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dc.creatorBonacorso, Rafaela Nunes
dc.date.accessioned2021-12-14T18:18:07Z
dc.date.available2021-12-14T18:18:07Z
dc.date.issued2021-03-02
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/23306
dc.description.abstractDiesel fuel is a long-chain hydrocarbon mixture and its combustion results in emissions containing particulate matter (PM), hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO2) and nitrogen oxides (NOx), which are threats to the environment and can cause severe respiratory problems. The addition of oxygenated fuels such as alcohols and biodiesel to diesel fuel can reduce the emission of pollutants, however, it may cause phase separation between the fuels and can result in serious consequences on the engine operation. The purpose of LLE simulation is to analyze if the components of a mixture form one stable phase or a two-phase solution and to delimitate the unstable area, which suggests the importance of the composition of diesel and its blends to model simulation. UNIFAC is a predictive group contribution model that considers only the interaction between the structural groups present in the solution, which can facilitate LLE and VLE calculations, when in comparison to other models that consider the interaction between each pair of molecules. This study aimed to determine the composition of diesel fuel S10 containing 12% v/v of biodiesel, identify and quantify alcohols in diesel/alcohol fuel blend, and study the LLE of these blends comparing experimental data to thermodynamic simulation. A mixture of 21 n-alkanes plus 4 FAMEs was detected and the higher percentages were found to be between n-undecane (C11) and n-hexadecane (C16). The alcohols eluted with short retention times, reaching the detector before the solvent, and their quantification was in agreement to the samples of known composition, with average precision and recovery of 0.0587% and 99.07% for ethanol and 0.0916% and 95.04% for butanol, respectively. The study also set the UNIFAC-LLE and UNIFAC correlated parameters table accordingly to each structural group, and the LLE calculations considered diesel fuel S10 as a mixture of 10 n- alkanes and 4 FAMEs for thermodynamic modeling simulated on MATLAB®. The model was validated using experimental phase equilibria data of a system containing diesel/biodiesel/ethanol/1-butanol at 278.15 K and 303.15 K. Results have shown that the experimental and calculated data are in a good agreement, with better predictions for UNIFAC correlated. Hence, this method can be utilized to improve the estimation of LLE in diesel blends simulations.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpor
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal de Santa Mariapor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectMiscibilidadepor
dc.subjectCálculos de ELLpor
dc.subjectModelos termodinâmicospor
dc.subjectMisturas de óleo diesel/biodiesel/etanol/1-butanolpor
dc.subjectCombustível alternativopor
dc.subjectUNIFAC-LLEpor
dc.subjectUNIFAC correlativopor
dc.subjectMiscibilityeng
dc.subjectLLE-calculationeng
dc.subjectThermodynamic modelseng
dc.subjectDiesel/biodiesel/ethanol/1- butanol fuel blendseng
dc.subjectAlternative fuelseng
dc.subjectUNIFAC-LLEeng
dc.subjectUNIFAC correlatedeng
dc.titleEstudo do equilíbrio líquido-líquido de sistemas contendo misturas de diesel/biodiesel/etanol/1-butanolpor
dc.title.alternativeLiquid-liquid equilibra study for the systems containing diesel/biodiesel/ethanol/1-butanol fuel blendseng
dc.typeDissertaçãopor
dc.description.resumoO óleo diesel é uma mistura de hidrocarbonetos de longa cadeia e sua combustão resulta em emissões de material particulado (MP), de hidrocarbonetos (HC), de monóxido de carbono (CO), de dióxido de carbono (CO2) e de óxidos de nitrogênio (NOx), os quais contribuem com as mudanças climáticas e o aquecimento global e podem causar problemas respiratórios graves. A adição de compostos oxigenados, como biodiesel e álcoois, ao óleo diesel possibilita a redução da emissão de poluentes, porém pode causar separação de fase entre os combustíveis e resultar em consequências severas para a operação do motor. O estudo do equilíbrio líquido- líquido (ELL) analisa se os componentes de uma mistura formam uma fase estável ou uma solução de duas fases e delimita a área instável, sugerindo a importância do conhecimento da composição do combustível e de suas misturas para modelagens termodinâmicas. UNIFAC é um modelo preditivo de contribuição de grupo que considera somente as interações entre os grupos funcionais presentes na solução. Este modelo pode facilitar cálculos de ELL e ELV para sistemas multicomponentes, quando em comparação a outros modelos que consideram as interações entre cada par de moléculas. O objetivo deste trabalho foi determinar a composição de óleo diesel S10, contendo 12% v/v de biodiesel, identificar álcoois em misturas de óleo diesel/biodiesel/álcoois e estudar o comportamento do ELL dessas misturas comparando dados experimentais com a modelagem termodinâmica. Uma mistura de 21 n-alcanos e 4 ésteres metílicos foi quantificada para o óleo diesel, com maiores concentrações entre n-undecano (C11) e n-hexadecano (C16). Os álcoois eluíram com curtos tempos de retenção, chegando ao detector antes que o solvente, e suas quantificações foram de acordo com amostras de composição conhecida, com a média de precisão e recuperação de 0,0587% e 99,07% para etanol e 0,0916% e 95,04% para 1-butanol, respectivamente. O estudo também determinou a tabela dos parâmetros dos modelos UNIFAC-LLE e UNIFAC correlativo e simulou o ELL para essas misturas considerando óleo diesel S10 como uma mistura de 10 n-alcanos e 4 ésteres metílicos para a modelagem termodinâmica realizada no software MATLAB®. O modelo foi validado utilizando dados experimentais de sistemas contendo óleo diesel/biodiesel/etanol/1-butanol. Os resultados mostraram semelhanças entre dados experimentais e calculados para ambos modelos, alcançando melhores predições com o UNIFAC correlativo para as temperaturas de 278,15 K e 303,15 K. Desta forma, o modelo pode ser utilizado para modelagens termodinâmicas de misturas de óleo diesel/biodiesel/álcoois.por
dc.contributor.advisor1Salau, Nina Paula Gonçalves
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4234840503539989por
dc.contributor.advisor-co1Silveira, Christian Luiz da
dc.contributor.referee1Castilhos, Fernanda de
dc.contributor.referee2Costa, Cauê Torres de Oliveira Guedes
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/6818103172466308por
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentEngenharia Químicapor
dc.publisher.initialsUFSMpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Químicapor
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICApor
dc.publisher.unidadeCentro de Tecnologiapor


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