BR112019009668B1

BR112019009668B1 - Processo para produzir bio-óleo bruto

Info

Publication number: BR112019009668B1
Application number: BR112019009668-0A
Authority: BR
Inventors: Chidambaram MANDAN; Balakrishnan MADHESAN; Ramesh BHUJADE; Ajit SAPRE
Original assignee: Reliance Industries Limited
Priority date: 2016-12-19
Filing date: 2017-11-30
Publication date: 2022-08-02
Also published as: WO2018116036A1; EP3555027B1; IL266929A; BR112019009668A2; DK3555027T3; IL266929B; CA3043488A1; CN110167904B; AU2017381624A1; US10800974B2; MX2019005582A; EP3555027A4; US20190359893A1; EP3555027A1; SA519401963B1; CN110167904A; AU2017381624B2

Abstract

A presente invenção se refere a um processo para produzir bio-óleo bruto a partir de biomassa. O processo envolve a liquefação hidrotérmica de uma biomassa na presença de um catalisador a uma temperatura na faixa de 250 °C a 400 °C e a uma pressão na faixa de 7 MPa (70 bar) a 22,5 MPa (225 bar), para obter uma mistura de produto que compreende bio-óleo bruto. Essa mistura de produto que compreende bio-óleo bruto é resfriado para obter uma mistura resfriada; o óleo é, então, separado da mistura resfriada para obter bio-óleo bruto e um resíduo que contém o catalisador. O teor de carbono de bio-óleo bruto está na faixa de 60% em peso a 85% em peso.

Description

CAMPO

[0001] A presente invenção refere-se a um processo para a produção de bio-óleo bruto (CBO).

DEFINIÇÕES

[0002] Conforme usado na presente revelação, as palavras e frases a seguir são geralmente destinadas a ter o significado, conforme estabelecido abaixo, exceto na medida em que o contexto no qual as mesmas são usadas indique o contrário.

BIOMASSA

[0003] O termo biomassa no contexto da presente revelação significa material, tal como resíduo orgânico (incluindo massa de algas), resíduos urbanos, madeira, culturas agrícolas ou resíduos, resíduos municipais e similares, que podem ser utilizados como fonte de combustível ou energia.

BIO-ÓLEO BRUTO

[0004] O termo bio-óleo bruto usado no contexto da presente revelação significa um óleo ou biocombustível derivado de uma biomassa e que pode ser usado como uma alternativa para combustível de petróleo.

CATALISADOR HOMOGÊNEO

[0005] O termo catalisador homogêneo usado no contexto da presente revelação significa um catalisador que está na mesma fase que os reagentes ou o meio de reação.

ANTECEDENTES

[0006] O desenvolvimento econômico demanda energia e essa demanda por energia historicamente levou ao aumento da poluição ambiental. Apesar da competição histórica entre “meio ambiente” e “energia”, o futuro exige proteção ambiental e sustentabilidade energética. Como resultado, a substituição de uma grande porção de combustíveis fósseis por tecnologias de energia renovável, tais como combustíveis baseados em biomassa foram estudados extensivamente. A biomassa, uma fonte de energia renovável, pode ser usada diretamente através de combustão para produzir calor ou indiretamente após converter a mesma em várias formas de biocombustíveis. Os biocombustíveis são derivados de biomassa e são destinados a fornecer uma alternativa para combustíveis de petróleo. A conversão de biomassa em biocombustível pode ser alcançada por diferentes métodos, que são amplamente classificados em métodos térmicos, químicos e bioquímicos.

[0007] As algas são uma importante biomassa renovável devido à sua alta eficiência fotossintética, adaptabilidade ambiental, ciclo de crescimento curto, o que as torna simples e econômicas para a cultura em massa.

[0008] O descarte de destilarias usadas, resíduos urbanos, madeira, resíduos ou culturas agrícolas, resíduos municipais, resíduos de destilarias, resíduos industriais é uma grande preocupação ambiental atualmente. No entanto, esses materiais residuais contêm uma quantidade notável de biomassa que pode ser convertida em biocombustível, tornando os mesmos, assim, fontes importantes de biocombustíveis.

[0009] A liquefação hidrotérmica (HTL) é uma tecnologia para converter biomassa residual de alta umidade em “bio-óleo bruto” denso em energia (CBO) que pode ser usado para combustão direta ou refinado para obter combustíveis de grau de transporte. HTL, também denominada pirólise hidratada, é um processo para a redução de material orgânico complexo, tais como biorresíduos ou biomassa, em bio-óleo bruto e outros produtos químicos. O desenvolvimento de conversão hidrotérmica de biomassa, tais como algas, resíduos de lavagem de destilaria ou resíduos industriais, na presença de catalisadores altamente ativos, inculcará a autoconfiança e reduzirá a dependência de petróleo bruto. Desenvolvendo-se o processo de conversão acima com o uso de catalisador/produtos químicos comercialmente disponíveis, CBO pode ser gerado, o qual é compatível com petróleo bruto usado no processo de refinaria.

[0010] A técnica de liquefação hidrotérmica (HTL), que envolve aplicação de calor e pressão à biomassa, tem a vantagem de que os lipídios e outros componentes orgânicos podem ser convertidos de modo eficiente enquanto a biomassa está ainda em uma condição molhada. Durante a HTL, a biomassa de alta umidade é submetida a temperaturas e pressões elevadas, a fim de quebrar e reformar os blocos de construção químicos em bio- óleo bruto.

[0011] Os lipídios presentes no bio-óleo bruto podem ser extraídos por meio de extração com solvente ou por meio de extração física. No entanto, tais técnicas podem não ser capazes de extrair os lipídios completamente. Para tornar a biomassa uma alternativa economicamente viável para a produção de bio-óleo bruto, as receitas de todas as suas frações (e não apenas dos lipídios) precisam ser maximizadas. É necessária uma técnica de conversão termoquímica de temperatura e alta pressão que processe toda a biomassa para produzir um transportador de energia líquida.

[0012] Há, portanto, uma necessidade de desenvolver um processo para a conversão de biomassa em bio-óleo bruto (CBO).

OBJETIVOS

[0013] Alguns dos objetivos da presente revelação, que pelo menos uma modalidade do presente documento satisfaz, são os seguintes.

[0014] É um objetivo da presente revelação amenizar um ou mais problemas da técnica anterior ou pelo menos fornecer uma alternativa útil.

[0015] É um objetivo da presente revelação fornecer um processo para a produção de bio-óleo bruto.

[0016] É outro objetivo da presente revelação fornecer um processo simples, energeticamente eficiente, que economize tempo e de alto rendimento para a produção de bio-óleo bruto.

[0017] É ainda outro objetivo da presente revelação fornecer um processo que seja capaz de produzir bio-óleo bruto que contém teor de carbono relativamente alto.

[0018] Outros objetivos e vantagens da presente revelação ficarão mais evidentes a partir da seguinte descrição, a qual não se destina a limitar o escopo da presente revelação.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0019] A presente revelação fornece um processo para produzir bio-óleo bruto a partir de biomassa. O processo compreende preparar uma pasta fluida de biomassa aquosa que tem uma concentração de biomassa na pasta fluida aquosa na faixa de 5% em peso a 35% em peso. De preferência, a concentração de biomassa está na faixa de 8% em peso a 16% em peso, com mais preferência 10% em peso. Em conformidade com uma modalidade da presente revelação, a pasta fluida de biomassa aquosa é preparada misturando-se a biomassa com água. Em conformidade com outra modalidade da presente revelação, a pasta fluida aquosa é preparada removendo-se o excesso de água por meios conhecidos, a fim de obter a pasta fluida que tem a concentração de biomassa na faixa de 8% em peso a 16% em peso, de preferência, 10% em peso.

[0020] A biomassa pode ser selecionada a partir do grupo que consiste em biomassa de algas, resíduos de lavagem de destilaria, detritos urbanos, madeira, culturas ou resíduos agrícolas, resíduos municipais, resíduos de destilaria, resíduos industriais. Além disso, a biomassa de algas pode ser selecionada a partir do grupo que consiste em Rhodophyta, Chlorophyta, Phaeophyta, Chrysophyta, Cryptophyta, Dinophyta, Tribophyta, Glaucophyta, Spirulina, Nannochloropsis, Chlorella, cyanobacteria, Euglena, Microcystis, Anabaena, Dictyosphaerium, Nodularia, Oscillatoria, Spirogyra, Hydrodictyon, Chara, Nitella, Oedognium, Phormidium e algas filamentosas.

[0021] Uma quantidade predeterminada de um catalisador é adicionada à pasta fluida de biomassa para formar uma mistura de reação. Em uma modalidade da presente revelação, o catalisador pode ser um catalisador homogêneo. Em conformidade com a presente revelação, o catalisador pode ser um composto que tem amônio como um cátion e um ânion selecionado a partir do grupo que consiste em haleto, um acetato, um sulfato, um sulfito, um nitrato, um nitrito, um sulfonato, um oleato e um oxalato. A quantidade predeterminada do catalisador pode ser na faixa de 5% em peso a 15% em peso com relação ao peso total de biomassa. De preferência, a quantidade predeterminada do catalisador é de 10% em peso com relação ao peso total da biomassa.

[0022] Além disso, a pasta fluida de biomassa pode ser submetida à liquefação hidrotérmica, que compreende a etapa de aquecimento da mistura de reação a uma temperatura na faixa de 250 °C a 400 °C, a uma pressão na faixa de 7 MPa (70 bar) a 22,5 MPa (225 bar), sob uma atmosfera inerte, por um período de tempo na faixa de 10 minutos a 90 minutos, para obter uma mistura de produto que compreende bio-óleo bruto. A mistura de produto que compreende bio-óleo bruto é, então, resfriada para obter uma mistura resfriada. O óleo é separado da mistura resfriada para obter o bio-óleo bruto e um resíduo que contém o catalisador. O rendimento de bio-óleo bruto está na faixa de 30% em peso a 78% em peso.

[0023] O processo da presente revelação compreende uma etapa adicional de recuperação e reciclagem do catalisador à etapa de processo de formação da mistura de reação.

[0024] O bio-óleo bruto preparado pelo processo da presente revelação é caracterizado por um teor de carbono na faixa de 60% em peso a 85% em peso.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0025] O aumento no preço de combustíveis é impulsionado por uma série de fatores, incluindo o esgotamento de depósitos de petróleo e gás natural facilmente acessíveis, o crescimento das economias emergentes, instabilidade política e preocupações ambientais de montagem. O aumento dos preços de energia exigirá eventualmente uma reestruturação ou substituição significativa de uma porção dos combustíveis fósseis por fontes renováveis de energia, tais como combustíveis à base de biomassa. Essas fontes renováveis de energia têm um impacto ambiental muito menor do que as fontes não renováveis de energia existentes. Micro-organismos, tais como algas, archaea, bactérias e fungos, incluindo fungos filamentosos, mofo e levedura podem conter triglicerídeos de até 80% de seu teor de matéria seca total. No entanto, o óleo da biomassa microbiana que é adequada como um precursor para a produção de combustível é escasso no mercado. Isso se deve principalmente à falta de métodos eficientes e econômicos para fornecer óleo de boa qualidade a partir de biomassa microbiana.

[0026] A biomassa, tais como biomassa de algas, a resíduos de lavagem de destilaria, detritos urbanos ou resíduos industriais, são matérias-primas promissoras para a produção de CBO. Sob condições normais, os lipídios podem ser extraídos por meio de extração com solvente ou por meio de extração física, mas o processo pode não conseguir extrair todos os componentes orgânicos da biomassa. Para tornar a biomassa uma alternativa economicamente viável para a produção de bio-óleo bruto, as receitas de todas as suas frações (e não apenas os lipídios) precisam ser maximizadas. Nesse contexto, a liquefação hidrotérmica (HTL) parece ser uma técnica de conversão termoquímica promissora que processa toda a biomassa para produzir um transportador de energia líquida, o bio-óleo bruto (CBO). O valor mais alto do produto primário e os requisitos de energia mais baixos em comparação com outras tecnologias tornam a HTL uma tecnologia de conversão muito promissora, se não a mais promissora, para a conversão de biomassa.

[0027] A presente divulgação prevê um processo para produzir o bio-óleo bruto a partir de biomassa. O processo é descrito no presente documento abaixo.

[0028] Na primeira etapa, a pasta fluida aquosa da biomassa é preparada, em que a concentração da biomassa na pasta fluida aquosa está na faixa de 5% a 35%. De preferência, a concentração da biomassa na pasta fluida aquosa está na faixa de 8% em peso a 16% em peso, com mais preferência 10% em peso.

[0029] Em conformidade com uma modalidade da presente revelação, a pasta fluida aquosa da biomassa é preparada misturando- se uma quantidade predeterminada de biomassa com uma quantidade predeterminada de água.

[0030] Em conformidade com outra modalidade da presente revelação, a pasta fluida aquosa é preparada removendo-se o excesso de água por meios conhecidos, a fim de obter a pasta fluida que tem a concentração de biomassa na faixa de 8% em peso a 16% em peso, de preferência, 10% em peso.

[0031] Em conformidade com as modalidades da presente revelação, a biomassa é selecionada a partir do grupo que consiste em biomassa de algas, resíduos de lavagem de destilaria, detritos urbanos, madeira, culturas ou resíduos agrícolas, resíduos municipais, resíduos de destilaria e resíduos industriais.

[0032] Em conformidade com uma modalidade exemplificativa da presente revelação, a biomassa é biomassa de algas.

[0033] Em conformidade com as modalidades da presente revelação, a biomassa de algas é selecionada a partir do grupo que consiste em, mas sem limitação, Rhodophyta, Chlorophyta, Phaeophyta, Chrysophyta, Cryptophyta, Dinophyta, Tribophyta, Glaucophyta, Spirulina, Nannochloropsis, Chlorella, cyanobacteria, Euglena, Microcystis, Anabaena, Dictyosphaerium, Nodularia, Oscillatoria, Spirogyra, Hydrodictyon, Chara, Nitella, Oedognium, Phormidium e algas filamentosas.

[0034] Em conformidade com outra modalidade exemplificativa da presente revelação, a biomassa é resíduo de lavagem de destilaria.

[0035] Em conformidade com ainda outra modalidade exemplificativa da presente revelação, a biomassa é lama petroquímica.

[0036] Na segunda etapa, uma quantidade predeterminada de pelo menos um catalisador é adicionada à pasta fluida aquosa para formar uma mistura de reação.

[0037] Em conformidade com as modalidades da presente revelação, a quantidade predeterminada do catalisador está na faixa de 5% a 15% com relação ao peso total da biomassa. Em conformidade com a modalidade exemplificativa da presente revelação, a quantidade predeterminada do catalisador é de 10% com relação ao peso total da biomassa.

[0038] Em conformidade com a presente revelação, o catalisador é catiônico ou aniônico quanto à natureza. Em conformidade com as modalidades da presente revelação, o catalisador é um catalisador homogêneo. Em conformidade com as modalidades da presente revelação, o catalisador é um composto que tem amônio como um cátion e um ânion selecionado a partir do grupo que consiste em um haleto, um acetato, um sulfato, um sulfito, um nitrato, um nitrito, um sulfonato, um oleato, um sulfato, um oxalato.

[0039] Na etapa seguinte, a biomassa é submetida à liquefação hidrotérmica (HTL) aquecendo-se a mistura de reação a uma temperatura na faixa de 250 °C a 400 °C, a uma pressão na faixa de 7 MPa (70 bar) a 22,5 MPa (225 bar), e sob uma atmosfera inerte, tipicamente atmosfera de nitrogênio por um período de tempo na faixa de 10 minutos a 90 minutos para obter uma mistura de produto que compreende bio-óleo bruto. A liquefação hidrotérmica (HTL) envolve a agitação da mistura de reação durante a etapa de HTL a uma velocidade na faixa de 450 rpm a 550 rpm.

[0040] A mistura de produto que compreende bio-óleo bruto é resfriada para obter uma mistura resfriada. O óleo é, então, separado da mistura resfriada para obter bio-óleo bruto e um resíduo que contém o catalisador. Tipicamente a etapa de separação do óleo da mistura resfriada é alcançada por pelo menos uma etapa selecionada a partir do grupo que consiste em, mas sem limitação, filtração, centrifugação, decantação, adsorção, cromatografia, extração de líquido-líquido e extração de fase sólida.

[0041] Nas modalidades exemplificativas da presente revelação, o rendimento de bio-óleo bruto está na faixa de 30% a 75%. Além disso, em conformidade com as modalidades da presente revelação, o teor de carbono do bio-óleo bruto está na faixa de 60% a 85%.

[0042] O catalisador que é altamente solúvel em água é recuperado na fase aquosa do resíduo. Em conformidade com a presente revelação, o catalisador é reciclado sem nenhum processo de regeneração.

[0043] Em conformidade com a presente revelação, a presença de catalisador auxilia através de sua funcionalidade de ruptura de parede celular eficiente e, assim, uma quantidade máxima de componentes orgânicos é arrastada para o bio-óleo bruto resultante.

[0044] A presente revelação é adicionalmente descrita à luz dos experimentos a seguir que são estabelecidos para fins de ilustração apenas e não devem ser interpretados de modo a limitar o escopo da revelação. Os experimentos a seguir podem ser aumentados em escala industrial/comercial e os resultados obtidos podem ser extrapolados em escala industrial.

DETALHES EXPERIMENTAIS

[0045] O procedimento experimental a seguir foi seguido para executar a liquefação hidrotérmica de biomassa. O tipo de biomassa e o tipo de catalisadores foram variados e os resultados são fornecidos na Tabela 1.

EXPERIMENTOS 1 A 4: CONVERSÃO DE BIOMASSA DE ALGAS EM BIO-ÓLEO BRUTO (CBO)

[0046] Os experimentos 1 a 4 foram realizados na ausência do catalisador. O tipo de algas foi variado e selecionado a partir do grupo que consiste em Spirulina, nanochloropsis, Nanochloris e Dictyosphaerium.

[0047] Inicialmente, em um vaso de reação, 20 g de algas foram misturados com 115 ml de água para formar pasta fluida aquosa. A concentração de algas na pasta fluida aquosa foi de 20% em peso.

[0048] A suspensão assim obtida foi aquecida a uma temperatura de 350 °C e a uma pressão de 20 MPa (200 bar), sob atmosfera de nitrogênio, sob agitação a uma velocidade de 500 rpm durante 30 minutos para obter uma mistura de produto que compreende bio-óleo bruto (CBO).

[0049] Além disso, mediante o resfriamento, a mistura de produto foi filtrada e separada de modo a obter bio-óleo bruto.

[0050] Os resultados após a liquefação hidrotérmica são resumidos na Tabela 1.

EXPERIMENTO 5: CONVERSÃO DE RESÍDUOS DE LAVAGEM DE DESTILARIA EM BIO-ÓLEO BRUTO (CBO)

[0051] O experimento 5 foi tipicamente realizado na ausência do catalisador.

[0052] Inicialmente, em um vaso de reação, 100 ml de resíduos de lavagem de destilaria foram misturados com 900 ml de água com a ajuda de misturador para formar a pasta fluida aquosa.

[0053] A suspensão assim obtida foi aquecida a uma temperatura de 350 °C e a uma pressão de 20 MPa (200 bar), sob atmosfera de nitrogênio, sob agitação a uma velocidade de 500 rpm durante 30 minutos para obter uma mistura de produto que compreende bio-óleo bruto (CBO).

[0054] Além disso, a mistura de produto foi resfriada, filtrada e separada para obter o bio-óleo bruto.

[0055] Os resultados após a liquefação hidrotérmica são resumidos na Tabela 1.

EXPERIMENTO 6: CONVERSÃO DE LAMA PETROQUÍMICA EM BIO-ÓLEO BRUTO (CBO)

[0056] O experimento 6 foi tipicamente realizado na ausência do catalisador.

[0057] Inicialmente, em um vaso de reação, 200 ml de lama petroquímica foram misturados com 800 ml de água com a ajuda de misturador para formar pasta fluida aquosa.

[0058] A suspensão assim obtida foi aquecida a uma temperatura de 350 °C e a uma pressão de 20 MPa (200 bar), sob atmosfera de nitrogênio, sob agitação a uma velocidade de 500 rpm durante 30 minutos para obter uma mistura de produto que compreende bio-óleo bruto (CBO).

[0059] Além disso, a mistura de produto foi resfriada, filtrada e separada para obter bio-óleo bruto.

[0060] Os resultados após a liquefação hidrotérmica são resumidos na Tabela 1.

EXPERIMENTOS 7 A 15: CONVERSÃO DE BIOMASSA DE ALGAS EM BIO-ÓLEO BRUTO (CBO)

[0061] Os experimentos 7 a 15 foram realizados tipicamente na presença do catalisador.

[0062] Inicialmente, em um vaso de reação, 23 g de algas foram misturados com 115 ml de água para formar uma pasta fluida aquosa. A concentração de algas na pasta fluida aquosa foi de 20% em peso. O tipo de algas foi variado e selecionado a partir do grupo que consiste em Spirulina, nanochloropsis, Nanochloris e Dictyosphaerium.

[0063] Além disso, 2 g do catalisador foram adicionados à pasta fluida aquosa para formar uma mistura de reação. O tipo de catalisador foi variado e selecionado a partir do grupo que consiste em cloreto de amônio, brometo de amônio, acetato de amônio, sulfato de amônio e fosfato de amônio.

[0064] A mistura reacional assim obtida foi aquecida a uma temperatura de 350 °C e a uma pressão de 20 MPa (200 bar), sob atmosfera de nitrogênio, sob agitação a uma velocidade de 500 rpm durante 30 minutos para obter uma mistura de produto que compreende um bio-óleo bruto (CBO).

[0065] Além disso, mediante o resfriamento, a mistura de produto foi filtrada e separada de modo a obter bio-óleo bruto.

[0066] Os resultados após a liquefação hidrotérmica são resumidos na Tabela 1.

EXPERIMENTO 16: CONVERSÃO DE BIOMASSA DE ALGAS EM BIO-ÓLEO BRUTO (CBO)

[0067] O procedimento experimental similar, conforme revelado nos experimentos 7 a 15 foi seguido, exceto que o processo foi realizado a uma temperatura de 250 °C e pressão de 13 MPa (130 bar).

[0068] Os resultados após a liquefação hidrotérmica são resumidos na Tabela 1.

EXPERIMENTO 17: CONVERSÃO DE BIOMASSA DE ALGAS EM BIO-ÓLEO BRUTO (CBO)

[0069] O procedimento experimental similar, conforme revelado nos experimentos 7 a 15, foi seguido, exceto que o processo foi realizado a uma temperatura de 300 °C e à pressão de 18,5 MPa (185 bar).

[0070] Os resultados após a liquefação hidrotérmica são resumidos na Tabela 1.

EXPERIMENTO 16: CONVERSÃO DE BIOMASSA DE ALGAS EM BIO-ÓLEO BRUTO (CBO)

[0071] O procedimento experimental similar, conforme revelado nos experimentos 7 a 15, foi seguido, exceto que o processo foi realizado a uma temperatura de 350 °C e à pressão de 20,5 MPa (205 bar).

[0072] Os resultados após a liquefação hidrotérmica são resumidos na Tabela 1.

EXPERIMENTO 19: CONVERSÃO DE RESÍDUOS DE LAVAGEM DE DESTILARIA EM BIO-ÓLEO BRUTO (CBO)

[0073] Inicialmente, em um vaso de reação, 100 ml de resíduos de lavagem de destilaria foram misturados com 900 ml de água com a ajuda de misturador para formar a pasta fluida aquosa. Além disso, 10 mg de um cloreto de amônio foram adicionados à pasta fluida aquosa para formar uma mistura de reação.

[0074] A mistura de reação assim obtida foi aquecida a uma temperatura de 350 °C e a uma pressão de 20 MPa (200 bar), sob atmosfera de nitrogênio, durante 30 minutos para obter uma mistura de produto que compreende um bio-óleo bruto (CBO).

[0075] Além disso, a mistura de produto foi resfriada, filtrada e separada para obter o bio-óleo bruto.

[0076] Os resultados após a liquefação hidrotérmica são resumidos na Tabela 1.

EXPERIMENTO 20: CONVERSÃO DE LAMA PETROQUÍMICA EM BIO-ÓLEO BRUTO (CBO)

[0077] Inicialmente, em um vaso de reação, 200 ml de lama petroquímica foram misturados com 800 ml de água com a ajuda de misturador para formar pasta fluida aquosa. Além disso, 10 mg de um cloreto de amônio foram adicionados à pasta fluida aquosa para formar uma mistura de reação.

[0078] A mistura de reação assim obtida foi aquecida a uma temperatura de 350 °C e a uma pressão de 20 MPa (200 bar), sob atmosfera de nitrogênio, durante 30 minutos para obter uma mistura de produto que compreende um bio-óleo bruto (CBO).

[0079] Além disso, a mistura de produto foi resfriada, filtrada e separada para obter bio-óleo bruto.

[0080] Os resultados após a liquefação hidrotérmica são resumidos na Tabela 1. TABELA 1: A LIQUEFAÇÃO HIDROTÉRMICA ASSISTIDA POR CATALISADOR (HTL) DE BIOMASSA

[0081] A partir da Tabela 1, observou-se que a liquefação hidrotérmica da biomassa realizada na presença do catalisador produziu maior quantidade de bio-óleo bruto em comparação com a liquefação hidrotérmica de biomassa, que foi realizada na ausência do catalisador. O rendimento do bio-óleo bruto obtido com o uso do processo da presente revelação está na faixa de 30% a 73,5%.

AVANÇOS DA TÉCNICA

[0082] A presente revelação descrita no presente documento tem diversas vantagens técnicas, incluindo, mas sem limitação, a realização de:

[0083] - um processo simples, energeticamente eficiente, que economize tempo e alto rendimento para a produção assistida por catalisador de bio-óleo bruto a partir de biomassa;

[0084] - um processo que seja capaz de produzir bio- óleo que contém alto teor de carbono; e

[0085] - reutilização do catalisador no ciclo seguinte de conversão de biomassa sem afetar o rendimento de CBO.

[0086] As modalidades, conforme descrito acima no presente documento, e vários recursos e detalhes vantajosos das mesmas são explicados com referência às modalidades não limitantes da descrição. As descrições de aspectos, componentes e técnicas de biologia molecular bem conhecidos são omitidas de modo a não obscurecer desnecessariamente as modalidades do presente documento.

[0087] A descrição acima mencionada de modalidades específicas, assim, revela totalmente a natureza geral das modalidades do presente documento, que terceiros podem, aplicando-se os conhecimentos atuais, prontamente modificar e/ou adaptar a várias aplicações de tais modalidades específicas sem se afastar do conceito genérico, e, portanto, tais adaptações e modificações devem e são destinadas a serem compreendidas dentro do significado e faixa de equivalentes das modalidades reveladas. Deve ser entendido que a fraseologia ou terminologia empregada no presente documento é para o propósito de descrição e não de limitação. Portanto, embora as modalidades do presente documento tenham sido descritas em termos de modalidades preferenciais, aqueles versados na técnica reconhecerão que as modalidades do presente documento podem ser praticadas com modificação dentro do espírito e escopo das modalidades, conforme descrito no presente documento. Adicionalmente, deve ser compreendido de modo distinto que a matéria descritiva anterior deve ser interpretada meramente como ilustrativa da revelação e não como uma limitação.

[0088] Tendo descrito e ilustrado os princípios da presente revelação com referência às modalidades descritas, será possível reconhecer que as modalidades descritas podem ser modificadas em disposição e detalhe sem se afastar do escopo de tais princípios.

[0089] Embora os recursos específicos desta revelação tenham sido enfatizados de modo considerável no presente documento, será observado que várias modificações podem ser feitas, e que muitas alterações podem ser feitas nas modalidades preferidas sem se separar dos princípios da revelação. Essas e outras modificações na natureza da revelação ou nas modalidades preferenciais serão evidentes para aqueles versados na técnica a partir da revelação do presente documento, desse modo deve ser distintivamente compreendido que a matéria descritiva anterior deve ser interpretada meramente como ilustrativa da revelação e não como uma limitação.

Claims

1. Processo para produzir bio-óleo bruto a partir de biomassa, em que o processo é caracterizado pelo fato de que compreende: a. preparar uma pasta fluida aquosa da biomassa; b. adicionar uma quantidade predeterminada de pelo menos um catalisador homogêneo à pasta fluida aquosa para formar uma mistura de reação; em que o referido catalisador é um composto tendo amônio como um cátion e um ânion selecionado do grupo que consiste em haleto, um acetato, um sulfato, um sulfito, um nitrato, um nitrito, um sulfonato, um oleato e um oxalato; c. liquefazer hidrotermicamente (HTL) a mistura de reação aquecendo-se a uma temperatura na faixa de 250 °C a 400 °C, a uma pressão na faixa de 7 MPa (70 bar) a 22,5 MPa (225 bar), sob agitação a uma velocidade na faixa de 450 rpm a 550 rpm, na presença de um gás inerte, por um período de tempo na faixa de 10 minutos a 90 minutos, para obter uma mistura de produto que compreende bio-óleo bruto; d. resfriar a mistura de produto para obter uma mistura resfriada; e e. separar o bio-óleo bruto da mistura resfriada para obter bio-óleo bruto, um resíduo e uma fase aquosa contendo o catalisador.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a concentração da biomassa na pasta fluida aquosa está na faixa de 5% em peso a 35% em peso.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a concentração da biomassa na pasta fluida aquosa está na faixa de 8% em peso a 16% em peso.

4. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a concentração da biomassa na pasta fluida aquosa é de 10% em peso.

5. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o processo compreende adicionalmente uma etapa adicional de recuperação e reciclagem do catalisador para a etapa de processo (c).

6. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a biomassa é selecionada a partir do grupo que consiste em biomassa de algas, resíduos de lavagem de destilaria, detritos urbanos, madeira, culturas agrícolas ou resíduos, resíduos municipais, resíduos de destilaria e resíduos industriais.

7. Processo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a biomassa de algas é selecionada a partir do grupo que consiste em Rhodophyta, Chlorophyta, Phaeophyta, Chrysophyta, Cryptophyta, Dinophyta, Tribophyta, Glaucophyta, Spirulina, Nannochloropsis, Chlorella, cyanobacteria, Euglena, Microcystis, Anabaena, Dictyosphaerium, Nodularia, Oscillatoria, Spirogyra, Hydrodictyon, Chara, Nitella, Oedognium, Phormidium e algas filamentosas.

8. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a quantidade predeterminada do catalisador está na faixa de 5% em peso a 15% em peso com relação ao peso total da biomassa.

9. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a quantidade do catalisador é de 10% em peso com relação ao peso total da biomassa.

10. Processo, de acordo com a reivindicação 1, em que o referido bio-óleo cru é caracterizado pelo fato de que tem o teor de carbono na faixa de 60% em peso a 85% em peso.