Phase Equilibria of Binary and Ternary Systems Containing ILs, Dodecane, and Cyclohexanecarboxylic Acid

This paper reports both the binary and ternary phase behavior of ionic liquids for extracting cyclohexanecarboxylic acid (CCA) from dodecane. This system is a model for the extraction of acids representative of naphthenic acids found in crude oils. In order to develop an effective ternary liquid-liquid extraction system the preliminary selection of ionic liquids was based on CCA miscibility and the dodecane immiscibility with selected ILs. A wide range of ILs based on different cations, anions, cation alkyl-chain length, as well as the effect of temperature on the overall fluid phase behavior is reported. Factors such as variation of cation group, anion effect, alkyl-chain length, and temperature all impact the extraction to various degrees. The largest effects were found to be the lipophilicity of the IL cation and the co-ordination ability of the anion. While CCA capacity increased with lipophilicity of the cation, as did the dodecane. Highly coordinating anions such as trifluoroacetate and triflate demonstrated that highly efficient extraction could be obtained producing favorable tie-lines in the ternary phase diagram. Overall, this study demonstrates that ILs can selectively extract acids from hydrocarbon streams and offers possible treatment solutions for problems associated with the processing of high acid crude oils.

Solid–liquid equilibria in systems [Cxmim][Tf2N] with diethylamine

In the present work, the solid–liquid–liquid equilibrium in the binary system of diethylamine (1) and ionic liquid (2) 1-methyl-3-ethylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide and solid–liquid equilibrium in system 1-methyl-3-butylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide was studied. Phase equilibrium was determined experimentally by means of a polythermic method. These data were then used to determine the activity coefficients for both ionic liquids. For the pure diethylamine the enthalpy of fusion was determined by differential scanning calorimetry, because to the best of our knowledge, this data is not yet reported in the open literature, a contrario of pure ionic liquids tested during this work.

Evaluation of the ionic liquids 1-alkyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate as a solvent for the extraction of benzene from cyclohexane : ( Liquid + liquid ) equilibria

In the catalytic hydrogenation of benzene to cyclohexane, the separation of unreacted benzene from the product stream is inevitable and essential for an economically viable process. In order to evaluate the separation efficiency of ionic liquids (ILs) as a solvent in this extraction processes, the ternary (liquid + liquid) equilibrium of 1-alkyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate, [Cnmim][PF6] (n = 4, 5, 6), with benzene and cyclohexane was studied at T = 298.15 K and atmospheric pressure. The reliability of the experimentally determined tie-line data was confirmed by applying the Othmer–Tobias equation. The solute distribution coefficient and solvent selectivity for the systems studied were calculated and compared with literature data for other ILs and sulfolane. It turns out that the benzene distribution coefficient increases and solvent selectivity decreases as the length of the cation alkyl chain grows, and the ionic liquids [Cnmim][PF6] proved to be promising solvents for benzene–cyclohexane extractive separation. Finally, an NRTL model was applied to correlate and fit the experimental LLE data for the ternary systems studied.

Phase equilibria modeling for biofuels production

Em consequência de uma série de problemas ambientais, económicos e políticos relacionados com o uso de combustíveis convencionais, vários países estão agora a focar as suas atenções em combustíveis alternativos. O biodiesel está na linha da frente das alternativas ao petróleo no sector dos transportes, sendo considerado uma opção a curto prazo visto que o seu preço é competitivo e não são necessárias mudanças nos motores para implementar o seu uso. De entres os possíveis processos de produzir biodiesel, a reacção de transesterificação com catálise básica é o método preferido. Depois da reacção são sempre necessários processos de purificação de modo ao biodiesel produzido cumprir os standards definidos para os combustíveis alternativos, reduzindo problemas de motor e consequentemente aumentando a sua aceitação por parte dos consumidores. De entre as especificações encontram-se o conteúdo em água, em álcool e em glicerol. Ser-se capaz de descrever correctamente o equilíbrio de fases de sistemas que são de interesse para os processos de purificação de biodieseis numa gama alargada de condições termodinâmicas é uma condição necessária para uma correcta simulação do processo industrial, de modo a se atingir uma elevada produtividade a baixos custos de operação. O uso de moléculas oxigenadas como combustíveis representa uma alteração significativa em termos da termodinâmica de soluções. Para combustíveis baseados em petróleo as equações de estado cúbicas e os modelos clássicos de coeficientes de actividade mostraram ser apropriados, no entanto para combustíveis novos como o biodiesel, sendo mais complexos do ponto de vista das interacções intermoleculares com formação de dipolos e pontes de hidrogénio, são necessários modelos termodinâmicos mais complexos para descrever essas interacções. Neste trabalho a CPA EoS (Cubic-Plus-Association Equation of State) será desenvolvida de modo a permitir uma descrição adequada dos equilíbrios líquido-vapor e líquido-líquido para uma serie de sistemas binários e multicomponentes contendo água, ácidos gordos, ésteres de ácidos gordos, glicerol e álcoois.

Gas liquid equilibria at high pressures

Este trabalho tem como objectivo a medição da solubilidade de gases em líquidos a altas pressões. Para a realização experimental foi usada uma célula de altas pressões de volume variável e um método de observação directa para a detecção das transições de fase. As condições usadas neste trabalho experimental foram temperaturas entre 276.00 e 373.15 K e pressões ate 100 MPa. Numa primeira fase foram efectuadas medições de solubilidade de metano em anilina pura e para uma solução aquosa de composição mássica igual a 5% em anilina. A anilina é fundamentalmente usada em processos como a produção de borracha, de poliuretanos, pigmentos e tintas, fármacos, herbicidas e fungicidas. É usualmente produzida através de processos de redução do nitrobenzeno por reacção com o HCl. De facto, esta síntese é um processo químico complexo onde um grande número de processos compete entre si. Alterações nas condições do processo com a possível formação de produtos intermediários podem afectar a eficiência do processo. Para a sua melhoria foi sugerido que o hidrogénio usado fosse simultaneamente produzido e gasto no reactor principal. Neste caso e para a produção do mesmo, era necessário adicionar metano e água ao reactor. Tendo por base a ideia de que as reacções onde o hidrogénio é reagente e produto ocorrem em simultâneo, torna-se clara a importância do estudo da solubilidade do metano em anilina pura e em soluções aquosas desta. Numa segunda fase foi estudada a solubilidade do dióxido de carbono em soluções aquosas de tri-iso-butil(metil)fosfónio tosilato, com composições molares são de 4, 8 e 12% em líquido iónico. Este pertencente à família dos fosfónios. Possui uma viscosidade e densidade elevadas, é térmica e quimicamente estável e ainda possui uma elevada polaridade. Apresenta uma miscibilidade completa em água e nos solventes mais usuais, como o diclorometano e tolueno, não sendo no entanto míscivel em hexano. O tri-isobutil( metil)fosfónium tosilato é usado como solvente nos processos de hidroformilação de olefinas e ainda em processos de captura e conversão de dióxido de carbono. Neste trabalho experimental, a temperatura e a pressão foram inicialmente aumentadas até o sistema atingir o equilíbrio. A pressão é diminuída lentamente até se verificar o aparecimento/desaparecimento da última bolha de gás. A pressão à qual a última bolha de gás desaparece representa a pressão de equilíbrio para aquela temperatura. Este procedimento foi efectuado para vários sistemas e várias temperaturas.

High temperature vapour-liquid equilibria of water-polyalcohol mixtures

Tese de doutoramento, Química (Química Tecnológica), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2014

Strategic trade policy and signaling costs with differentiated goods

We consider a trade policy model, where the costs of the home firm are private information but can be signaled through the output levels of the firm to a foreign competitor and a home policymaker. We compute the separating equilibrium and the Bayesian Nash equilibrium, and we compare the subsidies, firms’ expected profits and home government’s welfare in both equilibria, for different values of the own price effect parameter.