bachelorThesis
Pirólise catalítica do óleo de mamona para obtenção de biocombustível marítimo (Bunker renovável)
Catalytic pyrolysis of castor oil to obtain maritime biofuel (renewable Bunker)
Registro en:
SOARES, V. V. PIRÓLISE CATALÍTICA DO ÓLEO DE MAMONA PARA OBTENÇÃO DE BIOCOMBUSTÍVEL MARÍTIMO (BUNKER RENOVÁVEL). 2022. 87f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Química do Petróleo), Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2022.
Autor
Soares, Victoria Victor
Resumen
The renewable bunker is a biofuel that aims to replace the fossil bunker, the fuel most
used today in large and medium-sized ships, which, due to its high degree of pollution,
mainly because it is prepared from heavy fractions from petroleum distillation, must be
replaced by cleaner fuel. To this end, this work aimed to synthesize the molecular sieve
Al-MCM-41, impregnate it with nickel and molybdenum metals, thus obtaining: Ni/Al-MCM-41, Mo/Al-MCM-41 and MoNi/ Al-MCM-41, in order to evaluate its performance as a catalyst in the castor oil pyrolysis reaction. The characterization of the catalytic materials was carried out using the following techniques: XRF, XRD and FTIR. In addition, a thermal and kinetic study of the catalysts and castor oil was also carried out, with application of the KAS and OFW mathematical models. The bio-oils (liquid phase of the pyrolysis products) were characterized by gas chromatography and FTIR. The results showed that the Al-MCM-41 sieve was synthesized correctly, however the materials derived from it, Ni/Al-MCM-41, Mo/Al-MCM-41 and MoNi/Al-MCM-41, showed lack of stability. This being evidenced by the kinetic study, which showed a better activation energy for the degradation reaction of the sample that used Al-MCM-41. The pyrolytic thermal reactions of castor oil reached excellent yields, reaching a maximum of 80.3% of bio-oil. On the other hand, the reactions that used catalysts promoted a better deoxygenation of the liquid product obtained. It was then concluded in the research that when castor oil is used for pyrolysis reactions, it is possible to obtain castor oil bio-oil with high yields. This one with the presence of hydrocarbons obtained, mainly in the range of diesel oil, and in smaller proportions in the range of gasoline, kerosene and bunker. Therefore, given the great potential of the pyrolysis technique, future research should prioritize it. Thus contributing, to the minimization of impacts generated by the use of fossil fuels, as well as helping to change the world's energy matrix for a cleaner and renewable one. ANP e FINEP (PRH 37.1) O bunker renovável é um biocombustível que tem como objetivo substituir o bunker
fóssil, combustível mais utilizado atualmente nos navios de grande e de médio porte, que devido ao seu alto grau de poluição, principalmente por ser preparado das frações pesadas oriundas da destilação do petróleo, deve ser imprescindivelmente substituído por um combustível mais limpo. Nesse intuito, esse trabalho teve como objetivo sintetizar a peneira molecular Al-MCM-41, impregna-la com os metais de níquel e molibdênio, obtendo assim: Ni/Al-MCM-41, Mo/Al-MCM-41 e MoNi/Al-MCM-41, a fim de avaliar seu desempenho como catalisador na reação de pirólise do óleo de mamona. A caracterização dos materiais catalíticos foi realizada utilizando as técnicas de: FRX, DRX e FTIR. Além disso, também foi realizado um estudo térmico e cinético dos catalisadores e do óleo de mamona, com aplicação dos modelos matemáticos KAS e OFW. Os bio-óleos (fase líquida dos produtos de pirólise) foram caracterizados por cromatografia gasosa e FTIR. Os resultados mostraram que a peneira Al-MCM-41 foi sintetizada corretamente, entretanto os materiais derivados desta, o Ni/Al-MCM-41, o Mo/Al-MCM-41 e o MoNi/Al-MCM-41, apresentaram falta de estabilidade. Sendo isto evidenciado pelo estudo cinético, que mostrou uma melhor energia de ativação para a reação de degradação da amostra que utilizava o Al-MCM-41. As reações térmicas pirolíticas do óleo de mamona, alcançaram ótimos rendimentos, chegando ao seu
máximo em 80,3 % de bio-óleo. Já as reações que utilizaram catalisadores, promoveram uma melhor desoxigenação do produto líquido obtido. Concluiu-se então na pesquisa, que quando utilizado o óleo de mamona para as reações de pirólise, é possível obter o bio-óleo de mamona com grandes rendimentos. Este com presença de hidrocarbonetos obtidos, principalmente na faixa do óleo diesel, e em proporções menores na faixa gasolina, do querosene e bunker. Logo, diante do grande potencial da técnica de pirólise, futuras pesquisas devem priorizar-lá. Contribuindo assim, para a minimização dos impactos gerados pelo uso de combustíveis fósseis, como também, auxiliando na alteração da matriz energética mundial por uma mais limpa e renovável.