UFRN desenvolve processo para produção de diesel renovável com menor uso de hidrogênio

Uma tecnologia desenvolvida na Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) busca transformar óleos vegetais e óleos residuais em diesel renovável para utilização, no futuro, em veículos e equipamentos movidos a motores de ciclo Diesel. A invenção propõe uma nova estratégia para o processo de produção do combustível, com o uso sequencial de nitrogênio e hidrogênio, com uma demanda reduzida de hidrogênio em relação às condições empregadas em processos convencionais de hidroprocessamento.

Na proposta, o processo é dividido em duas etapas. Na primeira, realizada em atmosfera de nitrogênio, ocorrem transformações que favorecem a retirada de parte significativa do oxigênio presente nas matérias-primas e a formação de intermediários. Na segunda, o hidrogênio é utilizado para promover a hidrogenação de compostos insaturados e a conversão dos compostos oxigenados remanescentes.

A diferença está principalmente nas condições de utilização do hidrogênio, um dos componentes relevantes dos custos e da operação de processos convencionais, já que os experimentos realizados pela equipe utilizaram uma pressão inicial quase 70% menor do que as estratégias tradicionais. “A ideia é utilizar o hidrogênio de maneira mais eficiente, deixando para a segunda etapa as reações em que ele é efetivamente necessário. Com isso, conseguimos resultados promissores utilizando uma pressão significativamente menor”, explica João Brandão Júnior, integrante da pesquisa.

Nos experimentos, foram obtidos, aproximadamente, 60% de hidrocarbonetos na faixa de interesse para diesel, sendo um resultado que indica a possibilidade de produzir um combustível predominantemente constituído por essas substâncias, com composição química mais próxima à do diesel de origem fóssil do que à do biodiesel convencional. “Estamos trabalhando na otimização do processo. É importante diferenciar um resultado laboratorial promissor, como o nosso, de uma tecnologia pronta para aplicação industrial. Temos uma estratégia que demonstrou viabilidade experimental, mas ainda precisamos avançar em estabilidade, reutilização dos catalisadores, condições operacionais, escalonamento e avaliação técnico-econômica”, afirma Osvaldo Chiavone-Filho, coorientador da pesquisa.

• 📳Clique aqui para seguir o canal do JOL RN no WhatsApp

Assim, a aplicação potencial está principalmente relacionada ao setor de transportes, já que, caso alcance as condições técnicas e regulatórias necessárias, o diesel renovável produzido pela rota poderá ser destinado a veículos e equipamentos que utilizam óleo diesel, como caminhões, ônibus e máquinas agrícolas. A possibilidade de utilizar diferentes matérias-primas oleaginosas e óleos residuais também amplia o interesse da tecnologia, especialmente diante da diversidade de recursos de origem vegetal disponíveis no Brasil.

Alternativa renovável e diversificação da matriz energética

Atualmente, a tecnologia está em escala laboratorial e utiliza a estrutura experimental do Núcleo de Pesquisa em Petróleo e Gás (Nupeg/UFRN), que conta com reatores capazes de operar sob condições de alta pressão e temperatura. Os equipamentos permitem validar a estratégia proposta e os próximos estudos incluem a comparação entre matérias-primas com diferentes composições químicas e o aprofundamento da etapa de destilação dos produtos obtidos, visando o fracionamento.

“A comparação entre diferentes óleos é importante para entendermos até onde o processo consegue ser versátil. A composição da matéria-prima influencia diretamente as reações de desoxigenação e os produtos formados. Por isso, estamos avaliando diferentes possibilidades e também estudando a etapa final de separação dos produtos”, destaca Osvaldo.

A redução da demanda de hidrogênio é um dos aspectos que conferem relevância à pesquisa, pois, além de representar um insumo importante no processo, o hidrogênio envolve custos relacionados à produção, compressão e ao armazenamento, e exige cuidados específicos de segurança. Uma rota que permita trabalhar com pressões menores pode, em princípio, reduzir parte da complexidade associada às operações em alta pressão. A tecnologia também se insere no contexto de busca por alternativas renováveis para o setor de transportes e de diversificação da matriz energética.

Produção científica e aplicação tecnológica

O desenvolvimento está vinculado ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química (PPGEQ) da UFRN e às pesquisas realizadas na área de processos catalíticos e produção de combustíveis renováveis. O estudo também está inserida no Programa de Recursos Humanos da Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Energias Renováveis (PRH-ANP 44/UFRN). O pedido de patente, intitulado Síntese de diesel renovável a partir da desoxigenação catalítica de óleos vegetais em atmosferas sequenciais de N₂ e H₂, resulta de pesquisas desenvolvidas no Nupeg/UFRN.

Além de João Brandão Júnior e Osvaldo Chiavone Filho, participaram do desenvolvimento da tecnologia os cientistas Johnny Newton de Souza, Humberto Neves Maia de Oliveira, Anderson Alles de Jesus e Renata Martins Braga, orientadora da pesquisa. O trabalho reúne diferentes etapas, desde a preparação e avaliação dos catalisadores e a realização dos experimentos até a caracterização dos materiais e produtos, interpretação dos resultados e estruturação da solução tecnológica.

Para João Brandão, o patenteamento representa uma etapa de aproximação entre a produção científica e a possibilidade de aplicação tecnológica. “A patente protege uma solução que nasceu da pesquisa científica e abre a possibilidade de que, futuramente, esse conhecimento seja transferido para o setor produtivo e avance para níveis tecnológicos superiores”, explica. O depósito de pedido da patente representa, assim, mais um passo na trajetória de uma pesquisa que procura transformar matérias-primas renováveis e resíduos oleosos em uma alternativa para a produção de combustíveis destinados ao setor de transportes.

Fonte: Agir/UFRN