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Previous issue date: 2016-08-02 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / Equilibrium data at low and high pressures are important to correct establish conditions of temperature and pressure for separation processes, and to supply the capacity of the solvent, the compositions of the phases and the selectivity of the solvent. The separation of ethanol-water system is of great importance for the industry due to numerous applications of anhydrous ethanol. In all of these applications, ethanol must be free of water and it is necessary to add a third component in the distillation to break the azeotrope. It can be add different solvents, as benzene, hexane, ethyleneglycol, salts, and, in the last years, many studies have been done with ionic liquids. So, the purpose of this work is to use an ionic liquid (1-ethyl-3-methylimidazolium chloride) as the third component, looking for the ethanol dehydration. Because of that, it was done a study to evaluate the effect of this ionic liquid in the liquid-vapor equilibrium behavior between water and ethanol. Experimental data were measured, in triplicate, under normal pressure, in an Othmer-type ebulliometer (300 mL of volume), with two condensers, and made of borosilicate glass. The sample analysis was done in a digital densimeter. The ionic liquid used was recovered from one solution to another, just by adding the required amount to complete each mass fraction. Experimental data was measured with ethanol-water solutions varying the molar concentrations from 0.2 to 0.99, and ionic liquid weight fraction masses from 5 to 60%, to evaluate the behavior of the equilibrium data of the ethanol+water+[emim][Cl] system. The experiments showed that [emim][Cl] with a minimum mass fraction of 20% is a promising solvent because it could ?break? the azeotrope between water and ethanol, and higher mass fraction of ionic liquid were better to enrich the vapor phase in ethanol. NRTL model was used to correlate experimental vapor-liquid equilibrium of the ternary system, estimating the binary parameters, applying the bubble point methodology. The deviations of temperature and vapor phase composition were 0.147 ?C and 0.049, respectively. The relative volatility was greater than 1 for the mass fractions from 20%. The activity coefficients decrease with the increase in the molar concentration of ethanol. Values of the excess Gibbs free energy show a positive deviation for all mass fractions worked, and the experimental data were consistent thermodynamically / Os dados de equil?brio a press?es baixas e elevadas s?o importantes para estabelecer as condi??es corretas de press?o e temperatura para os processos de separa??o e para fornecer a capacidade do solvente, as composi??es das fases e a seletividade do solvente. A separa??o do sistema etanol-?gua ? de grande import?ncia para a ind?stria devido a numerosas aplica??es do etanol anidro. Em todas essas aplica??es, o etanol deve ser livre de ?gua e, para isso, ? necess?rio adicionar um terceiro componente na destila??o para quebrar o aze?tropo. Podem ser adicionados diferentes solventes como o benzeno, hexano, etilenoglicol, sais e, nos ?ltimos anos, tem-se visto muitos estudos com l?quidos i?nicos. Com isso, o objetivo deste trabalho ? a utiliza??o de um l?quido i?nico (1-etil-3-metil imidaz?lio cloreto) como terceiro componente, visando a desidrata??o do etanol, al?m da avalia??o do efeito deste l?quido i?nico no comportamento do equil?brio l?quido-vapor entre a ?gua e o etanol. Os dados experimentais foram medidos, em triplicata, sob press?o normal, em um ebuli?metro tipo Othmer (300 mL de volume), com dois condensadores, feitos de vidro de borosilicato. As determina??es das amostras foram feitas em um dens?metro digital. Os dados foram medidos com solu??es de etanol-?gua em diferentes concentra??es molares (0,2 a 0,95), variando a fra??o m?ssica de l?quido i?nico de 0,05 a 0,60, para avaliar o comportamento dos dados de equil?brio do sistema etanol-?gua-[emim][Cl].Os resultados mostraram que o [emim][Cl] ? um solvente promissor, pois "quebra" o aze?tropo entre a ?gua e etanol a partir de 20% de l?quido i?nico, e a concentra??o de etanol na fase vapor foi maior com o aumento da fra??o m?ssica de LI.O modelo NRTL foi utilizado para correlacionar os dados experimentais de equil?brio, estimando-se os par?metros bin?rios, aplicando-se a metodologia do ponto de bolha. Os desvios em rela??o ? temperatura e a composi??o molar da fase vapor foram 0,147 ?C e 0,049, respectivamente. O l?quido i?nico, recuperado de uma solu??o para outra, passou por uma an?lise de RMN para avaliar se n?o houve altera??o na sua estrutura e, constatou-se que, ap?s ser recuperado, e novamente reutilizado, o solvente n?o perdeu as caracter?sticas originais. As volatilidades relativas foram superiores a 1 para as fra??es m?ssicas a partir de 20%, confirmando a quebra do aze?tropo. A energia livre de Gibbs em excesso apresentou valores que mostram um desvio positivo para todas as fra??es m?ssicas trabalhadas e os dados experimentais foram consistentes termodinamicamente
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:localhost:jspui/1784 |
| Date | 02 August 2016 |
| Creators | Silva, Camila de Souza |
| Contributors | Mendes, Marisa Fernandes, Torres, Alexandre Rodrigues, Almeida, Andr? de |
| Publisher | Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Programa de P?s-Gradua??o em Engenharia Qu?mica, UFRRJ, Brasil, Instituto de Tecnologia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRRJ, instname:Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, instacron:UFRRJ |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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