OBTENÇÃO DE BIOCOMBUSTÍVEIS POR CRAQUEAMENTO TÉRMICO E TERMOCATALÍTICO DE ÓLEO DE BABAÇU (ORBIGNYA PHALERATA) SOBRE BAUXITA: um estudo teórico e experimental

Abstract

RESUMO: No presente trabalho, as reações de craqueamento térmico e termocatalítico do óleo de babaçu foram utilizadas para a produção de combustíveis alternativos. A caracterização dos líquidos orgânicos (LO) foi feita por espectroscopia na região do infravermelho (FTIR) e a medida da acidez por estimativa direta da quantidade de ácidos livres. Os produtos da pirólise obtidos sem a utilização de catalisadores apresentou acidez muito elevada, sendo que a fração leve apresentou acidez maior do que a fração pesada. Para obtenção de biocombustíveis menos ácidos utilizou-se um catalisador heterogêneo, bauxita. A seleção deste catalisador foi devido aos sítios ácidos de Lewis que ele apresenta. Sua caracterização foi realizada por meio de difração de Raios-X (DRX), espectroscopia na região do Infravermelho (FTIR) e adsorçãodessorção de nitrogênio. O catalisador utilizado se mostrou bastante promissor nas reações de desoxigenação do óleo de babaçu resultando em líquidos orgânicos (LO) de acidez relativamente baixa, mostrando a ação desoxigenante do catalisador utilizado. A cromatografia gasosa dos líquidos orgânicos, obtidos no craqueamento térmico e termocatalítico, mostraram picos de C6 a C23 indicando a existência de elevadas quantidades de substâncias orgânicas nas amostras. As estruturas moleculares dos possíveis compostos gerados na pirólise do óleo vegetal, perfis termodinâmicos e os mecanismos de eliminação de hidrogênio beta e transferência de hidrogenio gama foram feitas em nível de DFT. As possíveis rotas das reações de decomposição térmica do ácido láurico, principal constituinte do óleo de babaçu, foram investigadas através dos parametros geométricos, comprimentos de ligações, energias envolvidas nas quebras de ligações e formação de radicais livres. Através dos radicais livres e energia livre de Gibbs investigou-se a formação dos possíveis compostos obtidos na pirólise do ácido láurico. O mecanismo de eliminação do hidrogênio beta mostruo-se mais favorável energeticamente na quebra das ligações do triacilglicerol. Diante das possíveis rotas de quebras de ligações, rearranjo dos possíveis radicais formados e produtos obtidos foi possível determinar alguns dos compostos orgânicos mais estáveis gerados na pirólise do ácido láurico. ABSTRACT: In the present work, the thermal cracking and thermo-catalytic reactions of babassu oil were used for the production of alternative fuels. The characterization of the organic liquids (LO) was made by infrared spectroscopy (FTIR) and the acidity measurement by direct estimation of the amount of free acids. The pyrolysis products obtained without the use of catalysts had very high acidity, and the light fraction presented higher acidity than the heavy fraction. To obtain less acidic biofuels a heterogeneous catalyst, bauxite, was used. The selection of this catalyst was due to the Lewis acid sites it presents. Its characterization was performed by means of X-ray diffraction (XRD), Infrared spectroscopy (FTIR) and nitrogen adsorption-desorption. The catalyst used was very promising in the deoxygenation reactions of babassu oil resulting in organic liquids (LO) of relatively low acidity, showing the deoxygenating action of the catalyst used. Gas chromatography of the organic liquids obtained in thermal cracking and thermocatalytic showed peaks of C6 to C23 indicating the existence of high amounts of substances in the samples. The molecular structures of the possible compounds generated in the pyrolysis of vegetable oil, thermodynamic profiles and mechanisms of beta hydrogen elimination and gamma hydrogen transfer were evaluated at DFT level. The possible routes of the thermal decomposition reactions of lauric acid, the main constituent of babassu oil, were investigated through the geometric parameters, bond lengths, energies involved in bond breaks and formation of free radicals. The formation of the possible compounds obtained in the pyrolysis of lauric acid was investigated by the free radicals and free energy of Gibbs. The mechanism of elimination of the hydrogen beta is shown more favorable energetically in the breakdown of triglycerol bonds. In view of the possible routes of breaking of bonds, rearrangement of possible formed radicals and products obtained, it was possible to determine some of the most stable organic compounds generated in the pyrolysis of lauric acid.