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Biogasolina: uma alternativa para o aproveitamento da glicerina Prof. Claudio J. A. Mota Prof. João Cajaíba Dr. Alexandre Caldeira Instituto de Química.

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1 Biogasolina: uma alternativa para o aproveitamento da glicerina Prof. Claudio J. A. Mota Prof. João Cajaíba Dr. Alexandre Caldeira Instituto de Química Universidade Federal do Rio de Janeiro

2 Rendimento volumétrico: para cada 90 m³ de biodiesel são produzidos cerca de 10 m³ de glicerina. Por conta do biodiesel o preço da glicerina no mercado internacional está sofrendo uma forte queda e a tendência é baixar mais ainda. Em 1995 o valor era de US $1,55 o kg atualmente está entre entre US $ 0,5 a 1,0/ kg. Nos EUA e Europa, fábricas de glicerina sintética foram fechadas.

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4 Aproveitamento da glicerina implica em deslocamento de outros produtos Glicerina sintética propeno Acrilatos propeno Propanodiol (glicóis) etileno, propeno A demanda por olefinas leves (etileno, propeno) cresce a cada ano no Brasil Substituição gradativa das plantas industriais custo Glicerina Novas utilizações

5 Combustão mais limpa e aumento da octanagem redução da emissão de CO redução da emissão de hidrocarbonetos não queimados redução de particulados redução de benzeno e compostos sulfurados redução de voláteis (VOC) redução da formação de ozônio redução da emissão de NO x

6 MTBE (metil-t-butil-éter) ETBE (etil-t-butil-éter)

7 TAME (metil-t-amil-éter) ETBE (etil-t-amil-éter)

8 TBA (álccol t-butílico) Etanol

9 MTBE Principal aditivo oxigenado usado nos EUA. Consumo de cerca de 200 mil barris por dia. Adição de cerca de 11% em peso na gasolina 2,0% de Oxigênio Em 2003 a produção mundial de MTBE foi de 19 milhões de toneladas MTBE phase out Desde 2002 nos EUA. Indefinições quanto ao substituto Etanol tem problemas de VOC

10 MTBE 18% peso em oxigênio Glicerina 52% peso em oxigênio Em termos de oxigênio 11% de MTBE 4% glicerina Mercado potencial para colocação de cerca de 7 milhões t/ano glicerina

11 Glicerina p.e. = 290 o C p.f. = 18 o C insolúvel em hidrocarbonetos Biogasolina p.e. até 220 o C p.f. abaixo de 0 o C solúvel em hidrocarbonetos

12 Têxtil: usa-se para ajustar e amaciar fios e tecidos e na lubrificação no processamento de fibras na fiação e tecelagem. Outros usos; Como lubrificante para o maquinário da indústria de alimentos. Na manufatura de tintas à base de resinas. Para adicionar flexibilidade a borrachas e plásticos. Na manufatura de espumas flexíveis. Na manufatura de dinamite. Na manufatura de peças de radio e lâmpadas neon.

13 Carbonato de glicerina Solvente não tóxico com aplicações nas indústrias de cosméticos e tintas. Aditivo: emulsificante para cosméticos Monômero no preparo de poliésteres, policarbonatos, etc: Intermediário químico no preparo de surfactantes, lubrificantes, glicidol De acordo com a patente americana US 6,495,703 pode-se preparar o carbonato a partir de glicerina e uréia na presença de catalisador de óxido metálico sob condições brandas de temperatura (80°C) e pressão atmosférica. Dados típicos: conversão de 64% e seletividade de 92%.

14 Poliglicerina De acordo com a patente americana US 6,620,904 pode-se preparar poliglicerinas lineares em batelada a partir de glicerina e Ca(OH) 2 como catalisador. O produto da reação depois de acabado tem uso como aditivos para cosméticos e alimentos.. Poliglicerinas lineares são mais biodegradáveis e mais solúveis que as cíclicas.

15 1,3 Propanodiol Commodity com potencial para deslocar o etilenoglicol. Um exemplo: substituição do polietileno tereftalato (PET) pelo polipropileno tereftalato (PTT). O novo polímero tem maior elasticidade. O 1, 3 propanodiol pode ser preparado de acordo com a patente americana US 5,254,467 a partir da glicerina bruta direta do processo de produção de biodiesel, diluída em meio aquoso para 10 a 15%, por rota microbiológica usando-se o Clostridium Butiricum. Não há repressão catabólica por conta do aumento no teor de 1,3 propanodiol. Pode-se metabolizar 90% da glicerina disponível. As faixas operacionais para a etapa de fermentação são: Temperatura 27 a 40°C Tempo de 8 a 12 h.

16 Acrilatos Acroleína, ácido acrílico, acrilonitrila. Usado como plásticos, fibras sintéticas e intermediários químicos. Rota tecnológica atual partindo de propeno, cuja demanda como matéria-prima para produção de plásticos (polipropileno) tenderá a crescer mais que a oferta deste produto.

17 Principais impurezas esperadas: água, catalisador (soda), alcool não reagido, ésteres, 1,2 e 1,3 propanodiol, monoéteres e oligômeros de glicerina e polímeros. A adição de ácidos graxos permitiria por hipótese a remoção da soda na forma de sabões que poderiam ser filtrados. Eventuais pequenos excessos de acidez ou alcalinidade poderiam, ser controlados por tratamento com resinas de troca ionica. Destilação primária para remover a glicerina pelo topo: Temp. 165 a 180°C, Press mBar. Destilação secundária em coluna recheada: glicerina purificada. Pureza de 99,8 a 99,9% (grau farmacêutico) e rendimento de 90 a 95%.


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