Estudo da degradação termocatalítica da cana energia utilizando MCM-41 impregnada com Mo e Zn para a obtenção de hidrocarbonetos renováveis

dc.contributor.advisorGondim, Amanda Duarte
dc.contributor.advisor-co1Araújo, Aruzza Mabel de Morais
dc.contributor.advisor-co1IDpt_BR
dc.contributor.advisorIDpt_BR
dc.contributor.authorCastro, Karoline de Sousa
dc.contributor.authorIDpt_BR
dc.contributor.referees1Rigoti, Eduardo
dc.contributor.referees1IDpt_BR
dc.contributor.referees2Santos, Nataly Albuquerque dos
dc.contributor.referees2IDpt_BR
dc.contributor.referees3Lima, Regineide de Oliveira
dc.contributor.referees3IDpt_BR
dc.date.accessioned2020-12-07T19:18:35Z
dc.date.available2020-12-07T19:18:35Z
dc.date.issued2020-07-30
dc.description.abstractThe growing demand for fuels that are alternative to fossil fuels, such as ethanol, has resulted in the exacerbated expansion of sugar cane causing invasions in food lands. In order to eliminate this problem and maintain the growing production of ethanol and other fuels, Cane Energy was developed, presenting high resistance to water stress, pests, drought and soils poor in nutrients, its production is three times greater than the production conventional cane. This biomass can be transformed into renewable hydrocarbons by going through a pyrolysis process and obtaining higher quality hydrocarbons in a thermocatalytic pyrolysis. Thus, this work, in an unprecedented way, aims to synthesize the MCM-41 support and impregnate the metals zinc and molybdenum in 2% when in simple metal oxides and 1% of each when in mixed metal oxides and to study the thermal decomposition and kinetics in the absence and presence of Cane Energy catalysts as a preliminary study to the pyrolysis of this biomass. The catalysts were characterized by X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM/EDS) showing that the support had a hexagonal structure according to the literature and the metals were inserted without destroying the structure. For a better advantage of the biomass, it was acetylated and analyzed by techniques of elementary analysis (CHN), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and thermal analysis (TGA/DTG) in which the modification of the groups –OH by acetyl groups. The thermogravimetric study and the kinetic study were carried out for biomass with and without catalyst using the kinetic models Ozawa-Flynn-Wall (OFW) and Kissinger-Akahira-Sunose (KAS). Based on the R² values, it was noted that the KAS model was more suitable for the study of the present work. From the results of Ea, these indicated that the catalysts MCM-41, MoO3/MCM-41 and ZnOMoO3/MCM-41 decreased the Ea of the biomass thermal decomposition process, in values of 159,69 kJ/mol; 142,33 kJ/mol e 99,15 kJ/mol, respectively.pt_BR
dc.description.resumoA necessidade da diminuição da dependência dos combustíveis fósseis e preocupação com os efeitos negativos causados pelo seu uso, vem impulsionando a utilização de biomassa como fornecedor de energia, como a Cana Energia, apresentando alta resistência ao estresse hídrico e solos pobres em nutrientes, sua produção é três vezes maior que a produção de cana convencional. Essa biomassa pode ser transformada em hidrocarbonetos renováveis mediante uma modificação prévia de sua fibra, pelo processo de acetilação que consiste em abrir a fibra da biomassa sem que ocorra sua degradação e em seguida passar pelo processo de pirólise e obter hidrocarbonetos de maior qualidade em uma pirólise termocatalítica. Dessa forma, esse trabalho, teve como objetivo sintetizar o suporte catalítico MCM-41 e impregnar os metais zinco e molibdênio em 2% quando em óxidos metálicos simples e 1% de cada quando em óxidos metálicos mistos e estudar a decomposição térmica e cinética na ausência e na presença dos catalisadores da Cana Energia como estudo preliminar à pirólise desta biomassa. O suporte catalítico e os catalisadores foram caracterizados por difração de raio-x (DRX), espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia por energia dispersiva (MEV/EDS). Essas técnicas evidenciaram que o suporte apresentou estrutura hexagonal de acordo com a literatura e os metais foram inseridos sem destruição da estrutura. Para um melhor proveito da biomassa, essa foi acetilada e analisada por técnicas de análise elementar (CHN), espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e análise termogravimétrica (TGA/DTG) em que constataram a modificação dos grupos –OH por grupos -COCH3. O estudo termogravimétrico e o estudo cinético foram realizados para a biomassa com e sem catalisador fazendo-se o uso dos modelos cinéticos Ozawa-Flynn-Wall (OFW) e KissingerAkahira-Sunose (KAS). Com base nos valores de R², foi notado que o modelo KAS apresentou-se mais adequado para o estudo do presente trabalho. A partir dos resultados de energia de ativação (Ea), esses indicaram que os catalisadores MCM-41, MoO3-MCM-41 e ZnO/MoO3-MCM-41 diminuíram a Ea do processo de decomposição térmica da biomassa, em valores de 159,69 kJ/mol; 142,33 kJ/mol e 99,15 kJ/mol, respectivamente.pt_BR
dc.identifier.citationCASTRO, Karoline de Sousa. Estudo da degradação termocatalítica da cana energia utilizando MCM-41 impregnada com Mo e Zn para a obtenção de hidrocarbonetos renováveis. 2020. 125f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Petróleo) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2020.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/30871
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE PETRÓLEOpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectCana energiapt_BR
dc.subjectMCM-41pt_BR
dc.subjectEstudo térmicopt_BR
dc.subjectEstudo cinéticopt_BR
dc.titleEstudo da degradação termocatalítica da cana energia utilizando MCM-41 impregnada com Mo e Zn para a obtenção de hidrocarbonetos renováveispt_BR
dc.typemasterThesispt_BR

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