Hidroisomerização de n-parafinas de cadeia longa catalisada por metais platínicos depositados em silicoaluminofosfatos para produção de biocombustíveis

Abstract

Este trabalho envolve o estudo da hidroisomerização de n-parafinas de cadeias longas, visando a que este processo seja aplicado na obtenção de biocombustíveis parafínicos com composição e características físico-químicas similares às dos combustíveis fósseis. A princípio, foram utilizados os compostos modelo dodecano, octadecano e ácido dodecanoico a fim de estabelecer os parâmetros reacionais mais eficientes para posterior aplicação destes em produtos da hidrodesoxigenação (HDO) de óleos vegetais (óleos de coco e de soja). Para tanto, foram utilizados catalisadores bifuncionais de Pd e Pt, depositados em suportes zeolíticos do tipo silicoaluminofosfatos, SAPO-11 e SAPO-5. Os catalisadores foram caracterizados por adsorção/dessorção de N2, difração de raios X, termodessorção de piridina e quimissorção de H2. Foram testados diferentes métodos de deposição metálica para a preparação dos catalisadores (impregnação via úmida e via seca), diferentes temperaturas (325, 350, 375 e 400 °C) e tempos de reação (3 h e 8 h). Todos os testes catalíticos foram procedidos com pressão inicial de 30 bar de H2 e com 5% (m/v) de catalisadores. Os produtos obtidos foram analisados por cromatografia gasosa; quantitativamente por meio de detector de ionização em chama (GC-FID), e, qualitativamente, por meio de detector de espectrômetro de massas (GC-MS). Por fim, os produtos provindos das reações com maior êxito foram caracterizados quanto à massa específica, viscosidade cinemática e calorimetria exploratória diferencial (DSC), sendo comparados com amostras de combustíveis comerciais. Os catalisadores preparados a partir do sal orgânico Pd(OAc)2 não apresentaram boa dispersão do metal e o suporte SAPO-5 apresentou problemas estruturais. O catalisador Pt/SAPO-11, preparado por impregnação via úmida a partir do PtCl4, apresentou melhor atividade e foi utilizado, portanto, nos testes de avaliação dos parâmetros reacionais. O craqueamento, principal reação concorrente à isomerização, deve ser cuidadosamente controlado de forma que os produtos permaneçam na faixa carbônica de interesse. De modo geral, a isomerização foi bem sucedida, sendo que as reações realizadas a 350°C, por 8h, propiciaram melhor conversão em isômeros e uma baixa taxa de craqueamento. Os resultados gerados mostram que os óleos vegetais e a metodologia testados possuem elevado potencial para a utilização na preparação de biocombustíveis parafínicos.