Análise e Modelagem Termodinâmica do Equilíbrio Líquido-Liquido do sistema {Acetato de n-butila + 1-Butanol + 1-Etil-3-Metil Imidazólio Sulfato de Etila} a 298,15 K e 101,3 kPa

• Autor(a) principal: Melo, Leonardo Faria
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/97/97139/tde-07122022-123120/
• topic: Abordagem Gamma-Gamma; Equilíbrio líquido-líquido; Experimental thermodynamics; Gamma-Gamma approach; Liquid-liquid equilibrium; NRTL; NRTL. PR + TV + CG; PR + TV + CG; Termodinâmica experimental; [EMIM][EtSO4]; [EMIM][EtSO4]

Com o passar dos anos, as indústrias vêm buscando alternativas para tornarem seus processos cada vez mais sustentáveis. Nesse contexto, os líquidos iônicos têm sido estudados como alternativas em diversos processos envolvendo separação e recuperação de solventes ou até mesmo sua substituição, sendo considerados solventes verdes. A presente dissertação tem por objetivo a análise experimental, teste de qualidade e modelagem termodinâmica do comportamento de fases do equilíbrio líquido-líquido baseado na extração do 1-butanol do acetato de n-butila utilizando o líquido iônico 1-etil-3-metil-imidazôlio sulfato de etila {[EMIM][EtSO4]}. O processo experimental foi realizado em um equipamento de vidro o qual consiste em uma célula de equilíbrio com adaptação para manter a temperatura constante com o banho termostático. Primeiro, com amostras de composição conhecida, a curva binodal foi obtida no ponto de névoa e utilizada como curva de calibração (índice de refração e densidade versus composição). Na segunda etapa, quando o equilíbrio líquido-líquido foi atingido, a análise de ambas as fases líquidas foi feita medindo-se o índice de refração e densidade. Após essa etapa, foi realizado o teste de qualidade dos dados experimentais utilizando o método proposto por Marcilla et al. (1995) e foram determinados os parâmetros de extração. Na última etapa, foi realizada a modelagem termodinâmica utilizando a abordagem Gamma-Gamma (γ-γ), baseada no modelo de energia livre de Gibbs em excesso: NRTL (Non-Random Two-Liquids) e na equação de estado PR + TV + CG (Peng-Robinson + Translação de Volume + Contribuição de Grupos), para obter os coeficientes de atividade dos componentes de ambas as fases líquidas. Os resultados da parte experimental e da modelagem termodinâmica foram comparados através do diagrama de fases para sistemas ternários mostrando a curva binodal e as linhas de amarração à temperatura de 298,15 K e 101,3 kPa. Os resultados dos estudos comprovaram que os modelos termodinâmicos utilizados apresentaram boa precisão na modelagem termodinâmica do ELL do sistema e indicaram que se trata de um sistema ternário de tipo I. Os valores encontrados de fator de separação comprovaram que é possível a extração do 1-butanol do acetato de n-butila utilizando o líquido iônico 1-etil-3-metil-imidazôlio sulfato de etila {[EMIM][EtSO4]} como agente extrator.