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Estudo de produção e caracterização de biodiesel produzido por transesterificação com catalisadores : Tris-Dodecilsulfato de Cério(III), Ce/HUSY E KF/MgO

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, 2012. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2012-10-22T11:12:29Z
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2012_EderMarcioSilvaOliveira.pdf: 2831606 bytes, checksum: 8ca7467d5edba36cdc2b37fbf13a60fb (MD5) / Diante do contexto do esgotamento dos combustíveis fósseis, o biodiesel se insere na matriz energética brasileira como um substituto energético ao óleo diesel. A Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP) é a autarquia federal responsável pela regulação do
mercado. Na atualidade, a produção do biodiesel por transesterificação dos
triglicerídeos de óleos e gorduras com álcool de baixo peso molecular é o
método mais utilizado nas usinas brasileiras. A catálise alcalina homogênea é, comumente, usada, pois exige baixas pressão e temperatura e a taxa de
conversão é elevada. Porém esses catalisadores não são recuperados, exigem
neutralização posterior e grande quantidade de água de lavagem. O objetivo principal deste trabalho foi justamente estudar o biodiesel produzido com catalisadores ambientalmente mais corretos, que pudessem ser reutilizados e sem a necessidade de uma etapa de neutralização. Para isso, foram preparados catalisadores que possuem estudos prévios quanto à aplicação na
reação de transesterificação. São eles o tris-dodecilsulfato de cério(III)
(Ce(DS)3), a zeólita Y ultraestável na sua forma protônica impregnada com
cério (Ce/HUSY) e o óxido de magnésio impregnado com fluoreto de potássio
(KF/MgO). A partir deles, biocombustíveis foram produzidos por via etílica em
até 3 ciclos de reação para cada catalisador e foram analisados conforme os
parâmetros definidos pela ANP. Os resultados para o biodiesel produzido com
Ce(DS)3 apontaram elevado teor de ésteres (92,8%) e maior efetividade na via
etílica em relação a metílica. Quanto ao catalisador Ce/HUSY, o processo de
produção de biodiesel resultou em baixo rendimento, embora a recuperação do
catalisador tenha sido muito eficiente. Entre os três catalisadores estudados, o
KF/MgO apresentou os melhores rendimentos. O ciclos 1, 2 e 3 obtiveram 99,8%, 95,5% e 98,6% em teor de ésteres, respectivamente. Estudos
complementares de estabilidade à oxidação mostraram a necessidade de
adição de 3000 mg/kg e 20.000 mg/kg para o biodiesel produzido com
catalisador KF/MgO e Ce(DS)3, respectivamente. Já estudos de secagem,
apontaram a sílica gel como a substância mais rápida para adequação dos biodiesel produzidos à especificação máxima de 380 mg/kg de água dissolvida. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Given the context of depletion of fossil fuels, biodiesel is part of the
Brazilian energy matrix as an energy substitute for diesel. The National Agency
of Petroleum, Natural Gas and Biofuels (ANP) is the federal agency responsible
for regulating the market. Currently, the production of biodiesel by
transesterification of triglycerides of fats and oils with low molecular weight alcohol is the most widely used method in Brazilian plants. The alkaline homogeneous catalysis is commonly used because it requires low pressure and
temperature and the conversion rate is high. However these catalysts are not
recovered, require neutralization and subsequent large amount of washing
water. The main objective of this work was to study the biodiesel produced with
catalysts more environmentally correct, that could be reused and without the
need for a neutralization step. For this purpose, catalysts which have been
prepared earlier studies as to the application in the transesterification reaction. They are the tris-dodecyl cerium (III) (Ce(DS)3), zeolite Y in its protonic ultraestável impregnated with cerium (Ce/HUSY) and magnesium oxide impregnated with potassium fluoride (KF/MgO). From them, biofuels have been
produced by ethylic up to 3 cycles for each catalyst and reaction were analyzed
according to the parameters defined by ANP. The results for the biodiesel
produced with Ce(DS)3 showed high ester content (92.8%) and towards greater
effectiveness compared to ethyl methyl pathway. As to the catalyst Ce/HUSY
the biodiesel production process resulted in low yields, although the recovery of
the catalyst was very efficient. Among the three catalysts studied, the KF/MgO
showed better yields. The cycles 1, 2 and 3 had 99.8%, 95.5% and 98.6% in
ester content, respectively. Additional studies of oxidation stability showed the
need for addition of 3,000 mg/kg and 20,000 mg/kg for biodiesel produced with
catalyst KF/MgO and Ce(DS)3 respectively. Already drying studies, indicate a
silica gel like substance for faster adaptation of biodiesel produced to
specification maximum of 380 mg / kg of dissolved water.

Identiferoai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.unb.br:10482/11587
Date09 August 2012
CreatorsOliveira, Eder Márcio Silva de
ContributorsDias, Sílvia Cláudia Loureiro
Source SetsIBICT Brazilian ETDs
LanguagePortuguese
Detected LanguagePortuguese
Typeinfo:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis
Sourcereponame:Repositório Institucional da UnB, instname:Universidade de Brasília, instacron:UNB
Rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess

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