Analisis Termodinamico DEl Equilibrio Liquido Vapor Entre El Metanol y El Hexano a 1 Atmosfera

Análisis termodinámico de los modelos de actividad aplicados al equilibrio líquido vapor (E-L-V) del sistema Hexano – Metanol a 1,01325 Bar.
Diego Andrés Henao González

Introducción
Este artículo tiene como objetivo analizar la consistencia termodinámica de los modelos de actividad NRTL, WILSON y “método de las ZETAS”, a la predicción del equilibrio liquido - vapor entre el hexano y elmetanol. Se toman como datos de referencia los valores hallados por el simulador comercial ASPEN Properties. Adicional a los modelos mencionados con anterioridad, se realiza un análisis de consistencia termodinámica usando un método de contribución de grupos para el cálculo de coeficientes de actividad, que en este caso es el modelo de UNIFAC modificado.
En nuestro análisis, consideraremos que lafase de vapor se comporta como gas real usando como modelo de fugacidad la ecuación del virial junto con el método de Tsonopoulos para la determinación de los segundos coeficientes del virial [1]. En la fase liquida se estudiaran los modelos de actividad antes mencionados y se compararan sus resultados.

Antecedentes
En una extensa revisión bibliográfica acerca del comportamiento del modelo, seencontró una tesis que será nuestra base de referencia en nuestro estudio titulada Análisis Del Equilibrio Liquido-Vapor A 141,3 Kpa De Mezclas Binarias Que Contienen Metanol Con N-Alcanos (C5, C6) Y Con Esteres Alquílicos (Ana María Blanco Marigorta, 1997). En ella se presenta un estudio experimental y teórico realizado sobre los equilibrios líquido-vapor, en condiciones isobáricas de 141,3 kPa,de diecisiete mezclas binarias formadas por el metanol y dos alcanos (C5, C6) [2].
En el tratamiento de los datos de equilibrio, la fase vapor fue considerada como no-ideal y los resultados muestran una desviación positiva de la ley de Raoult. (Las mezclas metanol alcano son altamente no-ideales). La consistencia de los valores encontrados se verifica con diversos métodos y la correlación de lasmagnitudes procedentes de los equilibrios líquido-vapor se realiza con los modelos de composición local Wilson, NRTL y la ecuación de las zetas, que se modifica al utilizar coeficientes dependientes de la temperatura (Ana María Blanco Marigorta, 1997).
Los Parámetros que se tomaron de esta tesis para ser usados en nuestros cálculos, se muestran en las siguientes tablas:

Tabla 1. Parámetrosdel modelo de actividad NRTL (Ana María Blanco Marigorta, 1997).
Modelo De Actividad NRTL |
A12 | A21 | α |
5814,7 | 7643,4 | 0,46 |
Tabla 2. Parámetros del modelo de actividad de WILSON (Ana María Blanco Marigorta, 1997).
Modelo Wilson |
λ11-λ12 | λ21-λ22 |
11333,9 | 2079,9 |

Tabla 3. Parámetros de la ecuación de las ZETAS (Ana María Blanco Marigorta, 1997).
Modelo De Actividad DeLas "ZETAS" |
K | A01 | A02 | A11 | A12 | A21 | A22 |
0,556 | 878,6 | 1,01 | -1644,1 | 0,7 | 1297,3 | -0,5 |

Miscibilidad de la mezcla Hexano - Metanol
Este sistema presenta como característica importante, un azeótropo de mínimo punto de ebullición. Es un sistema homogéneo (es decir, que solo existe una fase liquida) pero al modificar la presión, puede llegar a comportarse como un sistemaheterogéneo presentando dos fases liquidas. A la presión de trabajo, se determinó que este sistema es homogéneo y no existe posibilidad alguna de que se presente una segunda fase liquida.
Modelos De Actividad
Los modelos de actividad usados en este trabajo son el modelo NRTL, WILSON, ecuación de las ZETAS y alternativamente se utiliza el modelo de contribución de grupos de UNIFAC modificado[3].
Las ecuaciones que representan a estos modelos se pueden encontrar a continuación:
Ecuación de las ZETAS:

Donde
Modelo de WILSON:
Ecuacion de Rackett
Modelo de NRTL:

Modelo De UNIFAC Modificado:

Los parámetros usados para el desarrollo del modelo UNIFAC son los siguientes:
Tabla 4. Parámetros del modelo UNIFAC Modificado (J. Prausnitz, J. P O’Connell. 1987).
Parámetros De...