Avaliação de catalisadores à base de cobalto na pirólise de resíduo oleoso industrial e ácidos graxos visando a geração de biocombustíveis

Abstract

Resíduos de refino de óleos vegetais são ricos em ácidos graxos, impróprios para consumo humano e animal, se tornando fortes candidatos como fonte alternativa de biomassa para geração de produtos alto valor agregado, dentre eles os biocombustíveis. A pirólise da biomassa é um método promissor para produção de biocombustíveis. Neste trabalho foram estudadas a pirólise catalítica e não catalítica de ácidos esteárico, oleico, linoleico e resíduo oleoso industrial usando catalisadores à base de cobalto, com o objetivo de avaliar a distribuição dos produtos e a eficiência dos catalisadores. Os catalisadores foram sintetizados a partir de um precursor hidróxido duplo lamelar e por impregnação em alumina. Na caracterização dos catalisadores, resultados similares foram analisados para o DRX, apresentando a forma de espinélio Co3O4, e ambos os catalisadores foram identificados como materiais mesoporosos pela análise textural. Porém, para a análise de redução a temperatura programada, foram identificadas diferentes interações entre cobalto e alumínio em cada catalisador. A pirólise térmica e catalítica foi realizada a 500°C em micro reator. Para a pirólise catalítica, o óleo residual e os ácidos graxos foram impregnados nos catalisadores de acordo com a proporção de óleo : catalisador de 1:5. Na pirólise dos ácidos graxos, foram gerados principalmente hidrocarbonetos, especialmente alcenos e alcanos, e à medida que se aumentam as insaturações, produtos de cadeias menores são gerados, há maior aumento da conversão e geração de oxigenados, podendo estarem relacionadas principalmente com os mecanismos de reações de desoxigenação direta e indireta. Foram obtidas conversões muito superiores dos compostos modelos com o uso de catalisadores. A geração de hidrocarbonetos foi mais eficiente com o catalisador suportado para os todos os ácidos graxos. A pirólise catalítica do óleo residual resultou na geração de um maior teor de hidrocarbonetos e menor teor de oxigenados, em comparação a pirólise térmica. O catalisador de cobalto suportado em alumina apresentou um maior desempenho na geração de hidrocarbonetos, CO2 e na menor geração de oxigenados, comparado ao catalisador mássico óxido misto de Co-Al a partir do hidróxido duplo lamelar. A distribuição do número de carbonos na cadeia dos hidrocarbonetos gerada na pirólise do óleo residual foi mais uniforme quando comparada a dos ácidos graxos. Os hidrocarbonetos gerados em todos os casos estudados foram principalmente alcenos, sendo sugerido posterior estudo da hidrogenação desses produtos para geração de biocombustíveis avançados.