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Disertación de Maestría
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2023.tde-23012024-090254
Documento
Autor
Nombre completo
Danilo Tavares dos Santos
Dirección Electrónica
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
São Paulo, 2023
Director
Tribunal
Romero, Luis Alberto Follegatti (Presidente)
Fregolente, Leonardo Vasconcelos
Soares, Rafael de Pelegrini
Título en portugués
Simulação e modelagem termodinâmica do processo de absorção química de CO2 utilizando líquidos iônicos.
Palabras clave en portugués
Captura de dióxido de carbono
Líquidos iônicos
Solvente
Resumen en portugués
O processo de captura de dióxido de carbono (CO2) tem sido um grande desafio na indústria química, porém existem algumas tecnologias que podem minimizar a emissão deste gás para a atmosfera. Os processos mais utilizados são os processos de absorção química, onde são utilizados solventes orgânicos e adsorção química, através de peneiras moleculares e colunas de adsorção. Atualmente os processos de absorção que utilizam soluções de monoetanolamina (MEA) são tecnologias mais estabelecidas na captura de CO2. Porém, esses processos apresentam algumas desvantagens como alto consumo energético e corrosão em tubulações e equipamentos, portanto a utilização de solventes alternativos e modelos termodinâmicos confiáveis são extremamente necessários para os processos de captura de CO2. Diante deste cenário, líquidos iônicos têm se mostrado uma alternativa para o processo de captura CO2 e com isso tem atraído a atenção e esforço de pesquisadores. Os resultados gerados neste trabalho mostraram que o solvente MEA apresentou um consumo energético três vezes maior em relação ao líquido iônico utilizado. Os modelos termodinâmicos possuem um papel fundamental para correlacionar e predizer as propriedades termofísicas. Esses modelos têm sido tradicionalmente restritos a sistemas de fluidos simples, mas há uma necessidade crescente de modelos que possam ser usados para fluidos mais complexos, como os líquidos iônicos. Neste contexto, este trabalho apresenta uma análise da influência de uma equação de estado (EoS) clássica, como a Soave-Redlich-Kwong (SRK), um modelo associativo, como a Cubic Plus Association (CPA), e um modelo preditivo, como o modelo de coeficiente de atividade segmentar (SAC) COnductor-like Screening MOdels (COSMO), na simulação de um processo de absorção de CO2 em uma coluna de absorção. As simulações do trabalho foram realizadas no simulador de processos Aspen Plus versão 8.8.
Título en inglés
Untitled in english
Palabras clave en inglés
Aspen Plus
CO2 capture
COSMO-SAC
CPA
Ionic liquids
Solvents
SRK
Resumen en inglés
The carbono dioxide (CO2) capture process has been a major challenge in the chemical industry, but there are some Technologies that can minimize the emission of this gas into the atmosphere. The most used processes are chemical absorption processes, where organic solventes are used, or chemical adsorption, through molecular sieves and adsorption columns. Currently, absorption processes using monoethanolamine solutions (MEA) are more established Technologies for CO2 capture. However, these processes have some disadvantages such as high energy consumption and corrosion in pipes and equipment, therefore the use of alternative solventes and reliable thermodynamic models are extremely necessary for CO2 capture processes. Given this scenario, ionic liquids are shown as an alternative for the CO2 capture process and have thus attracted the attention and effort of researches. The results generated in this work showed that the solvente MEA presented an energy consumption three times higher in relation to the ionic liquid used. Thermodynamic models are very importante to correlating and predicting thermophysical properties. These models have traditionally been restricted to simple fluid systems, but there is a growing need for models that can be used for more complex fluids such as ionic liquids. In this context, thios work presentes an analysis of the influence of a classical equation of state (EoS), such as the Soave-Redlich-Kwong (SRK), an associative model, such as the Cubic Plus Association (CPA), and a predictive model, such as the COnductor-like Screening MOdels (COSMO) segmental activity coeficiente (SAC) model, in the simulation of a CO2 absorption process in an absorption column. The work simulations were carried out in the Aspen Plus process simulator version 8.8.
 
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Fecha de Publicación
2024-01-24
 
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