A apresentação está carregando. Por favor, espere

A apresentação está carregando. Por favor, espere

Biodiesel: Propriedades e Tecnologias de Produção Prof. Donato Aranda, Ph. D Escola de Química/UFRJ Brasília Abril, 2007.

Apresentações semelhantes


Apresentação em tema: "Biodiesel: Propriedades e Tecnologias de Produção Prof. Donato Aranda, Ph. D Escola de Química/UFRJ Brasília Abril, 2007."— Transcrição da apresentação:

1 Biodiesel: Propriedades e Tecnologias de Produção Prof. Donato Aranda, Ph. D Escola de Química/UFRJ Brasília Abril, 2007

2 Potencial Brasileiro Área Agricultável (milhões de hectares) Fonte: FAO, 1994, 2000, 2002

3 99% of Vegetable Oils and Animal Fats are Triglycerides... Glyceride Fatty Acid Triglyceride Molecule “If you want to understand function, study structure” Francis, H.C. Crick, 1916

4 H 3 C-CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 -COC 2 H 5 H 3 C-CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 -COCH 3 O O Ethyl Methyl H 3 C-CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 -CH 3 Biodiesel – Ethyl Ester or Methyl Ester Petro-Diesel Diesel x Biodiesel

5 LUBRICIDADE: Biodiesel vs. Diesel Petro-Diesel with Sulphur:High Lubricity, without Sulphur: Poor Lubricity CH 3 -(CH 2 ) n -COCH 3 Metallic Surface O Biodiesel: High Lubricity without sulphur Metallic Surface

6 Emissões: Biodiesel vs. Diesel Petrodiesel: SOx, CO, PM Emissions CH 3 -(CH 2 ) n -COCH 3 O Biodiesel: Dramatic Reduction of Emissions + O2+ O2 CO 2 + H 2 O + SOx + CO + MP + Arom. + O 2 CO 2 + H 2 O More Oxidation, more complete oxidation

7 Poluição Direta – Impacto dos Particulados B20 B20 decreases 12% particulate emissions. Impact in S. Paulo city: 350 avoided deaths/year

8 Cold Properties palmitate oleatelinoleate

9 Ácidos Graxos, Estruturas Moleculares

10 CFPP additives CFPP additives The effect of cold flow improver additive on Cold Filter Plugging Point (CFPP) in soybean biodiesel, sunflower biodiesel, cotton biodiesel and jatropha curcas biodiesel.

11 Oxidation Stability Conductivity measurement Platine electrode Volatile reception Heater block Sample Air Reaction vessel

12 Oxidation Stability - Induction Period

13 FA: fatty acid A: alcohol G: glycerol TriglycerideBiodiesel FA AlcoholGlycerol Transesterificação Principais tecnologias: Tecbio, Ballestra, Crown, Westfalia, Lurgi

14 TG + Metanol  DG + Biodiesel DG + Metanol  MG + Biodiesel MG + Metanol  Glicerol + Biodiesel A Transesterificação em Etapas

15 H3H3 C O O C C C O H OH H H H H H C H2H2 14 C + H3OH3OC C O C H2H2 CH 3 O O C C C O H OH H H H H H Freedman, B et al (1984) Ulf Schuchartd (1998) Etapa 2 Etapa 4 Etapa 3 O C C C O H OH H H H H H + O C O C H2H2 14 H3H3 C H3H3 C C O C H2H2 CH 3 O O C C C O H OH H H H H H O C C C OH OH H H H H H H + H 3 OHC H3OH3OC + O C C C O H OH H H H H H OH - + CH 3 OH ↔ CH 3 O - + H 2 O Etapa 1

16 Energias dos orbitais HOMO e LUMO dos glicerídeos e álcoois

17 -57,06 -62,72 -38,52 -45,53

18 Energias dos orbitais HOMO e LUMO dos glicerídeos e álcoois -296,68-279,40-250,33

19 RESULTADOS PARCIAIS E DISCUSSÃO Simetria. Lóbulos regulares em tamanho e energia

20 Análise de Álcool EN 14110

21 Ésteres Totais soybean jatropha EN 14103

22 Análise de Glicerídeos ASTM D 6584 (On column)

23 Acompanhamento do Processo Método enzimático para avaliar a conversão de triglicerídeos. Espectrofotômetro, reagentes ~ 15 min PI (Brazilian Patent)

24 Reações

25 Metodologia 20  L prepared sample 2000  L reactants Bath Time: 10 min Temperature: 37ºC Spectrofotometer 500 nm

26 Metodologia Spectrofotometer 500 nm Absorbance Standard curve

27 Acidez e Saponificação As tecnologias de transesterificação trabalham com Matérias primas de acidez limitada. Preocupação: Minimizar a saponificação

28 Processo Natural de Hidrólise produz ácidos graxos em qualquer óleo ou gordura H 3 C-CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 -COCH 2 H 3 C-CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 -COCH H 3 C-CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 2 -COCH 2 O O O H 2 O + Lypases

29 Hidrólise Industrial Fábricas no Brasil: SGS (Ponta Grossa), ICSG (Campinas), Irgovel (Pelotas) Ácido Graxo: 99%

30 Agropalma

31 AGROPALMA

32 AGROPALMA, BELÉM-PA, ABRIL/2005 Patent:D. A. G. Aranda e O. A. C. Antunes; PI , D. A. G. Aranda e O. A. C. Antunes, WO , 2004.

33 Catalisador de esterificação Catalisador de esterificação  Heterogeneous Catalyst  Reusable  Zero Soap  Easy to remove  No neutralization step Nobic Acid (CBMM)

34 CATÁLISE HETEROGÊNEA  Não implica riscos de contaminação dos produtos, uma vez que há facilidade de separação. Não necessita de etapas de neutralização de produtos.  Industrialmente, existem catalisadores em processos petroquímicos e oleoquímicos com durabilidade de meses ou até mesmo anos. Quando adequadamente regenerados, os catalisadores sólidos podem ser reutilizados com manutenção de sua atividade, gerando grande economia no processo.

35 Theoretical Calculations Palmitic Acid Palmitic Acid

36 Density of Charges Protonated Palmitic Acid

37 Transition State + H 3 OHC OH C HO C H2H2 14 H3H3 C O CH 3 H + OH C HO C H2H2 14 H3H3 C +

38 Methanol + Protonated Palmitic Acid

39 LUMO metanol HOMO acido protonado E= 0,075 eV E= -0,442 eV

40 HOMO metanol LUMO acido protonado E= -0,264 eV E= -0,230 eV Um bom catalisador interage com o LUMO do ácido protonado

41 TriglycerideFatty Acid FA FA +FA WaterGlycerol Hidroesterificação + 3G H2OH2O G 3 FA A A H2OH2O + Fatty Acid Alcohol Biodiesel Water (No acidity restriction in feedstock)

42 Custos Operacionais: Hidroesterificação Hydrolysis + Esterification Chemicals (¢/L)1 Energy (¢/L)2 Oper.Costs (¢/L)3 If biodiesel plant is integrated with an ethanol or crushing plants, operating costs will be less than 2 ¢/L. No acidity limits in the feedstocks

43 CONCLUSÕES  As propriedades do biodiesel estão relacionadas com sua própria estrutura.  Transesterificação é a forma mais popular porém não é a única forma de se produzir biodiesel. A Hidroesterificação é viável técnica e economicamente.  Para comercializar produto bem especificado é preciso mais do que um bom equipamento. Assistência técnica e bom treinamento são fundamentais nesse caso, onde as análises são de complexidade acima da média.

44 Obrigado ! “Todas as coisas cooperam para o bem daqueles que amam a Deus. Aqueles que andam segundo o Seu propósito” Rm 8, 28


Carregar ppt "Biodiesel: Propriedades e Tecnologias de Produção Prof. Donato Aranda, Ph. D Escola de Química/UFRJ Brasília Abril, 2007."

Apresentações semelhantes


Anúncios Google