Modelagem e simulação do processo de epoxidação de óleo vegetal

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Luis, Daniela Denleschi Fernandes
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo
• Palavras-chave em Português: epoxidação; óleo de soja; equilíbrio de fases; cinética química
• Link de acesso: https://doi.org/10.31414/EQ.2021.D.131349; https://repositorio.fei.edu.br/handle/FEI/3275

Atualmente, a epoxidação do óleos vegetais é um tema discutido e estudado, por ser uma alternativa verde em substituição aos epóxidos à base de petróleo, como o ftalato de dioctil (DOP), plastificante de maior consumo na produção de PVC. A reação de epoxidação é realizada na presença de ácido peracético, previamente formado através da reação de ácido acético, peróxido de hidrogênio e um catalisador sólido, como a resina de troca iônica. Industrialmente, o processo é realizado em batelada com controle de temperatura do sistema, pois a reação exotérmica pode oferecer riscos a operação. Estudos anteriores não abordaram o equilíbrio de fases do sistema. Sendo assim, este trabalho avalia e propõe uma modelagem para estudo do equilíbrio de fases na reação de epoxidação do óleo de soja. As leis cinéticas foram tomadas da literatura e escritos balanços materiais para cada um dos componentes, num sistema batelada, resolvendo-se em seguida o sistema de equações diferenciais resultante. As simulações mostraram que o uso de uma razão molar maior de ácido acético na reação de epoxidação reduziu o rendimento de grupos epóxi. Contudo, um aumento na quantidade de peróxido levou a uma melhora tanto no índice oxirânico como no índice de iodo. Portanto, a proporção de reagentes sugerida nesse trabalho foi de 1,0 : 0,5 : 2,0 em relação ao óleo de soja, ácido acético e peróxido de hidrogênio. O equilíbrio de fases foi analisado por meio do modelo termodinâmico UNIFAC e validado por meio de dados experimentais provenientes de literatura. Nesse equilíbrio, verificou-se que o ácido acético tem mais afinidade pela fase aquosa do que a orgânica e que o efeito da temperatura foi muito pequeno sobre o coeficiente de partição, praticamente constante e igual a 0,1. Ao se estudar a reação de epoxidação simultaneamente com o equilíbrio de fases, viu-se que realmente há a formação de duas fases, o que tem potencial influência sobre a conversão da reação.