Produção de ésteres metílicos com acetato de metila supercrítico em reator tubular

Abstract

Resumo

Resumo: Os métodos de produção de biodiesel que utilizam o álcool como reagente da reação produzem glicerina como subproduto. Com o aumento mundial da produção de biodiesel, houve um excesso da produção de glicerina, o que levou a sua desvalorização no mercado. Uma alternativa para o processo de produção de biodiesel é a substituição do álcool por acetato de metila. Neste processo é produzido como subproduto da reação, a triacetina, que é considerada um aditivo do biodiesel. Ao contrário dos métodos convencionais de produção de biodiesel, a transesterificação supercrítica não utiliza catalisador e não é afetada pela presença de ácidos graxos livres e água, sendo considerada uma alternativa promissora. O objetivo deste trabalho foi investigar a produção de biodiesel, em condições supercríticas por transesterificação não catalítica utilizando acetato de metila, avaliar a estabilidade dos ésteres metílicos do meio reacional e avaliar o efeito da transferência de massa sobre o rendimento da reação. Neste trabalho, foram usados dois tipos de óleo (soja e macaúba) que apresentam diferentes teores de ácidos graxos livres. Avaliou-se a influência da temperatura, da razão molar e o tempo de residência, sobre o rendimento em ésteres metílicos de ácidos graxos para as reações conduzidas em reator tubular de leito fixo. Os resultados demonstraram que a composição do óleo afetou significativamente a produção de biodiesel. Os melhores rendimentos de ésteres metílicos de ácidos graxos foram obtidos na reação com óleo de macaúba após 45 minutos de reação, na temperatura de 325 °C, pressão de 200 bar, com razão mássica óleo de macaúba: acetato de metila 1:5. Verificou-se também que o óleo de soja em condições acima de 350 °C e longos tempos de residência apresentam elevados graus de decomposição dos constituintes do meio reacional, obtendo níveis de decomposição superiores a 50 % na temperatura de 375 °C.

Abstract: The methods of producing biodiesel using the alcohol as the reaction reagent produce glycerol by product. With increased global production of biodiesel, there was an excess production of glycerin, which led to its devaluation in the market. An alternative process for the production of biodiesel is to replace the alcohol is methyl acetate. This process is produced as a byproduct of the reaction, triacetin, which is considered an additive for biodiesel. Unlike conventional methods of biodiesel production, supercritical transesterification catalyst does not use and is not affected by the presence of free fatty acids and water, is considered a promising alternative. The objective of this study was to investigate the production of biodiesel in supercritical conditions by non-catalytic transesterification using methyl acetate, to evaluate the stability of the methyl esters of the reaction medium and to evaluate the effect of mass transfer on the reaction yield. In this work, we used two types of oil (soybean and macauba) that exhibit different levels of free fatty acids. We evaluated the effect of temperature, molar ratio and the residence time on the yield of methyl esters of fatty acids for reactions conducted in fixed bed tubular reactor. The results showed that the oil composition significantly affected the production of biodiesel. The best yields of the fatty acid methyl esters were obtained on reaction with oil macauba after 45 minutes of reaction, at a temperature of 325 ° C, pressure 200 bar, with mass ratio of oil macauba: methyl acetate 1:5. It was also soybean oil in a position above 350 ° C and long residence times have high degrees of decomposition of the constituents of the reaction, resulting decomposition levels above 50% at a temperature of 375 ° C.