Estudo do equilíbrio líquido-líquido de sistemas contendo misturas de diesel/biodiesel/etanol/1-butanol

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Data
2021-03-02Primeiro coorientador
Silveira, Christian Luiz da
Primeiro membro da banca
Castilhos, Fernanda de
Segundo membro da banca
Costa, Cauê Torres de Oliveira Guedes
Metadata
Mostrar registro completoResumo
O 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.
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