Predição da solubilidade de gases em líquidos iônicos utilizando equações SAFT

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Carvalho, Marlon Loreno de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto de Química; BR; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
• Palavras-chave em Português: Ionic liquids; Group contribution; Thermodynamics; CO2; Absorption; Líquidos iônicos; Contribuição de grupos; Termodinâmica; Absorção; CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/12077

A tecnologia de membranas tem sido estudada e aplicada em vários processos industriais, como a separação de CO2 e CH4, especialmente com alto teor de CO2. Líquidos iônicos (LI‟s) têm sido estudados como materiais promissores devido à alta solubilidade do CO2 neles. Assim, a fim de predizer a solubilidade de gases, foram feitas modelagens termodinâmicas usando as equações de estado GC-sPC-SAFT (do inglês Group Contribution Simplified Perturbed Chain Statistical Associating Fluid Theory) e GC-sPC-PSAFT (incluindo o termo polar por interação entre quadrupolos na equação GC-sPC-SAFT), visando descrever propriedades termofísicas dos LI‟s e dados de solubilidade presentes na literatura. A literatura propõe uma estratégia de parametrização do modelo para famílias de LI‟s na qual os mesmos são obtidos como função da massa molar do LI, e os parâmetros associativos são transferidos de 1-alcanóis. O presente trabalho propôs uma nova estratégia de parametrização de LI‟s próticos e apróticos usando a GC-sPC-SAFT, permitindo o uso de métodos de contribuição de grupos com LI‟s, e para tal reavaliando os parâmetros associativos, diminuindo a discrepância entre os valores calculados e os valores experimentais das propriedades termofísicas dos LI‟s. Foram utilizadas duas estratégias de parametrização: a primeira estimando os parâmetros do modelo a partir do ajuste de dados experimentais de densidade de LI‟s puros em diferentes temperaturas, e a segunda ajustando simultaneamente dados de densidade e velocidade do som destes LI‟s. Os parâmetros obtidos para os LI‟s foram utilizados para prever a solubilidade de CO2 nos mesmos. Com os parâmetros obtidos apenas a partir do ajuste em densidade, os resultados obtidos pelo presente trabalho para LI‟s apróticos foram superiores às alternativas presentes na literatura, porém sem apresentar elevada acurácia. A parametrização a partir de densidade e velocidade do som permitiu previsões com elevada acurácia, mostrando-se a melhor alternativa. Os resultados para a família de LI‟s próticos estudados nesse trabalho foram obtidos de forma inédita com a sPC-SAFT, e foram representados pelo esquema de associação duplo 2B . Para estes LI‟s, a previsão de suas propriedades foi sensível à regra de combinação para a associação entre os dois grupos associativos. Em especial, o equilíbrio líquido-vapor {LI + CO2 + H2O} foi muito sensível à regra de combinação entre a água e os dois grupos associativos do LI