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Analysis of petroleum oily sludge produced from oil-water separator
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2014-07-08) Chiavone Filho, Osvaldo; Lima, Cícero S.; Lima, Regineide de Oliveira; Silva, Edjane Fabiula Buriti da; Castro, Kesia Kelly Vieira de; Soares, Sandra A.; Araújo, Antônio S.
The petroleum oily sludge is formed during the production, transportation, and storage processes as well as in the oil refinery plant. The elemental analysis was performed with samples of petroleum oily sludge collected in the State of Rio Grande do Norte. For the carbon and hydrogen elements, small differences were observed between them, but for the oxygen element, bigger differences between the sludge samples were noticed. They have presented differences in the chemical composition of inorganic and organic parts. The sludge from oil-water separator (OWS) 2 showed a high amount of oil (94.88%), being considered a high value-added residue by the oil industry. In the analyses of saturated, aromatics, resins, and asphaltenes (SARA) components, the sludge from the unloading had a high amount of saturates. The inorganic material separated from the sludge of the OWS 2 was characterized, and presented a lot of sulfur (41.57 %). The sludge analyzed showed a high value of organic components, thus such material can be handled and reprocessed in processing units within the oil industry
Avaliação da aplicabilidade de correlações matemáticas e redes neurais na predição de parâmetros de especificação do diesel
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2014-07-31) Oliveira, Fernanda Maria de; Santos, Luciene da Silva; ; ; http://lattes.cnpq.br/4673180910742233; Silva, Edjane Fabiula Buriti da; ; http://lattes.cnpq.br/1736653643786951; Vitor Sobrinho, Eledir; ; http://lattes.cnpq.br/8488499388852606; Teixeira, Leonardo Sena Gomes; ; http://lattes.cnpq.br/5061261000226463
No Brasil, o controle da qualidade do Óleo Diesel comercializado é realizado por monitoramento de propriedades físico-químicas, características do combustível através das Resoluções ANP nº 65 de 09 de dezembro de 2011 e nº 45 de 20 de dezembro de 2012, que determinam os limites de especificação para cada parâmetro e as metodologias de análise que devem ser adotados. No entanto, esses métodos, apesar de bastante consolidados, possuem alguns inconvenientes técnicos, que levaram ao estudo de métodos alternativos mais rápidos e de menor custo. Este trabalho realizou uma avaliação da aplicabilidade de equações matemáticas disponíveis na literatura e de Redes Neurais Artificiais (RNAs), na determinação de parâmetros de especificação do óleo diesel. Foi realizado um levantamento bibliográfico das principais correlações adequadas para a determinação de propriedades do diesel, as quais foram aplicadas para obtenção do ponto de fulgor e do índice de cetano, além da aplicação, de forma mais resumida, para predizer propriedades do petróleo. Para este estudo, foram utilizadas 162 amostras de diesel, com teores máximo de enxofre, 50 ppm, 500 ppm e 1800 ppm, que foram analisadas, em laboratório especializado, por meio de metodologias ASTM normatizadas pela ANP, com um total de 810 ensaios. Resultados experimentais das amostras de diesel, destilação atmosférica, ASTM D86, e massa específica, ASTM D4052, foram utilizados como variáveis básicas de entrada para as equações avaliadas. As RNAs foram avaliadas para a predição do ponto de fulgor, índice de cetano e teores de enxofre (S50, S500, S1800) e, nesta parte do trabalho foram testados dois tipos de arquiteturas de rede, feed-forward backpropagation e generalized regression, variando os parâmetros da matriz de entrada de forma a determinar o grupo de variáveis e melhor tipo de rede para predição das variáveis de interesse. Os resultados obtidos pelas equações e pelas RNAs foram comparados com resultados experimentais obtidos por metodologias padrão, utilizando o teste não paramétrico de Mann-Whitney e test t de student, ao nível de significância de 5%, assim como pelo coeficiente de determinação e erro percentual. Os resultados obtidos pela equação aplicada para o ponto de fulgor apresentou um erro de 27, 6 %, contudo observou-se uma tendência um tanto similar aos resultados padrão. O índice de cetano foi obtido por três equações, e ambas apresentaram bons coeficientes de correlação, com destaque para equação baseada no ponto de anilina, que apresentou o menor erro de 0,8 %. As equações aplicadas ao petróleo foram trabalhadas de forma a identificar perspectivas de trabalhos futuros, que se mostram bastante promissores. As RNAs para predição do ponto de fulgor e do índice de cetano mostraram resultados bastante superiores ao observados com as equações matemáticas, com erros respectivamente de 2,5% e 0,2%. Para os teores de enxofre S50, S500, e S1800, as RNAs construídas utilizando como dados de entrada a destilação D86 (T10, T50, T85 e T90), Massa Específica, Índice de Cetano e Ponto de Fulgor apresentaram os melhores resultados. Dentre os teores de enxofre as RNAs conseguiram melhor predizer o S1800, e o erro obtido a partir dos resultados das RNAs aumentou com a diminuição do teor de enxofre. De um modo geral, as redes do tipo feed-forward mostraram-se superiores as generalized regression.
Avaliação da cinética e termodinâmica da degradação termocatalítica do óleo de girassol utilizando Al-MCM-41 e zeólita H-ZSM-5
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-07-12) Silva, João Manuel Rêgo; Araújo, Antônio Souza de; Gondim, Amanda Duarte; https://orcid.org/0000-0001-6202-572X; http://lattes.cnpq.br/6738828245487480; http://lattes.cnpq.br/9770622597949866; https://orcid.org/0000-0002-2686-702X; http://lattes.cnpq.br/5190480759367932; Araújo, Aruzza Mabel de Morais; Silva, Edjane Fabiula Buriti da; Evangelista, João Paulo da Costa
O processo de pirólise do óleo de girassol foi avaliado por termogravimetria acoplada a um espectrofotômetro infravermelho com transformada de Fourier (TGA‑FTIR), na presença de catalisadores microporoso (H-ZSM-5) e mesoporoso (Al‑MCM-41) em diferentes proporções, para avaliar qualitativamente o efeito da desoxigenação. Os catalisadores foram caracterizados por técnicas de difração de raio-X, microscopia eletrônica de transmissão (MET), e determinação de acidez superficial. Os parâmetros cinéticos, viz. energia de ativação aparente (Ea) e fator pré-exponencial (A), da reação foram avaliados com a utilização de métodos isoconversionais (FWO e KAS) em três razões de aquecimento (5, 10 e 20 ºC.min-1) na faixa de conversão entre 20% e 80%. Os métodos apresentam um nível de confiança, ao apresentarem numericamente valores de Ea relativamente próximos. As energias de ativação aparente para 50% de conversão do óleo de girassol na ausência de catalisadores utilizando os métodos FWO e KAS foram 262,56 e 255,35 kJ.mol-1, respectivamente; já, a mistura OGMH2, apresentou para os mesmos 50% de conversão valores de Ea correspondentes a 152,23 e 143,18 kJ.mol-1, respectivamente. Os parâmetros termodinâmicos, viz. entalpia (ΔH), energia livre de Gibbs (ΔG) e entropia (ΔS), foram calculados.
Avaliação da termoconversão de microalgas pré-tratadas utilizando Molibdênio e Cobalto suportados em KIT-6
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-04-23) Batista, Alyxandra Carla de Medeiros; Gondim, Amanda Duarte; https://orcid.org/0000-0001-6202-572X; http://lattes.cnpq.br/6738828245487480; http://lattes.cnpq.br/3457475712194494; Huitle, Carlos Alberto Martinez; Wisniewski Júnior, Alberto; Silva, Edjane Fabiula Buriti da; Carvalho, Fabíola Correia de
Uma alternativa renovável e promissora para mitigar as emissões de gases de efeito estufa do meio ambiente é a utilização da biomassa de microalgas. Diante disso, o trabalho teve como objetivo avaliar a influência dos processos de pré-tratamentos, liofilização e acetilação (simples e dupla) aplicados nas microalgas para obtenção de bioprodutos por pirólise, como também, a aplicação do Cobalto e do Molibdênio na forma monometálica (5%) e bimetálica (2,5%) para os estudos de degradação térmica e catalítica, devido à eficiência em reações catalíticas. O estudo cinético foi realizado a partir dos métodos de Flynn-Wall-Ozawa (FWO) e Kissinger-Akahira-Sunose (KAS) para avaliar a degradação da biomassa microalgal. Os parâmetros termodinâmicos: Entalpia (ΔH), energia livre de Gibbs (ΔG) e entropia (ΔS) também foram calculados e, por fim, foi realizado a análise dos bio-óleos. A pirólise da Monoraphidium sp. confirmou que a segunda acetilação promoveu uma maior formação de bio-óleo, atingindo o rendimento de 40%. Com base nos valores do coeficiente de correlação (R2), o modelo cinético KAS que se adequa melhor ao processo de degradação, apresentou valores para Ea de 147,30; 138,60; 145,80; 144,88 e 166,43 kJ mol-1 para as seguintes amostras MA II, K6MA II, CoK6MA II, MoK6MA II e CoMoK6MA II, respectivamente. Os valores médios de ΔH, ΔG e ΔS indicam que a conversão térmica e termocatalítica da biomassa de microalgas se caracterizam como processo endotérmico, não espontâneo e de baixa reatividade, gerando valor agregado aos produtos obtidos.
Cinética e pirólise do óleo de licuri (Syagrus coronata) utilizando vermiculita sódica/ácida com óxido de zinco para obtenção de bio-óleo
(2019-06-27) Oliveira, João Leonardo Freitas; Gondim, Amanda Duarte; Alves, Ana Paula de Melo; ; ; ; Silva, Djalma Ribeiro da; ; Araújo, Aruzza Mabel de Morais; ; Silva, Edjane Fabiula Buriti da; ; Rodrigues, Meiry Gláucia Freire;
A utilização de combustíveis derivados de fontes não renováveis, como o petróleo, nas últimas décadas ocasionou grandes alterações no clima com o aquecimento global. A dependência de fontes de energia fósseis ainda é o grande desafio dos pesquisadores e das novas gerações, em 2015 vários países assinaram o acordo de Paris com metas para a redução de dióxido de carbono, sendo o marco inicial para novas políticas públicas com incentivos para a produção de biocombustíveis em todo o mundo. Neste trabalho, o óleo de licuri (Syagrus coronata) foi utilizado como fonte renovável para a obtenção de bio-óleo rico em hidrocarbonetos, para tanto, a vermiculita sódica e ácida foram utilizadas como catalisadores e suporte catalítico para o óxido de zinco, realizando estudos de conversão e desoxigenação final do óleo. Ao todo foram sintetizados seis catalisadores, óxido de zinco (ZnO), vermiculita sódica suportada com óxido de zinco nas porcentagens em massa de 1 e 6% (VZn1 e VZn6), a vermiculita sódica (V) e vermiculita ácida com 1% e 6% de óxido de zinco, VaZn1 e VaZn6, respectivamente. Os catalisadores em estudo foram caracterizados pelas seguintes técnicas: Difratometria de Raios-X (DRX), Análise Termogravimétrica (TGA), Adsorção/Dessorção de Nitrogênio, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Fluorescência de Raios-X (FRX). Os testes de pirólise para a determinação da energia de ativação foram realizados numa balança termogravimétrica seguindo os modelos cinéticos de Kissinger–Akahira–Sunose (KAS) e Ozawa Flynn-Wall (OFW). A pirólise rápida foi realizada utilizando um pirolisador acoplado ao sistema de injeção de um cromatógrafo a gás com detector de massas (Py-CG/MS) para separação e determinação da composição do bio-óleo. No estudo cinético da pirólise do óleo de licuri, os catalisadores que apresentaram maior atividade catalítica foram a V, VZn1 e VaZn1, apresentando energia de ativação inferior a pirólise térmica do óleo a partir da conversão de 10%. O VZn1 e o VaZn1, apresentaram uma maior atividade para a formação de hidrocarbonetos por desoxigenação do óleo, com hidrocarbonetos formados majoritariamente na faixa do querosene com 53,5% (C11-C16) para o catalisador com a vermiculita sódica e na faixa da gasolina com 39,7% (C5-C10) e diesel 41,8% (C16-C24) com a utilização do VaZn1, mostrando que o óxido de zinco associado a vermiculita apresenta-se como uma alternativa a catalisadores convencionais para estudos na área de pirólise e produção de bio-óleo a partir do óleo de licuri.
Degradação termocatalítica de resíduo de polipropileno utilizando silica bimodal meso-macroporosa e catalisador comercial zeólita H-Y
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-01-31) Souza, Caio Vitor Carvalho de; Araújo, Antônio Souza de; http://lattes.cnpq.br/9770622597949866; http://lattes.cnpq.br/3234021390405844; Gondim, Amanda Duarte; https://orcid.org/0000-0001-6202-572X; http://lattes.cnpq.br/6738828245487480; Silva, Edjane Fabiula Buriti da; Evangelista, João Paulo da Costa
Os materiais poliméricos, em especial os materiais plásticos, em virtude de suas características e propriedades são amplamente utilizados nos mais diversos setores industriais. O uso desses materiais, em especial os artigo com tempo de vida curto, ou seja, aqueles que rapidamente são descartados tem atrelado um grande problema, seu descarte inadequado. Dentre as formas de descarte desses materiais nenhuma delas tem como objetivo a recuperação do conteúdo energético desse material, dentre os processos de adequação desses resíduos plásticos a única solução sustentável é a reciclagem química desse tipo de resíduo. A degradação térmica ou termocatalítica se apresenta com uma rota para tal finalidade com a possibilidade de transformação de um resíduo em produtos de elevado valor agregado na fração combustível por exemplo. Para tal, o uso de catalisadores se faz necessário para um aprimoramento dos processos, reduzindo sua energia de ativação, temperatura reacional e proporcionando, a partir do catalisador utilizado, rotas para produtos preferenciais. Atualmente, as zeólitas são amplamente estudadas e utilizadas nos mais diversos processos, em especial na indústria petroquímica, porém esses materiais apresentam baixas taxas de transporte de moléculas volumosas em virtude do pequeno tamanho dos microporos, logo, novos estudos vem sendo realizado para sintetizar novos materiais hierarquizados, ou seja, com tamanho de poros superiores a zeólitas nanométricas com o objetivo de reduzir as limitações estéricas para a conversão de moléculas volumosas. Assim, o catalisador bimodal, com tamanho de poro na ordem meso e macro previamente sintetizado foi estudado para degradação de resíduo de polipropileno e sua atividade catalítica foi comparada com zeólita comercial H-Y a partir da transformação mássica das cargas de resíduo de PP em reator de vaso aberto e em uma balança termo analítica. A partir dos cálculos dos parâmetros cinéticos bem como a energia de ativação foram realizados a partir da equação de Arrhenius e método Ozawa-Flynn-Wall para processos isotérmicos e não-isotérmicos respectivamente. Sendo assim foi possível avaliar a atividade catalítica dos materiais propostos para o presente trabalho.
Descarbonização de combustíveis marítimos
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-11-09) Batista, Rebeca Rayane de Carvalho; Gondim, Amanda Duarte; Silva, Edjane Fabiula Buriti da; http://lattes.cnpq.br/6738828245487480; http://lattes.cnpq.br/7171711984740085; Hilário, Larissa Sobral
O transporte marítimo é responsável pela emissão de cerca de 3% dos gases do efeito estufa. A poluição causada pelo setor marítimo é um problema significativo em todo mundo e a partir de regulamentações internacionais que buscam reduzir os impactos ambientais definindo limites de emissão para navios, como por exemplo a MARPOL, surge a necessidade da substituição dos combustíveis marítimos para que seja possível cumprir as metas de redução do teor de enxofre do bunker marítimo para 0,5% e a redução das emissões de GEE pelos navios. Estudos realizados por cientistas ao redor do mundo mostram que alguns combustíveis vêm se destacando como potenciais alternativas aos combustíveis marítimos para descarbonização do setor marítimo, são eles: biogás, éter dimetílico, etanol, metanol, GNL, GLP, biodiesel, amônia e hidrogênio. De acordo com os critérios de qualidade, a literatura apresenta o teste de avaliação do ciclo de vida no qual estes combustíveis foram submetidos, dos pontos de vista técnico, ambiental e econômico. A partir dele foi possível verificar que os combustíveis analisados têm grande potencial na busca pela mitigação das emissões. Sendo assim, este trabalho teve como objetivo avaliar os estudos e ressaltar, através da análise comparativa dos resultados obtidos, quais seriam as melhores opções a serem utilizadas de forma integral ou parcial no setor marítimo brasileiro. Como resultado, foi observado que as alternativas a curto e médio prazo são o biodiesel que já possui regulamentação para ser usado como combustível drop-in, sem a necessidade de mudanças na infraestrutura dos navios e o GNL, que apesar de não reduzir a emissão de GEE de forma significativa, reduziria as emissões de enxofre ajudando a atingir as metas da IMO, além de apresentar uma maturidade tecnológica, podendo ser utilizado em motores dual-fuel.
Desenvolvimento de sistema de gerenciamento de manutenção de extintores de incêndio
(2017-07-17) Saldanha, Artur Henrique Souza; Lima, Carlos Magno de; ; http://lattes.cnpq.br/2682764296612645; ; http://lattes.cnpq.br/2845031630833781; Costa Júnior, João Carlos Arantes; ; http://lattes.cnpq.br/5028446242533356; Abreu, Carlos Alexandre Camargo de; ; http://lattes.cnpq.br/4827318749308538; Silva, Edjane Fabiula Buriti da; ; http://lattes.cnpq.br/1736653643786951
Os extintores de combate a incêndio são equipamentos importantes que auxiliam no combate ao fogo. No intuito de maximizar a prevenção e minimizar os impactos oriundos de possíveis sinistros, os extintores devem se encontrar com a recarga válida e não devem possuir nenhum tipo de avaria ou irregularidade que possa afetar seu desempenho durante o uso. Atualmente a maioria das indústrias, comércios, laboratórios e entre outros, não possuem um controle eficiente de todos os extintores de incêndio, pois ainda se utilizam como maneira de controle o auxílio de planilhas manuais. A partir de estudo realizado, foi caracterizada a necessidade de se criar um sistema que fosse capaz de gerenciar as manutenções dos extintores quanto a: vencimento das recargas, validade do teste hidrostático, irregularidades encontradas e que otimizasse o tempo de inspeção. O software S.G.I realiza o gerenciamento das manutenções dos extintores, utilizando-se de tecnologias Web e Mobile associadas a uma base de dados de geolocalização dos extintores. A programação da parte Web foi desenvolvida através da linguagem PHP, com uso do framework gratuito denominado CakePHP. Já para o desenvolvimento do aplicativo mobile, foi utilizado a linguagem HTML5, CSS3 e JavaScript em um ambiente de desenvolvimento híbrido, que permite a construção e utilização do aplicativo para multi-plataformas, sem que haja perda de desempenho para o usuário. Para realizar o teste do sistema desenvolvido, foi escolhido o laboratório de produção de medicamentos NUPLAM localizado na Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), em virtude do grau de risco existente devido a manipulação de compostos inflamáveis.
Eficiência da sílica bimodal como adsorvente do dióxido de carbono para o tratamento do gás natural
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020-06-09) Carvalho, Fabíola Correia de; Araújo, Antônio Souza de; ; http://lattes.cnpq.br/9770622597949866; ; http://lattes.cnpq.br/4759287276606267; Gondim, Amanda Duarte; ; http://lattes.cnpq.br/6738828245487480; Silva, Edjane Fabiula Buriti da; ; http://lattes.cnpq.br/1736653643786951; Farias, Mirna Ferreira de; ; http://lattes.cnpq.br/6906142381682790; Fernandes Júnior, Valter José;
A produção de Gás Natural (GN) no Brasil tem apresentado um aumento significativo nos últimos anos, principalmente com as operações das plataformas do pré-sal. Porém, o GN do pré-sal apresenta um desafio técnico e econômico em função da presença de contaminantes no gás, principalmente o CO2, já que possui uma concentração mais alta, com reservas que apresentam concentrações superiores a 70%, requerendo soluções tecnológicas diversas. Assim, o desenvolvimento de tecnologias e materiais que permitam capturar o CO2 e que apresentem melhor custo-benefício é de grande importância na indústria do Petróleo. Novas tecnologias utilizando materiais que permitam capturar o CO2 tem se mostrado eficiente em relação aos processos convencionais, apresentando custos mais baixos e facilidade de preparação, como a adsorventes a bases de sílica. Diante disso, neste trabalho foi sintetizado um adsorvente híbrido de sílica mesomacroporoso para adsorção de CO2 do GN, sendo promissor para utilização em sistemas de tratamento de gás natural, pois apresentam propriedades texturais específicas para captura e armazenamento desse gás. O adsorvente foi obtido a partir de sílica, pelo método hidrotérmico, e caracterizado pelas técnicas de difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura e área superficial específica pelo método de BET. Os testes da capacidade de adsorção foram realizados para CO2, metano (CH4) e suas misturas, em uma microbalança de suspensão magnética, demonstrado que o adsorvente foi seletivo para o CO2 e obtendo uma boa capacidade de adsorção (9,10 mmol.g-1). Os valores experimentais obtidos foram comparados e ajustados aos modelos de Langmuir e Freundlich. Dessa forma, o adsorvente híbrido de sílica desenvolvido na pesquisa se mostrou excelente para adsorção de CO2 e não para o CH4, sendo um material promissor para o tratamento do GN.
Estudo comparativo entre a pirólise do polietileno de baixa densidade, utilizando vermiculita modificada e SBA-15
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2014-01-20) Bezerra, Franciel Aureliano; Guedes, Ana Paula de Melo Alves; ; http://lattes.cnpq.br/5738717177200782; ; http://lattes.cnpq.br/5020359628090771; Araújo, Antônio Souza de; ; http://lattes.cnpq.br/9770622597949866; Silva, Edjane Fabiula Buriti da; ; http://lattes.cnpq.br/1736653643786951; Fernandes, Nedja Suely; ; http://lattes.cnpq.br/9563490368583906
Os processos catalíticos estão largamente presentes no cotidiano. Isso resulta no grande número de pesquisas buscando materiais que possam aliar baixo custo à eficiência catalítica. Partindo desse pressuposto, as argilas têm sido muito utilizadas como catalisadores, sendo sua grande disponibilidade, diversidade e possibilidade de melhoria de suas propriedades, a partir de modificações estruturais, os principais responsáveis por esse grande uso. Entre as argilas naturais, a vermiculita devido às suas propriedades características (alta capacidade de troca catiônica e de expansão), é apta para diversas aplicações, entre elas, como suportes catalíticos e catalisadores. Neste trabalho, foi realizada a lixiviação ácida da argila vermiculita, oriunda de Santa Luzia-PB, com ácido nítrico (2, 3 e 4 mol/L) e posterior calcinação dos materiais obtidos. Os materiais foram nomeados como Vx/400, onde x corresponde à concentração ácida empregada e 400 à temperatura usada na calcinação. A eficiência das modificações realizadas foi determinada pelas técnicas de DRX, FT-IR, EDS, TG/DTG, fisissorção de nitrogênio e DTP de n-butilamina. A lixiviação ácida melhorou algumas propriedades da argila área específica e acidez , porém o controle da concentração ácida empregada é de vital importância, visto que a maior concentração provocou a destruição parcial da vermiculita, acarretando em um decréscimo das suas propriedades. Para análise da atividade catalítica das argilas modificadas fez-se um estudo comparativo com o material mesoporoso SBA-15, sintetizado via método hidrotérmico, empregando-os na pirólise de polietileno de baixa densidade (PEBD). Os resultados mostraram que a acidez exerce papel fundamental na conversão do polímero em moléculas menores; o material V3/400 foi o mais seletivo para o monômero de origem (eteno), devido à sua maior acidez, que promove mais cisões nas ligações da cadeia polimérica; enquanto os materiais V0/400 e V2/400, de menor acidez, apresentaram maior seletividade para hidrocarbonetos leves, da faixa dos combustíveis (41,96 e 41,23%, respectivamente), em virtude de menos cisões e reações secundárias de condensação nas cadeias; já V4/400 e SBA-15/550 resultaram nos menores percentuais de hidrocarbonetos leves, sendo a destruição parcial da estrutura e baixa acidez, respectivamente, responsáveis pela ineficiência dos materiais
Estudo da conversão térmica e termocatalítica para pirólise de óleo de licuri (Syagrus Coronata) utilizando KIT-6 funcionalizado com níquel e molibidênio
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-10-19) Lemos, Gabriela da Silva; Gondim, Amanda Duarte; https://orcid.org/0000-0001-6202-572X; http://lattes.cnpq.br/6738828245487480; https://orcid.org/0009-0000-3987-6657; http://lattes.cnpq.br/9687184514199385; Araújo, Antônio Souza de; http://lattes.cnpq.br/9770622597949866; Silva, Edjane Fabiula Buriti da; Carvalho, Fabíola Correia de
A utilização de combustíveis derivados de fontes fósseis tem ocasionado grandes desafios globais, sendo relevante o desenvolvimento de pesquisas em busca de recursos energéticos renováveis. Dessa forma, o presente trabalho tem como objetivo avaliar a potencialidade do óleo de licuri (Syagrus Coronata) para pirólise a partir da sua conversão térmica e termocatalítica utilizando catalisadores de níquel e molibdênio suportados em KIT-6. Os catalisadores foram caracterizados por Difratometria de Raios-X (DRX), Análise Termogravimétrica (TGA), Espectroscopia na Região do Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS) e Fluorescência de Raios-X (FRX). A partir da caracterização dos materiais, constatou-se que o KIT-6 apresentou estrutura bem ordenada e que se manteve estável após a impregnação dos metais ao suporte. Um estudo térmico e termocatalítico foi realizado através dos dados termogravimétricos obtidos nas razões de aquecimento de 10, 20, 30 e 40 °C/min, onde notou-se uma maior conversão quando a amostra é aquecida mais lentamente. Através do estudo cinético aplicando o modelo de Ozawa-Flynn-Wall (OFW) e Kissinger-Akahira-Sunose (KAS), verificou-se com base nos valores do coeficiente de correlação (R²) que o modelo KAS melhor se adequa ao processo de degradação térmica e termocatalítica do óleo de licuri. Os ensaios foram rotulados no formato OLKX, onde “OL” é o acrônimo do óleo de licuri, “K” faz referência ao material KIT-6 e “X” representa os metais que foram enxertados no suporte. Dessa maneira, OL, OLK, OLKNi, OLKMo e OLKNiMo exibiram, respectivamente, médias de energia de ativação aparente (Ea) de 75.63; 102.49; 78.11; 85.57 e 122.11 kJ/mol. Esses resultados sugerem que reações complexas ocorreram na presença dos catalisadores, levando a um aumento dos valores de Ea em relação ao ensaio térmico do óleo. Ao analisar os parâmetros termodinâmicos, observou-se que ΔH e ΔG apresentaram valores positivos, indicando que o processo de degradação térmica e termocatalítica do óleo de licuri é endotérmico e não ocorre espontaneamente. Além disso, valores negativos de ΔS apontam que a biomassa está próxima ao seu equilíbrio termodinâmico. Dessa forma, os resultados deste estudo sugerem que o óleo de licuri tem potencial para ser utilizado como matéria prima para pirólise.
Estudo da eficiência dos adsorventes de Al2O3 e Fe/Al2O3 para remoção de BTX presente em água contaminada com gasolina
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2016-02-24) Araújo, Nayonara Karolynne Costa de; Silva, Djalma Ribeiro da; ; http://lattes.cnpq.br/2791074318745945; ; http://lattes.cnpq.br/2711666453309102; Gondim, Amanda Duarte; ; http://lattes.cnpq.br/6738828245487480; Silva, Edjane Fabiula Buriti da; ; http://lattes.cnpq.br/1736653643786951; Galvão, Luzia Patricia Fernandes de Carvalho; ; http://lattes.cnpq.br/4608881094150796
Este trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência da remoção de BTX através de processos de adsorção, empregando a alumina (Al2O3) e alumina suportada com ferro (Fe/Al2O3) como adsorventes. Preparou-se uma solução sintética de gasolina e água destilada para simular uma amostra real. Inicialmente, os adsorventes foram caracterizados pelas técnicas DRX, TG/DTG, FRX, FTIR e MEV/EDS. Posteriormente, para a realização dos ensaios, a solução sintética foi colocada na presença do Al2O3 e Fe/Al2O3 em um sistema fechado sob agitação mecânica, variando a concentração do adsorvente em 2, 4 e 6 g.L-1. A cada 0, 10, 30, 60, 90 e 120 minutos, foram retiradas alíquotas dessa solução, e levadas para análise através da técnica de cromatografia gasosa por ionização de chama (CG-FID) com extração por headspace. Os resultados indicaram que o adsorvente que possui maior capacidade de remoção de BTX é o Fe/Al2O3 na concentração de 6g.L-1, pH = 4 e no tempo de reação de 90 minutos, resultando em uma eficiência de 86,5% de remoção para o benzeno, 95,4% para o tolueno, 90,8% para os ɱ,ρ- Xilenos e 93,7% para os θ-Xilenos . Encontradas as condições ótimas nos ensaios de adsorção, foi realizado um estudo cinético das reações, os resultados mostraram que os valores da capacidade de adsorção experimental (qe) apresentaram concordância com os valores da capacidade de adsorção teórica (qc) calculados para o modelo pseudo-segunda ordem para os ensaios de adsorção de 2 e 6 g.L-1 utilizando Al2O3 e para todos os ensaios utilizando Fe/Al2O3. Fato corroborado pelos valores de R2, que justificam a representação dos dados pelo modelo de segunda ordem, indicando assim que as interações químicas estão presentes nos mecanismos de adsorção dos BTX na Al2O3.
Estudo térmico e termocatalítico do óleo de Licuri (Syagrus coronata) utilizando AlSBA-15 para a obtenção de bioenergia
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2019-03-15) Souza, Thaísa Trindade de; Silva, Djalma Ribeiro da; Gondim, Amanda Duarte; 03014598437; http://lattes.cnpq.br/6738828245487480; http://lattes.cnpq.br/2791074318745945; http://lattes.cnpq.br/5746508623547983; Araújo, Aruzza Mabel de Morais; http://lattes.cnpq.br/4924374746045892; Silva, Edjane Fabiula Buriti da; http://lattes.cnpq.br/1736653643786951
Com uma demanda cada vez maior de combustíveis líquidos, é importante a pesquisa e o desenvolvimento de alternativas que sejam amigáveis ao meio ambiente. A indústria de aviação demanda um tipo de combustível que requer propriedades específicas, em que as alternativas, como o bioquerosene de aviação, devem ser compatíveis com os motores já existentes, combustíveis drop in. O bioquerosene pode ser obtido de várias maneiras, entre elas através da conversão térmica e da conversão termocatalítica. Portanto, o trabalho tem como objetivo realizar a conversão catalítica do óleo de Licuri na presença de um catalisador mesoporoso para obtenção de bioquerosene de aviação. Diante disto, foi estudado a síntese e a caracterização do AlSBA-15, bem como a impregnação do catalisador com níquel (Ni) em porcentagens de 1%, 5% e 10% em massa. Os catalisadores foram caracterizados por análise térmica TG/DTG, difração de raio X (DRX), Espectroscopia de Absorção de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), adsorção e dessorção de Nitrogênio (BET) e microscopia eletrônica de varredura (MEV/EDS). Os catalisadores apresentaram reflexões de DRX condizentes com a estrutura hexagonal P6mm do AlSBA-15, demonstrando que a peneira molecular continuou estruturada mesmo com a impregnação dos metais. Assim como as análises de adsorção e dessorção de Nitrogênio mostraram isotermas tipo IV condizentes com materiais mesoporosos, mostrando também que a impregnação de níquel não deformou a formação dos mesoporos. A análise de FTIR mostrou que a calcinação conseguiu retirar o direcionador e que a impregnação do metal não alterou as ligações características do material mesoporoso. As conversões térmica e termocatalítica do óleo de licuri foram avaliadas através de análise termogravimétrica e através dos dados foi realizado o estudo cinético utilizando o modelo de Ozawa-Flynn-Wall (OFW) e Kissinger-Akahira-Sunose (KAS), em que se observa uma diminuição da energia de ativação significativa com a presença do catalisador com níquel, entre 63 a 80 KJ/mol, em comparação com a conversão térmica do óleo, em média 110 KJ/mol.
Estudos térmico, termocatalítico e cinético do óleo de fritura para a obtenção de hidrocarbonetos renováveis
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-12-23) Macêdo, Mayara Lopes Gundim de; Gondim, Amanda Duarte; Araújo, Aruzza Mabel de Morais; https://orcid.org/0000-0001-6202-572X; http://lattes.cnpq.br/6738828245487480; http://lattes.cnpq.br/0836545515974288; Silva, Edjane Fabiula Buriti da; Evangelista, João Paulo da Costa; http://lattes.cnpq.br/0231026741887937
A alta demanda no consumo de combustíveis fósseis torna necessário encontrar alternativas para sua substituição, como os combustíveis produzidos a partir de biomassa. Entre as biomassas os óleos vegetais despontam como uma das opções e um dos processos de conversão possível é a pirólise. Diante disto, este trabalho propõe a utilização de suportes catalíticos zeólita H-Beta, AlSBA-15 e óxido de alumínio (Al2O3), impregnados com molibdênio, como catalisador, a fim de obter hidrocarbonetos renováveis a partir do óleo de fritura. Os suportes e catalisadores foram caracterizados por difração de raios-X (DRX), espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia de Raman, microscopia eletrônica de varredura (MEV); e por análise termogravimétrica (TGA) e calorimetria exploratória diferencial (DSC). O estudo cinético do óleo de fritura, na ausência de catalisadores e com Mo/H-Beta, foi realizado por meio de dois modelos com métodos integrais livres: Flynn-Wall-Ozawa (FWO) e Kissinger-Akahira-Sunose (KAS) sendo determinada a energia de ativação (Ea) com valores de 190,70 e 211,64 kJ.mol-1 para o óleo de fritura e 144,33 e 162,48 kJ.mol-1 da biomassa na presença de catalisador, nos respectivos métodos. Os catalisadores AlSBA-15 e Al2O3 foram aplicados na reação de pirólise do óleo de fritura em um forno de leito fixo e em escala de bancada, e os produtos foram analisados por rendimento nas melhores condições de temperatura de reação, taxa de aquecimento e tempo de permanência, e comparados por FTIR com o óleo originário das reações a fim de caracterizálos quanto os principais compostos presentes e avaliar seu uso como biocombustíveis. Apesar dos estudos térmicos terem obtidos bons resultados de rendimento das frações líquidas, entre 58 a 85%, um upgrading é necessário para melhorar os produtos em termos de composição, por isso a adição de catalisadores, sendo os melhores rendimentos com óxido de alumínio, obtevese 79% de bio-óleo e nos testes com AlSBA-15, obteve-se 76% de bio-óleo, neste último observou que a estrutura porosa do catalisador interferiu na formação de coque, como produto sólido.
Pirólise térmica e catalítica do óleo de Crambe Abyssinica Hochst utilizando as peneiras moleculares MCM-41 e Mo/MCM-41
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-06-27) Maia, Francisco Aléxis Dantas; Gondim, Amanda Duarte; Araújo, Aruzza Mabel de Morais; http://lattes.cnpq.br/4924374746045892; https://orcid.org/0000-0001-6202-572X; http://lattes.cnpq.br/6738828245487480; http://lattes.cnpq.br/3742894658997511; Huitle, Carlos Alberto Martinez; http://lattes.cnpq.br/2485073932883264; Santos, Anne Gabriella Dias; Silva, Edjane Fabiula Buriti da; Carvalho, Fabíola Correia de; Evangelista, João Paulo da Costa
A utilização de combustíveis renováveis na substituição a combustíveis fósseis tornou-se essencial para a preservação do meio ambiente. Portanto, os principais aspectos sobre o Crambe Abyssinica Hochst, potencial dessa matéria prima para produção de biocombustíveis, e seu óleo são discutidos e avaliados nesse trabalho. Essa cultura já é utilizada na indústria na obtenção de vários produtos, entre eles o biodiesel, trazendo expectativa de produzir novos biocombustíveis. Experimentalmente, foi obtido aproximadamente 30% de óleo através das sementes de crambe por extração utilizando soxhlet. Um estudo cinético através de decomposição térmica e catalítica, com as peneiras mesoporosas MCM-41 e Mo/MCM-41 por análise termogravimétrica (TGA/DTG) foi realizada utilizando os métodos matemáticos Ozawa-FlynnWall (OFW) e Kissinger-Akahira-Sunose (KAS). Obteve-se valores de Energia de Ativação (Ea) menores com o Mo/MCM-41, mostrando a importância do metal no sítio ativo do material catalítico, tanto no método OFW como no KAS. Os catalisadores usados nesse processo foram caracterizados por DRX com os picos de índice de Miller (100, 110 e 200) correspondentes bem definidos. Na análise de FRX observou-se a impregnação 3,16% do molibdênio na forma de MoO3. A pirólise térmica e catalítica do mesmo material na proporção de 88% do óleo com 12% dos catalisadores mostrou que a pirólise catalítica com o Mo/MCM-41 produziu 41,12% de hidrocarbonetos com rendimento de quase 75%, considerado um bom resultado. Por fim, a produção de gasóleo pesado (C18 – C25) entre as frações de hidrocarbonetos formados foi condizente com a expectativa, pois o ácido majoritário presente o óleo de crambe é o erúcico, que contém 22 átomos de carbono.
Produção de biodiesel por transesterificação utilizando catalisador heterogêneo (KOH/Al2O3)
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2016-12-21) Santos, Maria Fernanda Vicente dos; Gondim, Amanda Duarte; Aruzza Mabel de Morais Araújo; Gondim, Amanda Duarte; Morais, Ellen Kadja Lima de; Silva, Edjane Fabiula Buriti da
O biodiesel consiste de um combustível biodegradável derivado de óleos vegetais e gorduras animais, formado por ésteres de ácidos graxos, ésteres de alquila (metila, etila ou propila) de ácidos carboxílicos de cadeia longa. O processo convencional para sua produção ocorre pela transesterificação de óleos vegetais com álcool de cadeia curta na presença de um catalisador. O catalisador mais utilizado no processo de transesterificação é o catalisador homogêneo, como exemplo KOH, que apresenta grande dificuldade de recuperação do mesmo, portanto foi utilizado neste trabalho um catalisador heterogêneo (KOH/Al2O3). Deste modo, este trabalho tem como objetivo sintetizar e caracterizar o catalisador KOH/Al2O3, além de aplicar o catalisador na reação de transesterificação de óleo de algodão em busca das melhores condições reacionais, analisar e avaliar o produto obtido por densidade, viscosidade, análise térmica e espectroscopia na região do infravermelho (FTIR). Para a confirmação da obtenção do catalisador foram utilizadas as técnicas como por difratometria de raios X (DRX), fluorescência de raios X (FRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). O biodiesel obtido através da reação de transesterificação na presença de (KOH/Al2O3) foi avaliado por meio dos ensaios de densidade, viscosidade e índice de acidez de acordo com Resolução ANP 45/2014. Através da análise térmica e FTIR foi possível avaliar o processo de transesterificação e determinar o teor de ésteres obtidos. Ao investigar as melhores condições reacionais (tempo, temperatura, etanol:óleo, catalisador) estudadas, pode-se destacar o melhor rendimento para os parâmetros de 5 horas de reação razão molar etanol:óleo 15:1, temperatura 60 ºC e 4% de catalisador.
Produção de hidrocarbonetos renováveis a partir da desoxigenação catalítica do óleo de macaúba (Acrocomia aculeata) utilizando os materiais mesoporosos AlSBA-15 E Mo/AlSBA-15
(2018-07-26) Melo, Gabriella Sousa de; Gondim, Amanda Duarte; ; ; Silva, Djalma Ribeiro da; ; Silva, Edjane Fabiula Buriti da;
A procura por recursos energéticos renováveis tem levado a um aumento nas pesquisas por biocombustíveis obtidos a partir de óleos vegetais. Nesse contexto, óleos vegetais que não são utilizados para fins alimentícios, como é o caso do óleo de macaúba, tem se mostrado promissores. Para a obtenção de hidrocarbonetos renováveis a partir da macaúba, pode ser utilizada a pirólise catalítica que promove a desoxigenação do óleo. Assim, no presente trabalho, foi realizada a síntese do catalisador AlSBA-15 e a posterior impregnação com molibdênio visando a desoxigenação catalítica do óleo de macaúba. Os óleos de macaúba puro e esterificado foram caracterizados por índice de acidez, densidade, viscosidade, termogravimetria (TGA) e calorimetria exploratória diferencial (DSC), mostrando resultados semelhantes aos encontrados na literatura. A caracterização dos catalisadores foi realizada por termogravimetria (TGA), difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) acoplada a análise de energia dispersiva por raios- X (EDX) e espectroscopia na região do infravermelho por transformada em fourier (FTIR). Os catalisadores apresentaram reflexões no difratograma de raios-X características da estrutura hexagonal P6mm altamente ordenada do material mesoporoso SBA-15, demonstrando que a incorporação com metal não danificou a estrutura da peneira molecular. O espectro de infravermelho mostrou bandas características de materiais do tipo SBA-15, como bandas em 1088 cm-1, 804 cm−1 e 467 cm–1 referentes aos estiramentos vibracionais assimétrico, simétrico e a deformação da ligação SiO-Si respectivamente, presente na estrutura do SBA-15. Adicionalmente, verificou-se a presença de uma banda a 964 cm-1 associada ao estiramento da ligação Si-OH dos grupos silanóis que compõem a estrutura do material mesoporoso. Foi realizada a análise de termogravimetria acoplada a espectroscopia na região do infravermelho por transformada em fourier que permite avaliar os produtos obtidos a partir da decomposição/volatização do óleo de macaúba por FTIR. As amostras com os catalisadores também tiveram os produtos das suas decomposições avaliados por FTIR. Os resultados obtidos através de TGA-FTIR das amostras com os catalisadores mostraram bandas na faixa de 2400-2250 referente a ligação C=O do grupo CO2 que permitiram concluir que os catalisadores AlSBA-15, e especialmente o Mo/AlSBA-15, resultaram na desoxigenação do óleo de macaúba com a consequente produção de hidrocarbonetos.
Produção de hidrocarbonetos renováveis a partir da pirólise catalítica da microalga Monoraphidium sp. com material microporoso (HZSM-5)
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-07-26) Ferreira, Isabelle Mariane de Lima; Gondim, Amanda Duarte; https://orcid.org/0000-0001-6202-572X; http://lattes.cnpq.br/6738828245487480; http://lattes.cnpq.br/3857170789537576; Araújo, Antonio Souza de; http://lattes.cnpq.br/9770622597949866; Huitle, Carlos Alberto Martinez; Silva, Edjane Fabiula Buriti da; Carvalho, Fabíola Correia de
O potencial energético da microalga da espécie Monoraphidium sp. foi explorado como matéria-prima para a produção hidrocarbonetos renováveis. Para isto, a biomassa foi submetida a pré-tratamentos físico-químicos com o objetivo de facilitar o acesso intracelular das microalgas. Os hidrocarbonetos renováveis da biomassa tratada foram obtidos através dos processos de pirólise térmica e catalítica na presença do catalisador HZSM-5. A zeólita HZSM-5 foi sintetizada e caracterizada por Difração de raios-X (DRX), análise de área superficial (BET), Espectroscopia na região do infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), Microscopia eletrônica de varredura (MEV) e Determinação da acidez pelo método de adsorção de base (n-butilamina). As análises de DRX confirmaram a formação da estrutura cristalina do tipo MFI, com padrões semelhantes ao definido pela International Zeolite Association (IZA). A análise de acidez evidenciou a presença dos sítios ácidos na zeólita necessários para as reações na pirólise catalítica. Os parâmetros cinéticos envolvidos nas reações de pirólise da biomassa da microalga foram estimados através do desenvolvimento dos modelos Ozawa-Flynn-Wall (FWO) e Kissinger- Akahira- Sunose (KAS), com o auxílio da análise termogravimétrica (TGA/DTG) nas razões de aquecimento 10, 20, 30 e 40 °C/min. No qual, ficou evidente que os dois modelos geraram dados cinéticos precisos que refletem a conversão térmica da biomassa, resultando em valores médios de energia de ativação de 104,2 e 122,2 kJ/mol (FWO) e 99,96 e 118,2 kJ/mol (KAS). A pirólise levou a formação do produto líquido, bio-óleo que foi caracterizado por Espectroscopia na região do infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e Cromatografia a gás acoplada com um detector de espectrometria de massa (CG-EM). A composição química por CG-EM mostrou que os bio-óleos produzidos têm uma variedade de compostos, e os bio-óleos gerados na pirólise termorcatalítica apresentaram uma redução na distribuição dos oxigenados e aumento de hidrocarbonetos, como um indicativo das reações de desoxigenação promovidas pela zeólita HZSM-5. Além disso, são fontes de hidrocarbonetos renováveis que podem ser precursores de biocombustíveis, pois apresentam hidrocarbonetos na faixa de C6-C20, no qual incluem a faixa de gasolina, diesel e querosene de aviação.
Produção de hidrocarbonetos renováveis a partir da pirólise do óleo de macaúba (acrocomia aculeata) utilizando AlSBA-15, Mo/AlSBA-15, HBeta e Mo/HBeta
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-03-03) Queiroz, Gabriella Sousa de Melo; Gondim, Amanda Duarte; Araújo, Aruzza Mabel de Morais; https://orcid.org/0000-0001-6202-572X; http://lattes.cnpq.br/6738828245487480; http://lattes.cnpq.br/1891778571541208; Araújo, Antônio Souza de; http://lattes.cnpq.br/9770622597949866; Silva, Edjane Fabiula Buriti da; Ruiz, Juan Alberto Chavez
No presente trabalho, foi realizada a pirólise térmica e catalítica do óleo de macaúba na presença dos catalisadores AlSBA-15 e HBeta e dos catalisadores com molibdênio (Mo/AlSBA-15 e Mo/HBeta), visando a produção de combustíveis renováveis na faixa do bioquerosene de aviação. O catalisador AlSBA-15 foi sintetizado pelo método hidrotérmico e a zeólita comercial HBeta ativada por calcinação. Os materiais foram caracterizados por Difração de Raios-X (DRX), Espectroscopia na região do infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), Fluorescência de Raios-X (FRX) e Microscopia Eletrônica de Varredura acoplada ao Espectrômetro de Energia Dispersiva (MEV/EDS). O catalisador AlSBA-15 foi obtido com simetria hexagonal P6mm altamente ordenada. A ativação por calcinação da HBeta não comprometeu sua estrutura cristalina. As impregnações com o metal molibdênio foram confirmadas por FRX e EDS e não alteraram as características estruturais e morfológicas dos suportes. Os estudos térmico e cinético foram realizados através de Análise Termogravimétrica (TGA) nas taxas de aquecimento de 10, 20 e 30 °C/min, na faixa de temperatura de 30 a 600 °C e com 10% de catalisador em peso. Os bio-óleos obtidos pela pirólise térmica e catalítica foram caracterizados por Cromatografia Gasosa acoplada à Espectrometria de Massa (GC/MS), FTIR, Índice de Acidez, Densidade, Viscosidade e Teor de Umidade. No estudo térmico, houve indicativo da eficiência do uso dos catalisadores na degradação do óleo de macaúba através da redução na temperatura inicial de degradação. Para todos os catalisadores, houve uma redução na energia de ativação do processo, com destaque para os catalisadores mesoporosos AlSBA15 e Mo/AlSBA-15. Os dois modelos cinéticos OFW e KAS se mostraram adequados à metodologia utilizada (R² > 0,9). Os parâmetros físico-químicos do óleo de macaúba e de seus bio-óleos se mostraram semelhantes aos encontrados na literatura. A análise de FTIR comprovou o craqueamento do óleo de macaúba. Na pirólise térmica, atingiu-se rendimentos máximos de 76,59% ao passo que utilizando HBeta e Mo/HBeta os rendimentos foram de 85,95% e 85,02%, respectivamente. Indicando que o emprego de catalisadores pode aperfeiçoar o processo de pirólise. Os catalisadores HBeta, Mo/HBeta, Mo/AlSBA-15 e AlSBA-15 produziram hidrocarbonetos na faixa do querosene de aviação (C11-C16) em 90,88%, 90,45%, 71,34% e 20,35%, respectivamente.
Produção de hidrocarbonetos renovavéis a partir da pirólise termocatalítica de sebo bovino utilizando catalisadores mesoporosos de óxidos metálicos
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-09-04) Pinto, Vasco de Lima; Gondim, Amanda Duarte; Santos, Anne Gabriella Dias; https://orcid.org/0000-0001-6202-572X; http://lattes.cnpq.br/6738828245487480; http://lattes.cnpq.br/2670810173382356; Braga, Tiago Pinheiro; https://orcid.org/0000-0001-9543-7368; http://lattes.cnpq.br/9170391410490804; Romano, Pedro Nothaft; Silva, Edjane Fabiula Buriti da; Barbosa, Felipe Fernandes; Santos, Nataly Albuquerque dos
A necessidade de estudar novas fontes de energia aumentou devido aos problemas causados pelo uso de combustíveis fósseis, tais como chuvas ácidas, efeito estufa e aquecimento global. Isso também impacta a sociedade, ameaçando a sobrevivência da humanidade e a sustentabilidade a longo prazo. Foi realizado um estudo sobre catalisadores mesoporosos MCM41 com óxidos metálicos incorporados (Co/MCM-41, Mo/MCM-41, Ni/MCM-41, CoMo/MCM41, NiMo/MCM-41 e NiCo/MCM-41) para produzir hidrocarbonetos renováveis a partir do sebo bovino. A matéria-prima foi caracterizada fisicoquimicamente, e os catalisadores sintetizados tiveram suas características estruturais, químicas e morfológicas analisadas por meio de Difração de Raio-X (DRX), Fluorescência de Raio-X (FRX), Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) acoplada a Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS), comprovando a formação e conservação das estruturas porosas após a impregnação dos óxidos metálicos. As energias de ativação com e sem catalisadores foram determinadas de acordo com os métodos isoconversionais propostos por Ozawa-Flinn-Wall (OFW) e por Kissinger Akahira Sunose (KAS), a partir de análises termogravimétricas do sebo bovino e das misturas do sebo bovino com os catalisadores, com taxas de aquecimento (β) de 10, 20 e 30 °C/min e taxas de conversão (α) de 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 e 90%. Os catalisadores produzidos neste estudo, de acordo com os dois métodos, mostraram-se efetivos na diminuição da energia de ativação (Ea) na reação de degradação termocatalítica do sebo bovino. A Ea média da degradação térmica do sebo bovino foi de 188,1 e 186,2 kJ/mol pelos modelos OFW e KAS, respectivamente. Já com a presença dos catalisadores, a Ea média encontrada apresentou valores menores, com destaque para as reações na presença de Mo/MCM-41, com 147,8 (OFW) e 143,8 kJ/mol (KAS), representando uma redução média de aproximadamente 21% da Ea da matéria-prima segundo o modelo OFW e de aproximadamente 22% segundo o modelo KAS. Ambos os modelos utilizados mostraram resultados satisfatórios, apresentando R2 acima de 0,95, confirmando a confiabilidade dos métodos. Esses resultados foram essenciais na obtenção dos parâmetros da pirólise termocatalítica. A reação de pirólise térmica do sebo bovino produziu elevado percentual de hidrocarbonetos (31,76%). Esse percentual aumentou com a adição de catalisadores ao processo reacional, obtendo-se cerca de 75% com CoMo/MCM-41, 76% com Ni/MCM-41 e 85% com NiCo/MCM-41. Conforme o percentual de hidrocarbonetos formados na pirólise térmica, verificou-se a produção de 52,2% na faixa do bioquerosene, 70,4% na faixa do diesel verde e 14,6% de hidrocarbonetos com cadeias acima de C24. Enquanto a pirólise termocatalítica favorece a desoxigenação por descarboxilação, produzindo um percentual ainda maior de hidrocarbonetos, principalmente na faixa do diesel verde. A utilização dos catalisadores MCM-41, Ni/MCM-41, Mo/MCM-41, Co/MCM-41, NiMo/MCM-41, CoMo/MCM-41 e NiCo/MCM-41 produziu, respectivamente, 51,0%, 34,0%, 38,6%, 42,8%, 32,5%, 36,8% e 40,0% na faixa do bioquerosene de aviação e 87,9%, 88,6%, 83,0%, 90,6%, 98,4%, 95,7% e 93,3% na faixa do diesel verde. Assim, a produção de bio-óleo a partir do sebo bovino por pirólise catalítica mostra-se como alternativa promissora, mediante a elevada produção de hidrocarbonetos em detrimento de compostos oxigenados, mantendo-se, portanto, como uma matéria-prima importante na produção de biocombustíveis e na minimização de impactos ambientais derivados de sua produção, utilizando catalisadores impregnados com óxidos metálicos.

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