Modelagem termodinâmica do equilíbrio líquido-vapor de sistemas etanol + água + etilenoglicol para obtenção de etanol anidro

• Autor(a) principal: Airolde, João Pedro Rodrigues
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28854
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA; Termodinâmica; Equilíbrio químico; Gibbs, Energia livre de; Thermodynamics; Chemical equilibrium; Gibbs' free energia

Este trabalho fundamenta-se na realização do estudo e modelagem termodinâmica do equilíbrio líquido-vapor, formado pela mistura ternária etanol + água + etilenoglicol, visando a obtenção do etanol na sua forma anidra. O estudo desta mistura torna-se importante por consequência das dificuldades encontradas para efetuar a desidratação do etanol, devido a formação de um azeótropo entre o etanol e água em composições próximas à 95% em massa. Além da sua forma hidratada, o etanol possui ampla aplicação da sua forma anidra, a qual deve apresentar elevado grau de pureza, sendo este de 99% em massa. Alguns processos alternativos a destilação contínua simples são aplicados para possibilitar adquirir tal pureza, e, entre os processos mais utilizados, estão a destilação extrativa e azeotrópica. Ambas apresentam a adição de um terceiro componente para atuar como solvente modificando as características da mistura e quebrando a azeotropia, possibilitando obter o etanol anidro. Neste trabalho, a modelagem deste sistema foi realizada a partir de dados experimentais os pares binários e ternários, no software EXCEL® com auxílio do suplemento termodinâmico XSEOS© e ferramenta computacional Solver, presentes no software, por meio da abordagem gamma-phi considerando a fase vapor como ideal e a para a fase líquida aplicando modelos de energia de Gibbs em excesso no cálculo do coeficiente de atividade, como o NRTL, Wilson e UNIQUAC, permitindo obter os parâmetros de interação binário para as espécies em estudo, para posteriormente efetuar a predição das condições de equilíbrio líquido-vapor e estudo da influência do etilenoglicol como solvente. A realização da modelagem permitiu evidenciar a capacidade do solvente de separar a mistura etanol + água, quebrando o azeótropo para composições superiores a 0,1 molar.