Equilíbrio líquido-vapor de sistemas presentes na produção por via química de 2,5-dimetilfurano a partir de biomassa

Resumo

Recentemente, um esforço crescente tem sido dedicado à busca de novos biocombustíveis líquidos auto-sustentáveis que permitam contornar algumas limitações do etanol, tais como baixa densidade energética, alta volatilidade e contaminação por absorção de água da atmosfera. O 2,5-dimetilfurano (DMF) é um composto furânico que pode ser utilizado como combustível líquido e apresenta características superiores quando comparado com o etanol. O processo de produção do DMF se inicia com a desidratação ácida da frutose (um carboidrato obtido diretamente da biomassa), produzindo 5-hidroximetilfurfural (HMF) em um reator bifásico, seguido pelas etapas de separação, conversão e purificação. As etapas de separação e purificação requerem um profundo conhecimento do comportamento das fases líquido e vapor em equilíbrio. A determinação de dados de equilíbrio líquido-vapor (ELV) e a modelagem termodinâmica permitem caracterizar e descrever este comportamento do sistema e são requeridos para projetar, modelar e simular uma planta de produção de DMF com a finalidade de economizar energia e gastos com equipamentos. Este projeto de pesquisa visa determinar experimentalmente dados de ELV das misturas binárias: HMF + água/HCl; DMF + 2-metilfurano e DMF + água, bem como do sistema ternário composto por DMF + 2-metilfurano + água a 90, 100 e 120 ºC. Os dados de ELV serão submetidos a testes de consistência termodinâmica e a correlação dos mesmos será feita usando modelos de coeficientes de atividade da fase líquida como as equações de Wilson, UNIQUAC e/ou NRTL e enquanto que, para a fase vapor, o coeficiente de fugacidade será calculado pela equação do Virial.