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Authors
Abstract(s)
Due to the finite stock of fossil fuels and its negative impact on the environment, many countries across the world are now leaning toward renewable energy sources like solar energy, wind energy, biofuel, hydropower, geothermal and ocean energy to ensure energy for the society development security. Biodiesel is one type of biofuel that is renewable, biodegradable and has similar properties of fossil diesel fuels.
Biodiesel is a mixture of fatty acids methyl esters (FAMEs) and can be produced through esterification of fatty acid mixtures or transesterification of vegetable oils and animal fats, using homogeneous and heterogeneous catalysts. Ionic liquid (IL) based catalysts are more and more used since they can be recovered and reused and can have the ability to catalyze both esterification and transesterification reactions. Thus, these types of catalysts, represent clear environmental and safety advantages in relation to classical catalysts.
The present work aims to study the use of choline hydroxide (ChOH) IL as a potentially reusable catalyst for the production of biodiesel. A kinetic study was carried out for the transesterification of a previously characterized vegetable oil sample, with methanol, under the specific conditions: 2 wt.% catalyst dosage, 1:10 oil/methanol molar ratio, for the reaction times of 10, 20, 30, 45, 60 and 120 minutes at 65, 55, 45, and 35 ℃. Transesterification with ChOH provided a 95.7% conversion in FAME content for 30 min of reaction at 65 ℃. The results of the kinetic study demonstrated that the first-order model was generally the best fit for the reaction kinetics considering all the temperatures, with a rate constant (k) estimated as 0.1182 min-1 for 65 ℃, and an estimated activation energy of 13.64 kJ/mol.
An activation of LDHs by intercalation was made with 0 (blank test), 1, 2, 4 and 5 wt% of IL (BMIM HSO4).
The activation of LDH by intercalation with BMIM HSO4 was not successful, because the conversion values are very low.
Devido à quantidade finita de combustíveis fósseis e do impacto negativo que têm sobre o meio ambiente, muitos países estão a direcionar-se para a utilização de fontes de energia renováveis como energia solar, energia eólica, biocombustível, energia hidroelétrica, energia geotérmica e energia dos oceanos no sentido de garantir energia para o desenvolvimento e segurança da sociedade. O biodiesel é um tipo de biocombustível renovável, biodegradável e com propriedades semelhantes às do diesel. O biodiesel é uma mistura de ésteres metílicos de ácidos gordos (FAMEs) e pode ser produzido por esterificação de misturas de ácidos gordos ou transesterificação de óleos vegetais e gorduras animais, utilizando catalisadores homogéneos e heterogéneos. Os catalisadores à base de líquidos iónicos (IL) são cada vez mais usados, uma vez que podem ser recuperados e reutilizados, havendo ainda a possibilidade de catalisarem reações de esterificação e transesterificação. Assim, este tipo de catalisadores representa claras vantagens ambientais e de segurança relativamente aos catalisadores clássicos. O presente trabalho tem como objetivo estudar a utilização do hidróxido de colina (ChOH) como catalisador, potencialmente reutilizável, para a produção de biodiesel. Foi realizado um estudo cinético para a transesterificação de uma amostra de óleo vegetal previamente caracterizada, com metanol, nas condições específicas: 2% (m/m) de catalisador, razão molar óleo / metanol 1:10, para os tempos de reação de 10, 20, 30, 45, 60 e 120 minutos a 65, 55, 45 e 35 ℃. A transesterificação com ChOH permitiu obter uma conversão de 95,7%, em termos de conteúdo de FAMEs, ao fim de 30 minutos de reação a 65 ℃. O modelo cinético de primeira ordem é o que resulta num melhor ajuste para os resultados experimentais obtidos a todas as temperaturas estudadas. Com este modelo obteve-se uma constante cinética (k) estimada em 0,1182 min-1 para 65 ℃, e uma energia de ativação estimada de 13,64 kJ/mol. Uma ativação de LDHs por intercalação foi feita com 0 (teste em branco), 1, 2, 4 e 5% em peso de IL (BMIM HSO4). A ativação do LDH por intercalação com BMIM HSO4 não teve sucesso, pois os valores de conversão são muito baixos.
Devido à quantidade finita de combustíveis fósseis e do impacto negativo que têm sobre o meio ambiente, muitos países estão a direcionar-se para a utilização de fontes de energia renováveis como energia solar, energia eólica, biocombustível, energia hidroelétrica, energia geotérmica e energia dos oceanos no sentido de garantir energia para o desenvolvimento e segurança da sociedade. O biodiesel é um tipo de biocombustível renovável, biodegradável e com propriedades semelhantes às do diesel. O biodiesel é uma mistura de ésteres metílicos de ácidos gordos (FAMEs) e pode ser produzido por esterificação de misturas de ácidos gordos ou transesterificação de óleos vegetais e gorduras animais, utilizando catalisadores homogéneos e heterogéneos. Os catalisadores à base de líquidos iónicos (IL) são cada vez mais usados, uma vez que podem ser recuperados e reutilizados, havendo ainda a possibilidade de catalisarem reações de esterificação e transesterificação. Assim, este tipo de catalisadores representa claras vantagens ambientais e de segurança relativamente aos catalisadores clássicos. O presente trabalho tem como objetivo estudar a utilização do hidróxido de colina (ChOH) como catalisador, potencialmente reutilizável, para a produção de biodiesel. Foi realizado um estudo cinético para a transesterificação de uma amostra de óleo vegetal previamente caracterizada, com metanol, nas condições específicas: 2% (m/m) de catalisador, razão molar óleo / metanol 1:10, para os tempos de reação de 10, 20, 30, 45, 60 e 120 minutos a 65, 55, 45 e 35 ℃. A transesterificação com ChOH permitiu obter uma conversão de 95,7%, em termos de conteúdo de FAMEs, ao fim de 30 minutos de reação a 65 ℃. O modelo cinético de primeira ordem é o que resulta num melhor ajuste para os resultados experimentais obtidos a todas as temperaturas estudadas. Com este modelo obteve-se uma constante cinética (k) estimada em 0,1182 min-1 para 65 ℃, e uma energia de ativação estimada de 13,64 kJ/mol. Uma ativação de LDHs por intercalação foi feita com 0 (teste em branco), 1, 2, 4 e 5% em peso de IL (BMIM HSO4). A ativação do LDH por intercalação com BMIM HSO4 não teve sucesso, pois os valores de conversão são muito baixos.
Description
Mestrado de dupla diplomação com a University of Saida
Keywords
Biodiesel production Transesterification Esterification Ionic liquid Choline Hydroxide LDH BMIM HSO4