ÁREA
Físico-Química
Autores
Leite, Y.C.F.L. (IFPA) ; Leite, A.F. (IFPA) ; Moraes, B.F. (IFPA) ; Oliveira, J.J.P. (IFPA) ; Nascimento, I.B.S. (IFPA) ; Emim, M.P. (IFPA) ; Couto, N.A.F. (IFPA) ; Ferreira, R.K. (IFPA) ; Figueira, B.A.M. (UFOPA) ; Luz, P.T.S. (IFPA)
RESUMO
Como forma de diminuir a dependência do petróleo na síntese de polímeros e a reutilização do resíduo gerado no processo de refino do óleo, o objetivo do trabalho é o estudo da realização da epoxidação do destilado desodorizante do óleo de palma – DDOP in situ com variação do catalisador e sem solvente orgânico. A metodologia utilizada foi de epoxidação in situ com ácido peracético no sistema de bancada com variação do catalisador homogêneo em diferentes concentrações, sendo medido o teor de oxirano. Os resultados alcançados mostraram que o residuo teve uma conversão considerável nas concentrações de 2,0% e 2,5%, formando os anéis oxiranos. Através dos resultados se conclui que o resíduo pode ser usado como material para epoxidação.
Palavras Chaves
DDOP; Epoxidação ; Resíduo
Introdução
Na indústria do petróleo, o uso de fontes fósseis para a fabricação de diferentes produtos ficou cada vez maior nas últimas décadas, resultado da enorme demanda e dependência que muitos setores possuem da matéria prima (MARTINS, 2015). Apesar das altas demandas, a utilização de fontes fósseis por diferentes setores causa um enorme impacto ambiental, tanto na exploração do recurso, fabricação dos materiais e descarte dos resíduos depois de seu uso (VENIER, 2021). Entre os materiais, se encontra o plástico (polímero), um material maleável e flexíveis, sendo usados em diferentes setores para a confecção de diferentes produtos (GAGLIERI, 2022) como sacos, utensílios, brinquedos e outros. Com os altos impactos gerados pela utilização de produtos de fontes fósseis, se tem buscado por fontes mais renováveis e menos agressivas ao meio ambiente para a confecção do polímero. Entre as alternativas se encontra os óleos vegetais para a confecção de biopolímeros (LUIS, 2021). Para que se possa utilizar o óleo para a síntese do biopolímero, o mesmo necessita passar por uma reação intermediária chamada de epoxidação, uma reação altamente exotérmica na qual o seu produto é chamada de epóxido (LUIS, 2021). Além dos óleos, outra matéria-prima que também pode sofrer da reação de epoxidação é o destilado desodorizante, um subproduto residual do refino do óleo com alta presença de ácidos graxos livres (AGL) e demais constituintes (VENIER, 2021). A reação de epoxidação do material serviria como uma solução para o resido gerado do refino do óleo através do reaproveitamento do mesmo (VENIER, 2021). Através desses estudos, o objetivo do trabalho é realizar a epoxidação do destilado desodorizante do óleo de palma em diferentes concentrações de catalisadores.
Material e métodos
A epoxidação foi realizado seguindo a metodologia de Sinaga, Simanjuntak e Winda (2019) ajustado. Em um balão de três vias, foi pesado 20,0 g de DDOP fundido, adicionado 8,8 mL de ácido acético e variando a quantidade de ácido sulfúrico como catalisador (1,5%, 2,0% 2,5%, 3,0% e 3,5%). Feita as adições, foi levado a mistura a um sistema de bancada com chapa aquecedora com agitação, banho de água, condensador de refluxo e termômetro. Colocado no sistema, foi pesado 16,87 g de peróxido de hidrogênio, sendo adicionado no sistema de epoxidação 5 mL do peróxido a cada 5-6 minutos, sendo mantida a reação na temperatura de 70⁰ C. Feita toda a adição do peróxido, o sistema foi marcado como tempo zero e deixado a reação ocorrer durante 120 minutos.Passado o tempo, o sistema foi desativado e retirado o balão e levado a um funil de decantação e lavado o epóxido com água quente (aproximadamente 45° C) e retirado a parte inferior (aquosa) e coletado a parte superior (epóxido). Os anéis oxiranos formados na reação foram medidos através do método AOCS Cd 9- 57 adaptado por Hernández (2015). Em um erlenmeyer de 50 mL, foram pesados 0,3 gramas da amostra e adicionado ácido acético e o indicador violeta cristal, sendo titulado com uma solução de HBr 0,1 M em ácido acético até a mudança da coloração para azul-verde. O cálculo utilizado Foi: %OO=(V×M×1,60)/m Sendo: %OO = Índice de oxirano V = volume titulado M = molaridade m = massa do epóxido
Resultado e discussão
Os resultados obtidos do procedimento estão dispostos na figura 1 e figura 2.
Os resultados da variação do catalisador, como dispostos na figura 1, foram
esperados como dispostos por Derawi e Salimon (2010);
e Sinaga, Simanjuntak e Winda (2019) no critério de concentração do catalisador,
isso se deve a estabilidade do anel na qual em concentrações muito superiores do
catalisador pode causar uma abertura do anel por hidrólise ácida.
Se percebe que o resultado com concentração de 3,5% se manteve relativamente
alta, isso se deve ao momento que foi adicionado o
peróxido, pois durante o percurso da reação a adição provocou um aumento brusco
da temperatura (reação exotérmica) como apontado por Lehnen (2011). Nas demais
adições de peróxido a temperatura teve um grande aumento, chegando perto ou
superando a temperatura De 100°C, porém na
concentração de 3,5% teve um controle na adição do peróxido e da temperatura,
evitando superar a marca de 80°C, algo que foi apontado por Sinaga, Simanjuntak
e Winda (2019) com relação a temperatura de formação dos oxiranos.
A figura apresenta as concentrações do \r\ncatalisador e os resultados do teor de \r\noxirano.
Os resultados visuais do material epoxidado
Conclusões
Através dos resultados foi possível realizar a epoxidação do resíduo de DDOP sem a utilização de solvente orgânico, mostrando uma possibilidade para a realização de epoxidação no resíduo. Com os resultados, se conclui que a melhor concentração de catalisador para reação se encontra entre os valores de 2,0% e 2,5%, ambos com valores relativamente parecidos em oxirano.
Agradecimentos
Agradeço ao PROPPG pelo incentivo a pesquisa feita, agradeço ao ifpa pela espaço cedido e agradeço ao grupo de pesquisa do IFPA Labpesq pela auxílio a pesquisa prestado.
Referências
GAGLIERI, Caroline. Utilização de triglicerídeos nas sínteses de monômeros e materiais poliméricos renováveis. 2022.
LEHNEN, Débora Rosa. Epoxidação de biodiesel na ausência de solvente. 2011.
LUIS, Daniela Denleschi Fernandes. <b> Modelagem e simulação do processo de epoxidação de óleo vegetal. </b> São Bernardo do Campo, 2021. 95 f. Dissertação (Mestrado em engenharia Química) – Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo, 2021. Disponível em: https://doi.org/10.31414/EQ.2021.D.131349.
MARTINS, Silas Sarkiz da Silva et al. Produção de petróleo e impactos ambientais: algumas considerações. Holos, v. 6, p. 54-76, 2015.
SINAGA, MS; SIMANJUNTAK, JF; WINDA, O. Efeito do tempo de reação e da concentração do catalisador na produção de compostos epóxi usando catalisador de ácido sulfúrico baseado em destilado de ácido graxo de palma cristalizado. In: Série de Conferências IOP: Ciência e engenharia de Materiais. Editora IOP, 2019. P. 012117.
VERNIER, Liara Jalime et al. Produção contínua de ésteres metílicos de ácidos graxos a partir do destilado da desodorização do óleo de soja e acetato de metila em condições supercríticas. 2021.
