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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ

LUCIANA MEIRELES HACKBART

EQUILÍBRIO LÍQUIDO-LÍQUIDO DE SISTEMAS CONTENDO FENOL-

ÁGUA-SOLVENTE: OBTENÇÃO E MODELAGEM TERMODINÂMICA.

CURITIBA

2007

LUCIANA MEIRELES HACKBART

EQUILÍBRIO LÍQUIDO-LÍQUIDO DE SISTEMAS CONTENDO FENOL-ÁGUA-

SOLVENTE: OBTENÇÃO E MODELAGEM TERMODINÂMICA.

Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia, Setor de 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 e pelo companheirismo. A todos aqueles que embora não tenham sido mencionados contribuíram de alguma forma na execução deste trabalho.

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, possuem parâmetros 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 estes sistemas 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 correlacionados através dos modelos de predição dos coeficientes de atividades NRTL e UNIQUAC com estimativa dos parâmetros de interação moleculares.

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