Catalisadores de Ni, Cu e Mo aplicados na desoxigenação de composto modelo e resíduo de óleo vegetal, via pirólise

Abstract

A pirólise de resíduos de óleos vegetais é uma forma alternativa de converter biomassa em biocombustíveis de segunda geração de alta qualidade, com sustentabilidade social, econômica e ambiental. Este estudo teve como objetivo o desenvolvimento de novos catalisadores do tipo óxidos mistos contendo metais de transição (Ni, Cu e Mo) a partir de precursores do tipo hidróxido duplo lamelar (HDL), para aplicação na pirólise do ácido oleico e de um resíduo industrial de óleos vegetais. As análises por DRX, EDXRF, TG, FTIR e porosidade demonstraram que foram obtidos precursores cristalinos de NiAl e CuNiAl, com estrutura do tipo HDL contendo tereftalato como ânion de compensação, bem como óxidos mistos mesoporosos com diferentes razões Cu/Ni (0–0,4) e alta fração de alumínio (x = 0,55–0,59). As reações dos óleos pré-adsorvidos sobre os catalisadores foram realizadas em um sistema de micropirólise a 550 °C e os produtos foram analisados por CG/MS. Os resultados mostram que a atividade de craqueamento do ácido oleico aumentou com a adição de cobre aos catalisadores óxidos mistos de NiAl. O aumento do teor de cobre também promoveu a diminuição da formação de compostos aromáticos e precursores de coque, bem como de oxigenados. O catalisador CuNiAl, com razão Cu/Ni = 0,4 apresentou alta atividade catalítica na conversão (96%) de um resíduo industrial de óleo vegetal com alta concentração de ácidos graxos livres, resultando na diminuição do teor de oxigenados e aumento de hidrocarbonetos, particularmente na faixa de gasolina (C5–C9). Reações com os óxidos mistos impregnados com Mo, por sua vez, indicam menor atividade em reações de craqueamento com maior formação de hidrocarbonetos na faixa do querosene e diesel (C10+), bem como aumento na formação de compostos aromáticos, em especial alquilbenzenos lineares. A modelagem cinética da conversão térmica do rejeito de óleo vegetal resultou em bom ajuste do método de Kissinger-Akahira-Sunose (KAS), considerando um modelo de reação de primeira ordem. Foram identificados dois eventos de conversão térmica, cujos valores de Ea calculados foram 86,7 e 203,1 kJ mol−1.