Autor(es):
Oliveira, Mariana Belo de 
Data: 2010
Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/10773/3220
Origem: RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro
Assunto(s): Engenharia química; Biocombustíveis; Biodiesel; Equilíbrio de fases
Descrição
Em consequência de uma série de problemas ambientais, económicos e
políticos relacionados com o uso de combustíveis convencionais, vários países
estão agora a focar as suas atenções em combustíveis alternativos.
O biodiesel está na linha da frente das alternativas ao petróleo no sector dos
transportes, sendo considerado uma opção a curto prazo visto que o seu preço
é competitivo e não são necessárias mudanças nos motores para implementar
o seu uso.
De entres os possíveis processos de produzir biodiesel, a reacção de
transesterificação com catálise básica é o método preferido. Depois da
reacção são sempre necessários processos de purificação de modo ao
biodiesel produzido cumprir os standards definidos para os combustíveis
alternativos, reduzindo problemas de motor e consequentemente aumentando
a sua aceitação por parte dos consumidores. De entre as especificações
encontram-se o conteúdo em água, em álcool e em glicerol.
Ser-se capaz de descrever correctamente o equilíbrio de fases de sistemas
que são de interesse para os processos de purificação de biodieseis numa
gama alargada de condições termodinâmicas é uma condição necessária para
uma correcta simulação do processo industrial, de modo a se atingir uma
elevada produtividade a baixos custos de operação.
O uso de moléculas oxigenadas como combustíveis representa uma alteração
significativa em termos da termodinâmica de soluções. Para combustíveis
baseados em petróleo as equações de estado cúbicas e os modelos clássicos
de coeficientes de actividade mostraram ser apropriados, no entanto para
combustíveis novos como o biodiesel, sendo mais complexos do ponto de vista
das interacções intermoleculares com formação de dipolos e pontes de
hidrogénio, são necessários modelos termodinâmicos mais complexos para
descrever essas interacções.
Neste trabalho a CPA EoS (Cubic-Plus-Association Equation of State) será
desenvolvida de modo a permitir uma descrição adequada dos equilíbrios
líquido-vapor e líquido-líquido para uma serie de sistemas binários e
multicomponentes contendo água, ácidos gordos, ésteres de ácidos gordos,
glicerol e álcoois.
ABSTRACT: As a consequence of a range of environmental, economical and political
problems related to the use of conventional petroleum based fuels, several
countries are now focusing their attention on alternative fuels.
Biodiesel is at the forefront of the alternatives to petroleum based fuels in the
transportation sector, being considered an important short-time option since its
price can be competitive with conventional diesel and no motor changes are
required.
Among the various approaches to produce biodiesel, basic catalyzed
transesterification is the preferable method. After the transesterification reaction
purification steps are always necessary in order to provide the fuel with the
quality levels required by the standards for alternative fuels, reducing engine
problems and consequently increasing consumers’ acceptance. Among the
specifying minimums are the water, the alcohol and the glycerol contents.
Being able to correctly describe the phase equilibria of systems of interest for
the biodiesel purification processes in a broad range of thermodynamic
conditions is a necessary condition for a correct simulation of the industrial
process, in order to achieve high productivity and low operating costs.
The use of oxygenated molecules as fuels represents a significant change in
terms of solution thermodynamics. While for petroleum-based fuels, cubic
equations of state and classic activity coefficient models have proved to be
appropriate, new fuels, such as biodiesel, are more complex from the point of
view of intermolecular interactions with dipoles and hydrogen bonding being
important on these systems. To be able to represent such interactions more
complex engineering thermodynamics models are required.
In this work the CPA EoS (Cubic – Plus – Association Equation of State) will be
developed to provide an adequate description of the vapor-liquid and liquidliquid
phase equilibria of several binary and multicomponent systems
containing water, fatty acids, fatty acid esters, glycerol and alcohols. Doutoramento em Engenharia Química
Tipo de Documento
Tese de Doutoramento
Idioma
Inglês
Orientador(es)
Coutinho, João Manuel da Costa Araújo Pereira; Queimada, António José do Nascimento
