Método da minimização da energia de Gibbs para a modelagem do equilíbrio químico e de fases no processo reacional do biodiesel / Method of minimization of Gibbs energy for the modeling of simultaneous chemical and phase equilibrium in reaction system for biodiesel production process

AUTOR(ES)
FONTE

IBICT - Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia

DATA DE PUBLICAÇÃO

23/03/2012

RESUMO

O presente trabalho tem como objetivo o estudo e aplicação da metodologia da minimização da energia de Gibbs no sistema para o cálculo do equilíbrio de fases, com e sem reação química, para o sistema reacional do biodiesel, utilizando técnicas de otimização global aliadas ao software GAMS, ferramenta computacional utilizada nesta pesquisa. Desse modo, diferentes algoritmos para o cálculo do equilíbrio químico e de fases foram desenvolvidos na forma de programação não-linear para testar diferentes casos de estudo; o primeiro caso envolve apenas a formação de possíveis fases líquidas, e são comparados alguns dados disponíveis na literatura de sistemas contendo os componentes presentes na formação do biodiesel com os resultados obtidos mediante a minimização da função de Gibbs; o segundo caso, equilíbrio de fases com reação química, envolve a formação de uma possível fase vapor e possíveis fases liquidas; dessa forma foi simulada a reação de transesterificação de óleos vegetais para produção de biodiesel, fazendo alguns testes em que são considerados pseudo-componentes e outros em que não. Desse modo foram utilizados os modelos termodinâmicos NRTL, UNIQUAC e UNIFAC para a representação das fases líquidas, com ajustes dos parâmetros de interação binária dos modelos NRTL e UNIQUAC mediante o principio de máxima-verossimilhança para os sistemas envolvidos; nesse caso também foi usado o GAMS. Os resultados obtidos demonstraram que o uso das técnicas de otimização global aliadas ao GAMS são ferramentas úteis e eficientes para calcular o equilíbrio químico e de fases mediante a minimização da energia de Gibbs, além de apresentar tempos computacionais razoavelmente pequenos. Além disso, para os casos que foram comparados com dados da literatura, observou-se uma boa concordância entre os dados simulados e experimentais.

ASSUNTO(S)

biodiesel otimização equilíbrio químico gibbs energia livre de biodiesel optimization gibbs energy chemical and phase equilibrium

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