Biodiesel
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Sociedade Brasileira de Química ( SBQ) 29 a Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química K/MgO e Na/MgO como catalisadores para a produção de biodiesel Sérgio Macêdo Soares 1* (IC); Fernando J. Luna 2 (PQ); Rosenira Serpa da Cruz 1 (PQ). [email protected] 1 Universidade Estadual de Santa Cruz, DCET. Rodovia Ilhéus – Itabuna, km 16, Ilhéus – Ba 45662-000 2 Universidade Estadual do Norte Fluminense, Av. Alberto Lamego,2000; Campos dos Goytacazes - RJ 28013-600 Palavras Chave: transesterificação, catálise heterogênea. Introdução Comercialmente produz-se biodiesel pela transesterificação de um óleo ou gordura com um álcool de cadeia curta na presença de um catalisador homogêneo, formando alquil ésteres (biodiesel) e glicerol. A catálise homogênea apresenta o problema da difícil separação do catalisador no fim da reação, tornando a purificação dos produtos uma etapa onerosa. Os catalisadores heterogêneos se apresentam como uma boa alternativa, pois são separados dos produtos por filtração e podem ser reutilizados. Este trabalho tem por objetivo a síntese, a caracterização e a avaliação catalítica do óxido de magnésio impregnado com cátions de metais alcalinos (Na + e K + ) na transesterificação do óleo de soja e de mamona. Resultados e Discussão O MgO com alta área específica pode ser obtido através do processo de hidratação e calcinação do MgO comercial 1 . Neste trabalho, foi obtido um aumento de 119 m 2 g -1 para 160 m 2 g -1 . Isso se deve a uma expansão da estrutura com a formação de Mg(OH) 2 (d = 2,4 g cm -3 ) após hidratação do MgO comercial (d = 3,6 g cm -3 ). As áreas específicas do MgO, após impregnação com Na + e K + , são respectivamente 78 e 43 m 2 g -1 ; isto pode ser atribuído ao bloqueio das vacâncias e dos interstícios do MgO. O difratograma de raios -X do MgO após calcinação mostra apenas picos referentes ao MgO (2θ = 38, 43 e 63º) comprovando a eficácia do processo de decomposição térmica e calcinação. A conversão de triacilglicerois em ésteres metílicos foi determinada utilizando H 1 RMN. 2 O cálculo se baseia no fato de que o grupo metileno (CH 2 ) está presente tanto na cadeia derivada do ácido graxo do triacilglicerol quanto no éster metílico, enquanto que o metila (CH 3 ), que apresenta sinal característico em 3,7, está presente somente no éster metílico, como mostrado na figura 1. Figura 1 : Atribuições dos deslocamentos químicos dos grupos metileno e metila. Logo, a conversão pode ser calculada de acordo com a equação: C = 100 ? (2 ? área do pico em 3,7 / 3 ? área do pico em 2,3). A conversão obtida após 8h a 70ºC foi de (102 e 50) ± 5 % para a metanólise do óleo de mamona N° 1 e (105 e 80) ± 5% para a metanólise do óleo de soja refinado utilizando o Na/MgO e o K/MgO, respectivamente. Conclusões O processo de hidratação/calcinação provoca o aumento da área específica do MgO. A impregnação deste óxido com cátions de metais alcalinos provoca um aumento de sua basicidade. O catalisador Na/MgO, devido à maior basicidade do sódio em relação ao potássio, apresenta uma atividade catalítica mais acentuada que o K/MgO na transesterificação de óleo de soja e de óleo de mamona com metanol. Agradecimentos SMS agradece ao CNPq pela bolsa de iniciação científica e à Profa. Dra Maria do Carmo Rangel/UFBa, pelo estágio em seu laboratório. _________________ 1 Di Cosimo, J. I.; Díes, V. K.; Apesteguía, C. R. Appl. Catal, A. 1996, 137, 149. 2 Gelbard, G.; Bres, O. Vargas, R. M. Vielfaure, F. Schuchardt, U. JOACS 1995, 72 (10), 1239.
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Sociedade Brasileira de Qumica ( SBQ)29a Reunio Anual da Sociedade Brasileira de Qumica K/MgO e Na/MgO como catalisadores para a produo de biodieselSrgio Macdo Soares1*(IC); Fernando J. Luna2(PQ); Rosenira Serpa da Cruz1(PQ). [email protected] 1Universidade Estadual de Santa Cruz, DCET. Rodovia Ilhus Itabuna, km 16, Ilhus Ba 45662-000 2Universidade Estadual do Norte Fluminense, Av. Alberto Lamego,2000; Campos dos Goytacazes - RJ 28013-600 Palavras Chave: transesterificao, catlise heterognea. Introduo Comercialmenteproduz-sebiodieselpela transesterificaodeumleoougorduracomum lcooldecadeiacurta na presena de um catalisador homogneo,formandoalquilsteres(biodiesel)e glicerol. A catlise homognea apresenta o problema dadifcilseparaodocatalisadornofimdareao, tornandoapurificaodosprodutosumaetapa onerosa.Oscatalisadoresheterogneosse apresentamcomoumaboaalternativa,poisso separadosdosprodutosporfiltraoepodemser reutilizados. Este trabalho tem por objetivo a sntese, acaracterizaoeaavaliaocatalticadoxidode magnsioimpregnadocomctionsdemetais alcalinos(Na+eK+) na transesterificao do leo de soja e de mamona. Resultados e Discusso OMgOcomaltareaespecficapodeserobtido atravsdoprocessodehidrataoecalcinaodo MgOcomercial1.Nestetrabalho,foiobtidoum aumentode119m2 g-1 para 160 m2 g-1. Isso se deve a umaexpansodaestruturacomaformaode Mg(OH)2(d=2,4gcm-3)apshidrataodoMgO comercial(d=3,6gcm-3).Asreasespecficasdo MgO,apsimpregnaocomNa+ eK+,so respectivamente 78 e 43 m2 g-1; isto pode ser atribudo ao bloqueio das vacncias e dos interstcios do MgO. Odifratogramaderaios-XdoMgOapscalcinao mostraapenaspicosreferentesaoMgO(2 = 38, 43 e63)comprovandoaeficciadoprocessode decomposio trmica e calcinao. Aconversodetriacilgliceroisemsteresmetlicos foideterminadautilizandoH1RMN.2Oclculose baseianofatodequeogrupometileno(CH2) est presentetantonacadeiaderivada do cido graxo do triacilglicerol quanto no ster metlico, enquanto que o metila(CH3),queapresentasinalcaractersticoem 3,7,estpresentesomentenostermetlico,como mostrado na figura 1. Figura1:Atribuiesdosdeslocamentosqumicos dos grupos metileno e metila. Logo, a converso pode ser calculada de acordo com a equao: C = 100? (2? rea do pico em 3,7 / 3? readopicoem2,3).Aconversoobtidaaps8ha 70Cfoide(102e50)5%paraametanlisedo leodemamonaN1e(105e80)5%paraa metanlisedoleodesojarefinadoutilizandoo Na/MgO e o K/MgO, respectivamente.Concluses Oprocessodehidratao/calcinaoprovocao aumentodareaespecficadoMgO.Aimpregnao deste xido com ctions de metais alcalinos provoca umaumentodesuabasicidade.Ocatalisador Na/MgO,devidomaiorbasicidadedosdioem relaoaopotssio,apresentaumaatividade catalticamaisacentuadaqueoK/MgOna transesterificaodeleodesojaedeleode mamona com metanol. Agradecimentos SMSagradeceaoCNPqpelabolsadeiniciao cientficaeProfa.DraMariadoCarmo Rangel/UFBa,peloestgioemseulaboratrio. _________________ 1DiCosimo,J.I.;Des,V.K.;Apestegua,C.R.Appl.Catal,A. 1996, 137, 149. 2 Gelbard,G.;Bres,O.Vargas,R.M.Vielfaure,F.Schuchardt, U. JOACS 1995, 72 (10), 1239.
