Avaliação do fosfato de nióbio como catalisador heterogêneo na esterificação de ácido oleico com acetato de metila
Resumo
A preocupação com o aquecimento global e a busca por segurança energética, são os principais responsáveis por impulsionar o desenvolvimento de combustíveis renováveis. Entre os biocombustíveis, o biodiesel é um potencial sucessor aos combustíveis fósseis por se tratar de uma fonte de energia ambientalmente melhor, além de que, a busca por novas tecnologias para sua produção, que permitam o uso da matéria-prima e subprodutos de forma eficiente e sustentável, é altamente incentivada. Dessa forma, o objetivo deste estudo foi investigar a reação de esterificação do ácido oleico com acetato de metila catalisada por fosfato de nióbio. O catalisador escolhido foi o fosfato de nióbio, que apresentou estrutura amorfa e alta área superficial nos testes de caracterização por difração de raio-X (DRX) e análise textural utilizando o método BET (Brunauer-Emmett-Teller). Os testes catalíticos foram realizados conforme previsto por um planejamento experimental e os níveis superiores estabelecidos apresentaram os melhores resultados de concentração de metil oleato (biodiesel). Nas condições de reação de 230°C, 10% de massa de catalisador e razão molar de ácido oleico para acetato de metila de 1:10, em 4 horas de reação, obteve-se a concentração de 76,88% de metil oleato. Os resultados foram analisados estatisticamente se mostraram significativas, sendo a temperatura o fator mais expressivo, permitindo o desenvolvimento de modelos lineares, validando os resultados obtidos. A fim de otimizar o processo de produção e identificar as melhores condições reacionais foi realizado o estudo cinético da reação variando temperatura, percentual mássico de catalisador e razão molar. Após 2 horas de reação, foi possível obter a concentração de 81, 52% de metil oleato utilizando 240°C de temperatura, 10% de massa de catalisador e razão molar ácido oleico/ acetato de metila de 1:10. Nestas condições, o catalisador foi recuperado e reutilizado sem tratamento em 5 ciclos reacionais apresentando queda na atividade catalítica gradualmente no decorrer dos ciclos. A reação também foi realizada sem a presença de catalisador, com o intuito de observar a importância da utilização do fosfato de nióbio, e apresentou a concentração máxima de 37,98% de metil oleato após 6 horas de reação. A esterificação entre ácido oleico e acetato de metila apresentou resultados significativos para sua utilização e o fosfato de nióbio pode ser considerado um catalisador heterogêneo promissor para síntese de biodiesel.
Coleções
Os arquivos de licença a seguir estão associados a este item: