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Impregnação de heteropoliácidos em sílica para esterificação do ácido esteárico com metanol

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2009
Autor(a) principal: Scroccaro, Karine Isabel
Orientador(a): Yamamoto, Carlos Itsuo, 1965-
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Catalisadores
Biodiesel
Metanol
Catalise
Engenharia de Materiais e Metalurgia
Link de acesso: https://hdl.handle.net/1884/18759
Resumo: Orientador: Carlos Itsuo Yamamoto
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spelling Wypych, Fernando, 1959-Universidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais - PIPEYamamoto, Carlos Itsuo, 1965-Scroccaro, Karine Isabel2024-12-11T19:06:37Z2024-12-11T19:06:37Z2009https://hdl.handle.net/1884/18759Orientador: Carlos Itsuo YamamotoCoorientador: Fernando WypychDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais e Processos. Defesa: Curitiba, 06/05/2009Inclui bibliografiaÁrea de concentração: Processos Térmicos e QuímicosResumo: A produção de biodiesel é realizada pela reação de transesterificação, que pode ser catalisada por um agente ácido ou básico, sendo um exemplo dentre as reações de esterificação existentes. No presente trabalho estudou-se a reação homogênea de esterificação do ácido esteárico, formando o estearato de metila ou etila, bem como desenvolveu-se um catalisador heterogêneo para realizar a mesma reação. O catalisador heterogêneo da reação de esterificação tem um propósito de ser aplicado futuramente para a petroquímica de produção do biodiesel, que é de grande importância na substituição do diesel. Atualmente catalisadores do tipo HPAs (heteropoliácidos) estão sendo utilizados em reações catalíticas tanto em fase homogênea como em fase heterogênea, por apresentarem um alto potencial catalítico. Para iniciar o desenvolvimento de um catalisador heterogêneo para a produção de biodiesel, foram realizadas reações de esterificação em fase homogênea catalisada com os HPAs, e também sua impregnação em suportes pulverizados de alumina, sílica e outros materiais a fim de investigar a viabilidade econômica da rota de reação. Utilizou-se uma ferramenta de planejamento experimental para otimizar as condições de impregnação desses suportes com os HPAs e também para encontrar as melhores condições reacionais. A cromatografia foi utilizada para quantificar os ésteres obtidos nas reações e, através de análise por ultravioleta investigou-se se o catalisador heterogêneo estava sendo lixiviado durante as reações. Os resultados obtidos para a conversão da reação de esterificação em meio homogêneo foram utilizadas como referência para a otimização dos parâmetros básicos de impregnação dos HPAs. A temperatura de calcinação é um parâmetro importante para que haja total oxidação do heteropoliácido no interior do suporte e não ocorra a lixiviação durante a reação. Na reação homogênea, a conversão obtida foi de 100 % em um tempo de 4 horas com 5 % de ácido fosfotúngstico. A reação heterogênea apresentou uma conversão de 78 % em um tempo de 4 horas com 12 % de suporte impregnado e calcinado a 550 ºC. As condições de preparo do catalisador foram otimizadas assim como a reação heterogênea. A lixiviação do ponto otimizado foi a mínima possível em torno de 0,8 ppm. Os resultados obtidos no trabalho contribuem para o desenvolvimento de um catalisador heterogêneo à base de HPAs que poderá ser utilizado na produção de biodiesel e em outras sínteses.Abstract: The production of biodiesel is carried out by transesterification reaction, that can be catalyzed by an acid or basic agent. The transesterification reaction is one example amongst the existing reactions of sterification. In the present work it has been studied stearic acid homogeneous sterification reaction, producing methyl or ethyl stearate, as well as it has developed a heterogeneous catalyst to carry out the same reaction. The heterogeneous catalyst has the purpose of being applied in the future to the petrochemical biodiesel production, which has a great importance to substitute the ordinary diesel. Currently HPAs catalysts types (heteropolyacids) are being used in catalytic reactions as much in homogeneous phase as in heterogeneous phase, due to presenting a high reactive potential. To start the development of a heterogeneous catalyst for the biodiesel production, the esterification reactions were performed in homogeneous phase with HPAs, and their impregnation at the supports sprayed of alumina, silica and other materials were investigated the economic viability of the route reaction. It has been used an experimental design tool to optimize the impregnation conditions of these supports with HPAs and also to find the best reactional conditions. Chromatography was used to quantify the obtained esthers in the reactions and, through ultraviolet analysis it was detected if the heterogeneous catalyst was being lixiviated during the reactions. The obtained results for the esterification reaction conversion in a homogeneous were employed as a reference for the optimization of the basic parameters to the HPAs impregnation. The calcination temperature is an important parameter to assure the complete oxidation of heteropolyacid into the support and, in order to avoid the lixiviation during the reaction. In the homogeneous reaction, the conversion obtained was of 100 % within the time of 4 hours, with 5% of phosphotungstic acid. The heterogeneous reaction showed the conversion obtained was of 78 % within the time of 4 hours, with 12 % of support impregnated with phosphotungstic acid and calcined at 550 ºC. The conditions to prepare the catalyst were optimized as well the heterogeneous reactions. The leaching presented was the minimal possible around the 0,8 ppm. The obtained results in this work contribute to developed a heterogeneous catalyst its based on HPAs that will be utilized in the biodiesel production and in the other sintheses.129f. : il. algumas color., grafs., tabs.application/pdfDisponível em formato digitalCatalisadoresBiodieselMetanolCataliseEngenharia de Materiais e MetalurgiaImpregnação de heteropoliácidos em sílica para esterificação do ácido esteárico com metanolinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALDissertacao de Mestrado_versao finalx.pdfapplication/pdf1073979https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/18759/1/Dissertacao%20de%20Mestrado_versao%20finalx.pdf4c0361312f91df5088a036b28c058a34MD51open accessTEXTDissertacao de Mestrado_versao finalx.pdf.txtExtracted Texttext/plain205192https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/18759/2/Dissertacao%20de%20Mestrado_versao%20finalx.pdf.txtf3d967b788d53dea87b0b21d74814e60MD52open accessTHUMBNAILDissertacao de Mestrado_versao finalx.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1380https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/18759/3/Dissertacao%20de%20Mestrado_versao%20finalx.pdf.jpg7115cbcb2b55c255e9fa89082c082e5fMD53open access1884/187592024-12-11 16:06:37.401open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/18759Repositório InstitucionalPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestinformacaodigital@ufpr.bropendoar:3082024-12-11T19:06:37Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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