Processos de purificação/ valorização do glicerol proveniente da produção de biodiesel

Mestrado em Engenharia Química - Ramo optimização energética na indústria química

A crescente produção mundial de biodiesel tem afectado significativamente todo o mercado de glicerol, originando uma enorme disponibilidade deste produto e consequente queda do seu valor comercial. É absolutamente necessário debruçarmo-nos sobre este composto de modo a impedir o seu declínio. Este trabalho foca-se na purificação do glicerol proveniente da produção de biodiesel, concretamente na purificação do glicerol da SOCIPOLE, S.A, e posterior valorização química. O glicerol proveniente da SOCIPOLE, S.A foi tratado laboratorialmente com operações de secagem e filtração tendo sido possível obter glicerol com a seguinte composição: 83,6±0,3% de glicerol, determinado pelo método do periodato, 0,60±0,01% de água, 7,2±0,1% de cinzas e 8,6% de MONG. Ao nível da empresa, foram sugeridas algumas melhorias para a linha de purificação, que, à data de entrega deste trabalho, se encontram em fase de implementação. Foram efectuados estudos da esterificação do glicerol com ácido acético e ácido oleico, visando a produção do monoacetato de glicerol e trioleato de glicerol, respectivamente. Na primeira reacção, levada a cabo a 60ºC com uma razão molar de 1:1 entre o glicerol e o ácido acético, e utilizando a resina Amberlyst 36WET como catalisador foram atingidas conversões de ácido acético de (63,4±0,2)% utilizando glicerol p.a. e de (56,2±0,2)% utilizando glicerol proveniente da SOCIPOLE S.A., com um grau de pureza de (81,7±0,3)%. Como produtos desta reacção, extremamente limitada pelo equilíbrio, foi identificada, qualitativamente por cromatografia gasosa, a formação de mono-, di- e tri-acetatos de glicerol. Na esterificação do glicerol com ácido oleico (AO), utilizando uma razão molar de 1:3 e 1% (m/m) de ácido p-toluenossulfónico como catalisador, atingiu-se uma conversão de (60,8±0,5)% em AO, operando durante 6h a 120ºC, 310mmHg. Os produtos sintetizados pela reacção de esterificação, bem como glicerol p.a e glicerol proveniente da SOCIPOLE S.A purificado a (83,6±0,3)% foram aplicados à etapa de engorduramento da produção de curtume confirmando a sua aplicabilidade como agentes de engorduramento, conferindo maciez e elasticidade às peles.

The global growing of biodiesel production has significantly affected the glycerol market resulting in a huge availability of the product and subsequent collapse of its commercial value. It is absolutely necessary to assure the future of this compound in order to prevent its decline. This work focuses on glycerol purification from the biodiesel production, particularly on purification of SOCIPOLE, SA glycerol, and subsequent chemical recovery. Glycerol from the SOCIPOLE SA was treated in laboratory through simple operations like drying and filtration, and a glycerol was obtained with the following composition: 83.6% glycerol, as determined by the periodate method, 0.6% water, 7.2% ash and 8.6% of MONG (organic matter non glycerol). At the industry level, some improvements have been suggested to the purification line. Esterification of glycerol with acetic acid (AA) and with oleic acid were studied, aiming at the production of glycerol monoacetate and glycerol trioleate, respectively. In the first reaction, carried out at 60 °C with a molar ratio of 1:1, between glycerol and acetic acid, and using the Amberlyst catalyst 36WET, (63.4±0.2)% of AA conversion were reached using glycerol p.a. and (56.2±0.2)% using glycerol from the SOCIPOLE S.A, (81.7±0.3)% purity. The products were qualitatively identified by gas chromatography and the formation of mono-, di-and tri-acetates of glycerol was observed. The esterification of glycerol with oleic acid (OA) using a molar ratio of 1:3 and 1% (w / w) of p-toluenesulfonic acid as catalyst resulted in a AO conversion of (60.8±0.5)%, operating for 6h at 120 º C, at a pressure of 160mmHg. The products synthesized by the esterification reaction, as well as glycerol p.a. and purified glycerol (83.6%) from SOCIPOLE, S.A were applied to the oiling stage of tanning production to in order to confirm their applicability as oiling agents, providing softness and elasticity to the skin.