Óxido de nióbio como catalisador na produção de biodiesel via transesterificação, Esquemas de Química Industrial

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SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE

CATALISADOR HETEROGÊNEO

PARA PRODUÇÃO DE BIODIESEL

Aluna: Lisandra Neri Bueno

Prof. Orientadora: Giane Gonçalves Lenzi

SUMÁRIO

Ø Introdução;

Ø Objetivo geral;

Ø Objetivos específicos;

Ø Revisão bibliográfica;

Ø Metodologia;

Ø Cronograma;

Ø Orçamento;

Ø Referências.

Ø A busca por combustíveis sustentáveis é de grande interesse social e político. Óleos e gorduras de origem animal ou vegetal, quando modificados por certas reações químicas, resultam no biodiesel. Ø A conversão de biodiesel via catálise heterogênea usa catalisadores sólidos, alguns deles são: resinas aniônicas, óxidos inorgânicos, sais inorgânicos, materiais mesoporosos e zeólitas. Ø Desta forma, seria o óxido de nióbio, impregnado com hidróxido de sódio, um bom agente catalítico para a reação de transesterificação do óleo de soja?

OBJETIVOS

OBJETIVOS ESPECÍFICOS Ø Caracterizar o pentóxido de nióbio calcinado; Ø Impregnar pentóxido de nióbio (Nb 2 O 5 ) calcinado com hidróxido de sódio (NaOH); Ø Caracterizar o catalisador (óxido de nióbio impregnado com hidróxido de sódio

• Nb/Na) antes do seu uso; Ø Avaliar a atividade catalítica do composto na reação de transesterificação; Ø Recuperar o catalisador e caracteriza-lo; Ø Reutilizar o catalisador.

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

Ø Barnwal e Sharma ( 2005 ) estudaram a emissão dos gases no processo de queima do biodiesel e do óleo diesel. Conforme exposto na figura 1 , os resultados para o combustível alternativo foram favoráveis. Figura 1 - Redução da emissão de gases de efeito estufa do biodiesel em relação ao óleo diesel Fonte: Barnwal e Sharma, 2005

BIODIESEL NO BRASIL Ø Em 2004 foi criado o Programa Nacional de Produção e Uso do Biodiesel (PNPB); Ø Em 2005 o biodiesel foi inserido da matriz energética do Brasil; Ø Segundo a Agência Nacional do Petróleo Gás Natural e Biocombustíveis (ANP), a produção de biodiesel no Brasil em 2017 foi de 4 , 291 bilhões de litros; Ø Nos 4 primeiros meses de 2018 , o país já acumulava 1 , 574 bilhões de litros produzidos, aproximadamente 30 % a mais em relação ao acumulado no ano de

Figura 2 - Esquema da reação de transesterificação de triglicerídeos (superior) e esterificação de ácidos graxos (inferior) Fonte: Oliveira et al. ( 2013 ) Ø Para a obtenção do biodiesel aceito pelos padrões da ANP, utiliza-se os processos de transesterificação de triglicerídeos, via catálise ácida ou básica, ou esterificação de ácidos graxos via catálise ácida (RAMOS et al., 2011 ). TÉCNICAS DE OBTENÇÃO

CATÁLISE HETEROGÊNEA Ø Facilidade de separação e purificação do biocombustível, recuperação do catalisador, recuperação do excesso de álcool, separação da glicerina do biocombustível (RAMOS et al., 2016 ). Ø Neris et al. ( 2015 ) citou que para melhorar a atividade catalítica dos sólidos utilizados como catalisadores, algumas modificações estão sendo estudadas, entre elas está a impregnação. Ø Os catalisadores ácidos de Brönsted são mais ativos em reações de esterificação, enquanto que ácidos de Lewis são mais ativos em reações de transesterificação.

ESPECIFICAÇÕES PARA O BIODIESEL CARACTERÍSTICA LIMITE UNIDADE Massa específica a 20ºC 850 - 900 kg/m Viscosidade cinemática a 40ºC 3,00-6,00 mm2/s Teor de água (máx.) 200 mg/kg Ponto de fulgor 100 ºC Teor de éster (min.) 96,0 % massa Índice de acidez (máx.) 0,500 mg KOH/g Glicerol livre (máx.) 0,020 % massa Monoacilglicerol (máx.) 0,700 % massa Diacilglicerol (máx.) 0,200 % massa Triacilglicerol (máx.) 0,200 % massa Metanol e/ou Etanol (máx.) 0,200 % massa Tabela 1 - Especificações do biodiesel Fonte: Adaptado de Resolução ANP Nº 45 ANP (2014)

METODOLOGIA

CRONOGRAMA

Atividades propostas 2º semestre letivo de 2018 Agosto Setembro Outubro Novembro Dezembro Pesquisa bibliográfica Preparação do sistema reacional Preparação do Catalisador Caracterização do Catalisador Reações de Transesterificação Analise dos Resultados Redação do TCC Defesa do TCC Quadro 1 - Cronograma das atividades a serem realizadas para desenvolvimento do TCC Fonte: Desenvolvido pelo autor, 2018