fraccionamiento

Revista EIA, ISSN 1794-1237 Número 13, p. 77-91. Julio 2010
Escuela de Ingeniería de Antioquia, Medellín (Colombia)

HERRAMIENTAS PARA LA CARACTERIZACIÓN
TERMODINÁMICA DE SISTEMAS TERNARIOS
EN DESTILACIÓN
César augusto sánChez*
Libardo estupiñán**
Mario andrés saLazar***
RESUMEN
En este trabajo se presentan herramientas numéricas novedosas, fundamentadas en la teoría de los métodos
decontinuación por homotopía, para la solución de problemas del equilibrio de fases pertinentes en la caracterización termodinámica de las mezclas ternarias. El aporte principal es la estrategia para transformar los problemas
del equilibrio de fases en homotopías termodinámicas que pueden resolverse con los métodos de continuación. Se
ilustran algunas situaciones complejas, pero típicas enprocesos de destilación azeotrópica y extractiva, acerca de la
localización de los azeótropos, la clasificación de las regiones de volatilidad y la envolvente líquido-líquido-vapor.
PALABRAS CLAVE: métodos de continuación por homotopía; equilibrio de fases; destilación.

THERMODYNAMIC CHARACTERIZATION TOOLS OF TERNARY SYSTEMS
IN DISTILLATION
ABSTRACT
Innovative numerical tools are presented inthis paper, based on the theory of homotopy continuation
methods, for the solution of phase equilibrium problems, pertinent in the thermodynamic characterization of ternary mixtures. The main contribution is the strategy to transform phase equilibrium problems in thermodynamic
homotopies that can be solved with the continuation methods. Some complex but typical situations are illustrated

*Ingeniero Químico, Magíster (c) en Ingeniería Química e Investigación y Docente Investigador, Departamento de
Ingeniería Química, Universidad de América. Bogotá, Colombia. cesar.sanchez@profesores.uamerica.edu.co

** Ingeniero Químico y miembro del Grupo de Investigación en Procesos de Separación no Convencionales (GPS),
Universidad de América. Bogotá, Colombia. libardoestupian@yahoo.com*** Ingeniero Químico y miembro del Grupo de Investigación en Procesos de Separación no Convencionales (GPS),
Universidad de América. Bogotá, Colombia. andres131987@hotmail.com
Artículo recibido 23-IV-2010. Aprobado 1-VI-2010
Discusión abierta hasta diciembre de 2010

Herramientas para la caracterización termodinámica de sistemas ternarios en destilación

in processes of azeotropic andextractive distillation, related to the location of azeotropes, the classification of the
volatility regions and the liquid-liquid-vapor envelope.
KEY WORDS: homotopy continuation methods; phase equilibrium; distillation.

FERRAMENTAS PARA A CARACTERIZAÇÃO TERMODINÂMICA
DE SISTEMAS TERNÁRIOS EM DESTILAÇÃO
RESUMO
Neste trabalho se apresentam ferramentas numéricas novedosas, fundamentadas nateoria dos métodos
de continuação por homotopia, para a solução de problemas do equilíbrio de fases pertinentes na caracterização
termodinâmica das misturas ternárias. O aporte principal é a estratégia para transformar os problemas do equilíbrio
de fases em homotopias termodinâmicas que podem resolver-se com os métodos de continuação. Ilustram-se
algumas situações complexas, mas típicas emprocessos de destilação azeotrópica e extrativa, acerca da localização
dos azeótropos, a classificação das regiões de volatilidade e a envolvente líquido-líquido-vapor.
PALAVRAS-CÓDIGO: métodos de continuação por homotopia; equilíbrio de fases; destilação.

1.

INTRODUCCIÓN

Los métodos cortos de diseño de procesos
de destilación, conocidos en la literatura rusa como
“análisis de laestática”, combinan las restricciones
impuestas por el equilibrio de fases y la conservación
de la materia para generar estructuras de separación
termodinámicamente factibles y desechar las estructuras imposibles (Petlyuk y Danilov, 2000; Giessler et
al., 2001; Kiva, Hilmen y Skogestad, 2003; Petlyuk,
2004). El punto de partida de estos métodos es la
caracterización termodinámica, resumida en la...