Equilíbrio líquido-líquido em sistemas envolvendo biocombustíveis: água + 2,5-dimetilfurano + solvente

Resumo

O 2,5-dimetilfurano o (DMF) é um biocombustível que pode ser obtido por um processo de isomerização da glicose à frutose, que é desidratada em um reator bifásico usando um catalisador ácido produzindo 5-hidroximetilfurfural (HMF), que depois é convertido a DMF em um reator de leito fixo usando um catalisador metálico. Comparado, por exemplo, ao etanol, o DMF tem uma densidade energética maior (40%), um ponto de ebulição de 366 K (20°C superior ao do etanol), e não é solúvel em água, evitando os problemas de azeotropia associados com a mistura etanol-água. Dentro do processo de produção do DMF, uma das etapas finais é a separação do DMF dos solventes utilizados nas etapas reativas e de extração, bem como da água. A proposta deste trabalho é determinar dados de equilíbrio líquido-líquido de sistemas água + DMF + solvente; os solventes propostos são 1-butanol, que também pode ser obtido pela fermentação de biomassa (um solvente "verde") e que é inerte na reação de conversão do HMF a DMF, e a metilisobutilcetona, um solvente insaturado usado como comparação. Outros solventes poderão ser testados. Os dados de equilíbrio serão determinados em células de equilíbrio, seguindo uma metodologia padrão, e as análises poderão ser feitas por várias técnicas, como cromatografia gasosa, densimetria, refratometria, titulação potenciométrica de Karl Fischer ou espectrofotometria de ultravioleta. Faz parte dos objetivos da tese desenvolver a metodologia analítica mais apropriada. Os dados obtidos serão correlacionados por modelos de energia livre de Gibbs em excesso, como NRTL ou UNIQUAC.