Avaliação de catalisadores ácidos poliméricos em reações de esterificação para a produção de biodiesel

Abstract

Resinas poliméricas de troca iônica têm sido muito utilizadas como catalisadores heterogêneos em reações de esterificação de óleos com alto teor de ácidos graxos livres. Entretanto, resinas à base de polidivinilbenzeno ainda não foram adequadamente estudadas para este fim. Neste trabalho, polidivinilbenzenos foram sintetizados por meio de polimerização em suspensão aquosa. Misturas de tolueno:heptano (DIL) foram usadas como formadores de poros. Foram variadas as proporções de tolueno/heptano na mistura de solventes e o volume da mistura de solventes (DIL) na fase orgânica da suspensão. A estrutura porosa dos polidivinilbenzenos foi caracterizada por sua área específica, volume de poros e densidade aparente. Os suportes foram então sulfonados com ácido sulfúrico. As propriedades de inchamento desses polímeros foram determinadas por meio da retenção de 1,2-dicloroetano (DCE), solvente usado na etapa de sulfonação com o H2SO4, e da retenção de água e etanol, solventes encontrados na reação de esterificação. Foi determinada a capacidade de troca catiônica dos catalisadores obtidos e estes foram avaliados na reação de esterificação do ácido oleico e de uma borra ácida com etanol. Foi possível verificar que a variação da razão tolueno/heptano na fase orgânica influenciou a quantidade e o tamanho de poros do suporte polimérico. Os catalisadores sintetizados com uma maior proporção de tolueno e um maior grau de diluição apresentaram maior retenção em 1,2-DCE e água. Em contrapartida, o aumento da diluição causou um decréscimo tanto da capacidade de troca quanto da conversão de ácido. Já para os catalisadores que sintetizados com o mesmo grau de diluição e diferentes proporções de solventes, percebeu-se que, com o aumento do teor de heptano e a diminuição do grau de diluição, ocorreu uma maior retenção de etanol, porém ocorreu a diminuição de sua capacidade e da sua conversão. Foi possível perceber que a conversão de ácido oleico em éster etílico acompanhou o comportamento da capacidade de troca catiônica dos catalisadores. Aqueles obtidos na presença de um maior teor de tolueno produziram ésteres etílicos com conversão na faixa de 87,5-90 %. Os catalisadores sintetizados com um maior teor de heptano, levaram a conversão na faixa de 69,5-79 % de conversão do ácido oleico em seu éster etílico. Isso indica que o maior inchamento do catalisador influencia positivamente a conversão do ácido graxo em seu éster etílico. éster etílico. Isso indica que o maior inchamento do catalisador influencia positivamente a conversão do ácido graxo em seu éster etílico

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