Medição, Teste de qualidade e Modelagem termodinâmica do Equilíbrio Líquido-Liquido do sistema: Acetato de n-butila + 1-Butanol + Cloreto de 1-Etil-3-Metil Imidazôlio

• Processo: 21/05359-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2021
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2022
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Tecnologia Química
• Pesquisador responsável: Pedro Felipe Arce Castillo
• Beneficiário: Caio Henrique Marciano
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de Lorena (EEL). Universidade de São Paulo (USP). Lorena , SP, Brasil
• Assunto(s): Equilíbrio líquido-líquido Sistemas de abastecimento de água Termodinâmica Processos de separação Modelos termodinâmicos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Abordagem gamma-gamma | equilíbrio líquido-líquido | líquido iônico | Nrtl | Termodinâmica experimental | Processos de Separação

Resumo

O objetivo principal deste projeto é realizar a medição 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 cloreto de 1-etil-3-metil-imidazôlio {[EMIM][Cl]}. O processo experimental será realizado em um equipamento composto de uma célula de vidro encamisada com circulação externa de água para manter a temperatura da solução constante. Uma vez atingido o equilíbrio, as composições das duas fases líquidas serão obtidas através das medições do índice de refração e densidade. Previamente, a curva binodal será obtida no ponto de névoa e será utilizada como curva de calibração (índice de refração e densidade versus composição). O teste de qualidade dos dados experimentais será realizado com o método proposto por Marcilla e colaboradores. Para a modelagem termodinâmica, será utilizada a abordagem Gamma-Gamma (g-g), baseada no modelo de energia livre de Gibbs em excesso: NRTL (Non-Random Two-Liquids), para obter os coeficientes de atividade dos componentes de ambas as fases líquidas. Os resultados das medições experimentais e da modelagem termodinâmica serão comparados através do diagrama de fases (triangulo equilátero) apresentando a curva binodal e as linhas de amarração à temperatura de 298,15 K e 101,3 kPa. A modo de treinamento, o aluno primeiro realizará toda a metodologia descrita anteriormente com o sistema água + etanol + acetato de n-butila às temperaturas de 298,15, 303,15 e 313,15 K.

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

GALLO-GARCIA, LUIS A.; MARCIANO, CAIO H.; FREIRE, NIAN, V; MELO, LEONARDO F.; BIAGGIO, FRANCISCO C.; SOUSA, MARIVONE N.; GUIMARAES, DANIELA H. P.; ARCE, PEDRO F.. Liquid-liquid phase of imidazolium-based ionic liquids in n-butyl acetate plus n-butanol mixtures: Experimental measurements, quality testing, phase stability, thermodynamic modeling. JOURNAL OF INDUSTRIAL AND ENGINEERING CHEMISTRY, v. 134, p. 11-pg., 2024-04-08. (21/05359-3, 15/05155-8, 20/15809-3)

GALLO-GARCIA, LUIS A.; FREIRE, NIAN V.; GUIMARAES, DANIELA H. P.; BIAGGIO, FRANCISCO C.; ARCE, PEDRO F.. Liquid-liquid equilibrium of the 1-butyl-3-methylimidazolium-based ionic liquids plus sodium citrate plus water systems at 298.15 K. JOURNAL OF MOLECULAR LIQUIDS, v. 411, p. 12-pg., 2024-08-22. (18/03739-0, 21/05359-3, 22/11043-1, 15/05155-8, 20/15809-3)

SIMOES LUCAS, DAVI; BERNARDES NORONHA, PEDRO; VIEIRA FREIRE, NIAN; GALLO-GARCIA, LUIS ALBERTO; BIAGGIO, FRANCISCO CARLOS; ARCE, PEDRO F.; HELENA PELEGRINE GUIMARAES, DANIELA. Liquid-liquid extraction of n-butanol and n-butyl acetate with ionic liquid and thermodynamic modeling with COSMO-RS and NRTL. SEPARATION SCIENCE AND TECHNOLOGY, v. 60, n. 13, p. 15-pg., 2025-07-07. (20/15809-3, 21/05359-3, 22/11043-1, 18/03739-0)