Craqueamento e hidrocraqueamento catalítico de óleo de soja sobre catalisadores ácidos e básicos para obtenção de biocombustíveis

Abstract

A maior parte de toda a energia consumida no mundo provém do petróleo, do carvão e do gás natural. Essas fontes são limitadas e com previsão de esgotamento. Assim, a busca por fontes alternativas de energia é de suma importância. O uso de combustíveis derivados da biomassa tem sido apontado como uma alternativa, reduzindo a dependência de combustíveis fósseis tanto por razões econômicas quanto razões ambientais. A preocupação mundial com as mudanças climáticas se estende também ao transporte aéreo, que apresenta poucas alternativas aos combustíveis convencionais devido a sua dependência de combustíveis líquidos com alta densidade energética, que permitam longas autonomias de voo sem aumentar o peso e o volume a ser transportado. Há grande variedade de matérias-primas com fontes vegetais e animais diferentes, tais como soja, babaçu, canola, dendê, gordura suína, entre outros e processos de conversão que potencialmente podem ser aproveitados para a produção de biocombustíveis de aviação. Dentre as matérias-primas utilizadas se destacam os óleos vegetais. O craqueamento de óleos vegetais é uma rota promissora na obtenção de biocombustíveis. O processo ocorre em temperaturas acima de 350°C, na presença ou ausência de catalisador. Nesta reação, a quebra das moléculas dos triglicerídeos leva à formação de uma mistura de hidrocarbonetos e compostos oxigenados, além de monóxido e dióxido de carbono e água. Catalisadores com características ácidas e básicas têm sido investigados no craqueamento de óleos vegetais. Dentre estes, podemos destacar os zeólitos e os óxidos derivados de hidróxidos duplos lamelares. Os zeólitos apresentam acidez, tamanho e a distribuição de poros que os tornam bastante ativos e seletivos no craqueamento catalítico de óleos vegetais. Já os óxidos derivados de hidróxidos duplos lamelares, com propriedades básicas, são indicados para a desoxigenacão via decarbonilacão, onde o oxigênio é eliminado como CO. Visando melhorar as propriedades do biocombustível, o hidrocraqueamento foi uma boa alternativa para diminuir a quantidade de oxigenados no produto obtido. Essa reação aconteceu na presença de catalisadores ácidos (zeólitos, HZSM-5 contendo 2, 5 e 10% de níquel e HMCM-22 contendo 2%) e básicos (óxidos derivados de hidróxidos duplos lamelares). Estes catalisadores mostraram-se efetivos de craqueamento (exceto o MgAl-LDH) e hidrocraqueameto para produzir um biocombustível na faixa do querosene, contudo com teor de oxigenados considerável.

Most of all the energy consumed in the world comes from oil, coal and natural gas. These sources are limited and are expected to be depleted. Thus, the search for alternative sources of energy is of paramount importance. The use of fuels derived from biomass has been identified as an Alternative, reducing the dependence on fossil fuels for both economic and environmental reasons. The global concern with climate change also extends to air transport, which has few alternatives to conventional fuels due to its dependence on liquid fuels with high energy density, which allow long flight autonomies without increasing the weight and the volume to be transported. There is a wide variety of raw materials with different plant and animal sources, such as soybeans, babassu, canola, oil palm, pork fat, among others, and conversion processes that can potentially be used for the production of aviation biofuels. Among the raw materials used, vegetable oils stand out. The cracking of vegetable oils is a promising route in obtaining biofuels. The process takes place at temperatures above 350 ° C, in the presence or absence of catalyst. In this reaction, the breakdown of the triglyceride molecules leads to the formation of a mixture of hydrocarbons and oxygenated compounds, in addition to carbon monoxide and dioxide and water. Catalysts with acidic and basic characteristics have been investigated in the cracking of vegetable oils. Among these, we can highlight zeolites and oxides derived from layered double hydroxides. Zeolites have acidity, size and pore distribution that make them very active and selective in the catalytic cracking of vegetable oils. Already oxides derived from double layered hydroxides, with basic properties, are indicated for deoxygenation via decarbonylation, where oxygen is eliminated as CO. In order to improve the properties of biofuel, hydrocracking was a good alternative to reduce the amount of oxygenates in the product obtained. This reaction took place in the presence of acid catalysts (zeolites, HZSM-5 containing 2, 5 and 10% nickel and HMCM-22 containing 2%) and basic (oxides derived from lamellar double hydroxides). These catalysts proved to be effective for cracking (except MgAl-LDH) and hydrocracking to produce a biofuel in the kerosene range, however with considerable oxygenate content.