Valorização do bio-óleo do resíduo de sisal - Pereira, Luis Gabriel Gomes (2023)
O bio-óleo do resíduo de sisal, produzido por meio do processo de pirólise rápida em leito fluidizado, possui uma composição diferenciada, que se destaca pela alta viscosidade e ponto de fluidez, baixa razão O/C, elevada estabilidade térmica e alto teor de fenóis. Porém, ele ainda precisa ter suas características melhoradas, a fim de ser utilizado em biorrefinarias e para a produção de espécies químicas de interesse industrial. Sendo assim, o presente trabalho tem o objetivo de avaliar a redução das espécies oxigenadas no bio-óleo do resíduo de sisal a partir da manipulação das variáveis operacionais do processo de pirólise rápida e da sua transformação catalítica via hidrodesoxigenação (HDO). As relações processo/produto da pirólise foram estudadas variando-se a vazão de nitrogênio, vazão mássica de biomassa, temperatura e pressão. Em geral, a composição do bio-óleo foi intensamente dependente dos parâmetros do processo. A menor pressão estudada foi a melhor condição para obtenção do bio-óleo com alto rendimento (até 17%), com maior rendimento de monômeros (44,51% em peso) e menor razão O/C (0,11). Os resultados também indicaram que o bio-óleo do resíduo de sisal apresenta uma composição com altos teores de compostos fenólicos, alifáticos e naftalenos. Ele possui, portanto, grande potencial para a obtenção de biocombustíveis e/ou aromáticos e fenóis de alto valor agregado via valorização catalítica, devido ao baixo teor de oxigênio e alto grau de despolimerização. Na etapa de HDO, os catalisadores do tipo Ni-Cu/Al-MCM-41 se mostraram ativos no hidrotratamento dos bio-óleos do resíduo do sisal e da madeira de pinho. Para o bio-óleo de pinho, os catalisadores bimetálicos 20Ni5Cu e 20Ni10Cu apresentaram as melhores performances, promovendo os rendimentos de 53,1% e 51,2% em fase oleosa, superiores ao do “benchmark” RU/C (47,1%), além de promoverem os rendimentos de 43,35% e 42,84% em peso de monômeros, respectivamente. Foi verificada a redução do peso molecular médio (Mw), assim como da razão O/C e aumento da razão H/C, indicando predominância da via reacional de hidrogenação/hidrodesoxigenação/hidrocraqueamento. No caso do bio-óleo do resíduo do sisal, a via de reação de repolimerização foi predominante, resultando em consumos de H2 mais baixos, aumento do Mw e redução dos rendimentos dos monômeros. Entretanto, foi verificada a redução da razão O/C de aproximadamente 48% em média em relação à entrada, assim como o aumento de hidrocarbonetos alifáticos, aromáticos, álcoois e cetonas.