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Estudo da redução do índice de acidez e do teor de enxofre em matérias-primas para biodiesel
| datacite.subject.fos | Optimização Energética na Indústria Química | pt_PT |
| dc.contributor.advisor | Ramalho, Elisa Maria Rodrigues | |
| dc.contributor.author | Couto, Emanuel António Beça | |
| dc.date.accessioned | 2017-06-23T09:44:22Z | |
| dc.date.available | 2019-12-01T01:30:20Z | |
| dc.date.issued | 2016 | |
| dc.description.abstract | Esta dissertação teve como objetivo o estudo dos processos de tratamento da matéria-prima para a produção de biodiesel com elevado teor de AGL e de compostos contendo enxofre, nomeadamente, a esterificação ácida e a dessulfuração oxidativa. Nestes processos foram avaliadas formas de melhora-los e otimizá-los, uma vez que era do interesse da unidade fabril que isso acontecesse. Para cumprir os objetivos propostos foram realizados ensaios em cada um dos tratamentos: - Na reação de esterificação ácida foi avaliada a influência de diversos parâmetros, como a temperatura, o rácio molar do metanol/AGL e a concentração do catalisador, com um processo em duas etapas de reação, utilizado 2/3 dos reagentes na primeira etapa e os restantes na segunda etapa. Foi também avaliada a hipótese de realizar apenas uma etapa de reação, e por fim foram realizados ensaios em condições de temperatura e pressão mais elevadas, nomeadamente 150ºC e 13 bar, que permitissem efetuar as etapas de esterificação e transesterificação em simultâneo. - Na dessulfuração oxidativa, fizeram-se diversos ensaios em reator de cavitação. Fez-se variar a concentração do agente oxidante (peróxido de hidrogénio), bem como a pressão de trabalho do reator. Por fim, foi observada a influência da esterificação ácida na dessulfuração oxidativa, alterando-se a ordem de aplicação de cada tratamento. No estudo da reação de esterificação ácida concluiu-se que o aumento da temperatura favorece a diminuição do teor de AGL, bem como o aumento do rácio molar metanol/AGL e o aumento da concentração do catalisador (MSA). Posteriormente, utilizando 90ºC, um rácio molar metanol/AGL de 3,67:1 e 1,67% de MSA foi realizada a reação de esterificação em apenas uma etapa, conseguindo-se atingir um índice de acidez de 10 mgKOH/gamostra, valor limite máximo definido pela empresa. Nos ensaios a 150ºC e 13 bar, foram efetuadas as reações de esterificação em transesterificação ácida em simultâneo. Após análise do teor em ésteres e do índice de acidez em cada ensaio, verificou-se que a reação de transesterificação se realizou de forma muito mais extensa que a reação de esterificação. Por fim, o tratamento da dessulfuração oxidativa em reator de cavitação revelou-se promissor na oxidação e remoção dos compostos com enxofre. Também se concluiu pela análise qualitativa dos espetros na fluorescência de raio x que o aumento da concentração do peróxido de hidrogénio acima de 0,025 g/L e da pressão acima de 2 bar no reator têm muito pouca ou nenhuma influência no resultado final. Em relação à influência da esterificação ácida no tratamento de dessulfuração oxidativa, conclui-se que é benéfico em matérias-primas com elevado teor de AGL e de enxofre, realizar inicialmente a esterificação ácida e só posteriormente a dessulfuração. | pt_PT |
| dc.description.abstract | The goal of this dissertation was the study of feedstock treatment process for biodiesel production with high value of free fatty acids (FFA) and sulfur compounds, namely acid esterification and oxidative desulfurization. These processes were evaluated because it was of the factory’s interest that it happened. To follow the proposed goals tests were performed, in each one of the treatments: - In acid esterification reaction it was evaluated the influence of many parameters, such as, temperature, molar rate of methanol/FFA and catalyst concentration using a two stage reaction process, using 2/3 of the reagents in the first stage and the remaining in the last stage. A single step reaction process was also evaluated. In order to perform the esterification reaction of free fatty acids and the transesterification reaction of triglycerides simultaneously some experiments were made using higher temperatures and pressures, namely, 150ºC and 13 bar. - In oxidative desulfurization several tests in a cavitations reactor were made. The Oxidant agent concentration was varied (hydrogen peroxide) as well as a reactor work pressure. In the end, the acid esterification influence in oxidative desulfurization was observed, by changing the order of each treatment application. In the study of acid esterification reaction, it has been concluded that the rise of temperature, improved the diminution of FFA contents, as well as a methanol/FFA molar ratio increase and a catalyst concentration (MSA) increase. Then, using 90ºC, a methanol/FFA molar rate of 3,67:1 and 1,67% from MSA, a esterification reaction in just one stage was performed, achieving an acidity level of 10 mgKOH/gsample, maximum limit value, defined by the company. In 150ºC and 13 bar tests an esterification reaction and an acid transesterification was made at the same time. After ésteres content and acidity level analysis it was found that the transesterification reaction has been performed in a more extended way than the esterification reaction. In the end the oxidative desulfurization treatment in a cavitations reactor has revealed promising developments in the oxidation and removal of sulfur compounds. It was also concluded by the qualitative analyses of the x ray fluorescence spectrums, that the increase of the hydrogen peroxide concentration above 0,025 g/L and 2 bar pressure in reactor, has very little influence in the final results. Concerning the acid esterification nfluence in oxidation desulfurization treatment, we conclude that it brings benefits to feedstock with high level of FFA and sulfur compounds, to perform in a first stage the acid esterification and only then the desulfurization. | pt_PT |
| dc.identifier.tid | 201708159 | pt_PT |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10400.22/9931 | |
| dc.language.iso | por | pt_PT |
| dc.subject | Esterificação ácida | pt_PT |
| dc.subject | Dessulfuração oxidativa | pt_PT |
| dc.subject | AGL | pt_PT |
| dc.subject | Enxofre | pt_PT |
| dc.subject | MAS | pt_PT |
| dc.subject | Metanol | pt_PT |
| dc.subject | Reator | pt_PT |
| dc.subject | Cavitação | pt_PT |
| dc.subject | Acid esterification | pt_PT |
| dc.subject | Oxidative desulfurization | pt_PT |
| dc.subject | FFA | pt_PT |
| dc.subject | Sulfur | pt_PT |
| dc.subject | Methanol | pt_PT |
| dc.subject | Reactor | pt_PT |
| dc.subject | Cavitation | pt_PT |
| dc.title | Estudo da redução do índice de acidez e do teor de enxofre em matérias-primas para biodiesel | pt_PT |
| dc.type | master thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| rcaap.rights | openAccess | pt_PT |
| rcaap.type | masterThesis | pt_PT |
| thesis.degree.name | Mestrado em Engenharia Química | pt_PT |