Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11422/13578
Type: Dissertação
Title: Modelagem cinética da hidrodesoxigenação do ácido oleico empregando carbeto de molibdênio suportado em alumina
Other Titles: Kinetic modeling of oleic acid hydrodeoxygenation over alumina-supported molybdenum carbide
Author(s)/Inventor(s): Souza, Mellyssa Soares de
Advisor: Silva, Victor Luis dos Santos Teixeira da
Co-advisor: Secchi, Argimiro Resende
Abstract: Matérias-primas renováveis à base de triglicerídeos são consideradas promissoras para a produção de biocombustíveis a partir da hidrodesoxigenação (HDO), tendo esses propriedades muito semelhantes às dos combustíveis fósseis. Neste trabalho, ácido oleico foi usado como molécula modelo para estudar a HDO empregando Mo2C/γ-Al2O3 como catalisador, em um reator de leito fixo a 30 bar. A temperatura e a velocidade espacial mássica variaram entre 260–340 °C e 20–60 h−1 , respectivamente. O catalisador foi sintetizado in situ por carburação com programação de temperatura. Amostras líquidas coletadas em intervalos regulares de tempo foram identificadas no GC-MS e quantificadas no GC-FID. O catalisador mostrou-se estável, e o estado estacionário foi alcançado após 5–6 h de operação contínua. A conversão de ácido oleico aumentou com o aumento da temperatura e do tempo de contato. Uma rota de reação foi proposta baseada na distribuição de produtos, permitindo a derivação de um modelo cinético. As reações foram consideradas como sendo de pseudo-primeira ordem em relação às espécies líquidas. Um método de integração numérica e um algoritmo de otimização baseado em regiões de confiança, com a função objetivo de máxima verossimilhança, foram executados no MATLAB®. Os intervalos de confiança dos parâmetros foram estimados para um nível de confiança de 95%. O modelo descreveu bem a cinética da reação nas diversas condições estudadas. Os parâmetros estimados propiciaram uma boa concordância entre as concentrações experimentais e as preditas, com coeficiente de correlação de 87–99%. A HDO do ácido oleico ocorreu via formação de ácido esteárico e octadecenal como produtos primários, octadecanal, octadecenol e octadecanol como intermediários oxigenados, e hidrocarbonetos C17 e C18 como produtos finais. Hidrocarbonetos C18 foram significativamente mais dominantes do que C17.
Abstract: Triglyceride-based materials are considered to be promising renewable feedstocks for the production of biofuels by hydrodeoxygenation (HDO), which have very similar properties to conventional petroleum fuels. In this work, oleic acid was used as model compound to study the HDO over Mo2C/γ-Al2O3 catalyst, in a fixed-bed reactor at 30 bar pressure. The reaction temperature and the weight hourly space velocity were varied within 260–340 °C and 20–60 h−1 , respectively. The Mo2C/γ-Al2O3 was synthesized in situ by temperature programmed carburation. Liquid samples collected at regular interval of time were identified by GC-MS and quantified by GC-FID. Catalyst performed rather stable, and the steady state of each experiment was achieved after 5–6 h of continuous operation. Higher conversions were achieved with the increased temperature and contact time. A reaction pathways was proposed based on observed products distribution, allowing for the derivation of a kinetic model. The reactions were assumed to be pseudo-first-order with respect to liquid phase components. A method of numerically integrating and trust-region-reflective optimization algorithm with maximum likelihood as objective function were applied and performed in MATLAB®. The confidence intervals of the parameters were estimated under 95% confidence level. The model described well the kinetic data under versatile reaction conditions. The estimation results show a good agreement between the experimentally obtained and predicted concentrations, with correlation coefficient of 87–99%. HDO of oleic acid proceeded via formation of stearic acid and octadecenal as a primary products, octadecanal, octadecenol and octadecanol as oxygenated intermediates, and C17 and C18 hydrocarbons as the final products. Hydrocarbons C18 was significantly more dominant than C17.
Keywords: Modelagem cinética
Ácidos graxos
Hidrodesoxigenação catalítica
Carbeto de molibdênio
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
Production unit: Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Feb-2019
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
Appears in Collections:Engenharia Química

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