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Type: DISSERTAÇÃO
Degree Level: Mestrado
Title: Estudo da miscibilidade de etanol com componentes do diesel e biodiesel
Author: Caetano, Tatiana
Advisor: Mohamed, Rahoma Sadeg, 1951-
Abstract: Resumo: A emissão de poluentes através de veículos automotores é um dos grandes problemas ambientais enfrentados atualmente. Os motores a diesel possuem uma maior eficiência em relação aos motores de gasolina, porém liberam uma quantidade maior de poluentes na atmosfera. A modificação na composição do combustível e a melhoria na tecnologia da fabricação do motor são as propostas apresentadas para combater este efeito poluente. A mudança na composição do combustível é provavelmente o caminho de impacto mais efetivo pois é imediato. A adição de compostos oxigenados ao diesel, como os álcoois, atuará na melhoria da combustão, reduzindo o material particulado emitido do motor diesel. O etanol geralmente é o mais escolhido entre os álcoois pela sua facilidade de produção em grande escala e pela relativa não toxidade quando comparado ao metanol, por exemplo. Porém, o etanol apresenta solubilidade limitada no diesel e causa reduções indesejáveis no número de cetano e na viscosidade do combustível. Aditivos como ésteres produzidos com a transesterificação de óleos vegetais podem melhorar a solubilidade de etanol no diesel e aumentar o número de cetano. O presente trabalho objetiva realizar estudos de sistemas modelo visando apresentar subsídios que permitem a melhor compreensão do comportamento de miscibilidade de etanol em diesel. Os sistemas estudados são formados de etanol e componentes normalmente encontrados no diesel (hidrocarbonetos) e alguns componentes encontrados no biodiesel (ésteres). O trabalho procura o levantamento sistemático de curvas de equilíbrio líquido-líquido ocorrendo na adição do etanol aos componentes escolhidos. O método utilizado consiste na verificação da separação de fases da mistura através da identificação do ponto de turvação e observação de uma separação de fases ao manter o sistema na temperatura de turvação. Os resultados obtidos indicam a existência de uma temperatura superior de solução (UCST) que variou de -9,8ºC a 69,2ºC para sistemas compostos de etanol e hidrocarbonetos parafínicos, de 13,7ºC a 51,7ºC para sistemas compostos de etanol e hidrocarbonetos oleofínicos, de -30,1°C a 11,2ºC para sistemas compostos de etanol e hidrocarbonetos aromáticos, de -9,1ºC a -2,2ºC para sistemas compostos de etanol e ésteres. Para um sistema composto de etanol e um hidrocarboneto naftênico a UCST foi de 4,3ºC. O comportamento da mistura etanol l tetradecano foi o mais semelhante ao comportamento da mistura etanol I diesel, sendo este hidrocarboneto o escolhido como padrão de comparação para os estudos. Foi verificado que com as misturas de etanol com hidrocarbonetos parafínicos e oleofínicos, a temperatura superior da solução diminui gradualmente ao aumento da massa molecular de hidrocarboneto. Estudos de miscibilidade de hidrocarbonetos parafínicos com diferentes álcoois indicam que quanto menor o tamanho da cadeia do álcool, maior será a temperatura crítica da solução, no entanto foi verificado que isômeros do álcool não interferem nas temperaturas de transição de fases. O efeito de diferentes ésteres normalmente encontrados no biodiesel como o oleato de meti/a e o oleato de isobutila, assim como também outras substâncias como o ácido caprílico, o ácido oléico, o ácido esteárico e a dodecilamina adicionados às misturas de etanol e hidrocarbonetos parafínicos na proporção de 2% p/p como aditivos foi avaliado e os resultados indicaram que o melhor aditivo para aumentar a miscibilidade das misturas etanol e hidrocarbonetos é a dodecilamina

Abstract: The emission of pollutant through vehicles is one of the great environmental problems faced now. The diesel engines possess a larger efficiency in relation to the motors of gasoline, however they liberate a larger amount of pollutant in the atmosphere. The modification in the composition of the fuel and the improvement in the technology of the production of the motor are the proposals presented to combat this pollutant effect. The change in the composition of the fuel is probably the more effective impact because it is immediate. The addition of oxygenated compositions to the diesel, as alcohols, will act in the improvement of the combustion, reducing the particulate material emitted of the diesel engine. The ethanol is usually the most chosen among the alcohols for its easy production in great scale and for not being poisonous as the methanol, for example. However, the ethanol presents limited solubility in the diesel and cause undesirable reductions in the cetane number and in the viscosity of the fuel. Addictive as esters produced with the transesterification of vegetable oils can improve the ethanol solubility in the diesel and increase the cetane number. The present work aims at to accomplish studies of systems model seeking to present subsidies that allow the best understanding of the behavior of ethanol miscibility in diesel. The studied systems are formed of ethanol and components found usually in the diesel (hydrocarbons) and some components found in the biodiesel (esters). The work searches to demonstrate the curves of liquid-liquid equilibrium of ethanol with the chosen components. The used method consists of the verification of the separation of phases of the mixture through the identification of the turbidity point and observation of a separation of phases when maintaining the system in the turbidity temperature. The obtained results indicate the existence of a upper critical solution temperature (UCST) that varied from -9,8ºC to 69,2ºC to systems composed of ethanol and paraphinic hydrocarbons, from 13,7ºC to 51, 7°C for systems composed of ethanol and oleophinic hydrocarbons, from -30,1ºC to 11,2ºC for systems composed of ethanol and aromatic hydrocarbons, from -9,1ºC to -2,2ºC for systems composed of ethanol and esters. For a system composed of ethanol and a naphtenic hydrocarbon the UCST was of 4,30ºC. The behavior of the mixture ethanol / tetradecane was the more similar of the behavior of the mixture etanol / diesel, being this hydrocarbon the chosen as comparison pattern for the studies. It was verified that with the mixtures of ethanol with paraphinic and oleophinic hydrocarbons, the upper critical solution temperature decreases gradually with the increase of the molecular mass of hydrocarbon. Studies of the miscibility of paraphinic hydrocarbons with different alcohols indicate that as smaller the size of the chain of the alcohol, adult will be the critical temperature of the solution, however it was verified that the isomerics of the alcohol do not interfere in the temperatures of transition of phases. The effect of different esters usually found in the biodiesel as the methyl oleate and the isobutyl oleate, as well as also other substances as the octanoic acid, the oleic acid, the stearic acid and the dodecylamine added to the mixtures of ethanol and paraphinic hydrocarbons in the proportion of 2% p/p as addictive was evaluated and the results indicated that the best addictive to increase the miscibility of the mixtures ethanol and hydrocarbons is the dodecylamine
Subject: Combustíveis diesel
Álcool
Equilíbrio líquido-líquido
Hidrocarbonetos
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: CAETANO, Tatiana. Estudo da miscibilidade de etanol com componentes do diesel e biodiesel. 2003. 113p. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/266466>. Acesso em: 3 ago. 2018.
Date Issue: 2003
Appears in Collections:FEQ - Tese e Dissertação

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