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Title in Portuguese: Estudo da reação de epoxidação do óleo de tungue em reatores sonoquímicos
Author: Silva, Raquel Santos
Advisor(s): Fernandes, Fabiano André Narciso
Keywords: Engenharia química
Óleos vegetais
Tung oil
Ultrasonic reactor
Epoxidation
Issue Date: 26-Feb-2019
Citation: SILVA, R. S. Estudo da reação de epoxidação do óleo de tungue em reatores sonoquímicos. 2019. 69 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2019.
Abstract in Portuguese: As reações de epoxidação de óleos vegetais tem ganhado visibilidade por ser uma alternativa viável e ambientalmente amigável para a síntese de epóxidos em substituição aos epóxidos à base de petróleo. Estudos anteriores não abordaram a formação do subproduto de alto valor agregado ou exploraram algumas potenciais vias de otimização do processo. Assim, o presente trabalho avalia a epoxidação do óleo de tungue utilizando o peróxido de hidrogênio como reagente oxidante e variações de ácido orgânico como intermediários, além do uso de reatores sonoquímicos como intensificador da reação. Foram investigados os efeitos de vários parâmetros como a duração do pulso de ultrassom, a potência ultrassônica, a quantidade dos reagentes e o tipo de configuração do reator, com relação ao grau de rendimento em epóxidos e formação de produtos secundários. Industrialmente, o processo tradicional de epoxidação para alguns óleos vegetais, como a soja, tem um ciclo que varia entre 8 e 12 horas atingindo cerca de 85% de rendimento em epóxidos. Frente a isto, o uso do óleo de tungue em substituição ao de soja foi observado como sendo interessante, pois em reatores químicos como os utilizados no processo tradicional, atinge-se quase 91% de rendimento em epóxidos e seletividade próxima de 100% em 3 horas de experimento. A reação com óleo de tungue em reator sonoquímico, apresentou níveis de rendimento em epóxidos de quase 76%, também no tempo de 3 horas. Além disso, nestas reações se obteve como subproduto, majoritariamente, dois aldeídos de alto valor comercial, o 2,4-nonadienal e o hexanal, demonstrando assim que, comercialmente, o uso dessa tecnologia resulta na formação de produtos mais vantajosos. Nas reações em que não foi feito uso do componente intermediário, o rendimento em epóxidos chegou a quase 75%, comprovando a atuação do ultrassom na formação de radicais livres e consequente aumento na taxa reacional.
Abstract: Epoxidation reactions of vegetable oils have gained visibility as a viable and eco-friendly alternative for the synthesis of epoxides instead of petroleum-based epoxides. Previous studies did not address the formation of the high value-added by-products or explore some potential pathways of the process optimization. Therefore, the present work evaluates the epoxidation of tung oil using hydrogen peroxide as an oxidizing reagent and variations of organic acid as intermediates in addition to the use of sonochemical reactors to enhance these reactions. The effects of various parameters such as ultrasonic pulse duration, ultrasonic power, quantity of reagents and reactor configuration type were investigated regarding the degree of yield of epoxides and the formation of by-products. Industrially, the traditional epoxidation process for some vegetable oils, such as soybeans, has a cycle ranging from 8 to 12 hours, reaching about an 85% yield of epoxides. In this case, the use of tung oil instead of soybean was observed to be interesting, since in chemical reactors as well as in the traditional process, it gives almost a 91% yield of epoxides, with a selectivity near 100% in 3 hours of experiment. The reaction with tung oil in a sonochemical reactor showed yield levels of epoxides near 76%, also in 3 hours. In addition, two aldehydes of high commercial value, the 2,4-nonadienal and hexanal, were obtained as by-products in these reactions, which demonstrates that the commercial use of this technology results in the formation of more advantageous products. In the reactions in which the intermediate component was not used, the yield of epoxide reached almost 75%, attesting the performance of the ultrasonic in the formation of free radicals and consequent increase in the reaction rate.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/41779
metadata.dc.type: Dissertação
Appears in Collections:DEQ - Dissertações defendidas na UFC

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