Orientador: Osvair Vidal Trevisan / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-28T11:42:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EliasJunior_Antonio_D.pdf: 4086783 bytes, checksum: 191c12f04f51818fb12b75a3c273b418 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: O presente trabalho trata da caracterização experimental de petróleo em misturas contendo diferentes conteúdos de CO2. Os resultados experimentais são analisados através de correlações de propriedades PVT e de simulação computacional. O trabalho visa atender a notável carência de dados públicos sobre propriedades termodinâmicas de petróleo contendo CO2. Os dados PVT avaliados neste estudo contemplam ponto de bolha, ponto de orvalho, razão de solubilidade do óleo, fator volume-formação do óleo, fator volume-formação do gás, fator de compressibilidade do gás, fator de inchamento do óleo, massa específica do óleo, densidade do gás, viscosidade do óleo. São também avaliadas as cromatografias do óleo do reservatório, recombinado e também as cromatografias dos gases coletados durante o ensaio de liberação diferencial. As correlações utilizadas na análise resultados foram as de Standing, Valko-McCain, Al-Shammasi, Dindoruk, Beggs-Robinson e Vasquez & Beggs. Os principais fatores de seleção das correlações foram o espectro de dados dos quais se originaram as correlações e a média do erro relativo absoluto. As correlações selecionadas reproduziram bem os resultados obtidos no laboratório para o fator volume-formação, a razão de solubilidade do gás, o ponto de bolha e a viscosidade. A simulação computacional foi aplicada na análise dos resultados e na obtenção do envelope de fases da mistura através do ajuste da equação de estado de Peng-Robinson. O método usado para a simulação foi o de Coats & Smart, porém foram feitas modificações desse método para um melhor ajuste. O método adaptado reproduziu adequadamente os dados experimentais, sendo que todos os ajustes apresentaram um desvio padrão percentual menor que 6%. O envelope de fases descrito pelo simulador é considerado representativo do sistema, com boa aproximação. Com os resultados obtidos, foram realizadas análises das propriedades da mistura e do comportamento do equilíbrio de fases em decorrência das variações das concentrações molares de CO2, da temperatura e da pressão. Foi a constatado o surgimento de uma terceira fase líquida em algumas condições de tese configurando um equilíbrio L-L-V / Abstract: The present work refers to the experimental characterization of petroleum mixtures with variable contents of CO2. The experimental results are, analyzed via PVT properties correlations and computer model simulations. The work aims to cover the remarkable lack of public data on thermodynamic properties of petroleum containing CO2. The PVT data analyzed in the study comprise bubble point, dew point, oil solubility rate, gas and oil formation volume factor, gas compressibility factor, swelling test, oil density, gas density, oil viscosity. The chromatography of the recombined reservoir oil and also the chromatography of gases mixture collected during the differential liberation test are also evaluated. The correlations used in the analysis of the results were Standing, Valko-McCain, Al-Shammasi, Dindoruk, Beggs-Robinson e Vasquez & Beggs. The principal criteria used in the selection of the correlations were the range of data which originated the correlations and the average absolute relative error. The correlations reproduced well the results obtained in the laboratory for the formation volume factor, gas solubility ratio, bubble point and viscosity. The computer model simulation was used to analyze the data and also to define the phase envelope of the mixture by adjusting Peng-Robinson's state equation. The method used in the simulation was developed by Coats & Smart, but some modifications were made to obtain a better match. The modified method reproduced adequately the experimental results, within a standard deviation less than 6%. The phase envelope obtained from the simulation is considered, with good approximation, representative of the system. Once with the results obtained were performed analyses of the properties and phase equilibrium behavior of the mixture related with the CO2 molar concentration, temperature and pressure. A third liquid phase was observed in some conditions of the tests configuring a L-L-V phase equilibrium / Doutorado / Reservatórios e Gestão / Doutor em Ciências e Engenharia de Petróleo

Orientador : Roger Josef Zem / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-09-11T21:00:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Faria_SergioHenriqueBernardode_D.pdf: 4922037 bytes, checksum: 89a2b8549eebabf31b90e85dd94e0dd7 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Destilação é um dos processos de separação que mais consome energia. Isto é motivação importante para o estudo de diferentes configurações de sistemas de destilação, com o objetivo de obter-se processos mais eficientes, que desperdicem menos energia e causem menor impacto ambiental. No estudo de diferentes configurações de sistemas de destilação, necessariamente tenta-se encontrar a combinação ótima entre os fatores: Número de estágios, razão de refluxo, condição térmica da alimentação, estágio de alimentação e a utilização de trocadores intermediários. Neste trabalho, um método para encontrar esta combinação ótima, do pronto de vista da termodinâmica, é proposto. O método se baseia na análise de colunas de destilação através do estudo de perfis de perdas de exergia. O perfil de perdas de exergia, montado a partir de balanços de exergia em cada estágio de uma coluna de destilação, representa a distribuição de forças motrizes ao longo da coluna. É a análise do formato do perfil que permite identificar mudanças necessárias na coluna para que a sua eficiência aumente. Os testes feitos para colunas com o sistema °metanol/água, mostraram que os perfis obtidos efetivamente representam a distribuição de forças motrizes na coluna, desde que as propriedades entalpia, entropia e energia de Gibbs, envolvidas nos cálculos, sejam consistentes entre si. Para isto, foi provado que é necessário considerar-se os valores de excesso destas propriedades. Estendendo um pouco o trabalho, análises mais detalhadas mostraram que é possível desprezar-se os valores de entalpia de excesso, obtendo ainda assim perfis coerentes. Este procedimento tem a vantagem de permitir que o método seja estendido a sistemas muIticomponentes. Por fim, o perfil de perdas de exergia foi utilizado para direcionar modificações em duas colunas (acetona/água e etanol/água), com o objetivo de aumentar a eficiência termodinâmica destas colunas. Foi constatado que as colunas finais obtidas são termodinamicamente mais eficientes que as originais / Abstract: The most frequently used method of separating fluid mixtures is by distillation, which uses significant amounts of energy. For this reason, the study of column design modifications with respect to energy consumption, has been the subject of many recent works concerning the energy efficiency of distillation columns. Column design modification involves options such as different number of stages, reflux ratios, feed stage location, feed condition and the benefit of using side-condensers or/and side reboilers. In this work a new procedure to find the best combination of these options, from a thermodynamic point of view is presented. In this method, exergy loss profiles are used to analyse different columns layouts. The exergy loss profile is obtained from a stage-to-stage exergy balance and represent the distribution of driving forces in the column. Critical analysis of profile shapes identifies necessary column modifications to lead to higher column efficiency. The methodology was tested to a separation of a high nonideal mixture (methanol/water), concluding that exergy loss profiles can represent the distribution of driving forces in the column. However, to ensure thermodynamic consistency, when dealing with nonideal systems excess properties cannot be ignored. Detailed studies showed that it is possible to simplify the method, ignoring excess enthalpy contribution and still ensure reasonable thermodynamic consistency. This modification allows the method to be applied to multicomponent systems. Finally, exergy 10ss profiles were used to identify suitable column modifications for acetone/water and ethanol/water splits. Results showed that the columns obtained after modifications are thermodynamically more efficient / Doutorado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Doutor em Engenharia Química

O objetivo deste trabalho é estudar e identificar as não idealidades do sistema água, etanol e glicerina, solução resultante do processo de purificação da glicerina bruta obtida do biodiesel. A proposta é avaliar uma relação de equilíbrio líquido-vapor que contemple todas as não idealidades. O coeficiente de atividade foi calculado pelo método de contribuição de grupos UNIFAC, utilizando parâmetros propostos por Marcolli e Peter (2005) para sistemas de polióis e água. O cálculo do fator de Poynting utilizou a equação de Rackett modificada, pois foi considerado que os fluidos do sistema são líquidos incompressíveis. Após pesquisa na literatura, não foram encontrados dados experimentais do coeficiente de fugacidade da glicerina. Admitiu-se que a fase vapor é uma mistura ideal de gases reais. Portanto, o cálculo do coeficiente de fugacidade não considerou o efeito de mistura. Foram avaliados os métodos: equação cúbica de estado de Peng e Robinson e segundo coeficiente da equação de estado Virial, que foi estimado através de um método de contribuição de grupos e métodos baseados no teorema de estados correspondentes. A proposta de Lee e Chen (1998) foi escolhida e aplicada no resultado final deste estudo, uma proposta do equilíbrio líquido-vapor do sistema água, etanol e glicerina. A sua análise apresentou relevância de não idealidades na fase líquida e na fase vapor. / This research aims to investigate the non-ideality of the system water, ethanol and glycerol from the purification process of the waste of biodiesel production, using rigorous relation for vapor-liquid equilibrium. The activity coefficient was calculated with the group contribution method UNIFAC, with new parameters for polyols/water systems proposed by Marcolli and Peter (2005). The Poynting factor was calculated using the Rackett Equation, assuming incompressible fluid for all components of the system. No experimental results for the fugacity coefficient of the vapor phase of glycerol are available in the literature. The calculation of the fugacity coefficient of the vapor phase for all components of the system was made by the Peng-Robinson equation of state and estimation of second Virial coefficient, using the group contribution and corresponding states methods and assuming ideal mixture of real gases. Lee and Chen (1998) method for the fugacity coefficient were applied for a final vapor-liquid equilibrium model for the system water, ethanol e glycerol. This study indicates strong non-idealities on both liquid and vapor phases.

O objetivo deste trabalho é estudar e identificar as não idealidades do sistema água, etanol e glicerina, solução resultante do processo de purificação da glicerina bruta obtida do biodiesel. A proposta é avaliar uma relação de equilíbrio líquido-vapor que contemple todas as não idealidades. O coeficiente de atividade foi calculado pelo método de contribuição de grupos UNIFAC, utilizando parâmetros propostos por Marcolli e Peter (2005) para sistemas de polióis e água. O cálculo do fator de Poynting utilizou a equação de Rackett modificada, pois foi considerado que os fluidos do sistema são líquidos incompressíveis. Após pesquisa na literatura, não foram encontrados dados experimentais do coeficiente de fugacidade da glicerina. Admitiu-se que a fase vapor é uma mistura ideal de gases reais. Portanto, o cálculo do coeficiente de fugacidade não considerou o efeito de mistura. Foram avaliados os métodos: equação cúbica de estado de Peng e Robinson e segundo coeficiente da equação de estado Virial, que foi estimado através de um método de contribuição de grupos e métodos baseados no teorema de estados correspondentes. A proposta de Lee e Chen (1998) foi escolhida e aplicada no resultado final deste estudo, uma proposta do equilíbrio líquido-vapor do sistema água, etanol e glicerina. A sua análise apresentou relevância de não idealidades na fase líquida e na fase vapor. / This research aims to investigate the non-ideality of the system water, ethanol and glycerol from the purification process of the waste of biodiesel production, using rigorous relation for vapor-liquid equilibrium. The activity coefficient was calculated with the group contribution method UNIFAC, with new parameters for polyols/water systems proposed by Marcolli and Peter (2005). The Poynting factor was calculated using the Rackett Equation, assuming incompressible fluid for all components of the system. No experimental results for the fugacity coefficient of the vapor phase of glycerol are available in the literature. The calculation of the fugacity coefficient of the vapor phase for all components of the system was made by the Peng-Robinson equation of state and estimation of second Virial coefficient, using the group contribution and corresponding states methods and assuming ideal mixture of real gases. Lee and Chen (1998) method for the fugacity coefficient were applied for a final vapor-liquid equilibrium model for the system water, ethanol e glycerol. This study indicates strong non-idealities on both liquid and vapor phases.

Orientador: Martín Aznar, Rubens Maciel Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-17T00:28:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AlvarezAlvarez_VictorHugo_D.pdf: 123512819 bytes, checksum: ab445a730c3a4943154e0b3ab2a37b10 (MD5) Previous issue date: 2018-08-16T21:28:09Z / Resumo: Os líquidos iônicos são uma interessante alternativa para aperfeiçoar processos com objetivos econômicos e ecológicos. Esta pesquisa tem como objetivo estudar propriedades físico-químicas de líquidos iônicos, próticos e apróticos, puros ou em misturas binárias com ésteres e aldeídos, tais como densidade, velocidade do som, viscosidade aparente, índice de refração e temperatura de decomposição térmica. Além disso, é estudado o comportamento termodinâmico de algumas aplicações dos líquidos iônicos, como equilíbrio líquido-vapor, absorção de gases e equilíbrio líquido-líquido. Inicialmente, foram sintetizados onze líquidos iônicos próticos usando moléculas de hidroxiaminas no cátion e moléculas de ácido orgânico com cadeias alquílicas de diferentes tamanhos no ânion. As propriedades físico-químicas dos líquidos iônicos, no estado puro e em misturas, indicam a formação de agregados nos líquidos iônicos próticos com mais de dois carbonos no ânion, e que o líquido iônico prótico contendo o ânion formiato é instável, formando um éster com o passar do tempo. Nos líquidos iônicos puros, a densidade diminui com o crescer da temperatura ou a cadeia alquílica do ânion; além disso, a viscosidade diminui com o crescer da temperatura, mas aumenta com o crescer da cadeia alquílica do ânion. Nos resultados das misturas binárias de líquidos iônicos com aldeídos ou ésteres, mostra-se que os líquidos iônicos baseados no cátion amônio são parcialmente insolúveis em aldeídos, ocorrendo o contrário para o líquido iônico baseado no cátion imidazólio, embora sejam insolúveis em ésteres. No equilíbrio líquido-vapor a baixas pressões de sistemas binários, observa-se o aumento da temperatura de ebulição do aldeído ou éster influenciado pela concentração do líquido iônico, e a mudança do ponto azeotrópico na mistura etanol-água. No equilíbrio líquido-vapor a altas pressões, o CO2 é mais absorvido nos líquidos iônicos próticos do que nos líquidos iônicos apróticos, especialmente naqueles que contêm o ânion acetato, mostrando quimisorção nesse grupo funcional. No equilíbrio líquido-líquido do sistema ternário líquido iônico + dibenzotiofeno + n-dodecano, observa-se que os líquidos iônicos baseados no cátion amônio conseguem extrair dibenzotiofeno do n-dodecano, tanto quanto um líquido iônico baseado no cátion imidazólio de estrutura mais complexa. Nos estudos de absorção desde uma corrente de CO2 em dois líquidos iônicos próticos a pressão ambiente, a temperatura e o fluxo de gás foram as variáveis limitantes da absorção. Os dados do equilíbrio líquido-vapor e densidade das misturas binárias foram correlacionados através da equação de estado de Peng-Robinson acoplada com a regra de mistura Wong-Sandler/GE. Para o cálculo de GE, foram implementados os modelos termodinâmicos de NRTL, UNIQUAC e COSMO-SAC. Para o equilíbrio líquido-vapor, os desvios na predição foram menores que 2,5% e na correlação menores que 1,5%. Para a densidade da solução, os desvios na predição foram menores que 2,7%. Assim, os líquidos iônicos e as aplicações estudadas demonstram que estes novos compostos podem ser usados para produzir novos processos e os modelos termodinâmicos disponíveis na literatura podem representar esses processos com precisão / Abstract: The ionic liquids are an interesting alternative to improve processes with ecological and economic goals. This research aims to study the physicochemical properties of aprotic and aprotic ionic liquids, pure or in binary mixtures with esters and aldehydes, such as density, sound velocity, viscosity, refractive index and thermal decomposition temperature. Furthermore, it is analized the thermodynamic behavior of some applications of ionic liquids as vapor-liquid equilibrium, gas absorption, and liquid-liquid equilibrium. Initially, eleven protic ionic liquids were synthesized using hydroxylethylamine molecules in the cation and organic acid molecules with alkyl chains of different sizes in the anion. The physicochemical properties in pure and in mixtures of ionic liquids indicate the formation of agregates with more than two carbons in the anion. The protic ionic liquid containing the formate anion is unstable, forming an ester over time. In pure ionic liquids, the density decreases with increasing temperature or alkyl chain of the anion, the viscosity decreases with increasing temperature, but increases with increasing alkyl chain anion. In the results of binary mixtures of ionic liquids with aldehydes and esters, it is shown that ionic liquids based on ammonium cation are partly insoluble in aldehydes ans soluble in esteres, but for the ionic liquid based on imidazolium was the opposite. In the vapor-liquid equilibrium at low pressures of binary systems, there is a increase of the boiling point of the aldehyde or ester influenced by the concentration of ionic liquid. It changes the azeotropic point of ethanol-water mixture. In the vapor and liquid at high pressures, more CO2 is absorbed in the protic ionic liquids than in aprotic ionic liquids. This is especially shown in those containing acetate anion, indicating quimisorption with this functional group. In liquid-liquid equilibrium of ternary system ionic liquid + dibenzothiophene + n-dodecane, it is observed that the ionic liquids based on ammonium cation can be extracted dibenzothiophene from n-dodecane. Both as an ionic liquid based on imidazolium cation of more complex structure. In studies of absorption from a CO2 flow in two protic ionic liquids at ambient pressure, the variables limiting the absorption were the temperature and flow rate. Data from the vapor-liquid equilibrium and density of binary mixtures were correlated using the equation of state of Peng-Robinson with the mixing rule of Wong-Sandler/GE. For the calculation of GE, it was implemented thermodynamic models as NRTL, UNIQUAC and COSMO-SAC. For the vapor-liquid equilibrium, the deviations in the prediction and correlation were lower than 2.5% and 1.5%, respectively. For the mixture density, the deviations in the prediction were lower than 2.7%. Therefore, the ionic liquids an the applications studied demonstrate that these new compounds are reliable to yield new processes and the current thermodynamic models can represent these processes with accuracy / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Maria Alvina Krähenbühl / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-17T04:16:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_LucianaYumiAkisawa_D.pdf: 1464377 bytes, checksum: 8980b0b6666145c777fdc5a801fdf850 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O biodiesel e um combustível biodegradável, renovável e com menor emissão de gases poluentes do que o petrodiesel. Ele e composto por ésteres alquilícos de ácidos graxos obtidos pela transesterificação de óleos ou gorduras com um álcool de cadeia curta como o metanol ou o etanol. Os ésteres etílicos resultantes da transesterificação com o etanol ainda são pouco caracterizados. Dados de suas propriedades termofísicas e de equilíbrio de fases; que são muito importantes para o projeto, modelagem, simulação e otimização do processo de produção do biodiesel, são escassos na literatura. Neste trabalho determinaram-se dados de pressão de vapor dos ésteres laurato de etila, miristato de etila, palmitato de etila, estearato de etila, oleato de etila e linoleato de etila, e dados de equilíbrio líquido-vapor dos sistemas palmitato de etila + estearato de etila a 40 mmHg, palmitato de etila + oleato de etila a 40 e 70 mmHg e palmitato de etila + linoleato de etila a 70 mmHg. Para a determinação experimental propôs-se a utilização de uma técnica não convencional: a calorimetria exploratória diferencial ("Differential Scanning Calorimetry" - DSC). Nas analises foram utilizadas de 2-5 mg de amostra a uma taxa de aquecimento de 25 oC/min. As amostras foram colocadas em cadinhos herméticos de alumínio com um pequeno orifício na tampa ("pinhole") de 0,25 mm de diâmetro, para garantir a pressão interna constante. Para a determinação de dados de pressão de vapor, o DSC revelou-se ser uma técnica adequada e suas principais vantagens em relação as técnicas convencionais são: utilização de pequena quantidade de amostra e menor tempo de analise. Os dados de equilíbrio líquido-vapor medidos pelo DSC foram satisfatórios. Esta técnica mostrou-se restrita, não sendo adequada para a determinação do equilíbrio liquidovapor de sistemas cujos componentes apresentam grande diferença de volatilidade / Abstract: Biodiesel is a biodegradable, renewable fuel with lower greenhouse gas emissions. It consists of the alkyl esters of fatty acids, obtained by the transesterification of fats and oils with a short chain alcohol such as methanol or ethanol. Ethyl esters resulting from transesterification with ethanol are poorly characterized. The thermophysical properties and phase equilibrium data involving the fatty acid ethyl esters are very important in the design, modeling, simulation, and the optimization of the production of biodiesel, are scarce in the literature. In this work was determined vapor pressure data of the esters ethyl laurate, ethyl myristate, ethyl palmitate, ethyl stearate, ethyl oleate and ethyl linoleate; and vapor-liquid equilibrium data of systems ethyl pamitate + ethyl stearate at 40 mmHg, ethyl palmitate + ethyl oleate at 40 and 70 mmHg and ethyl palmitate + ethyl linoleate ant 70 mmHg. For the experimental determination proposed the use of a non-conventional technique: differential scanning calorimetry (DSC). Samples of 2 to 5 mg were used in the analysis, with heating rate of 25 ?C/min. The samples were placed in hermetic aluminum crucibles with a small hole in the lid ("pinhole") of 0.25 mm diameter, which maintain a constant internal pressure. The technique of differential scanning calorimetry was shown to be appropriate to determining the vapor pressure of ethyl esters. This technique showed advantages over conventional techniques: the use of a small sample size and shorter analysis time. The vapor-liquid equilibrium data measured by DSC were satisfactory. This technique proved to be restricted and it is not suitable for determining the vapor-liquid equilibrium data of systems whose components have large difference in volatility / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Antonio José de Almeida Meirelles / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-05T02:06:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ceriani_Roberta_D.pdf: 4668987 bytes, checksum: 15445f170d90738497cea3add4fb4d66 (MD5) Previous issue date: 2005 / Doutorado / Doutor em Engenharia de Alimentos

Orientador: Martin Aznar / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-05T20:21:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Se_RogerioAugustoGasparetto_D.pdf: 1553749 bytes, checksum: 48fc6cf081ee010062022d02e6a8c9ac (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: No presente trabalho foram determinados dados experimentais de equilíbrio líquido - vapor (ELV), de misturas binárias polímero + solvente e copolímero + solvente. Os sistemas estudados para os polímeros foram: benzeno + poliestireno, hexano + poliestireno, benzeno + polimetacrilato de metila, benzeno + polimetacrilato de etila, hexano + policloreto de vinila e água + policloreto de vinila, sendo utilizadas em todos os sistemas duas temperaturas, 30ºC e 40ºC. Os sistemas com copolímeros foram: hexano+poli (21% acrilonitrila-co-butadieno), hexano + poli (33% acrilonitrila-co-butadieno), hexano + poli (51% acrilonitrila-co-butadieno), todos a 60ºC, e hexano + poli (23% estireno-co-butadieno), hexano + poli (45% estireno-co-butadieno) e benzeno + poli (44% estireno-co-metacrilato de metila) a uma temperatura de 70ºC. Para fazer a determinação dos dados de equilíbrio líquido-vapor (ELV) foi utilizada uma aparelhagem experimental que se baseia na técnica da absorção gravimétrica, que é apropriada para soluções ricas em soluto e pobres em solvente. Para assegurar que o equipamento estivesse funcionando corretamente e que a metodologia experimental tinha sido dominada, dados da literatura estudados por Gupta e Prausnitz (1995) foram reproduzidos e analisados, mostrando uma boa concordância. Além disso, estes novos dados experimentais foram ajustados com os modelos Elbro-FV e UNIFAC-Zhong para o cálculo do coeficiente de atividade por contribuição de grupos. Primeiramente, parâmetros de grupo já existentes na literatura foram utilizados na modelagem termodinâmica. Em seguida, novos grupos UNIFAC foram propostos, com os monômeros presentes nos polímeros e copolímeros. Com estes novos grupos funcionais, os dados obtidos foram correlacionados, estimando-se novos parâmetros de interação energética. Ao comparar os resultados obtidos com os dois modelos e os dois conjuntos de grupos, da literatura e propostos no trabalho, foi verificado que os novos grupos contribuem para um melhor ajuste dos dados experimentais. Além disso, foi observado que o modelo de contribuição de grupo Elbro-FV é capaz de ajustar os dados experimentais com maior precisão do que o modelo de Zhong / Abstract: In the present work were determined new experimental data of vapor-liquid equilibrium (VLE), of binary mixtures polymer + solvent and copolymer + solvent. The systems that were studied for polymers are: benzene + polystyrene, hexane + polystyrene, benzene + polymethylmethacrylate, benzene + polyethylmethacrylate, hexane + polyvinylchloride and water + polyvinylchloride, with all the systems to a temperature of 30ºC and 40 ºC. The systems with copolymers are: hexane + poly (21% acrylonitryle-co-butadiene), hexane + poly(33% acrylonitryle-co-butadiene), hexane + poli(51% acrylonitryle-co-butadiene), all 60ºC and hexane + poly(23% styrene-co-butadiene), hexane + poly(45% styrene-co-butadiene) and benzene + poly(44% styrene-co-methylmethacrylate) to a temperature of 70ºC. In order to determination of the data vapor-liquid equilibrium (VLE) was used an experimental equipment that if based on the technique of the gravimetric sorption, that is appropriate for rich solutions in polymers and poor in solvents. To ensure that the equipment was functioning correctly and that the experimental methodology has been dominated data of literature studied by Gupta and Prausnitz (1995) were reproduced and analyzed. Besides, these new experimental data were adjusted with models for the calculation of the coefficient of activity for contribution of groups Elbro-FV and UNIFAC-Zhong. First, parameters of group already existing in literature were used in the thermodynamic modeling. Next, new groups UNIFAC were considered, with monomers presents in polymers and copolymers. With the computational models was possible to adjust to the experimental data with the new groups and to make the calculation between parameters of energy interaction of the groups. When compared the data calculated for the two models and the two sets of groups, of literature and the considered ones in this work, was verified that the new groups contribute for one better adjustment of the experimental data. Besides, was observed that the model of contribution of Elbro-FV group is capable to adjust the experimental data with bigger precision of that the model of Zhong / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Maria Regina Wolf Maciel / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-23T02:17:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Barros_AntonioAndreChivanga_D.pdf: 8677842 bytes, checksum: ba6cd70cd586cec722ca5f4dafbb8b22 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Este trabalho tem como objetivo geral a busca de uma metodologia para determinação de eficiências nos processos de destilação, mediante estudo detalhado da influência de parâmetros físicos, térmicos, de transporte e hidráulicos pertencentes aos componentes, às misturas e de detalhes do equipamento de separação. Busca, por outro lado, também, estudar a modelagem de não equilíbrio e correlacioná-la com a modelagem de equilíbrio para melhor entendimento da definição e influência do conceito da eficiência. Dentro deste contexto, procedeu-se com uma modificação no procedimento convencional da correlação de O'Connell que determina a eficiência ao longo da coluna de destilação. Como resultado, foram obtidos perfis de eficiência e de variáveis do processo que contribuem para o entendimento dos fenômenos de transferência de calor e massa. Considerando-se as dificuldades encontradas em se estabelecer valores para a eficiência de prato e componente, desenvolveu-se a modelagem de colunas de destilação convencional e extrativa segundo o conceito de estágios de não equilíbrio. Nesta modelagem, são completamente eliminados os fatores de correção empíricos, como as eficiências utilizadas nos estágios de equilíbrio, uma vez que se consideram as transferências simultâneas de massa e calor entre as fases líquida e vapor e também as dimensões do equipamento. Levando-se em consideração a influência dos parâmetros de transferência simultânea de massa e calor, foram desenvolvidas correlações para a eficiência de componente e de prato para colunas de destilação convencional e extrativa. Foram usados dados experimentais para convalidar a correlação desenvolvida para a destilação extrativa (Barros & Wolf), a qual mostrou-se bastante precisa. Resultados a partir da modelagem de não equilíbrio foram usados para avaliar as correlações desenvolvidas para o processo de destilação convencional (colunas simples e complexas) e também para o processo de destilação extrativa. Um vasto estudo foi feito para identificar o comportamento da eficiência na coluna de destilação, mediante perturbação na posição de alimentação, especificação, tipo do condensador, parâmetros térmicos de alimentação, fluxos nas saídas laterais, fluxos de alimentação, composição de alimentação, tipo do sistema, etc. Os resultados obtidos da modelagem de não equilíbrio foram comparados com os do modelo de equilíbrio simulado com eficiência constante de 100%, 70%, 50% e 40%, com a correlação de O'Connell modificada e com a correlação desenvolvida neste trabalho (Barros & Wolf). Simulações também foram realizadas usando eficiências diferentes para componentes diferentes visando verificar o desvio com relação aos dados do modelo dos estágios de não equilíbrio. Usou-se também a eficiência de componentes da correlação desenvolvida. Foi possível observar que a eficiência não é constante ao longo da coluna e é altamente dependente das especificações usadas referentes ao grau de liberdade da coluna e das propriedades físicas do sistema. Dos resultados obtidos pode-se concluir que a modelagem de não equilíbrio representa uma importante ferramenta para a avaliação da complexidade de colunas de destilação reais. Por outro lado, com o desenvolvimento de novas correlações de eficiência é possível agora, fornecer valores mais realistas das eficiências de prato e componentes para se trabalhar com a modelagem de equilíbrio. Convém salientar que a geração de perfis de eficiência, como realizado neste trabalho é inédito na literatura publicada. Além disso, são analisados diversos parâmetros que influem nos valores da eficiência que até hoje não foram citados / Abstrat: This work has as the general objective the search of a methodology for the determination of efficiencies in the distillation processes, through detailed studies of the influence of physical, thermal, transport and hydraulic parameters of the compounds and of the mixtures and of the details of the separation equipments. It searches, on the other hand, also, to study the modeling of nonequilibrium and to correlate it with the equilibrium modeling for better understanding of the definition and influences of the efficiency concept. In this context, a modification in the conventional procedure of the O'Connell correlation was made, which determines the efficiency along the distillation column. As result, profiles of efficiency and of process variables were obtained which have contributed for the understanding of the mass and energy transfer parameters. Considering the difficulties encountered in giving numerical values for plate and component efficiencies, the modeling of conventional and extractive distillation process was developed according to the concept of nonequilibrium stages. In this way, the empirical correcting factors, as the efficiences used in the equilibrium stage model, are completely eliminated, since in this case, the simultaneous mass and energy transfers between the liquid and vapour phases are considered and, also, the dimensions of the equipment are taken into account. Taking into consideration the influence of simultaneous mass and energy transfer parameters, correlations were developed for calculating component and mixture efficiencies for conventional and extractive distillation columns (correlation of Barros & Wolf). Experimental data were used for validation of the developed correlation for extractive distillation, which has demonstrated good precision. Results from the nonequilibrium model were used for evaluation of the developed correlations for the conventional (simple and complex columns) and, also, for the extractive distillation process. A vast study was carried out for identifying the behavior of the efficiency in the distillation column, through perturbations in the feed position, specifications, type of condenser, feed thermal parameters, side stream flow rate, feed rate, feed composition, type of the system, etc. The obtained results of the nonequilibrium model were compared with the equilibrium model simulated with constant efficiencies of 100%, 70%, 50% and 40%, with the modified O'Connell correlation and with the correlation developed in this work (Barros & Wolf). Simulations also were carried out using different efficiencies for different components, looking for verifying the deviations with relation to data of the nonequilibrium model. The component efficiency from the developed correlation also was used. It was possible to observe that the efficiency is not constant along the column and it is highly dependent upon the specifications. used related to the degrees of freedom of the column and of the physical properties of the system. From the results, it can be concluded that the nonequilibrium modeling represents an important tool for evaluation of the complexity of real distillation columns. On the other hand, with the development of the new correlations of efficiency , it is possible, now, to give more realistic values of plate and component efficiencies for working with the equilibrium stage model. It is important to mention that the efficiency profiles outlined in this work is inedit in the published literature. Furthermore, several parameters are evaluated which influence in the efficiency values which up to now do not were mentioned. / Doutorado / Doutor em Engenharia Química

Orientador: João Alexandre F. R. Pereira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-23T02:19:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bertevello_LuizCarlos_M.pdf: 2543866 bytes, checksum: e1be6357d5d361dd2b4b775e975fde7d (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: : A absorção gasosa com reação com soluto em fase líquida é encontrada tanto nos processos de purificação como nos processos de produção. Este trabalho apresenta uma modelagem computacional baseada no modelo do ¿Não-Equilíbrio¿, para o projeto e simulação de colunas de pratos utilizadas em sistemas de absorção física ou com reação química simultânea. Estes modelos permitem a determinação dos perfis de concentração ao longo da coluna e o uso de coeficientes de transferência de massa permitem o projeto de colunas de absorção, determinando-se o número real de pratos da coluna, baseado neste modelo de ¿Não-equilíbrio¿, foi desenvolvido um software para aplicações industriais, como absorção de 'H IND. 2¿S¿ em solução aquosa de dietanolamina e absorção de 'N¿H IND. 3¿ em água / Abstract: The absorption of gaseous components by means of a reacting liquid encountered in both purification and production process. This work presents a computer model has been based in modeling ¿Nonequilibrium¿ model, for design and simulation of tray columns used in physical absorption systems or with concurrent chemical reaction. It allows the computation of the concentration profiles along the column and the use of mass transfer coefficients allows to design of absorption columns, to be determined with precision the real trays number of columns. A computer program maybe applied to real industrial practices, like the absorption of 'H IND. 2¿S¿ in a diethanolamine solution and absorption of 'N¿H IND. 3¿ in the water / Mestrado / Mestre em Engenharia Química