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Title: Cinética e pirólise do óleo de licuri (Syagrus coronata) utilizando vermiculita sódica/ácida com óxido de zinco para obtenção de bio-óleo
Authors: Oliveira, João Leonardo Freitas
Keywords: Pirólise;Estudo cinético;Desoxigenação;Bio-óleo;Vermiculita e óxido de zinco
Issue Date: 27-Jun-2019
Citation: OLIVEIRA, João Leonardo Freitas. Cinética e pirólise do óleo de licuri (Syagrus coronata) utilizando vermiculita sódica/ácida com óxido de zinco para obtenção de bio-óleo. 2019. 89f. Tese (Doutorado em Química) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2019.
Portuguese Abstract: 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.
Abstract: The use of fuels derived from non-renewable sources, such as oil, in recent decades has caused major changes in the climate with global warming. Dependence on fossil energy sources is still the major challenge for researchers and new generations, in 2015 several countries signed the Paris agreement with targets for carbon dioxide reduction, which is the starting point for new public policies with incentives for production of biofuels around the world. In this work, the licuri oil (Syagrus coronata) was used as a renewable source for the production of hydrocarbon-rich bio-oil, for which sodium and acid vermiculite were used as catalysts and catalytic support for zinc oxide, conducting studies of conversion and final deoxygenation of the oil. In all, six catalysts were synthesized, zinc oxide (ZnO), sodium vermiculite supported with zinc oxide in mass percentages of 1 and 6% (VZn1 and VZn6), sodium vermiculite (V) and acid vermiculite with 1% and 6% % zinc oxide, VaZn1 and VaZn6, respectively. The catalysts under study were characterized by the following techniques: X-ray diffractometry (XRD), Thermogravimetric Analysis (TGA), Nitrogen Adsorption/Desorption, Scanning Electron Microscopy (SEM) and X-ray Fluorescence (FRX). The pyrolysis tests for the determination of activation energy were carried out on a thermogravimetric scale following the Kissinger-Akahira-Sunose (KAS) and Ozawa Flynn-Wall (OFW) kinetic models. The rapid pyrolysis was carried out using a pyrolyzer coupled to the injection system of a gas chromatograph with mass detector (Py-CG/MS) for separation and determination of the bio-oil composition. In the kinetic study of the pyrolysis of the licuri oil, the catalysts that presented the highest catalytic activity were V, VZn1 and VaZn1, presenting activation energy lower than the thermal pyrolysis of the oil from the conversion of 10%. VZn1 and VaZn1 presented higher activity for the formation of hydrocarbons by deoxygenation of the oil, with hydrocarbons formed predominantly in the kerosene range with 53,5% (C11-C16) for catalysts with sodium vermiculite and in the gasoline range with 39,7% (C5-C10) and with 41,8% (C16-C24) with the use of VaZn1, showing that the zinc oxide associated with vermiculite presents as an alternative to conventional catalysts for studies in the area of pyrolysis and production of biooil from the licuri oil.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/27570
Appears in Collections:PPGQ - Doutorado em Química

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