Avaliação de equações de estado cúbicas para o cálculo da massa específica de ésteres e biodieseis em ampla faixa de temperatura e pressão

Abstract

A massa específica é uma das principais propriedades para simulações e projetos de equipamentos – como reatores químicos, bombas, decantadores e trocadores de calor. As equações de estado cúbicas (EdECs) são amplamente utilizadas nas etapas de pesquisa e desenvolvimento de novos projetos ou otimização dos já existentes. Entretanto, estas equações não são recomendadas para a estimativas da massa específica na fase líquida, sendo necessário o uso de correlações de translação de volume (CTVs) para reduzir as imprecisões. Nos últimos anos, o biodiesel ganhou bastante notoriedade no mercado nacional e internacional, principalmente por ser renovável e apresentar um ciclo de carbono fechado. Neste trabalho, as principais EdECs (Soave-Redlich-Kwong e Peng-Robinson) utilizadas em simulação de processos e CTVs encontradas na literatura foram avaliadas na predição da massa específica de ésteres graxos e biodiesel (mistura desses compostos). Para isso, desenvolveu-se um banco de dados experimentais de ésteres e biodieseis, em variadas temperatura e pressões. No total, foram utilizados 4.922 dados experimentais de 38 ésteres e 2.464 dados experimentais de 14 biodieseis. Os parâmetros estatísticos utilizados foram o Desvio Relativo Absoluto Médio (%DRAM) e o Desvio Médio Absoluto (DMA) e o Desvio Relativo Médio (%DRM). Os modelos que apresentaram os melhores resultados para ésteres puros foram: Peng-Robinson com a CTV de Lin e Duan (DMAR = 3,00%), para dados à pressão atmosférica; e Peng-Robinson sem CTV (DMRA = 4,99%), para condições de altas pressões, foi quem apresentou os menores desvios, podendo-se afirmar as devidas correlações de translação de volume não são eficientes para cálculo da massa específica de ésteres na fase líquida a altas pressões. Enquanto para biodieseis foram: Peng-Robinson com a CTV proposta por Forero e Velásquez (DMAR = 4,16%), para pressão atmosférica e altas pressões