Título: MODELAGEM E SIMULAÇÃO DA CINÉTICA DE CONDENSAÇÃO ALDÓLICA DO N-BUTIRALDEÍDO EM MEIO ALCALINO

Título alternativo: KINETICS MODELLING AND SIMULATION FOR N-BUTYRALDEHYDE CONDENSATION IN ALKILINE MEDIUM

Autoria de: Giovanna Kellen Tavares de Andrade

Orientação de: Zuy Maria Magriotis

Coorientação de: Suellen Mendonça Nascimento

Presidente da banca: Zuy Maria Magriotis

Primeiro membro da banca: Suellen Mendonça Nascimento

Segundo membro da banca: João Moreira Neto

Terceiro membro da banca: Cristiane Alves Pereira

Palavras-chaves: 2-etil-2-hexenal, condensação aldólica, n-butiraldeído, modelagem, simulação

Data da defesa: 20/05/2021

Semestre letivo da defesa: 2020-2

Data da versão final: 28/05/2021

Data da publicação: 28/05/2021

Referência: Andrade, G. K. T. d. MODELAGEM E SIMULAÇÃO DA CINÉTICA DE CONDENSAÇÃO ALDÓLICA DO N-BUTIRALDEÍDO EM MEIO ALCALINO. 2021. 54 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química Bacharelado)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2021.

Resumo: O 2-etil-hexanol é um composto muito utilizado na indústria química e possui diversas aplicações como a fabricação de plastificantes, de agente antiespumante, de herbicidas, dentre outros. A produção deste composto pode ser feita a partir da utilização do n-butiraldeído, sendo este obtido a partir de alguns métodos, como a hidroformilação de propeno ou hidrogenação do crotonaldeído. Para a fabricação de 2-etil-hexanol, tem-se como etapa intermediária a reação de condensação aldólica do n-butiraldeído catalisada. Esta reação consiste na utilização do n-butiraldeído como reagente para a produção de 2-etil-2-hexenal, sendo este o produto de interesse, pois é a partir dele que o 2-etil-hexanol é originado. Além do 2-etil-2-hexenal, existe também a formação de dímeros e trímeros aldois, sendo estes os produtos secundários. Desta forma, o trabalho objetivou o estudo da modelagem e a realização da simulação da cinética de condensação aldólica do n-butiraldeído, em meio alcalino, para a obtenção de 2-etil-2-hexenal. A modelagem e a determinação dos parâmetros cinéticos das reações são importantes para determinar condições que favorecem a produção do produto de interesse (2-etil-2-hexenal). A simulação computacional foi feita no software Maple, considerando a modelagem de um reator CSTR. O equacionamento proveniente da modelagem foi feito considerando o sistema sem adotar simplificações, totalizando em cinco parâmetros para serem estimados, e com simplificações, totalizando três parâmetros. Após a estimativa dos parâmetros, as composições do reagente (n-butiraldeído), produto principal (2-etil-2-hexenal) e produtos secundários (dímero e trímero aldol) foram calculadas e foram feitas comparações dos resultados obtidos. O comportamento obtido para o reagente e produto de interesse foram satisfatórios tanto para o modelo sem simplificação, quanto para o simplificado, pois a fração mássica do n-butiraldeído diminuiu ao decorrer do tempo espacial, enquanto a do 2-etil-2-hexenal aumentou. Já para os produtos secundários, principalmente para o trímero, o resultado apresentou um maior desvio.

Abstract: 2-ethylhexanol is a widely used compound in the chemical industry and has several applications such as the manufacture of plasticizers, antifoaming agents, herbicides, among others. This compound can be produced from the use of n-butyraldehyde, which is obtained from various methods, such as the hydroformylation of propene or the hydrogenation of crotonaldehyde. For the manufacture of 2-ethylhexanol, the intermediate step is the catalyzed aldolic condensation reaction of n-butyraldehyde. This reaction consists of using n-butyraldehyde as a reagent for the production of 2-ethyl-2-hexenal, which is the product of interest, since 2-ethylhexanol is produced from it. Besides 2-ethyl-2-hexenal, there is also the formation of aldol dimers and trimers, which are the secondary products. Thus, this work aimed to study the modeling and simulation of aldol condensation kinetics of n-butyraldehyde, in alkaline medium, to obtain 2-ethyl-2-hexenal. Modeling and determining the kinetic parameters of the reactions is important to determine conditions that favor the production of the product of interest (2-ethyl-2-hexenal). The computer simulation was performed in Maple software, considering the modeling of a CSTR reactor. The equations used for the modeling were done considering the system without simplifications, totaling five parameters to be estimated, and with simplifications, totaling three parameters. After estimating the parameters, the compositions of the reactant (n-butyraldehyde), main product (2-ethyl-2-hexenal) and side products (aldol dimer and trimer) were calculated and comparisons of the obtained results were made. The behavior obtained for the reactant and product of interest were satisfactory for both the unsimplified and the simplified model, since the mass fraction of n-butyraldehyde decreased over space time, while that of 2-ethyl-2-hexenal increased. For the side products, especially for the trimer, the result showed a larger deviation.

URI: sip.prg.ufla.br/publico/trabalhos_conclusao_curso/acessar_tcc_por_curso/
engenharia_quimica/20202201610477

URI alternaviva: repositorio.ufla.br/handle/1/47122

Curso: G033 - ENGENHARIA QUÍMICA (BACHARELADO)

Nome da editora: Universidade Federal de Lavras

Sigla da editora: UFLA

País da editora: Brasil

Gênero textual: Trabalho de Conclusão de Curso

Nome da língua do conteúdo: Português

Código da língua do conteúdo: por

Licença de acesso: Acesso aberto

Nome da licença: Licença do Repositório Institucional da Universidade Federal de Lavras

URI da licença: repositorio.ufla.br

Termos da licença: Acesso aos termos da licença em repositorio.ufla.br

Detentores dos direitos autorais: Giovanna Kellen Tavares de Andrade e Universidade Federal de Lavras

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