Ecuación de Estado SRK

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12/12/2007

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Investigación Química

SRK, después de muchos años ¿Qué se puede mantener y qué se debe cambiar?
Giorgio Soave y Baudilio Coto
Resumen: Este trabajo proporciona una descripción de la conocida ecuación de estado de Soave-Redlich-Kwong (SRK). Se muestran algunas limitaciones de su forma original y se proponen algunas modificacionesimportantes para mejorarla.
Palabras clave: Termodinámica, modelos termodinámicos, ecuación de estado, propiedades termodinámicas, equilibrio de fases.
Abstract: The paper gives a description of the well known SRK (Soave-Redlich-Kwong) equation of state. Some drawbacks of its
original form are evidenced and some important modifications of it are suggested in order to improve it.
Keywords:Thermodynamics, thermodynamic model, equation of state, thermodynamic properties, phase equilibria.

Han pasado 35 años desde la publicación de la ecuación de
estado SRK (Soave, 1972).[1]
SRK está basada en una ecuación de estado anterior debida
a Redlich-Kwong (RK).[2] La elección de la ecuación de estado RK se basó en su simplicidad (únicamente 2 parámetros) y
en la mejor descripción que proporcionabapara las
propiedades de los compuestos ligeros (por comparación con
otras ecuaciones de 2 parámetros).
Pese a su simplicidad, permitió realizar cálculos suficientemente precisos del equilibrio líquido-vapor (ELV) y de las
propiedades físicas de las fases líquida y gaseosa. Esto permitió, por un lado, la simulación del ELV a altas presiones,
donde los métodos basados en el coeficiente deactividad (γ)
eran poco precisos. Por otro lado, permitió el cálculo simultáneo de propiedades físicas consistentes (densidad, entalpía,
entropía, capacidad calorífica, etc.), que previamente debían
ser estimadas por separado y tenían menor precisión.
La ecuación SRK era lo bastante sencilla para que fuese
posible su aplicación en los ordenadores de 1972 (mucho
menos potentes y rápidos que losactuales), y fue el primer
método de cálculo basado en la utilización de ordenadores
que encontró amplia aplicación en el diseño de procesos.
Su campo de aplicación, originalmente restringido a compuestos ligeros no polares, se extendió a sustancias pesadas
(incluyendo polímeros) y a compuestos muy polares. Para
permitir la ampliación a dichos sistemas, han tenido que ser
añadidas muchasmodificaciones y mejoras, lo cual en
algunos casos ha reducido la simplicidad del método original.
En este trabajo se pretenden mostrar, brevemente, algunas
modificaciones esenciales que pueden ser introducidas sin
recargar excesivamente el método, así como algunas aplicaciones muy específicas del mismo.

Dependencia con la temperatura de los parámetros de la ecuación de estado
Para elcovolumen, b, normalmente se asume un valor constante que se obtiene imponiendo las condiciones del punto
crítico. Se ha demostrado que se requiere un covolumen constante para mantener la estabilidad térmica a alta presión.
Sin embargo, el parámetro atractivo, a, debe ser dependiente de la temperatura para poder ajustar las presiones de vapor
de los compuestos puros. Esta dependencia se introduce entérminos de la temperatura reducida, Tr, a través de α, a(T) =
a(Tc)·α.
No existe una relación universal α-Tr válida para todos los
compuestos. Inicialmente, la ecuación SRK propuso la linealidad de α con Tr (válida para compuestos no polares), tal
como se muestra en la Figura 1.
1,4

C6
1,3

sqr(alfa)

Introducción

C8

C4

C2
1,2
C1
1,1

1,0
sqr(0.7)

0,6

1

sqr(Tr)Figura 1. Dependencia de α con la temperatura reducida

La expresión propuesta para α es:

[

α i = ai (T ) / ai (Tci ) = 1 + m(ωi )(1 − Tri )

]

2

mi = 0.48 + 1.574ωi − 0.176ωi2

G. Soave1

B. Coto2

1 I-20097

San Donato Milanese, Italia
C-e: giorgio_soave@virgilio.it
2 Dpto. Tecnología Química y Ambiental. ESCET
Universidad Rey Juan Carlos. Móstoles. Madrid.
C-e:...