Resumo: Os crescentes níveis globais dos gases do efeito estufa, especialmente as emissões de dióxido de carbono (CO2), causam danos ambientais e problemas que afetam a humanidade e o ecossistema. O CO2 é o gás do efeito estufa que mais contribui para esses problemas devido à combustão de carvão, petróleo e gás natural, transporte, e outros processos industriais. A captura e armazenamento de carbono (CCS) tem se mostrado um método eficaz para reduzir a emissão de CO2. A absorção, por sua vez, é a tecnologia mais utilizada para capturar o CO2 pré e pós-combustão. A monoetanolamina (MEA) tem provado ser o solvente químico mais eficiente. No entanto, a MEA é ambientalmente nociva. O processo comercial Selexol, que usa o éter dimetílico de polietilenoglicol como solvente físico também é amplamente usado na captura do CO2, porém sua alta viscosidade aumenta os custos operacionais. Dessa maneira, há a necessidade de desenvolver solventes mais ecologicamente corretos para a captura de CO2, tais como os solventes eutéticos profundos (DESs) e os solventes eutéticos (ESs). Os DESs ou ESs são formados por meio da mistura de até três componentes de alta pureza e baixo custo, que, devido as forças atrativas, formam uma mistura eutética. Eles podem ser produzidos em larga escala e além disso, são biodegradáveis e vêm sendo apontados, em diversos estudos, como substitutos dos solventes orgânicos na absorção de gases, como o CO2, entretanto apenas a pressão atmosférica. Assim, este projeto de doutorado teve como principais objetivos: (I) determinar dados de equilíbrio de fases de seis tipos de ESs puros a altas pressões, até 250 bar; (II) obter dados de solubilidade de CO2 em seis ESs a altas pressões, a fim de verificar qual ES é o melhor absorvente dos gases; (III) estudar a influência da temperatura e pressão no processo de absorção; (IV) fazer a modelagem termodinâmica utilizando equações de estado e o COSMO-RS na solubilidade de gases leves em ESs encontrados na literatura. Os dados foram modelados usando as Equações de Estado (EoS) de Peng-Robinson e Cubic Plus Association (CPA) para predizer o comportamento das fases e suas propriedades em função da pressão e temperatura Ver menos

Abstract: Increasing global levels of greenhouse gases (GHGs), especially CO2 emissions, cause environmental damage and problems that affect humanity and the ecosystem. Carbon dioxide (CO2) is the GHG that most contributes to these problems due to the combustion of coal, oil and natural gas, transportation, and other industrial processes. Carbon capture and storage (CCS) is an effective method for reducing CO2 emissions. Absorption is the most used technology to capture pre- and post-combustion CO2. Monoethanolamine (MEA) has proven to be the most efficient chemical solvent. However, MEA is environmentally harmful. The commercial Selexol process, which uses polyethylene glycol dimethyl ether as the physical solvent, is also widely used for CO2 capture, but its high viscosity increases operating costs. Thus, it is necessary to develop more environmentally friendly solvents for CO2 captures, such as Deep Eutectic Solvents (DESs) and eutectic solvents (ESs). DESs or ESs are formed by mixing up to three components of high purity and usually low cost, which, due to attractive forces, form a eutectic mixture. They can be produced on large scale, are biodegradable, and have been suggested in several studies as substitutes for organic solvents in the absorption of gases such as CO2, but only at atmospheric pressure. Thus, this Ph.D. project had as main objectives: (I) to determine the phase equilibrium diagram of six types of pure ESs at high pressures, up to 250 bar; (II) to obtain the CO2 solubility data in six ESs at high pressures, to verify which ES is the best gas absorber; (III) to study the influence of temperature and pressure on the absorption process; (IV) to perform thermodynamic modeling using equations of state and COSMO-RS for the solubility of light gases in ESs found in the literature. The data were modeled using Peng- Robinson and Cubic Plus Association (CPA) Equations of State (EoS) to predict the behavior of the phases and their properties as a function of pressure and temperature Ver menos