Pesquisas recentes revelaram a importância do estudo da modelagem termodinâmica de misturas contendo líquidos iônicos (LIs) com CO2, CH4, H2O, H2S e outros gases, para a utilização em projetos de abatimento de CO2, conhecidos como CCS (Captura e Estocagem de CO2), no processo de extração do petróleo e do gás natural. Os LIs, atualmente considerados solventes, devido às suas notáveis propriedades, tais como: a alta estabilidade térmica, baixa pressão de vapor, elevada capacidade de absorção e a maioria deles anticorrosivos, surgem como alternativa aos solventes tradicionais baseados em aminas comumente utilizados na indústria do gás natural. A literatura apresenta inúmeras lacunas para descrever propriedades termodinâmicas, tais como densidade, a pressão de vapor e o equilíbrio líquidovapor (ELV) de misturas contendo CO2 e LIs. Este trabalho tem como objetivo estudar a modelagem termodinâmica de misturas binárias formadas por LIs das famílias amônio e piridínio em absorção de CO2, em diversas condições de temperatura e pressão, com o intuito de prever os parâmetros de interação binária e correlacionar dados de ELV (relativo ao ponto de bolha) e propriedades termodinâmicas (densidade) destes sistemas. O trabalho aplica a equação de estado (EdE) CPA (do inglês: Cubic Plus Association) empregando os esquemas de associação 1A e 2B para todos os LIs, para alguns LIs foi utilizado o esquema 3B e para um LI o esquema 4C. Foram utilizadas as regras de mistura de LorentzBerthelot (LB) e HuronVidal (HV) para a EdE CPA, e enquanto apenas o HV para a EdE SoaveRedlich Kwong (SRK), incluindo um estudo comparativo do desempenho entre estes modelos termodinâmicos. Foram utilizados os dados experimentais de densidade da fase líquida encontrados na literatura em pressão constante (atmosférica), onde tanto para a família amônio (262 dados experimentais) quanto para a família piridínio (185 dados experimentais) estão descritos na faixa de temperatura de 273,15 a 363,15 K. Foram utilizados também 83 isotermas (42 da família amônio e 41 da família piridínio) com os dados experimentais de ELV (relativo ao ponto de bolha) encontrados na literatura, onde para a família amônio (303 dados experimentais) estão descritos na faixa de pressão de 0,10 a 91,74 bar e na faixa de temperatura de 283,1 a 368,41 K. Já para a família piridínio (327 dados experimentais) estão descritos na faixa de pressão de 0,01 a 50,44 bar e na faixa de temperatura de 283,18 a 333,15 K. O trabalho mostrou que o desempenho para os LIs da família amônio na EdE CPA-HV, para ambos esquemas de associação (1A (5,46%) e 2B (7,06%)), foi ligeiramente melhor que EdE CPA-LB (1A (7,21%) e 2B (7,74%)) e melhor que a SRK-HV (7,41%). O desempenho para os LIs da família piridínio pela EdE CPA-LB, para ambos esquemas de associação (1A (4,27%) e 2B (4,83%)), foi ligeiramente melhor que a EdE CPA-HV (1A (4,43%) e 2B (5,08%)) e melhor que a EdE SRK-HV (6,47%). Também foi realizado uma comparação com o uso do CO2 como sendo inerte com relação a ser auto-associativo no esquema de associação 4C, o qual é normalmente empregado na literatura. O trabalho visou identificar os modelos, na faixa de estudo, que apresentem os menores desvios em relação aos dados experimentais, para a sua posterior utilização como parâmetros confiáveis em softwares como Aspen Plus©, para modelar estes sistemas ou outros com LIs similares, ou ainda servindo de base para os cálculos de equipamentos de absorção.

Recent research has revealed the importance of studying of thermodynamic modeling of mixtures containing ionic liquids (ILs), CO2, CH4, H2O, H2S and other gases, for use in CO2 abatement projects know as CCS (Carbon Capture and Storage) in the process of the extraction petroleum and natural gas. LIs, currently considered solvents, due to their remarkable properties, such as: high thermal stability, low vapor pressure, high absorption capacity and most of them anticorrosive, appear as an alternative to traditional amine based solvents commonly used in the natural gas industry. The literature presents numerous gaps to describe thermodynamic properties, such as density, vapor pressure and the vapor-liquid equilibrium (VLE) of mixtures containing CO2 and ILs. This work has as objective to study the thermodynamic modeling of binary mixtures formed by ILs of the ammonium and pyridinium families in CO2 absorption, under different temperature and pressure conditions, in order to predict the parameters of binary interaction and correlate VLE data (relative to the bubble point) and thermodynamic properties (density) of these systems. The work applies the equation of state (EoS) CPA (Cubic Plus Association) employing schemes of association 1A and 2B for all ILs, for some ILs was employed scheme 3B and one of them was employed scheme 4C. The mixing rules of LorentzBerthelot (LB) and HuronVidal (HV) were used for the EoS CPA, and while only the HV for the EoS SoaveRedlichKwong (SRK), including a comparative study of the performance between the thermodynamic models. Experimental data on liquid phase density found in the literature at constant pressure (atmospheric) were used, where both the ammonium family (262 experimental data) and the pyridinium family (185 experimental data) are described in the temperature range of 273.15 to 363.15 K. We also used 83 isotherms (42 from the ammonium family and 41 from the pyridinium family) with the experimental data of VLE (relative to the bubble point) found in the literature, where for the ammonium family (303 experimental data) they are described in the pressure range from 0.10 to 91.74 bar and in the temperature range from 283.10 to 368.41 K. Already for the pyridinium family (327 experimental data) they are described in the pressure range of 0.01 at 50.44 bar and in the temperature range of 283.18 to 333.15 K. The work showed that the performance for the ILs of the ammonium family of EoS CPAHV, for both association schemes (1A (5.46%) and 2B (7.06%)), was slightly better than EoS CPA-LB (1A (7.21%) and 2B (7.74%)) and better than SRK-HV (7.41%). The performance for pyridinium family ILs by EoS CPA-LB, for both association schemes (1A (4.27%) and 2B (4.83%)), was slightly better than EoS CPA-HV (1A (4.43%) and 2B (5.08%)) and better than EoS SRK-HV (6.47%). A comparison was also made with the use of CO2 as being inert with respect to being auto-associative in the 4C association scheme, which is commonly employed in the literature. The work aimed to identify models, in the study range, that present the quantification of the smallest deviations in relation to the experimental data, for later use as reliable parameters in software as Aspen Plus © to model these systems or others with similar ILs, or even serving as a basis for the calculations of absorption equipment.