Avaliação e aplicação de modelos termodinâmicos no equilíbrio de fases em uma ampla faixa de pressão em sistemas envolvendo água, álcool e hidrocarbonetos
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Date
2018-11-29Author
Silveira, Christian Luiz da 
Primeiro orientador
Salau, Nina Paula Gonçalves
Primeiro membro da banca
Castilhos, Fernanda de
Segundo membro da banca
Luiz Dotto, Guilherme
Terceiro membro da banca
Soares, Rafael de Pelegrini
Quarto membro da banca
Costa, Cauê Torres de Oliveira Guedes
Metadata
Show full item recordAbstract
Modelos termodinâmicos são essenciais para a descrição precisa de inúmeros processos industriais do escopo do engenheiro químico. Grande parte desses processos envolve, principalmente, equilíbrio de fases, como em equipamentos para processos de separação (destiladores, secadores, decantadores). Neste sentido, este trabalho apresenta uma revisão sobre diversos modelos termodinâmicos de energia de Gibbs em excesso, ou modelos de coeficiente de atividade. Também, investigou-se o uso destes através da união de modelos de coeficiente de atividade com equações cúbicas de estado através de regras de mistura. Os modelos foram abordados de maneiras diversas para a realização de cálculos de equilíbrio de fases, sejam elas líquido-vapor ou líquido-líquido. No que diz respeito à predição de dados de ELV do sistemas binários estudados neste trabalho, os modelos UNIQUAC e NRTL (tanto com parâmetros de literatura quanto com parâmetros otimizados) apresentaram os melhores resultados entre os modelos correlativos, já entre os modelos preditivos, o modelo UNIFAC (com parâmetros estimados) e o modelo COSMO-SAC apresentaram os resultados mais precisos. Ao se investigar a acurácia dos modelos na predição de coeficientes de atividade em diluição infinita dos mesmos sistemas, o modelo F-SAC se mostrou mais preciso. A predição do envelope de fases em diversos sistemas ternários de fase líquida foi mais precisa utilizando o modelo UNIFAC-LLE, porém, para diversos sistemas estudados, os modelos COSMO-SAC e F-SAC também apresentaram bons resultados. Quando regras de mistura foram utilizadas, o modelo UNIFAC tornou a oferecer excelentes resultados, sendo a combinação UNIFAC+VDW1+PRSV a mais precisa das 45 combinações testadas. O modelo COSMO-SAC revelou discrepâncias significativas na predição de ELV quando associado a EOS através da regra de mistura HVOS. Observou-se, também, uma tendência à deterioração das regras de mistura com o aumento do comprimento da cadeia carbônica do alcano presente na mistura.
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