Determinação experimental do ponto de névoa de misturas dos constituintes do biodiesel e diesel por calorimetria exploratória diferencial

Orientador: Prof. Dr. Marcos R. Mafra

Coorientador: Prof. Dr. Marlus P. Rolemberg

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. Defesa: Curitiba, 02/02/2015

Inclui referências : f.73-78

Área de concentração: Desenvolvimento de processos químicos

Resumo: No Brasil, como em várias partes do mundo, há projetos que visam à substituição gradativa do diesel pelo biodiesel, a fim de diminuir a dependência da matriz energética quanto a combustíveis fósseis não renováveis. Atualmente, existe grande preocupação com a mistura biodiesel-diesel em baixas temperaturas. Enquanto o diesel tem o seu ponto de névoa (CP) em torno de -16 °C, no caso do biodiesel essa transição pode ocorrer numa faixa de temperatura entre 0 °C e 16 °C. A adição de biodiesel pode causar problemas em filtros de combustíveis, prejudicar o desempenho nos motores, entre outros. Este trabalho avaliou o ponto de névoa de misturas dos constituintes do biodiesel e diesel por meio das curvas de equilíbrio sólido-líquido (ESL) obtidas por calorimetria exploratória diferencial (DSC). Para isso, foram determinados diagramas de fases T-x do equilíbrio sólido-líquido de sistemas binários, pseudo-binários e ternário envolvendo os ésteres saturados majoritários encontrados no biodiesel, palmitato de etila e estearato de etila, e o alcano representativo do diesel, n-hexadecano. As amostras das misturas foram preparadas em massa, utilizando uma ultramicrobalança modelo AD6 da Perkin Elmer. O ponto de névoa das misturas foi obtido empregando o DSC 8500 com amostrador automático da Perkin Elmer. Os diagramas de fases obtidos apresentaram pontos eutéticos e peritéticos. Todos os pontos eutéticos ocorreram em ??1 ? 0,2. Os resultados experimentais revelaram que não há diferença significativa no ponto de névoa, se a mistura (binária, pseudo-binária e ternária) possuir quantidade igual ou superior a 80% em massa de hexadecano. Para quantidades inferiores de hexadecano, a presença do palmitato de etila acarretou numa diminuição do ponto de névoa. Este trabalho demonstrou mais uma vez a adequação da técnica empregada neste tipo de estudo e contribuiu de forma clara para uma melhor compreensão do comportamento do ponto de névoa de misturas biodiesel-diesel.

Abstract: In Brazil, as in many parts of the world, there are projects that aimed at the replacement of diesel with biodiesel in order to reduce the dependence of the energy on the non-renewable fossil fuels. Currently, there is great concern about biodieseldiesel blends at low temperatures. While the diesel has its cloud point (CP) around - 16 °C, in case biodiesel this transition may occur in a temperature range between 0 °C and 16 °C. Therefore, the addition of biodiesel can cause problems as the formation of sludge in storage tanks, transport, to impair performance in engines, among others. This project aims to evaluate the cloud point of mixtures of biodiesel with diesel by means of curves of solid-liquid equilibrium (ESL) obtained by differential scanning calorimetry (DSC). To this, were determined T-x phase diagrams of solid-liquid equilibrium of binary systems, pseudo-binary and ternary involving majority saturated esters found in biodiesel, ethyl palmitate, ethyl stearate and representative alkane of diesel, n-hexadecane. Samples of the each mixture are prepared in weight using the micro analytical balance (Perkin-Elmer AD6). The cloud point of mixtures was characterized by DSC 8500 with auto sampler (Perkin Elmer). These phase diagrams obtained, present the peritectic and eutectic points. All eutectic points occurred in ??1 ? 0,2. The experimental results showed that no significant difference in cloud point, if the mixture (binary, ternary and pseudo-binary) has a number equal or greater than 80% by weight of hexadecane. For lower amounts of hexadecane, the presence of ethyl palmitate resulted in a decrease in cloud point. This work again demonstrated the suitability of the technique used in this type of study and contributed clearly to a better understanding of the cloud point of biodiesel-diesel blends behavior.