Modelos Termodinamicos para Caracterizar Mezclas Binarias

LUIS JORGE CRUZ REINA 6092265 ASIGNACION 2 MODELOS TERMODINAMICOS PARA CARACTERIZAR MEZCLAS BINARIAS MODELO TERMODINAMICO Ideal gas and ideal-gas solution.

CLASIFICACION Se aplica cuando las fases liquida y vapor son ideales, es decir todos los coeficientes de actividad son 1 y el vapor es un gas ideal. Las ecuaciones se aplican hasta aproximadamente 50 psia para componentes de estructura molecular similar. Proviene de relaciones consistentes P-v-T Es valida la ley de volúmenes aditivos de Amagat y la ley de presiones parciales aditivas de Dalton.

Ideal-liquid solution

Se asumen volúmenes aditivos mas no densidades aditivas, el efecto de la temperatura desde el punto de congelación hasta las condiciones críticas se modela con la ecuación de Racket de dos constantes. La entalpia de esta mezcla se halla restando a la entalpia de vaporización a la entalpia de gas ideal de cada especie.

Vapor-liquid equilibria

Da la expresión del K ideal para la ley de Raoult. El valor ideal de k es independiente de la composición pero depende de la temperatura debido a la ecuación de Antoine

Van der Waals equation

a y b son constantes propias de cada especie.

Se usa rara vez debido a su poco campo de aplicación. Gracias a su postulado se desarrolló la ley de estados correspondientes que a su vez permitió llegar a nuevas ecuaciones de estado, con mejores rangos de aplicación.

Generalized law

Fue introducida por Pitzer y tuvo en cuenta las variaciones de forma molecular, por medio del factor acéntrico que es cero para moléculas simétricas.

Redlich-Kwong

Se aplica a compuestos no polares, su precisión se compara con ecuaciones que contienen muchas mas constantes. Puede aproximar la región de la fase liquida. Se puede expandir para obtener una ecuación de estado cubica. Soave añade a la ecuación RK el factor acéntrico, se aplica a mezclas de hidrocarburos con bastante precisión. Aumenta la habilidad de la ecuación en predecir las propiedades de la fase liquida.

Soave-Redlich-Kwong

Peng-Robinson

Ecuacion del Virial y modificaciones.

Se aplica a cálculos para vapor saturado y liquidos, modela mezclas de hidrocarburos o gases ligeros, incluye parámetro de interaccion binaria. Si se aplica a mezclas polares organicas se debe usar la regla de mezclado de Wong y Sandler. La modificación Benedict-Webb-Rubin se aplica a hidrocarburos y gases ligeros. La ecuación de Thiesen y Onnes se utiliza para sustancias polares y no polares.

Margules model

Modelo simple, esta ecuación resulta de una expansión de serie de potencias para gE y los coeficientes de actividad. Raramente se observa simetría en las curvas del coeficiente de actividad.

van Laar

Derivada de la ecuación de van der Waals, modela desviaciones positivas y negativas de la ley de Raoult. No se ajusta a curvas con máximos o minimos. Predice azeotropos cuando x=y. Mezclas de moléculas polares con moléculas no polares.

Wilson

Se ajusta a una fuerte no idealidad en sistemas miscibles. No predice inmiscibilidad ni relaciones molares criticas para coeficientes de actividad.

NRTL

Se usa comúnmente en extaccion liquidoliquido. Modela equilibrios liquido-vapor. Caracteriza la tendencia de las especies de distribuirse no aleatoriamente. Amplio rango de aplicación, hidrocarburos, compuestos polares, no polares, saturados.

UNIQUAC

Para una mezcla multicomponente (liquida) UNIQUAC permite hallar la energía libre en exceso. Parte combinatoria y residual. Utiliza la fracción de área locar como concentración primaria variable. Tiene en cuenta la forma molecular.

UNIFAC

Se basa en el modelo de UNIQUAC, es un método predictivo basado en los grupos funcionales dentro de las moléculas. UNIFAC (Dormund) modificado por Gmehling, ellos modificaron la parte combinatoria y la depentendia de la temperatura. Estos cambios hacen confiable la predicción de coeficientes de actividad, composición de azeotropos, calores de mezclado

Reglas de mezclado:  Kabadi-Danner (1985) propone dos parámetros de mezclado para SRK- no efectiva en fase acuosa. Panagiotopulos-Reid (1986) excelente representación de equilibrio para mezclas binarias altamente no ideales.  Hexamer equation of state. Se usa en la alkilacion de HF y en la obtención de componentes halogenados.  Benedict-webb-rubin-starling equation of state Puede representar propiedades de vapor y líquido, para hidrocarburos en la región criogénica y de altas temperaturas. Tiene 11 constantes.

BIBLIOGRAFIA

SEADER, Separation Process Principles. 3rd edition. Editorial Willey. API Technical Data Book-Petroleum Refining, American Petroleum Inst., NewYork, 1982. GPSA Engineering Data Book, Gas Processors Suppliers Association, Tulsa,Oklahoma, 1976.