Presentación UPAEP

Uso de coeficientes de actividad experimentales a
dilución infinita para validar simulaciones de proceso.
MIQ. José Christian Beltrán Herrera

Contenido

1. Objetivo

2. Modelos de coeficientes de actividad
3. Estimación de los parámetros de interacción binaria para el Modelo
NRTL
4. Efecto del uso de coeficientes de actividad experimentales

5.Uso de coeficientes experimentales de actividad adilución infinita
para validar resultados de un proceso real.
6. Conclusiones

7. Bibliografía

1. Objetivo

El presente trabajo tiene como objetivo la investigación, análisis y
uso de coeficientes experimentales de actividad a dilución infinita
para desarrollar la simulación de un proceso altamente no ideal
donde uno de los componentes se encuentra a concentraciones
muy bajas (<10ppm) y en elcual la validez de los resultados es de
gran trascendencia para definir la factibilidad de lograr la
especificación de pureza del producto de dicha simulación.

Simulación de Procesos en Ingeniería
Química
• La simulación de procesos consiste en el uso de
modelos matemáticos que representan sistemas y
tienen la capacidad de reproducir el comportamiento
de un proceso real con gran exactitud.
• Lossimuladores permiten predecir el comportamiento
de un proceso mediante el uso de relaciones de
ingeniería, tales como los balances de materia, de
energía y de equilibrio físico y químico.

Simulación de Procesos en Ingeniería
Química
¿Cuáles son los beneficios
simuladores de procesos?

de

utilizar

• Se pueden estimar y realizar análisis de regresión de
propiedades físicas de componentes puros ymezclas.
• Permite representar los componentes de un proceso
mediante operaciones unitarias
• Predice el comportamiento de un proceso utilizando
principios de la ingeniería
• Analiza el comportamiento de un sistema y realiza
estudios de optimización y sensibilidad
• Permite cambiar las condiciones de operación y
analiza alternativas (¿que pasaría si?)
• Ayuda a estimar costos de operación.
•Generar como salida gráficas o bien tablas de
resultados

Simulación de Procesos en Ingeniería
Química
La simulación de procesos
es útil en todo el ciclo de
vida de un proceso, desde
su
conceptualización
y
desarrollo pasando por la
etapa de diseño hasta la
producción
e
implementación de mejoras.

Simulación de Procesos en Ingeniería
Química
Investigación

Síntesis de
procesos

Rediseño
Beneficios
dela
Simulación
de Proceso

Diseño de
equipos

Optimización

Simuladores comerciales
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•

Flowtran
ASCEND
Aspen Plus
Design II
Dymola
EMSO
Aspen Hysys
gPROMS
Petro-SIM
Pro II
SysCad
Chemcad

Arquitectura de los
simuladores
Subrutinas
de equipos
Subrutinas
Termodinámica

Subrutinas
De convergencia
Bases de datos
de propiedades físicas
Bases de datos
de costos

Entrada
de datosPrograma
Principal

Interfase
De
Usuario
Salida
De Datos

Ecuaciones y modelos para estimación de
propiedades termodinámicas.
Modelos de Propiedades
Físicas

Ideal

Ecuaciones
de Estado
(EOS)

Modelos de
Coeficientes
de Actividad

Modelos
Especiales

Ecuaciones y modelos para estimación de
propiedades termodinámicas.
Ecuaciones de Estado

Modelos de Actividad

Se usa para simular la fase vapor ylíquidos de baja polaridad

Se usa para modelar la fase líquida

Limitado para representar líquidos no
ideales

Pueden representar sistemas líquidos
altamente no ideales

Extrapolación de parámetros en función
de la temperatura

Se requiere usar parámetros binarios

Consistente en la región critica

Inconsistente en la región critica

Modelos mas usados: Peng-Robinson,
RK-Soave

Modelos masusados: NRTL, UNIFAC,
UNIQUAC, WILSON

Soluciones reales
La solución ideal es un modelo idealizado de solución, que no
considera las interacciones entre las moléculas de los distintos
componentes. Por ejemplo, consideremos una solución hipotética de
dos componentes A y B, uno mayoritario (solvente, A) y otro
minoritario (soluto, B). La presión de vapor de cada componente
dependerá sólo de su...