BRPI0703303B1 - processo de obtenção de biocombustíveis para motores diesel veiculares e estacionários - Google Patents

Abstract

processo de obtenção de biocombustíveis para motores diesel veiculares e estacionários. a presente invenção refere-se a um processo de obtenção de biocombustíveis, a partir de triacilglicerídeos líquidos ou sólidos à temperatura ambiente, com diferentes pesos moleculares médios e graus de msaturaçáo, de origem vegetal ou animal, brutos ou refinados, mono álcoois de diferentes pesos moleculares, e catalisadores homogéneos ou heterogêneos. invenção essa, caracterizada pela introdução no meio reacional de óleo diesel, querosene e/ou suas misturas disponíveis nos mercados nacionais e internacionais. além disso, a invenção proporciona a redução da viscosidade do meio reacional, com elevação da velocidade e do rendimento de conversão, facilita a separação da glicerina e dos residuais do álcool e catalisador empregados, e favorece de forma geral a obtenção dos produtos fmais em concordância com as respectivas especificações para biodiesel b 100.

Description

“Processo de obtenção de biocombustíveis para motores Diesel veiculares e estacionários” A presente invenção refere-se a um processo de obtenção de Biocombustíveis, a partir de triacilglicerídeos com diferentes pesos moleculares e graus de insaturação, de origem vegetal ou animal, brutos ou refinados solubilizados previamente no óleo Diesel, querosene e/ou misturas destes, misturados a mono álcoois, tais como metanol, etanol, propanol, butanol, álcoois superiores e catalisadores alcalinos homogêneos, tais como hidróxido de sódio e hidróxido de potássio, ou heterogêneos, tais como óxidos, alumina, argilas e zeolitas. A invenção caracteriza-se pela introdução no meio reacional de óleo diesel e/ou querosene disponíveis nos mercados nacional e internacional, visando obtenção do Biodiesel já misturado ao óleo Diesel e a adoção destas misturas como combustível de motores Diesel veiculares e estacionários, substituindo parcialmente o Diesel de petróleo.

Os modelos de desenvolvimento adotados mundialmente têm como principal pilar, a energia, a qual foi obtida ao longo dos tempos principalmente a partir dos combustíveis de origem fóssil. Dentre estes, os provenientes do petróleo, óleo Diesel e gasolina apresentam-se em destaque por serem os mais demandados para uso veicular.

Com a escassez do petróleo, o fornecimento destes combustíveis fica gradativamente comprometido, promovendo assim, crises na economia mundial, que muitas vezes acabam por determinar guerras e conflitos.

Nos países tropicais onde a insolação, pluviometria, fertilidade dos solos e dimensão sugerem a adoção das fontes renováveis de energia, a biomassa agrega as propriedades de auto sustentabilidade e minimização dos impactos ambientais, consorciadas com a geração de emprego, oportunidades e empreendimentos.

Diante deste contexto, o governo brasileiro vem incentivando as pesquisas para substituição do óleo Diesel por Biocombustíveis, com o enfoque social e ambiental, criando o Programa Nacional de Produção e Uso do Biodiesel, que autoriza de imediato a adição de 2%vol.vol. de Biodiesel no óleo Diesel, estabelecendo cronograma de obrigatoriedade e elevação no percentual do Biodiesel, para 5% vol./vol., em 2010. Contudo, a busca de novas fontes de energia em substituição ao modelo calcado nos combustíveis fósseis constitui-se uma preocupação mundial, principalmente, para os Membros integrantes do Protocolo de Kyoto.

Como é natural em um novo modelo de produção de combustível, surgem necessidades de aprimoramentos e otimizações tanto nos processos via transesterificação metílica ou etílica dos óleos vegetais e gorduras animais, como nos procedimentos para adequação do Biodiesel às especificações vigentes. A presente invenção objetiva otimizar a produção e a distribuição deste biocombustível, para propiciar a competitividade através de redução de custos e minimizar os impactos ambientais decorrentes. Assim, através da elevação na eficiência da conversão e redução das operações unitárias atualmente utilizadas, são atribuídas viabilidades técnica, econômica e ambiental aos processos contínuos ou em batelada, e evitada à duplicidade dos sistemas de transporte, armazenagem e distribuição.

Os processos convencionais para produção do Biodiesel, via transesterificação metílica ou etílica com catalisadores homogêneos, possuem etapas básicas de dosagem do óleo vegetal ou gordura animal e do álcool, com catalisadores alcalinos dissolvidos, metóxi ou etóxi, reação de conversão dos triacilglicerídeos nos respectivos ésteres metílicos ou etílicos, decantação ou centrifugação para separação da glicerina, recuperação do álcool utilizado em excesso, e procedimentos de lavagem do Biodiesel com água, para retirada dos residuais de álcool, de catalisador e de glicerina livre, para adequação do produto às especificações da Agência Nacional de Petróleo - ANP (Resolução n°42 de 24/11/04), a americana ASTM D6751 e a européia PREN 14214.

De acordo com Ariosto Holanda (Cadernos de Altos Estudos - Biodiesel e Inclusão Social - Câmara dos Deputados - 2004), caso seja necessário, a matéria-prima para produção do biodiesel no método convencional, deve ser submetida a um processo de neutralização e de secagem. A acidez é reduzida por uma lavagem com solução alcalina de hidróxido de sódio ou de potássio. A umidade da matéria-prima deve ser muito baixa.

Na transesterificaçao com catalisadores básicos, água e ácidos graxos livres não favorecem a reação. Assim, são necessários triglicerídeos e álcool desidratados para minimizar a produção de sabão. A produção de sabão diminui a quantidade de ésteres e dificulta a separação entre o glicerol e os ésteres. Nos processos que usam óleo in natura, adiciona-se álcali em excesso para remover todos os ácidos graxos livres (Ariosto Holanda -Cadernos de Altos Estudos - Biodiesel e Inclusão Social -Câmara dos Deputados - 2004).

Nestes processos, o primeiro gargalo surge na eficiência da reação de conversão dos triacilglicerídeos nos respectivos ésteres, pois a elevada viscosidade dos óleos vegetais não permite o contato efetivo com o mono-álcool, resultando em conversões cujos rendimentos ficam abaixo do necessário, determinando assim presenças excessivas de mono, di, triacilglicerídeos no Biodiesel, e consequentemente, glicerina total, acima dos respectivos limites estabelecidos nas especificações para Biodiesel.

Além disso, se o óleo vegetal ou gordura animal empregado estiver com acidez livre superior a 0,5mg KOH/g, pode ocorrer a indesejável formação de sabões promovedores de emulsões estáveis, que dificultam a separação da glicerina resultando na perda da batelada, ou em sérios problemas no processo contínuo. O procedimento de lavagem do Biodiesel para retirada de residuais de glicerina livre, de álcool e do catalisador usualmente adotado, é quase que artesanal, uma vez que a primeira é feita com pulverização de água ligeiramente acidulada na superfície do produto, seguida de decantação desta água sem qualquer agitação, para evitar a formação de emulsão. Lavagens posteriores são efetuadas com agitação e decantação até que os percentuais de glicerina, álcool e catalisador fiquem inferiores aos respectivos limites máximos previstos na especificação.

Finalmente a água residual deve ser separada para que o teor de água e sedimentos não fique superior a 0,05%vol.vol.

Face ao procedimento de lavagem ser dificultado pela possibilidade de formação de emulsões estáveis ou da presença de residuais líquidos solubilizados, o produto pós-tratamento ainda permanece com teores de glicerina livre, água e sedimentos acima dos respectivos limites máximos especificados, impedindo a sua comercialização e, conseqüentemente, utilização. Logo, a adoção da lavagem com água para purificação do Biodiesel vem comprometendo a operacionalidade técnica dos processos e elevando os custos de produção. Além disso, o uso de água potável pode ser considerado como indevido desperdício e/ou agressão aos recursos hídricos nas avaliações dos impactos ambientais. A entrada do Biodiesel na matriz energética deve ser associada com critérios e tecnologia, para minimizar os impactos ambientais de sua produção, já que o plantio extensivo das oleaginosas surge como potencial captador de CO2 para obtenção de créditos de carbono, além do uso do Biodiesel contribuir na redução da carga poluidora nas emissões dos motores. O documento WO 01/12581 define um processo para produção de ésteres metílicos de ácidos graxos a partir de misturas de triacilglicerídeos e ácidos graxos. O processo prevê a formação de uma solução contendo ácidos graxos e triacilglicerídeos, álcool, um catalisador ácido e um co-solvente que deve ter um ponto de ebulição inferior a temperatura da solução, sendo que 0 co-solvente é adicionado em uma quantidade efetiva para a formação de uma fase única. Nesse processo, a água é formada como um subproduto do primeiro estágio reacional, sendo assim, há a necessidade de remoção da água. O co-solvente é selecionado do grupo que consiste de tetrahidrofúrano, 1,4 -dioxina, dietiléter, metiltertarilbutiléter e diisopropiléter, outros éteres cíclicos também podem ser empregados. O documento WO 03/070081 mostra um método de produção de biodiesel a partir da transesterificação de óleos vegetais com álcoois C1-C4. O método visa melhorar a etapa de transesterificação pela adição de ciclo alifáticos e de mistura de ciclo alifáticos com hidrocarbonetos com pontos de ebulição de 40°C a 200°C ou misturas destes hidrocarbonetos que estão na mesma faixa de destilação da gasolina em uma quantidade de pelo menos 0,2 partes/volume relacionada a unidade de volume do óleo vegetal utilizado. Os hidrocarbonetos alifáticos adicionados devem ser retirados do biodiesel em operação adicional para que este produto final B100 não apresente ponto de fulgor inferior a 100°C, como determinam as especificações nacionais e internacionais para Biodiesel. A invenção proposta pelo INT refere-se à utilização do óleo Diesel, querosene e/ou suas misturas para diluir o óleo vegetal ou gorduras animais, permitindo assim, uma redução considerável da viscosidade do meio reacional, estabelecendo contato mais efetivo entre o óleo vegetal e o álcool com o catalisador resultando na elevação da eficiência de conversão (superior a 98%) este procedimento também facilita a separação da glicerina resultante, juntamente com álcool e catalisador. A invenção, ainda proporciona um processo eficiente de retirada dos residuais contaminantes (glicerina e catalisador) pela adição posterior de álcool que também atua para completar a reação de modo a obter percentuais de conversão superiores a 98% e níveis de contaminantes em concordância com as especificações. O óleo Diesel integral, querosene e/ou suas misturas usados como solvente são composto pelo conjunto de hidrocarbonetos que iniciam sua destilação em tomo de 150°C e terminam em aproximadamente 380°C, com 50% do recuperado em 280°C, o que comprova que sua composição em hidrocarbonetos é totalmente diferente dos solventes utilizados nas patentes anteriormente referenciadas. Mas o principal ponto que difere das patentes anteriores é o fato que o óleo Diesel, querosene e/ou suas misturas utilizadas no meio reacional não são retiradas do produto final, originando um biocombustível composto por óleo Diesel e Biodiesel, pois só desta forma que o Biodiesel pode ser utilizado, ou seja, na mistura Diesel/Biodiesel, a qual deverá atender as especificações vigentes para óleo Diesel tanto em relação às características, como em função do teor de Biodiesel na mistura, o qual pode ser adequado posteriormente através de diluições com o próprio óleo Diesel. Esta diluição visa atender as especificações nacionais de adição de 2% e de 5% vol./vol. de Biodiesel, mas também qualquer outro percentual superior que permita a conformidade com a especificação vigente para óleo Diesel, de modo que o combustível possa ser utilizado nos testes em frota cativa. Entende-se como frota cativa o conjunto de veículos Diesel, monitorados e destinados à execução de testes de dirigibilidade e durabilidade.

Diante do exposto, pode-se constatar que o atual pedido difere totalmente das patentes referenciadas, não só em função da utilização dos diversos tipos de óleo Diesel, querosene e/ou suas misturas nacionais ou estrangeiros como solventes, mas também pelo fato desses solventes serem mantidos na composição do produto final, e assim são reduzidas comparativamente o número de operações unitárias na obtenção do Biodiesel, as quais traduzem menor custo financeiro e ambiental, associado à otimização na logística de distribuição e utilização do biocombustível. A presente invenção permite flexibilidade no uso de diferentes óleos vegetais, gordura animal e dos álcooís, especialmente, etílico ou metílico e atribui agilidade operacional na produção de Biocombustíveis através da mistura prévia do óleo vegetal com o Diesel, querosene e/ou suas misturas, para compor o meio reacional com o álcool, possibilitando melhor interação dos reagentes pela redução da viscosidade dos óleos vegetais e solubilização de gorduras sólidas animais e ácidos graxos. Assim, a velocidade de reação e a eficiência da conversão são elevadas, propiciando que os limitantes teores de mono, di, triacilglicerídeos e glicerina total fiquem inferiores aos respectivos valores máximos da especificação, cabe ressaltar que essas características citadas são consideradas as mais importantes no controle do processo de produção de Biodiesel e consequentemente na sua qualidade, juntamente com os teores de glicerina livre e de residuais inorgânicos e de áícoois. A invenção ora proposta facilita também a separação da glicerina livre resultante juntamente como os residuais de álcool e catalisador, dispensando os problemáticos procedimentos de lavagem para adequação do teor de glicerina livre, teores de álcool, sódio e potássio, e ainda, viabiliza o uso de catalisadores em concentrações inferiores as utilizadas nos processos convencionais. A patente permite ainda o uso de matérias-primas com valores de acidez superiores a 0,5mg KOH/g, valor este que é limite máximo estabelecido para os processos convencionais para que se tenha uma boa conversão de triglicerídeos nos respectivos em ésteres.

Esta invenção evita as operações de lavagem, reduzindo consideravelmente os custos e os impactos ambientais da produção dos biocombustíveis, e atribui ao Biodiesel e à mistura Diesel/Biodiesel, qualidade requerida para utilização como combustível de motores Diesel. A invenção permite viabilizar o uso de qualquer óleo vegetal, seja ele da família dos semi-secativos, como por exemplo, os óleos de soja, algodão, amendoim e pinhão manso caracterizados por apresentarem índice de Iodo na faixa de 70 a 120, cujo grau de insaturação das cadeias favorecem a oxidação prematura do Biodiesel a ser obtido, ou da família dos não-secativos, como por exemplo, os óleos de babaçu, palma e mamona caracterizados por apresentarem índice de Iodo inferior a 70, onde predominam cadeias saturadas que determinam boa estabilidade a oxidação nas elevadas temperaturas de ponto de fluidez, e consequente do ponto de entupimento de filtro a frio. A invenção permite ainda o uso de gorduras animais, como os sebos bovinos, suínos e de aves ou qualquer outra fonte de triglicerídeos.

No caso específico de sebos sólidos na temperatura ambiente, a dissolução com o óleo Diesel, querosene e/ou suas misturas prevista na patente evita a necessidade de aquecimento para liquefazer o óleo, o que se traduz em economia de energia e reduções das tendências á oxidação e saponificação pela elevação da temperatura. A prévia adição de óleo Diesel, querosene e/ou suas misturas e a sua manutenção na mistura com Biodiesel evita a oxidação prematura dos ésteres insaturados, minimizando assim o uso de aditivos antioxidantes, e também possibilita redução considerável do ponto de entupimento de filtro a frio dos diversos tipos de Biodiesel atualmente utilizados compostos em sua maioria por ésteres saturados, viabilizando tecnicamente a distribuição, transporte, armazenagem e utilização das misturas obtidas pelo processo objeto desta invenção em diferentes regiões, independente do clima.

Outras vantagens referem-se ao fato de possibilitar que os sistemas de armazenagem, transporte e distribuição existentes para o óleo Diesel sejam normalmente utilizados com a mistura Diesel/Biodiesel produzida.

Sendo assim, pode-se concluir que a aplicação desta tecnologia no setor produtivo poderá contribuir efetivamente para a consolidação e sucesso da produção e uso do biodiesel, pois contempla e viabiliza o emprego da diversidade de oleaginosas e ainda a aplicação de óleos e gorduras como matéria- prima de baixo custo, pois são residuais de processos industriais com aplicação industrial muito restrita. O processo desta invenção consiste na adição seqüencial no reator do álcool com o catalisador e da mistura de Diesel, querosene e/ou suas misturas com óleo vegetal ou gorduras animais, em proporções preestabelecidas em função não só das características químicas e físico-químicas dos reagentes e de suas implicações na reação de conversão, mas também para que as propriedades do biocombustível a ser obtido estejam em consonância com as especificações vigentes, tanto para Biodiesel, como óleo Diesel e misturas Diesel/Biodiesel e com os requisitos básicos para o transporte, armazenagem e distribuição e utilização nas diversas regiões.

Ao término das adições seqüenciais no reator, inicia-se a reação com agitação e temperatura entre 20°C e 50°C, preferencialmente, 30°C ± 10°C, mais preferivelmente, 25°C ± 5°C, por no máximo 45 minutos, seguida de separação por decantação da fase inferior, composta por glicerina, álcool e o residual de catalisador. Na fase superior onde predominam o óleo Diesel, querosene e/ou suas misturas e o Biodiesel pode ser adicionado álcool e procedida agitação por mais 15 minutos, na mesma temperatura entre 20°C e 50°C, para elevar o grau de conversão e simultaneamente, eliminar os contaminantes. Após esse procedimento, duas fases são obtidas. A fase inferior alcoólica é retirada por decantação e destinada à recuperação do álcool. Na fase superior composta por óleo Diesel e Biodiesel, o residual de álcool é retirado por destilação e o produto final é o biocombustível pronto para o uso em motores Diesel, compostos por óleo Diesel e Biodiesel (ésteres metílicos ou etílicos) em proporções previamente programadas pelas dosagens iniciais de óleo vegetal ou gordura animal e óleo Diesel, querosene e/ou suas misturas empregadas. Assim, a invenção atribui flexibilidade para obtenção de misturas com qualquer relação percentual entre o óleo Diesel e o Biodiesel, permitindo ainda, ajuste por diluições com o óleo Diesel para adequação a legislação vigente, referente à autorização e obrigação brasileira do uso de misturas com 2% vol./vol. e 5% vol./vol. de Biodiesel no óleo Diesel, ou qualquer outra relação percentual para uso em frotas cativas.

Em relação aos catalisadores, nos processos usuais é empregado 1% de catalisador em relação à massa de triglicerídeo utilizada na reação, já no processo proposto pela invenção podem-se utilizar percentuais menores que 0,5% o que favorece produtos finais com concentração mínimas deste contaminante. A transesterificação metílica é mais adequada do que a etílica. O metanol não forma mistura azeotrópica com a água, dessa forma, nas etapas de recuperação do álcool obtêm-se metanol anidro, ao passo que quando se utiliza o etanol para recuperá-lo na sua forma anidra, faz-se necessário a inclusão de uma coluna de retificação ao sistema. A formulação básica do Biocombustível é função das dosagens iniciais de óleo vegetal ou gordura animal e óleo Diesel, querosene e/ou suas misturas. Misturas contendo percentuais de biodiesel inferiores ao quantitativo de óleo vegetal ou gordura animal no processo poderão ser produzidas através de diluições do produto com o próprio óleo Diesel. A obtenção de um produto final mais concentrado é mais apropriado pela questão da viabilidade técnico-econômica da produção, já que não é interessante processar grandes volumes de óleo Diesel. Além disso, um produto mais concentrado permite a prática de diluições de modo a obter a relação de Diesel/biodiesel desejada. O processo também atribui flexibilidade para a obtenção das misturas biocombustíveis com qualquer relação percentual volumétrica entre o Diesel e o Biodiesel.

Estudos realizados demonstraram que qualquer relação entre o triglicerídeo e o óleo Diesel, querosene e suas misturas pode ser utilizada, no entanto relações de 30 a 70% de óleo vegetal ou gordura animal e, conseqüentemente de 70 a 30% de Diesel, querosene e/ou suas misturas são preferenciais. Mais preferivelmente, uma relação de 57% de óleo vegetal ou gordura animal para 43% de óleo Diesel, querosene e/ou suas misturas deve ser empregada. A quantidade mínima de álcool a ser utilizada é função do quantitativo e do peso molecular do óleo vegetal ou gordura animal empregada, ou seja, a quantidade mínima de álcool a ser empregada é o valor estequiométrico da reação com no mínimo 50% de excesso.

As misturas contendo Biodiesel em percentuais superiores a 5%vol./vol. obtida pela invenção ora proposta podem ainda ser aditivadas para adequação de suas características ao uso como combustível de motores Diesel, dentre estes aditivos estão aqueles descritos na patente PI 0602633-8, incorporada aqui como referência, ou outros aditivos comercialmente disponíveis. O fluxograma de obtenção do biocombustível por transesterificação de triacilglicerídeos oriundos de óleo vegetais ou gorduras animais dissolvidos previamente em qualquer tipo de óleo Diesel, querosene e/ou suas misturas adotando rotas etílicas ou metílicas, conjugadas ou não com álcoois superiores e catalisadores alcalinos homogêneos ou heterôgeneos são apresentados na figura 1. Vários experimentos, a título de exemplos, foram realizados para a comprovação da eficiência dos processos desenvolvidos na presente invenção. Cabe ressaltar que os exemplos são meramente ilustrativos e de forma alguma são limitativos do escopo de proteção da presente invenção.

Foram inicialmente escolhidos para apresentação da viabilidade técnica-operacional da invenção, óleos vegetais representativos das famílias de não secativos como os óleos de babaçu e dendê e semí-secativos como o óleo de soja.

Para demonstrar a viabilidade técnica, econômica e ambiental, foi efetuada a comparação entre os processos convencional e o do pedido de patente em relação à velocidade e à eficiência de conversão da reação, separação da glicerina livre e adequação às especificações vigentes para Biodiesel e óleo Diesel.

Nas tabelas abaixo se encontram casos com exemplos das características dos óleos empregados e das misturas óleo vegetal/óleo Diesel.

Através dos resultados de viscosidade acima relacionados, pode-se constatar que as misturas com relação volumétrica de 43% de óleo Diesel e 57% de óleo vegetal possuem viscosidades inferiores à metade das viscosidades dos respectivos óleos vegetais.

Com estas diluições dos óleos vegetais por Diesel e, conseqüentes reduções das viscosidades, o contato com os álcoois ocorre de modo mais efetivo, proporcionando menor tempo de reação, maior rendimento de conversão e maior velocidade e eficiência na separação da glicerina, dispensando a elevação da temperatura para diminuição da viscosidade e a centrifugação para separação desta glicerina. A seguir são apresentados os resultados obtidos nas conversões dos óleos de babaçu e soja pelo processo convencional, e através do procedimento relativo a este pedido de patente, para que a comparação permita demonstrar a viabilidade das otimizações operacionais e melhorias na qualidade dos produtos finais.

Nos experimentos, através do procedimento da invenção foram utilizados 5,0 partes óleo vegetal diluídos com 3,8 partes de óleo Diesel, 1,2 partes de álcool, 1% de catalisador massa/volume de óleo e posteriormente com 6ml de álcool. Já nos respectivos procedimentos tradicionais efetuados para comparação, foram utilizados 5,0 partes de óleo vegetal, 1,2 partes de álcool e 1% de catalisador massa por volume de óleo. Desta forma, na reação mantiveram-se constante as relações volumétricas de 4,17 entre óleo vegetal e álcool e a percentagem de catalisador em relação ao volume de óleo vegetal.

Na tabela 4 encontram-se os resultados obtidos.

Os resultados da Tabela 4 confirmam que a eficiência de conversão através do procedimento da referida patente é superior ao do processo convencional em função principalmente dos maiores teores de éster, e consequentemente, menores teores de triglicerídeos, tanto das misturas Diesel/Biodiesel, como nos dois tipos de Biodiesel puros, componentes destas misturas.

Pode ser constatado que os dois tipos de Biodiesel componentes das misturas Diesel/Biodiesel, obtidas pelo procedimento da patente apresentaram a totalidade de resultados em conformidade com os respectivos limites estabelecidos nas especificações Nacional e Européia, enquanto que os dois tipos de Biodiesel produzidos pelo processo convencional apresentaram características fora destas especificações. O Biodiesel produzido com óleo de babaçu apresentou teor de éster inferior ao valor mínimo estabelecido na especificação Européia e o Biodiesel obtido a partir do óleo de soja apresentou teor de triglicerídeos superior aos respectivos limites máximos mencionados nas especificações Nacional e Européia.

Diante dos resultados obtidos e das observações efetuadas durante a execução dos processos, pode-se concluir que a invenção do presente pedido de patente proporciona maior velocidade e melhor rendimento de conversão, toma instantânea a separação da glicerina com o álcool excedente e residual de catalisador, dispensando os procedimentos convencionais de lavagem com água e posterior centrifugação para adequação do Biodiesel as respectivas especificações, reduzindo assim o número de operações unitárias envolvidas no processo e consequentemente o tempo e o custo de produção, com melhorias na qualidade dos produtos.

As misturas Diesel/Biodiesel possuem Biodiesel B100 em conformidade com suas especificações e por este Biodiesel estar diluído em óleo Diesel, evitam a oxidação prematura daqueles provenientes de óleos vegetais semi-secativos dispensando assim o uso de aditivos antioxidantes que encarecem o produto final. No caso de misturas contendo Biodiesel oriundo de óleos não-secativos, a presença do óleo Diesel reduz o ponto de fluidez e consequentemente, o ponto de entupimento de filtro a frio. Assim, a mistura Diesel/Biodiesel poderá ser produzida numa região fria sem problemas de solidificação na armazenagem, distribuição e utilização.

Conclui-se que a presente invenção deverá contribuir decisivamente para a viabilidade técnica, econômica e ambiental da produção industrial dos Biocombustíveis, sucedâneos do óleo Diesel, pois atribui agilidade aos processos de obtenção e adequação à especificação com redução do número de operações unitárias a partir de qualquer óleo vegetal ou gordura animal.

As misturas obtidas facilitam a homogeneização das adições de óleo Diesel para obtenção de misturas com percentuais volumétricos obrigatórios de 2% vol./vol. a 5% vol./vol. regulamentados, ou qualquer outro percentual que venha a ser avaliado quanto ao desempenho de motores, emissões e durabilidade em frota cativa, possibilitando economias consideráveis de óleo Diesel, que refletem diretamente na economia por propiciarem efetivas reduções no emprego de óleo Diesel e de petróleo para a obtenção deste combustível associada à geração de empregos e oportunidades no campo, com melhorias nas condições ambientais dos grandes centros urbanos.

REIVINDICAÇÕES

Claims (30)

1. PROCESSO DE OBTENÇÃO DE MISTURAS BIOCOMBUSTÍVEIS caracterizado pelo fato de a) adicionar sequencialmente num reator álcoois com qualquer catalisador alcalino, e a mistura de óleo Diesel, querosene e/ou suas misturas e triglicerídeos; b) agitar o meio reacional na temperatura de 20°C a 50°C por no máximo 45 minutos; c) separar por decantação a fase inferior para retirada e recuperação do álcool, glicerina e catalisador; d) adicionar álcool à fase superior e agitar por até 15 minutos para solubilizar os residuais de glicerina e catalisador neste álcool; e) decantar a nova fase inferior para separar o residual de álcool e recupera-lo ; f) destilar a nova fase superior para recuperar o residual de álcool e obter a mistura Biocombustível em conformidade com as especificações para Biodiesel e misturas Diesel Biodiesel.

2. PROCESSO DE OBTENÇÃO DE MISTURAS BIOCOMBUSTÍVEIS de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato do catalisador alcalino ser homogêneo ou heterogêneo.

3. PROCESSO DE OBTENÇÃO DE MISTURAS BIOCOMBUSTÍVEIS de acordo com a reivindicação 2 caracterizado pelo fato do catalisador alcalino homogêneo ser hidróxido de sódio, hidróxido de potássio e suas misturas.

4. PROCESSO DE OBTENÇÃO DE MISTURAS BIOCOMBUSTÍVEIS de acordo com a reivindicação 2 caracterizado pelo fato do catalisador alcalino heterogêneo ser óxidos, alumina, argilas, zeolitas e suas misturas.

5. PROCESSO DE OBTENÇÃO DE MISTURAS BIOCOMBUSTÍVEIS de acordo com as reivindicações 1 a 4 caracterizado pelo fato do triglicerídeo ser proveniente de óleos vegetais ou gordura animal.

6. PROCESSO DE OBTENÇÃO DE MISTURAS BIOCOMBUSTÍVEIS de acordo com a reivindicação 5 caracterizado peto fato do triglicerídeo proveniente de óleos vegetais ser da família dos semi-secativos ou não-secativos.

7. PROCESSO DE OBTENÇÃO DE MISTURAS BIOCOMBUSTÍVEIS de acordo com a reivindicação 6 caracterizado pelo fato do triglicerídeo proveniente de óleos vegetais da família dos semi-secativos ser selecionado de óleos de soja, algodão, amendoim e pinhão manso.

8. PROCESSO DE OBTENÇÃO DE MISTURAS BIOCOMBUSTÍVEIS de acordo com a reivindicação 7 caracterizado pelo fato do triglicerídeo ser proveniente de óleo de soja.

9. PROCESSO DE OBTENÇÃO DE MISTURAS BIOCOMBUSTÍVEIS de acordo com a reivindicação 6 caracterizado pelo fato do triglicerídeo proveniente de óleos vegetais da família dos não-secativos ser óleos de babaçu, palma e mamona.

10. PROCESSO DE OBTENÇÃO DE MISTURAS BIOCOMBUSTÍVEIS de acordo com a reivindicação 9 caracterizado nelo fato do triglicerídeo ser proveniente de óleo babaçu.

11. PROCESSO DE OBTENÇÃO DE MISTURAS BIOCOMBUSTÍVEIS de acordo com a reivindicação 5 caracterizado pelo fato do triglicerídeo proveniente da gordura animal ser de sebos bovinos, suínos e de aves.

12. PROCESSO DE OBTENÇÃO DE MISTURAS BIOCOMBUSTÍVEIS de acordo com as reivindicações 1 a 11 caracterizado pelo fato da reação ser efetuada com uma relação de 90 a 10% de óleo vegetal ou gordura animal, 90 a 10% de Diesel, querosene e/ou suas misturas e a quantidade mínima de álcool a ser utilizada é função do quantitativo e do peso molecular do óleo vegetal empregado, sendo que a quantidade mínima de álcool a ser empregada é o valor estequiométrico da reação com no mínimo 50% de excesso.

13. PROCESSO DE OBTENÇÃO DE MISTURAS BIOCOMBUSTÍVEIS de acordo com as reivindicações 1 a 12 caracterizado pelo fato do óleo vegetal ou gordura animal ser misturada com óleo Diesel.

14. PROCESSO DE OBTENÇÃO DE MISTURAS BIOCOMBUSTÍVEIS de acordo com as reivindicações 1 a 13 caracterizado pelo fato do álcool ser mono álcoois de Q-Cg.

15. PROCESSO DE OBTENÇÃO DE MISTURAS BIOCOMBUSTÍVEIS de acordo com a reivindicação 14 caracterizado pelo fato do álcool ser metílico, etílico ou misturas desses com álcoois superiores.

16. PROCESSO DE OBTENÇÃO DE MISTURAS BIOCOMBUSTÍVEIS de acordo com as reivindicações 1 a 15 caracterizado pelo fato da reação ocorrer a temperatura ambiente.

17. PROCESSO DE OBTENÇÃO DE MISTURAS BIOCOMBUSTÍVEIS de acordo com a reivindicação 16 caracterizado pelo fato da reação ocorrer de 20°C a 40°C.

18. PROCESSO DE OBTENÇÃO DE MISTURAS BIOCOMBUSTÍVEIS de acordo com as reivindicações 1 a 17 caracterizado pelo fato da reação de conversão dos triacilglicerídeos ser completada com a adição de álcool após a separação da fase alcoólica com a glicerina.

19. PROCESSO DE OBTENÇÃO DE MISTURAS BIOCOMBUSTÍVEIS de acordo com as reivindicações 1 a 18 caracterizado pelo fato da remoção dos residuais de glicerina e catalisador serem feitas pela adição de álcool após a separação da fase alcoólica com a glicerina.

20. PROCESSO DE OBTENÇÃO DE MISTURAS BIOCOMBUSTÍVEIS de acordo com as reivindicações 1 a 19 caracterizado pelo fato da mistura biocombustível obtida pelo processo descrito na reivindicação 1 ser diluída com óleo Diesel.

21. PROCESSO DE OBTENÇÃO DE MISTURAS BIOCOMBUSTÍVEIS de acordo com a reivindicação 20 caracterizado pelo fato da mistura biocombustível conter 2% vol.vol. e 5% vol.vol de Biodiesel no óleo diesel.

22. PROCESSO DE OBTENÇÃO DE MISTURAS BIOCOMBUSTÍVEIS de acordo com as reivindicações 1 a 21 caracterizado pelo fato da mistura biocombustível ser adítívada.

23. PROCESSOS DE OBTENÇÃO DE BIOCOMBUSTÍVEIS, BASEADO NAS REAÇÕES DE TRANSESTERIFICAÇÃO DE TRIACILGLICERÍDEO S ORIUNDOS DE ÓLEOS VEGETAIS OU GORDURAS ANIMAIS COM MONO ÁLCOOIS CONTENDO CATALISADOR ALCALINO caracterizado pelo fato dos triacilglicerídeos serem solubilizados previamente com qualquer tipo de óleo Diesel, querosene e/ou suas misturas que contenham hidrocarbonetos líquidos destiláveis a pressão atmosférica nas temperaturas de 100 a 400°C.

24. PROCESSOS DE OBTENÇÃO DE BIOCOMBUSTÍVEIS, BASEADO NAS REAÇÕES DE TRANSESTERIFICAÇÃO DE TRIACILGLICERÍDEOS ORIUNDOS DE ÓLEOS VEGETAIS OU GORDURAS ANIMAIS COM MONO ÁLCOOIS CONTENDO CATALISADOR ALCALINO de acordo com a reivindicação 24 caracterizado pelo fato que a solubilização prévia com o óleo Diesel, querosene e/ou suas misturas emprega óleos vegetais ou gorduras animais nos estados líquido, semi-sólido ou sólido a temperatura ambiente, brutos, degomados ou refinados.

25. PROCESSOS DE OBTENÇÃO DE BIOCOMBUSTÍVEIS, BASEADO NAS REAÇÕES DE TRANSESTERJFICAÇÃO DE TRIACILGLICERÍDEOS ORIUNDOS DE ÓLEOS VEGETAIS OU GORDURAS ANIMAIS COM MONO ÁLCOOIS CONTENDO CATALISADOR ALCALINO de acordo com as reivindicações 24 ou 25, caracterizado pelo fato de diluir previamente os triacilglicerídeos com óleo Diesel, querosene e/ou suas misturas para facilitar a separação da glicerina livre com residual de catalisador e álcool e descontamínar o produto principal da reação.

26. PROCESSOS DE OBTENÇÃO DE BIOCOMBUSTÍVEIS, BASEADO NAS REAÇÕES DE TRANSESTERIFICAÇÃO DE TRIACILGLICERÍDEOS ORIUNDOS DE ÓLEOS VEGETAIS OU GORDURAS ANIMAIS COM MONO ÁLCOOIS CONTENDO CATALISADOR ALCALINO de acordo com as reivindicações 24 a 26, caracterizado pelo fato que a separação total da glicerina com o álcool e o residual de catalisador dispensa as operações de lavagem com água e retirada dos residuais desta água.

27. PROCESSOS DE OBTENÇÃO DE BIOCOMBUSTÍVEIS, BASEADO NAS REAÇÕES DE TRANSESTERIFICAÇÃO DE TRIACILGLICERÍDEOS ORIUNDOS DE ÓLEOS VEGETAIS OU GORDURAS ANIMAIS COM MONO ÁLCOOIS CONTENDO CATALISADOR ALCALINO de acordo com as reivindicações 24 a 27, caracterizado pelo fato da reação de conversão ser completada através da adição de álcool após a separação da fase alcoólica com a glicerina, seguida de agitação, separação das fases por decantação, recuperação do álcool por destilação e obtenção da mistura Diesel/Biodiesel.

28. PROCESSO DE OBTENÇÃO DE BIOCOMBUSTÍVEIS de acordo com as reivindicações 1 a 28 caracterizado pelo fato da reação de conversão ter eficiência superior a 98%.

29. PROCESSO DE OBTENÇÃO DE BIOCOMBUSTÍVEIS de acordo com a reivindicação 29 caracterizado pelo fato da mistura Diesel/Biodiesel conter teores mínimos de mono, di e triglicerídeos na mistura biocombustível final.

30. USO DA MISTURA BIOCOMBUSTÍVEL obtida de acordo com as reivindicações 1 a 30 caracterizada pelo fato de ser empregada como combustível de motores Diesel veiculares e estacionários.