Utilize este identificador para referenciar este registo: http://hdl.handle.net/10451/10479
Título: Estudo da reacção de hidrogenação de misturas de óleos de origem animal e vegetal
Autor: Barradas, Maria Beatriz Cravo
Orientador: Pinto, Filomena
Costa, Paula Alexandra da Conceição
Palavras-chave: Hidrogenação
OAU
GA
Hidrogénio
Teses de mestrado - 2013
Data de Defesa: 2013
Resumo: O crescimento populacional e a contínua procura de energia em todo o mundo levantam, há algumas décadas, preocupações relacionadas com as emissões de gases com efeito de estufa (GEE) que originam, para além de problemas na saúde humana, alterações climáticas no planeta. Para além da diminuição do consumo de petróleo, é necessário potenciar a investigação e a produção de combustíveis a partir de fontes renováveis e a sua produção e utilização de uma forma sustentável. Um processo que tem despertado interesse na comunidade científica para produção de combustíveis líquidos é a hidrogenação de óleos/gorduras, a partir do qual são quebradas as ligações do grupo carboxilo dos triglicéridos para obtenção de hidrocarbonetos, constituintes do petróleo. O combustível resultante é um produto desoxigenado e pode ser utilizado em motores convencionais. O presente trabalho consistiu no estudo da reacção de hidrogenação, onde foram utilizadas duas matérias diferentes, e analisadas as composições das fases gasosa e líquida, obtidas a partir do processo. Foi estudado o efeito da temperatura na hidrogenação do óleo alimentar usado (OAU), através de três ensaios, a 370ºC, 400ºC e 430ºC, a 160psi e durante 60 minutos. Observou-se uma diminuição da composição de parafinas com o aumento da temperatura, a maior percentagem relativa destes compostos foi observada na reacção a 370ºC. Na segunda parte do estudo, pretendeu-se estudar o efeito produzido pela mistura de OAU e gordura animal (GA) no mesmo processo. Foram testadas diferentes composições de OAU e GA, em cinco ensaios, a 380ºC, 80 psi e durante 30 minutos. O estudo revelou que, embora não se verifique nenhuma mais-valia em termos de composição do produto, a utilização destas duas matérias em conjunto é possível. Na mistura onde foi observado o maior rendimento de parafinas, foram utilizados três catalisadores: Cobalto-Molibdénio (CoMo), Fluid Catalytic Cracking (FCC) e Zeolite Socony-Mobile-5 (ZSM-5). Verificou-se que o CoMo promoveu a produção de parafinas enquanto o FCC e o ZSM-5 se mostraram eficazes nas reacções de cracking, quer pela formação de hidrocarbonetos gasosos como pelo rendimento do n-pentadecano (n-C15) ao n-octadecano (n-C18). Os mesmos catalisadores foram testados na hidrogenação do OAU, a 400ºC, 160psi e por 30 minutos. Na reacção não catalítica observou-se o maior rendimento de parafinas, enquanto os catalisadores favoreceram bastante as reacções de aromatização. A conversão em hidrocarbonetos entre o n-C15 e o n-C18 foi superior na reacção não catalítica.
Population growth and the continuous rising on energy demand throughout the world are raising, for some decades ago, some concerns relating to the greenhouse gas (GHG) emissions that cause, besides human health problems, global climate change. Besides decreasing oil consumption, it is necessary to enhancing the investigation and production of fuels from renewable sources and make their use sustainable. A process that has been arousing the interest of the scientific community for liquid fuels production is the hydrogenation of oils/fats, in wich the bonds of the carboxyl group of triglycerids are broke forming hydrocarbons. The composition of the resulting product from this process is similar to the composition of oil, deoxygenated and it can be used on conventional motors. The presente work consisted on studying the hydrogenation reaction on two different raw materials, used frying oil (UFO) and animal fat (AF), and analysing the liquid and gaseous phases, resulting from the process. It was studied the temperature effect on the hydrogenation of UFO, through three experiments, with temperature values of 370ºC, 400ºC and 430ºC, at a hydrogen (H2) initial pressure of 160psi and reaction time of 60 minutes. It was observed that the paraffin yield decreased with increasing temperature and the main hydrocarbons obtained were those on the gasoline range. In the second part of the work, the aim was the study of the effect of UFO and AF blends in the same process. It were tested five different blends of UFO and AF with a reaction temperature of 380ºC, H2 initial pressure of 80psi and reaction time of 30 minutes. The results revealed that these two materials can be processed together, being obtained a liquid product rich in paraffins. In the blend where 50% of the two materials were used, it was studied the effect of three catalysts: cobalt and molybdenum (CoMo), Fluid Catalytic Cracking (FCC) and Zeolite Socony-Mobile-5 (ZSM-5). It was observed that CoMo promoted the production of paraffin and hydrocarbons from n-pentadecane (n-C15) to n-octadecane (n-C18) while using FCC and ZSM-5 resulted in a larger formation of aromatic compunds and in a decreasing of paraffin yield. The same catalysts were used in the hydrogenation of UFO with a reaction temperature of 400ºC, H2 initial pressure of 160psi and reaction time of 30 minutes. From the thermic reaction resulted the highest yield of paraffins and hydrocarbons from n-C15 to n-C18 while using catalyst favoured aromatization reactions.
Descrição: Tese de mestrado integrado em Engenharia da Energia e do Ambiente, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2013
URI: http://hdl.handle.net/10451/10479
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