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Mémoire de Maîtrise
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2021.tde-02072021-135540
Document
Auteur
Nom complet
Leila Cabral Moreira
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
São Paulo, 2021
Directeur
Jury
Romero, Luis Alberto Follegatti (Président)
Chiavone Filho, Osvaldo
Oliveira, Leonardo Hadlich de
Titre en portugais
Equilíbrio líquido-líquido na purificação do biocombustível 2-metilfurano.
Mots-clés en portugais
Alcoóis
Biocombustíveis
Cosmo-Sac
Equilíbrio líquido-líquido
Metilfurano
NRTL
Resumé en portugais
Os combustíveis advindos de fontes fósseis de energia são predominantes quando se cita a demanda energética mundial. Além de possibilitar a utilização de meios de transporte e atividades industriais, são responsáveis pelas emissões de CO2 na atmosfera. No entanto, esses combustíveis que possuem reservas finitas levam os pesquisadores a buscar por novas fontes de energia, principalmente para o setor de transportes, a fim de viabilizar industrialmente essa matéria-prima. Nesse contexto, o surge o 2-metilfurano (MF) como um biocombustível promissor e uma alternativa importante para a substituição parcial ou total dos combustíveis fósseis. O MF pode ser produzido a partir da desidratação da frutose ou da isomerização da glicose, ambas derivadas da biomassa vegetal. Um dos problemas relacionados à produção do MF está associado ao seu processo de purificação, uma vez que envolve misturas de água e solvente, causando contaminação por esses compostos no produto final. Portanto, os dados de equilíbrio de fases tornam-se indispensáveis para determinar as condições ideais da etapa de purificação. Assim, dados de equilíbrio líquido-líquido para sistemas ternários água + MF + alcoóis (1-butanol, 2-butanol, 1-pentanol, 1-hexanol ou 1-heptanol) foram medidos em T = 298,15 e 313,15 K e P=0,1 MPa. Os altos valores de seletividade e coeficiente de distribuição mostraram que os álcoois aqui estudados podem ser solventes adequados alternativos para o uso na purificação do MF. Entre eles, o 1-heptanol mostrou um melhor desempenho na separação do MF da solução aquosa quando comparado aos outros alcoóis seguindo a ordem 1-heptanol>1-hexanol>1-pentanol>1-butanol>2-butanol. O modelo NRTL foi usado para correlacionar os dados experimentais de equilíbrio atingindo desvios médios quadráticos menores que 0,85% na composição para todos os sistemas. O modelo COSMO-SAC foi utilizado satisfatoriamente para predizer os dados de equilíbrio atingindo desvios médios quadráticos menores que 1,65%. Dessa forma, dados experimentais de equilíbrio de fases foram determinados, demonstrando boa reprodutibilidade experimental.
Titre en anglais
Liquid-liquid equilibria in the purification of biofuel 2-methylfuran.
Mots-clés en anglais
Alcohols
COSMO-SAC
Furan compounds
NRTL
Phase equilibrium
Resumé en anglais
Fuels from fossil energy sources are predominant when citing global energy demand. In addition to enabling the use of means of transport and industrial activities, they are responsible for CO 2 emissions into the atmosphere. However, these fuels that have finite reserves lead researchers to search for new energy sources, mainly for the transport sector, in order to industrially enable this raw material. In this context, 2methylfuran (MF) emerges as a promising biofuel and an important alternative for the partial or total replacement of fossil fuels. MF can be produced from fructose dehydration or glucose isomerization, both derived from plant biomass. One of the problems related to the production of MF is associated with its purification process, since it involves mixtures of water and solvent, causing contamination by these compounds in the final product. Therefore, phase equilibrium data become indispensable for determining the optimal conditions of the purification step. Thus, liquid-liquid equilibrium data for ternary systems water + MF + alcohols (1-butanol, 2- butanol, 1-pentanol, 1-hexanol or 1-heptanol) were measured at T = 298.15 and 313.15 K and P=0.1 MPa. The high values of selectivity and coefficient of distribution showed that the alcohols studied here could be alternative suitable solvents for use in the purification of MF. Among them, 1-heptanol showed a better performance in separating MF from aqueous solution when compared to other alcohols following the order 1- heptanol>1-hexanol>1-pentanol>1-butanol>2-butanol. The NRTL model was used to correlate the experimental equilibrium data reaching quadratic mean deviations lower than 0.85% in the composition for all systems. The COSMO-SAC model was used satisfactorily to predict the equilibrium data reaching quadratic mean deviations lower than 1.65%. Thus, experimental phase equilibrium data were determined, demonstrating good experimental reproducibility.
 
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Date de Publication
2021-07-02
 
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