Desenvolvimento de adsorventes para remoção de benzotiofeno

• Autor(a) principal: SALES, Paula Barone da Paz
• Data de Publicação: 2015
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFPE
• dARK ID: ark:/64986/0013000010r5d
• Texto Completo: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/16891
• topic: Engenharia Química; Perovsquita; Adsorção; Benzotiofeno

A hidrodessulfurização (HDS) é o principal processo de remoção de sulfurados da gasolina destilada, no entanto este processo não é adequado para a dessulfurização profunda, uma vez que requer um consumo elevado de hidrogênio e inevitavelmente leva a uma perda significativa no número de octanas devido a saturação de olefinas. Diante disso a dessulfurização adsortiva pode se tornar uma alternativa viável para a redução de custo e ganho de qualidade na produção de combustíveis mais limpos. Adsorventes específicos contendo metais de transição (Ni, Zn, Ag e Cu) são capazes de capturar compostos de enxofre, por complexar moléculas de adsorbato com elétrons livres em orbitais-π. O presente trabalho objetivou a síntese de óxidos mistos tipo perovsquita, sintetizados através do método dos precursores poliméricos, para o estudo da adsorção do benzotiofeno de uma mistura modelo de gasolina, com e sem a presença de tolueno.Os adsorventes LaNiO3, La0,7Sr0,3NiO3, La0,3Sr0,7NiO3 e SrNiO3 foram caracterizados através das técnicas de espectrometria de fluorescência de raio-X (FRX), adsorção/dessorção de N2 (BET), difração de raio-X (DRX) e espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). Estudos foram conduzidos em batelada para avaliar a concentração de adsorvente, o tempo necessário para atingir o equilíbrio, assim como para avaliar a influência do tolueno no processo de adsorção em batelada. O adsorvente selecionado foi utilizado em sistema contínuo de leito fixo. A área superficial dos adsorventes sintetizados ficou entre 30 e 50 m2.g-1, valor superior aos obtidos para este tipo de óxido. Os difratogramas de raio X indicaram a presença de óxidos de La, Ni e Sr para os óxidos com substituição parcial do La por Sr. As bandas de absorção dos espectros de infravermelho sugerem que a temperatura de calcinação não foi suficiente para a total decomposição do material de partida durante o processo de síntese. O efeito da oncentração do adsorvente foi esudado sendo 5 mg.L-1 a concentração que apresentou maior capacidade de adsorção. Dentre os adsorventes sintetizados o SrNiO3 foi o que apresentou maior remoção do sulfurado. A quantidade máxima de enxofre adsorvido no equilíbrio foi de 0,26 mmolS.g-1 e 0,21 mmolS.g-1 na ausência e presença do aromático, respectivamente. Dentre os modelos avaliados o modelo matemático de Langmuir- Freundlich foi o que se ajustou melhor para os dados do equilíbrio de adsorção. O aparato experimental para a adsorção em leito fixo foi projetado e montado, e sua eficiência avaliada. Os tempos de ruptura e saturação foram afetados pela variação da vazão e da concentração de alimentação do leito. A presença do aromático na gasolina modelo levou a saturação precoce do leito, indicando que existe a competição pelos sítios de adsorção entre o aromático e o sulfurado. Ao realizar um ciclo de regeneração a capacidade de adsorção do leito fixo foi reduzida em 14,3%. Um modelo matemático foi desenvolvido a partir de um balanço de massa e foi utilizado com sucesso na descrição da evolução do perfil de concentração do leito fixo. O ajuste do modelo indicou que a etapa controladora do processo é cinética de adsorção na superfície do adsorvente. O adsorvente SrNiO3 proposto para a remoção do benzotiofeno foi capaz de remover o sulfurado e sua aplicação em um processo de leito fixo mostrou-se promissora.