Degradação térmica e catalítica do resíduo atmosférico de petróleo (RAT), utilizando materiais nanoestruturados do tipo SBA-15

In this work were synthesized and characterized the materials mesoporous SBA-15 and Al- SBA-15, Si / Al = 25, 50 and 75, discovered by researchers at the University of California- Santa Barbara, USA, with pore diameters ranging from 2 to 30 nm and wall thickness from 3.1 to 6.4 nm, making these promising materials in the field of catalysis, particularly for petroleum refining (catalytic cracking), as their mesopores facilitate access of the molecules constituting the oil to active sites, thereby increasing the production of hydrocarbons in the range of light and medium. To verify that the materials used as catalysts were successfully synthesized, they were characterized using techniques of X-ray diffraction (XRD), absorption spectroscopy in the infrared Fourier transform (FT-IR) and adsorption nitrogen (BET). Aiming to check the catalytic activity thereof, a sample of atmospheric residue oil (ATR) from the pole Guamaré-RN was performed the process by means of thermogravimetry and thermal degradation of catalytic residue. Upon the curves, it was observed a reduction in the onset temperature of the decomposition process of catalytic ATR. For the kinetic model proposed by Flynn-Wall yielded some parameters to determine the apparent activation energy of decomposition, being shown the efficiency of mesoporous materials, since there was a decrease in the activation energy for the reactions using catalysts. The ATR was also subjected to pyrolysis process using a pyrolyzer with gas chromatography coupled to a mass spectrometer. Through the chromatograms obtained, there was an increase in the yield of the compounds in the range of gasoline and diesel from the catalytic pyrolysis, with emphasis on Al-SBA-15 (Si / Al = 25), which showed a percentage higher than the other catalysts. These results are due to the fact that the synthesized materials exhibit specific properties for application in the process of pyrolysis of complex molecules and high molecular weight as constituents of the ATR

No presente trabalho foram sintetizados e caracterizados os materiais mesoporosos SBA-15 e Al-SBA-15, Si/Al= 25, 50 e 75, descobertos por pesquisadores da Universidade da Califórnia- Santa Bárbara- EUA, tendo diâmetro de poros variando entre 2 a 30 nm e espessura das paredes de 3,1 - 6,4 nm, tornando estes materiais promissores na área da catálise, especificamente para o refino do petróleo (craqueamento catalítico), já que seus mesoporos facilitam o acesso das moléculas constituintes do petróleo aos sítios ativos, aumentando assim a produção de produtos na faixa dos hidrocarbonetos leves e médios. Para verificar se os materiais utilizados como catalisadores haviam sido sintetizados com sucesso, os mesmos foram caracterizados através das técnicas de difração de raios-X (DRX), espectroscopia de absorção na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e adsorção de nitrogênio (BET). Com o intuito de verificar a atividade catalítica dos mesmos, utilizou-se uma amostra de Resíduo Atmosférico de petróleo (RAT), proveniente do Pólo de Guamaré- RN, realizando-se através da termogravimetria o processo de degradação térmica e catalítica do resíduo. Mediante as curvas obtidas, observou-se uma redução na temperatura de início do processo de decomposição catalítica do RAT. Pelo modelo cinético proposto por Flynn- Wall obtiveram-se alguns parâmetros para determinação da energia de ativação aparente das decomposições, ficando evidenciada a eficiência dos materiais mesoporosos, já que houve uma diminuição da energia de ativação para as reações utilizando os catalisadores. O RAT também foi submetido ao processo de pirólise utilizando-se um pirolisador com cromatografia gasosa, acoplado a um espectrômetro de massa. Mediante os cromatogramas obtidos, observou-se um aumento no rendimento dos compostos na faixa da gasolina e diesel oriundos da pirólise catalítica, com ênfase para o Al-SBA-15 (Si/Al= 25), que apresentou um percentual superior aos demais catalisadores. Esses resultados se devem ao fato dos materiais sintetizados exibirem propriedades específicas, para aplicação no processo de pirólise de moléculas complexas e com alto peso molecular, como os constituintes do RAT