Recebido em 25/2/11; aceito em 30/6/11; publicado na web em 5/8/11 BIODIESEL PRODUCTION VIA ETHYLIC TRANSESTERIFICATION WITH BASIC ZEOLITES. Soybean oil transesterification with ethanol was carried out in a batch reactor using USY zeolites modified with barium and strontium (15 wt.%) as catalysts. A series of three catalytic cycles were performed for each zeolite without any loss of activity. The biodiesel product was analyzed by HPLC and FT-Raman, and the catalysts by pyridine and CO 2 adsorption. Ba/USY provided higher conversions (> 97%) than Sr/USY (< 75%). The increased catalytic activity of Ba/USY was attributed to two different effects: a larger number of basic sites; and a lower interaction between barium species and HUSY Brønsted sites.Keywords: biodiesel; basic zeolites; transesterification.
INTRODUÇÃOA Sociedade Americana de Testes e Materiais (ASTM) definiu biodiesel como um combustível constituído de ésteres de monoalquila de ácidos graxos de cadeias longas derivados de óleos vegetais ou gordura animal, que satisfaçam os requerimentos da norma ASTM D 6751.1,2 O biodiesel apresenta diversas vantagens quando comparado ao diesel derivado de petróleo: é derivado de fontes renováveis, biodegradável, não tóxico, apresenta baixa emissão de poluentes, alto ponto de fulgor, excelente lubricidade e pode ser usado puro ou misturado com diesel derivado do petróleo. 1,3,4 O uso de óleos vegetais como combustível é conhecido desde a Exposição de Paris, em 1900. 4 No entanto, devido ao seu alto peso molecular e alta viscosidade cinética, seu uso direto em motores a diesel resultou em diversos problemas operacionais (e.g., pobre atomização, formação de depósitos de carbono devido à combustão incompleta, problemas de lubrificação, etc.).1,4,5 Para resolver estes problemas, quatro soluções possíveis foram investigadas na literatura: transesterificação (também chamada de alcoólise), pirólise, diluição com diesel derivado de petróleo e microemulsão. 1,[4][5][6][7][8][9][10][11][12] Dentre os métodos citados acima, a reação de transesterificação é o único processo que leva aos produtos definidos pela ASTM (i.e., ésteres de alquila) e é o método mais utilizado para produzir biodiesel.1-4 Na transesterificação, as moléculas de triglicerídeos encontradas no óleo ou gordura animal ou vegetal (e.g., óleo de soja, 2-/ZrO 2 , SO 4 2-/SnO 2 ), 26 materiais mesoporosos 27 e zeólitas (NaOx/NaX, ETS-10, 21 etc.), entre outros. Dentre os catalisadores citados acima, as zeólitas se destacam devido à grande quantidade de aplicações que apresentam na indústria química, como catalisadores e adsorventes. As zeólitas apresentam propriedades singulares, tais como, alta área superficial, propriedades de adsorção, propriedades de troca iônica, centros ativos dentro do sistema de canais e cavidades, e diferentes tipos de seletividade. [28][29][30][31][32][33][34] A alta área superficial desses materiais e suas propriedades de troca iônica permitem que sua rede cristalina seja usada para gerar centros básicos ativos na estrutura zeolítica (e....