00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) CTEC - CENTRO DE TECNOLOGIA TRABALHOS DE CONCLUSÃO DE CURSO (TCC) - GRADUAÇÃO - CTEC Trabalhos de Conclusão de Curso (TCC) - Bacharelado - ENGENHARIA QUÍMICA - CTEC
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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Avaliação de diferentes equações de estado cúbicas aplicadas ao equilíbrio líquido vapor de misturas binárias
Título(s) alternativo(s): Evaluation of different cubic state equations applied to vapor liquid equilibrium of binary mixtures
Autor(es): Peixoto, Andreza Costa Perdigão
Primeiro Orientador: Pimentel, Wagner Roberto de Oliveira
metadata.dc.contributor.referee1: Vieira, William Gonçalves
metadata.dc.contributor.referee2: Coelho, Dayana de Gusmão
Resumo: A descrição quantitativa de processos de separação que envolvem transferência de massa, tais como destilação, extração e absorção, baseia-se na ocorrência do equilíbrio termodinâmico entre as fases presentes. Na indústria, as fases coexistentes mais comuns são a líquida e vapor e, dessa forma, o estudo do equilíbrio líquido-vapor (ELV), como função da temperatura, pressão e composição das substâncias em sistemas multicomponentes é de suma importância. Existem duas abordagens para resolução do problema em ELV: phi-phi (ϕ-ϕ) e gamma-phi (γ-ϕ), onde o termo gamma se refere ao coeficiente de atividade da fase líquida, calculado por modelo de energia de Gibbs em excesso, como NRTL e UNIQUAC, e o termo phi se refere ao coeficiente de fugacidade da fase vapor, sendo calculado através de uma equação de estado. Diante do exposto, o presente trabalho utilizou a abordagem phi-phi para avaliação das equações de estado cúbicas de Peng-Robinson, Soave-Redlich-Wong e Peng-Robinson-Stryjek-Vera aplicadas ao ELV de sistemas binários da indústria de gás natural. Os dados experimentais utilizados no trabalho foram retirados da literatura e as simulações foram realizadas na temperatura de 230 K. Em relação ao sistema binário metano (CH4) e etano (C2H6), as três equações apresentaram resultados semelhantes, obtendo R² próximos de um, conferindo uma maior confiabilidade dos resultados obtidos. No que se refere ao sistema CH4 e CO2, as equações não apresentaram resultados satisfatórios na região próxima ao pronto crítico, o que gerou elevados erros médios relativos. Além disso, através da metodologia e ferramenta computacional adotadas, as equações não foram capazes de simular o sistema C2H6 e CO2. Portanto, conclui-se que as três equações apresentam um bom desempenho para compostos quimicamente semelhantes, como no caso do metano e do etano. Para os demais sistemas (metano + dióxido de carbono e etano + dióxido de carbono), resultados mais satisfatórios seriam obtidos se equações de estado mais complexas fossem utilizadas ou uma ferramenta mais robusta que o Solver do Excel fosse utilizada.
Abstract: The quantitative description of separation processes that involves mass transfer, such as distillation, extraction and absorpation, is based an occurrence of thermodynamic equilibrium between the phases presents. In industry, the most commom phases coexisting are liquid and vapor and, therefore, the study of vapor liquid equilibrium (ELV), as a function of temperature, pressure and composition of substances in multicomponents systems is very important. There are two approaches to solving the problem in ELV: phi-phi (ϕ-ϕ) and gamma-phi (γ-ϕ), where the term gamma refers to the activity coefficient of the liquid phase, calculated by energy model of excess Gibbs, such as NRTL and UNIQUAC, and the term phi refers to the fugacity coefficient of the vapor phase, being calculated by a equation of state. So, this work used phi-phi approach to analyze the cubics equations of state of Peng Robinson, Soave Redlich Wong e Peng Robinson Stryjek Vera applied to the ELV of mixtures binary in the natural gas industry. The experimental data usad in this work were taken from the literature and the simulations were carried out a temperature of 230 K. In relation to the binary system methane (CH4) and ethane (C2H6), the equations showed similar results, obtaining R² near one, giving greater realiability of the results obtained. Regarding to the CH4 and CO2 system, the equations did not show satisfactory results in the region close to the critical point, which generated high mean relative error. Moreover, through the methodology adopted and computational tool, the equations were not able to simulate the C2H6 and CO2 system. Therefore, it is possible to conclude that the three equations showed satisfactories results for compounds chemically similars, as in the case of methane and ethane. For the other systems (methane + carbono dioxid and ethane + carbono dioxid), more satisfactories results would be obtained if complexs equations of state were used or a more robust tool than Excel’s Solver was used.
Palavras-chave: Termodinâmica
Equilíbrio líquido-vapor
Equações de estado
Sistemas binários
Thermodynamics
Vapor liquid equilibrium
Equations of state
Binary mixtures
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA::TERMODINAMICA QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.department: Curso de Engenharia Química
Citação: PEIXOTO, Andreza Costa Perdigão. Avaliação de diferentes equações de estado cúbicas aplicadas ao equilíbrio líquido vapor de misturas binárias. 2022. 50 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2020.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/9122
Data do documento: 22-dez-2020
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