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Título: Produção de biodiesel empregando catalisadores nanoestruturados do tipo SBA-15 modificada com lantânio
Título em inglês: Biodiesel production using nanostructured catalysts of SBA-15 type modified with lanthanum
Autor(es): Saboya, Rosana Maria Alves
Orientador(es): Cavalcante Junior, Célio Loureiro
Palavras-chave: Engenharia química
Biodiesel
Etanol
Data do documento: 23-Jan-2012
Citação: SABOYA, R. M. A. (2012)
Resumo: O objetivo desta dissertação foi estudar a aplicação da sílica mesoporosa SBA-15 modificada com lantânio como catalisador heterogêneo nas reações de transesterificação e esterificação visando à produção de biodiesel. Para isso sintetizou-se o catalisador La-SBA-15 variando a razão molar Si/La em 25, 50 e 75. O catalisador heterogêneo La-SBA-15 apresenta características ácidas o qual pode ser mais tolerante a água e aos ácidos graxos livres presentes nos óleos e podem catalisar simultaneamente as reações de transesterificação e esterificação. O catalisador foi caracterizado através das análises de DRX, MEV e adsorção e dessorção de nitrogênio a 77 K. Para o estudo da aplicação do catalisador La-SBA-15 na reação de transesterificação utilizou-se como matéria-prima o óleo de soja e para a reação de esterificação o ácido oléico. Ambas matérias-primas foram previamente caracterizadas quanto à composição dos ácidos graxos por cromatografia gasosa, índice de acidez, índice de iodo, índice de saponificação, densidade a 20 ºC, viscosidade cinemática a 40 ºC e teor de umidade. Primeiramente aplicou-se o catalisador La-SBA-15 com diferentes razões molares Si/La na reação de esterificação do ácido oléico com etanol, verificando-se que o catalisador com razão molar Si/La igual a 50 apresentou a maior atividade catalítica na reação com conversão de 91,14 %. Portanto, o catalisador La-SBA-15 com razão molar Si/La igual a 50 foi a melhor proporção para utilização da SBA-15 modificada com lantânio como catalisador. Em seguida utilizou-se o catalisador La-SBA-15 com razão molar Si/La igual a 50 na reação de transesterificação do óleo de soja com etanol obtendo-se conversão de 80,00 %. Com isso, verifica-se que o catalisador La-SBA-15 com razão molar Si/La igual a 50 pode catalisar ambas as reações de esterificação e transesterificação, ou seja, catalisadores com propriedades ácidas podem agir sobre ambas as reações.
Abstract: The dissertation proposal to study the application of mesoporous silica SBA-15 modified with lanthanum as a heterogeneous catalyst in the esterification and transesterification reactions for biodiesel production. The catalyst lanthanum-incorporated SBA-15, La-SBA-15, with different Si/La molar ratios (75, 50, 25) were synthesized. The heterogeneous catalyst La- SBA-15 has acid characteristics which can be more tolerant of water and free fatty acids present in oils and can simultaneously catalyze the esterification and transesterification reactions. The catalyst was characterized by XRD, SEM and nitrogen isotherms at 77 K analysis. For study the application of La-SBA-15 catalyst in the transesterification reaction was used as feedstock the soybean oil and esterification reaction the oleic acid. Before the reaction, both raw materials were characterized as the fatty acid composition by gas chromatography, acid value, iodine value, saponification index, density, kinematic viscosity and water content. First applied the catalyst La-SBA-15 with different Si/La molar ratios in the esterification reaction of oleic acid with ethanol, verifying that the catalyst with Si/La = 50 molar ratio showed the highest catalytic activity in the reaction with conversion of 91,14%. Therefore, the La-SBA-15 catalyst with Si/La molar ratio of 50 was the best ratio for use of SBA-15 modified with lanthanum as a catalyst. Then used the La-SBA-15 catalyst with Si/La molar ratio of 50 in the transesterification reaction of soybean oil with ethanol resulting in conversion of 80.00%. So observed that the La-SBA-15 catalyst with Si/La molar ratio of 50 can catalyze both esterification and transesterification reactions.
Descrição: SABOYA, R. M. A. Produção de biodiesel empregando catalisadores nanoestruturados do tipo SBA-15 modificada com lantânio. 2012. 101 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/3814
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