HISTÓRICO

Com o “boom” dos biocombustíveis no final do século passado, tendo o biodiesel como principal estrela, muitas pessoas passaram a achar que se tratava de alguma inovação tecnológica moderníssima. Nada mais distante que a realidade. O próprio Rudolph Diesel, que criou os motores do chamado ciclo diesel, utilizou, em seus experimentos no ano de 1900, óleos vegetais (como o de amendoim, por exemplo) como combustíveis. Em função das dificuldades de abastecimento durante a I Guerra Mundial, os óleos vegetais foram utilizados em motores a diesel em alguns países da Europa.

Em 1937, seria concedida ao professor G. Chavanne, da Universidade de Bruxelas, a primeira patente para um processo referente à produção do que hoje se denomina Biodiesel. Nela, descreve-se a preparação de ésteres etílicos de óleo de palma. Na mesma patente, também são mencionados ésteres metílicos de outros óleos vegetais.

O Brasil, em função do Proálcool, bem como pelo recente investimento no chamado “Biodiesel”, vem constituindo-se num líder mundial na área de biocombustíveis, tendo desenvolvido tecnologias inovadoras e adotando programas que têm sido fonte de inspiração para outros países, como é o exemplo dos Estados Unidos.

“O motor diesel poderá ser alimentado com óleos vegetais e poderá ajudar consideravelmente o desenvolvimento da agricultura nos países onde ele funcionar. Isso parece um sonho do futuro, mas eu posso dizer com inteira convicção que esse modo de emprego do motor diesel pode, num dado tempo, adquirir uma grande importância”

FONTES DE OBTENÇÃO

Óleos (como o de peixe) ou gorduras de origem animal ou em princípio, qualquer óleo vegetal, tais como de soja, milho, canola, girassol, arroz, algodão, mamona, amendoim etc., podem ser empregados para a produção de biodiesel (devido aos ácidos graxos), visto que cada país tem sua matéria prima mais abundante, podendo assim variar de fontes diferentes para agregar maior valor econômico em sua produção. No Brasil a fonte mais econômica e energética é o óleo de soja, devido a grandes plantações existentes. O óleo de soja ou outros óleos vegetais comestíveis, previamente usados em frituras, têm sido também empregados para a produção de biodiesel, tornando, ainda, a produção do biocombustível também uma metodologia para o reaproveitamento do óleo vegetal que seria descartado.

- Descarte da glicerina formada pelo processo de transesterificação.

Devemos lembrar que grande parte dos óleos vegetais poderia, em princípio, ser empregada como combustível. Todavia, em função de aspectos indesejáveis, tais como a elevada viscosidade, além de gerarem grande quantidade de material particulado (que terminariam por “entupir” os bicos injetores dos veículos), faz-se necessário converte-lo, mediante reação química, em substancias com características e propriedades adequadas para o uso como combustível, conforme estabelecido na legislação.

- Óleos vegetais refinados e gorduras animais de alta qualidade podem ser transesterificados diretamente com alta eficiência química e bons rendimentos em produto. No entanto, esforços empreendidos para obter e garantir altos níveis de pureza na matéria-prima atribuem a este produto um alto valor de mercado (vide tabela do biomercado.com.br). a gordura animal pode ser mais barato porque é um subproduto da agroindústria.

CARACTERIZAÇÃO

Transesterificação

O Biodiesel vem das rotas de transesterificação (sendo o “ecodiesel” denominado pela ANP, vindo do craqueamento) que constitui na obtenção de triglicerídeos (gordura), que nada mais é que a junção de três moléculas de ácido graxos (com o grupo ácido carboxílico na extremidade da cadeia química) ligados a uma molécula de glicerina. Neste contexto, "bio" significa ser produzido por fontes renováveis de energia de biomassa - óleo de soja, mamona, dendê, girassol, canola - e poder incluir no processo o etanol, que no Brasil é obtido via processo de fermentação do caldo de cana-de-açúcar.

- Imagem.

Diversos alcoóis podem ser empregados neste tipo de reação, sendo que o metanol (CH3OH) e o etanol (CH3CH2OH) são os mais empregados. Estes podem reagir rapidamente com os triglicerídeos, com o uso de hidróxido de sódio (NaOH) como catalisador.. Nesse processo, obtém-se um éster metílico ou etílico de ácido graxo (Biodiesel) e glicerina como subproduto, que é removida por decantação. O éster metílico de ácido graxo formado possui uma viscosidade menor que o triacilglicerol utilizado como matéria-prima.

A glicerina formada é usada por indústrias farmacêuticas, de cosméticos e de explosivos. O preço da glicerina era alto quando começou-se a produzir biodiesel em grande quantidade (por volta de 2002), mas caiu bastante em regiões (como a Europa) onde havia mais produção que consumo

Craqueamento

Quebra (pirólise, t> 350 C) das moléculas do óleo vegetal resultando numa mistura de compostos químicos (hidrocarbonetos, em sua maior parte) com propriedades muito semelhantes às do diesel de petróleo. Como, pela legislação brasileira, denomina-se biodiesel apenas o produto obtido por transesterificação, cunhou-se o termo “ecodiesel” para denominar o produto obtido por craqueamento

PROCESSAMENTO H-BIO

O diesel sai da unidade de Destilação e segue para a unidade de Hidrodessulfurização (HDS).Também vai para a HDS óleo leve (LCO), depois de passar pela unidade de Craqueamento (FCC).Nesta etapa que é inserido o óleo vegetal que segue com o diesel e o LCO para a HDS. O produto que sai é um diesel tratado, de alta qualidade e baixíssimos teores de enxofre.Depois são misturadas outras frações de derivados (que não precisam do processo de hidrotratamento) para formar o diesel final, aquele que chegará as bombas para ser consumido.O derivado final é o diesel que conhecemos, com a mesma especificação e qualidade, não exigindo nenhuma adaptação de motores ou de sistemas de transporte e estocagem.

Reportagem UDOP - http://www.udop.com.br/index.php?item=noticias&cod=26155

A diferença entre o H-Bio e o Biodiesel  

O processo de HDT (Hydrotreating ou Hidrotratamento) de Diesel, consiste fundamentalmente em uma reação catalítica entre o hidrogênio (produzido nas refinarias nas unidades de reforma à vapor) e frações de diesel geradas nas colunas de destilação, no coqueamento retardado e no craqueamento catalítico do gasóleo. Estas frações de diesel contêm em sua estrutura teores excessivos de enxofre, nitrogênio, oxigênio e aromáticos. Esses elementos são removidos no processo de H. O processo de remoção de enxofre é chamado de HDS (Hydrodesulfurization). O processo de remoção de nitrogênio é chamado de HDN (Hydrodenitrogenation). O processo de remoção de aromáticos é chamado de HDA (Hydrodearomatization). O processo de remoção de oxigênio é chamado de HDO (Hydrodeoxygenation). O novo combustível H-BIO é gerado num processo de HDO.

Os óleos vegetais não possuem nitrogênio, enxofre, nem aromáticos. Todavia possuem 6 átomos de oxigênio em cada molécula. A alimentação dos óleos vegetais em contato com hidrogênio na presença de um catalisador em um reator com pressão de 70 atm e temperatura superior a 300ºC “arranca” os átomos e oxigênio sob a forma de água, gerando hidrocarbonetos na faixa do diesel (hexadecano e octadecano) além de propano gerado a partir da glicerina dos óleos vegetais. Para cada tonelada de óleo vegetal, obtém-se no máximo, 850 kg de H-BIO (rendimento de 85%). Para cada tonelada de H-BIO consome-se cerca de 27 kg de Hidrogênio. (Detalhe: normalmente trabalha-se com seguinte preço do Hidrogênio: US$ 2.500/tonelada).

A Petrobrás inaugurou sua primeira unidade de HDT em 1998, na Refinaria Presidente Bernardes, Cubatão-SP. Atualmente, existem unidades de HDT na REDUC-RJ, REPLAN-SP, REVAP-SP, REPAR-PR, REFAP-RS e REGAP-MG. A atual capacidade instalada de HDT no Brasil corresponde a 36% do diesel consumido no Brasil, ou seja, cerca de 64% do diesel produzido no Brasil não passa pelo processo de HDT. Como o HDT é extremamente eficiente, um produto de HDT bastante puro é misturado com diesel que não passa pelo HDT. Desse modo, gera-se o diesel que se consome hoje no país.

Obviamente, não se processa todo o diesel no HDT por uma questão econômica (investimento e custos operacionais). Mesmo nos EUA não se processa todo o diesel no HDT (73% do diesel nos EUA é processado por HDT). Uma unidade completa de HDT custa entre US$ 200 e 250 milhões produzindo entre 3 e 5 milhões de litros de diesel/dia. Algumas unidades de HDT desse porte são oferecidas a US$ 100 milhões. Porém, trata-se de preço ISBL (Inside Battery Limits), ou seja, sem utilidades, estrutura, unidades de apoio, geração de hidrogênio, etc.

Em termos ambientais, apesar da utilização de fontes renováveis (óleo vegetal), o H-BIO não é capaz de reduzir as emissões de monóxido de carbono (CO) e material particulado. Esses compostos constituem a chamada “fumaça negra” dos veículos diesel. O biodieselpromove a redução dessas emissões por conter oxigênio em sua estrutura (éster). Esse oxigênio intramolecular promove a combustão completa. Tanto CO quanto os particulados são gerados por combustão incompleta (falta de oxigênio). Isso não ocorre com o H-BIO que não possui oxigênio na estrutura (hidrocarboneto), não podendo assim promover uma combustão mais completa. 

Do ponto de vista mecânico, os átomos de oxigênio do biodiesel promovem um aumento de lubricidade, e consequentemente da vida útil de peças do motor diesel. Dados dos fabricantes de auto-peças atestam que 2% de biodiesel adicionados ao diesel aumentam em cerca de 50% a lubricidade do combustível. Já o H-BIO não possui enxofre (como obiodiesel) mas também não possui oxigênio. Esse déficit dos elementos enxofre + oxigênio faz com que o H-BIO tenha lubricidade menor que o diesel.

Como conclusão, podemos dizer que o H-BIO só é viável para grandes refinarias de petróleo que já possuem unidades de HDT com capacidade ociosa e que processem óleos e gorduras mais baratas que o petróleo. Para produtores de óleos vegetais é inviável a instalação de plantas de HDT para produção de H-BIO. 

No modelo de negócio do H-BIO, o produtor de grãos e óleos vegetais limita-se a ser um fornecedor de matéria-prima, sem possibilidades de agregar valor a seu produto.

Já no caso do biodiesel a proposta é o “upgrade” dos óleos e gorduras para a indústria oleoquímica através de um metil éster (biodiesel, propriamente dito) com valor de mercado de US$ 850/t, produto que, opcionalmente, é precursor de vários outros compostos como o metil éster sulfonado (US$ 1.500/t), álcoois graxos (US$ 2.500/t), entre outros produtos com valor de mercado bem superior ao óleo vegetal.

Donato Aranda

AS PRICIPAIS VANTAGENS DO H-BIO

As principais vantagens

 

Permite o uso de óleos vegetais de diversas origens;

Não gera resíduos a serem descartados;

Incrementa a qualidade do óleo diesel, diminuindo o percentual de enxofre;

Complementa o programa de utilização de biomassa na matriz energética, gerando 

benefícios ambientais e de inclusão social;

Flexibiliza a composição da mistura (carga) a ser processada na Unidade de

Hidrotratamento (HDT) e otimiza a utilização das frações de óleo diesel na refinaria;

Perspectiva de minimização de testes veiculares e laboratoriais, sendo o produto

final o próprio diesel, já utilizado pela frota nacional;

Requisitos normais de manuseio e estocagem.

 

AS PRINCIPAIS VANTAGENS DO BIODIESEL

Vantagens na utilização do Biodiesel

É energia renovável. No Brasil há muitas terras cultiváveis que podem produzir uma

enorme variedade de oleaginosas, principalmente nos solos menos produtivos, com

um baixo custo de produção.

O biodiesel é um ótimo lubrificante e pode aumentar a vida útil do motor.

O biodiesel tem risco de explosão baixo. Ele precisa de uma fonte de calor acima de

150 graus celcius para explodir

Tem fácil transporte e fácil armazenamento, devido ao seu menor risco de explosão.

O uso como combustível proporciona ganho ambiental para todo o planeta, pois

colabora para diminuir a poluição e o efeito estufa.

A viabilidade do uso direto foi comprovada na avaliação dos componentes do motor,

que não apresentou qualquer tipo de resíduo que comprometesse o desempenho.

Para a utilização do biocombustível, não precisa de nenhuma adaptação em

caminhões, tratores ou máquinas.

O biodiesel é uma fonte limpa e renovável de energia que vai gerar emprego e renda

para o campo, pois o país abriga o maior território tropical do planeta, com solos de

alta qualidade que permitem uma agricultura auto-sustentável do plantio direto;

topografia favorável à mecanização e é a nação mais rica em água doce do mundo,

com clima e tecnologia que permitem a produção de duas safras ao ano.

Por outro lado, o diesel do petróleo é um combustível não-renovável. O petróleo leva

milhões de anos para se formar.

Substitui o diesel nos motores sem necessidade de ajustes.

O produtor rural estará produzindo seu combustível.

Diminuição da poluição atmosférica.

Redução de custos na propriedade.

Desvantagens:

Os grandes volumes de glicerina previstos (subproduto) só poderão ter mercado a

preços muito inferiores aos atuais; todo o mercado de óleo-químicos poderá ser

afetado. Não há uma visão clara sobre os possíveis impactos potenciais desta oferta

de glicerina.

No Brasil e na Ásia, lavouras de soja e dendê, cujos óleos são fontes potencialmente

importantes de biodiesel, estão invadindo florestas tropicais, importantes bolsões de

biodiversidade. Embora, aqui no Brasil, essas lovouras não tenham o objetivo de

serem usadas para biodiesel, essa preocupação deve ser considerada.