Estudo da redução do índice de acidez e do teor de enxofre em matérias-primas para biodiesel

• Autor(a) principal: Couto, Emanuel António Beça
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/9931
• topic: Esterificação ácida; Dessulfuração oxidativa; AGL; Enxofre; MAS; Metanol; Reator; Cavitação; Acid esterification; Oxidative desulfurization; FFA; Sulfur; Methanol; Reactor; Cavitation; Optimização Energética na Indústria Química

Esta dissertação teve como objetivo o estudo dos processos de tratamento da matéria-prima para a produção de biodiesel com elevado teor de AGL e de compostos contendo enxofre, nomeadamente, a esterificação ácida e a dessulfuração oxidativa. Nestes processos foram avaliadas formas de melhora-los e otimizá-los, uma vez que era do interesse da unidade fabril que isso acontecesse. Para cumprir os objetivos propostos foram realizados ensaios em cada um dos tratamentos: - Na reação de esterificação ácida foi avaliada a influência de diversos parâmetros, como a temperatura, o rácio molar do metanol/AGL e a concentração do catalisador, com um processo em duas etapas de reação, utilizado 2/3 dos reagentes na primeira etapa e os restantes na segunda etapa. Foi também avaliada a hipótese de realizar apenas uma etapa de reação, e por fim foram realizados ensaios em condições de temperatura e pressão mais elevadas, nomeadamente 150ºC e 13 bar, que permitissem efetuar as etapas de esterificação e transesterificação em simultâneo. - Na dessulfuração oxidativa, fizeram-se diversos ensaios em reator de cavitação. Fez-se variar a concentração do agente oxidante (peróxido de hidrogénio), bem como a pressão de trabalho do reator. Por fim, foi observada a influência da esterificação ácida na dessulfuração oxidativa, alterando-se a ordem de aplicação de cada tratamento. No estudo da reação de esterificação ácida concluiu-se que o aumento da temperatura favorece a diminuição do teor de AGL, bem como o aumento do rácio molar metanol/AGL e o aumento da concentração do catalisador (MSA). Posteriormente, utilizando 90ºC, um rácio molar metanol/AGL de 3,67:1 e 1,67% de MSA foi realizada a reação de esterificação em apenas uma etapa, conseguindo-se atingir um índice de acidez de 10 mgKOH/gamostra, valor limite máximo definido pela empresa. Nos ensaios a 150ºC e 13 bar, foram efetuadas as reações de esterificação em transesterificação ácida em simultâneo. Após análise do teor em ésteres e do índice de acidez em cada ensaio, verificou-se que a reação de transesterificação se realizou de forma muito mais extensa que a reação de esterificação. Por fim, o tratamento da dessulfuração oxidativa em reator de cavitação revelou-se promissor na oxidação e remoção dos compostos com enxofre. Também se concluiu pela análise qualitativa dos espetros na fluorescência de raio x que o aumento da concentração do peróxido de hidrogénio acima de 0,025 g/L e da pressão acima de 2 bar no reator têm muito pouca ou nenhuma influência no resultado final. Em relação à influência da esterificação ácida no tratamento de dessulfuração oxidativa, conclui-se que é benéfico em matérias-primas com elevado teor de AGL e de enxofre, realizar inicialmente a esterificação ácida e só posteriormente a dessulfuração.