Preparação, caracterização e aplicação de catalisador produzido a partir de resíduo da gaseificação de biomassa

Abstract

A integração entre tecnologias sustentáveis de produção de energia tem sido fundamental para sua difusão. Além disso, à diversificação da matéria-prima, como a utilização de biomassa, vem trazendo novas perspectivas quanto à produção de energia renovável. Os biocombustíveis por sua vez fazem parte de um setor importante nesse contexto, principalmente os derivados de biomassa que apresentam efeito significativo na redução das emissões de gases do efeito estufa (GEE). Os processos de conversão de biomassa compreendem três nichos, dentre eles: processos físicos, processos bioquímicos e processos termoquímicos. Assim as características da biomassa serão essenciais para definir qual a melhor rota a ser seguida. Os processos termoquímicos vêm ganhando espaço, em específico a gaseificação (produção de gás de síntese) que tem grande potencial energético e com diversas aplicações, desde energia elétrica até na síntese de compostos com maior valor agregado. Desse processo é gerado o alcatrão, subproduto constituído essencialmente por hidrocarbonetos policíclicos aromáticos. Reduzir ou remover o alcatrão é importante para a obtenção de um processo mais eficiente e um gás mais limpo. Uma forma de gerenciar esse resíduo proporcionando sua reutilização é a aplicação em outro processo termoquímico que propicie obtenção de mais produtos de valor agregado. Dessa forma, fez-se o craqueamento térmico do alcatrão obtendo uma fase líquida (bio-óleo) e uma fase sólida (carvão). O carvão foi então sulfonado e aplicado em reações de esterificação e transesterificação para a produção de biodiesel. O processo de sulfonação foi efetivo, fato evidenciado pelas análises de IV e elementar (aumento de 0,17 para 10,28% d e enxofre) comprovando a inserção de grupos SO3H. Quanto à aplicação, foram obtidas conversões de 100% para ambas as reações de esterificação e transesterificação para os dois álcoois testados, etanol e metanol. O catalisador proporcionou grande atividade frente aos materiais graxos testados e tem grande potencial para escalonamento e aplicação industrial.