Preparación de biodiesel mediante catálisis heterogénea ácida

Resumen

Se han preparado cinco tipos distintos de catalizadores heterogéneos ácidos y se han empleado como catalizadores en la preparación de biodiesel a partir de aceite de girasol y de aceite usado simulado añadiendo al dicho aceite cantidades de ácido oleico hasta llegar e 9 grados de acidez. Los sistemas catalíticos preparados han sido los siguientes: 1) Preparación de circonia wolframada soportada sobre sílice MCM-41dopada con circonio en síntesis, 2) Circonia sulfatada soportada sobre MCM-41 y preparada a partir de la sal sulfato de circonio. 3) Sílice SBA-15 dopada con aluminio mediante un método post-síntesis por un tratamiento de la misma con una sal de aluminio. 4) Pentóxido de tántalo hidratado soportado sobre SBA-15, preparado por impregnación de su alcóxido y tratamiento térmico a 575 ºC. 5) Fosfato mesoporoso de tántalo.Todos estos catalizadores son mesoporosos con alta superficie específica y acidez, lo que facilita la difusión de los reactivos y productos de reacción en el catalizador. Los cinco sistemas catalíticos se han ensayado en la reacción catalítica de transesterificación del aceite de girasol con metanol/etanol a 200 ºC en reactor Parr, empleando distintas ratios de metanol/aceite y distintas cantidades de catalizador. Todos los sistemas estudiados son activos en la mencionada reacción y en los cuatro primeros dicha actividad está relacionada con la cantidad de fase activa soportada sobre las sílices de carácter mesoporoso usadas como soportes. En otros casos la actividad depende de las temperaturas de tratamiento al que se han sometido los catalizadores. Además, todos ellos son estables en el medio de la reacción catalítica ya que no se produce nunca lixiviación de la fase activa, siendo este caso de interés en los catalizadores preparados con circonia sulfatada y tratados a 750 ºC. Por otra parte, todos son efectivos en la reacción de transesterificación aunque en el medio exista acidez de ácidos grasos libres, como es el oleico hasta acidez de 9º y tampoco se desactivan por la presencia de un 5% de agua en el medio de reacción. Entre todos los catalizadores estudiados merece ser destacado el fosfato de tántalo mesoporoso ya que con sólo un 6.7% de catalizador respecto al peso del aceite y en sólo dos horas de reacción se alcanza un rendimiento de biodiesel del 95%. El empleo de codisolventes no produce ninguna ventaja en estos sistemas catalíticos.