Estudo da hidrólise catalítica do óleo de soja em reator de leito fixo

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Oliveira, Ocineria Fidel de
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFU
Texto Completo: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/31174
http://doi.org/10.14393/ufu.di.2020.763
Resumo: Grande parte da produção mundial de energia é gerada a partir de combustíveis fósseis sendo que o problema vai além da escassez dos recursos fósseis abrangendo também a emissão de poluentes. A oleoquímica é um segmento industrial que engloba diversos processos de transformação de óleos vegetais e gorduras animais em produtos de alto valor agregado, inclusive biocombustíveis. A reação de hidrólise, visando à produção de ácidos graxos livres, é de grande importância para a indústria. O processo pode ser realizado termicamente, como uma reação líquido-líquido ou gás-líquido, ou utilizando catalisadores heterogêneos, que aceleram a reação e possibilitam que o processo seja realizado em condições moderadas de temperatura e pressão. Um dos reatores mais comuns da indústria química, usados em processos catalíticos é o reator de leito fixo, por ser um reator versátil e indicado para grandes quantidades de matérias. O presente trabalho tem o objetivo de estudar a reação de hidrólise ácida do óleo de soja, utilizando γ-Al2O3 como catalisador em um reator de leito fixo. O catalisador γ-Al2O3 foi preparado por meio da calcinação da boemita a 500ºC e caracterizado quanto a sua estrutura pelo método de difração de raio-X (DRX) e as propriedades texturais do catalisador foram determinadas por Fisissorção de N2. Estudou-se a influência do WHSV na conversão dos triglicerídeos no reator leito fixo na temperatura de 250ºC e pressão de 50 bar. Para o WSHV de 0,41h 1, foi obtida uma conversão de 97%. Determinou-se a constante de velocidade, a energia de ativação e fator pré-exponencial da primeira etapa da reação de hidrólise. Foram estudadas diferentes temperaturas a fim de se obter parâmetros cinéticos da reação. Para as temperaturas de 240, 250 e 260ºC, as constantes de velocidades obtidas, foram de 0,0371; 0,0713; 0,1427 min 1, respectivamente. A energia de ativação encontrada foi de 153,06 KJ/mol e o fator pré-exponencial Ao igual a 1,41x1014. A determinação da energia de ativação e da constante da taxa de reação da primeira etapa da reação com as considerações feitas na presente Dissertação são importante ponto de partida para a determinação do mecanismo de hidrólise do óleo de soja em leito fixo.
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spelling 2021-02-01T11:43:34Z2021-02-01T11:43:34Z2020-11-24OLIVEIRA, Ocineria Fidel de. Estudo da hidrólise catalítica do óleo de soja em reator de leito fixo. 2020. 71 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2020. Disponível em: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2020.763https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/31174http://doi.org/10.14393/ufu.di.2020.763Grande parte da produção mundial de energia é gerada a partir de combustíveis fósseis sendo que o problema vai além da escassez dos recursos fósseis abrangendo também a emissão de poluentes. A oleoquímica é um segmento industrial que engloba diversos processos de transformação de óleos vegetais e gorduras animais em produtos de alto valor agregado, inclusive biocombustíveis. A reação de hidrólise, visando à produção de ácidos graxos livres, é de grande importância para a indústria. O processo pode ser realizado termicamente, como uma reação líquido-líquido ou gás-líquido, ou utilizando catalisadores heterogêneos, que aceleram a reação e possibilitam que o processo seja realizado em condições moderadas de temperatura e pressão. Um dos reatores mais comuns da indústria química, usados em processos catalíticos é o reator de leito fixo, por ser um reator versátil e indicado para grandes quantidades de matérias. O presente trabalho tem o objetivo de estudar a reação de hidrólise ácida do óleo de soja, utilizando γ-Al2O3 como catalisador em um reator de leito fixo. O catalisador γ-Al2O3 foi preparado por meio da calcinação da boemita a 500ºC e caracterizado quanto a sua estrutura pelo método de difração de raio-X (DRX) e as propriedades texturais do catalisador foram determinadas por Fisissorção de N2. Estudou-se a influência do WHSV na conversão dos triglicerídeos no reator leito fixo na temperatura de 250ºC e pressão de 50 bar. Para o WSHV de 0,41h 1, foi obtida uma conversão de 97%. Determinou-se a constante de velocidade, a energia de ativação e fator pré-exponencial da primeira etapa da reação de hidrólise. Foram estudadas diferentes temperaturas a fim de se obter parâmetros cinéticos da reação. Para as temperaturas de 240, 250 e 260ºC, as constantes de velocidades obtidas, foram de 0,0371; 0,0713; 0,1427 min 1, respectivamente. A energia de ativação encontrada foi de 153,06 KJ/mol e o fator pré-exponencial Ao igual a 1,41x1014. A determinação da energia de ativação e da constante da taxa de reação da primeira etapa da reação com as considerações feitas na presente Dissertação são importante ponto de partida para a determinação do mecanismo de hidrólise do óleo de soja em leito fixo.Much of the world's energy production is generated from fossil fuels. The problem goes beyond the scarcity of fossil resources to include the emission of pollutants. Oleochemistry is an industrial segment that encompasses several processes for transforming vegetable oils and animal fats into products with high added value, including biofuels. The hydrolysis reaction, aiming at the production of free fatty acids, is of great importance for the industry. The process can be carried out thermally, as a liquid-liquid or gas-liquid reaction, or using catalysts, which accelerates the reaction and allows the process to be carried out under moderate conditions of temperature and pressure. One of the most common reactors in the chemical industry, used in catalytic processes is the packed bed reactor, because it is a versatile reactor and suitable for large quantities of materials. The present work aims to study the acid hydrolysis reaction of soybean oil, using γ-Al2O3 as a catalyst in a packed bed reactor. The γ-Al2O3 catalyst was prepared by calcination of the bohemite at 500 ºC and characterized in terms of its structure by the X-ray diffraction method (DRX) and the textural properties were determined by N2 Fisisorption. The influence of WHSV on the conversion of triglycerides in the pecked bed reactor at a temperature of 250 ºC and a pressure of 50 bar was studied. For the WSHV of 0.41 h-1, a 97% conversion was obtained. The rate constant, activation energy and pre-exponential factor of the first stage of the hydrolysis reaction were determined. Different temperatures were studied in order to obtain kinetic parameters of the reaction For the temperatures of 240 ºC, 250 ºC and 260 ºC rate constants obtained, respectively, were 0.0371; 0.0713; 0.1427 min -1. The activation energy found was 153,06 KJ /mol and the pre-exponential factor equal to 1.41 * 1014. The determination of the activation energy and the reaction rate constant of the first reaction step, with the considerations made in this Dissertation are an important starting point for the determination of the hydrolysis mechanism of soybean oil in a fixed bed.Dissertação (Mestrado)porUniversidade Federal de UberlândiaPrograma de Pós-graduação em Engenharia QuímicaBrasilCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRAHidróliseSoja - ProdutosTriglicerídeosHidróliseγ-Al2O3Reator de leito fixoTriglicerídeosHydrolysisγ-Al2O3Packed bed reactorTriglyceridesEstudo da hidrólise catalítica do óleo de soja em reator de leito fixoStudy of catalytic hydrolysis of soybean oil in fixed bed reactorinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisSoares, Ricardo ReisRezende, Mylene Crisna Alves FerreiraRossa, ViniciusGedraite, Rubenshttp://lattes.cnpq.br/7121834538934442Oliveira, Ocineria Fidel de7187958160info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFULICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81792https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/31174/2/license.txt48ded82ce41b8d2426af12aed6b3cbf3MD52ORIGINALEstudoHidroliseCatalitica.pdfEstudoHidroliseCatalitica.pdfDissertaçãoapplication/pdf1596187https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/31174/3/EstudoHidroliseCatalitica.pdff654d37a96a87a0844d4aefedc807e82MD53TEXTEstudoHidroliseCatalitica.pdf.txtEstudoHidroliseCatalitica.pdf.txtExtracted texttext/plain119719https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/31174/4/EstudoHidroliseCatalitica.pdf.txt28306718a9c1b67ed4e2a263eab5175aMD54THUMBNAILEstudoHidroliseCatalitica.pdf.jpgEstudoHidroliseCatalitica.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1386https://repositorio.ufu.br/bitstream/123456789/31174/5/EstudoHidroliseCatalitica.pdf.jpgafc9a175e495af9ea4188654671d97a6MD55123456789/311742021-02-02 03:17:49.367oai:repositorio.ufu.br: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Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2021-02-02T06:17:49Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false
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