Bio-oleo obtido por hidropirolise de biomassa como precursor de materiais carbonosos

Resumo: O principal objetivo foi reduzir o conteúdo de oxigênio no bio-óleo obtido da conversão termoquímica de biomassa visando seu emprego como precursor de fibras de carbono. Celulose pura, madeira de eucalípto e bagaço de cana foram pirolisados em um reator de leito fixo com altas pressões de hidrogênio. A celulose foi usado como composto modelo, madeira e bagaço como matérias primas abundantes no meio rural brasileiro. O processo estudado foi a hidropirólise com e sem catalisador. Variaram-se a temperatura final de tratamento térmico, a pressão de hidrogênio e a taxa de aquecimento. Também foram realizados experimentos com dois catalisadores de desoxigenação. O catalisador de ferro foi disperso na própria matéria prima na forma de sulfeto de ferro (catálise homogênea). O catalisador de níquel-molibdênio suportado em 'gama'-alumina modificado com fósforo agiu em dois estágios, pelo qual o bio-óleo passou ainda na fase vapor. Ambos os catalisadores indicaram que podem diminuir o teor de oxigênio dos bio-óleos. Os produtos líquidos, sólidos e gasosos foram analisados. Para cada experimento os rendimentos foram calculados. O bio-óleo foi analisado por ressonância magnética nuclear do próton e de carbono em solução, análise elementar, infra-vermelho e teor de água utilizando o método de Dean-Stark. O carvão foi analisado por ressonância magnética nuclear do carbono em estado sólido e análise elementar. Os gases hidrocarbonetos foram analisados por cromatografia gasosa em termos de 'C IND.1'-'C IND.4'. É feita uma avaliação do processo e da utilização do bio-óleo na produção das fibras de carbono, assim como uma revisão dos processos e precursores tradicionais. Mostram-se também as variações da pirólise de biomassa, tecnologias de reatores e outros processos pirolíticos para se obter bio-óleosAbstract: The main objective is oxygen reduction in bio-oils from biomass thermochemical conversion for carbon fibres precursor. Pure cellulose, eucalyptus wood and sugar cane bagasse were pyrolysed under high hydrogen pressure in a fixed bed reactor. Cellulose was a model compound, wood and bagasse as natural raw materiaIs in Brazilian rural areas. Hydropyrolysis with and without catalyst was applied for biomass conversion. Heat treatment final temperature, hydrogen pressure and heating rate were operating variables changing. Two hydrodeoxygenation catalysts were also applied. A dispersed iron suphided catalyst and two-stage Ni-Mo/P: 'gama'-'AL IND. 2' 'O IND. 3' catalyst. In the last one, the bio-oil passed through it in vapour phase. Both catalyst were able to decrease the oxygen in bio-oils. Liquid, solid and gases products were yielded and analyzed after each experimentoBio-oil was analyzed by solution state 'H SOB. 1' and 'C SOB. 13' nuclear magnetic resonance, elemental analysis, infra-red spectroscopy and water content by Dean-Stark method, the residual charcoal by solid state 'C SOB. 13' nmr and elemental analysis and hydrocarbon gases by GC-FID in terms of 'C IND.1'-'C IND.4'. It is presented a literature review concerning about carbon fibres fabrication processes and traditional precursors and suggested a bio-oil-based carbon fibre processoIt is showed all thermochemical biomass conversion processes, pyrolysis reactor technologies and catalysts used to upgrade bio-oil