Equilíbrio multifásico dos sistemas palmitato de alquila + alquil-OH + glicerol (101,3 kPa). Experimental, modelagem termodinâmica e simulação de dinâmica molecular

O biodiesel é um biocombustível produzido através do processo de transesterificação ou “alcólise”. Nesse processo, triglicerídeos reagem com álcoois de cadeia curta (alquil-OH), produzindo uma solução de ésteres de ácidos graxos e glicerol. Os ésteres de ácidos graxos e glicerol são parcialmente miscíveis, formando duas fases líquidas durante a separação desses produtos. Assim, é importante determinar os dados de equilíbrio líquido-líquido (ELL) e líquido-líquido-vapor (ELLV) para melhor compreensão do processo de transesterificação, melhorar a taxa de reação, seletividade, simulação e otimização do reator e mistura reacional e dos processos de separação. Este trabalho teve como objetivo realizar a análise (experimental, modelagem e simulação dinâmica) do ELL e do ELLV dos sistemas palmitato de alquila + alquil-OH + glicerol a 101.3 kPa. No ELL (318.15 K), foi construída a curva binodal e, em uma célula de equilíbrio encamisada, os dados experimentais (linhas de amarração) foram medidos e submetidos ao teste de qualidade, sendo utilizados para determinar os fatores de separação. No ELLV, foram construídas as curvas de calibração e, em um ebuliômetro de Othmer modificado, os dados experimentais foram medidos e submetidos ao teste de consistência. As modelagens termodinâmicas foram feitas usando as abordagens gamma-gamma (ELL) e gamma-gamma-phi (ELLV) e o modelo NRTL (Non-Random Two-Liquids). A simulação de dinâmica molecular (SDM) foi realizada para determinar as funções de distribuição radial (FDRs), as funções de distribuição espacial (FDEs) e as energias de interação. Os resultados experimentais, modelagem e da SDM foram analisados para determinadas composições e indicam que as moléculas de metanol ou etanol interagem fortemente com o glicerol em comparação com as moléculas de palmitato. Isso sugere que a fase rica em glicerol apresentou maior teor de metanol ou etanol, o que levou a uma economia significativa na etapa de purificação do biodiesel.