Epoxidação do óleo de soja: modelagem cinética e análise do processo em reator contínuo.

Autor(es)

Gustavo Vieira Olivieri

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: São Paulo.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Escola Politécnica (EP/BC)
• Data de defesa: 2022-12-13

Membros da banca

Reinaldo Giudici; João Guilherme Rocha Poço; Jacyr Vianna de Quadros Junior

• Orientador: Reinaldo Giudici

Resumo

Visando à consolidação do uso de substâncias provenientes de fontes renováveis em processos industriais, este projeto focou no estudo do sistema reacional para epoxidação do óleo de soja, o qual consiste usualmente em um meio reacional líquido bifásico com etapas extremamente exotérmicas. O produto desta reação, denominado óleo de soja epoxidado (ESO), apresenta aplicação em plastificantes para poli(cloreto de vinila) (PVC). O presente projeto focou, primeiramente, no desenvolvimento de um modelo cinético que incluiu as reações relevantes, os efeitos de transferência de massa e de calor, e os efeitos da viscosidade aparente do meio. A modelagem incluiu 21 parâmetros ajustáveis, que foram estimados a partir do ajuste de dados experimentais da literatura ao modelo proposto. Esse modelo foi aplicado em simulações computacionais do meio reacional em um reator tubular e em um milirreator contínuo. Para os conjuntos de simulações descritos, obteve-se resultados promissores de especificações típicas associadas a esta reação (índice de iodo II; e índice oxirânico OI), dentro de uma faixa de temperatura adequada, considerando-se um tempo de reação de 4 a 6 vezes menor do que o convencional industrialmente. No caso do reator tubular, obteve-se os valores mais viáveis de II igual a 21,43 g I2/100 g e OI igual a 5,95%. Já para o milirreator, os respectivos valores foram 9,16 g I2/100 g e 6,62%. Experimentalmente, foram determinados coeficientes de partição do ácido fórmico no sistema bifásico, em que os resultados foram ajustados por polinômios e pelos modelos de coeficiente de atividade Universal Quasichemical (UNIQUAC) e Non-Random Two Liquid (NRTL). Por fim, o sistema reacional foi estudado experimentalmente em um milirreator e em um microrreator, com caracterizações feitas através de espectroscopia de ressonância magnética nuclear de hidrogênio (1H-RNM), em que os resultados mais promissores foram II igual a 19,77 g I2/100 g e OI de 5,67%. (AU)

• Processo FAPESP: 19/00289-7 - Estudo da reação de epoxidação do óleo de soja: modelagem cinética e estudo do processo em reator contínuo
• Beneficiário: Gustavo Vieira Olivieri
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado