1. UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DE PERNAMBUCO
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
Laboratório de Óleo e Biodiesel
Biodiesel:
Processos de Produção e
Caracterização Físico-Química
Claudia C. Cardoso Bejan
Recife, 20 de novembro de 2013

2. Aquecimento Global

3. Efeito Estufa
3
Fonte: http://www.biodieselbr.com/credito-de-carbono/mdl/index.htm

4. (Bio)combustíveis
Combustível é qualquer substância que reage com o oxigênio (ou outro comburente) de
forma violenta ou de forma a produzir calor, chamas e gases. Supõe a liberação de
uma energia de sua forma potencial a uma forma utilizável.
Biocombustível é o combustível de origem biológica não fóssil.
Fonte: http://pt.wikipedia.org
Gasolina ~ Etanol
QAv ~ BQAv
(Bioquerosene de aviação)
GNV ~ Biogás
Diesel ~ Biodiesel

5. Extração do Petróleo

6. Derivados do Petróleo

7. Funcionamento dos motores
Ciclo Otto: motor de combustão interna.
Motor a Diesel: motor de ignição por compressão
é um motor de ciclo Otto.
Nikolaus August Otto
1832-1891
(1876)
Rudolph Diesel
1858-1913
(1892)

8. Funcionamento dos motores
Gasolina: Octanagem
Diesel: Cetanagem
n-hexadecano (cetano)
(alta cetanagem=100)
iso-octano
n-heptano
(alta octanagem=100)
(baixa octanagem=0)
87 < IAD < 91
* IAD=Índice Antidetonante
2,2,4,4,6,8,8-heptametilnonano (HMN)
GNV: Número de Metano=79,3
(baixa cetanagem=15)
88% CH4, 9% CH3CH3, 1% CH3CH2CH3
40 < NC < 50

9. Biocombustíveis
http://revistagalileu.globo.com/Revista/Galileu/foto/0,,14749342,00.jpg

10. Programa Brasileiro de Álcool (ProÁlcool)
“O Proálcool foi criado com o objetivo de estimular a produção do álcool, visando o
atendimento das necessidades do mercado interno e externo e da política de combustíveis
automotivos. A produção do álcool oriundo da cana-de-açúcar, da mandioca ou de
qualquer outro insumo deveria ser incentivada por meio da expansão da oferta de
matérias-primas, com especial ênfase no aumento da produção agrícola. O esforço foi
dirigido sobretudo para a produção de álcool anidro para a mistura com gasolina.”
Adaptado de : http://www.biodieselbr.com/proalcool/pro-alcool.htm
1975 a 1979 - Fase Inicial: criação do Proálcool. Em 1978 surgiram os primeiros carros movidos
totalmente a álcool
1980 a 1986 - Fase de Afirmação: Crise do petróleo
1986 a 1995 - Fase de Estagnação: “contra-choque do petróleo”
1995 a 2000 - Fase de Redefinição: Em 1998 foi obrigatório a adição de 22% de álcool na
gasolina;
Fase Atual: Em 2003 surgiram os carros “flex”

11. Programa Nacional de Produção e Uso de Biodiesel (PNPB)
“O PNPB é um programa interministerial do Governo Federal que objetiva a implementação
de forma sustentável, tanto técnica, como economicamente, a produção e uso do Biodiesel,
com enfoque na inclusão social e no desenvolvimento regional, via geração de emprego e
renda.”
http://www.biodiesel.gov.br/programa.html
Dezembro/2004: lançamento do PNPB
Janeiro/2005: autorização da adição
de biodiesel no diesel
Janeiro/2008: Obrigação do B2
Julho/2008: Obrigação do B3.
Janeiro/2010: Obrigação do B5

12. Histórico
1892: obteve a 1ª patente para o seu motor de auto-ignição.
•
1897: coloca em funcionamento, de forma eficiente, o
primeiro modelo do motor a diesel
•
1898: apresentado oficialmente na Feira Mundial de Paris,
França.
•
1900: Testes com óleo de amendoim
•
1858-1913
1861: 1ª Refinaria de petróleo
•
Rudolph Diesel
•
1911: “O motor diesel pode ser alimentado com óleos
vegetais e poderá ajudar consideravelmente o
desenvolvimento da agricultura nos países onde ele
funcionar. Isso parece um sonho do futuro, mas eu posso
predizer com inteira convicção que esse modo de emprego
do motor diesel pode, num dado tempo, adquirir uma
grande importância.”
•
1940’s: Primeira patente de biodiesel a partir do produto transesterificado do óleo de
amendoim com metanol (Japão).
•
1983: Expedito Parente: Primeira patente de biodiesel no Brasil.

13. Biodiesel
Combustível composto de alquil ésteres de ácidos carboxílicos de cadeia longa,
produzido a partir da transesterificação e ou/esterificação de matérias
graxas, de gorduras de origem vegetal ou animal, e que atenda a
especificação contida no Regulamento Técnico nº 4/2012, parte integrante
desta Resolução (RESOLUÇÃO ANP Nº 14, DE 11.5.2012 - DOU 18.5.2012).
O
O
palmitato de metila
(biodiesel)
n-hexadecano (cetano = diesel)
(alta cetanagem=100)

15. Biodiesel: vantagens e desvantagens
• Vantagens do biodiesel
• Desvantagens do biodiesel
•
Renovável
•
Aumento na emissão de NOx
•
Balanço de CO2
•
•
Redução da emissão de particulados
(isento de enxofre; 10% de oxigênio)
Solvente de componentes
elastoméricos
•
Maior formação de depósitos (falta
de dados sobre estabilidade)
•
Maior solubilidade de água
(corrosão)
•
Maior desgaste devido ao (m)etanol
e à glicerina (total e livre)
•
•
Lubricidade
Qualidade de ignição (alto número
de cetano)
•
Dispensa ajuste prévio do motor
diesel (até B5)
•
Aumento das atividades rurais e
industriais

16. Usinas de Biodiesel Pernambuco
Vitória de Santo Antão
São José do Egito
(Biovasf)
Petrolina
Caetés,
Serra Talhada
Pesqueira

17. Logística do Biodiesel

18. Matéria-prima para a produção do Biodiesel
Mamona
soja
Soja
Palma
Pinhão manso
Algodão
Girassol

19. Matéria-prima para a produção do Biodiesel

20. Matéria-prima para a produção do Biodiesel

21. Matérias primas usadas na produção de biodiesel
no Brasil
http://blogs.estadao.com.br/celso-ming/2013/01/28/o-ex-campeao/
21

22. Distribuição de ácidos graxos em alguns óleos e
gorduras
Ácido Esteárico
Ácido linoléico
Ácido Oléico
Ácido linolênico
22
Fonte: GERIS, R. et al; Quim. Nova, v. 30, n. 5, p. 1369-1373, 2007.

23. BIODIESEL
Definição:
Biodiesel: combustível composto de alquil ésteres de ácidos carboxílicos de cadeia longa, produzido a
partir da transesterificação e ou/esterificação de matérias graxas, de gorduras de origem vegetal ou
animal, e que atenda a especificação contida no Regulamento Técnico nº 4/2012, parte integrante
desta Resolução (RESOLUÇÃO ANP Nº 14, DE 11.5.2012 - DOU 18.5.2012).
23

24. Síntese do Biodiesel
Craqueamento
Esterificação
O
H3C
j
l
CH3OH
Catalisador
Transesterificação
Adaptado de : SUAREZ, P. A. Z.; et al Quím. Nova. 2007, vol.30, 2009, pp. 667-676 .
HO
(iii)
HO CH3
CH 2CH 3
OH

25. Transesterificação em Meio Alcalino
MARQUES, M. V. et al; Analytica, n. 33, p. 72-87, fev/mar 2008
25

26. Transesterificação em Meio Ácido
MARQUES, M. V. et al; Analytica, n. 33, p. 72-87, fev/mar 2008
26

27. Catálise Heterogênea
•
•
•
•
•
•
Vantagens
Processo mais limpo
Produção zero de sabão
Alta seletividade
O catalisador é reutilizável
Biodiesel mais limpo
Glicerol mais limpo(99%
contra 75 a 80%)
27

28. Biodiesel: As rotas etílicas e metílicas
• Metanol é mais barato
• Etanol é mais seguro
• Metanol tem melhor rendimento
• Etanol é renovável
• É mais fácil produzir biodiesel com metanol• O Brasil possui o maior programa de
• O Brasil importa metanol
biocombustíveis do mundo: PROÁLCOOL
• O mundo faz biodiesel com metanol
• Garantia de abastecimento
• O desafio é fazer com etanol

29. A ANP e o Biodiesel
A Lei no 11.097, publicada em 13 de janeiro de 2005, introduziu o
biodiesel na matriz energética brasileira e ampliou a competência
administrativa da ANP, que passou, desde então, a denominar-se
Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis. A
partir da publicação da citada lei, a ANP assumiu a atribuição de
regular e fiscalizar as atividades relativas à produção, controle de
qualidade, distribuição, revenda e comercialização do biodiesel e da
mistura óleo diesel-biodiesel (BX).
RESOLUÇÃO ANP Nº 14, DE 11.5.2012 - DOU 18.5.2012

30. Características Físico-Químicas do Diesel e do
Biodiesel

31. Especificação do Biodiesel B100 – ANP

32. Especificação do Biodiesel B100 – ANP

33. Cadeia Industrial do Biodiesel

36. Composição de AGL das oleaginosas
Hoekman et al, Renewable and Sustainable Energy Rev. 16, 143-169, 2012

37. Viscosidade do Biodiesel X composição
Hoekman et al, Renewable and Sustainable Energy Rev. 16, 143-169, 2012

38. Densidade do Biodiesel X composição
Hoekman et al, Renewable and Sustainable Energy Rev. 16, 143-169, 2012

39. Ponto de Névoa do Biodiesel X composição
Hoekman et al, Renewable and Sustainable Energy Rev. 16, 143-169, 2012

40. Índice de Iodo e Estabilidade Oxidativa do Biodiesel
X composição
Hoekman et al, Renewable and Sustainable Energy Rev. 16, 143-169, 2012

41. Calor de Combustão do Biodiesel X composição
Hoekman et al, Renewable and Sustainable Energy Rev. 16, 143-169, 2012

42. Corrosividade ao cobre
Teor de Água
Teor de Metais
Índice de Acidez
Teor de Ésteres
Álcool e Glicerina
Hoekman et al, Renewable and Sustainable Energy Rev. 16, 143-169, 2012