Reação De Transesterificação De Óleo De Mamona Utilizando Tio2 Sulfatado Como Catalisador

Reação De Transesterificação De Óleo De Mamona Utilizando Tio2 Sulfatado Como Catalisador

Author Francisco, Thais Helena Autor UNIFESP Google Scholar
Advisor Goncalves, Norberto Sanches Autor UNIFESP Google Scholar
Institution Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Graduate program Ciência E Tecnologia Da Sustentabilidade
Abstract The production of biodiesel generally occurs by means of a transesterification reaction of a vegetable oil or animal fat, in the presence of a catalyst and a short alcohol such as methanol or ethanol. In this project, the reaction of transesterification with the use of castor oil and methyl alcohol was investigated by varying the proportions between the reactants and the catalyst, the temperature and the reaction time. The best results obtained from conversion to methyl esters were in the proportions in moles of 1: 0.3: 18 for oil: catalyst: methyl alcohol, at the temperature of 140 oC, and in the reaction time of at least 2 h, reaching one of the samples 100 % yield. The heterogeneous catalyst used for the transesterification reactions, sulfated titanium oxide (SO42-/TiO2), has acidic characteristics and was synthesized by the sol-gel method. Castor oil is a promising vegetable oil, mainly in Brazil, to obtain biofuels, but it has very high viscosity due to the high content of ricinoleic acid in its composition, and this physical characteristic has been a negative factor for its applicability as a fuel, since high viscosity decreases the ability to boil, causing damage to the diesel engine. The transesterification reaction with castor oil yields carboxylic esters that are less viscous than the triglycerides of this oil, but the desiccated castor oil was applied to the biofuel synthesis in the transesterification reaction, in order to further decrease the viscosity of the final product. The use of dehydrated castor oil in the more optimized transesterification reaction resulted in the lowest viscosity obtained among all products, of 8.1 cSt. A chemical reaction that decreases the viscosity of castor oil is the dehydration reaction. It is a modification of the chemical structure of ricinoleic acid, with the elimination of the hydroxyl group (-OH) from its carbonic chain. To perform this procedure the dehydrating agent, potassium hydrogensulphate (KHSO4), was used under different reaction conditions, in a simple distillation system under reduced pressure and in a microwave reactor. The sol-gel method used for the synthesis of SO42-/TiO2 is a chemical procedure by which little operational energy was used and allowed to obtain a material with a high acidity, high surface area and homogeneous properties.

A produção de biodiesel geralmente ocorre por meio de uma reação de transesterificação de um óleo vegetal ou gordura animal, na presença de um catalisador e um álcool de cadeia curta como o metanol ou etanol. Neste projeto, foi investigada a reação de transesterificação com a utilização do óleo de mamona e o álcool metílico variando-se as proporções entre os reagentes e o catalisador, a temperatura e o tempo reacional. Os melhores resultados obtidos de conversão a ésteres metílicos foram nas proporções em mols de 1:0,3:18 para óleo : catalisador : álcool metílico, na temperatura de 140 oC, e no tempo reacional de no mínimo 2 h, alcançando-se em uma das amostras 100 % de rendimento. O catalisador heterogêneo utilizado para as reações de transesterificação, o óxido de titânio sulfatado (SO42-/TiO2), possui características ácidas e foi sintetizado pelo método sol-gel. O óleo de mamona é um óleo vegetal promissor, principalmente no Brasil, para a obtenção de biocombustíveis, mas possui viscosidade muito alta devido ao alto teor de ácido ricinoleico em sua composição, e essa característica física tem sido um fator negativo para sua aplicabilidade como carburante, uma vez que a alta viscosidade diminui a capacidade de entrar em ebulição, ocasionando danos ao motor a diesel. A reação de transesterificação com o óleo de mamona produz ésteres carboxílicos que são menos viscosos que os triglicerídeos desse óleo, porém aplicou-se na síntese de biocombustível o óleo de mamona desidratado na reação de transesterificação, com o intuito de diminuir ainda mais a viscosidade do produto final. A utilização de óleo de mamona desidratado na reação de transesterificação mais otimizada, resultou na menor viscosidade obtida entre todos os produtos, de 8,1 cSt. Uma reação química que diminui a viscosidade do óleo de mamona é a reação de desidratação. Trata-se de uma modificação da estrutura química do ácido ricinoleico, com a eliminação do grupo hidroxila (-OH) de sua cadeia carbônica. Para realizar esse procedimento, foi utilizado o agente desidratante, o hidrogenosulfato de potássio (KHSO4), em condições reacionais diferentes, em sistema de destilação simples a pressão reduzida e em reator de microondas. O método sol-gel empregado para síntese do SO42-/TiO2 é um procedimento químico pelo qual utiliza-se pouco energia operacional e permitiu obter um material com uma acidez elevada, alta área superficial e propriedades homogêneas.
Keywords Biodiesel
Heterogeneous Catalyst
Castor Oil
Sulfated Titanium Oxide
Transesterification Reaction
Biodiesel
Catalisador Heterogêneo
Óleo De Mamona
Óxido De Titânio Sulfatado
Reação De Transesterificação
Language Portuguese
Date 2017-08-09
Research area Energia E Sustentabilidade
Knowledge area Ciências Da Sustentabilidade
Publisher Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Extent 106p.
Origin https://sucupira.capes.gov.br/sucupira/public/consultas/coleta/trabalhoConclusao/viewTrabalhoConclusao.jsf?popup=true&id_trabalho=5061649
Access rights Closed access
Type Dissertation
URI http://repositorio.unifesp.br/handle/11600/50088

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