carla_pereira

BiodieselBiodieselDonato Aranda, PhD.

donato@eq.ufrj.brwww.greentec-ufrj.com

Rio de JaneiroSetembro, 2009

INTRODUINTRODUÇÇÃOÃO

Composto de ésteres metílicos ou etílicos de ácidos graxos, é um combustível alternativo obtido a partir de fontes biológicas renováveis, como óleos vegetais e gorduras animais. Propriedades físico-químicas semelhantes ao diesel de petróleo.

Por que não óleo de algas ou outras fontes?

DIESEL X DIESEL X ÁÁCIDOS GRAXOSCIDOS GRAXOS

HH33CC--CHCH22-- CHCH22-- CHCH22-- CHCH22-- CHCH22-- CHCH22-- CHCH22-- CHCH22-- CHCH22-- CHCH22-- CHCH22-- CHCH22-- CHCH22-- CHCH22--CC

O

OH

ÁÁcidos Graxos cidos Graxos –– áácidos orgânicoscidos orgânicos

HH33CC--CHCH22-- CHCH22-- CHCH22-- CHCH22-- CHCH22-- CHCH22-- CHCH22-- CHCH22-- CHCH22-- CHCH22-- CHCH22-- CHCH22-- CHCH22-- CHCH22--CHCH33

Diesel Diesel -- HidrocarbonetosHidrocarbonetos

Ambientais:Ambientais:

É um combustível alternativo obtido a partir de fontes biológicas renováveis, como óleos vegetais e gorduras animais;

Biodegradável;

Teor de enxofre igual a zero, enquanto que no diesel de petróleo fica em torno de diesel 50 a 500 ppm.

VANTAGENSVANTAGENS

Econômicas:Econômicas:Aumento de lubricidade, levando a maior

durabilidade das peças (injeção/motor);

Diminuição na importação de diesel.

Sociais:Sociais:

Geração de empregos;

Fixação do homem no campo (diminuição da migração).

VANTAGENSVANTAGENS

Transesterificação

A etapa de separação do glicerol é demorada e dispendiosa;

Os óleos e gorduras utilizados devem possuir baixo teor de ácidos graxos livres (inferior a 1%).

TRANSESTERIFICATRANSESTERIFICAÇÇÃO X ÃO X ESTERIFICAESTERIFICAÇÇÃOÃO

TRANSESTERIFICATRANSESTERIFICAÇÇÃO X ÃO X ESTERIFICAESTERIFICAÇÇÃOÃO

+ +R-COOH R'OH R-COO-R' H2O

(ácido graxo) (álcool) (biodiesel) (água)

ESTERIFICAESTERIFICAÇÇÃO ÃO

TRANSESTERIFICATRANSESTERIFICAÇÇÃOÃO

+ +

R1-COO-CH2R2-COO-CH

R3-COO-CH2

3R'OH

R1-COO-R'

R2-COO-R'

R3-COO-R'

OH-CH2

OH-CH

OH-CH2

(triglicerídeo) (álcool) (biodiesel) (glicerol)

CATALISADORESCATALISADORES

Homogêneos - HCl, H2SO4

Ácidos Heterogêneos - Zeólita β, Nb2O5

Homogêneos - KOH, NaOHBásicos

Heterogêneos - Hidrotalcita

Biocatalisadores - Enzimas

CATALISADORESCATALISADORES

HeterogêneosNão formam sabão;São reutilizáveis;Fáceis de separar;Evita etapa de neutralização.

EnzimasCaro;Grandes quantidades;Longos tempos de reação.

HomogêneosMais baratos;Pequenas quantidades.

Heterogeneous CatalysisHeterogeneous Catalysis

Cleaner process

Zero soap production

Higher Selectivity

Catalyst is reusable

Cleaner Biodiesel

Cleaner Glycerol (99% against 75-80%)

EspecificaEspecificaçção do Biodiesel B100ão do Biodiesel B100

Resolução Nº7 - ANP CARACTERÍSTICAS UNIDADE

MÉTODO (utilizado no GreenTec) Mín. Máx.

Aspecto - - LII LII Massa específica a 20º C kg/m3 ASTM D4052 850 900

Viscosidade Cinemática a 40ºC mm2/s ASTM D445 3 6

Teor de Água, máx. mg/kg EN 12937 500

Contaminação Total, máx. mg/kg EN 12662 24

Ponto de fulgor, mín. ºC ASTM D93 100

Teor de éster, mín % massa EN 14103 96,5

Resíduo de carbono, máx. % massa ASTM D4530 0,050

Cinzas sulfatadas, máx. % massa ASTM D874 0,02

Enxofre total, máx. mg/kg EN 20884 50

Sódio + Potássio, máx. mg/kg EN 14108 EN 14109 5

Cálcio + Magnésio, máx. mg/kg NBR 15556 5

Fósforo, máx. mg/kg ASTM D4951 10

Resolução Nº7 - ANP CARACTERÍSTICAS UNIDADE

MÉTODO (utilizado no GreenTec) Mín. Máx.

Corrosividade ao cobre, 3h a 50 ºC, máx. - ASTM D130 1

Número de Cetano - ASTM D613 Anotar

Ponto de entupimento de filtro a frio, máx. ºC ASTM D6371 19

Índice de acidez, máx. mg KOH/g ASTM D664 0,5

Glicerol livre, máx. % massa ASTM D6584 0,02

Glicerol total, máx. % massa ASTM D6584 0,25

Monoacilglicerol % massa ASTM D6584 Anotar

Diacilglicerol % massa ASTM D6584 Anotar

Triacilglicerol % massa ASTM D6584 Anotar

Metanol ou Etanol, máx. % massa EN 14110 0,2

Índice de Iodo g/100g EN 14111 Anotar Anotar

Estabilidade à oxidação a 110ºC, mín. h EN 14112 6

Greentec/UFRJ está em fase de certificação de TODAS as análises

EspecificaEspecificaçção do Biodiesel B100ão do Biodiesel B100

Índice de iodo Índice de acidez

EspecificaEspecificaçção do Biodiesel B100ão do Biodiesel B100

Teor de álcool

11stst Biodiesel Plant Biodiesel Plant –– Heterogeneous Heterogeneous Catalyst/Residual Feedstock (Palm Fatty Acids)Catalyst/Residual Feedstock (Palm Fatty Acids)

Patent: D. A. G. Aranda et al; PI0301103-8, 2003. D. A. G. Aranda et al, WO2004096962, 2004.

HydroesterificationHydroesterification

Fatty AcidsEsterification

(AGROPALMA)

Industrial Hydrolysis

(Known Process)

Why donWhy don´́t integrate both processes ???t integrate both processes ???

+

Triglyceride Fatty Acid

FA

FA + FA

FA

Water Glycerol

Hydroesterification

+ 3G

H2O

G3

FA A FA A

H2O

+

Fatty Acid Alcohol Biodiesel Water

(No acidity restriction in feedstock)

Complete transformation of fatty materialComplete transformation of fatty material

Reactive DistilationReactive Distilation

+++

H2OFA A FA A +

Fatty acid Alcohol Biodiesel water

Hydroesterification plant Hydroesterification plant –– P. GrossaP. Grossa--PRPR

Empresa: USDA, 10 mil ton/ano

Hydroesterification plant Hydroesterification plant –– P. GrossaP. Grossa

Hydroesterification plant Hydroesterification plant –– UNAUNA--BABA

Biobrax

60.000 ton/ano

Qualidade B100Qualidade B100

31 usinas enviam ou já enviaram amostras de B100 p/ análise no GreenTec

Hoje, existem cerca de 64 usinas autorizadas

Brasil

Existem desafios ainda com alguns tipos de matérias-primas como a gordura de peixe, de frango, de porco, de algas e de óleo de fritura.

A transesterificação ainda não consegue especificar biodiesel dessas matérias primas. Algumas matérias-primas são mais difíceis de atingir a especificação, mas não impossível.É o caso do biodiesel de sebo puro do Bertin. 100% especificado!

Obs: A hidroesterificação sim, é capaz de produzir biodiesel especificado de qualquer tipo de gordura animal e vegetal.

Os marcadores azuis representam usinas autorizadas a funcionar, que relataram produção à ANP em 2008.

Os marcadores verdes representam usinas autorizadas a funcionar, mas que não relataram produção em 2008.

Os marcadores vermelhos representam usinas que tiveram a autorização de funcionamento cancelada pela agência.

Plantas de ProduPlantas de Produçção de Biodieselão de BiodieselHoje, existem 64 usinas autorizadas

Usinas de B100 clientes do GreenTecUsinas de B100 clientes do GreenTecEmpresa Local Cap. Anual Estimada (m³/ano)

ADM do Brasil Ltda. Rondonópolis / MT 245.520,0

AGROPALMA - Cia. Refinadora da Amazônia

Belém / PA 10.800,0

AGROSOJA - Comércio e Exportação de Cereais Ltda.

Sorriso / MT 28.800,0

AMAZONBIO - Indústria e Comércio de Biodiesel da Amazônia Ltda.

Ji Paraná/RO 16.200,0

BINATURAL Indústria e Comércio de Óleos Vegetais Ltda.

Formosa / GO 30.240,0

BIOCAPITAL Consultoria Empresarial e Participações S.A

Charqueada / SP 274.117,6

BIONORTE Indústria e Comércio de Biodiesel Ltda

São Miguel do Araguaia/GO 29.411,8

BIOTINS - Companhia Produtora de Biodiesel do Tocantins S.A

Paraíso do Tocantis /TO 9.720,0

BRASIL ECODIESEL Ind. e Com. de Biocombustíveis e Óleos Vegetais S.A

Crateús/CE, Floriano/Pi, Iraquara/Ba, Porto

nacional/To, Rosário do Sul/RS e São Luis/Ma

723.600,0

BSBIOS Indústria e Comércio de Biodiesel Sul Brasil S/A.

Passo Fundo / RS 159.840,0

CARAMURU Alimentos S.A São Simão / GO 187.500,0

Empresa Local Cap. Anual Estimada (m³/ano)

CLV Indústria e Comércio de Biodiesel Ltda.

Colider / MT 36.000,0

COMANCHE Biocombustíveis da Bahia LTDA

Simões Filho/BA 120.600,0

COMANDOLLI - Transportadora Comandolli Ltda.

Rondonópolis / MT 3.600,0

COOAMI - Cooperativa Mercantil e Industrial dos Produtores de Sorriso Ltda.

Sorriso / MT 3.600,0

COOPERBIO - Cooperativa Mercantil e Industrial dos Produtores Luverdenses

Lucas do Rio Verde / MT e Cuiabá / MT

123.840,0

DVH Chemical Comércio de Óleo Vegetal Tailândia / PA 12.600,0

FERTIBOM Indústrias Ltda. Catanduva / SP 50.400,0

GRANOL Indústria, Comércio e Exportação S.A

Anápolis/GO, Cachoeira do Sul/RS e Campinas/SP

220.680

OLEOPLAN S.A. – Óleos Vegetais Planalto Veranópolis / RS 237.600,0

SOYMINAS Biodiesel Derivados de Vegetais Ltda.

Cássia / MG 14.400,0

SPBio – Indústria e Comércio de Biodiesel Ltda.

Sumaré/SP 10.080,0

O GreenTecO GreenTec

O GreenTecO GreenTec

Grupo GreenTecGrupo GreenTecPós-Doc:

Luciana CamachoNeyda TapanesYordanka Reyes

Doutorado:Anderson KuruncziCarla CristinaCristiane MesquitaJussara GonçalvesMarcelo Castoldi Chaline DetoniAna Paula DiasLuciana RiosGisel ChenardAngel Amarales

Mestrado:KevinLeonard Carvalho Michele Gomes Priscila Henriques

Graduação:AlexandreAndreiaChristianoClarissaHugoIsabelleLarissaMarcelaMarianaNatháliaRaissaRenataSidnei

Técnicos:Alex MirandaAna PaulaCarla CristinaCristianeSidnei

Estágio Técnico:Bruna Constantino

Suporte informática:NelderTiago

Obrigada pela atenção!

Escola de Química /Centro de Tecnologia / UFRJhttp://www.greentec-ufrj.com

Bloco-I Sala I-164 (LADEQ)Laboratórios 201 e 215

Tel.: 2562-7315