Produção de biocombustíveis a partir da biomassa : melhoria da resistência do zeólito ZSM-5 aos compostos fenólicos

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Química e Bioquímica

A produção de biocombustíveis provenientes da biomassa lignocelulósica poderá ser efectuada através do processamento conjunto de cargas convencionais do processo de Cracking Catalítico (FCC) e bio-óleos hidrotratados. Contudo, estes bio-óleos contêm compostos fenólicos, os quais reduzem o efeito de um dos aditivos mais utilizados no catalisador de FCC, o zeólito ZSM-5. Assim, numa tentativa de atenuar o impacto das moléculas fenólicas, procedeu-se à dessilicação do zeólito ZSM-5. Este trabalho consistiu no estudo da influência destes compostos sobre a actividade de zeólitos ZSM-5 com diferentes graus de dessilicação, tendo-se variado a temperatura, o tempo de tratamento e a concentração de solução básica. Verificou-se que a dessilicação conduziu a um aumento da mesoporosidade e da área de superfície externa, sem ocorrerem alterações significativas da microporosidade e cristalinidade, o que levou ao aumento da conversão do n-heptano e do metilciclohexano, devido a uma melhoria nas propriedades de difusão. Os ensaios catalíticos realizados na presença de fenol revelaram que o impacto desta molécula oxigenada está dependente do grau de dessilicação e do tipo de hidrocarboneto presente na alimentação, principalmente no início da reacção. Observou-se que é possível atenuar o efeito desactivante do fenol em cerca de 90% através da dessilicação, recorrendo a um grau de dessilicação não muito acentuado para o n-heptano e a um tratamento alcalino mais severo para o metilciclohexano. Contudo, esta redução do impacto do fenol à custa do aumento da mesoporosidade não implica uma redução da selectividade de forma do ZSM-5. Conclui-se que poderá ser vantajoso utilizar, no processo de FCC, zeólitos ZSM-5 dessilicados como aditivos, aquando da incorporação de bio-óleos, visto que estes levam a uma redução do impacto dos compostos fenólicos, sem haver alteração da selectividade de forma.