ESTUDO DA INFLUÊNCIA DE ÓXIDOS METÁLICOS IMPREGNADOS EM SÍLICA-ALUMINA NA REMOÇÃO DE COMPOSTOS NITROGENADOS E SULFURADOS DE DIESEL HIDROTRATADO

Documentos relacionados
DESSULFURIZAÇÃO OXIDATIVA DO DBT CATALISADA POR V 2 O 5 SUPORTADO

INFLUÊNCIA DO CROMO E NIÓBIO NO CATALISADOR NA REAÇÃO DE DECOMPOSIÇÃO DO ISOPROPANOL

ESTUDO DAS CONDIÇÕES DE EQUILÍBRIO DE ADSORÇÃO DE NITROGENADOS EM DIESEL PESADO, UTILIZANDO SÍLICA COMERCIAL.

SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE CATALISADORES DE Co E Fe PARA REAÇÃO DE FISCHER-TROPSCH

REMOÇÃO DE ENXOFRE EM COMBUSTÍVEIS POR ADSORÇÃO EM MATERIAIS MESOPOROS ORDENADOS

CAPTURA DE CO 2 UTILIZANDO HIDROTALCITAS COMO ADSORVENTES

SÍNTESE DE BIODIESEL UTILIZANDO ARGILA BENTONÍTICA NATURAL E IMPREGNADA COMO CATALISADOR

ESTUDO DE ÓXIDOS MISTOS DE HIDROTALCITAS DE COBALTO E NÍQUEL

DESSULFURIZAÇÃO ADSORTIVA DO CONDENSADO ORIUNDO DA PIRÓLISE DE PNEUS INSERVÍVEIS

PRODUÇÃO DE ETILENO A PARTIR DO ETANOL COM USO DE DIFERENTES ALUMINAS COMERCIAIS COMO CATALISADORES

EFEITO DO FÓSFORO EM CATALISADOR HZSM-5 PARA CONVERSÃO DE METANOL A PROPENO

PQI-2321 Tópicos de Química para Engenharia Ambiental I

Universidade Estadual de Maringá / Centro de Tecnologia /Maringá, PR. Centro de Tecnologia/Departamento de Engenharia de Alimentos

AVALIAÇÃO DO COMPORTAMENTO DA ADIÇÃO DE VANÁDIO E POTÁSSIO SOBRE ALUMINA DE TRANSIÇÃO

REAÇÃO DE EPOXIDAÇÃO DO ETILENO SOBRE CATALISADORES DE PRATA: O EFEITO DA NATUREZA DO SUPORTE

SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE CARBETO BIMETÁLICO SUPORTADO EM CARVÃO ATIVADO ORIGINADO DA PIRÓLISE DE BIOMASSA, VISANDO APLICAÇÃO CATALÍTICA

OBTENÇÃO DE SnO 2 NANOESTRUTURADO DE ALTA ÁREA ESPECÍFICA

HIDROGENAÇÃO DO BREU UTILIZANDO CATALISADOR DE PALÁDIO SUPORTADO EM CARVÃO ATIVO

REMOÇÃO DE ENXOFRE EM COMBUSTÍVEIS POR ADSORÇÃO EM MATERIAIS MESOPOROSOS ORDENADOS

AVALIAÇÃO DE DIFERENTES TÉCNICAS DE IMPREGNAÇÃO DE METAIS EM SUPORTE SILICOALUMINOFOSFÁTICO.

Produção de hidrogênio a partir do biogás

PROMOVE PROCESSOS DE TRATAMENTO

Preparação de catalisadores de óxido de cobalto suportado em zircônia para reação de deslocamento do vapor de água em alta temperatura

PROMOVE PROCESSOS TÉRMICOS

3. Metodologia Experimental

PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO A PARTIR DA REFORMA DO ETANOL

OXIDAÇÃO PARCIAL DO METANO EM CATALISADORES DE NiAl 2 O 4 e NiAl 2 O 4 /Al 2 O 3.

SÍNTESE DE CARVÃO ATIVADO FISICAMENTE COM VAPOR DE ÁGUA VISANDO TRATAMENTO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS PARA FINS DE REÚSO

AVALIAÇÃO DE ADSORVENTES COMERCIAIS PARA A REMOÇÃO DE COMPOSTOS DE ENXOFRE E NITROGÊNIO PRESENTES NO ÓLEO DIESEL COMERCIAL

OBTENÇÃO DE HIDROCARBONETOS SUPERIORES A PARTIR DA CONVERSÃO DO BIOETANOL SOBRE CATALISADORES Ni/ZSM-5

FUVEST ª Fase (Questões 1 a 7)

Síntese e Caracterização de Peneiras Moleculares Mesoporosas do Tipo SBA-15 Impregnadas com Níquel e Molibdênio

6º CONGRESSO BRASILEIRO DE PESQUISA E DESENVOLVIMENTO EM PETRÓLEO E GÁS

ESTUDO DA DESATIVAÇÃO TÉRMICA E QUÍMICA DE CATALISADORES AUTOMOTIVOS COMERCIAIS

DESENVOLVIMENTO DE CATALISADORES BIFUNCIONAIS PARA ISOMERIZAÇÃO DE N-PRAFINAS

ESTUDO DO EFEITO DO SUPORTE EM CATALISADORES DE COBALTO E NÍQUEL PARA OBTENÇÃO DE HIDROGÊNIO A PARTIR DA REFORMA A VAPOR DO ETANOL

Cristalização da zeólita ZSM-5 através do método de conversão de gel seco

Preparação e caracterização da fase La 2 MoO 6. R. A. Rocha, E. N. S. Muccillo

AVALIAÇÃO DA CAPACIDADE DE ADSORÇÃO DA ARGILA ORGANOFILICA

Cinética e Eq. Químico Folha 10 João Roberto Fortes Mazzei

EMPREGO DE ETANOL COMO ALTERNATIVA PARA A SÍNTESE DE ZSM-5

5 Metodologia e planejamento experimental

2 o CONGRESSO BRASILEIRO DE P&D EM PETRÓLEO & GÁS

SÍNTESE DE BETA FOSFATO TRICÁLCICO, POR REAÇÃO DE ESTADO SÓLIDO, PARA USO BIOMÉDICO

Avaliação da Reatividade do Carvão Vegetal, Carvão Mineral Nacional e Mistura Visando a Injeção em Altos- Fornos

INFLUÊNCIA DO ph NA SORÇÃO DE ÍONS METÁLICOS EM SÍLICA GEL

Síntese e caracterização da Peneira molecular SBA-15 sintetizada a partir da casca de arroz

Estudo cinético para adsorção das parafinas C 11, C 12 e C 13 em zeólita 5A.

INFLUÊNCIA DO TEMPO DE SULFATAÇÃO NAS CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS E ACIDEZ DO CATALISADOR ZIRCÔNIA SULFATADA

INFLUÊNCIA DA REMEDIAÇÃO ELETROCINÉTICA N0 AUMENTO DO CICLO DE VIDA DE CATALISADORES DESATIVADOS POR PROCESSO FCC

espaço) I. V. CURCINO 1,A. A. MANCIO 2, K. M. B. da COSTA 3, N. T. MACHADO 4 (um espaço) 1 2

CARACTERIZAÇÃO ESPECTROSCÓPICA E FISICO- QUÍMICA DE FILMES DE BLENDAS DE AMIDO E CARBOXIMETILCELULOSE.

REFORMA OXIDATIVA DO GLP UTILIZANDO CATALISADORES DO TIPO PEROVSKITA LA (1-x) Ce (x) NiO 3 E La (1-x) Sr (x) NiO 3 (x=0; x=0,05 E x=0,1)

Adsorção como um processo complementar à Hidrodessulfurização na redução da emissão de SOx pela queima de óleo diesel

PRODUÇÃO DE ZEÓLITAS A PARTIR DE CAULIM EM SISTEMA AGITADO COM AQUECIMENTO A VAPOR EM ESCALA SEMI-PILOTO

EFEITO DA TEMPERATURA DE GASEIFICAÇÃO DE BIOMASSA NA ADSORÇÃO DE CORANTE REATIVO

CAULINITA TRATADA COM ÁCIDO FOSFÓRICO E INTERCALADA COM ACETATO DE POTÁSSIO

Rotas de Produção de Diesel Renovável

ESTUDO CINÉTICO DO CRAQUEAMENTO TÉRMICO E CATALÍTICO DO ÁCIDO MIRÍSTICO VIA ANÁLISE TERMOGRAVIMÉTRICA

3- Metodologia Experimental

2 o CONGRESSO BRASILEIRO DE P&D EM PETRÓLEO & GÁS

USO DA ZEÓLITA CLINOPTILOLITA DOPADA COM COBRE NA REDUÇÃO CATALÍTICA SELETIVA DE NO COM NH 3

PREPARAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE CATALISADORES DE NÍQUEL SUPORTADOS EM CÉRIA PARA OBTENÇÃO DE HIDROGÊNIO A PARTIR DA REFORMA A VAPOR DO ETANOL

EFEITOS DO TEOR DE FÓSFORO E INIBIÇÃO POR NITROGENADOS EM CATALISADORES NiMoP/Al2O3 NA HIDRODESSULFURIZAÇÃO DE DIBENZOTIOFENO

6 RESULTADOS E DISCUSSÃO

PQI-2321 Tópicos de Química para Engenharia Ambiental I

PROMOVE NOÇÕES DA CADEIA DE PETRÓLEO 1 - INTRODUÇÃO AO PETRÓLEO

Temperaturas de adsorção de um leito poroso de sílica gel

REMOÇÃO DE COMPOSTOS SULFURADOS E NITROGENADOS DE CARGAS DIESEL MODELO POR ADSORÇÃO UTILIZANDO ZEOLITAS USY E BETA

PROMOVE PROCESSOS DE CONVERSÃO

I ENCONTRO REGIONAL DE QUÍMICA: Ciência, Tecnologia e Sociedade

QUÍMICA Exercícios de revisão resolvidos

DECOMPOSIÇÃO CATALÍTICA DO METANO SOBRE Fe/Al 2 O 3 SINTETIZADO PELO MÉTODO DA RÉPLICA

Física Aplicada 2016/17 MICF FFUP ADSORÇÃO DE LÍQUIDOS EM SUPERFÍCIES SÓLIDAS

ESTUDO AVALIATIVO DA CAPACIDADE DE ADSORÇÃO DO METAL PESADO CHUMBO (II) EM VERMICULITA REVESTIDA COM QUITOSANA

ADSORÇÃO EM COLUNA DE CARVÃO ATIVADO

ADSORÇÃO. Adsorção é a fixação de uma substância em uma interface, seja ela sólido-gás, sólido-líquido, líquido-gás (vapor).

4 Materiais e Métodos

SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE SÍLICAS MESOPOROSAS CONTENDO Al E Ti

UTILIZAÇÃO DA FULIGEM DE BAGAÇO DE CANA-DE- AÇÚCAR COMO ADSORVENTE DE POLUENTES ORGÂNICOS

Tratamento térmico de solos contaminados Unidade de Dessorção Térmica TDU

3001 Hidroboração/oxidação de 1-octeno a 1-octanol

3002 Adição de bromo ao ácido fumárico para formação de ácido meso-dibromo-succínico

IMPREGNAÇÃO DE CARVÃO ATIVADO PARA REMOÇÃO DE ENXOFRE DO ÓLEO DIESEL POR ADSORÇÃO

2 o CONGRESSO BRASILEIRO DE P&D EM PETRÓLEO & GÁS

Ciência dos Materiais. Difusão. Fabiano Thomazi

METAIS COMO CATALIZADORES METAIS AMBIENTE E VIDA

Técnicas de Análises Térmicas (Thermal Analysis - TA) de Materiais

EVOLUÇÃO DAS REFINARIAS

ESTUDO DE REGENERAÇÃO DE CATALISADOR Cu-Co-Al PARA A PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO A PARTIR DO GÁS NATURAL

FABRICAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE NANOMATERIAIS: EXPLORANDO PROPRIEDADES DO FE, NI E NI X FE 1-X

ESTUDO DO PROCESSO DE PURIFICAÇÃO DE BIODIESEL DE CANOLA POR ADSORÇÃO EM CARVÃO ATIVADO

MATERIAL SUPLEMENTAR. Benzamidoxima

CARACTERIZAÇÃO FÍSICA DO BAGAÇO DE CANA-DEAÇÚCAR

HIDRODEOXIGENAÇÃO (HDO) DE BIO-ÓLEOS UTILIZANDO GUAIACOL COMO COMPOSTO MODELO E EMPREGANDO CATALISADORES DE Ni e Mo SUPORTADOS SOBRE SBA-15 E ALUMINA

Do crude ao GPL e aos fuéis: destilação fraccionada e cracking do petróleo O Petróleo

Cinética Química. Prof. Alex Fabiano C. Campos. Rapidez Média das Reações

INFLUÊNCIA DOS SUPORTES Nb 2 O 5 E CeO 2 NA ESTABILIDADE DE CATALISADORES Cu-Ni EM REAÇÕES COM ETANOL PARA PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO

DETERMINAÇÃO DA ENERGIA DE ATIVAÇÃO PARA A PIRÓLISE TÉRMICA E CATALÍTICA DO RESÍDUO ATMOSFÉRICO DE PETRÓLEO

PROCESSAMENTO DE LIGAS À BASE FERRO POR MOAGEM DE ALTA ENERGIA

Transcrição:

ESTUDO DA INFLUÊNCIA DE ÓXIDOS METÁLICOS IMPREGNADOS EM SÍLICA-ALUMINA NA REMOÇÃO DE COMPOSTOS NITROGENADOS E SULFURADOS DE DIESEL HIDROTRATADO E. B. Silveira 1 ; C. O. Veloso 1 ; A. L. H. Costa 1 ; C. A. Henriques 1 ; F. M. Z. Zotin; M. L. L 1. Paredes 1 ; R. A. Reis 1 ; S. S. X. Chiaro 2 1-Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Instituto de Química Rua São Francisco Xavier, 524 Maracanã Rio de Janeiro RJ Brasil CEP 20550-900 Telefone: (21) 2334-0563 Email: erikabsilveira@yahoo.com.br 2- PETROBRAS, CENPES Centro de Pesquisas Leopoldo Miguez de Mello Avenida Horácio de Macedo, 950, Cidade Universitária Rio de Janeiro Brasil CEP 21941-915 Telefone: (21) 2162-6718 Email: sandrachiaro@petrobras.com.br RESUMO: A legislação ambiental mundial está cada vez mais restrita no que tange a emissão de poluentes gasosos, dentre eles os NOx e SOx. Alternativas eficientes para a eliminação dos contaminantes nitrogenados e sulfurados são necessárias para a obtenção de combustíveis cada vez mais limpos. O processo de adsorção se mostra bastante promissor economicamente, uma vez que exige menor consumo de energia por utilizar em condições brandas de temperatura e pressão. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da influência de óxidos metálicos de níquel, cério, molibdênio e cobalto impregnados em sílica-alumina na remoção de compostos nitrogenados e sulfurados de diesel hidrotratado. A incorporação dos óxidos metálicos aumentou a densidade de sítios ácidos e promoveu a remoção dos compostos nitrogenados e sulfurados, com destaque para o adsorvente impregnado com óxido de molibdênio, indicando que as propriedades ácidas influenciaram o desempenho dos adsorventes. PALAVRAS-CHAVE: Adsorção, Diesel, Sílica-alumina, Óxidos metálicos ABSTRACT: In recent years, the global environmental legislation is more restricted in regard to gaseous pollutants emissions, including NOx and SOx. More efficient alternatives for the removal of nitrogen and sulfur contaminants are required to obtain increasingly cleaner fuels. The adsorption process is economically promising, once it requires less energy due to the mild conditions of temperature and pressure. The objective of this study was to evaluate the influence of nickel, cerium, molybdenum and cobalt metal oxides impregnated on silica-alumina in removing nitrogen and sulfur compounds from hydrotreated diesel. The incorporation of metal oxides increased acid sites density and promoted the removal of nitrogen and sulfur compounds, specially the one impregnated with molybdenum oxide, indicating that the acidic properties influence the adsorbents performance. KEYWORDS: Adsorption, Diesel, Silica-alumina, Metal oxides 1. INTRODUÇÃO A denitrogenação e a dessulfurização do diesel tem despertado muito interesse nos últimos anos. Um dos motivos é o fato de que as organizações ambientais tem exigido níveis cada vez menores de nitrogênio no diesel comercial, de modo a diminuir o impacto dos óxidos de

nitrogênio (NOx) lançados na atmosfera. Adicionalmente, os processos de dessulfurização são sensivelmente prejudicados pela presença de compostos nitrogenados, que envenenam os catalisadores utilizados no processo de HDS. (Arcibar-Orozco e Rangel-Mendez, 2013 e Laredo, 2013). A remoção dos compostos sulfurados e nitrogenados de correntes de petróleo é realizada por processos de hidrotratamento (HDT). No entanto, devido à maior severidade para se atingir as novas especificações dos combustíveis, bem como pelo fato de se usar petróleos cada vez mais pesados, estão sendo necessários elevados níveis de investimentos e custos operacionais crescentes para atender a legislação. Comparado ao processo de HDT, a remoção de contaminantes por adsorção, mostra-se muito promissora com relação ao consumo de energia, uma vez que a adsorção é realizada em condições brandas de temperatura e pressão (Muzic et al., 2010). Utilizar adsorventes para remover compostos de enxofre e/ou nitrogênio de hidrocarbonetos líquidos é uma abordagem interessante para a produção de combustíveis ultra limpos, que não apenas vão de encontro à legislação cada vez mais restrita, como também permitem a produção de hidrocarbonetos para o uso em células a combustível. (Kim et al., 2006). O uso de adsorventes seletivos, tais como, carvão ativado, zeólitas e sílica mesoporosa, na remoção de compostos nitrogenados e sulfurados de correntes de diesel tem sido muito estudado nos últimos anos. Sarda et al. (2012) estudaram a adsorção seletiva de compostos sulfurados utilizando adsorventes com diferentes teores de Ni e Cu, suportados em alumina e ZSM-5, preparados por impregnação ao ponto úmido e troca iônica. O adsorvente Ni/Al 2 O 3 (8-10% de Ni) mostrou-se mais efetivo na remoção de compostos sulfurados de diesel, se comparado ao adsorvente Cu/Al 2 O 3. De acordo com os autores, a interação direta dos compostos sulfurados do diesel e o níquel tem um importante papel, indicando que o adsorvente contendo Ni é promissor para o processo de dessulfurização. Mais especificamente em relação à remoção de compostos nitrogenados, o uso de adsorventes seletivos tem atraído crescente atenção (Yang et al., 2013). Neste sentido, os adsorventes seletivos são promissores na obtenção de combustíveis com níveis reduzidos de enxofre e nitrogênio, enquanto a seletividade e a capacidade de adsorção para os compostos nitrogenados necessitam melhorias. Dentro deste contexto, processos alternativos de refino que visam à remoção destes contaminantes em condições mais favoráveis, tanto no aspecto de investimento como no de custo operacional, têm sido estudados em âmbito mundial na área de refino de petróleo, com propostas de sua utilização como pré-tratamento da carga do HDT ou como pós-tratamento. O objetivo do presente trabalho é o estudo da influência de óxidos metálicos de níquel, cério, molibdênio e cobalto impregnados em sílicaalumina na adsorção de compostos nitrogenados e sulfurados de correntes de diesel hidrotratado, de modo a remover os compostos mais refratários que restaram após o HDT e, dessa forma, atender a demanda crescente por combustíveis mais limpos. 2. PARTE EXPERIMENTAL 2.1. Preparo dos adsorventes O procedimento de impregnação úmida foi utilizado com o objetivo de introduzir os elementos níquel, cério, cobalto e molibdênio a uma sílicaalumina contendo 40 % em massa se sílica (SIRAL 40) cedida pela SASOL, de tal forma a se alcançar 2,5% de metal na forma óxido no adsorvente. Os precursores Co(NO 3 ) 2.6H 2 O, Ce(NO 3 ) 3.6H 2 O, Ni(NO 3 ) 2.6H 2 O, (NH 4 ) 6 Mo 7 O 24.4H 2 O, todos adquiridos da Sigma- Aldrich, foram usados na etapa de impregnação. Antes da impregnação com os precursores acima relacionados, o adsorvente SIRAL 40 foi submetido a um tratamento térmico. Esta amostra foi aquecida até 550 C usando uma taxa de aquecimento de 5 C min -1 sendo mantida a temperatura final por 4h. A suspensão de impregnação apresentava uma fração de sólidos, definida como a razão entre a massa de adsorvente seco/(massa de adsorvente úmido + massa de precursor + massa de água), igual a 0,032. A impregnação úmida foi realizada em um evaporador rotativo a temperatura de 80 C sob agitação constante. Após cinco horas de impregnação a temperatura foi elevada a 95 C para a secagem completa do adsorvente com o auxílio de vácuo. Em seguida, o adsorvente preparado foi seco na estufa a 120 C por 12 h e depois calcinado

a 550 C por 4 h utilizando uma taxa de aquecimento de 5 C min -1. 2.2. Caracterização dos adsorventes As propriedades texturais dos adsorventes foram avaliadas por fisissorção de nitrogênio a - 196 C utilizando um equipamento ASAP Micromeritics modelo 2020. Antes da análise as amostras foram secas a 300ºC. A área específica, o volume de mesoporos e o volume de microporos foram determinados pelos métodos BET, BJH e t- plot, respectivamente. As análises de difração de raios X (DRX) foram realizadas em um difratômetro da marca Rigaku modelo Miniflex II com monocromador e radiação de Cu (CuKα λ = 1,5418 Å) com passo de 0,05 e tempo de contagem de 2s/passo. A densidade e a distribuição de força dos sítios ácidos das amostras foram determinadas através da dessorção de amônia a temperatura programada (TPD NH 3 ). Para tal, foi utilizado um sistema dinâmico, passando-se uma mistura gasosa contendo 2,91% de amônia em He por um reator tubular contendo a amostra. A composição da mistura gasosa na saída do reator foi determinada através de um detector de condutividade térmica. Antes da adsorção da amônia, a amostra foi tratada a 150ºC por 1 h e, em seguida a 500ºC por 1 h, sob uma corrente de 30 ml min -1 de He. O aquecimento foi realizado a uma taxa de 10ºC min - 1. A adsorção de amônia foi realizada a 150ºC e as moléculas fisicamente adsorvidas foram removidas sob fluxo de He (30 ml min -1 ) a esta mesma temperatura. Em seguida, a dessorção de amônia foi efetuada submetendo-se a amostra a um aquecimento até 500ºC usando uma taxa de 10ºC min -1 sob fluxo de He (30 ml min -1 ). A densidade de sítios ácidos foi calculada usando-se a quantidade de amônia adsorvida quimicamente a 150ºC, que foi obtida pela diferença entre a quantidade total adsorvida e a adsorvida fisicamente. A natureza dos sítios ácidos foi estudada com o auxílio da espectroscopia com reflectância difusa na região do infravermelho com Transformada de Fourier após a adsorção de piridina. A amostra, previamente seca a 500ºC, foi acondicionada no porta-amostra do equipamento, tratada a 150ºC sob vácuo por 1h, e em seguida aquecida até 500ºC usando uma taxa de 5ºC min -1. Após o aquecimento a amostra foi resfriada até 150ºC, quando foi submetida a um fluxo de uma mistura piridina / He (30 ml min -1 ) por 1 min. Em seguida, realizou-se nova etapa de vácuo a 150ºC por 1 h seguida da aquisição do espectro. Os espectros foram obtidos em um espectrômetro FT- IR Perkin Elmer modelo Spectrum 100, usando-se uma resolução de 4 cm -1 e varredura de 60 scans. 2.3. Experimentos de Remoção de Compostos Sulfurados e Nitrogenados Os testes de remoção de compostos sulfurados e nitrogenados foram realizados com um óleo diesel hidrotratado cedido pela PETROBRAS, proveniente da Refinaria Gabriel Passos (REGAP), cuja concentração de enxofre total e nitrogênio total era de aproximadamente 240 e 190 mg kg -1, respectivamente. 0,5 g de adsorvente seco foram adicionados em um erlenmeyer de 50 ml contendo 10 ml de óleo diesel. Visando remover os gases presentes nos poros dos sólidos e garantir o molhamento dos mesmos pelo óleo diesel, foi feito um condicionamento das amostras, que consistia em manter a suspensão adsorvente / óleo diesel agitada com uma frequência igual a 2,5 Hz a 40 C em um banho térmico por um período de 40 min, e, em seguida, elevar a temperatura a 70 C mantendo-a neste patamar por mais 40 min. Após o período de condicionamento, as suspensões foram resfriadas até a temperatura ambiente e mantidas nesta temperatura por 15 h. Em seguida, o processo de remoção foi iniciado mantendo-se o erlenmeyer contendo a suspensão adsorvente / óleo diesel no banho térmico a 40 C por 7 h sob frequência de agitação constante igual a 2,5 Hz. Em seguida, a concentração de enxofre e nitrogênio residual na fase líquida foi determinada utilizando um analisador elementar modelo Antek NS 900. 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO Com o objetivo de estudar a influência de óxidos metálicos impregnados em sílica-alumina na adsorção de compostos sulfurados e nitrogenados presentes em óleo diesel, foram testadas amostras de sílica-alumina comercial e sílica-alumina impregnada com diferentes óxidos metálicos. As características texturais das amostras estudadas foram determinadas por fisissorção de nitrogênio a -196ºC. Os valores de área específica

e volume de mesoporos são apresentados na Tabela 1. Tabela 1. Caracterização textural dos adsorventes preparados a partir de SIRAL 40 impregnada com 2,5% de diferentes óxidos metálicos. Adsorvente Área Específica (m 2 g -1 ) Volume de mesoporos (cm 3 g -1 ) Siral 40 451 0,84 Siral Mo 329 0,79 Siral Ce 328 0,80 Siral Ni 352 0,80 Siral Co 341 0,80 De acordo com os resultados, observa-se que a incorporação dos óxidos metálicos provocou a diminuição da área específica dos adsorventes em aproximadamente 25%. No entanto, o acesso aos mesoporos foi preservado, visto que praticamente não houve alteração do volume de mesoporos após a impregnação dos óxidos metálicos. Santos et al. (2012) impregnaram os mesmos óxidos metálicos em sílica-alumina, com concentrações de 10 % em Co e Ni, de 16 % em Mo e de 24 % em Ce, o que contribuiu para uma diminuição mais significativa na área específica, bem como a diminuição do volume de mesoporos. Em outros trabalhos da literatura, observa-se também uma diminuição da área superficial de sílica-aluminas impregnadas com óxidos metálicos (Al-Yassir et al., 2006 e Regali et al., 2013). A difração de raios X foi usada para a identificação das fases presentes nos adsorventes preparados, porém devido ao baixo teor impregnado não foi possível notar as fases relativas aos óxidos metálicos sendo apenas observado o perfil referente à sílica-alumina de partida, como pode ser observado na Figura 1. Intensidade (u.a.) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 2θ (graus) Siral Ce Siral Mo Siral Co Siral Ni Siral Figura 1. Difratogramas de raios X da série de adsorventes preparados a partir da impregnação da Siral 40 com óxidos metálicos (teor = 2,5 %) de Ce, Mo, Co, Ni. A densidade total de sítios ácidos bem como a distribuição de força destes sítios foi determinada por dessorção de amônia a temperatura programada. A Figura 2 mostra os perfis de dessorção de amônia obtidos para os adsorventes impregnados com os diferentes óxidos metálicos. Todas as amostras apresentaram perfis de dessorção de NH 3 com apenas um pico largo de dessorção de NH 3 a 280 C (Figura 2). A incorporação dos óxidos metálicos alterou ligeiramente a força dos sítios ácidos presentes na amostra impregnada com óxido de níquel, cujo pico de dessorção foi deslocado para aproximadamente 300 C, indicando que os sítios ácidos desta amostra são ligeiramente mais fortes. NH 3 dessorvido (u.a.) Siral Ni Siral Co 200 300 400 500 isotérmico 600 Temperatura ( C) Siral Mo Siral Ce Siral Figura 2. Perfis de dessorção de NH 3 a temperatura programada para as amostras Siral, Siral Ni, Siral Mo, Siral Ce, Siral Co com teor de 2,5 % de óxido metálico.

Os valores de densidade total de sítios ácidos foram ordenados na seguinte sequência: Siral Co > Siral Mo ~ Siral Ni > Siral Ce > Siral 40 (Tabela 2). Nota-se que a adição dos óxidos metálicos proporcionou um aumento da quantidade de sítios ácidos para todos os adsorventes. Resultados semelhantes foram reportados na literatura, conforme relataram Al-Yassir et al. (2005). Neste estudo, o catalisador de molibdênio suportado em sílica-alumina apresentou maior densidade de sítios ácidos que o suporte de sílicaalumina, enquanto que para o catalisador de cério a impregnação do óxido metálico aumentou ligeiramente a densidade total de sítios ácidos. Tabela 2. Densidade de sítios ácidos presente nos adsorventes preparados a partir de SIRAL 40 impregnada com 2,5% de diferentes óxidos metálicos. Adsorvente Densidade de sítios ácidos (µmol NH 3 g -1 ) Siral 40 443 Siral Mo 573 Siral Co 645 Siral Ce 499 Siral Ni 553 A natureza dos sítios ácidos presentes nas amostras foi determinada de acordo com a interação destes sítios com a molécula de piridina. De acordo com a literatura, as bandas em 1546 e 1445 cm -1 correspondem à piridina quimissorvida nos sítios de Brønsted e Lewis, respectivamente, e a banda em 1490 cm -1 corresponde à piridina associada a ambos os sítios de Brønsted e Lewis. A Figura 3 mostra os espectros de adsorção de piridina a 150 ºC na região do infravermelho, na faixa de 1400 a 1580 cm -1. Todas as amostras apresentaram sítios de Brønsted e Lewis e nenhuma modificação significativa foi notada após a adição dos óxidos metálicos. A presença de sítios ácidos de Brønsted em amostras de sílica-alumina foi observada por outros autores (Silva et al., 2012 e Santos et al., 2012), utilizando a técnica de espectroscopia na região do infravermelho após a adsorção da piridina como molécula sonda. Tais sítios ácidos são constituídos por grupos OH ácidos localizados próximos a átomos de alumínio em ambiente tetraédrico (Si(OH)Al) (Silva et al., 2012). Al-Yassir et al (2005) observaram que a adição de MoO 3 acarretou o aumento da quantidade de sítios ácidos de Brønsted, já a impregnação de CeO 2 diminuiu tanto a quantidade de sítios de Brønsted quanto de Lewis. O comportamento do material composto por MoO 3 está relacionado com a interação entre as espécies molibdato e os diferentes tipos de hidroxilas presentes na superfície do suporte que gera sítios ácidos de Brønsted (Al-Yassir et al., 2006). O caráter levemente básico dos óxidos de cério está relacionado com o decréscimo da densidade de sítios de Brønsted e Lewis. No presente trabalho, não se observou mudanças significativas na quantidade de sítios de Brønsted e Lewis em contraste com o relatado por Al-Yassir et al (2005), possivelmente devido à menor quantidade de óxidos impregnada nos materiais sintetizados neste trabalho. 1544 1545 1542 1544 1544 1492 1455 1492 1452 1492 1452 1491 1454 1491 1454 Siral Ce Siral Ni Siral Co Siral Mo Siral 1550 1500 1450 1400 Número de onda (cm -1 ) Figura 3. Espectros de adsorção de piridina na região do infravermelho a 150 C para os adsorventes Siral, Siral Ni, Siral Mo, Siral Ce, Siral Co com teor de óxido metálico impregnado de 2,5%. A influência da presença dos óxidos metálicos na remoção de compostos nitrogenados e sulfurados presentes no óleo diesel hidrotratado pode ser observada na Tabela 3. Observando-se a remoção dos compostos sulfurados e nitrogenados em termos de porcentagem, verifica-se que apenas a adição do

óxido de molibdênio influenciou positivamente. Para os adsorventes impregnados com óxidos de cério, níquel e cobalto, a remoção dos compostos nitrogenados e sulfurados foi menor que a observada para a amostra Siral 40. Quando se leva em consideração a área específica dos adsorventes, que é menor que a da Siral 40 para todos adsorventes impregnados, verifica-se que a adição dos óxidos metálicos aumentou a remoção dos compostos nitrogenados e sulfurados do diesel hidrotratado, destacando-se o adsorvente Siral Mo, que apresentou o maior nível de remoção. Silva et al. (2012) relacionaram a remoção de compostos nitrogenados e sulfurados de diesel hidrotratado com a quantidade de sítios ácidos de Brønsted presentes em amostras de sílica-aluminas com diferentes teores de sílica e alumina. De acordo com os autores, ocorre um aumento da remoção dos contaminantes com o aumento da quantidade de sítios ácidos de Brønsted. De acordo com Al-Yassir et al. (2006), a geração de sítios ácidos de Brønsted que ocorre com a incorporação do óxido de molibdênio na sílica-alumina resulta da interação entre as espécies molibdato e os diferentes tipos de hidroxilas presentes na superfície do suporte. Santos et al. (2012) também observaram a contribuição da presença do óxido de molibdênio na remoção de contaminantes de diesel. No entanto, neste trabalho, devido ao alto teor metálico e consequente diminuição da área específica, observou-se uma discreta melhoria na remoção dos compostos nitrogenados e sulfurados, em relação ao adsorvente Siral 40. Os autores também relacionam o aumento da remoção de contaminantes à geração de sítios ácidos de Brønsted no adsorvente contendo óxido de molibdênio, observado através da espectroscopia na região do infravermelho após a adsorção da piridina como molécula sonda. Tabela 3. Remoção de compostos nitrogenados e sulfurados de óleo diesel hidrotratado. Remoção S Remoção N Adsorvente % µg m -2 % µg m -2 Siral 40 41,8 4,4 62,1 5,3 Siral Ce 32,6 4,7 58,3 7,0 Siral Mo 45,4 6,6 67,1 8,0 Siral Ni 34,3 4,6 52,2 5,7 Siral Co 37,2 5,1 59,2 6,6 O melhor desempenho do adsorvente Siral Mo é provavelmente um resultado do aumento da densidade total de sítios ácidos, observado por dessorção de amônia a temperatura programada e da presença de sítios de Brønsted gerados pela interação das espécies molibdato com os diferentes tipos de grupos hidroxila do suporte. Apesar de também ter sido observado o aumento de densidade de sítios ácidos para os outros adsorventes, principalmente, o Siral Co, esta característica não favoreceu a remoção dos contaminantes tão significativamente. Desta forma, pode-se dizer que a natureza dos sítios ácidos de Brønsted gerados com a impregnação do óxido de molibdênio foi essencial para o aumento da remoção dos compostos nitrogenados e sulfurados. 4. CONCLUSÃO A impregnação de diferentes óxidos metálicos em sílica-alumina afeta a remoção de compostos nitrogenados e sulfurados de diesel hidrotratado em níveis diferentes, dependendo do óxido metálico. A presença dos óxidos metálicos causou a diminuição da área específica de todos os adsorventes e devido ao baixo teor metálico, não ficou evidente a presença dos óxidos metálicos por DRX. Através do TPD de NH 3, verificou-se um aumento da densidade de sítios ácidos para todos os adsorventes, embora não fosse possível observar diferença entre a distribuição dos sítios ácidos de Brønsted e de Lewis determinada por adsorção de piridina. O adsorvente que apresentou melhores resultados de remoção de compostos nitrogenados

e sulfurados foi o Siral Mo, principalmente quando se observa a remoção por área de adsorvente. O melhor desempenho deste adsorvente pode ser relacionado à geração de sítios ácidos de Brønsted na amostra, devido a incorporação do MoO 3 por impregnação. 5. REFERÊNCIAS AL-YASSIR, N., MAO, R. L. V., HENG, F. Cerium promoted and silica-alumina supported molybdenum oxide in the zeolite-containing hybrid catalyst for the selective deep catalytic cracking petroleum naphthas. Catal. Lett., v. 100, p. 1-6, 2005. AL-YASSIR, N., MAO, R. L. V. Physicochemical properties of mixed molybdenum and cerium oxides supported on silica-alumina and their use as catalysts in the thermal-catalytic cracking (TCC) of n-hexane. Appl. Catal. A-Gen., v. 305, p. 130-139, 2006. ARCIBAR-OROZCO, J. A., RANGEL-MENDEZ, J.R. Model diesel denitrogenation by modified activated carbon with iron nanoparticles: Sulfur compounds effect. Chem. Eng. J., v. 230, p. 439-446, 2013. SANTOS, A. L., REIS, R. A., ROSSA, V., REIS, M. M., COSTA, A. L. H., VELOSO, C. O., HENRIQUES, C. A., ZOTIN, F. M. Z., PAREDES, M. L. L., SILVEIRA, E. B., CHIARO, S. S. X. Silica-alumina impregnated with cerium, nickel, and molybdenum oxides for adsorption of súlfur and nitrogen compounds from diesel. Mater. Lett., v. 83, p. 158-160, 2012. SARDA, K. K., BHANDARI, A., PANT, K. K., JAIN, S. Deep desulfurization of diesel fuel by selective adsorption over Ni/Al 2 O 3 and Ni/zsm-5 extrudates. Fuel, v. 93, p. 86-91, 2012. SILVA, J. M. P. F., SILVEIRA, E. B., COSTA, A. L. H., VELOSO, C. O., HENRIQUES, C. A., ZOTIN, F. M. Z., PAREDES, M. L., REIS, R. A., CHIARO, S. S. X. Efeito da composição química de sílica-aluminas sobre a remoção de compostos sulfurados e nitrogenados de diesel hidrotratado. XIX Congresso Brasileiro de Engenharia Química, Búzios, 2012. YANG, L., WANG, S., WANG, R., YU, H. Sective removal of nitrogen-containing heterocyclic compounds from transportation diesel fuels with reactive adsorbent. Chinese J. Chem. Eng., v. 21, p. 558-563, 2013. KIM, J. H., MA, X., ZHOU, A, SONG, C. Ultradeep desulfurization and denitrogenation of diesel fuel by selective adsorption over three different adsorbents: A study on adsorptive selectivity and mechanism. Catal. Today, v. 111, p. 74-83, 2006. LAREDO, G., VEGA-MERINO, P. M., TREJO- ZÁRRAGA, F., CASTILLO, J. Denitrogenation of middle distillates using adsorbent materials towards ULSD production: A review. Fuel Process. Technol., v. 106, p. 21-32, 2013. MUZIC, M., SERTIC-BIONDA, K., GOMZI, Z., PODOLSKI, S., TELEN, S. Study of diesel desulfurization by adsorption. Chem Eng Res Des, v. 88, p. 487-495, 2010. REGALI, F., BOUTONNET, M., JÄRÅS, S. Hydrocracking of n-hexadecane on noble metal/sílica-alumina catalysts. Catal Today, v. 214, p. 12-18, 2013.