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Type: Dissertação
Title: Estudo da produção de biocombustíveis para o setor da aviação obtidos pela desoxigenação de ácidos graxos do óleo de babaçu.
Authors: Manrique Rueda, Erika Daniela
Advisor: Luna, Francisco Murilo Tavares de
Co-advisor: Cavalcante Júnior, Célio Loureiro
Keywords: Óleo de babaçu;Hidrólise;Hidroprocessamento;Simulação de processos;Querosene de aviação
Issue Date: 2020
Citation: MANRIQUE RUEDA, Erika Daniela. Estudo da produção de biocombustíveis para o setor da aviação obtidos pela desoxigenação de ácidos graxos do óleo de babaçu. 2020. 151 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Universidade Federal do Ceará, Centro de Tecnologia, Programa de Pós- Graduação em Engenharia Química, Fortaleza, 2020.
Abstract in Brazilian Portuguese: A busca de rotas de obtenção de combustíveis para aviação a partir de matérias primas renováveis que sejam eficientes e mais rentáveis, utilizando catalisadores de baixo custo e buscando a menor dependência do hidrogênio, tornou-se extremamente importante devido ao possível esgotamento do petróleo e o aumento das emissões de gases de efeito estufa. Um combustível de aviação de alta qualidade pode ser produzido usando matérias primas vegetais, porém condições severas de pressão e cargas adicionais de hidrogênio, além do uso de solventes e catalisadores suportados por metais nobres, representam desvantagens econômicas. Nesse sentido, óleos vegetais podem ser tratados hidrotérmicamente para produzir ácidos graxos e, em seguida estes serem desoxigenados (na presença ou não de hidrogênio). Na desoxigenação, o teor de oxigênio é removido pela liberação de H2O, CO2 e CO (hidrodesoxigenação, descarboxilação e descarbonilação, respectivamente). No presente estudo, ácidos graxos foram produzidos a partir da hidrólise do óleo de babaçu, na presença de água em estado subcrítico, sem o uso de catalisadores. Experimentos foram realizados em um reator batelada sob diferentes temperaturas (250 °C, 275 °C, 300 °C) e diferentes razões molares entre óleo e água (1:38, 1:75, 1:150). Conversões maiores que 80% em massa, foram obtidas em tempos de reação menores que 10 minutos para todas as temperaturas e as razões molares utilizadas. Em adição, o processo de desoxigenação catalítica de ácidos graxos em meio aquoso em estado subcrítico, com catalisadores de carbono ativado foi estudado. Para tal estudo, foi usada uma razão molar entre o ácido graxo e a água de 1:140, temperatura de 300 °C, tempo de reação de 3 e 6 horas e 800 rpm de agitação. Os resultados revelaram a saturação de 60% das duplas ligações presentes no ácido graxo, obtendo um produto composto principalmente por cadeias carbônicas saturadas que ainda conservam a caraterística de ácido carboxílico. Finalmente, com o intuito de integrar a hidrólise do óleo de babaçu em água subcrítica ao hidroprocessamento comercial de ésteres e ácidos graxos (HEFA), foram realizadas simulações tanto dos processos individuais de hidrolise e de hidroprocessamento, quanto do processo geral integrando os dois anteriores e utilizando o software comercial ASPEN HYSYS®.
Abstract: The search for routes to obtain aviation fuels from renewable feedstocks that are efficient and more profitable, using low cost catalysts and seeking less hydrogen dependency, has become extremely important due possible petroleum depletion and the increase of greenhouse gas emissions. A high quality aviation fuel may be obtained using vegetable feedstocks, but severe pressure conditions and additional hydrogen loads, in addition to the use of solvents and catalysts supported by noble metals, represent economic disadvantages. In this sense, vegetable oils cam be hydrothermally treated to produce fatty acids and then these will be deoxygenated (in the presence or not of hydrogen). In deoxygenation, the oxygen content is removed by the release of H2O, CO2 and CO (hydrodeoxygenation, descarboxylation and descarbonylation, respectively). In this study, fatty acids were obtained from the hydrolisys of babassu oil, in the presence of water in a subcritical state, without the use of catalysts. Experiments were carried out in a batch reactor under different temperatures (250 °C, 275 °C, 300 °C) and different oil to water ratios (1:38, 1:75, 1:150). Conversions higher than 80% wt were obtained in reaction times of less than 10 minutes for all temperatures and molar ratios tested. In addition, the catalytic deoxygenation process of fatty acids in aqueous medium in a subcritical state, with activated carbons catalysts was studied. For this study, the oil to water ratio of 1:140, temperature of 300 °C, reaction time of 3 and 6 hours and 800 rpm of agitation was used. The results revealed the saturation of 60% of the double bonds present in the fatty acid, obtaining a product composed mainly of saturated carbon chains that still retain the characteristic of carboxylic acid. Finally, in orden to integrate the hydrolysis of babassu oil in subcritical water with the commercial hydroprocessing of esters and fatty acids process (HEFA), simulations were carried out both of the individual hydrolysis and hydroprocessing processes, as well as the general process integrating the two previously mentioned and using the commercial software Aspen Hysys®.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/60160
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