Equilíbrio de fases do DMF e NMP em Propano

Abstract

Resumo: O projeto de processos que envolvem misturas fluidas a altas pressões necessita de um conhecimento prévio sobre o comportamento de fases. Frações pesadas do petróleo são conhecidas por possuírem um alto teor em compostos aromáticos com a presença de nitrogênio e enxofre. A remoção destes compostos pode ser feita usando solventes industriais tais como DMF e NMP. Altos rendimentos podem ser obtidos com o uso de fluidos pressurizados, como o propano, que tem a vantagem adicional de evitar a formação de azeótropos comumente encontrados nestes sistemas. Neste trabalho, dados de comportamento de fases de sistemas binários e ternários envolvendo propano, DMF, NMP e metanol são reportados. O método empregado foi o estático-sintético, que consiste em determinar a pressão de transição para uma dada temperatura e composição global do sistema. As temperaturas averiguadas variam de 323,15 K até 393,14K. Pressões de transição de até 160 bar foram observadas. Os resultados mostram que os sistemas binários Propano – DMF e Propano - NMP apresentam comportamento semelhante, como a presença de uma curva de transição do tipo UCST e a presença de um ponto crítico terminal superior (UCEP) em temperatura superior a temperatura crítica do propano. As pressões de transição dos sistemas com DMF são menores do que aquelas encontradas em sistemas com o NMP. A presença do metanol diminui a região de imiscibilidade líquido-líquido. As características dos envelopes de fase encontrados sugerem que os sistemas binários Propano - DMF e Propano - NMP apresentam um diagrama de fase do Tipo lll de acordo com a classificação de van Konynenburg e Scott.

Abstract: The process design that involves fluid mixtures at high pressure requires a previous knowledge of the phase equilibrium behavior. Heavy fraction of Petroleum is characterized by high content of aromatics compounds, especially those containing of nitrogen and sulfur. High yields can be achieved by use of compressed fluid like propane. Furthermore the use of propane avoid the azeotrope formation commonly related at low pressure. In this work, phase equilibria data at high pressure of binary and ternary systems involving Propane, DMF, NMP. The influence of methanol addition as co-solvent is investigated too. The temperature and global propane molar fraction ranges investigated are 323,15 K – 393,15 and 0,1 – 0,998, respectively. The staticsynthetic method which consist of determination of phase envelop without sampling, was used. Liquid–liquid, liquid-vapor and liquid-liquid-vapor transition were vis ally detected with pressure transition up to 160 bar. Results show thatthe binary and ternary systems have similar behavior, with an Upper Critical Solution Temperature transition curve and an upper critical end point at temperature higher than the propane critical temperature. The system with DMF presents lower pressure transition when compared to the system with NMP. The presence of methanol reduces the liquid-liquid immiscibility region in both systems. The features of phase envelop of binary system plotted in a P-T diagram suggests that these present a Type III behavior according to the van Konynenburg -Scott classification.