Desenvolvimento de catalisadores heterogêneos ácidos para produção de biodiesel

Atualmente, a rota mais utilizada para a produção de biodiesel é a transesterificação via catálise básica homogênea. No entanto, essa rota tecnológica apresenta uma série de inconvenientes, limitando sua produção e, consequentemente, elevando o custo final do produto. Sendo assim, surge a necessidade de outros processos para a produção desse biocombustível, principalmente quando os óleos vegetais apresentam alto teor de ácidos graxos livres. No presente trabalho avaliaram-se diferentes catalisadores heterogêneos ácidos à base de óxido de cério e zeólita HZSM-5. Entre eles: CeO2, SO42-/CeO2 0,5M-350 °C, SO42-/CeO2 0,5M-600 °C, HZSM-5, SO42-/CeO2/HZSM-5 0,5M-350 °C, SO42-/CeO2/HZSM-5 0,5M-600 °C SO42-/CeO2/HZSM-5 3,0M-350 °C e SO42-/CeO2/HZSM-5 3,M-600 °C, em reações de esterificação em rota metílica para a produção de oleato de metila. Os catalisadores foram caracterizados por ATG/DTA, difratometria de raios X, MEV-EDS e FTIR. Nas reações de esterificação foram variados os seguintes parâmetros: razão molar ácido oleico/metanol, temperatura de reação e % de catalisador. A difratometria de raios X indicou que, mesmo submetidos à elevação de temperatura, os catalisadores mantiveram cristalinidade e o processo de sulfatação reduziu a cristalinidade. O FTIR apresentou bandas características dos materiais. De acordo com os testes catalíticos, os parâmetros variados influenciaram nos resultados obtidos. As melhores condições reacionais foram: razão molar óleo: álcool de 1/10, teor de catalisador em 10%, para os catalisadores CeO2, SO42-/CeO2/HZSM-5 3,0M-350 °C e SO42-/CeO2/HZSM-5 3,M-600 °C; para a HZSM-5, razão molar óleo/álcool de 1/45 com 5% de catalisador e, para os demais, razão molar de 1/45, com 15% de catalisador. Os melhores rendimentos foram obtidos à temperatura de 100 °C, para todos os catalisadores testados. Os catalisadores foram avaliados quanto ao teste de lixiviação e os resultados mostraram que os catalisadores não lixiviaram para o meio reacional, apresentando heterogeneidade. Os testes de reusos realizados indicaram que os catalisadores apresentaram atividade mesmo após o 3° ciclo. Os testes catalíticos mostraram que os catalisadores utilizados neste trabalho têm grande potencial para a utilização nas reações de esterificação para a produção de biodiesel.Dissertação apresentada à Universidade Federal de Lavras, como parte das exigências do Programa de Pós-Graduação em Agroquímica, área de concentração em Agroquímica, para a obtenção do título de Mestre