Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/66380
Type: Dissertação
Title: Hidrogenação seletiva de ésteres metílicos insaturados de ácidos graxos
Other Titles: Selective hydrogenation of unsaturated methyl esters of fatty acids
Authors: Lucas Henrique Rebuiti Passos
First Advisor: Eduardo Nicolau dos Santos
First Referee: Marcelo Gomes Speziali
Second Referee: Maria Helena de Araújo
Abstract: O biodiesel é um combustível limpo e renovável, formado por uma mistura de ésteres metílicos ou etílicos saturados e insaturados, nomeado de FAMEs (do inglês Fatty Acid Methyl Ester), que vem substituindo os combustíveis fósseis por liberarem menos gases poluentes na atmosfera. O biodiesel é produzido a partir da reação de transesterificação do triacilglicerol presente em óleos vegetais ou gorduras animais ou pela reação da esterificação de ácidos graxos. Entre os biodieseis produzidos mundialmente, o biodiesel de soja recebe destaque pela sua produção mundial elevada. Sua composição consiste em 12% de palmitato de metila (C16:0) , 4% de estearato de metila (C18:0), 24% de oleato de metila (O.M., C18:1), 52% de linoleato de metila (L.M., C18:2) e 7% de linolenato de metila (LL.M., C18:3). A presença de L.M. e LL.M. em elevadas proporções o tornam mais susceptível a oxidação e uma das maneiras de reduzir esta susceptibilidade é a sua hidrogenação parcial. Entretanto, esta hidrogenação deve dar-se de modo seletivo, pois o aumento de C18:0 ou de compostos com ligação dupla carbono-carbono na posição trans introduz propriedades indesejáveis no biodiesel. Neste trabalho, foi realizado um estudo sobre a hidrogenação seletiva do biodiesel de soja, utilizando três tipos de catalisadores de paládio: paládio suportado em alumina (0.7% Pd/Al2O3), paládio suportado em carvão (0,5% Pd/C) e paládio dopado com prata e suportado em alumina (Pd-Ag/Al2O3). Após criteriosa seleção do catalisador, da temperatura de reação, da pressão de hidrogênio e o tempo de reação, foi possível determinar as condições para uma hidrogenação seletiva onde predominassem compostos cadeias de FAME com uma instauração (C18:1). Entretanto, um estudo detalhado dos produtos em uma coluna cromatográfica polar e seletiva que permitia separar isômeros cis e trans, bem como empregando-se uma técnica de derivação (etenólise por metátese) foi possível demonstrar que, embora seletivas para C18:1, as condições e os catalisadores empregados levavam a uma intensa isomerização de posição e estereoquímica, levando-se a produtos trans, que são indesejados. Finalmente, foram desenvolvidas novas condições de reação onde não só os compostos di- e tri-insaturados são seletivamente reduzidos a monoinsaturados, sem a formação excessiva de saturados (C18:0), mas também este processo se dá sem a indesejada isomerização de posição da dupla ou sua conversão ao isômero mais estável trans.
Abstract: Biodiesel is a clean, renewable fuel, formed by a mixture of saturated and unsaturated methyl or ethyl esters, named FAMEs (Fatty Acid Methyl Ester), which has been replacing fossil fuels because it releases fewer polluting gases in atmosphere. Biodiesel is produced either by the transesterification reaction of the triacylglycerol present in vegetable oils or animal fats or by the reaction of the esterification of fatty acids. Among the biodiesels produced worldwide, soybean biodiesel occupies a privileged position for its high world production. Its composition consists of 12% methyl palmitate (C16:0), 4% methyl stearate (C18:0), 24% methyl oleate (O.M., C18:1), 52% methyl linoleate (L.M., C18:2) and 7% methyl linolenate (LL.M., C18:3). The presence of L.M. and LL.M. in high proportions makes it more susceptible to oxidation and one of the ways to reduce this susceptibility is its partial hydrogenation. However, this hydrogenation must occur in a selective way, since the increase of C18:0 or compounds with carbon-carbon double bond in the trans position introduces undesirable properties in biodiesel. In this work, a study was carried out on the selective hydrogenation of soybean biodiesel, using three types of palladium catalysts: palladium supported on alumina (0.7% Pd / Al2O3), palladium supported on charcoal (0,5% Pd/C) and palladium doped with silver and supported on alumina (Pd-Ag / Al2O3). After careful selection of the catalyst, the reaction temperature, the hydrogen pressure and the reaction time, it was possible to determine the conditions for a selective hydrogenation where FAME chains containing predominately C18:1 were formed. However, a detailed study of the products in a polar and selective chromatographic column that allowed separating cis and trans isomers, as well as using a derivatization technique (ethenolysis by metathesis), it was possible to demonstrate that, although selective for C18:1, the conditions and catalysts employed led to an intense isomerization both of position and stereochemistry, leading to trans products, which are unwanted. Finally, new reaction conditions were developed where not only the di- and tri-unsaturated compounds are selectively reduced to monounsaturated, without the excessive formation of saturated (C18:0), but also this process occurs without the unwanted isomerization of the double C-C double bound position or its conversion to the most stable trans isomer.
Subject: Química inorgânica
Biodiesel
Soja
Ésteres
Ácidos gráxos
Catalisadores de paládio
Hidrogenação
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICX - DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Química
Rights: Acesso Restrito
URI: http://hdl.handle.net/1843/66380
Issue Date: 27-Feb-2020
metadata.dc.description.embargo: 27-Feb-2022
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