Transesterificación de aceite de ricino con butanol empleando catalizadores Mg/Zn

MARISA BELÉN NAVAS; JOSÉ FERNANDO RUGGERA; MÓNICA LAURA CASELLA

Santa Fe

Congreso; X Congreso Argentino de Ingeniería Química; 2019

Se prepararon catalizadoresbasados en mezclas de MgO y ZnO, soportados en γ-Al2O3,en relaciones atómicas de 0.25, 0.5, 1 y 5 Zn/Mg. Se empleó para ellos elmétodo de co-precipitación de carbonatos en medio alcalino, empleando (NH4)2CO3como reactivo precipitante y NH4OH para controlar el pH. Luego defiltrarse y secarse, se calcinaron a 500°C. Los catalizadores fueroncaracterizados empleando difracción de rayos X, fisisorción de N2, adsorciónde CO2 y microscopía de barrido electrónico, incluyendo un mapeo decomposición empleando EDS. Los resultados obtenidos mediante las distintastécnicas de caracterización fueron acordes en todos los casos a sólidosmesoporosos con alta superficie específica, exhibiendo la fase cristalinaóxido. Ambos óxidos (MgO y ZnO) se observan bien dispersos sobre la superficie.El catalizador que presentó un mayor porcentaje de adsorción de CO2fue el 1 Zn/Mg.Los catalizadores preparados fueronevaluados en la reacción de transesterificación de aceite de ricino, un aceitecon alto contenido de ácidos grasos libres (FFA), empleando butanol. Para ellose empleó un reactor batch de 250 cm3 y agitación mecánica. Latemperatura de reacción fue establecida en 80°Cy se utilizó un 5% de catalizador. Los productos de reacción fueron analizadosempleando un cromatógrafo gaseoso equipado con un detector BID.En todos los casos se obtuvieronselectividades a ésteres butílicos de ácidos grasos (FABE) del 100%, yrendimientos a FABE superiores al 94%. Los buenos resultados pueden atribuirsea las propiedades básicas del MgO, y simultáneamente las propiedadesanfotéricas del ZnO, que permiten que tanto los triglicéridos como los ácidosgrasos libres del aceite de ricino sean convertidos en ésteres. Todos loscatalizadores presentan además una alta superficie específica, que, se puedeestimar, deja expuestos una gran densidad de sitios activos donde puede ocurrirla catálisis. Se testeó además la reutilización del catalizador 1 Zn/Mg en lamisma reacción, con muy buenos resultados. Se observó un descenso inicial en elrendimiento a FABE (alcanzando un 80%), probablemente a causa del bloqueo deporos por subproductos de reacción, para luego mantenerse estable durante 4ciclos de uso. Esto indica que no se produjo lixiviación de la carga metálicadurante los ciclos de uso.Estos resultados son prometedorespara la producción de biodiesel de segunda generación, como se denomina a aquelproducido a partir de materias primas no comestibles, tal como lo sería el aceitede ricino. Por otra parte, el butanol presenta la ventaja de ser un alcohol quepuede obtenerse de biomasa, una fuente renovable.