Publicação: Avaliação da adsorção de isômeros de hexano, eteno e R-134a em zeólitas ZSM-5 e 13X pelo Método de Monte Carlo
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Resumo
O resfriamento de ambientes é essencial na modernidade, apresentando uma ampla gama de
aplicações essenciais para o conforto e funcionamento eficiente de diversas atividades
humanas. Contudo, a preocupação ambiental associada aos fluidos refrigerantes é uma
realidade. Essas substâncias, historicamente, têm sido responsáveis por danos à camada de
ozônio, motivando a busca por alternativas mais sustentáveis como os hidrofluorocarbonetos.
No entanto, em resposta à contribuição significativa para o efeito estufa, regulamentações foram
promulgadas para restringir o uso comercial de fluidos refrigerantes com elevado potencial de
aquecimento global. Além disso, a crescente conscientização ambiental e as mudanças
climáticas em destaque têm impulsionado uma mudança na abordagem industrial em relação
aos métodos de separação. A dependência de combustíveis fósseis está diminuindo, dando lugar
a tecnologias mais sustentáveis como as técnicas avançadas de separação de hidrocarbonetos
com zeólitas. Essas inovações não só aumentam a eficiência dos processos, mas também
reduzem a pegada de carbono e conservam recursos naturais essenciais. Assim, os
aluminossilicatos têm desempenhado um papel fundamental na transição dos métodos de
separação devido à sua estrutura porosa única com alta estabilidade térmica e química. A
capacidade das zeólitas em adsorver e separar misturas é de particular interesse no contexto da
sustentabilidade, uma vez que a eficiência dessas interações pode reduzir a necessidade de
processos energéticos como a destilação. Nesse contexto, esse trabalho explora a aplicação de
um novo campo de força no estudo da adsorção de eteno e isômeros de hexano na zeólita ZSM
5 e do fluido refrigerante R-134a na zeólita 13X. A eficácia do campo de força foi avaliada por
meio de simulações de Monte Carlo no ensemble Grande Canônico, buscando prever a adsorção
e fornecer uma descrição precisa das isotermas de adsorção em diferentes condições. Para a
validação do campo de força, foram aplicadas distintas regras de combinação de parâmetros de
Lennard-Jones, incluindo a regra size-weighted e o convencional Lorentz-Berthelot, os
resultados foram comparados com dados experimentais e outras simulações reportadas na
literatura. Os resultados indicam que o campo de força proposto pelo grupo apresentou uma
excelente descrição dos processos adsortivos, com desempenho semelhante ou superior aos
campos de força propostos na literatura, o que contribui para a otimização de sistemas de
separação de hidrocarbonetos e refrigerantes em direção a soluções mais sustentáveis.
Abstract
Palavras-chave
simulação molecular, adsorção, zeólitas, Monte Carlo, 13X, ZSM-5
Citação
SILVA, Felipe Borges. Avaliação da adsorção de isômeros de hexano, eteno e R-134a em zeólitas ZSM-5 e 13X pelo método de Monte Carlo. 2024. 46 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2025.
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