Catalisadores de Ni e W para hidrodesoxigenação do guaiacol como composto modelo do bio-óleo da pirólise de biomassa

Abstract

A demanda por uma matriz energética sustentável tem evidenciado as potencialidades da biomassa como poderosa fonte de energia renovável e para a produção de biocombustíveis. Existe uma grande diversidade para a biomassa e existem vários processos que produzem energia de forma economicamente eficiente. Dentre os processos de conversão de biomassa, a pirólise ganha destaque e um de seus produtos, o bio-óleo, pode ser uma boa opção energética, pois é renovável e gera baixas quantidades de poluentes. No entanto, um obstáculo relevante na aplicação de bio-óleos como combustíveis está no alto teor de oxigênio presente, o que implica problemas como alta viscosidade, baixo poder calorífico e maior. Assim, hidrotratamentos são aplicados nesses biocombustíveis como forma de melhorar suas propriedades e consequentemente torná-los mais adequados para seu uso. A hidrodesoxigenação (HDO) é o tratamento aplicado no bio-óleo com o objetivo de reduzir seu teor de oxigênio na presença de hidrogênio. Nesse contexto, este trabalho tem como objetivo avaliar o desempenho de catalisadores de Ni e Ni-W em sílica, na reação de HDO de guaiacol. A síntese dos catalisadores foi realizada pelo método da microemulsão reversa e foram caracterizados por diversas técnicas, área superficial específica (BET), difração de raios X (DRX), espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia de raio X por energia dispersiva (EDS), análises termogravimétricas (TG/DTG), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e redução à temperatura programada (TPR). Os resultados de caracterização dos catalisadores preparados permitiram observar a presença do suporte de sílica, presença de óxidos dos metais utilizados, com boa impregnação da fase metálica no suporte catalítico. As temperaturas de redução obtidas no TPR mostraram a seguinte ordem crescente: Ni < Ni-W. A avaliação catalítica foi realizada em um reator Parr, pressurizado à 260ºC, pressão de 25bar de H2 durante 6h, sendo os produtos analisados por cromatografia gasosa. O catalisador de níquel apresentou conversão 10% maior em comparação ao Ni-W e as reações apresentaram seletividade para ciclohexanol, metoxiciclohexanol e ciclohexanodiol, com saturação do guaiacol na etapa de hidrogenação. Não foi observada a etapa de hidrogenólise como parte do mecanismo de HDO do guaiacol ocorrendo em duas etapas.