Remoção de ácidos naftênicos em mistura modelo de querosene de aviação (Ácido n-dodecanóico em n-dodecano) por adsorção, utilizando novos materiais

Abstract

A corrosão por ácidos naftênicos a altas temperaturas nas unidades de refino é um dos maiores problemas nas refinarias de todo o mundo, uma vez que, podem causar envenenamento de catalisadores e paradas operacionais de alto custo. Os ácidos naftênicos correspondem a uma mistura complexa de ácidos carboxílicos presentes no petróleo, responsáveis diretamente pela sua acidez e corrosividade. Tais compostos também estão presentes nas frações destiladas do petróleo, causando diversos problemas na qualidade final do produto. Dentre estas frações do petróleo pode-se destacar o querosene de aviação (QAV) que é produzido através do fracionamento por destilação à pressão atmosférica. Os óleos nacionais estão cada vez mais ácidos, estimulando a busca por novos e eficientes métodos de mitigação. Métodos propostos por estudos científicos e industriais para minimizar a corrosão provocada por ácidos naftênicos vêm apresentando custos elevados e problemas de operação. O processo de adsorção tem a vantagem da possibilidade de recuperação dos ácidos orgânicos, que são precursores de surfactantes e aditivos para lubrificantes, não havendo formação de resíduos poluentes e contribuindo com o meio ambiente. As peneiras moleculares mesoporosas (MCM-41) vêm despertando grande interesse na comunidade científica em função da perspectiva da sua aplicação em processos de adsorção e catálise. A fim de reduzir o alto custo dos processos de separação por adsorção, principalmente devido ao elevado valor de alguns adsorventes, a utilização de resíduos agroindustriais como adsorventes vem se destacando como método alternativo. O objetivo deste trabalho foi a remoção da acidez naftênica de uma mistura modelo de QAV (ácido dodecanóico em ndodecano) com uso do adsorvente Sr-MCM-41 e de adsorvente preparado a partir de resíduo agroindustrial. No presente trabalho foi sintetizada a peneira molecular mesoporosa Sr-MCM- 41, na qual a incorporação do estrôncio resultou no aumento da basicidade do material e consequentemente da sua afinidade pelos ácidos. O adsorvente Sr-MCM-41 foi caracterizado por análise termogravimétrica (TG) e termogravimétrica diferencial (DTG), difração de raios- X (DRX), medida de área superficial por adsorção de N2 (BET), espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP-OES) e espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR). Os resultados da caracterização deste material indicaram que a incorporação do estrôncio não comprometeu a estrutura mesoporosa e que os materiais sintetizados apresentaram um bom grau de organização. Foi utilizada a técnica de planejamento fatorial para otimização do processo adsortivo visando a determinação das melhores condições de operação. Em seguida foram realizados estudos de cinética e equilíbrio de adsorção com o adsorvente Sr-MCM-41, obtendo-se como capacidade máxima adsortiva 2,0 gácido.g-1 adsorvente, a partir do estudo de equilíbrio de adsorção. Os dados de equilíbrio foram ajustados a isoterma de BET tipo IV. A cinética de adsorção foi modelada considerando-se um modelo de força motriz linear. Também foi preparado o carvão ativado a partir da casca da laranja, o qual foi caracterizado através da medida de área superficial por adsorção de N2 (BET) apresentando isoterma do tipo I, característica de materiais microporosos e foram realizados testes para avaliação de sua capacidade adsortiva que foi em torno de 0,40 gácido.g-1 adsorvente. O estudo de adsorção utilizando a Sr-MCM-41 apresentou significativa eficiência, uma vez que o adsorvente apresentou uma alta capacidade adsortiva. Para o adsorvente carvão ativado preparado a partir da casca da laranja constatou-se a potencialidade de sua aplicação por ser um resíduo agroindustrial, porém, verificou-se a necessidade de um estudo mais detalhado