Anais do I Seminário do Projeto Temático - Escola de Engenharia ...

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EFEITO DO SOLVENTE NA PREPARAÇÃO DE CATALISADORES ÓXIDOS DE
Al-Si PARA A REAÇÃO DE DESIDRATAÇÃO DO METANOL
Alessandra F. Lucrédio 1 , Elisabete M. Assaf 2 , José M. Assaf 3
1
Pós-doutoranda do programa de pós-graduação em Engenharia Química;
2 Professora do Instituto de Química de São Carlos;
3
Professor do Departamento de Engenharia Química da UFSCar.
Resumo. A utilização do biogás proveniente do tratamento anaeróbio de águas residuárias e
esgotos é um processo promissor para a produção de gás de síntese (mistura de H2 e CO). O
gás de síntese pode ser utilizado na geração de dimetil éter (DME). O DME apresenta
vantagens como queima com baixa emissão de particulados e isenta de enxofre e aromáticos,
além do teor de NOx gerado ser baixo. O DME pode ser produzido através da conversão
direta do gás de síntese (processo STD). No processo STD utilizam-se catalisadores
bifuncionais, que sejam ativos para a reação de conversão do gás de síntese a metanol e para
a reação de desidratação do metanol a DME. Industrialmente, utiliza-se o catalisador CuO-
ZnO-Al2O3 para a síntese de metanol e catalisadores sólidos de superfície ácida são
utilizados para a desidratação do metanol. Porém, estes materiais apresentam desativação
devido à sinterização do cobre e deposição de carbono, sendo necessária a busca por
catalisadores estáveis e ativos para as diversas etapas do processo STD. Desta forma, este
trabalho tem como objetivo o estudo de catalisadores ácidos utilizados na desidratação do
metanol a DME buscando otimizar catalisadores para o processo de STD.
Introdução
O uso de combustíveis de origem fóssil é questionável do ponto de vista ambiental,
tendo em vista que a queima destes combustíveis libera uma alta concentração de CO 2 e NO x
na atmosfera, os quais estão diretamente associados ao aquecimento global (Naik et al., 2010).
Uma alternativa é o uso de biocombustíveis obtidos a partir de plantas ou resíduos orgânicos,
que podem ajudar a minimizar a emissão líquida de CO 2 (Naik et al., 2010), gerando energia
de forma mais limpa e de maneira sustentável (Semelsberger et al., 2006).
Desde meados dos anos 90, o dimetil éter (DME) vem ganhando mais atenção como
uma alternativa ao diesel. Os gases de escape dos motores a diesel de ônibus e caminhões são
uma importante fonte de poluição do ar nas cidades devido ao seu alto teor de NOx e de
material particulado. A utilização de DME apresenta vantagens como queima com baixa
emissão de particulados e isenta de enxofre e aromáticos, além do teor de NOx gerado ser
baixo. (Xia et al., 2006). Além disso, o DME, com propriedades semelhantes ao GLP, pode
usar a infra-estrutura já existente para transporte deste gás em terra e no mar e pode ser
descarregado e armazenado em uma estação de recepção usando os mesmos métodos e
equipamentos já usados com GLP. Uma vez que já há numerosas destas estações de recarga,
uma transição para DME poderia ser menos onerosa do que a construção de novas instalações
(Semelsberger et al., 2006).
O método de produção convencional DME consiste na desidratação do metanol
usando catalisadores ácidos, como zeólitas HZSM-5 e -Al 2 O 3 , em um reator de leito fixo. O
custo deste processo é influenciado pelo preço e disponibilidade do metanol, que é uma
matéria-prima cara. Porém, uma alternativa consiste na conversão direta do gás de síntese em
DME, processo chamado STD (syngas to DME), que apresenta vantagens econômicas e
técnicas sobre a desidratação de metanol (Mao et al., 2010).
Um das vantagens desse processo é que o gás de síntese pode ser obtido a partir do
biogás gerado no tratamento de águas residuárias e esgotos, durante a digestão anaeróbia de
matéria orgânica. O biogás é composto majoritariamente por metano (60-65%) e CO 2 (30-