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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
 
Autor: Bernardi Junior, Ernesto
Título: Preparação e Caracterização de Zeólitas do Tipo ZSM e sua Utilização na Conversão do Etanol. Obtenção de Hidrocarbonetos Aromáticos em uma Etapa
Ano: 1989
Orientador: Prof. Dr. Eduardo Joaquim de Souza Vichi
Departamento: Química Inorgânica
Palavras-chave: ---
Resumo: Plantar o seu próprio petróleo, já tem se tornado uma expressão corriqueira, registrada em periódicos no campo da Energia, na referência à solução brasileira, diante da crise de fornecimento de petróleo durante a década de setenta. Energia renovável é sem sombra de dúvida o sonho de qualquer país, e o seu racional aproveitamento, gera capacidade estratégica para produção de insumos visando atendimento à Quimica Fina. A utilização do Etanol como matéria-prima da Industria Química é histórica, remontando a década de vinte. Pela falta de uma produção mais significativa, esta tecnologia foi sendo relegada com o tempo, e o rápido desenvolvimento dos processos petroquímicos. Com o advento do Proálcool e sua imensa produção, pode ser viabilizada a retomada de antigas tecnologias, associada ao desenvolvimento de novos processos catalíticos. Dos catalisadores descobertos nas duas últimas décadas, um dos mais notáveis pelas suas diversificadas propriedades são, as Zeólitas, que tem grande área superficial, alto poder de adsorção, estrutura tridimensional que seleciona o tamanho de reagentes e produtos de reações como peneira molecular, flexibilidade nas aplicações, e possibilidades variadas de utilização como suporte para metais de transição. Dest classe de catalisadores, as Zeólitas da classe "ZSM" , se destacam na desidratação de compostos orgânicos oxigenados em geral, produzindo hidrocarbonetos de cadeia reta ou não, olefinas e aromáticos. Estudada de forma mais intensa a desidratação do Metanol, propiciou uma ponte entre o Carvão e a Gasolina, no objetivo de atendimento a paises carentes em reservas petrolíferas. Com as grandes sobras atuais de Etanol, o Brasil pode se dedicar a convertê-lo em hidrocarbonetos, especialmente olefinas e aromáticos. Dentro do claro objetivo, em usar esta forma alternativa de energia de maneira nobre, procuramos converter Etanol em substâncias relevantes para a Industria Química. Sintetizamos ZSM-5 e ZSM-11, conforme patentes e procedemos à caracterizaçâo através de: Difração de Raios-X, Área Superficial Especifica, Espectroscopia de Infra-Vermelho e Análise Química.À seguir construi- mos um reator microcatalítico em vidro Pirex e utilizando um sistema de forno envolvente com controle de temperatura, procedemos a passagem do Etanol sobre o leito empacotado. Os efluentes foram recolhidos em "traps", e analisados por Cromatografia Gasosa acoplada a um Espectrómetro de Massas com banco de dados. As reações foram realizadas à pressão ambiente e a diferentes temperaturas e alimentação, produzindo na fase liquida hidrocarbonetos aromáticos da faixa C7-C13, com predominância em Xilenos. As reações de conversão foram realizadas em um equipamento relativamente simples e barato, as regenerações também são fáceis e não dispendiosas. O amplo espectro de utilizações deste material como catalisador representa o que existe de mais precioso e lucrativo para processos da Industria Quimica em geral.
Abstract: "Growing your own petrol", has already been a trivial expression registered in papers in the field of energy, in relation to Brazil solution, since the petrol supply crisis during the 70's. Energy renewal is unambiguosly the dream of any country, and a reasonable utilization generate strategical capacity to raw materials production to aim attending specific fine chemicals industry. Ethanol application as raw material for chemical industry is historical, returning to 20's. By the lack a significant production of this alcohol, its technology was being relegate with time, and the quick development of petrochemical process. With the advent of Proalcool (National Program of Alcohol) and with your immense production, could be materialized the retake of pre-existing technologies, associated to development of new catalytic process. Of' the catalysts disclosures in last decades, one of more remarkable by your variegate properties, is the alumino-silicaltes named zeolites, which have large superficial area, high adsorption capacity, tridimensional structure that exhibit shape-selectivity of reagents and products like a molecular sieve, applications flexibility and a variety of possibilities of transition metals loading capacity. In this class of catalysts the ZSM's ones are distinguished by lhe dehydration of oxygenated organic compounds, yielding hydrocarbons with single chains or branched, olefins and aromatics. More intensive works were developed for methanol dehydration process to build a bridge between coal and gasoline,to attend several countries that have no petrol reserves. With greal exceeding ethanol producton, Brazil can devote to convert it in hydrocar- bons, specially olefins and aromatics. Within the goal to use this alternative form of energy in a reasonable way, we seek to convert ethanol in more valuable substances to chemical industries. Synthetic zeolites ZSM-5 and ZSM-11 was prepaired according to U.S.A. patents and the characterizations was made by X-ray Diffraction Pattern, Specific Superficial Area. Infrared Spectroscopy and Chemical Analysis. A glass microcalalytic reactor that operate in a wire-wound furnace temperature controlled by termowell coupling, was projected and constructed. The ethanol was fed continuosly from a micropump over the zeolitic fixed bed. Nitrogen and Argon was used as vector gases and lhe effluents was collected in traps under liquid Nitrogen and then analysed by GC-cromatograph coupled an a MS-spectrometer with data bank-NBS, HP-5970 system. The reactions were carried out in atmospheric pressure, di fferent temperatures and spacial velocity yielding aromatic hydrocarbons in C7-C13 range in liquid phase, with xylenes predominance. The reactions were realized in a relatively single apparatus, and the regenerations were withoul compplications in an unexpensive way. The wide utilization of this material as a catalyst represent one of most precious and profitable process to general chemical industries.
Arquivo (Texto Completo): vtls000047402.pdf ( tamanho: 5,38MB )

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