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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/15879| Tipo: | Dissertação |
| Título: | Otimização da produção de biodiesel através da reação de transesterificação do óleo de mamona utilizando um catalisador básico homogêneo. |
| Título em inglês: | Optimization of biodiesel production through the transesterification reaction of castor oil using a catalyst basic homogeneous |
| Autor(es): | Sousa, Louise Lins de |
| Orientador: | Fernandes, Fabiano André Narciso |
| Palavras-chave: | Engenharia química;Biodiesel;Água;Adsorção;Zeolitos |
| Data do documento: | 2008 |
| Citação: | SOUSA, L. L. Otimização da produção de biodiesel através da reação de transesterificação do óleo de mamona utilizando um catalisador básico homogêneo. 111 f. 2008. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química)–Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2008. |
| Resumo: | O objetivo desta dissertação foi otimizar o processo de produção de biodiesel pela reação de transesterificação do óleo de mamona via rota metílica, aplicando técnicas de adsorção para a remoção da água formada durante a reação de produção do catalisador básico homogêneo (hidróxido de potássio + metanol----metóxido de potássio + água) e reduzindo a acidez do óleo de mamona. A água, formada junto com o metóxido de potássio, quando em contato com os triglicerídeos do óleo, reage através de uma reação secundária de saponificação, produzindo sabão e reduzindo o rendimento da reação de transesterificação. Foram realizados estudos preliminares de adsorção com o sistema metanol/água para a determinação dos dados de equilíbrio e cinética de adsorção com o zeolito 3A. Realizou-se um planejamento experimental para estudar as variáveis que interferem na formação da água e do metóxido de potássio como, a concentração de KOH e a concentração de adsorvente colocada no meio reacional. Para a resposta quantidade de metilato formado, apenas a variável independente concentração de KOH mostrou-se estatisticamente significativa para um intervalo de confiança de 90%. Para a resposta quantidade de água presente no meio reacional, apenas a interação entre a concentração de KOH e a concentração de adsorvente, ambos no modelo linear, foram estatisticamente significativos. Realizou-se também estudos de adsorção no catalisador em uma coluna de leito fixo, na qual avaliou-se a influência do tamanho do diâmetro da partícula (3,1 mm; 3,68 mm e 4,38 mm) e da vazão de alimentação (2 e 6 mL/min). A melhor condição dos parâmetros estudados foi para o menor diâmetro da partícula e para a maior vazão e alimentação, pois observou-se uma redução da resistência a transferência de massa a nível externo a partícula adsorvente. Realizou-se reações de transesterificação em diferentes condições para avaliar o efeito da acidez do óleo de mamona e da remoção de água por adsorção no catalisador. O óleo de mamona tinha uma acidez de 4mgKOH/g, considerada alta para ser utilizado na reação de transesterificação. Para reduzir esta acidez, realizou-se uma etapa de neutralização deste óleo utilizando o co-produto da reação, fase glicerinosa. Obteve-se um bom resultado com a redução da acidez para 0,48 mgKOH/g. Observou-se que a maior conversão em ésteres metílicos foi de 93,79 % para o biodiesel preparado a partir da reação de transesterificação do óleo de mamona neutralizado e com o catalisador oriundo do processo de adsorção. Observou-se que a adsorção no catalisador apresenta uma melhora de 12% nos resultados de conversão e ésteres metílicos. |
| Abstract: | This dissertation aimed to optimize the transesterification reaction for biodiesel production using castor oil and a basic homogeneous catalyst. To the reaction was analyzed for catalyst production (sodium hydroxide + methanol methoxide potassium + water) and by reducing the castor oil, acid value. Adsorption was applied to remove the water formed in the process, because water deactivates the catalyst and shifts the equilibrium towards the hydrolysis reaction, forming soap. The thermodynamic and kinetic study of liquid phase adsorption of methanol-water mixtures was carried out using zeolite 3A as adsorbent. An experimental design was carried out for the reaction for catalyst production. The variables concentration of KOH and adsorbent concentration in the reaction were investigated. The concentration of KOH was the most statistically significant response on the amount of methoxide formed during the production of the catalyst (within a 90% level of confidence). To the amount of water present in the reaction, just the interaction between the concentration of KOH and the adsorbent concentration, both in the linear term, were statistically significant. Tests for catalyst production in a porous bed were carried out. The studied factors were average grain size (3,1 mm; 3,68 mm and 4,38 mm) and uptake flow rate (2 and to 6 mL/min). The best condition were the smallest diameter of the particle and the highest uptake flow rate, because there was a reduction of resistance to mass transfer at the particle sorbent. The transesterification reaction were carried out in different conditions to evaluate the effect of the acidity of the castor oil and the effect of the removal of water by adsorption during the production of the catalyst. The castor oil presented an acidity of 4 mgKOH/g which can be considered high to be used in the transesterification reaction. To reduce the acidity, a neutralization step of oil using the co-product of the reaction (glycerin). The neutralization step with glycerin was able to reduce the acidity to 0,48 mgKOH / g. It was observed that the conversion into methyl esters was as high as 93,79 % for biodiesel prepared from the transesterification reaction of the castor oil neutralized with the catalyst produced using the adsorption process. It was observed that the use of adsorption of water in producing catalyst presented an improvement by 12% in the conversion of oil into methyl esters. |
| URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/15879 |
| Aparece nas coleções: | DEQ - Dissertações defendidas na UFC |
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