Esterificacao de acetato de metila

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Lista de abreviaturas e siglas

ABNT

Associação Brasileira de Normas Técnicas

PUCPR

Pontifícia Universidade Católica do Paraná

CEPEA

Centro de Estudos Avançados em Economia Aplicada

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SUMÁRIO

1 Introdução 6

1.1 Objetivos 7

1.1.1 Objetivo Geral 7

1.1.2 Objetivos Específicos 7

2 revisão bibliográfica 8

2.1 MÉTODOS DE OBTENÇÃO 8

2.2 MATÉRIAS-PRIMAS 8

2.2.1 Obtenção 8

2.2.2 Propriedades 10

2.3 Acetato de etila 10

2.3.1 Esterificação 10

2.3.2 Aplicações 11

2.3.3 Mercado 11

2.3.4 Propriedades 12

3 estudo termodinâmico 13

4 estudo cinético 20

5 INFLuência da Temperatura 25

6 dimensionamento dos Reatores 28

6.1 reator em batelada 29

6.2 reator CSTR 30

6.3 reator PFR 31

7 ESCOLHA DO REATOR 31

7.1 Reator CSTR 31

8 CONCLUSÃO 36

Referências 37

APÊNDICE A – memorial de cálculos 39

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Introdução

Este trabalho tem como principal objetivo dimensionar um reator homogêneo ideal para a produção de acetato de etila. O reator será projetado para a reação de esterificação entre acído acético e etanol utilizando o ácido sulfúrico como catalisador.

É um objetivo de estudo muito importante, visto que o acetato de etila ou etanoato de etila é um dos ésteres que mais possui aplicações industriais. Isso se deve principalmente por ser um composto com baixo custo e baixa toxicidade. Possui um odor adocicado, por essa caracteristica é amplamente usado em essências artificiais (CHAZIN, 2012).

O trabalho está divido em 4 grandes seções, para que seja possível fazer um estudo completo. Primeiramente é apresentada uma revisão bibliográfica, contendo informações sobre as propriedades do acetato, quais são as possíveis formas de produção e qual foi a escolhida, uma análise do mercado consumidor e a aplicabilidade do produto na indústria. Após a revisão, encontra-se o estudo termodinâmico, que teve como objetivo determinar as melhores condições de temperatura e pressão para que a reação ocorra com alta taxa de conversão.

O design de um reator industrial deve ser baseado, também, no estudo da cinética química; para tal, fizeram-se experimentos pilotos em laboratório objetivando encontrar o modelo de reação adequada. Outra finalidade desta análise foi encontrar estimativas de parâmetros confiáveis que sejam dependentes das variáveis de operação, como pressão e temperatura. (LASA, 1986)

Diversos fatores são considerados na seleção de reatores químicos; o último passo do projeto foi o dimensionamento do reator homogêneo ideal para o processo. Um engenheiro químico deve fazer a escolha correta que renderá maior produção e pureza, minimizará a poluição e maximizará o lucro avaliando preço de compra, manutenção e operação. (COKER, 2001)

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Objetivos

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Objetivo Geral

Realizar uma revisão bibliográfica e os estudos termodinâmico e cinético para dimensionar um reator adequado à reação de produção de acetato de etila, nas condições estipuladas.

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Objetivos Específicos

Os objetivos específicos do trabalho são:

- levantar os dados padrões da literatura;

- determinar a constante de equlibrio para a condição padrão;

- observar a variação da constante sob o efeito da temperatura e da pressão;

- calcular a conversão de equilíbrio ideal com excesso de reagentes;

- definir um intervalo de temperatura, bem como a composição da mistura reacional, adequados para a reação;

- determinar o tempo de reação a partir da concentração do ácido acético com dados experimentais;

- determinar a ordem da reação na temperatura de operação;

- calcular a constante de velocidade para as reações direta e inversa;

- estipular a equação da velocidade para a reação em análise;

- dimensionar o reator (volume e altura) considerando os dados calculados e vazão diária de produto (FR) e conversão (XA) pré-estabelecidos;

- decidir qual o melhor reator para tais condições, bem como seu material.

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revisão bibliográfica

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MÉTODOS DE OBTENÇÃO

Existem