Modelos De Coeficientes De Actividad

HERNÁNDEZ PRIEGO NOMAR I.A.
UNIDAD II. PROPIEDADES TERMODINAMICAS DE LOS SISTEMAS.
PARTE I
A. Modelos de solución(Margules, Van Laar, Wilson, NTRL, UNIQUAC, UNIFAC); a partir de datos de equilibrio liquido-vapor y determinación de los parámetros de los modelos de solución.
Aunque las ecuaciones deestado han probado ser confiables en la predicción de propiedades de mezclas de hidrocarburos en un amplio rango de condiciones operativas, su aplicación está limitada primariamente a compuestos no polares o levemente polares. El manejo de mezclas con compuestos polares o con comportamiento no ideal, se ha hecho, tradicionalmente, en base a un modelo dual.
Los modelos de coeficiente de actividadson, comparados con las ecuaciones de estado, de una naturaleza más empírica, y por lo tanto, no pueden ser usadas con seguridad en generalizaciones o extrapolaciones a condiciones no probadas.
Los modelos sólo realizan los cálculos de la fase líquida, por lo que debe especificarse el método a usar para calcular la fase vapor.
Al seleccionarlos deben realizarse una serie de especificaciones,fundamentalmente, el método de manejo de la fase vapor.
Para todos, con exclusión de Margules y van Laar, esa elección se restringe a las opciones siguientes:
a) Ideal, se aplica en casos donde se opera a presiones bajas o moderadas y donde, en la fase vapor, existe poca interacción molecular entre los compuestos. Es la opción por defecto.
b) RK puede aplicarse a todos los gases. Lo usual esreemplazarla por SRK.
c) Virial, modela con buenos resultados las fugacidades de la fase vapor de sistemas con fuertes interacciones en dicha fase. Esto ocurre cuando están presentes ácidos carboxílicos u otros compuestos que tienen tendencia a formar enlaces de hidrógeno estables.
d-e) PR y SRK que se usan en todas las situaciones ya vistas.
Otra elección es la temperatura que será usada paraestimar los parámetros de interacción del método UNIFAC. Hay un valor por defecto, pero, para obtener mejores resultados conviene seleccionar la temperatura más cercana a las condiciones de operación.
La tercera elección permite optar por el uso o no del factor de Poynting. Obviamente, este factor está sólo disponible para modelos distintos del ideal.
Como ya vimos, los modelos de coeficientes deactividad disponibles son:
Chien Null | NRTL |
Extended NRTL | UNIQUAC |
General NRTL | Van Laar |
Margules | Wilson |
Modelo Chien-Null (CN)
Chien-Null es un método empírico que permite combinar distintos métodos para tratar mezclas multicomponentes. El usuario, al elegir el modelo CN, puede seleccionar los modelos de coeficientes de actividad que considere mejores para representar elcomportamiento de los distintos conjuntos binarios que se pueden formar a partir de la mezcla multicomponente. Así, por ejemplo, se puede escoger NRTL para un par, Margules, para otro, etc. Los valores de los coeficientes de interacción pueden ser estimados por el programa o introducidos por el usuario.
Margules
Puede usarse para modelar el equilibrio líquido vapor y el líquido-líquido. La ecuaciónno tiene fundamentos teóricos pero es útil para estimaciones rápidas e interpolación de datos.
Existe una versión de cuatro parámetros que extiende su aplicación a mezclas multicomponentes.
Ecuación Van Laar
Es de naturaleza empírica y puede usarse en sistemas que presentan desviaciones positivas o negativas de la Ley de Raoult. Sin embargo no puede predecir máximos o mínimos en loscoeficientes de actividad y por lo tanto, generalmente realiza estimaciones pobres en sistemas con hidrocarburos halogenados y alcoholes.
Además, tiene tendencia a predecir dos fases líquidas cuando, en realidad, no existen, aunque puede representar el comportamiento de mezclas con miscibilidad limitada así como tres fases de equilibrio.
Ecuación de Wilson
Aunque esta ecuación es más compleja y...