Modelagem de equilibrio multifasico e de fenomenos criticos em sistemas ternarios contendo dioxido de carbono + polimero + co-solvente usando equações de estado

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Arce-Castillo, Pedro Felipe
Data de Publicação: 2005
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1601060
Resumo: Orientador: Martin Aznar
id UNICAMP-30_a3f741e0c737a358b67cf1678401b3f3
oai_identifier_str oai::351925
network_acronym_str UNICAMP-30
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository_id_str
spelling Modelagem de equilibrio multifasico e de fenomenos criticos em sistemas ternarios contendo dioxido de carbono + polimero + co-solvente usando equações de estadoMultiphase equilibria and critical phenomena modeling of ternary systems containing carbon dioxide + polymer + cosolvent using equations of stateFenômenos críticos (Física)PolímerosCopolímerosEquilíbrio líquido-líquidoEquilibrio liquido-vaporPressão alta (Tecnologia)Equações de estadoCritical phenomenaPolymersCopolymersLiquid-liquid equilibriumVapor-liquid equilibriumHigh pressureEquations of stateOrientador: Martin AznarTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia QuimicaResumo: Durante a presente década, vários resultados experimentais sobre fenômenos críticos no equilíbrio de fases, tais como efeito de co-solvência, janelas de miscibilidade e regiões de duas fases LV em superfícies de três fases LLV em sistemas ternários foram obtidos experimentalmente por vários grupos de pesquisa. Estes fenômenos são de grande influência em aplicações industriais de tecnologia supercrítica ou quase crítica, já que eles são observados dentro do intervalo de pressão, temperatura e concentração onde acontecem estes processos tecnológicos. O presente trabalho de tese visou modelar computacionalmente o equilíbrio multifásico (ELL, ELV, ELLV) e predizer esses fenômenos, que acontecem perto da região crítica, em sistemas simples (CO2 + n-alcano + n-alcanol, CO2 + 2-nitrofenol + n-alcanol) e complexos, tais como polímero + CO2 + cosolvente [polipropileno (iPP) + CO2 + n-pentano; poliestireno (PS) + CO2 + ciclohexano e poli(D,L-lactida) + CO2 + dimetileter)], fazendo uso de equações de estado (EDE) não cúbicas, que possuem algum embasamento teórico, como modelos termodinâmicos. Esses modelos foram a equação da Teoria Estatística do Fluido Associado de Cadeia Perturbada (Perturbed Chain ¿ Statistical Associating Fluid Theory, PC-SAFT) e de Sanchez- Lacombe (SL). Os resultados obtidos na modelagem do equilíbrio de fases a altas pressões desses sistemas foram comparados com os obtidos pela tradicional EDE de Peng-Robinson (PR). Estes modelos termodinâmicos também foram usados na modelagem do ELV e ELL de sistemas binários compostos de copolímeros comuns e biodegradáveis com solventes a baixas e altas pressões. Cada modelo termodinâmico possui parâmetros de componente puro e um parâmetro de interação (na sua regra de cruzamento) para cada sistema binário. Em todos os modelos termodinâmicos foi usada uma regra de cruzamento convencional e uma regra de mistura de primeira ordem de van der Waals. Os parâmetros de componente puro foram obtidos ajustando por regressão os dados de pressão de vapor e do volume molar do líquido saturado para o componente simples e dados de densidade, pressão e temperatura para o polímero na fase líquida. A modelagem de cada sistema binário foi feita a partir de dados de ELL, ELV e ELLV obtendo um parâmetro de interação binária (que leva em conta as interações entre duas moléculas). A predição do comportamento de fases do sistema ternário foi feita usando os parâmetros de interação binária dos três sistemas binários envolvidos e os resultados foram comparados com os dados experimentais. A otimização foi feita usando o método modificado de Máxima Verossimilhança para determinar o ótimo global dos dois tipos de parâmetros. Em todas as modelagens do comportamento do equilíbrio multifásico dos sistemas apresentados acima, a EDE PC-SAFT teve a melhor performance em termos dos desvios relativos na pressão quando comparada à performance das EDEs SL e PRAbstract: During the present decade, several experimental results on critical phenomena in phase equilibria, such as co-solvency effect, miscibility windows and two-phases LV regions in three phases LLV surfaces in ternary systems were obtained experimentally by several research groups. These phenomena are of great influence in industrial applications of near-critical and supercritical technology, since they are observed within the pressure, temperature and concentration intervals where these technological processes happen. The present thesis aimed for modeling computationally the phase equilibria (LLE, VLE, VLLE) and predict those phenomena that happen near to critical region in simple systems (CO2 + n-alkane + n-alkanol, CO2 + 2-nitrophenol + n-alkanol) and complex systems, such as polymer + CO2 + co-solvent [polypropylene (iPP) + CO2 + n-pentane; polystyrene (PS) + CO2 + cyclohexane and poly(D,L-lactide) + CO2 + dimethyl ether)] using non-cubic equations of state (EoS), with some theoretical base, as thermodynamic models. Those models were the Perturbed Chain - Statistical Associating Fluid Theory (PC-SAFT) and the Sanchez - Lacombe (SL) EoS. The results obtained in modeling of high-pressure phase equilibria of those systems were compared with those obtained by the traditional Peng- Robinson (PR) EoS. These thermodynamic models were also used in modeling the VLE and LLE of binary systems composed of common and biodegradable copolymers with solvents at low and high pressures. Each thermodynamic model has pure component parameters and one interaction parameter (in its combining rule) for each binary system. Conventional combining and van der Waals one-fluid mixing rules were used in all thermodynamic models. Pure component parameters were obtained by regression of liquid saturated vapor pressure and volume molar data for each simple component, and liquid density, pressure and temperature data for each polymer. The modeling of each binary system was made from LLE, VLE and VLLE data, obtaining one binary interaction parameter (which takes into account the interactions between two molecules). The prediction of phase behavior of ternary system was made using the binary interaction parameters of its three binary systems and the results were compared with experimental data. Optimization was made using the modified likelihood maximum method to determine the global optimum of the two types of parameters. In all the modeling of the multiphase equilibria behavior of the systems presented above, the PC-SAFT EoS had the best performance in terms of relative deviations in pressure when compared to performance of SL and PR EoSDoutoradoDesenvolvimento de Processos QuímicosDoutor em Engenharia Química[s.n.]Aznar, Martín, 1966-2015Petenate, Maria Angela de Almeida MeirelesSilva, Silvana Mattedi eCastier, MarceloKieckbusch, Theo GuenterUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia QuímicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASArce-Castillo, Pedro Felipe20052005-02-08T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf241p. : il.(Broch.)https://hdl.handle.net/20.500.12733/1601060ARCE-CASTILLO, Pedro Felipe. Modelagem de equilibrio multifasico e de fenomenos criticos em sistemas ternarios contendo dioxido de carbono + polimero + co-solvente usando equações de estado. 2005. 241p. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1601060. Acesso em: 2 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/351925porreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2017-02-18T04:18:43Zoai::351925Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2017-02-18T04:18:43Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
dc.title.none.fl_str_mv Modelagem de equilibrio multifasico e de fenomenos criticos em sistemas ternarios contendo dioxido de carbono + polimero + co-solvente usando equações de estado
Multiphase equilibria and critical phenomena modeling of ternary systems containing carbon dioxide + polymer + cosolvent using equations of state
title Modelagem de equilibrio multifasico e de fenomenos criticos em sistemas ternarios contendo dioxido de carbono + polimero + co-solvente usando equações de estado
spellingShingle Modelagem de equilibrio multifasico e de fenomenos criticos em sistemas ternarios contendo dioxido de carbono + polimero + co-solvente usando equações de estado
Arce-Castillo, Pedro Felipe
Fenômenos críticos (Física)
Polímeros
Copolímeros
Equilíbrio líquido-líquido
Equilibrio liquido-vapor
Pressão alta (Tecnologia)
Equações de estado
Critical phenomena
Polymers
Copolymers
Liquid-liquid equilibrium
Vapor-liquid equilibrium
High pressure
Equations of state
title_short Modelagem de equilibrio multifasico e de fenomenos criticos em sistemas ternarios contendo dioxido de carbono + polimero + co-solvente usando equações de estado
title_full Modelagem de equilibrio multifasico e de fenomenos criticos em sistemas ternarios contendo dioxido de carbono + polimero + co-solvente usando equações de estado
title_fullStr Modelagem de equilibrio multifasico e de fenomenos criticos em sistemas ternarios contendo dioxido de carbono + polimero + co-solvente usando equações de estado
title_full_unstemmed Modelagem de equilibrio multifasico e de fenomenos criticos em sistemas ternarios contendo dioxido de carbono + polimero + co-solvente usando equações de estado
title_sort Modelagem de equilibrio multifasico e de fenomenos criticos em sistemas ternarios contendo dioxido de carbono + polimero + co-solvente usando equações de estado
author Arce-Castillo, Pedro Felipe
author_facet Arce-Castillo, Pedro Felipe
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Aznar, Martín, 1966-2015
Petenate, Maria Angela de Almeida Meireles
Silva, Silvana Mattedi e
Castier, Marcelo
Kieckbusch, Theo Guenter
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Química
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
dc.contributor.author.fl_str_mv Arce-Castillo, Pedro Felipe
dc.subject.por.fl_str_mv Fenômenos críticos (Física)
Polímeros
Copolímeros
Equilíbrio líquido-líquido
Equilibrio liquido-vapor
Pressão alta (Tecnologia)
Equações de estado
Critical phenomena
Polymers
Copolymers
Liquid-liquid equilibrium
Vapor-liquid equilibrium
High pressure
Equations of state
topic Fenômenos críticos (Física)
Polímeros
Copolímeros
Equilíbrio líquido-líquido
Equilibrio liquido-vapor
Pressão alta (Tecnologia)
Equações de estado
Critical phenomena
Polymers
Copolymers
Liquid-liquid equilibrium
Vapor-liquid equilibrium
High pressure
Equations of state
description Orientador: Martin Aznar
publishDate 2005
dc.date.none.fl_str_mv 2005
2005-02-08T00:00:00Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv (Broch.)
https://hdl.handle.net/20.500.12733/1601060
ARCE-CASTILLO, Pedro Felipe. Modelagem de equilibrio multifasico e de fenomenos criticos em sistemas ternarios contendo dioxido de carbono + polimero + co-solvente usando equações de estado. 2005. 241p. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1601060. Acesso em: 2 set. 2024.
identifier_str_mv (Broch.)
ARCE-CASTILLO, Pedro Felipe. Modelagem de equilibrio multifasico e de fenomenos criticos em sistemas ternarios contendo dioxido de carbono + polimero + co-solvente usando equações de estado. 2005. 241p. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1601060. Acesso em: 2 set. 2024.
url https://hdl.handle.net/20.500.12733/1601060
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/351925
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
241p. : il.
dc.publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
publisher.none.fl_str_mv [s.n.]
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
instname_str Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron_str UNICAMP
institution UNICAMP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
repository.mail.fl_str_mv sbubd@unicamp.br
_version_ 1809188930509078528

Registros relacionados