Determinação experimental do equilíbrio líquido-vapor em misturas com relevância na indústria das biorrefinarias

• Autor(a) principal: Casimiro, Filipa M.
• Data de Publicação: 2014
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10198/11594
• topic: ELV; Modelos termodinâmicos; Testes de consistência termodinâmica; Biorrefinarias

As biorrefinarias de segunda geração incluem o tratamento de diversos compostos orgânicos oxigenados tais como álcoois, ésteres, açúcares e ácidos carboxílicos, cujas misturas apresentam um equilíbrio de fases altamente não-ideal. Neste contexto, são fundamentais novos dados experimentais para o desenvolvimento de modelos termodinâmicos mais robustos que explicitamente levam em consideração os efeitos associativos. Com a finalidade de obter informação para aperfeiçoar estes métodos, neste trabalho utilizou-se uma célula de recirculação dinâmica para a medição experimental do equilíbrio líquido-vapor (ELV) de misturas binárias de acetato de isopropilo e um álcool (1-propanol, 2-propanol, 1-butanol ou 2-butanol), à pressão constante de 101,32 kPa. Na literatura, existem apenas alguns conjuntos de dados disponíveis relativos ao sistema acetato de isopropilo + 2-propanol. As misturas de acetato de isopropilo + 2-propanol e acetato de isopropilo + 1-propanol apresentam comportamento azeotrópico, enquanto as restantes são misturas zeotrópicas. A aplicação de vários testes de consistência termodinâmica (teste de Herington, teste de Van Ness, teste da diluição infinita e teste dos componentes puros) mostrou a elevada qualidade dos dados. Para todas as misturas binárias, obteve-se o fator global de qualidade máximo (igual a um), com exceção do sistema binário acetato de isopropilo + 1-butanol, com um fator global de qualidade de 0,92. Tanto os modelos NRTL e UNIQUAC são capazes de representar adequadamente os dados experimentais, com desvios médios absolutos na composição da fase vapor e na temperatura de δy = 0,019 e δT = 0,15 K, respetivamente. O modelo UNIFAC modificado (Dortmund) é capaz de prever o ELV, com δy = 0,009 e δT = 0,34 K. Neste modelo, os maiores desvios são observados no sistema acetato de isopropilo + 2-propanol, apresentando um desvio médio em relação à composição de vapor e à temperatura de δy = 0,014 e δT = 0,59 K, respetivamente. Os dados de ELV isobáricos obtidos neste estudo, e os parâmetros de interação binária estimados, são informação fundamental para o projeto e otimização de processos de separação, como a destilação, no intuito de obter de forma eficiente os compostos puros.