COMPARAÇÃO DE CATALISADORES (VD E MoO3/VD) NA TRANSESTERIFICAÇÃO DO ÓLEO DE SOJA PARA PRODUÇÃO DE BIODIESEL

Autores

  • Erivaldo Genuino Lima UFCG https://orcid.org/0000-0001-9679-034X
  • Tellys Lins Almeida Barbosa UFCG
  • Patricia Noemia Mota Vasconcelos RHI Magnesita, Brumado, Bahia
  • Meiry Glaucia Freire Rodrigues

DOI:

https://doi.org/10.18540/jcecvl5iss2pp0158-0167

Palavras-chave:

Argila verde dura, Molibdênio, Impregnação, Biodiesel.

Resumo

O trabalho teve como objetivo produzir catalisadores heterogêneos a base de argila verde dura natural (VD) e impregnação do óxido de molibidênio. Estes catalisadores foram avaliados na reação de transesterificação do óleo de soja com metanol para produzir biodiesel. Foram avaliados os efeitos do tempo de reação (1, 2, 3, 4, 5 e 6 h) e catalisador (VD e MoO3/VD) sobre a viscosidade cinemática do biodiesel. Os catalisadores (VD e MoO3/VD) foram caracterizados por DRX, FRX-ED, Adsorção física de N2, MEV, IV e TPD. A reação de transesterificação do óleo de soja foi conduzida em reator batelada sem agitação, durante tempos diferentes de reação (1, 2, 3, 4 e 6 horas) a 200 °C, utilizando uma relação óleo de soja/metanol de 1:12 e 5 % de catalisador. O produto obtido foi caracterizado a partir da viscosidade cinemática. Foi observado com o catalisador VD que os valores estão muito distantes aos padrões estabelecidos pela Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP), n° 4 de 2012. Enquanto que os valores de viscosidade com o catalisador MoO3/VD com os tempos de 5 e 6 horas de reação se aproximaram aos padrões estabelecidos pela ANP. Nesse sentido, a inserção do molibdênio na argila verde dura natural proporcionou um efeito positivo ao catalisador.

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Biografia do Autor

Erivaldo Genuino Lima, UFCG

Possui graduação em Licenciatura em Química pela Universidade Estadual da Paraíba (2010) e Química Industrial (2016), mestrado em Engenharia Química pela Universidade Federal de Campina Grande (2013) e doutorado em Engenharia Química da Universidade Federal de Campina Grande (2017), atuando principalmente nos seguintes seguintes áreas: Catálise Oxidativa, Síntese de catalisadores, Caracterização de catalisadores, Produção de combustíveis. Atualmente é pesquisador voluntário no Laboratório de Desenvolviemento de Novos Materiais na Universidade Federal de Campina Grande.

Meiry Glaucia Freire Rodrigues

Referências

BARBOSA, T. L. A.; LIMA, E. G.; RODRIGUES, M. G. F., Preparação dos catalisadores (zeólita NaA e MoNaA) aplicados na reação de transesterificação do óleo de soja; In: XXV Congreso Iberoamericano de Catalisis, Cicat, 2016, Montevideo, Uruguay.

BARBOSA, T. L. A.; LIMA, E. G.; RODRIGUES, M. G. F., Transesterificação do óleo de soja com metanol para produção do biodiesel: Efeito da estrutura dos catalisadores NaMordenita e NaA, In: CONAPESC, 2018, Campina Grande, Brasil.

BERGAYA, F.; THENG, B. K. G.; LAGALY, G., “Handbook of Clay Science,” Elsevier, Amsterdam, 2006.

BURCH, R. Preparation of high surface area reduced molybdenum oxide catalysts, Journal of the Chemical Society, Faraday Transactions 1: Physical Chemistry in Condensed Phases, v. 74, 2982-2990, 1978.

CORRÊA, S. M.; ARBILLA, G., Aromatic hydrocarbons emissions in diesel and biodiesel exhaust, Atmospheric Environment, v. 40, p. 6721-6725, 2006.

EDUARDO, R. S.; LIMA, E. G.; RODRIGUES, J. J.; RODRIGUES, M. G. F., Influência da fonte de sílica na preparação da SBA-15 utilizada como suporte de catalisadores a base de ferro empregados na transesterificação do óleo de soja. In: 18º Congresso Brasileiro de Catálise, 2015a, Arraial D'Ajuda, Brasil.

EDUARDO, R. S.; LIMA, E. G., RODRIGUES, J. J., RODRIGUES, M. G. F, Soybean Oil Transesterification Applying Iron-Based Catalysts Supported on Mesoporous Silica SBA-15. In: 12th European Congress on Catalysts, 2015b, Kazan, Rússia.

EDUARDO, R. S.; LIMA, E. G.; RODRIGUES, J. J.; RODRIGUES, M. G. F, Avaliação de catalisadores de níquel e cobalto suportados em SBA-15 na síntese do biodiesel de soja. In: XX Congresso Brasileiro de Engenharia Química, 2015c, Florianópolis.

ENDALEW, A. K.; KIROS, Y.; ZANZI, R. Inorganic heterogeneous catalysts for biodiesel production from vegetable oils, Biomass and Bioenergy, v. 35, p. 3787-3809, 2011.

F. BERGAYA; B. K. G. THENG; G. LAGALY, “Handbook of Clay Science,” Elsevier, Amsterdam, 2006.

FEYZI, M.; KHAJAVI, G. Investigation of biodiesel production using modified strontium nanocatalysts supported on the ZSM-5 zeolite. Industrial Crops and Products, v. 58, p. 298-204, 2014.

GONZAGA, A. C., SOUSA, B. V., SANTANA, L. N. L., NEVES, G. A., RODRIGUES, M. G. F., Study of different methods in the preparation of organoclays from the bentonite with application in the petroleum industry, Brazilian Journal of Petroleum and Gas. v. 1, p. 16-25, 2007.

KISS, A. A., Process Intensification Technology for Biodiesel, Production Reactive Separation Processes, Springer, 2014.

KOZAK, M.; DONKA, L. Adsorption of the quaternary ammonium salts on montmorillonite. Journal of Physical and Chemistry Solids, v.65, p.441, 2004.
LAMBERT, J. F.; PONCELET, G., Acidity in pillared clays: origin and catalytic manifestations. Topics in Catalysis, v. 4, p. 43, 1997.
LEITE, R. C. C.; LEAL, M. R. L. V., O biocombustível no Brasil, Novos Estudos, v. 78, p. 15-21, 2007.

LEOFANTI, G.; PADOVAN, M.; TOZZOLA, VENTURELLI, B., Surface area and pore texture of catalysts, Catalysis Today, v. 41, p. 207, 1998.

LIMA, E. G.; SILVA, F. M. N.; RODRIGUES, M. G. F.; Desenvolvimento de catalisadores do tipo (Mo/Mordenita e Mo/VD) destinados a aplicação na reação de transesterificação do óleo de soja. In: XIX Congreso Argentino de Catálisis E VIII Congreso de Catálisis del Mercosur, 2015b, Bahia Blanca.

LIMA, E. G., EDUARDO, R. S., BARBOSA, A. S., RODRIGUES, M. G. F., Preparation and Characterization of Mo Catalysts Supported on Clay for the Transesterification of Soybean Oil. In: 12th European Congress on Catalysis, 2015d, Kazan, Rússia.

LIMA, E. G., RODRIGUES, J. J., PAULA, G. M., BARBOSA, A. S., RODRIGUES, M. G. F., Sintese e Caracterização de catalisadores do tipo (Mo/VD e Mo/SBA-15) destinados a reação de transesterificação do óleo de soja. In: XIX Congreso Argentino de Cátalisis e VIII Congreso de Cátalisis del Mercosur, 2015a, Bahia Blanca.

LIMA, E. G., RODRIGUES, J. J., MARINHO, J. C., BARBOSA, A. S., RODRIGUES, M. G. F., Síntese e caracterização de catalisadores do tipo (Co/SBA-15 e Co/VD) aplicados na reação de transesterificação do óleo de soja, In: 8° Congresso Internacional de Bioenergia São Paulo, 2013, São Paulo, Brasil.

LIMA, E. G., SILVA, F. M. N., BARBOSA, T. L. A., BARBOSA, A. S., RODRIGUES, M. G. F., Biodiesel production from soybean oil in the presence of MoO3/Mordenite zeolite catalyst, In: IV Simpósio Nordestino de Pós-Graduaçao em Química e Biotecnologia, 2018, Maceió, Brasil.

LIMA, L. A., EDUARDO, R. S., MENEZES, V. R., LIMA, E. G., RODRIGUES, M. G. F., Utilização de catalisadores 10%Co/MCM-41 sintetizados com diferentes fontes de sílica na obtenção do biodiesel de soja. In: 17° Congresso Brasileiro de Catálise VII Congresso de Catálise do Mercosul, 2013, Gramado, Brasil.

M. L. HAIR, “Infrared Spectroscopy in Surface Chemistry,” Dekker, New York, N. Y., 1967.
MA, F.; HANNA, M. A., Biodiesel production: a review, Bioresource Technology, v. 70, p. 1 – 15, 1999.

MARINHO, J. C.; BARBOSA, T. L. A.; RODRIGUES, M. G. F. Preparação da peneira molecular Al-SBA-15 com duas razões Si/Al como catalisador para uso na reação de transesterificação do óleo de soja. In: 60° Congresso Brasileiro de Cerâmica, 2016a, Águas de Lindóia. Brasil

MARINHO, J. C.; BARBOSA, T. L. A.; RODRIGUES, M. G. F. Preparação da peneira molecular Al-SBA-15 como catalisador e testes na reação de biodiesel. In: 60° Congresso Brasileiro de Cerâmica, 2016b, Águas de Lindóia, Brasil.

MELERO, J. A.; BAUTISTA, L. F.; IGLESIAS, J.; MORALES, G.; VAZQUEZ, R. S., Zr-SBA-15 acid catalyst: Optimization of the synthesis and reaction conditions for biodiesel production from low-grade oils and fats, Catalysis Today, v. 195, p. 44-53, 2012.

MORALES, I. J.; GONZÁLEZ, J. S.; TORRES, P. M.; LÓPEZ, A. J., Aluminum doped SBA-15 silica as acid catalyst for the methanolysis of sunflower oil, Applied of Catalysis B: Environmental, v. 105, p. 199-205, 2011.

MORTLAND, M.M.; RAMAN, K.V., Surface acidity of smectites in relation to hydration exchangeable cation and structure. Clays and Clay Minerals, v.16, p. 393-398, 1968.

MOTA, M. F.; RODRIGUES, M. G. F.; MACHADO, F., Oil–water separation process with organoclays: A comparative analysis, Applied Clay Science, v. 99, p. 237–245, 2014.

OTERA, J.; NISHIKIDO, J., Esterification, 2ª ed., Wiley-VCH Verlog GmbH e Co: Weinhein, 2010.

PAULA, G. M.; LIMA, E. G.; SILVA, F. M. N.; RODRIGUES, M. G. F., Transesterificação de óleo de soja sobre catalisadores (Ni, Co, Mo/SBA-15), In: XXV Congreso Iberoamericano de Catalisis, Cicat, 2016, Montevideo, Uruguay.

PEREIRA, K. R. O.; HANNA, R.A.; VIANNA, M. M. G. R.; PINTO, C. A.; RODRIGUES, M. G. F.; VALENZUELA-DIAZ, F. R., Brazilian organoclays as nanostructured sorbents of petroleum-derived hydrocarbons, Materials Research, v. 8, p. 77–80, 2005.

ROCHA, L. N.; LIMA, E. G.; PAULA, G. M.; BARBOSA, A. S.; RODRIGUES, M. G. F., Síntese e Caracterização do catalisador (Mo/VD) preparado a base de argila esmectítica verde dura para a produção de éster metílico. In: II Congresso Nacional de Engenharia de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis, 2016, Natal, Brasil.

RODRIGUES, J. J.; LIMA, E. G.; EDUARDO, R. S.; MARINHO, J. C., RODRIGUES, M. G. F., Estudo da acidez das peneiras moleculares SBA-15 e Al-SBA-15 aplicadas na reação, do biodiesel de soja, In: 8° Congresso Internacional de Bioenergia São Paulo, 2013a, São Paulo, Brasil.

RODRIGUES, J. J.; LIMA, E. G.; MARINHO, J. C.; RODRIGUES, M. G. F., Obtenção do Biodiesel utilizando óleo de soja e catalisadores Co/SBA-15 e Mo/SBA- 15: Influência do suporte e do método de preparação. In: 17 Congresso Brasileiro de Catálise VII Congresso de Catálise do Mercosul, 2013b, Gramado, Brasil.

RODRIGUES, J. J.; LIMA, L. A.; MARINHO , J. C.; LIMA, E. G.; RODRIGUES, M. G. F., Al supported catalysts on SBA-15 for the synthesis of bio-diesel. In: 11th European Congress on Catalysis EuropaCat-XI, 2013c, Lyon, França.

RODRIGUES, J. J.; LIMA, E. G.; MARINHO, J. C.; EDUARDO, R. S, RODRIGUES, M. G. F., Study of the application of Mo/sba-15 and Ni/sba-15 catalysts, prepared by microwave heating, in the synthesis of biodiesel, Brazilian Journal of Petroleum and Gas, v. 9, p. 11-18, 2015.

RODRIGUES, M. G. F., Physical and catalytic characterization of smectites from Boa-Vista, Paraíba, Brazil. Cerâmica, v. 49, p. 146–150, 2003.

RUSSEL, J.D., FRASER, A.R. Infrared Methods, In: Wilson, M.J. (Ed.), Clay Mineralogy: Spectroscopic and Chemical Determinative Methods, 1st ed. Springer Netherlands, London, 1994.

RUTHVEN, D. M. Principals of Adsorption and Adsorption Processes, John Wiley & Sons, 1984.

SERIO, D. M.; TESSER, R.; PENGMEI, L.; Heterogeneous Catalysts for Biodiesel Production, Energy Fuels, v.22, p. 207-217, 2008.

SEVERO, W. K. G., RODRIGUES, J. J., LIMA, E. G., EDUARDO, R. S., MARINHO, J. C., RODRIGUES, M. G. F., Estudo do catalisador Co3O4/SBA-15 sintetizado com cinzas da casca de arroz na obtenção do Biodiesel de Soja. In: 18º Congresso Brasileiro de Catálise, 2015, Arraial D'Ajuda, Brasil.

SILVA, A. A.; F. R. VALENZUELA-DIAZ; G. S. V. MARTINS; M. G. F. Rodrigues, Preparação de argilas organofílicas usando diferentes concentrações de sal quaternário de amônio, Cerâmica, v. 53, p. 417 – 422, 2007.

SILVA, F. M. N.; LIMA, E. G.; BARBOSA, T. L. A.; RODRIGUES, M. G. F., Characterization and application of catalysts hard green clay and MoO3/Hard Green Clay in transesterification reaction of soybean oil, Materials Science Forum, 2019a .

SILVA, F. M. N.; LIMA, E. G.; BARBOSA, T. L. A.; RODRIGUES, M. G. F., Evaluation of catalysts Mordenite and MoO3/Mordenite in the production of biodiesel, Materials Science Forum, 2019b .

SILVA, F. M. N., LIMA, E. G., MARINHO, J. C., BARBOSA, A. S., PAULA, G. M., RODRIGUES, M. G. F., Síntese, caracterização e aplicação dos catalisadores NaMOR e MoNaMOR na reação de transesterificação do óleo de girassol. In: XXV Congreso Iberoamericano de Catalisis, 2016, Montevideu, Uruguay.

SILVA, F. M. N.; LIMA, E. G.; RODRIGUES, M. G. F., Preparation and Characterization of MOR Catalysts, Mo- MOR Ni-MOR and for Application in the Transesterification of Soybean Oil. In: 12th European Congress on Catalysis, 2015c, Kazan, Rússia.

SILVA, P. R. F.; FREITAS, T. F. S., Biodiesel: o ônus e o bônus de produzir combustível. Ciência Rural, v. 38 p. 843-851, 2008.

SOUZA SANTOS, P. Ciência e Tecnologia de Argilas. 2a Ed; São Paulo: Edgard Blücher. v. 2, 1992.

SOUZA SANTOS, P; Ciência e Tecnologia de Argilas, Volume 3, 2 eds., São Paulo – Brasil, 1992.

SUAREZ, P. A. Z.; SANTOS, A. L. F.; RODRIGUES, J. P.; M. B. ALVES, Biocombustíveis a partir de óleos e gorduras: desafios tecnológicos para viabilizá-los. Química Nova, v. 32, p. 768–775, 2009.

TASHTOUSH, G.; AL-WYDYAN, M. I.; AL-SHYOUKH, A., Combustion performance and admissions of ethyl ester of a waste vegetable oil in a water-cooled furnace. Applied Thermal Engineering, v. 23, p. 285-293, 2003.

TREVISANI, L.; FABBRI, M.; NEGRINI, F.; RIBANI, P. L., Advanced energy recovery systems from liquid hydrogen, Energy Conversion Management, v. 48, p. 146-154, 2007.

YANG, T.; WEN, X.; LI, J.; YANG, L., Theoretical and experimental investigations on the structures of purified clay and acid-activated clay, Applied Surface Science, v. 252, p. 6154–6161, 2006.

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Publicado

2019-04-26

Como Citar

Lima, E. G., Barbosa, T. L. A., Vasconcelos, P. N. M., & Rodrigues, M. G. F. (2019). COMPARAÇÃO DE CATALISADORES (VD E MoO3/VD) NA TRANSESTERIFICAÇÃO DO ÓLEO DE SOJA PARA PRODUÇÃO DE BIODIESEL. The Journal of Engineering and Exact Sciences, 5(2), 0158–0167. https://doi.org/10.18540/jcecvl5iss2pp0158-0167

Edição

Seção

Engineering of Petroleum, Natural Gas and Biofuels