Avaliação dos dados de equilíbrio líquido-vapor em sistemas de interesse do biodiesel

In an attempt to mitigate the environmental impacts arising from the burning of fossil fuels, many studies have sought to make biodiesel production even more feasible, since it is a renewable, biodegradable fuel that has a lower content of polluting compounds. In this sense, this work focuses on...

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Autore principale: Câmara, Hortência Nathânia Silva
Altri autori: Chiavone Filho, Osvaldo
Natura: Dissertação
Lingua:pt_BR
Pubblicazione: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Soggetti:
Modelagem termodinâmica
Óleo de soja
Etanol
Óleo de algodão
Hexano
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Accesso online:https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/57158
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Avaliação dos dados de equilíbrio líquido-vapor em sistemas de interesse do biodiesel
description In an attempt to mitigate the environmental impacts arising from the burning of fossil fuels, many studies have sought to make biodiesel production even more feasible, since it is a renewable, biodegradable fuel that has a lower content of polluting compounds. In this sense, this work focuses on the description the vapor–liquid equilibrium (VLE) data of three systems that are of interest to the biodiesel industry. The following systems were studied: ethanol (1) and oleic acid (2) at isobaric data at 760 mmHg, isothermal at 318.15 K and activity coefficient at infinite dilution; n-hexane (1) and cottonseed oil (2) with isobaric data at 310 mmHg; ethanol (1) and soybean oil (2) with isobaric data at 760 and 600 mmHg. A thermodynamic modeling was carried out with the ideal (Raoult's Law), UNIQUAC correlation and UNIFAC prediction approaches. The vapor pressure data of the pure substances were extracted from the literature. The relative mean deviations of the fitted Antoine's constants for ethanol, oleic acid, n-hexane, cottonseed oil, and soybean oil were 0.34%, 3.30%, 0.55%, 5.00% and 2.53%, respectively. The activity coefficient at infinite dilution values and the VLE binary data for the ethanol and oleic acid system were extracted from the literature. For the other systems, binary data were obtained experimentally from a modified Othmer ebulliometer, set up at the FOTEQ - UFRN laboratory.. The correlation study with the UNIQUAC model described with quality the behavior of all systems under the conditions of interest. The predictive study carried out with the UNIFAC model showed accurate descriptions as UNIQUAC model. Furthermore, for all systems, a deviation from ideality was observed, which reiterates the indispensability of using an activity coefficient model, such as UNIQUAC. This indicates that the obtained binary parameters can be used in process simulation studies, as well as in equipment sizing projects, such as distillation columns.
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The following systems were studied: ethanol (1) and oleic acid (2) at isobaric data at 760 mmHg, isothermal at 318.15 K and activity coefficient at infinite dilution; n-hexane (1) and cottonseed oil (2) with isobaric data at 310 mmHg; ethanol (1) and soybean oil (2) with isobaric data at 760 and 600 mmHg. A thermodynamic modeling was carried out with the ideal (Raoult's Law), UNIQUAC correlation and UNIFAC prediction approaches. The vapor pressure data of the pure substances were extracted from the literature. The relative mean deviations of the fitted Antoine's constants for ethanol, oleic acid, n-hexane, cottonseed oil, and soybean oil were 0.34%, 3.30%, 0.55%, 5.00% and 2.53%, respectively. The activity coefficient at infinite dilution values and the VLE binary data for the ethanol and oleic acid system were extracted from the literature. For the other systems, binary data were obtained experimentally from a modified Othmer ebulliometer, set up at the FOTEQ - UFRN laboratory.. The correlation study with the UNIQUAC model described with quality the behavior of all systems under the conditions of interest. The predictive study carried out with the UNIFAC model showed accurate descriptions as UNIQUAC model. Furthermore, for all systems, a deviation from ideality was observed, which reiterates the indispensability of using an activity coefficient model, such as UNIQUAC. This indicates that the obtained binary parameters can be used in process simulation studies, as well as in equipment sizing projects, such as distillation columns. Em busca de mitigar os impactos ambientais decorrentes da queima de combustíveis fósseis, muitos estudos têm buscado viabilizar ainda mais a produção de biodiesel, visto se tratar de um combustível renovável, biodegradável, e que apresenta menor teor de compostos poluentes. Nesse sentido, este trabalho estuda o equilíbrio líquido-vapor (ELV) de três sistemas que são de interesse para a indústria do biodiesel. O sistema formado por etanol (1) e ácido oleico (2), com dados isobáricos a 760 mmHg, isotérmicos a 318,15 K, e de coeficiente de atividade na diluição infinita; o sistema formado por n-hexano (1) e óleo de algodão (2), com dados isobáricos a 310 mmHg; e o sistema formado por etanol (1) e óleo de soja (2), com dados isobáricos a 760 mmHg e a 600 mmHg. Para isto, foi realizada uma modelagem termodinâmica empregando o modelo de correlação UNIQUAC, o modelo de predição UNIFAC e uma abordagem ideal, através do uso da Lei de Raoult. Os dados de pressão de vapor das substâncias puras foram extraídos da literatura e, em seguida, foram cuidadosamente selecionados a partir de determinados critérios de confiabilidade. As constantes estimadas de Antoine para o etanol, ácido oleico, n-hexano, óleo de algodão e óleo de soja, apresentaram desvios médios relativos de 0,34%, 3,30%, 0,55%, 5,00% e 2,53%, respectivamente. Os valores de coeficiente de atividade na diluição infinita e os dados binários de ELV para o sistema etanol e ácido oleico foram extraídos da literatura. Para os demais sistemas, os dados binários foram obtidos experimentalmente a partir de um ebuliômetro de Othmer modificado, montado no laboratório FOTEQ - UFRN. O estudo de correlação com o modelo UNIQUAC descreveu com qualidade o comportamento de todos os sistemas nas condições de interesse. O estudo preditivo realizado com o modelo UNIFAC apresentou também precisão similar ao modelo UNIQUAC. Além disso, para todos os sistemas, um desvio da idealidade foi observado, o que reitera a indispensabilidade do uso do modelo de coeficiente de atividade na descrição matemática, como UNIQUAC. Isso indica que os parâmetros binários obtidos, podem ser utilizados em estudos de simulação de processos, bem como em projetos de dimensionamento de equipamentos como colunas de destilação. 2024-01-04T17:28:08Z 2024-01-04T17:28:08Z 2023-07-28 masterThesis CÂMARA, Hortência Nathânia Silva. Avaliação dos dados de equilíbrio líquido-vapor em sistemas de interesse do biodiesel. Orientador: Dr. Osvaldo Chiavone Filho. 2023. 91f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2023. https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/57158 pt_BR Acesso Aberto application/pdf Universidade Federal do Rio Grande do Norte Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA

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