Hidrocarbonetos renováveis por meio da pirólise catalítica da madeira do Nim utilizando uma zeólita HZSM-5 de baixo custo

• Autor(a) principal: Marques, Júlio de Andrade Oliveira
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/56789
• topic: CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS; Azadirachta indica; Pirólise flash; HZSM−5; Micropirolisador analítico; Flash pyrolysis; Analytical micropyrolyzer

As árvores da espécie Azadirachta indica, conhecidas popularmente como "Nim", são comumente encontradas em parques e jardins urbanos brasileiros. Os resíduos verdes provenientes da poda urbana nesses locais representam um recurso lignocelulósico de baixo custo e abundantemente disponível. Nesse contexto, a madeira do Nim surge como uma biomassa ainda não explorada, com o potencial de ser um recurso lignocelulósico acessível e prontamente disponível para possíveis aplicações na produção de biocombustíveis e produtos químicos de valor agregado. Este estudo é pioneiro, sendo o primeiro a explorar o potencial de recuperar hidrocarbonetos renováveis valiosos a partir da madeira do Nim por meio de pirólise flash catalítica. Para atingir esse objetivo, a madeira do Nim foi submetida à pirólise flash na presença de uma zeólita HZSM−5 de baixo custo (e sem catalisador para análise comparativa), utilizando um micropirolisador analítico acoplado à separação cromatográfica a gás e detecção por espectrometria de massa para avaliar a composição dos produtos voláteis condensáveis. Visando reduzir os custos da pirólise flash catalítica, uma zeólita HZSM−5 foi sintetizada pelo método hidrotérmico, empregando materiais precursores de baixo custo, como cinza de casca de arroz e diatomita, como fontes alternativas de sílica e alumínio. Devido à grande quantidade de madeira do Nim produzido, com elevado percentual de carbono, alto HHV, percentual considerável de matéria volátil e baixo percentual de cinzas, o mérito desse resíduo lignocelulósico como matéria-prima para a pirólise é justificado. A categoria predominante nos produtos voláteis condensáveis resultantes da pirólise flash da madeira do Nim foi composta por compostos oxigenados (74,8%), com destaque para compostos fenólicos, valiosos como produtos químicos de plataforma. Aprimoraram-se os produtos voláteis condensáveis da madeira do Nim, resultando em uma composição predominantemente composta por hidrocarbonetos, ao mesmo tempo que removeu substancialmente os compostos oxigenados, por meio do uso de uma zeólita HZSM−5 de baixo custo. Experimentos catalíticos também evidenciam o potencial de conversão da madeira do Nim em um bio-óleo enriquecido em hidrocarbonetos aromáticos monocíclicos, sendo que o tolueno compõe mais de um terço de sua composição. Outra descoberta relevante foi que 100% da fração de hidrocarbonetos estava na faixa de átomos de carbono da gasolina (C5–C12), enquanto 62% encontravam-se na faixa de átomos de carbono do querosene de aviação (C8–C16). Este estudo evidenciou que a pirólise flash catalítica, empregando uma zeólita HZSM−5 de baixo custo, representa uma rota promissora para a recuperação seletiva de hidrocarbonetos renováveis a partir da madeira do Nim. Essa abordagem merece destaque como precursora sustentável para biocombustíveis líquidos avançados (drop-in biofuels) na perspectiva de uma economia verde.