Producción de biodiésel de aceite de palma con catalizadores básicos heterogéneos comparados con los homogéneos convencionales

Abstract

RESUMEN: El proceso tradicional de producción de biodiesel se realiza en presencia de catalizadores básicos homogéneos. Sin embargo estos catalizadores presentan desventajas asociadas a la necesidad de etapas de purificación, las cuales aumentan los costos del producto final, y generan problemas de contaminación por los efluentes producidos. En este trabajo se comparan diferentes catalizadores homogéneos y heterogéneos en la producción de biodiesel de aceite de palma africana. Para esto se prepararon catalizadores heterogéneos soportados en alúmina, y se caracterizaron mediante adsorción de nitrógeno, microscopia electrónica de barrido, espectroscopia de energía de dispersión de rayos X, y difracción de rayos X. Se realizaron pruebas de transesterificación de aceite de palma con metanol a 60 ºC por una hora, variando la relación metanol/aceite, el tipo de catalizador y su concentración. Se evaluó el rendimiento de la reacción y la pureza del biodiesel obtenido. Se encontró que la mayoría de los catalizadores heterogéneos sintetizados no presentaron diferencias significativas en cuanto a rendimiento y pureza con respecto a los catalizadores homogéneos. Cuando se comparó el desempeño con base en la cantidad de catalizador, se encontró que el metóxido de sodio (CH3ONa) y el carbonato de potasio soportado en alúmina (K2CO3/Y-Al2O3) fueron los catalizadores que produjeron mayor pureza de biodiesel (96.8 % y 95.85 % respectivamente). Cuando se determinó la calidad de los sitios activos comparando el desempeño por cada mol de sitios activos, se encuentra que el Na2SO4/Y-Al2O3 calcinado presenta los sitios más activos.

ABSTRACT: The conventional process to produce biodiesel involves the presence of homogeneous basic catalysts. However, these catalysts have disadvantages associated to the need of purification steps, which increase the cost of the final product and generate pollution problems caused by the effluents. This paper compares different homogeneous and heterogeneous catalysts for the biodiesel production from palm oil. For this, heterogeneous catalysts supported on alumina were prepared and characterized by nitrogen adsorption, scanning electron microscopy, energy dispersive X-ray spectroscopy and X-ray diffraction. Transesterification of palm oil with methanol was accomplished at 60°C and one hour, varying methanol/oil ratio, the type of catalyst and its concentration. Yields of the reaction and purity of the so-obtained biodiesel were evaluated. Comparing the catalysts performance, based on the amount, was found that sodium methoxide (CH3ONa) and potassium carbonate supported on alumina (K2CO3 /γ -Al2O3) were the catalysts that give the higher purity of biodiesel (96.8 and 95.85% respectively). When was determined the active site quality, by dividing the performance by each mole of active sites, it was found that calcined Na2SO4 /γ -Al2O3 has the most active sites.