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Tipo do documento: Dissertação
Título: Desenvolvimento de modelos preditivos para o parâmetro de interação binária na descrição do equilíbrio líquido-vapor de solventes eutéticos profundos e CO2 utilizando equações de estado cúbicas
Título(s) alternativo(s): Development of cohesive binary interaction parameters predictive models to describe the liquid-vapor equilibrium of deep eutectic solvents and CO2 using cubic equations of state
Autor: Bastos, Caenam Martins Brum 
Primeiro orientador: Paredes, Márcio Luis Lyra
Segundo orientador: Alijó, Pedro Henrique Rodrigues
Primeiro membro da banca: Silva, Silvana Mattedi e
Segundo membro da banca: Alberton, André Luis
Terceiro membro da banca: Torres, Alexandre Rodrigues
Resumo: Considerando a crescente preocupação em relação às mudanças climáticas, em especial pela emissão de CO2 e outros gases de efeito estufa, bem como a necessidade de buscar por soluções mais sustentáveis frente às tecnologias usuais de captura e armazenamento de carbono, esse estudo se motiva no potencial de solventes eutéticos profundos (SEP) na absorção de CO2. A presente pesquisa foca na modelagem do equilíbrio líquido-vapor (ELV) estabelecido entre SEP e CO2 utilizando as equações de estado (EdE) cúbicas de Soave-Redlich-Kwong (SRK-EdE) e Peng-Robinson (PR-EdE), com ênfase na estimação e predição do parâmetro de interação binária coesivo (k_ij). Dada a complexidade estrutural dos SEP, formados por doadores e aceptores de ligações de hidrogênio, suas propriedades críticas foram estimadas através do médodo de contribuição de grupos de Lydersen-Joback-Reid modificado, tratando os SEP como pseudocomponentes. Foi possível estabelecer as simulações de ajuste para o k_ij para 46 diferentes SEP, submetidos a diferentes temperaturas, e resultando em valores superiores a 0,2, contradizendo o intervalo típico adotado na literatura entre [-0,1;0,2]. Estes resultados demonstram a necessidade de uma parametrização acurada ao modelar sistemas estabelecidos entre SEP e CO2. Uma correlação, então, foi desenvolvida para prever valores de k_ij como uma função do fator acêntrico do SEP e da temperatura crítica do CO2, obtendo desvios médios relativos absolutos (AARD%) de 4,89% para o modelo SRK-EdE e 4,75% para o PR-EdE, quando comparados aos valores de k_ij ajustados a partir dos dados da literatura. Além disso, foi possível adotar estratégias de agrupamento (clustering) para classificar os SEP e obter correlações ainda mais precisas, com desvios médios absolutos (AD%) entre 1,69% e 4,05%.
Abstract: Considering the growing concern regarding climate conditions, especially CO2 emissions, as well as the need to search for more sustainable solutions to the usual carbon capture and storage technologies, this study is motivated by the potential of deep eutectic solvents (DES) in CO2 absorption. The current research focuses in modelling the liquid-vapor equilibrium (LVE) stablished between DES and CO2 through the use of cubic equations of state (EoS) proposed by Soave-Redlich-Kwong (SRK-EdE) and Peng-Robinson (PR-EdE), emphasizing the estimation and prediction of the cohesive binary interaction parameter (k_ij). Given the structural complexity of the SEP, formed by hydrogen bond donors and acceptors, their critical properties were estimated through the modified Lydersen-Joback-Reid group contribution method, treating the SEP as pseudocomponents. It was possible to establish the simulations to adjust k_ij for 46 different SEP, subjected to different temperatures, and resulting in values higher than 0.2, contradicting the typical range adopted in the literature between [-0.1;0.2]. These results demonstrate the need for an accurate parameterization when modeling systems established between SEP and CO2. A correlation was then developed to predict k_ij values as a function of SEP’s acentric factor and CO2 critical temperature, obtaining average absolute relative deviations (AARD%) of 4.89% for the SRK-EdE model and 4.75% for the PR-EdE, when compared to the k_ij values adjusted from the literature data. In addition, it was possible to carry out clustering strategies to classify the SEP and obtain even more accurate correlations, with mean absolute deviations (AD%) between 1.69% and 4.05%.
Palavras-chave: Solventes eutéticos profundos
CO2
Equações de estado cúbicas
Parâmetro de interação binária
Deep eutectic solvents
Cubic equations of state
Binary interaction parameters
Área(s) do CNPq: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UERJ
Departamento: Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto de Química
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
Citação: BASTOS, Caenam Martins Brum. Desenvolvimento de modelos preditivos para o parâmetro de interação binária na descrição do equilíbrio líquido-vapor de solventes eutéticos profundos e CO2 utilizando equações de estado cúbicas. 2025. 112 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Instituto de Química, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2025.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/24703
Data de defesa: 17-Jul-2025
Aparece nas coleções:Mestrado em Engenharia Química



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