Avaliação de catalisadores para a reação de conversão da terebentina

Abstract

A terebentina é uma importante matéria-prima devido suas características únicas. É conhecida como aguarrás natural e é composta por uma variedade de terpenos. Sua composição majoritária refere-se aos isômeros α e β-pineno, os quais são destinados a uma série de reações, de diferentes naturezas. A reação de isomerização do α e do β-pineno evidencia grande interesse industrial devido aos produtos gerados neste processo, tal como o canfeno, limoneno, α e γ-terpinoleno. Desta forma, tem-se um grande interesse em catalisadores seletivos e estáveis aplicados na reação de isomerização da terebentina bruta. Sendo assim, este trabalho teve por objetivo preparar diferentes catalisadores com propriedades ácidas e avaliá-los quanto suas performances catalíticas na reação de isomerização da terebentina, tais como a zeólita ZSM-5, a alumina e a sílica. A distribuição de produtos da reação apresentou diferenças quanto a seletividade e rendimento, de acordo com a variação da temperatura e catalisador avaliado. A alumina apresentou os melhores resultados na temperatura de 250 °C, alcançando uma seletividade de 55% ao canfeno após 6 h de reação. A sílica, por sua vez, não apresentou atividade catalítica significativa na conversão da terebentina. Os melhores resultados foram obtidos na utilização da zeólita HZSM-5. Na temperatura de 200 °C, após 6 h de reação, houve uma conversão de 95% do β-pineno e 83% do α-pineno, assim como uma seletividade de 36% ao canfeno e 17% ao α-terpineno. Sendo assim, tratando-se da conversão por isomerização da terebentina sobre sítios ácidos, os resultados que indicam uma melhor performance tanto da seletividade ao canfeno e ao αterpineno, quanto da conversão da matéria-prima, ao utilizar a zeólita HZSM-5, se deu na temperatura de 200 °C. Tais resultados demonstram a possibilidade da conversão direta da terebentina, uma matéria-prima natural, para compostos de alto valor agregado, tais como o canfeno e o γ-terpineno.Turpentine is an important raw material due to its unique characteristics. It is known as natural turpentine and is composed of a variety of terpenes. Its composition is mostly α and β-pinene isomers, which are destined to a great number of reactions, of different natures. The isomerization reaction of α and β-pinene shows great industrial interest due to the products generated in this process, such as camphene, limonene, α and γ-terpinolene. Thus, there is a great interest in selective and stable catalysts applied in the isomerization reaction of crude turpentine. Therefore, this work aimed to prepare different catalysts with acidic properties and evaluate them in terms of their catalytic performance in the turpentine isomerization reaction, such as ZSM-5 zeolite, alumina and silica. The distribution of reaction products showed significant differences in selectivity and yield, according to the variation of temperature and catalyst evaluated. Alumina showed the best results at a temperature of 250 °C, reaching a selectivity of 55% to camphene after 6 h of reaction. Silica, on the other hand, did not show significant catalytic activity in the conversion of turpentine. The best results were obtained using HZSM-5 zeolite. At 200 °C, after 6 h of reaction, there was a conversion of 95% of β-pinene and 83% of α-pinene, as well as a selectivity of 36% to camphene and 17% to α-terpinene. Therefore, when it comes to the conversion by isomerization of turpentine on acidic sites, the results that indicate a better performance both in terms of selectivity to camphene and α-terpinene, as well as the conversion of the raw material, when using zeolite HZSM-5, took place at a temperature of 200 °C. Such results demonstrate the possibility of direct conversion of turpentine, a natural raw material, to compounds with high added value, such as camphene and γ-terpinene.