Preparação, caracterização e uso de dolomita mineral como catalisador heterogêneo na produção de biodiesel via reação de transesterificação de óleo de fritura

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Tecnologia Química e Biológica, 2014.O biodiesel é um combustível biodegradável derivado de fontes renováveis, que pode ser produzido a partir de gorduras ou óleos de origem animal ou vegetal. Este biocombustível pode substituir total ou parcialmente o óleo diesel de petróleo em motores automotivos ou estacionários. Por essas características, o biodiesel vem sendo um grande vetor de redução das emissões de diversos poluentes e no combate ao efeito estufa. Além disso, colabora para uma maior diversificação da matriz energética brasileira, que já é exemplo mundial na utilização de energias renováveis. Este trabalho reporta a preparação, caracterização e o uso da dolomita como catalisador heterogêneo em reação de transesterificação com óleo usado de fritura a fim de produzir biodiesel de 2ª geração. O óleo coletado foi fornecido pelo projeto ambiental na cidade do Gama-DF, Projeto BioGama. Segundo a literatura, a dolomita apresenta resultados positivos como catalisador na reação de transesterificação. Neste trabalho, o objetivo foi estudar as condições de tratamento do catalisador, tais como, temperatura de calcinação e impregnação de outras espécies; e as condições reacionais, tais como temperatura, tempo reacional, quantidade de catalisador e razões molares dos reagentes. Estas diferentes condições visam as melhores taxas de conversão de metil ésteres e reuso do catalisador. Foi possível realizar três ciclos catalíticos na melhor condição reacional com 100% de conversão: dolomita calcinada a 900 °C, 1 h de reação a 60 ºC, razão molar 1:6 (óleo/metanol) e 2% de catalisador (m/m). Foi possível também observar que a taxa de conversão está diretamente relacionada ao conteúdo de CaO no catalisador, o qual apresentou lixiviação ao longo dos ciclos. A fim de reduzir esta lixiviação, foram impregnados espécies de ferro, cobre, níquel e cério à dolomita, porém a perda de espécies de cálcio permaneceu inalterada, não trazendo benefícios para o processo. Sendo assim, o trabalho evidenciou positivamente o uso da dolomita como catalisador na produção de biodiesel priorizando processos mais limpos, econômicos e com altas taxas de conversão de ésteres.Biodiesel is a biodegradable fuel derived from renewable sources that can be produced from animal or vegetable fat or oil. This biofuel can totally or partly replace diesel oil in automotive or stationary engines. Because of these characteristics, biodiesel has been a major vector in addition reduce emissions of various pollutants and combat global warming. Besides, it helps to diversify the Brazilian energy matrix, which is already a world example in the use of renewable energies. This study reports the preparation, characterization and use of dolomite as heterogeneous catalyst in the transesterification of used frying oil to produce biodiesel of 2nd generation. The oil collected was provided by an environmental project from the city of Gama - DF called BioGama Project. Dolomite has already shown positive results as a catalyst at the transesterification reaction, according to the literature. In this study, the objective was to analyze the treatment conditions of the catalyst, such as calcination temperature and impregnation of other species, and the reaction conditions such as temperature, reaction time, amount of catalyzer and molar ratios of reagents, aiming better conversion rates of methyl esters and the reuse of the catalyzer. It was possible to observe three catalystie cycles with the dolomite calcinned at 900 °C, at the best reaction condition, 1 hour reaction at 60 °C, 1:6 molar ratio (oil/methanol) with 2% of catalyst (w/w) showing 100% of conversion . It was also observed that the conversion rate was directly related to the content of CaO in the catalyst, which showed leaching throughout the cycles. In order to reduce this leaching, iron, copper, nickel and cerium species were impregnated an dolomite. However, the loss of calcium species remained unchanged and did not provide benefits for the process. Thus, this study demonstrated the positive use of dolomite as a catalyst in the production of biodiesel in a way that prioritize cleaner, economical and high rate conversion processes to produce esters