Com o passar dos anos, as indústrias vêm buscando alternativas para tornarem seus processos cada vez mais sustentáveis. Nesse contexto, os líquidos iônicos têm sido estudados como alternativas em diversos processos envolvendo separação e recuperação de solventes ou até mesmo sua substituição, sendo considerados solventes verdes. A presente dissertação tem por objetivo a análise experimental, teste de qualidade e modelagem termodinâmica do comportamento de fases do equilíbrio líquido-líquido baseado na extração do 1-butanol do acetato de n-butila utilizando o líquido iônico 1-etil-3-metil-imidazôlio sulfato de etila {[EMIM][EtSO₄]}. O processo experimental foi realizado em um equipamento de vidro o qual consiste em uma célula de equilíbrio com adaptação para manter a temperatura constante com o banho termostático. Primeiro, com amostras de composição conhecida, a curva binodal foi obtida no ponto de névoa e utilizada como curva de calibração (índice de refração e densidade versus composição). Na segunda etapa, quando o equilíbrio líquido-líquido foi atingido, a análise de ambas as fases líquidas foi feita medindo-se o índice de refração e densidade. Após essa etapa, foi realizado o teste de qualidade dos dados experimentais utilizando o método proposto por Marcilla et al. (1995) e foram determinados os parâmetros de extração. Na última etapa, foi realizada a modelagem termodinâmica utilizando a abordagem Gamma-Gamma (γ-γ), baseada no modelo de energia livre de Gibbs em excesso: NRTL (Non-Random Two-Liquids) e na equação de estado PR + TV + CG (Peng-Robinson + Translação de Volume + Contribuição de Grupos), para obter os coeficientes de atividade dos componentes de ambas as fases líquidas. Os resultados da parte experimental e da modelagem termodinâmica foram comparados através do diagrama de fases para sistemas ternários mostrando a curva binodal e as linhas de amarração à temperatura de 298,15 K e 101,3 kPa. Os resultados dos estudos comprovaram que os modelos termodinâmicos utilizados apresentaram boa precisão na modelagem termodinâmica do ELL do sistema e indicaram que se trata de um sistema ternário de tipo I. Os valores encontrados de fator de separação comprovaram que é possível a extração do 1-butanol do acetato de n-butila utilizando o líquido iônico 1-etil-3-metil-imidazôlio sulfato de etila {[EMIM][EtSO₄]} como agente extrator.

Over the years, industries have been looking for alternatives to make their processes increasingly sustainable. In this context, ionic liquids have been studied as alternatives in several processes involving separation and recovery of solvents or even their replacement, being considered "green solvents". The present dissertation aims at the experimental analysis, quality testing and thermodynamic modeling of the phase behavior of liquid-liquid equilibrium based on the extraction of 1-butanol from n-butyl acetate using the ionic liquid 1-ethyl-3-methylimidazolium ethyl sulfate {[EMIM][EtSO₄]}. The experimental process was carried out in a glass equipment which consists of an equilibrium cell with adaptation to maintain a constant temperature with the thermostatic bath. First, with samples of known composition, the binodal curve was obtained at the cloud point and used as a calibration curve (refractive index and density versus composition). In the second step, when liquid-liquid equilibrium was reached, the analysis of both liquid phases was performed through the refractive index and density. After this step, the quality test of the experimental data was performed using the method proposed by Marcilla et al. (1995) and were determinate the extraction parameters. In the last step, thermodynamic modeling was performed using the Gamma-Gamma (γ-γ) approach, based on the excess Gibbs free energy model: NRTL (Non-Random Two-Liquids) and on the equation of state PR + TV + CG (Peng-Robinson + Volume Translation + Group Contribution), to obtain the activity coefficients of the components of both liquid phases. The results of the experimental part and the thermodynamic modeling were compared through the phase diagram for ternary systems showing the binodal curve and the tie-line at temperatures of 298,15 K and 101,3 kPa. The results of the studies proved that the thermodynamic models used showed good accuracy in the thermodynamic modeling of the liquid-liquid equilibrium of the system and indicated that it is a ternary type I system. The values of separation factor found proved that it is possible to extract 1-butanol from n-butyl acetate using the ionic liquid 1-ethyl-3-methyl-imidazolium ethyl sulfate {[EMIM][EtSO₄]} as extracting agent.