Outras alternativas

Adicionalmente ao biodiesel, existem outras alternativas para a modificação do combustível para uso no motor Diesel convencional, como mencionado. Destacam-se o uso de misturas de óleos vegetais com diesel, o craqueamento e o Processo HBio.

4.3.3.1 Misturas de óleos vegetais com diesel

A mistura de óleos vegetais ao diesel visa a obtenção de um combustível cuja performance se assemelhe o suficiente do óleo diesel, de forma a dispensar qualquer modificação nos motores convencionais.

Dados relatados pela Fundação de Tecnologia Industrial (FTI), pelo Centro Tecnológico Aeroespacial (CTA), pelo Centro de Pesquisas da Petrobras (CENPES) e pelo Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT), apontam que misturas de óleo diesel com até 30% de óleo vegetal e seus ésteres possuem características físico-químicas bastante similares às do diesel (ROSA et. al., 2003).

4.3.3.2 Craqueamento

Pirólise ou craqueamento térmico é a conversão de uma substância a outra por aquecimento a altas temperaturas, envolvendo queima na ausência de ar e quebra das ligações químicas, produzindo moléculas menores. O processo pode ser conduzido com o auxílio de catalisadores, que proporcionam um melhor controle dos produtos da reação e possibilitam maximizar a fração desejada.

Na decomposição térmica de triglicerídeos, é obtida mistura de compostos químicos com características muito similares às dos derivados de petróleo. Uma posterior destilação pode gerar frações com características físico-químicas semelhantes, inclusive, às do diesel, o que possibilita seu uso direto em motores do ciclo Diesel convencionais. No craqueamento são obtidos hidrocarbonetos de diferentes pesos moleculares e compostos oxigenados, como alcanos, alquenos, alcadienos, aromáticos e ácidos carboxílicos. O uso do catalisador possibilita criar uma nova rota reacional, onde faz-se necessária uma menor temperatura para a quebra das ligações, acelerando a reação global, maximizando a fração desejada e reduzindo a produção de compostos oxigenados que elevam a acidez do produto final.

A qualidade e a proporção dos produtos do craqueamento são influenciados principalmente pela composição química da matéria-prima utilizada, pela temperatura do processo e pela presença de catalisadores.

A pirólise de óleos vegetais e gorduras vem sendo estudada há muitos anos, sobretudo em áreas desprovidas de produção de petróleo. Diversos países realizaram seus primeiros experimentos durante a I Guerra Mundial, buscando sintetizar combustíveis alternativos ao petróleo, devido à sua ausência no mercado internacional (MA; HANNA, 1999; CHANG; WAN, 1947; DEMIRBAŞ, 2003). Desde então, várias pesquisas para obtenção de produtos químicos e combustíveis têm sido desenvolvidas, evidenciando que a seletividade dos produtos da reação é fortemente influenciada pela presença e natureza de catalisadores heterogêneos (SCHWAB, 1988; IDEM et al. 1996). Santos (2007) destaca como catalisadores ativos para o craqueamento os aluminossilicatos, como argilas, zeólitas e sílica. Em seu estudo, o autor demonstrou que através do craqueamento térmico de borra de óleo de soja, gordura de frango e sebo bovino, ou seja, subprodutos agroindustriais, é possível produzir biocombustíveis cujas propriedades atendem as especificações da ANP para o diesel fóssil.

No processo de craqueamento há um gasto relativamente alto com energia térmica, uma vez que a quebra molecular ocorre a partir de 350°C, os equipamentos são caros, e a produção é de pequena escala.

Do ponto de vista ambiental, a retirada de oxigênio durante a pirólise elimina os benefícios ao meio ambiente que estão relacionados ao uso de compostos oxigenados, e

geralmente são produzidas maiores quantidades de gasolina do que diesel (FUKUDA et

al., 2001; MA; HANNA, 1999).

No Brasil, após 1976, a Petrobras começou um programa objetivando utilizar a capacidade ociosa das Unidades de Craqueamento Fluido-Catalítico (FCC) das suas refinarias, de forma a processar óleos vegetais em mistura com gasóleo118_{. As pesquisas} concluíram ser viável tecnicamente o processamento de óleos vegetais nestas unidades.

4.3.3.3 O Processo H-BIO

O uso associado de processos de craqueamento, seguidos de hidrogenação, foi descrito como um procedimento eficiente para aperfeiçoar a seletividade nos produtos obtidos a partir da decomposição térmica de triglicerídeos, conforme Gusmao et al. (1989) e Pelisson (2008). Os autores verificaram que, na presença de hidrogênio molecular, a pirólise dos óleos de babaçu e soja conduziu à produção de hidrocarbonetos, quase que exclusivamente.

Com o objetivo de introduzir o processamento de insumos renováveis no esquema de refino de petróleo e possibilitar o uso das instalações já existentes, a Petrobras desenvolveu o processo H-BIO. Essa tecnologia consiste no coprocessamento do diesel junto com óleos e gorduras, na presença de hidrogênio molecular (PETROBRAS, 2007). Nas Refinarias, as Unidades de Hidrotratamento (HDT) são empregadas principalmente para a diminuição do teor de enxofre e melhoria da qualidade do óleo diesel. No processo H-BIO, o triglicerídeo é misturado com frações de diesel de petróleo e encaminhado para um reator de HDT, sob condições controladas de elevada temperatura e pressão de hidrogênio. O processo envolve uma hidroconversão catalítica dessa mistura diesel/triglicerídeo, que é convertida em hidrocarbonetos parafínicos lineares, similares aos existentes no diesel de petróleo.

A Figura 2 a seguir apresenta o esquema do processo H-BIO:

118 _{Gasóleo é obtido no processo de refino do petróleo, na etapa da destilação a vácuo. É uma fração pesada,} destinada à produção de lubrificantes ou, através de processos mais sofisticados como o craqueamento catalítico, transformado em GLP, gasolina e óleo diesel.

Figura 2 – Esquema de processo do H-Bio

Fonte: PETROBRAS (2007)

Cabe ressaltar que o produto obtido do craqueamento ou do processo H-BIO não é um éster e, portanto, não se enquadra na definição de biodiesel estabelecida na Resolução ANP, mas sim um hidrocarboneto originário da biomassa, o que acaba por caracterizá-lo como um combustível não especificado.