Obtención de un catalizador de óxido de cinc a partir de pilas C-Zn usadas para la elaboración de biodiesel con aceite vegetal reciclado
En la presente investigación se elaboró un catalizador de óxido de cinc a partir de pilas usadas de cinc soportado en carbono para elaboración de biodiesel con aceite vegetal reciclado. Para llevar a cabo este proceso primero se recolectaron pilas Zn-C de la empresa ETAPA EP, se desmantelaron y s...
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| Other Authors: | |
| Format: | bachelorThesis |
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| Published: |
Universidad de Cuenca
2022
|
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| author | Seminario Calle, Domenica Paulina Ortega Maldonado, Melissa Isabel |
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usadas de cinc soportado en carbono para elaboración de biodiesel con aceite vegetal
reciclado. Para llevar a cabo este proceso primero se recolectaron pilas Zn-C de la
empresa ETAPA EP, se desmantelaron y se separaron cada uno de sus componentes (cinc,
oxido de manganeso y barra de carbón). La carcasa de cinc fue sometida a un proceso de
hidrólisis que constó de lixiviación acida, purificación, cristalización y calcinación
teniendo como resultado un catalizador de óxido de cinc. Paralelamente, la barra de
carbón fue sometida a un tratamiento con ácido nítrico. Luego, el catalizador fue
impregnado en la barra mediante evaporación de solventes. Posteriormente, se realizó un
pre tratamiento de filtrado, lavado y secado del aceite vegetal reciclado obtenido,
igualmente, de la empresa ETAPA EP. Para la obtención de biodiesel se realizó la
transesterificación del aceite vegetal tratado con etanol empleando una relación molar
6:1; la reacción se realizó en agitación constante durante una hora a 230° C. Se evaluaron
dos catalizadores de óxido de cinc al 5% P/P uno másico y otro soportado en carbono.
Los catalizadores fueron caracterizados mediante el espectrofotómetro de UV-visible, el
cual midió el tamaño de la partícula. La pureza del óxido de cinc se realizó en un
espectrofotómetro de absorción atómica, dando como resultado un 98.49 % de pureza.
Además, el rendimiento del proceso de obtención del catalizador fue de 56 %. A sí
mismo, se realizó un análisis BET (Brunauer, Emmett y Teller) para conocer el área
superficial y tamaño de poro de la barra de carbón, obteniendo un área superficial de
1.927 m2
/g y volumen de poro de 0.7894 cm3
/g. Para el biodiesel, se realizó un análisis
de poder calorífico, contendido de agua, viscosidad, densidad y rendimiento; teniendo
como resultados 37 553 J/g, 0.005%, 4.1887 mm2
/s, 0.8916 g/cm3
y 70.908 %. Los
resultados de los parámetros ya mencionados se encuentran dentro del rango de las
normativas de la INEN 2482, ASTM B 100 y EN 590. Los resultados fueron comparados
con un blanco el cuál no cumplió los parámetros antes mencionados según las normativas,
el rendimiento del blanco fue de un 5 %.
En esta investigación se obtuvo un catalizador de alta pureza capaz de optimizar el
proceso de obtención de biodiesel, mejorando el rendimiento de la reacción de
transesterificación en comparación con el blanco. Se obtuvo el mejor resultado al usar el catalizador soportado en la densidad, viscosidad y rendimiento de la reacción, pero no
siendo así con el poder calorífico. El rendimiento del biodiesel es comparable con los
resultados de otros autores que usan catalizadores similares |
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| spelling | oai:dspace.ucuenca.edu.ec:123456789-390392022-06-08T07:00:41Z Obtención de un catalizador de óxido de cinc a partir de pilas C-Zn usadas para la elaboración de biodiesel con aceite vegetal reciclado Seminario Calle, Domenica Paulina Ortega Maldonado, Melissa Isabel Pinos Vélez, Verónica Patricia Ingeniería Química Análisis químico Química experimental Catalizadores Productos químicos En la presente investigación se elaboró un catalizador de óxido de cinc a partir de pilas usadas de cinc soportado en carbono para elaboración de biodiesel con aceite vegetal reciclado. Para llevar a cabo este proceso primero se recolectaron pilas Zn-C de la empresa ETAPA EP, se desmantelaron y se separaron cada uno de sus componentes (cinc, oxido de manganeso y barra de carbón). La carcasa de cinc fue sometida a un proceso de hidrólisis que constó de lixiviación acida, purificación, cristalización y calcinación teniendo como resultado un catalizador de óxido de cinc. Paralelamente, la barra de carbón fue sometida a un tratamiento con ácido nítrico. Luego, el catalizador fue impregnado en la barra mediante evaporación de solventes. Posteriormente, se realizó un pre tratamiento de filtrado, lavado y secado del aceite vegetal reciclado obtenido, igualmente, de la empresa ETAPA EP. Para la obtención de biodiesel se realizó la transesterificación del aceite vegetal tratado con etanol empleando una relación molar 6:1; la reacción se realizó en agitación constante durante una hora a 230° C. Se evaluaron dos catalizadores de óxido de cinc al 5% P/P uno másico y otro soportado en carbono. Los catalizadores fueron caracterizados mediante el espectrofotómetro de UV-visible, el cual midió el tamaño de la partícula. La pureza del óxido de cinc se realizó en un espectrofotómetro de absorción atómica, dando como resultado un 98.49 % de pureza. Además, el rendimiento del proceso de obtención del catalizador fue de 56 %. A sí mismo, se realizó un análisis BET (Brunauer, Emmett y Teller) para conocer el área superficial y tamaño de poro de la barra de carbón, obteniendo un área superficial de 1.927 m2 /g y volumen de poro de 0.7894 cm3 /g. Para el biodiesel, se realizó un análisis de poder calorífico, contendido de agua, viscosidad, densidad y rendimiento; teniendo como resultados 37 553 J/g, 0.005%, 4.1887 mm2 /s, 0.8916 g/cm3 y 70.908 %. Los resultados de los parámetros ya mencionados se encuentran dentro del rango de las normativas de la INEN 2482, ASTM B 100 y EN 590. Los resultados fueron comparados con un blanco el cuál no cumplió los parámetros antes mencionados según las normativas, el rendimiento del blanco fue de un 5 %. En esta investigación se obtuvo un catalizador de alta pureza capaz de optimizar el proceso de obtención de biodiesel, mejorando el rendimiento de la reacción de transesterificación en comparación con el blanco. Se obtuvo el mejor resultado al usar el catalizador soportado en la densidad, viscosidad y rendimiento de la reacción, pero no siendo así con el poder calorífico. El rendimiento del biodiesel es comparable con los resultados de otros autores que usan catalizadores similares In the present research work supported zinc oxide catalyst was made out of spent Zn-C batteries in order to elaborate biodiesel with recycled vegetable oil. To carry out this process recollection of batteries were made first at the company ETAPA EP, after they were dismantled and their components were separated (zinc, manganese oxide and carbon rod). The zinc casing had a hydrolysis process that consisted of acid lixiviation, purification, crystallization and calcination; resulting in a zinc oxide catalyst out of this process. The carbon rod was treated with nitric acid. Then the catalyst was impregnated in the rod by solvent evaporation. After, recycled vegetable oil had a treatment also obtained from ETAPA EP; which consisted of filtering, washing and drying. In order to obtain biodiesel treated vegetable oil and ethanol was used in a molar ratio of (6:1), the reaction took at 230ºC for 1 hour with constant agitation. The zinc oxide was used as a catalyst in 5% W/W both supported and unsupported. Catalyst was characterized by UV-Visible spectrophotometer, which measured the particle size. Zinc oxide purity was determined by an atomic absorption spectrophotometer resulting in 98.49%. In addition, yield of the catalyst production was 56%. Likewise, BET (Brunauer, Emmett y Teller) analysis has been done in order to know the superficial area and pore size of the carbon rod, obtaining 1.927 m2/g and 0.7894 cm3/g respectively. In biodiesel samples, calorific power, water quantity, viscosity, density and yield were determinate. Having as results 37 553 J/g, 0.005%, 4.1887 mm2/s, 0.8916 g/cm3 and 70.908% respectively. All of those results are within in the range given by the regulations INEN 2482, ASTM B 100 and EN 590. It is worth to say that blank did not meet the aforementioned parameters by the regulations, additionally its yield was of 5%. The research showed that a high purity catalyst was obtained and the process can be optimized to improve the yield. The catalyst doesn´t need size reduction because the pores´ support are in macro scale. A better result was obtained at density, viscosity and reaction yield when a supported catalyst was used, but not so with calorific power. Biodiesel yield was higher compared with other authors that used the same catalyst Ingeniero Químico Cuenca 2022-06-01T19:50:28Z 2022-06-01T19:50:28Z 2022-06-01 bachelorThesis http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/39039 spa TQ;543 Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internacional http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ openAccess application/pdf 121 páginas application/pdf Universidad de Cuenca |
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