Produção de biodiesel a partir de matéria-prima com alto teor de acidez: modelagem cinética e termodinâmica, simulação e otimização
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Fecha
2022-08-25Primeiro coorientador
Visioli, Luiz Jardel
Primeiro membro da banca
Cancelier, Adriano
Segundo membro da banca
Silveira, Christian Luiz da
Terceiro membro da banca
Pontes, Karen Valverde
Quarto membro da banca
Silveira Junior, Nauro da
Metadatos
Mostrar el registro completo del ítemResumen
Este trabalho propõe investigar a produção de ésteres metílicos através da reação de transesterificação de ácido oleico com acetato de metila catalisada por fosfato de nióbio. Para o sistema reacional batelada autógeno, sob altas temperaturas e pressões autógenas, foi proposto um modelo matemático considerando simultaneamente as influências da volatilização dos compostos, da cinética de reação, do equilíbrio de fases e do equilíbrio químico. Diferentes abordagens de modelagem cinética e termodinâmica foram aplicadas, testadas e tiveram seus parâmetros estimados. Os dados experimentais nas condições de coexistência de fases líquido-vapor foram obtidos variando a temperatura, razão molar e volume de reação inicial. As hipóteses adotadas pelo modelo foram estatisticamente avaliadas, sendo a principal hipótese acerca da influência da volatilização muito relevante para garantir o ajuste do modelo, cujo uso se mostrou necessário principalmente em condições experimentais com diferentes razões iniciais de volume de reação/headspace. O modelo pseudo-homogêneo reversível de primeira ordem concomitantemente com o modelo termodinâmico do tipo “φ-φ” utilizando a equação de estado de Peng-Robinson e regra de mistura a dois parâmetros de van der Waals foi capaz de representar bem os dados experimentais. Após, objetivando sobrepor a forte limitação do equilíbrio químico ao sistema, um processo sequencial de duas etapas (reação e separação) foi proposto, estudado e teve suas condições operacionais otimizadas. O procedimento de otimização foi realizado utilizando o modelo matemático proposto e objetivando a maior produtividade do processo de intensificação, de forma que ao final se obtivesse o teor mínimo padrão do biodiesel de 96,5% m/m de ésteres metílicos de ácidos graxos. Ao final, os valores ótimos de produtividade e suas condições operacionais ótimas foram apresentadas e tiveram dados experimentais que as validassem. Desta maneira, o processo de intensificação proposto se mostrou como alternativa viável e eficaz para a produção de biodiesel com a especificação mínima de ésteres a partir da transesterificação heterogênea de ácido oleico e acetato de metila.
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