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Estudo e avaliação do processo eletroquímico para obtenção do catalisador metilato de sódio utilizado na produção de biodiesel.

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dc.creator.ID SALES, E. M. pt_BR
dc.creator.Lattes http://lattes.cnpq.br/4718690030055158 pt_BR
dc.contributor.advisor1 VILAR, Eudésio Oliveira.
dc.contributor.advisor1ID VILAR, E. O. pt_BR
dc.contributor.advisor1Lattes http://lattes.cnpq.br/6363257813968241 pt_BR
dc.contributor.referee1 ALVES , José Jailson Nicácio.
dc.contributor.referee2 BRITO , André Luiz Fiquene de.
dc.contributor.referee3 BRASILEIRO , Ilza Maria do Nascimento.
dc.contributor.referee4 DIAS, Fernando Ferreira da Silva.
dc.description.resumo O metilato de sódio é um catalisador utilizado na produção de biodiesel. Atualmente esse catalisador é produzido por dois métodos convencionais que apresentam alto custo de produção. O principal objetivo da presente Tese de Doutorado é o estudo da produção do catalisador metilato de sódio em metanol numa rota eletroquímica, através de membranas íon-seletiva catiônica comercial. Essa metodologia inovadora para a produção do catalisador por meio da eletrólise, em reatores eletroquímicos com membranas catiônicas surge como uma destas tecnologias; que pode se tornar eficaz para obter o catalisador. É considerada uma tecnologia atrativa, uma vez que apresenta algumas vantagens sobre os processos tradicionais, tais como: (1) A reação ocorre diretamente dos íons sódio com o Álcool (metanol) eliminando a água proveniente da pré-solubilização dos hidróxidos (NaOH, KOH) no Álcool (metanol), (2) Não gera resíduos de mercúrio e cloro gasoso; na produção de metilato de sódio proveniente de um amálgama de sódio produzido a partir da eletrólise do cloreto de sódio numa célula de mercúrio, (3) Não apresenta altos custos; como ocorre na produção do catalisador utilizando sódio metálico. O estudo foi realizado em etapas distintas: Inicialmente foram estudadas as propriedades físicas das membranas CMV e CSO como: difusividade induzida de sódio, estabilidade química, resistividade, absorção de água, capacidade de troca iônica, análise de Espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). Posteriormente, foram realizados ensaios no reator eletroquímico de configuração transversal e investigou-se o rendimento do catalisador com as duas membranas, a corrente limite do processo, a extração de sódio e a variação de potencial. Ao mesmo tempo, foi realizada uma análise dimensional no qual foi proposto diferentes modelos empíricos para a eficiência de transferência de massa para o reator com eletrodo de DSA (De Nora), com eletrodo de Espuma de Níquel G60, seguido do estudo de distribuição do tempo de residência-DTR. Pode-se concluir quepara 48h de operação da célula eletroquímica as membranas CSO e CMV apresentam um valor máximo de 12% v/v e 11% v/v de metilato de sódio em metanol. Em relação amembrana CSO o rendimento obtido foi de 2,8 % v/v a mais que a membrana CMV utilizando como eletrodo deespuma de Níquel (G60). De modo geral, a mudança do eletrodo de DSA no reator para o eletrodo de Espuma de Níquel (G60) pode ser utilizado para maximizar a eficiência de custo, equilibrando a eficiência elétrica com o baixo custo do eletrodo. pt_BR
dc.publisher.country Brasil pt_BR
dc.publisher.department Centro de Ciências e Tecnologia - CCT pt_BR
dc.publisher.program PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA pt_BR
dc.publisher.initials UFCG pt_BR
dc.subject.cnpq Engenharia Química pt_BR
dc.title Estudo e avaliação do processo eletroquímico para obtenção do catalisador metilato de sódio utilizado na produção de biodiesel. pt_BR
dc.date.issued 2018-11-16
dc.description.abstract Sodium methylate is a catalyst used in the production of biodiesel. Currently, this catalyst is produced by two conventional methods that present high production costs. The main objective of the present Doctoral Thesis is the study of the production of the sodium methylate catalyst in methanol in an electrochemical route, through ion-selective commercial cationic membranes. This innovative methodology to produce the catalyst through electrolysis in electrochemical reactors with cationic membranes appears as one of these technologies; which may become effective to obtain the catalyst. It is considered an attractive technology, since it presents some advantages over traditional processes, such as: (1) The reaction occurs directly from the sodium ions with the alcohol (methanol), eliminating the water from the pre-solubilization of the hydroxides (NaOH, KOH) in Alcohol (methanol); (2) Does not generate residues of mercury and chlorine gas; in the production of sodium methylate from a sodium amalgam produced from the electrolysis of sodium chloride in a mercury cell, (3) it does not present high costs; as occurs in the production of the catalyst using metallic sodium. The study was carried out in different stages: Initially, the physical properties of the CMV and CSO membranes were studied, such as: sodium induced diffusivity, chemical stability, resistivity, water absorption, ion exchange capacity, Fourier transform infrared spectroscopy FTIR). Subsequently, tests were carried out on the cross-sectional electrochemical reactor and the catalyst yield with the two membranes, the process limiting current, the sodium extraction and the potential variation were investigated. At the same time, a dimensional analysis was carried out in which different empirical models were proposed for mass transfer efficiency for the DSA electrode reactor (De Nora), with G60 Nickel Foam electrode, followed by the time distribution study of residence-DTR. It can be concluded that for 48 hours of operation of the electrochemical cell the CSO and CMV membranes have a maximum value of 12% v / v and 11% v / v of sodium methylate in methanol. In relation to the CSO membrane, the yield obtained was 2.8% v / v more than the CMV membrane using a nickel foam electrode (G60). In general, the change of the DSA electrode in the reactor for the Nickel Foam Electrode (G60) can be used to maximize the cost efficiency, balancing the electrical efficiency with the low electrode cost. In the DTR study the reactor has a short circuit. pt_BR
dc.identifier.uri http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/7401
dc.date.accessioned 2019-09-27T11:30:03Z
dc.date.available 2019-09-27
dc.date.available 2019-09-27T11:30:03Z
dc.type Tese pt_BR
dc.subject Membrana CMV pt_BR
dc.subject Membrana CSO pt_BR
dc.subject Catalisador pt_BR
dc.subject Modelagem pt_BR
dc.subject Membranas Catiônicas pt_BR
dc.subject Eletrólise pt_BR
dc.subject CMV Membrane pt_BR
dc.subject CSO Membrane pt_BR
dc.subject Catalyst pt_BR
dc.subject Modeling pt_BR
dc.subject Cationic Membranes pt_BR
dc.subject Electrolysis pt_BR
dc.rights Acesso Aberto pt_BR
dc.creator SALES, Emanuele Montenegro.
dc.publisher Universidade Federal de Campina Grande pt_BR
dc.language por pt_BR
dc.title.alternative Study and evaluation of the electrochemical process to obtain the sodium methylate catalyst used in biodiesel production. pt_BR
dc.description.sponsorship Capes pt_BR
dc.identifier.citation SALES, E. M. Estudo e avaliação do processo eletroquímico para obtenção do catalisador metilato de sódio utilizado na produção de biodiesel. 2018. 72f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) – Pós-Graduação em Engenharia Química, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2018. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/7401 pt_BR


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