Epoxidação do óleo de soja: modelagem cinética e análise do processo em reator contínuo.

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Olivieri, Gustavo Vieira
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Continuous reactor; Epoxidation; Modeling; Modelos matemáticos; Óleo de soja; Reações químicas; Reatores químicos; Simulação computacional; Soybean oil
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-22052023-111719/

Visando à consolidação do uso de substâncias provenientes de fontes renováveis em processos industriais, este projeto focou no estudo do sistema reacional para epoxidação do óleo de soja, o qual consiste usualmente em um meio reacional líquido bifásico com etapas extremamente exotérmicas. O produto desta reação, denominado óleo de soja epoxidado (ESO), apresenta aplicação em plastificantes para poli(cloreto de vinila) (PVC). O presente projeto focou, primeiramente, no desenvolvimento de um modelo cinético que incluiu as reações relevantes, os efeitos de transferência de massa e de calor, e os efeitos da viscosidade aparente do meio. A modelagem incluiu 21 parâmetros ajustáveis, que foram estimados a partir do ajuste de dados experimentais da literatura ao modelo proposto. Esse modelo foi aplicado em simulações computacionais do meio reacional em um reator tubular e em um milirreator contínuo. Para os conjuntos de simulações descritos, obteve-se resultados promissores de especificações típicas associadas a esta reação (índice de iodo II; e índice oxirânico OI), dentro de uma faixa de temperatura adequada, considerando-se um tempo de reação de 4 a 6 vezes menor do que o convencional industrialmente. No caso do reator tubular, obteve-se os valores mais viáveis de II igual a 21,43 g I2/100 g e OI igual a 5,95%. Já para o milirreator, os respectivos valores foram 9,16 g I2/100 g e 6,62%. Experimentalmente, foram determinados coeficientes de partição do ácido fórmico no sistema bifásico, em que os resultados foram ajustados por polinômios e pelos modelos de coeficiente de atividade Universal Quasichemical (UNIQUAC) e Non-Random Two Liquid (NRTL). Por fim, o sistema reacional foi estudado experimentalmente em um milirreator e em um microrreator, com caracterizações feitas através de espectroscopia de ressonância magnética nuclear de hidrogênio (1H-RNM), em que os resultados mais promissores foram II igual a 19,77 g I2/100 g e OI de 5,67%.