Aplicação de MgFe2O4 no craqueamento catalítico dos vapores de pirólise do caroço de azeitona visando aumentar a qualidade do bio-óleo

Abstract

A pirólise catalítica de biomassas pode proporcionar melhoria na qualidade do bio-óleo motivando diversos estudos. Neste trabalho, emprega-se ferrita de magnésio no craqueamento catalítico dos vapores de pirólise visando aumentar a qualidade do bio-óleo resultante da pirólise do caroço de azeitona, objetivando seu uso como combustível. O catalisador foi obtido, a temperaturas entre 400 °C e 1000 °C em intervalos de 100 °C, pela síntese de combustão em solução deficiente em combustível (30%), utilizando anidrido maleico. Avaliou-se também a possibilidade de tratamento térmico nas amostras obtidas a 400 °C. Os catalisadores desenvolvidos foram caracterizados através das seguintes técnicas: DRX, espectroscopia Raman e análise microestrutural utilizando MEV e BET. A amostra escolhida, obtida a 700°C sem tratamento térmico posterior, apresentou resultados preliminares que confirmaram a formação de ferrita de magnésio, em única fase, com área superficial específica de 14,27 m2/g, e tamanho de cristalito de 32,1 nm. No bio-óleo obtido, o rendimento na presença de catalisador foi de 41,2%, e 57,3%, sem sua utilização, houve diminuição do conteúdo de umidade na fração pesada de bio-óleo de 12,2% para 7,3%. A partir da análise elementar verificou-se um ligeiro aumento no poder calorífico inferior da fração pesada do bio-óleo de 32,49 MJ/kg para 33,93 MJ/kg, quando comparada à obtida sem o catalisador de MgFe2O4. Os resultados de caracterização mostram que houve influência do catalisador produzido na qualidade do bio-óleo. Portanto, a MgFe2O4 apresenta-se como um potencial catalisador com vistas a melhoria do bio-óleo como vetor energético.

The catalytic pyrolysis of biomass can improve bio-oil quality, which has motivated several studies. This paper applies magnesium ferrite in the pyrolysis vapors for the catalytic cracking of olive stone to increase the quality of the bio-oil, seeking its use as fuel. The catalyst is produced at temperatures between 400 °C and 1000 °C at 100 °C intervals by solution combustion synthesis in fuel-deficient solution (30%) using maleic anhydride, also evaluating the possibility of heat treatment in the samples obtained at 400 °C. The following techniques characterized the catalysts: XRD, Raman spectroscopy, and SEM and BET microstructural analysis. The elected sample, obtained at 700 °C without heat treatment, showed preliminary results that confirmed the formation of single-phase magnesium ferrite, with a specific surface area of 14.27 m2/g, and crystal size of 32.1 nm. The yield in the presence of the catalyst was 41.2%, and 57.3%, without its use. There was a decrease in the moisture content in the heavy fraction of bio-oil from 12.2% to 7.3%. Based on the ultimate analysis for the bio-oil heavy fraction, a slight increase in the lower heating value from 32.49 MJ/kg to 33.93 MJ/kg was demonstrated, compared to the absence of MgFe2O4. The characterization results show an influence of the catalyst produced on the quality of the bio-oil. Therefore, MgFe2O4 arises as a potential catalyst to improve the bio-oil as an energy vector.