Equilíbrio Líquido-Líquido aplicado à separação Biodiesel/Glicerol

Abstract

O Biodiesel é um combustível renovável que surge como alternativa ao diesel e pode ser obtido a partir de fontes naturais como os óleos vegetais e as gorduras animais. Este combustível é biodegradável e não tóxico além de apresentar baixas emissões de poluentes quando comparado ao diesel. A produção do biodiesel pode ser feita a partir de uma reação de transesterificação ou alcoólise, na qual triacilgliceróis reagem com álcoois de cadeia curta produzindo ésteres de ácidos graxos (biodiesel) e glicerol. Os álcoois mais utilizados para obtenção dos ésteres são o metanol e o etanol e, para aumentar a conversão da reação de obtenção do biodiesel, esses álcoois são utilizados em excesso. Assim, como os ésteres de ácidos graxos e o glicerol são parcialmente miscíveis, durante a separação destes produtos, há a formação de duas fases líquidas, uma rica em ésteres e a outra em glicerol com o álcool residual distribuído entre as duas fases. As duas fases co-existentes atingem um estado de equilíbrio e a determinação dos dados do equilíbrio líquido-líquido (ELL) é fundamental para simulação e otimização da etapa de separação dos produtos formados. Neste trabalho foram medidos experimentalmente dados de ELL para sistemas pseudo- ternários de ésteres metílicos de ácido graxo (FAME)/metanol/glicerol e ésteres etílicos de ácido graxo (FAEE)/etanol/glicerol a 30, 45 e 60°C. O biodiesel utilizado neste trabalho foi produzido pela transesterificação do óleo de algodão. Os dados experimentais medidos mostraram, como esperado, que os álcoois distribuem-se predominantemente na fase glicerol. Aumento da fração de álcool na fase rica em éster é observado com o aumento da temperatura. Além disso, a fração de etanol na fase rica em éster é maior do que a fração de metanol nesta mesma fase. A partir dos dados experimentais medidos, predições do ELL foram realizadas pelo uso dos modelos UNIFAC e UNIFACDortmund. Os desvios entre os dados experimentais e calculados mostraram que estes modelos não conseguiram predizer satisfatoriamente toda a região heterogênea dos sistemas estudados, porém, para regiões mais distantes da região de solubilidade (regiões contendo menos de 30% de álcool na mistura) os modelos aplicados predizem com boa aproximação os dados de ELL