Conceito de bio-refinaria aplicado ao processo de hidrogenação de óleo de peixe para a produção de um combustível alternativo

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Sousa, Diana Sofia Carreira de
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/10451/26003
Resumo: Tese de mestrado integrado em Engenharia da Energia e do Ambiente, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2016
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spelling Conceito de bio-refinaria aplicado ao processo de hidrogenação de óleo de peixe para a produção de um combustível alternativoHidrogenaçãoÓleo de peixeCombustível alternativoHidrocarbonetosTeses de mestrado - 2016Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia do AmbienteTese de mestrado integrado em Engenharia da Energia e do Ambiente, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2016O esgotamento das reservas de petróleo bruto e a crescente preocupação com as emissões dos gases de efeito de estufa (GEE), têm vindo a incentivar a criação de propostas legislativas e regulamentares, de modo a que haja substituição dos combustíveis fósseis por biocombustíveis passiveis de utilização em motores convencionais. Assim, cada vez mais se têm desenvolvido investigações nesta área. A hidrogenação de óleos/gorduras tem despertado especial interesse na comunidade científica, uma vez que é a partir dos triglicerídeos presentes nos óleos/gorduras, – aos quais são quebradas as ligações duplas de carbono originais – que se dá a formação de um produto líquido rico em hidrocarbonetos, constituintes do petróleo. A presente dissertação consistiu num estudo onde se aplicou o conceito de bio-refinaria ao processo de hidrogenação de óleo de peixe, com o objetivo de produzir um combustível alternativo, com caraterísticas físico-químicas muito semelhantes aos combustíveis convencionais, como o gasóleo e a gasolina. Nesse seguimento, foi estudada a influência dos parâmetros experimentais, como a temperatura, tempo de reação e atmosfera reacional, no rendimento do processo e na composição do produto líquido final. No primeiro estudo averiguou-se a influência da temperatura do processo, para isso foram testadas quatro temperaturas, 380ºC, 400ºC, 420ºC e 450ºC, a uma pressão inicial de hidrogénio de 6 bar e com um tempo de reação de 30 minutos. Verificou-se que o incremento da temperatura proporciona um aumento de hidrocarbonetos, sendo que a maior percentagem volumétrica obtida foi para 450ºC. Para o estudo do efeito do tempo de reação, foram utilizados tempos de residência de 0, 15, 30 e 60 minutos, para uma temperatura de 400ºC e uma pressão inicial de hidrogénio de 6 bar. Observou-se que quanto maior o tempo de reação, maiores e mais extensas seriam as reações de cracking, pelo que se obteria uma maior formação de compostos gasosos que dariam origem a hidrocarbonetos mais pequenos e mais leves. Foi para o tempo de reação mais longo, 60 minutos, que se verificou uma maior conversão em n-alcanos. No último estudo, apurou-se qual seria o efeito da alteração da atmosfera reacional, uma vez que nos dois estudos anteriores se tinha usado uma atmosfera reativa (H2). Para este estudo substituiu-se então a atmosfera reativa por uma atmosfera inerte (N2), para as mesmas condições de temperatura (400ºC, 420ºC e 450ºC) e tempo de reação (30 minutos), utilizados no primeiro estudo. Após uma comparação entre o primeiro e este último estudo constatou-se que uma atmosfera reativa é mais vantajosa – para temperaturas de 420ºC e 450ºC – na obtenção de hidrocarbonetos de fração do gasóleo.The curtailment of fuel reserves and the ever-growing concern about emissions of greenhouse gases (GHG), has been an incentive to the creation of legislative and regulamentary measures, with the goal of ensuring the replacement of fossil fuels by biofuels, which could be used in conventional engines. Therefore, more and more investigations have been developed in this area. The hydrogenation of oils/fats has raised special interest among the scientific community, since a liquid product rich in hydrocarbons, constituents of petroleum, can be obtained from the rupture of the original double carbon bonds present in the tryglicerides, found in the oils/fats. In the present dissertation, a study was conducted in which the concept of bio-refinery was applied to the process of hydrogenation of fish oil, in order to produce an alternative fuel, with similar physical and chemical properties of a conventional fuel, such as diesel oil and gasoline. Bearing the aforementioned points in mind, the influence of the variation of several parameters were studied such as temperature, reaction time and reactional atmosphere, in the yield of the process, as well as the final liquid product composition. In the first study, the influence of the temperature was assessed, in order to accomplish this, four temperatures were tested, 380ºC, 400ºC, 420ºC and 450ºC, at an initial hydrogen pressure of 6 bar and with a reaction time of 30 minutes. It was verified that with the increase in temperature, there is also an increase in the amount of hydrocarbons, being that the highest percentage was achieved at 450ºC. For the study of reaction time, different times were used, 0, 15, 30 and 60 minutes, for a reaction temperature of 400ºC and an initial hydrogen pressure of 6 bar. It was concluded that the longer the reaction time, the bigger and more extent would be the cracking reactions, which would cause a higher formation of gas compounds, which originate smaller and lighter hydrocarbons. The highest conversion in n-alkanes was achieved with the longest reaction time, 60 minutes. In the final study, it was evaluated which would be the effect of the modification of the reactional atmosphere, as in the former studies a reactive atmosphere (H2) was used. For this study the reactive atmosphere was replaced with an unreactive one (N2), maintaining the same temperature conditions (400ºC, 420ºC and 450ºC) and reaction time (30 minutes), used in the first study. After a detailed comparison between the first and the last study, it was acknowledged that a reactive atmosphere would be more advantageous – for temperatures ranging from 420ºC to 450ºC – in the obtainment of hydrocarbons present in the diesel oil fraction.Costa, Paula Alexandra da ConceiçãoPinto, FilomenaRepositório da Universidade de LisboaSousa, Diana Sofia Carreira de2017-01-18T15:28:07Z201620162016-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10451/26003TID:201611287porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-11-08T16:15:52Zoai:repositorio.ul.pt:10451/26003Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T21:42:47.284519Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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