Prof. Dr. Rubens Maciel Filho

*maciel@feq.unicamp.br

Faculdade de Engenharia Química Laboratório de Otimização,Projeto e Controle Avançado

(LOPCA)Laboratório de Desenvolvimento de Processos de Separação

(LDPS

Universidade Estadual de Campinas - – UNICAMP - Brasil

BIOQUEROSENE

COMBUSTÍVEIS ALTERNATIVOS

ETANOL – PARA VEÍCULOS LEVES

BIODIESEL – PARA VEÍCULOS PESADOS

BIOQUEROSENE – PARA AVIAÇÃO - PROPOSTA

BIOCOMBUSTÍVEIS – COMBUSTÍVEIS QUE FAZEM USO DE MATÉRIA PRIMA RENOVÁVEL

Mais de 20 anos em pesquisas de Biocombustíveis (fermentaçoes e bioprocessos -bioetanol biobutanol,biodiesel,bioesteres) obtenção de Produtos de alto valor agregado a partir de fontes renováveis

Mais de 100 pesquisadores atualmente em atividade

Facilidades experimentais, analíticas e computacionais

Equipe base para desenvolvimento do Bioquerosene:Prof. Dr. Rubens Maciel FilhoProf. Dra. Maria Regina Wolf MAcielDr. Cesar Benediti BatistellaDoutoranda Nívea de Lima e Silva

Laboratório de Otimização,Projeto e Controle Avançado (LOPCA)Laboratório de Desenvolvimento de Processos de Separação (LDPS

BIOQUEROSENE

A aviação mundial é responsável por 2% do total de emissões de dióxido de carbono (CO2) produzidas pelo homem de acordo com a Associação Internacional de Transporte Aéreo (IATA), que reúne 230 companhias aéreas no mundo. Segundo a entidade, em 2017, 10% do combustível usado deverá ser alternativo e contribuir para a redução das emissões

IMPACTO DA AVIAÇÃO NA GERAÇÃO DE CO2

Emissões de CO2 são diretamente proporcionais à quantidade de combustível consumido: 3,15 toneladas de CO2 são produzidas pela combustão de uma tonelada de querosene

Viagem São Paulo/Paris/São Paulo: uma pessoa é responsável por 1.730 kg de CO2 emitidos ou 88,1 g de CO2 por passageiro/quilômetro e um consumo de 3,5 litros de combustível por passageiro/quilômetro.

Emissões de CO2

Saudi Arabia

Iran

Venezuela

Nigeria

U Arab Emirates Kuwait Iraq Algeria Libya Indonesia Quatar

25 years 50 75 100 125 150

Russia

United States

China

Mexico

Norway

Canada

Brazil

Angola

Kazakhstan

Malaysia

25 years50Esgotamento das Reservas de Petróleo

OPEC countries Non-OPEC

Source: Energy Information Administration/NY Times Oct 9 2004

current levelof production

remaining time

Ethanol Production Costs (Brazil) around U$ 0.58 per gallon/Fat or vegetal oils US 0.70-0.90 per gallon

CICLO DE CARBONO COM COMBUSTÍVEIS FOSSEIS

USO DE BIOCOMBUSTÍVEISBalanço neutro de Carbono ou mesmo negativo

CANA DE AÇUCAR E ETANOL NO MUNDO

http://etd02.lnx390.lsu.edu/docs/available/etd-0228103-142646/ unrestricted/03%20Sugarcane%20and%20Sugar.pdf

NL quantidades MT/a

Petróleo 60

Gas 40

Grãos- Alimen 10

Grãos – nonfood 10-25 NL

BR quantidades MT/a

Petróleo 12

Cana 300+*

Cana/EtOH (’03) 23/12

Outras (soy, wood) 350+

Phil feedstock in MT/a

Petroleo 0

Cana 20+*

Açucar (’04) 2

Outras (arroz,...) 35

Etanol/Metanoe e Oleos vegetais e gorduras animais disponíveis a preços competitivos

O QUE É BIOQUEROSENE?

Combustível alternativo ao querosene, produzido a partir de matérias primas renováveis

Alta conversão em pouco tempo (tempo de reação de 10min).

Alto grau de pureza ~100%peso Constituído por componentes com

características similares ao querosene de aviação.

O processo alternativo desenvolvido para a produção do Bioquerosene utiliza:

ETANOL E ÓLEOS VEGETAIS (OU GORDURA ANIMAL E MESMO MICRO-ALGAS) COMO REAGENTES

e, portanto, faz uso de matérias primas renováveis.

BIOQUEROSENE

•Faz uso de “commodities”, no caso etanol e oleos vegetais (outras formas de gordura também podem ser utilizadas)

•Aproveita da maior fonte de conversão de açucares em produtos químicos (na caso etanol). Outros processos que fazem uso do açucar na fermentação têm rendimentos muito baixos e portanto altos custos “dowstream”.

•Baixo custo de produção e flexibilidade de matéria prima

•Não faz uso de organismos geneticamente modificados e usa tecnologia totalmente desenvolvida no País

•Processo Universal na conversão e na separação (alta conversão e separação ultra-eficiente)

PONTOS IMPORTANTES SOBRE PRODUÇÃO DO BIOQUEROSENE

Forma de Obtenção

Reação:

Sistema integrado de alta rotação que possibilita total conversão da matéria prima entre 6-10min de reação.

HPURP- High Performance Universal Conversion Process

Etapa de Reação:

Temperatura e tempo de residência especificado (condições de processo desenvolvidas– não divulgáveis por serem assunto de patente), ocorre a reação transesterificação.

Transesterificação é um processo químico (reação) que convertemoléculas de óleos vegetais, que são de alto peso molecular, em moléculas mais facilmente queimáveis e com menores viscosidades.

PRODUÇÃO DO BIOQUEROSENE

REATOR DE ALTA ROTAÇÃO

REATOR DE ALTA ROTAÇÃO

Forma de Obtenção

Purificação Equipamento/Processo patenteado

por esse grupo de pesquisa que possibilita concentrar acima de 99,9% de bioquerosene em pouco tempo com menor gasto energético que os processos convencionais.

Consumo energético US 0.05/Kg

HPUSP- High Performance Universal Separation Process

Etapa de separação:

Processo de separação intensificado e específico para a produção do bioquerosene, obtem-se o produto com as características desejadas.

Outras formas e fontes de produção de biocombustíveis podem se beneficiar do processo de separação desenvolvido

PRODUÇÃO DO BIOQUEROSENE

Purificação

Outras produtos podem ser purificados com alta pureza (> 99.9%)

Purificação

BIOCOMBUSTÍVEL

PURIFICAÇÃO

BIOQUEROSENE BIODIESEL

BIOQUEROSENE

LÍMPIDO

ALTA PUREZA

ISENTO DE PARTÍCULAS SÓLIDAS

Vantagens

Renovável Contribui com a redução da

poluição (efeito estufa) Alto grau de pureza Custo inferior ao querosene

de aviação

Vantagens

Biodegradável

Reduz a dependência de combustíveis fósseis

Características semelhantes ao QAV

Renovável & Biodegradável

Produzido a partir de óleos vegetais e etanolFacilmente absorvido pelo meio ambienteAumenta a biodegradabilidade do querosene em presença de água (no caso de “blending”)

Redução da poluição

1)Combustível oxigenado

Favorece a queima completa

Reduz a emissão de monóxido de carbono

Redução da poluição

Reduz as emissões de CO2 em 78% (ciclo fechado)

Livre de enxofre não contribuindo com a chuva ácida

55% emissões de materiais particulados

78 a 100% gases do efeito estufa

Custo inferior ao querosene de aviação

Custos, dependem muito da matéria prima a ser usada, o mesmo ocorre com qualquer combustível, inclusive biocombustivel.Etanol e Óleos Vegetais – baixo preço/flexilidade na escolha da matéria prima

HPURP – processo eficiente reduz custos de produção

HPUSP – processo eficiente de separação reduz custos de produção

Purificação do bioquerosen (por operar em condições brandas) é no máximo US$ 0,05/kg.

Características

CARACTERÍSTICA BIOQAV ANP

Aspecto Límpido Límpido

Ponto de Fulgor (min) 50-120 38

Massa Específica 784 771-836,6

Ponto de Congelamento <-40C -47

Água e Sedimentos <0,05 <0,05

Aromáticos 0 26,5

Enxofre 0 0,3

Características do BIOQAV

1)Baixo ponto de congelamento (Blends B1 a B20)

2)Alto Poder de Solvência

3)Máxima eficienciência na combustão (estimativa- testes são necessários)

Segurança durante o vôo

Características do BIOQAV Ponto de Fulgor

Segurança no manuseio e transporte (Baixa pressão de vapor)

Alto grau de pureza

Mínima tendência a formação de resíduos

Perspectiva de Produção

BioQAV

Brasil Mundo

Etanol Metanol

HPUCP – Qualquer óleo ou gordura pode ser usado

Perspectiva de Produção

B2 = 51,82 mil m3

B2 – 2% de BIOKAV

BIOQUEROSENE

CONCLUSÕES

BIOCOMBUSTÍVEL PARA AVIAÇAO JÁ DISPONÍVEL-BIOQUEROSENE

BLENDING COM 10, 20, 30 E 50 % JÁ TESTADOS EM TERMOS DE PONTOS DE CONGELAMENTO

POSSIBILDADE DE DESENVOLVIMENTOS REGIONAIS- ÓLEO DE PALMÁCEAS PODEM SER USADOS COM MUITO SUCESSO – REGIÃO NORDESTE

Oleaginosas Potenciais, por região

Dendê, soja, babaçu, cupuaçu

Soja, mamona, coco, algodão, dendê, amendoim

Soja, canola, algodão, girassol, amendoim

Babaçu, soja, mamona, coco, algodão, dendê, amendoim

Soja, mamona, coco, algodão, dendê, amendoim

Uso/Exportação

PROCESSO E PRODUTO NÃO SÃO MAIS RESTRIÇÕES