Estudo experimental, teste de qualidade / consistência e modelagem termodinâmica do equilíbrio líquido-líquido e líquido-líquido-vapor do sistema: palmitato de etila + etanol + glicerol

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Pena, Matheus Miguel Rodrigues
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Biodiesel; Equilíbrio Líquido-Líquido; Equilíbrio Líquido-Líquido-Vapor; Liquid-Liquid Equilibrium (ELL); Liquid-Liquid-Vapour Equilibrium (ELLV); NRTL; NRTL Model; PR+TV+CG; PR+TV+CG Model
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/97/97139/tde-12122024-140622/

A crescente demanda energética mundial tem fortalecido a busca por novas fontes de energia, principalmente renováveis. A capacidade de reposição natural da sua matriz, ou seja, ao longo da escala de tempo humana aquela fonte pode ser resposta é um dos fatores que desponta como maior vantagem desses combustíveis. Dentre as fontes renováveis temos os biocombustíveis, como o etanol e o biodiesel. Existem diferentes processos para a produção de biodiesel, mas as reações de transesterificação ou esterificação são as mais utilizadas industrialmente. O conhecimento das condições de equilíbrio de fases é essencial para determinar as condições de operação (reator e processo de separação). Neste trabalho, foi realizado o estudo do comportamento de fases do equilíbrio líquido-líquido (ELL) e líquido-líquido-vapor (ELLV) para o sistema palmitato de etila + etanol + glicerol a 101,3 kPa e diferentes temperaturas. O processo experimental foi realizado em equipamentos cujos componentes principais são a célula encamisada de vidro com adaptação para manter a temperatura constante (ELL) e o ebuliômetro de Othmer modificado com recirculação (ELLV). Uma vez atingido o equilíbrio, as análises (composições do ELL ou do ELLV) foram feitas através dos índices de refração e densidades. Previamente, curvas de calibração foram construídas para a obtenção da composição dos componentes no equilíbrio. O teste de qualidade (ELL) e a análise da consistência termodinâmica (ELLV), segundo o critério de Gibbs-Duhem, foram realizados para determinar consistência dos dados experimentais. Para a modelagem termodinâmica, foi utilizada a abordagem Gamma-Gamma (γ- γ) (ELL), e o método bolha T e a abordagem Gamma- Gamma-Phi (γ-γ-Φ) (ELLV) e os modelos NRTL e a equação PR+TV+CG. Os dados obtidos na modelagem foram comparados com os dados experimentais, em termos de desvios nas composições nas fases líquidas (ELL) e a temperatura de bolha e composições na fase vapor (ELLV). Os resultados experimentais e da modelagem foram plotados em diagramas de fases mostrando a curva binodal e linhas de amarração (ELL) para as temperaturas de 333,15K e 343,15K e curvas de bolha e orvalho (ELLV), a 101,3 kPa. Os desvios nas composições na fase líquida (ELL) e na temperatura de bolha e nas composições na fase vapor (ELLV) indicam que os modelos termodinâmicos utilizados são eficientes para o estudo de moléculas complexas como os componentes presentes na produção do biodiesel.