Produção de butanol a partir de etanol utilizando óxidos mistos de Mg e Al
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Data
2016-09-30Autor
Simões, Jana Marimon 
Primeiro orientador
Salau, Nina Paula Gonçalves
Primeiro membro da banca
Melo, Pedro Juarez
Segundo membro da banca
Steffani, Evandro
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Mostrar registro completoResumo
O butanol é um álcool com diversas aplicações em diferentes ramos industriais. Ele possui várias aplicações como solvente, e atualmente mostra-se um interessante componente para substituição da gasolina. Sua obtenção é feita a partir do petróleo, mas hoje em dia, diversas rotas de sínteses a partir de matérias-primas renováveis vêm sendo estudadas, sendo uma delas a reação de Guerbet. A presente preocupação com o meio ambiente mostra a necessidade de obtenção desse álcool através de uma rota limpa. O uso de catalisadores é uma excelente forma de sintetizar de forma limpa além de facilitar a reprodutibilidade. As hidrotalcitas são catalisadores de baixo custo, de fácil síntese e de inúmeras aplicabilidades. O presente trabalho tem por objetivo, investigar e analisar a produção de butanol a partir de etanol utilizando óxidos mistos de magnésio e alumínio obtidos a partir de hidrotalcitas com 4 diferentes razões molares de magnésio e alumínio. Para isso, foram feitas as sínteses das hidrotalcitas de magnésio e alumínio com razões molares iguais a 3, 5, 8 e 10 que posteriormente foram calcinadas para obtenção dos óxidos mistos. As estruturas dos materiais sintetizados foram analisadas para confirmar a formação desejada e para verificar as propriedades dos mesmos. Testes preliminares foram realizados em triplicata para entre eles escolher o catalisador mais adequado para uma tentativa de otimizar a obtenção de butanol variando os parâmetros de alimentação como a vazão de nitrogênio e a fração de etanol. Dois dos catalisadores obtiveram resultados não satisfatórios e os outros dois obtiveram resultados similares em termos de seletividade e rendimento em butanol. Para tomar a decisão entre os dois últimos catalisadores, testes de estabilidade foram realizados. Com o teste de estabilidade foi escolhido o catalisador de razão molar de magnésio e alumínio igual a 5. Com esse catalisador foram realizadas mais 8 reações, de acordo com o planejamento de experimentos do tipo estrela. E como resultados, para todas as reações, verificou-se que o aumento da conversão do etanol depende diretamente do aumento da temperatura. Observou-se que o comportamento da seletividade do butanol depende diretamente das frações de etanol e da vazão de nitrogênio na alimentação do reator. O eteno, produto da desidratação do etanol, foi o principal subproduto em temperaturas elevadas, indicando que esta reação é mais favorecida com a elevação da temperatura do que as reações que levam à produção de butanol. Por fim foi proposto um sistema reacional que explica a conversão do etanol em todos os produtos observados.
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