Avaliação de adsorventes obtidos a partir de bagaço de cana de açúcar na remoção de dibenzotiofeno em isooctano

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: GONZÁLEZ ALBA, Juan Felipe
• Orientador(a): BARBOSA, Celmy Maria Bezerra de Menezes, SILVA, Valdinete Lins da
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pos Graduacao em Engenharia Quimica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Engenharia Química; Adsorção; Bagaço de cana de açúcar; Porosidade; Química superficial; Materiais carbonáceos; Dibenzotiofeno
• Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/29110

O principal processo para a remoção de enxofre no refino é o hidrotratamento, caracterizado por ser um processo de alto custo, uma vez que requer elevado consumo de hidrogênio e de catalisadores, além de altas temperaturas, podendo apresentar reações paralelas indesejadas. Devido a esses fatores, novos processos de remoção têm sido propostos. Um deles, a adsorção, que visa a retirar o enxofre em condições brandas de operação, fazendo o processo mais económico. Para tal fim, neste trabalho, foi utilizado o dibenzotiofeno como molécula organo-sulfurada modelo, podendo ser encontrada em frações comerciais do petróleo tais como gasolina e diesel. Assim, esta pesquisa teve como objetivo utilizar adsorventes carbonáceos obtidos do bagaço de cana de açúcar na remoção de dibenzotiofeno. Os adsorventes investigados foram os seguintes: Cinza de bagaço de cana de açúcar “in natura” (CB), cinza de bagaço de cana de açúcar funcionalizada com HNO₃ (CBFA), cinza de bagaço de cana de açúcar funcionalizada com NH₄OH (CBFB), cinzas ativadas com CO₂ em duas taxas de aquecimento (5K.min⁻¹ e 10K.min⁻¹) e três temperaturas alvo: 873K (600°C), 973K (700°C) e 1073K (800°C) (CBA05600, CBA05700, CBA05800, CBA10600, CBA10700 e CBA10800) e finalmente carvões ativados (CA) obtidos por ativação química de bagaço de cana de açúcar, com duas diferentes concentrações de agente químico: H₃PO₄ ao 32% e 48% p/p (CA32 e CA48). Estes adsorventes foram caracterizados físico-quimicamente com as seguintes técnicas: isotermas de adsorção e dessorção de N₂ e CO₂, calorimetria de imersão, difração de raios X (DRX), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier com módulo de reflectância difusa (DRIFT), determinação do ponto de carga zero (PCZ) e análise elementar. A caracterização permitiu conhecer as mudanças na química superficial e na estrutura física dos materiais, atribuídas aos processos de funcionalização e ativação. A remoção de dibenzotiofeno foi avaliada por espectroscopia no ultravioleta visível e por cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas, sendo realizada previamente a validação estatística para cada um dos métodos analíticos. A concentração do adsorvente foi um parâmetro investigado, determinando 5 g.L⁻¹ como a concentração de adsorvente de trabalho. Foi empregada uma concentração inicial de enxofre de 50 mg.L⁻¹ para os estudos de concentração de adsorvente e cinéticos. Foi possível determinar características físicas e químicas dos materiais, compreendendo assim possíveis mecanismos de interação adsorvato-adsorvente: a estrutura porosa – especialmente a microporosa - e a acidez superficial dos materiais foram determinantes na capacidade de remoção dos materiais. Foi observado em todos os materiais capacidade de remoção de enxofre, sendo em maior medida para as amostras CA32, CA48 e CBFB, com remoção de até 70% para testes de 24 horas. Encontraram-se tempos de equilíbrio de 6 horas, e os dados experimentais foram ajustados aos modelos de equilíbrio de Langmuir, Freundlich e Langmuir - Freundlich, apresentando um ajuste aceitável. Este trabalho mostra uma perspectiva bastante promissória ao demostrar que as cinzas de bagaço de cana de açúcar, considerados rejeito na indústria sucro-alcooleira, apresentam capacidade de remoção de dibenzotiofeno.