Fenol

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ
LUCIANA MEIRELES HACKBART

EQUILÍBRIO LÍQUIDO-LÍQUIDO DE SISTEMAS CONTENDO FENOLÁGUA-SOLVENTE: OBTENÇÃO E MODELAGEM TERMODINÂMICA.

CURITIBA
2007

LUCIANA MEIRELES HACKBART

EQUILÍBRIO LÍQUIDO-LÍQUIDO DE SISTEMAS CONTENDO FENOL-ÁGUASOLVENTE: OBTENÇÃO E MODELAGEM TERMODINÂMICA.

Dissertação apresentada ao Programa
de Pós-Graduação em Engenharia,
Setorde Tecnologia da Universidade
Federal do Paraná, como requisito
parcial à obtenção do título de Mestre
em

Engenharia

de

Processos

Químicos e Térmicos.

Orientador: Prof. Dr. Luiz Fernando de Lima Luz Jr.

Curitiba
2007

Aos meus pais, Luiz Delfino e Dulseara,
pelo apoio, compreensão, carinho e amor.

Agradecimentos

Ao Professor Doutor Luiz Fernando de Lima Luz Jr.,pela orientação,
compreensão, incentivo e dedicação em todas as etapas do desenvolvimento deste
trabalho e por sua amizade.
À Universidade Federal do Paraná e ao Programa de Pós-Graduação em
Engenharia, PIPE, pela oportunidade de realizar este trabalho.
À Fundação Araucária e Capes, pelo apoio financeiro.
À minha família, que está sempre comigo e que eu amo tanto.
Ao meu namorado, Gustavo,e sua família pelo apoio direto e indireto na
realização deste trabalho.
Aos amigos de pós-graduação, Aleksandra, Artem, Bibiana, Emerson, Marisa,
Nice, Patrícia e em especial à Camila, pelo apoio mútuo e amizade.
Ao pessoal do LACAUT: André, Nicole, Tatiana, professor Yamamoto e em
especial à Lílian, pela ajuda, sugestões, apoio e dedicação.
À Katiane por estar sempre disposta a ajudar epelo companheirismo.
A todos aqueles que embora não tenham sido mencionados contribuíram de
alguma forma na execução deste trabalho.

IV

Resumo

O processo de separação líquido-líquido mais utilizado industrialmente é a extração
por solventes. Para representar o equilíbrio de fases deste processo são empregados
modelos de coeficiente de atividade. Esses modelos, por sua vez, possuemparâmetros
de interação intermoleculares que precisam ser previamente determinados a partir de
dados experimentais de equilíbrio líquido-líquido. Neste contexto, foi realizado um estudo
de equilíbrio líquido-líquido dos sistemas ternários: água + fenol + tolueno a 20, 26 e 35°C
e água + fenol + metil-isobutil-cetona (MIBC) a 26°C. Os limites de miscibilidade ou a
curva binodal para estessistemas foram obtidos pelo método da determinação do ponto
de turbidez. Os dados para a construção das linhas de amarração foram determinados
pela preparação de misturas de concentrações conhecidas dos três componentes na
região de formação de duas fases. Estas misturas, após agitação, foram mantidas em
repouso até a total separação das fases. Esperou-se que o equilíbrio fosse atingido e,então, amostras de ambas as fases foram coletadas e analisadas por cromatografia
gasosa. Para as análises utilizou-se uma coluna resistente à água em conjunto com as
técnicas de calibração externa e normalização para a estimativa do teor de água. Assim,
foram determinadas as concentrações de cada componente nas fases orgânica e aquosa.
Posteriormente, os dados experimentais foram correlacionadosatravés dos modelos de
predição dos coeficientes de atividades NRTL e UNIQUAC com estimativa dos
parâmetros de interação moleculares.

Palavras-Chave: Equilíbrio líquido-líquido, Equilíbrio de Fases, Sistema Ternário,
Fenol, NRTL, UNIQUAC.

V

Abstract

The most used liquid-liquid separation process in the industry is the solvent extration.
In order to represent this process, models ofactivity coefficients are used to calculate the
liquid-liquid equilibria of the components to be used. These models have molecular
interaction parameters that had to be previously determined from experimental data of the
liquid-liquid equilibria. In this context, a liquid-liquid equilibria study of the ternary systems
water + phenol + toluene at 20°C, 26° and 35°C, an d water + phenol +...
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