Co-pirólise catalítica de resíduo de polietileno e biomassa de eucalipto para obtenção de bio-óleo

• Autor(a) principal: Morais, Ellen Kadja Lima de
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/27079
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA::PETROLEO E PETROQUIMICA; Co-pirólise; Zeólita Beta; Plástico poliolefínicos; Biomassa lignocelulósica

A investigação por fontes energéticas sustentáveis tem incentivado processos de conversão alternativos. Baseado nesse contexto, o presente trabalho avalia a copirólise da mistura de biomassa lignocelulósica de lascas de madeira de eucalipto (Eucalyptus) e de Polietileno de baixa densidade (PEBD) usando zeólita Beta como catalisador. As amostras de Beta empregadas apresentam diferentes proporções de Si/Al (18 e 80) e são formadas por agregados de nanocristais, o que lhes confere significativa área de mesoporos/superfície externa e, portanto, com acessibilidade apropriada para a conversão de moléculas volumosas. As reações foram realizadas em um sistema de duas etapas (térmica/catalítica), operando a 550 e 500 °C, respectivamente. Todas as frações produzidas (carvão, coque, cera, bio-óleo, água e gases) foram quantificadas e caracterizadas por meio de técnicas analíticas padronizadas para os produtos sólidos (carvão e coque) foram utilizadas Análise Termogravimétrica e Análise Elementar (CHNS-O), enquanto o produto líquido (bioóleo) analisado por Karl Fischer, CHNS-O e Cromatografia a gás/Espectro de Massa e, por fim, o produto gasoso monitorado pelo Micro Cromatógrafo Gasoso. A evolução da distribuição do produto com a variação da relação catalisador/mistura de biomassa e polietileno (C/M) foi investigada. Um máximo no rendimento da fração orgânica (bioóleo) foi observado para ambas as amostras nas relações C/M intermediárias, isto é, com 40 e 50% de catalisador, consistindo principalmente de hidrocarbonetos lineares produzidos por craqueamento de PEBD, sobre os sítios ácido da zeólita. O rendimento correspondente a esse máximo foi maior para a amostra Beta com maior acidez (Si/Al=18). O craqueamento da fração de cera foi acompanhado por uma redução significativa do teor de oxigênio do bio-óleo, que melhorou notavelmente suas propriedades como combustível, indicando que efeitos sinérgicos positivos ocorrem durante a co-pirólise da mistura de biomassa lignocelulósica e dos plásticos poliolefínicos. Por fim, observou-se que para as altas relações C/M, referente a 75% de catalisador, os principais componentes da fração de bio-óleo constituíram os hidrocarbonetos alifáticos e aromáticos, provenientes do craqueamento da cera, oligomerização/ciclização/aromatização de olefinas leves e condensação de DielsAlder entre furanos e olefinas leves. Esses resultados comprovaram o potencial uso da co-pirólise empregando a zeólita Beta que catalisa de forma eficiente a conversão da mistura (biomassa/polietileno) em hidrocarbonetos de baixo peso molecular, atingindo um grau elevado de desoxigenação.