Equilibrio líquido vapor

Computación Aplicada a los Procesos Químicos M.C. Ma. Andrea Silva B. Diagrama de fases y diagrama de equilibrio A. Objetivo: Realizar un programa en Matlab en el que se apliquen las tres estructurasfundamentales en programación: secuencia, selección y repetición. B. Teoría: La destilación es una operación unitaria que se basa en la separación de compuestos en etapas de equilibrio. El equilibriolíquido-vapor de sistemas ideales se puede describir de la siguiente forma: a) Ley de Dalton: b) Ley de Raoult: donde:

∑x P
i

vap

i

= PT

(1) (2)

yi PT = xi Pi vap

Pi vap
PT xiyi

= = = =

Presión de vapor del componente i Presión total del sistema Fracción mol del componente i en la fase líquida (fracción mol = moles de i/moles totales) Fracción mol del componente i enla fase vapor

La presión de vapor de un compuesto puro se puede determinar empleando la ecuación de Antoine:

log P vap = A −
donde:

B C +T

(3)

Pi vap
T A,B,C

= Presión de vapordel componente i (en mm Hg) = Temperatura (en °C) = Constantes de la ecuación de Antoine para el componente i

Para un sistema binario (dos componentes) la ley de Dalton (ec. 1) se reduce a:

PT =PA + PB = xPAvap + PBvap (1 − x )

(4)

El subíndice A se refiere al compuesto más volátil y el subíndice B al compuesto menos volátil. Despejando x (fracción mol en la fase líquida del componentemás volátil) se obtiene:

x=

PT − PBvap PAvap − PBvap

(5)

Aplicando la ley de Raoult (ec. 2) al mismo sistema y despejando y (fracción mol en la fase vapor del componente más volátil) setiene que:

y=

vap x PA PT

(6)

1

Si se grafican x, y a diferentes temperaturas se obtiene lo que se conoce como el diagrama de fases del sistema (figura 1), mientras que si se grafica xvs. y se obtiene lo que se conoce como la curva de equilibrio líquido-vapor del sistema (figura 2):

Figura 1. Diagrama de fases

Figura 2. Curva de equilibrio líquido-vapor

Para obtener la...