Cálculo e predição da produção de biodiesel de óleo de babaçu por destilação reativa contínua

Abstract

A destilação reativa (DR) em coluna de pratos com borbulhadores é proposta para operar o processo contínuo de transesterificação alcalina do óleo de babaçu, com vistas à produção de biodiesel. Um estudo do comportamento operacional do processo foi desenvolvido considerando a coluna de pratos com borbulhadores como uma bateria de reatores do tipo mistura postos em série na vertical. A modelagem do processo considerando efeitos de reação envolvidos na transesterificação alcalina do óleo de babaçu com metanol e equilíbrio de fases do álcool foi formulada, e as soluções das equações de balanço de massa forneceram resultados expressos em perfis de concentração ao longo da coluna de destilação reativa. O cálculo da coluna de destilação metanol-óleo de babaçu, considerando um produto de topo (98 % de pureza do metanol) e um produto de fundo (residual de 2 % dos triglicerídeos ácido láurico e ácido mirístico), correspondente à 98% de biodiesel, permitiu um cálculo preliminar via método não reativo de McCABE-THIELE, chegando-se a uma indicação para a operação totalizando 14 estágios. As predições das operações em DR foram feitas em primeiras aproximações admitindo os estágios da coluna como reatores de mistura em série, realizadas para o óleo de babaçu, rico em ácido láurico e mirístico, a 70°C, sob refluxo total, tempo de residência de 15 min ao longo da coluna, razão molar óleo-álcool de 1:4, entrada do álcool vaporizado no 9º estágio e óleo alimentando pelo topo. Cinéticas de pseudo primeira ordem e segunda ordem foram adotadas, de acordo com o excesso ou não do álcool junto ao óleo. Estes resultados foram comparados com simulações executadas no software ASPEN PLUS® nas mesmas condições, mas considerando equilíbrio de fases para o alcool, obtendo-se 9 estágios de reação e com entrada do álcool vaporizado no 10º estágio, mostrando assim uma boa convergência dos resultados.