodiesel. Dentro desta realidade, focando-se sobre o principal
subproduto da produção do biodiesel, tem-se a síntese do (2,2-dimetil-1,3-dioxolano-4-il)
metanol ou Soketal, procedente da reação de cetalização da glicerina com acetona, catalisada
por um ácido. O Solketal é um composto oxigenado, com sua principal aplicação voltada para
o seu uso como aditivo de combustíveis. O alvo deste trabalho foi o acompanhamento da síntese
do Solketal mediante: (I) Análise do meio reacional por cromatografia gasosa, tendo o produto
(solketal) e a glicerina que não reagiu aparecido no cromatograma nos tempos de retenção de
aproximadamente 4,3 minutos e de 4,6 minutos, respectivamente; (II) Identificação do produto
via espectrometria de massa, sendo os picos de relação massa/carga (m/z) 43 (pico base), 59,
101 e 117 os principais fragmentos observados, e sua estrutura comprovada via espectros de
RMN de 1H e 13C; (III) Estudos estatísticos com relação aos fatores que influenciam a reação,
obtendo-se resultados satisfatórios em relação à quantidade e tipo de catalisador, temperatura e
do dispensável uso excessivo de reagentes no sistema operacional; (IV) A cinética do processo
de cetalização na presença do ácido p-toluenossulfônico foi determinada segundo a evolução
da conversão do glicerol e a produção do Solketal, sendo alcançada uma conversão de cerca de
90%, admitida como de equilíbrio, considerando sua constância a partir de aproximadamente
15 minutos, não se fazendo necessário o uso de tempos mais longos de operação; (V)
Evidências experimentais permitiram a elaboração de um esquema reacional baseado em um
mecanismo proposto para o processo, proporcionando a descrição de sua cinética. Um modelo
matemático foi formulado através de balanço de massa aplicado às operações em batelada, o
qual foi ajustado aos dados das evoluções de concentração do glicerol e do Solketal. Tais
resultados trazem, assim, a possibilidade da orientação da investigação científica no sentido da
obtenção de novos produtos derivados da glicerina com aplicação em potencial. / The growing need for renewable fuels has required initiatives to produce fuels of this nature. In
this context, fall within the industrial activities to create biodiesel product manufacturing units
obtained via the transesterification of vegetable oils, in which method a triglyceride is reacted
with an alcohol in the presence of acid or strong base to produce a mixture of esters fatty acids
and glycerol. Currently, the biodiesel industry has been searching for a market to absorb the
glycerine produced in the industrial process. In this direction, it is necessary to develop research
and glycerin conversion processes for new compounds with added value and interesting
applications, contributing to the commercial viability of biodiesel. Within this fact, focusing on
the main byproduct of biodiesel production, it is the synthesis of (2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4yl)
methanol or Soketal, coming from the ketalization reaction of glycerin with acetone,
catalyzed by an acid. The Solketal is an oxygenated compound, its main application directed to
its use as a fuel additive. The aim of this study was the monitoring of the synthesis by Solketal:
(I) From the reaction medium analysis by gas chromatography, the product (solketal) and
glycerin unreacted appeared in the chromatogram in approximately 4.3 minute retention times
and 4.6 minutes, respectively; (II) Identification of the product via mass spectrometry, and the
mass ratio of peaks /charge (m/z) 43 (base peak), 59, 101 and 117 the main observed fragments,
and its structure confirmed via NMR spectra 1H and 13C; (III) Statistical studies regarding the
factors that influence the reaction, obtaining satisfactory results in relation to the amount and
type of catalyst, temperature and unnecessary excessive use of reagents in the operating system;
(IV) The kinetics of ketalization process in the presence of p-toluenesulfonic acid was
determined according to the progress of conversion of the glycerol and the production of
Solketal, a conversion is achieved in about 90% admitted as a balance considering its constancy
in from about 15 minutes being unnecessary to use longer times of operation; (V) Experimental
evidence allowed the preparation of a reaction scheme based on a proposed mechanism for the
process, providing the description of its kinetics. A mathematical model was formulated
through mass balance applied to operations in batch, which was fitted to the data of the
concentration changes of glycerol and Solketal. These results bring thus the possibility of
orientation of scientific research in order to obtain new products derived from glycerin with
potential application.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpe.br:123456789/23445 |
| Date | 05 April 2016 |
| Creators | CARVALHO, Karina Guimarães Primo de |
| Contributors | http://lattes.cnpq.br/4153191049728440, ABREU, Cesar Augusto Moraes de |
| Publisher | Universidade Federal de Pernambuco, Programa de Pos Graduacao em Engenharia Quimica, UFPE, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Breton |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPE, instname:Universidade Federal de Pernambuco, instacron:UFPE |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0035 seconds