Impregnação de carvão ativado para remoção de enxofre do óleo diesel por adsorção.

Abstract

Resumo: A emissão de compostos sulfurados pela queima de derivados do petróleo tem sido o foco de muitas pesquisas e preocupações pelo mundo. Esta situação resultou em leis mais rigorosas quanto à emissão de poluentes automotivos, principalmente em relação à redução na emissão de enxofre. Por isso, busca-se desenvolver novas tecnologias, como a dessulfurização por adsorção com adsorventes modificados que aumentem a seletividade para compostos sulfurados. Neste estudo, realizou-se a caracterização física, química e estrutural de oito carvões comerciais, além de estudos prévios de cinética e de adsorção do enxofre em diesel sintético. Além disso, impregnações preliminares com os sais CuCl e CuCl2 foram efetuadas, os carvões impregnados foram avaliados quanto a sua capacidade adsortiva, que somados aos resultados da caracterização permitiram determinar a técnica de impregnação utilizada e os carvões que foram testados. Dois carvões ativados foram impregnados seguindo uma nova técnica proposta para o CuCl2, na qual foram avaliados três fatores, concentração da solução de impregnação, tempo de contato da solução com o adsorvente e a condução da etapa de secagem. Estes carvões impregnados foram testados quanto a sua capacidade adsortiva para o enxofre presente em 20 mL de uma solução de n-decano com benzotiofeno com concentração de 500 ppm de S, a 40 °C, com 2,0 g de adsorvente durante 24 horas. Os adsorventes apresentaram leve melhora em relação aos carvões originais, para determinadas condições na impregnação. Os carvões impregnados também foram caracterizados química, textural e estruturalmente e pela análise de BET apresentaram redução na área superficial, área e volume de microporos. Além disso, difrações referentes a cristais de cobre foram observadas nas análises de DRX; cloro e cobre foram detectados na análise de FRX e MEV.

Abstract: The emission of sulfur compounds from the burning of oil has been the focus of many research and concern for the world. This situation resulted in stricter laws for automotive emissions of pollutants, especially regarding the reduction in sulfur emissions. Because of this, new technologies, such as desulfurization by adsorption with modified adsorbents, have been developed to increase the selectivity for sulfur compounds. In this study eight commercial activated carbons were characterized physical, chemical and structurally, and preliminary studies of kinetic and adsorption of sulfur were realized with synthetic diesel. Furthermore, preliminary impregnation with the salts CuCl and CuCl2 were made, the impregnated carbons were evaluated about its adsorption capacity, which added to the characterization results allowed to determine the impregnation technique used and the activated carbons that were impregnated. Two activated carbons were impregnated according to a new technique proposed for the CuCl2, which was evaluated three factors, concentration of impregnation solution, contact time of solution with the adsorbent and conduction the drying step. These impregnated carbons have been tested for its adsorption capacity for sulfur present in 20 mL of a solution of n-decane with benzothiophene in a concentration of 500 ppm S, 40 ° C with 2.0 g of adsorbent for 24 hours. The ad sorbents showed slight improvement over the original activated carbons, for certain conditions for impregnation. Impregnated carbons have also been characterized chemical, structural and texturally and BET analysis showed a reduction in surface area, micropore area and volume. Moreover, diffractions related to copper crystals were observed in XRD. Chlorine and copper were detected in XRF analysis and SEM.