Desidratação da glicerina loira utilizando catalisadores ZnAl2O4 dispersos em zeólita beta
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Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Trabalho de conclusão de curso |
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Título da fonte: | Repositório Institucional da UFRN |
Texto Completo: | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/53800 |
Resumo: | O glicerol é o principal subproduto da produção do biodiesel. Com seu excedente no mercado tornou-se viável seu uso em novos processos de conversão para a produção de fontes renováveis para a indústria, valorizando a cadeia produtiva do biodiesel. O objetivo deste trabalho é avaliar o processo de conversão catalítica da glicerina loira na reação de desidratação do glicerol em fase gasosa com a utilização de sólidos ácidos. Sendo assim, foram preparados catalisadores pelo método de impregnação por via úmida, com diferentes teores de aluminato de zinco dispersos na zeólita beta. Os catalisadores foram caracterizados por DRX e FTIR. O DRX mostrou reflexões características da zeólita, mas foi inconclusivo para a formação do aluminato devido ao tamanho nanométrico e alta dispersão das partículas, já o FTIR apresentou bandas características de espinélio e da zeólita beta. O catalisador de melhor resultado foi o 2Zn/BEA, onde apresentou conversão de aproximadamente 73%, com seletividade majoritária para o álcool alílico com aproximadamente 37% em 600 min de reação. Esse resultado está relacionado com a presença dos sítios ácidos e básicos no catalisador, sendo estes relacionados com a formação dos produtos obtidos, o qual foi detalhado o mecanismo para a formação dos produtos obtidos, principalmente do álcool alílico pela transferência de hidrogênio. Posteriormente, foi realizado a avaliação da regeneração e reutilização do catalisador, com quatro ciclos, o qual foi observado ótimos resultados de conversão e estabilidade, mostrando aproximadamente 81,47% de conversão ao fim de todos os reusos. Por fim, o catalisador foi submetido a nova análise de DRX e TG, confirmando sua estabilidade estrutural e resistência ao depósito de coque. |
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Com seu excedente no mercado tornou-se viável seu uso em novos processos de conversão para a produção de fontes renováveis para a indústria, valorizando a cadeia produtiva do biodiesel. O objetivo deste trabalho é avaliar o processo de conversão catalítica da glicerina loira na reação de desidratação do glicerol em fase gasosa com a utilização de sólidos ácidos. Sendo assim, foram preparados catalisadores pelo método de impregnação por via úmida, com diferentes teores de aluminato de zinco dispersos na zeólita beta. Os catalisadores foram caracterizados por DRX e FTIR. O DRX mostrou reflexões características da zeólita, mas foi inconclusivo para a formação do aluminato devido ao tamanho nanométrico e alta dispersão das partículas, já o FTIR apresentou bandas características de espinélio e da zeólita beta. O catalisador de melhor resultado foi o 2Zn/BEA, onde apresentou conversão de aproximadamente 73%, com seletividade majoritária para o álcool alílico com aproximadamente 37% em 600 min de reação. Esse resultado está relacionado com a presença dos sítios ácidos e básicos no catalisador, sendo estes relacionados com a formação dos produtos obtidos, o qual foi detalhado o mecanismo para a formação dos produtos obtidos, principalmente do álcool alílico pela transferência de hidrogênio. Posteriormente, foi realizado a avaliação da regeneração e reutilização do catalisador, com quatro ciclos, o qual foi observado ótimos resultados de conversão e estabilidade, mostrando aproximadamente 81,47% de conversão ao fim de todos os reusos. Por fim, o catalisador foi submetido a nova análise de DRX e TG, confirmando sua estabilidade estrutural e resistência ao depósito de coque.Glycerol is the main by-product of biodiesel production. With its surplus on the market, its use in new conversion processes for the production of renewable sources for industry has become viable, enhancing the biodiesel production chain. The objective of this work is to evaluate the catalytic conversion process of blonde glycerin in the dehydration reaction of glycerol in gaseous phase with the use of acidic solids. Thus, catalysts were prepared by the wet impregnation method, with different contents of zinc aluminate dispersed in the beta zeolite. The catalysts were characterized by DRX and FTIR. XRD showed reflections characteristic of zeolite, but was inconclusive for the formation of aluminate due to the nanometric size and high dispersion of the particles, while FTIR showed characteristic bands of spinel and beta zeolite. The catalyst with the best result was 2Zn/BEA, which showed conversion of approximately 73%, with major selectivity for allyl alcohol with approximately 37% in 600 min of reaction. This result is related to the presence of acidic and basic sites in the catalyst, which are related to the formation of the products obtained, which detailed the mechanism for the formation of the products obtained, mainly of allyl alcohol by hydrogen transfer. Subsequently, the evaluation of regeneration and reuse of the catalyst was carried out, with four cycles, which showed excellent conversion and stability results, showing approximately 81.47% of conversion at the end of all reuses. Finally, the catalyst was subjected to a new XRD and TG analysis, confirming its structural stability and resistance to coke deposits.Universidade Federal do Rio Grande do NorteQuímica do petróleoUFRNBrasilCentro de Ciências Exatas da Terra - Instituto de QuímicaAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessDesidratação de glicerolZnAl2O4ZnAl2O4Química do PetróleoDesidratação da glicerina loira utilizando catalisadores ZnAl2O4 dispersos em zeólita betaDehydration of blond glycerin using ZnAl2O4 catalyst dispersed in beta zeoliteinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNORIGINALDesidratacaoGlicerinaLoira_NascimentoJunior_2023..pdfDesidratacaoGlicerinaLoira_NascimentoJunior_2023..pdfapplication/pdf3117354https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/53800/1/DesidratacaoGlicerinaLoira_NascimentoJunior_2023..pdf85bfb739b1b7788a0371a17489f89ae8MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/53800/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81484https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/53800/3/license.txte9597aa2854d128fd968be5edc8a28d9MD53123456789/538002023-07-25 12:19:45.987oai:https://repositorio.ufrn.br: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Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2023-07-25T15:19:45Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false |
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