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Dissertação de Mestrado
DOI
Documento
Autor
Nome completo
Franklin Dias de Carvalho
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Lorena, 2019
Orientador
Banca examinadora
Castillo, Pedro Felipe Arce (Presidente)
Sousa, Marivone Nunho
Rolemberg, Marlus Pinheiro
Tôrres, Ricardo Belchior
Título em português
Medição Experimental e Modelagem Termodinâmica do Equilíbrio Líquido-Vapor de sistemas contendo Líquido Iônico, Água e Álcool
Palavras-chave em português
Consistência Termodinâmica
Equilíbrio líquido-vapor
Líquido iônico
Modelagem
NRTL
Resumo em português
Nos últimos anos, a utilização dos líquidos iônicos (LIs) como agentes de arraste na destilação extrativa de misturas azeotrópicas tem sido investigada e são de grande interesse industrial devido a características singulares desses compostos, como baixa volatilidade, alta compatibilidade com diversos solventes orgânicos e baixo impacto ambiental. Esta obra teve por objetivo principal realizar a medição experimental e a modelagem termodinâmica do comportamento do equilíbrio líquido-vapor do sistema ternário constituído de líquido iônico do tipo imidazólio em soluções de água e álcool, em especial o etanol, por meio de ebuliômetro modificado de Othmer. Obtidos os dados, um teste de consistência termodinâmica foi realizado seguido de uma modelagem termodinâmica fazendo-se uso da abordagem Gamma-Phi (γ-φ) fundamentada no modelo de energia livre de Gibbs em excesso; para fase líquida, lançou-se mão do modelo Non-Random Two-Liquids (NRTL) e para fase de vapor, foi utilizado o modelo do gás ideal. Para tanto, foram desenvolvidos softwares (apropriadamente validados com dados da literatura) que permitiram otimização de parâmetros relacionados aos modelos NRTL, bem como foram capazes de descrever o comportamento termodinâmico proposto pela modelagem. Os resultados do modelo proposto foram, então, comparados com outros modelos termodinâmicos, sendo dispostos em diagramas binários e ternários para avaliar seu desempenho e sua aplicabilidade em outros estudos e possíveis operações industriais.
Título em inglês
Experimental Measurement and Thermodynamic Modeling of Vapor-liquid Equilibrium of systems containing Ionic Liquids, Water and Alcohol
Palavras-chave em inglês
Ionic liquid
Modeling
NRTL
Thermodynamic consistency
Vapor-liquid equilibrium
Resumo em inglês
In the last years, the use of ionic liquids (LIs) as entrainers in extractive distillation of azeotropic mixtures has been investigated and are of great industrial interest due to their unique characteristics such as low volatility, high compatibility with many organic solvents and low environmental impact. The main objective of this work is to perform experimental measurement and thermodynamic modeling of the vapor-liquid equilibrium behavior of ternary system consisting of imidazolium ionic liquid in water and alcohol solutions, especially ethanol, through a modified Othmer ebulliometer. When data have been otbtained, a thermodynamic consistency test was performed followed by a thermodynamic modeling using the Gamma-Phi (γ-φ) approach based on the excess Gibbs free energy model; for the liquid phase, the Non-Random Two-Liquids (NRTL) model was used and for the vapor phase, the ideal gas model was used. To this end, computer programs, properly validated with literature data, were developed and allowed optimization of parameters related to the NRTL, as well as were able to describe the thermodynamic behavior proposed by the modeling. The results of the proposed model were then compared with other thermodynamic models, being arranged in binary and ternary diagrams to evaluate their performance and their applicability in other studies and possible industrial operations.
 
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EQD19008_C.pdf (7.09 Mbytes)
Data de Publicação
2019-11-28
 
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