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: Martín Aznar / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-20T15:48:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Barbosa_MarianaRicken_M.pdf: 3140781 bytes, checksum: ce61206a4ab10df4d9f58d21d2faa257 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Os líquidos iônicos são compostos químicos cujas propriedades termofísicas têm sido estudadas a fim de aplicá-los em diversos processos, tais como o de separação. No caso da destilação, para realizar o projeto, otimização e a operacao do sistema, necessita-se conhecer o equilíbrio liquida-vapor, cujo calculo pode ser realizado por equações de estado cúbicas. Essas expressões contêm parâmetros de atração e repulsão que são dependentes de propriedades críticas, as quais não são possíveis de determinar experimentalmente para os líquidos iônicos, mas podem ser estimadas por grandezas mensuráveis, como, por exemplo, a velocidade do som. Neste trabalho, as propriedades críticas, temperatura de ebulição e os termos atrativo e repulsivo de equações de estado cúbicas para os líquidos iônicos baseados no íon imidazólio [C2mim] [EtSO4], [C2mim] [NTf2], [C6mim] [NTf2], [C5mim] [NTf2], [C4mim] [PF6], [C2mim] [PF6], [C6mim] [PF6], [C8mim] [NTf2], [C8mim] [PF6], [C8mim] [BF4], [C4mim] [BF4], [C6mim] [BF4] e [C4mim] [NTf2], foram determinados a partir de dados de velocidade do som, volume molar e capacidades caloríficas, minimizando uma função objetivo atraves do algoritmo genético PIKAIA. As frações molares da fase liquida do equilíbrio liquida-vapor de sistemas binários incluindo imidazólios foram calculadas pelo software Phase Equilibrium 2000 e comparadas com os dados experimentais. Os líquidos iônicos com anions [BF4]- e [NTf2]- apresentaram resultados similares de ELV para a maioria das equações de estado e regras de mistura quando se utilizou os valores de temperatura normal de ebulição, pressão e temperatura criticas obtidos pelo processo de otimização e pelo método de contribuição de grupo proposto por Valderrama e Rojas (2009). Para os imidazólios contendo íons [PF6]- e [EtSO4]-, os desvios médios relativos para as frações molares na fase liquida foram menores quando se utilizaram as propriedades termofísicas calculadas por velocidade do som e regra de mistura de van der Waals / Abstract: Ionic liquids are chemical compounds whose thermophysical properties have been studied in order to apply them in a large amount of processes, for example, separation process. In case of distillation, one needs to know liquid-vapor equilibria whose determination can be done through cubic equations of state in order to design, optimize and operate the system. In those equations, there are attractive and repulsive parameters which are dependent on critical properties that, for ionic liquids, cannot be experimentally determined but can be estimated by measurable variables, such as speed of sound. In this work, the critical properties, boiling temperature and the attractive and repulsive parameters of cubic equations of state for ionic liquids based on imidazolium [C2mim] [EtSO4], [C2mim] [NTf2], [C6mim] [NTf2], [C5mim] [NTf2], [C4mim] [PF6], [C2mim] [PF6], [C6mim] [PF6], [C8mim] [NTf2], [C8mim] [PF6], [C8mim] [BF4], [C4mim] [BF4], [C6mim] [BF4] e [C4mim] [NTf2], were determined using speed of sound, molar volume and heat capacities data, minimizing an objective function using PIKAIA genetic algorithm. Liquid mole fractions of binary liquid-vapor equilibria with imidazolium were calculated by Phase Equilibrium 2000 software and then compared with experimental data. Ionic liquids with [BF4]- and [NTf2]- anions showed similar results for most of the equations of state and mixing rules when the normal boiling temperature, critical pressure and temperature were used and estimated by an optimization procedure and group contribution method proposed by Valderrama and Rojas (2009). Imidazolium-based ionic liquids with [PF6]- and [EtSO4]- ions had the smallest relative mean deviations of liquid mole fractions when the thermophysical properties were calculated by speed of sound and the van der Waals's mixing rule were used / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Agência Nacional do Petróleo / O comportamento de fases para sistemas binários com um hidrocarboneto leve e um pesado é muito importante tanto para o projeto real de um processo quanto para o desenvolvimento de modelos teóricos. Para atender a crescente demanda por informação experimental de equilíbrio de fases a altas pressões, o objetivo deste estudo é obter uma metodologia que substitua parcialmente ou maximize a pouca informação experimental disponível. Para isto propõe-se a modelagem do equilíbrio de fases em misturas de hidrocarboneto leve com um pesado, sem o conhecimento da estrutura molecular do pesado, inferindo-se os parâmetros do modelo a partir da modelagem de dados de ponto de bolha obtidos na literatura. Esta metodologia implica não só na descrição do equilíbrio de fases de um sistema como na estimação das propriedades críticas do pesado, de difícil obtenção devido ao craqueamento destes a altas temperaturas. Neste contexto, este estudo apresenta uma estratégia que estima indiretamente as propriedades críticas dos compostos pesados. Para isto, foram correlacionados dados experimentais de ponto de bolha de misturas binárias contendo um hidrocarboneto leve e um pesado, usando-se dois modelos: o de Peng-Robinson e o TPT1M (Teoria da Polimerização Termodinâmica de primeira ordem de Wertheim modificada). Os parâmetros ajustados com o modelo de Peng-Robinson correspondem diretamente às propriedades críticas do composto pesado, enquanto os ajustados com o modelo TPT1M foram usados para obtê-las. Esta estratégia fornece parâmetros dependentes do modelo, porém permite o cálculo de outras propriedades termodinâmicas, como a extrapolação da temperatura dos dados estudados. Além disso, acredita-se que a correlação dos parâmetros obtidos com as propriedades críticas disponíveis ajudará na caracterização de frações pesadas de composição desconhecida / The phase behavior of binary systems with a light hydrocarbon and a heavy one is very important both for the design of a process and the development of theoretical models. To meet the growing demand for information from experimental phase equilibria at high pressures, this study aims to obtain a methodology to replace partially or maximize the little experimental data available. Therefore it is proposed to model the phase equilibria in hydrocarbon mixtures with a heavy compound, without the knowledge of its molecular structure, inferring the model parameters from the data modeling of bubble point from the literature. This methodology involves not only the description of phase equilibrium of a system as the estimation of critical properties of heavy hydrocarbons, difficult to obtain due to its cracking at high temperatures. In this context, this work presents a strategy that indirectly estimates critical properties of heavy compounds. Here, bubble point experimental data of binary mixtures containing a light HC and a heavy one are correlated by using a TPT1 (Wertheims first order thermodynamic polymerization theory) model of freely joined tangent spheres employing the square-well potential with variable well width as segment interaction potential. The fitted parameters are used in order to obtain the heavy compound critical properties. The Peng-Robinson model was also used for comparison. This strategy provides model dependent parameters, but allows the calculation of other thermodynamic properties, i.e. temperature extrapolation of the studied data. Besides, the correlation of the obtained parameters with available critical properties will help in the characterization of the heavy fractions

Agência Nacional do Petróleo / O comportamento de fases para sistemas binários com um hidrocarboneto leve e um pesado é muito importante tanto para o projeto real de um processo quanto para o desenvolvimento de modelos teóricos. Para atender a crescente demanda por informação experimental de equilíbrio de fases a altas pressões, o objetivo deste estudo é obter uma metodologia que substitua parcialmente ou maximize a pouca informação experimental disponível. Para isto propõe-se a modelagem do equilíbrio de fases em misturas de hidrocarboneto leve com um pesado, sem o conhecimento da estrutura molecular do pesado, inferindo-se os parâmetros do modelo a partir da modelagem de dados de ponto de bolha obtidos na literatura. Esta metodologia implica não só na descrição do equilíbrio de fases de um sistema como na estimação das propriedades críticas do pesado, de difícil obtenção devido ao craqueamento destes a altas temperaturas. Neste contexto, este estudo apresenta uma estratégia que estima indiretamente as propriedades críticas dos compostos pesados. Para isto, foram correlacionados dados experimentais de ponto de bolha de misturas binárias contendo um hidrocarboneto leve e um pesado, usando-se dois modelos: o de Peng-Robinson e o TPT1M (Teoria da Polimerização Termodinâmica de primeira ordem de Wertheim modificada). Os parâmetros ajustados com o modelo de Peng-Robinson correspondem diretamente às propriedades críticas do composto pesado, enquanto os ajustados com o modelo TPT1M foram usados para obtê-las. Esta estratégia fornece parâmetros dependentes do modelo, porém permite o cálculo de outras propriedades termodinâmicas, como a extrapolação da temperatura dos dados estudados. Além disso, acredita-se que a correlação dos parâmetros obtidos com as propriedades críticas disponíveis ajudará na caracterização de frações pesadas de composição desconhecida / The phase behavior of binary systems with a light hydrocarbon and a heavy one is very important both for the design of a process and the development of theoretical models. To meet the growing demand for information from experimental phase equilibria at high pressures, this study aims to obtain a methodology to replace partially or maximize the little experimental data available. Therefore it is proposed to model the phase equilibria in hydrocarbon mixtures with a heavy compound, without the knowledge of its molecular structure, inferring the model parameters from the data modeling of bubble point from the literature. This methodology involves not only the description of phase equilibrium of a system as the estimation of critical properties of heavy hydrocarbons, difficult to obtain due to its cracking at high temperatures. In this context, this work presents a strategy that indirectly estimates critical properties of heavy compounds. Here, bubble point experimental data of binary mixtures containing a light HC and a heavy one are correlated by using a TPT1 (Wertheims first order thermodynamic polymerization theory) model of freely joined tangent spheres employing the square-well potential with variable well width as segment interaction potential. The fitted parameters are used in order to obtain the heavy compound critical properties. The Peng-Robinson model was also used for comparison. This strategy provides model dependent parameters, but allows the calculation of other thermodynamic properties, i.e. temperature extrapolation of the studied data. Besides, the correlation of the obtained parameters with available critical properties will help in the characterization of the heavy fractions