Cálculo de los coeficientes de actividad y fugacidad de una mezcla
Páginas: 8 (1870 palabras)
Publicado: 12 de noviembre de 2011
Equilibrio entre fases fluidas
Tema 3. 1
TEMA 3 CALCULO DE LOS COEFICIENTES DE FUGACIDAD Y DE ACTIVIDAD
3.1. CALCULO DEL COEFICIENTE DE FUGACIDAD 3.1.1. Coeficiente de fugacidad de un componente puro 3.1.1.1. A partir de correlaciones generalizadas de Z 3.1.1.2. A partir de la ecuación del Virial de dos términos 3.1.1.3. A partir de otras ecuaciones de estado 3.1.2. Coeficiente defugacidad de un sistema formado por mezcla de componentes 3.1.2.1. A partir de correlaciones generalizadas de Z 3.1.2.2. A partir de la ecuación del Virial 3.1.2.3. A partir de ecuaciones cúbicas de estado 3.1.3. Coeficiente de fugacidad de un componente en una mezcla 3.1.3.1. A partir de la ecuación del Virial 3.1.3.2. A partir de ecuaciones cúbicas de estado 3.2. CALCULO DEL COEFICIENTE DE ACTIVIDADDE UN COMPONENTE EN UNA MEZCLA LIQUIDA 3.2.1. Modelos de ajuste y estimación del coeficiente de actividad 3.2.1.1. Ecuaciones polinómicas - Ecuación de Margules - Ecuación de Van Laar - Ecuación de Scatchard-Hamer - Modelo de Wohl - Ecuación de Redlich-Kister 3.2.1.2. Modelos de composición local - Ecuación de Wilson - Ecuación NRTL - Ecuación UNIQUAC
Equilibrio entre fases fluidas
Tema 3. 23.2.1.3. 3.2.1.4.
Comparación entre los diferentes modelos de ajuste y estimación del coeficiente de actividad propuestos Cálculo de los parámetros de los modelos de ajuste y estimación del coeficiente de actividad 3.2.1.4.1. Optimización 3.2.1.4.2. Linealización 3.2.1.4.3. Coeficiente de actividad a dilución infinita 3.2.1.4.4. Obtención de los coeficientes de actividad a dilución infinita3.2.2. Modelos de predicción del coeficiente de actividad 3.2.2.1. UNIFAC 3.2.2.2. ASOG 3.3. CONSISTENCIA TERMODINAMICA 3.3.1. Test global o integral 3.3.1.1. Condiciones isotermas 3.3.1.2. Condiciones isobáricas (Test de Herington) 3.3.2. Test individual o puntual 3.3.2.1. Condiciones isotermas 3.3.2.2. Condiciones isobáricas
Equilibrio entre fases fluidas
Tema 3. 3
TEMA 3 CALCULODE LOS COEFICIENTES DE FUGACIDAD Y DE ACTIVIDAD
En el tema anterior hemos visto que el coeficiente de fugacidad y el coeficiente de actividad se utilizan para representar la desviación de la idealidad de la fase vapor y líquida, respectivamente. En este tema veremos cómo se pueden calcular estos coeficientes, con vistas a determinar posteriormente las composiciones de equilibrio en un sistema.3.1. CALCULO DEL COEFICIENTE DE FUGACIDAD
3.1.1. Coeficiente de fugacidad de un componente puro En el tema anterior hemos visto que la relación existente entre el coeficiente de fugacidad de un compuesto puro y la energía de Gibbs residual viene dada por la expresión:
ln φ i =
G iR RT
lo que permite que la ecuación:
G iR RT
=
∫
0
P
( Z i − 1)
dP P
( T = cons tante )
pueda reescribirse de la forma:
Equilibrio entre fases fluidas
Tema 3. 4
ln φ i =
∫
0
P
( Z i − 1)
dP P
( T = cons tan te )
(3.1)
Los coeficientes de fugacidad de los compuestos puros se calculan mediante esta ecuación a partir de datos PVT, de una correlación generalizada del factor de compresibilidad, o de una ecuación de estado.
3.1.1.1. A partir decorrelaciones generalizadas de Z Los métodos generalizados desarrollados en el curso pasado para el cálculo del factor de compresibilidad Z de gases puros, pueden también aplicarse ahora al coeficiente de fugacidad. Poniendo la ecuación (3.1) en forma generalizada utilizando:
P = Pc Pr
queda:
Pr
→
d P = Pc d P r
ln φ =
∫
0
( Z − 1)
dP r Pr
(3.2)
en la que laintegración se realiza a Tr constante. Sustituyendo Z = Z0 + ω Z1, tendremos:
ln φ =
∫
0
Pr
( Z o − 1)
dP r Pr
+
ω
∫
0
Pr
Z1
dP r Pr
donde ω es el factor acéntrico, que se define como: ω = -1 - ln (Pr ° )| Tr =0,7 Esta expresión se puede escribir como:
ln φ = ln φ o + ω ln φ 1
en la que se han definido:
(3.3)
Equilibrio entre fases fluidas
Tema 3. 5...
Tema 3. 1
TEMA 3 CALCULO DE LOS COEFICIENTES DE FUGACIDAD Y DE ACTIVIDAD
3.1. CALCULO DEL COEFICIENTE DE FUGACIDAD 3.1.1. Coeficiente de fugacidad de un componente puro 3.1.1.1. A partir de correlaciones generalizadas de Z 3.1.1.2. A partir de la ecuación del Virial de dos términos 3.1.1.3. A partir de otras ecuaciones de estado 3.1.2. Coeficiente defugacidad de un sistema formado por mezcla de componentes 3.1.2.1. A partir de correlaciones generalizadas de Z 3.1.2.2. A partir de la ecuación del Virial 3.1.2.3. A partir de ecuaciones cúbicas de estado 3.1.3. Coeficiente de fugacidad de un componente en una mezcla 3.1.3.1. A partir de la ecuación del Virial 3.1.3.2. A partir de ecuaciones cúbicas de estado 3.2. CALCULO DEL COEFICIENTE DE ACTIVIDADDE UN COMPONENTE EN UNA MEZCLA LIQUIDA 3.2.1. Modelos de ajuste y estimación del coeficiente de actividad 3.2.1.1. Ecuaciones polinómicas - Ecuación de Margules - Ecuación de Van Laar - Ecuación de Scatchard-Hamer - Modelo de Wohl - Ecuación de Redlich-Kister 3.2.1.2. Modelos de composición local - Ecuación de Wilson - Ecuación NRTL - Ecuación UNIQUAC
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Tema 3. 23.2.1.3. 3.2.1.4.
Comparación entre los diferentes modelos de ajuste y estimación del coeficiente de actividad propuestos Cálculo de los parámetros de los modelos de ajuste y estimación del coeficiente de actividad 3.2.1.4.1. Optimización 3.2.1.4.2. Linealización 3.2.1.4.3. Coeficiente de actividad a dilución infinita 3.2.1.4.4. Obtención de los coeficientes de actividad a dilución infinita3.2.2. Modelos de predicción del coeficiente de actividad 3.2.2.1. UNIFAC 3.2.2.2. ASOG 3.3. CONSISTENCIA TERMODINAMICA 3.3.1. Test global o integral 3.3.1.1. Condiciones isotermas 3.3.1.2. Condiciones isobáricas (Test de Herington) 3.3.2. Test individual o puntual 3.3.2.1. Condiciones isotermas 3.3.2.2. Condiciones isobáricas
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Tema 3. 3
TEMA 3 CALCULODE LOS COEFICIENTES DE FUGACIDAD Y DE ACTIVIDAD
En el tema anterior hemos visto que el coeficiente de fugacidad y el coeficiente de actividad se utilizan para representar la desviación de la idealidad de la fase vapor y líquida, respectivamente. En este tema veremos cómo se pueden calcular estos coeficientes, con vistas a determinar posteriormente las composiciones de equilibrio en un sistema.3.1. CALCULO DEL COEFICIENTE DE FUGACIDAD
3.1.1. Coeficiente de fugacidad de un componente puro En el tema anterior hemos visto que la relación existente entre el coeficiente de fugacidad de un compuesto puro y la energía de Gibbs residual viene dada por la expresión:
ln φ i =
G iR RT
lo que permite que la ecuación:
G iR RT
=
∫
0
P
( Z i − 1)
dP P
( T = cons tante )
pueda reescribirse de la forma:
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Tema 3. 4
ln φ i =
∫
0
P
( Z i − 1)
dP P
( T = cons tan te )
(3.1)
Los coeficientes de fugacidad de los compuestos puros se calculan mediante esta ecuación a partir de datos PVT, de una correlación generalizada del factor de compresibilidad, o de una ecuación de estado.
3.1.1.1. A partir decorrelaciones generalizadas de Z Los métodos generalizados desarrollados en el curso pasado para el cálculo del factor de compresibilidad Z de gases puros, pueden también aplicarse ahora al coeficiente de fugacidad. Poniendo la ecuación (3.1) en forma generalizada utilizando:
P = Pc Pr
queda:
Pr
→
d P = Pc d P r
ln φ =
∫
0
( Z − 1)
dP r Pr
(3.2)
en la que laintegración se realiza a Tr constante. Sustituyendo Z = Z0 + ω Z1, tendremos:
ln φ =
∫
0
Pr
( Z o − 1)
dP r Pr
+
ω
∫
0
Pr
Z1
dP r Pr
donde ω es el factor acéntrico, que se define como: ω = -1 - ln (Pr ° )| Tr =0,7 Esta expresión se puede escribir como:
ln φ = ln φ o + ω ln φ 1
en la que se han definido:
(3.3)
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