Estudo do equilíbrio líquido-líquido de sistemas ternários 2-propanol-sal-água: experimental e modelagem
| Autor(a) principal: | |
|---|---|
| Data de Publicação: | 2019 |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Idioma: | por |
| Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRRJ |
| Texto Completo: | https://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/13334 |
Resumo: | Com a grande importância industrial e econômica que o isopropanol apresenta no cenário mundial e nacional, torna-se cada vez mais importante a produção deste álcool com elevada pureza. Entretanto, o comportamento azeotrópico que este composto apresenta em solução aquosa dificulta sua purificação completa. Desta forma, o estudo de novas técnicas sustentáveis e economicamente viáveis é de extrema importância. Neste cenário, a extração líquido-líquido a partir de um sistema aquoso bifásico (SAB) surge como um método em potencial devido as suas vantagens como menor custo, não toxicidade e possibilidade de aplicação em grande escala. A separação das fases deste sistema se baseia no efeito “salting-out” que os sais apresentam frente aos solventes hidrofílicos, como o isopropanol. Logo, este trabalho consiste no estudo do equilíbrio líquido-líquido de sistemas ternários compostos por isopropanol-sais de sódio-água a 298,15 K e 101,3 kPa. Para isto, foram estudados três diferentes sais, o NaNO3, o Na2SO4 e o NaCH3COO. As curvas binodais dos sistemas foram determinadas experimentalmente e modeladas usando modelos empíricos encontrados na literatura. As linhas de amarração foram mensuradas e a confiabilidade de seus dados de equilíbrio foi testada. A avaliação da força do efeito salino foi realizada para cada um dos sistemas. Os modelos e-NRTL e UNIQUAC estendido foram utilizados visando uma melhor correlação dos dados experimentais, a fim da obtenção de parâmetros essenciais para um possível projeto industrial. Embasado nos resultados encontrados, as metodologias experimentais de obtenção das curvas binodais e das linhas de amarração foram satisfatórias. Além disto, o sulfato de sódio mostrou o maior efeito “salting-out”, porém o nitrato e o acetato apresentaram melhores possibilidades de utilização para o objetivo inicialmente proposto. O e-NRTL e UNIQUAC estendido apresentaram desvios baixos, indicando uma boa correlação dos dados experimentais ao utilizar estes modelos termodinâmicos. |
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Souza, Pedro Peixoto do Amaral deMendes, Marisa FernandesCPF: 023.918.187-50Mendes, Maria FernandesPessoa, Fernando Luiz PellegriniParedes, Márcio Luis LyraCPF: 134.640.347-39http://lattes.cnpq.br/21931754796822932023-12-22T02:45:39Z2023-12-22T02:45:39Z2019-07-18SOUZA, Pedro Peixoto do Amaral de. Estudo do equilíbrio líquido-líquido de sistemas ternários 2-propanol-sal-água: experimental e modelagem. 2019. 106 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Instituto de Tecnologia, Departamento de Engenharia Química, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, 2019.https://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/13334Com a grande importância industrial e econômica que o isopropanol apresenta no cenário mundial e nacional, torna-se cada vez mais importante a produção deste álcool com elevada pureza. Entretanto, o comportamento azeotrópico que este composto apresenta em solução aquosa dificulta sua purificação completa. Desta forma, o estudo de novas técnicas sustentáveis e economicamente viáveis é de extrema importância. Neste cenário, a extração líquido-líquido a partir de um sistema aquoso bifásico (SAB) surge como um método em potencial devido as suas vantagens como menor custo, não toxicidade e possibilidade de aplicação em grande escala. A separação das fases deste sistema se baseia no efeito “salting-out” que os sais apresentam frente aos solventes hidrofílicos, como o isopropanol. Logo, este trabalho consiste no estudo do equilíbrio líquido-líquido de sistemas ternários compostos por isopropanol-sais de sódio-água a 298,15 K e 101,3 kPa. Para isto, foram estudados três diferentes sais, o NaNO3, o Na2SO4 e o NaCH3COO. As curvas binodais dos sistemas foram determinadas experimentalmente e modeladas usando modelos empíricos encontrados na literatura. As linhas de amarração foram mensuradas e a confiabilidade de seus dados de equilíbrio foi testada. A avaliação da força do efeito salino foi realizada para cada um dos sistemas. Os modelos e-NRTL e UNIQUAC estendido foram utilizados visando uma melhor correlação dos dados experimentais, a fim da obtenção de parâmetros essenciais para um possível projeto industrial. Embasado nos resultados encontrados, as metodologias experimentais de obtenção das curvas binodais e das linhas de amarração foram satisfatórias. Além disto, o sulfato de sódio mostrou o maior efeito “salting-out”, porém o nitrato e o acetato apresentaram melhores possibilidades de utilização para o objetivo inicialmente proposto. O e-NRTL e UNIQUAC estendido apresentaram desvios baixos, indicando uma boa correlação dos dados experimentais ao utilizar estes modelos termodinâmicos.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorThe great industrial and economic importance of isopropanol around the world and in the national scenario, strongly affects the production of this alcohol with high purity. However, the azeotropic behavior of this compound in aqueous solution complicates its complete purification. Thus, the study of a sustainable and economically viable new technique becomes extremely important. From this point of view, a liquid-liquid extraction from an aqueous two-phase system (ATPS) appears as a potential method due to its advantages such as low cost, non-toxic and possibility of large-scale application. The separation of the phases of this system is based on the salting-out effect, showing the behavior of the salts against hydrophilic solvents, such as isopropanol. Due to that, this work has as goal the study of the liquid-liquid equilibrium of ternary systems composed of isopropanol-sodium salts-water at 298.15 K and 101.3 kPa, specifically NaNO3, Na2SO4 and NaCH3COO. The binodal curves of the systems were experimentally determined and modeled using empirical models found in the literature. The tie-lines were measured and the reliability of their equilibrium data was tested. The evaluation of the force of the saline effect was studied for each of the systems. The e-NRTL and extended UNIQUAC models were used for a better correlation of the experimental data in order to obtain important parameters for a possible industrial design. Based on the found results, the experimental methodology to obtain the binodal curves and the tie-lines was satisfactory. In addition, sodium sulphate showed the highest salting-out effect, although nitrate and acetate presented better possibilities of use for the initially proposed objective. The e-NRTL and extended UNIQUAC showed lower deviations what indicates the good correlation of the experimental data using these thermodynamic models.application/pdfporUniversidade Federal Rural do Rio de JaneiroPrograma de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaUFRRJBrasilInstituto de Tecnologiaequilíbrio líquido-líquidoazeótropo2-propanolmodelagem termodinâmicaliquid-liquid equilibriumazeotropethermodynamics modellingQuímicaEstudo do equilíbrio líquido-líquido de sistemas ternários 2-propanol-sal-água: experimental e modelagemStudy of liquid-liquid equilibrium of ternary systems 2-propanol-salt-water: experimental and modellinginfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisABRAMS, D. S.; PRAUSNITZ, J. M. Statistical thermodynamics of liquid mixtures: A new expression for the excess Gibbs energy of partly or completely miscible systems. AIChe Journal, v. 21, n. 1, p. 116-128, 1975. DOI: 10.1002/aic.690210115. ALBERTSSON, P.-Å. 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Estudo do equilíbrio líquido-líquido de sistemas ternários 2-propanol-sal-água: experimental e modelagem |
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Com a grande importância industrial e econômica que o isopropanol apresenta no cenário mundial e nacional, torna-se cada vez mais importante a produção deste álcool com elevada pureza. Entretanto, o comportamento azeotrópico que este composto apresenta em solução aquosa dificulta sua purificação completa. Desta forma, o estudo de novas técnicas sustentáveis e economicamente viáveis é de extrema importância. Neste cenário, a extração líquido-líquido a partir de um sistema aquoso bifásico (SAB) surge como um método em potencial devido as suas vantagens como menor custo, não toxicidade e possibilidade de aplicação em grande escala. A separação das fases deste sistema se baseia no efeito “salting-out” que os sais apresentam frente aos solventes hidrofílicos, como o isopropanol. Logo, este trabalho consiste no estudo do equilíbrio líquido-líquido de sistemas ternários compostos por isopropanol-sais de sódio-água a 298,15 K e 101,3 kPa. Para isto, foram estudados três diferentes sais, o NaNO3, o Na2SO4 e o NaCH3COO. As curvas binodais dos sistemas foram determinadas experimentalmente e modeladas usando modelos empíricos encontrados na literatura. As linhas de amarração foram mensuradas e a confiabilidade de seus dados de equilíbrio foi testada. A avaliação da força do efeito salino foi realizada para cada um dos sistemas. Os modelos e-NRTL e UNIQUAC estendido foram utilizados visando uma melhor correlação dos dados experimentais, a fim da obtenção de parâmetros essenciais para um possível projeto industrial. Embasado nos resultados encontrados, as metodologias experimentais de obtenção das curvas binodais e das linhas de amarração foram satisfatórias. Além disto, o sulfato de sódio mostrou o maior efeito “salting-out”, porém o nitrato e o acetato apresentaram melhores possibilidades de utilização para o objetivo inicialmente proposto. O e-NRTL e UNIQUAC estendido apresentaram desvios baixos, indicando uma boa correlação dos dados experimentais ao utilizar estes modelos termodinâmicos. |
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SOUZA, Pedro Peixoto do Amaral de. Estudo do equilíbrio líquido-líquido de sistemas ternários 2-propanol-sal-água: experimental e modelagem. 2019. 106 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Instituto de Tecnologia, Departamento de Engenharia Química, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, 2019. |
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