Banca de DEFESA: JOÃO BRANDÃO JÚNIOR

Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : JOÃO BRANDÃO JÚNIOR
DATA : 09/09/2026
HORA: 14:00
LOCAL: NUPEG
TÍTULO:

Desoxigenação catalítica de óleo vegetal em atmosferas inertes e reativas para a síntese de hidrocarbonetos 

PALAVRAS-CHAVES:

Diesel renovável; HVO; Desoxigenação catalítica; Atmosferas sequenciais; Hidrodesoxigenação; Descarboxilação; Descarbonilação; Catalisadores NiMo; Carvão ativado; Alumina; Ácido oleico; Óleo de coco. 

PÁGINAS: 84
RESUMO:

A crescente demanda por combustíveis renováveis compatíveis com a infraestrutura de distribuição e utilização existente (drop-in) tem impulsionado o desenvolvimento de processos mais eficientes e sustentáveis para a produção de diesel renovável (HVO ou green diesel). Nesse contexto, esta tese propõe e avalia uma estratégia inovadora de desoxigenação catalítica baseada na utilização sequencial de atmosferas de nitrogênio (N2) e hidrogênio (H2), visando reduzir significativamente o consumo de hidrogênio sem comprometer a conversão dos reagentes nem a seletividade para hidrocarbonetos na faixa do diesel (C9 - C18). Inicialmente, foi realizado um estudo fundamental utilizando o ácido oleico como molécula modelo, permitindo investigar os mecanismos de descarboxilação (DCX), descarbonilação (DCN) e hidrodesoxigenação (HDO) em reator batelada. Para esse propósito, foram sintetizados e caracterizados catalisadores bimetálicos de NiMo suportados em carvão ativado (NiMo/CA) e alumina (NiMo/Al2O3), empregando difração de raios X (DRX), adsorção de N2 (BET), espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de transmissão (MET) e espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS), estabelecendo correlações entre as propriedades estruturais e superficiais dos catalisadores e seu desempenho catalítico. Na etapa conduzida sob atmosfera inerte, foram investigados os efeitos da pressão inicial de N2 e da presença de água sobre a conversão do ácido oleico e a distribuição dos produtos, verificando-se desempenho superior do catalisador NiMo/CA, atribuído à sua elevada área superficial, maior volume de poros e ao favorecimento das rotas de descarboxilação e descarbonilação. Com base nesses resultados, foi desenvolvido um processo reacional sequencial em duas etapas, no qual o N2 promoveu a remoção parcial do oxigênio por vias não hidrogenantes, minimizando o consumo de hidrogênio, enquanto a etapa subsequente sob H2, em pressão moderada, promoveu a hidrogenação dos intermediários insaturados e a complementação da hidrodesoxigenação. Essa estratégia resultou em expressivo aumento da formação de hidrocarbonetos parafínicos na faixa do diesel, alcançando rendimento de 51,1 % e seletividade de 52,4 % empregando apenas 15,7 bar de H2, pressão significativamente inferior à normalmente utilizada em processos convencionais de hidrotratamento. A elucidação dos mecanismos reacionais foi realizada por meio da caracterização das fases líquida e gasosa, utilizando cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (CG-MS) para identificação dos produtos líquidos, determinação quantitativa do CO2 formado por método titulométrico após absorção da fase gasosa, quantificação da água produzida durante a reação por análise de Karl Fischer e análise termogravimétrica (TG), que confirmou a predominância de hidrocarbonetos na fração líquida obtida. Os resultados evidenciaram a predominância das rotas de descarboxilação e descarbonilação na etapa sob N2, seguida pelo predomínio da hidrodesoxigenação durante a etapa sob H2. A estabilidade catalítica foi avaliada por sucessivos ciclos de reutilização, demonstrando manutenção da atividade catalítica, embora com redução gradual da produção de hidrocarbonetos saturados em decorrência da desativação parcial dos catalisadores. Finalmente, a metodologia desenvolvida com o ácido oleico foi aplicada ao óleo de coco, matéria-prima renovável rica em triglicerídeos, confirmando a viabilidade da estratégia em uma biomassa real e evidenciando seu potencial para a produção de diesel renovável com menor consumo de hidrogênio, redução dos custos operacionais e maior segurança operacional. Os resultados obtidos fundamentaram o desenvolvimento de um processo tecnológico inovador, objeto de pedido de patente, consolidando uma nova abordagem para a produção de diesel renovável por desoxigenação catalítica em atmosferas sequenciais de N2 e H2. 

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 1979301 - RENATA MARTINS BRAGA
Interno - 1670497 - HUMBERTO NEVES MAIA DE OLIVEIRA
Interno - 1149554 - OSVALDO CHIAVONE FILHO
Externo à Instituição - ANDERSON ALLES DE JESUS - UFMA
Externo à Instituição - FABIANO ANDRE NARCISO FERNANDES - UFC