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ORCID:  http://orcid.org/0000-0002-3833-3420
Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Avaliação de métodos de contribuição de grupos na predição do equilíbrio de fases de misturas presentes na produção de biodiesel utilizando a Equação de Peng-Robinson
Alternate title (s): Evaluation of contribution methods in predicting the phase equilibria of mixtures present in biodiesel production using the Peng-Robinson equation
Author: Ruivo, Renato Acrani
First Advisor: Romanielo, Lucienne Lobato
First member of the Committee: Arvelos, Sarah
Second member of the Committee: Watanabe, Erika Ohta
Third member of the Committee: Pires, Ricardo Francisco
Summary: O aumento do consumo energético associado ao crescimento populacional vem preocupando governos mundiais devido à possível escassez dos combustíveis fósseis e, como consequência, a busca pelo desenvolvimento de energia renováveis vem aumentando. O biodiesel surge como um forte candidato entre estas fontes, sendo formado por uma mistura de alquilésteres de ácido graxo de cadeia longa, o qual também é produzido industrialmente pela transesterificação de gorduras animais ou óleos vegetais com alcoóis de cadeira curta. Compreender o comportamento de equilíbrio de fases de sistemas envolvidos na produção de biodiesel é fundamental para projetar e otimizar processos que envolvem separação, produção, armazenamento e combustão de espécies do presentes na produção do biodiesel. O objetivo desta dissertação foi avaliar o desempenho preditivo da equação de estado de Peng-Robinson com regra clássica de mistura de van der Waals e métodos de contribuição de grupos indicados na literatura os quais estimam as propriedades críticas de substâncias puras, para modelar o equilíbrio líquido-vapor de sistemas presentes na produção de biodiesel. O trabalho foi divido em quatro estudos de casos. O primeiro avalia a performance de três combinações de propriedades críticas diferentes sobre a avaliação do sistema constituído por ácido oleico + etanol, a altas pressões, considerando a possível reação de esterificação entre o ácido e o álcool formando éster e álcool. Os demais estudos avaliaram o desempenho de um conjunto de parâmetros críticos para os sistemas contendo éster etílico + etanol, biodiesel + álcool e óleo de soja + metanol/etanol/n-hexano, a pressões subatmosféricas. Verificou-se que para os sistemas subatmosféricos a modelagem preditiva foi eficiente apresentando erros inferiores a 5%, com exceção para os sistemas contendo óleo de soja. Para o sistema etanol + ácido oleico foi possível identificar a influência da reação sobre a curva de ponto de bolha.
Abstract: The increase in energy consumption associated with population growth has been worrying global governments, as a result the search for the development of renewable energy is increasing. Biodiesel appears as a strong candidate among them, being formed by a mixture of long chain fatty acid alkyl esters and industrially produced by the transesterification of animal fats or vegetable oils with short-chain alcools. Understanding the phase equilibrium behavior for systems involved in biodiesel production is fundamental for designing and optimizing processes involving the separation, production, storage and combustion of compounds in biodiesel production. The objective of this dissertation was to evaluate the predictive performance of the Peng-Robinson equation, classical van der Waals mixing rule, and contribution methods indicated in the literature to determine the critical properties of pure substances, to model the liquid-vapor equilibrium systems present in biodiesel production. The work was divided in four case studies, the first evaluates the performance of three different critical properties of different oleic acid + ethanol systems, at high pressures, was considered the possible esterification reaction between the acid and the alcohol forming ester and alcohol. The other studies evaluated the performance for the systems containing ethyl ester + ethanol, biodiesel + alcohol and soybean oil + methanol/ethanol/n-hexane, at subatmospheric pressures. It was verified that for the subatmospheric systems the predictive modeling was efficient presenting deviations less than 5%, except for systems containing soybean oil. For the ethanol + oleic acid system it was possible to identify the influence of the reaction on the bubble point curve.
Keywords: Biodiesel
Peng-Robinson
van der Waals
Biodiesesubatmosférica
Subatmospheric
Métodos de contribuição de grupos
Group contribution method
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Química
Quote: RUIVO, Renato Acrani. Avaliação de métodos de contribuição de grupos na predição do equilíbrio de fases de misturas presentes na produção de biodiesel utilizando a Equação de Peng-Robinson. 2018. 113 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2018. DOI http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2019.2133.
Document identifier: http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2019.2133
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/28464
Date of defense: 24-Sep-2018
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