Modelagem microcinética e estimação de parâmetros da hidrogenólise do glicerol sobre catalisador de Pt/Fe3O4

Abstract

Nas últimas décadas, a exploração de recursos não renováveis, como os combustíveis fósseis (petróleo, carvão etc.), tem sido responsável pela emissão de dióxido de carbono para a atmosfera em níveis alarmantes. O acúmulo deste CO2 na atmosfera juntamente com outros gases de efeito estufa são capazes de aumentar a temperatura média global causando graves impactos no meio ambiente. Devido ao impacto causado pelos combustíveis fósseis no meio ambiente, pesquisadores têm buscado o desenvolvimento de combustíveis renováveis para substituir os combustíveis convencionais e não-renováveis por fontes energéticas renováveis como, por exemplo, os biocombustíveis. Entre outros, o biodiesel, se destaca, como uma alternativa viável para substituição dos combustíveis fósseis. O Brasil é um dos grandes produtores de biodiesel, entretanto, o processo de obtenção deste biocombustível gera, aproximadamente, 10% em peso de glicerina bruta como principal subproduto. Existem diversas rotas para transformação da glicerina em produtos de maior valor agregado. A hidrogenólise catalítica se destaca como umas das principais rotas de utilização da glicerina advinda da produção do biodiesel. Existe um pequeno número de trabalhos com foco em estudos cinéticos sobre a reação de hidrogenólise do glicerol e um elevado número de trabalhos focados na utilização de diversos catalisadores para esta reação, gerando uma lacuna de conhecimento sobre os detalhes microcinéticos do mecanismo desta reação. Portanto, este trabalho teve como objetivo principal o desenvolvimento de um estudo microcinético detalhado sobre a reação de hidrogenólise catalítica do glicerol em fase aquosa, a partir da utilização de um catalisador de Pt/Fe3O4. Baseando-se no modelo de Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson, foi proposto um mecanismo para esta reação sem considerar nenhuma etapa elementar como etapa controladora da reação ou em equilíbrio termodinâmico. Apesar dos parâmetros não apresentarem significado físico e o modelo se mostrar insensível para alguns parâmetros, a modelagem desenvolvida forneceu um ajuste estatístico para as concentrações de glicerol, acetol, 1,2-propanodiol, etilenoglicol e 1-propanol com baixa variância fundamental e satisfatória aderência aos dados experimentais.