seleccionmodelostermodinamicos_unisim

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Selección de Modelos Termodinámicos 1. Introducción Cualquier simulación de un proceso requiere disponer del valor de las propiedades fisicoquímicas y termodinámicas de las mezclas de compuestos que circulan, o han de circular, entre los distintos equipos de la planta, en todas las condiciones de composición, presión y temperatura que puedan llegarse a verificar en la operación de la misma. Esto, obviamente, es prácticamente imposible y debemos hacer uso de técnicas de predicción que  permitan estimar esos valores. a adecuada selección de estas técnicas será crucial para un cálculo preciso de los equipos y corrientes de la planta simulada. Esto es, no basta con que nuestro simulador cuente con los me!ores algoritmos de cálculo, los más rápidos y estables. "i hemos realizado una elección incorrecta del método de predicción de  propiedades los resultados que obtengamos en la simulación tendrán poco o nada que ver con la realidad. #esulta obvio que es imposible realizar una consideración pormenorizada de todas las posibles mezclas de compuestos que pueden presentarse en la simulación de una planta química, a fin de  poder establecer el método de predicción más adecuado para cada una de ellas. "olo podemos abordar la cuestión en forma general, tratando de establecer criterios de selección y análisis, con un rango de validez más o menos amplio. $ntes de hacerlo, detengámonos a considerar el comportamiento de los compuestos y sus mezclas, en particular el equilibrio líquido vapor %E&', desde un punto de vista molecular. 2. El ELV y l as interacciones moleculares Cualquier propiedad de un compuesto o de una mezcla de ellos está determinada por las fuerzas que e(isten entre los átomos, dentro de las moléculas, y entre éstas, en la masa del compuesto o mezcla. )e nuestros cursos de *uímica +eneral podemos recordar la !ustificación del comportamiento anómalo- del agua un líquido en condiciones normales de presión y temperatura, cuando debería ser un gas como consecuencia de fuerzas intermoleculares que otorgaban al compuesto una cohesión particular. El agua es un caso particular de moléculas polares. En ellas e(isten enlaces covalentes entre átomos de diferente afinidad eléctrica. os electrones compartidos, entonces, se desplazan hacia el átomo más electronegativo %el / en el caso del agua' volviendo electropositivo el otro e(tremo del enlace. "obre este dipolo aparecerán fuerzas de atracción entre el e(tremo positivo de una molécula y el negativo de otra. 1

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    Seleccin de Modelos Termodinmicos

    1. Introduccin

    Cualquier simulacin de un proceso requiere disponer del valor de las propiedades

    fisicoqumicas y termodinmicas de las mezclas de compuestos que circulan, o han de circular,

    entre los distintos equipos de la planta, en todas las condiciones de composicin, presin ytemperatura que puedan llegarse a verificar en la operacin de la misma.

    Esto, obviamente, es prcticamente imposible y debemos hacer uso de tcnicas de prediccin que

    permitan estimar esos valores.

    a adecuada seleccin de estas tcnicas ser crucial para un clculo preciso de los equipos y

    corrientes de la planta simulada.

    Esto es, no basta con que nuestro simulador cuente con los me!ores algoritmos de clculo, los

    ms rpidos y estables. "i hemos realizado una eleccin incorrecta del mtodo de prediccin de

    propiedades los resultados que obtengamos en la simulacin tendrn poco o nada que ver con la

    realidad.

    #esulta obvio que es imposible realizar una consideracin pormenorizada de todas las posibles

    mezclas de compuestos que pueden presentarse en la simulacin de una planta qumica, a fin de

    poder establecer el mtodo de prediccin ms adecuado para cada una de ellas. "olo podemos

    abordar la cuestin en forma general, tratando de establecer criterios de seleccin y anlisis, con un

    rango de validez ms o menos amplio.

    $ntes de hacerlo, detengmonos a considerar el comportamiento de los compuestos y sus

    mezclas, en particular el equilibrio lquido vapor %E&', desde un punto de vista molecular.

    2. El ELV y las interacciones moleculares

    Cualquier propiedad de un compuesto o de una mezcla de ellos est determinada por las fuerzas

    que e(isten entre los tomos, dentro de las molculas, y entre stas, en la masa del compuesto o

    mezcla.

    )e nuestros cursos de *umica +eneral podemos recordar la !ustificacin del comportamiento

    anmalo- del agua un lquido en condiciones normales de presin y temperatura, cuando debera

    ser un gas como consecuencia de fuerzas intermoleculares que otorgaban al compuesto una

    cohesin particular.

    El agua es un caso particular de molculas polares. En ellas e(isten enlaces covalentes entre

    tomos de diferente afinidad elctrica. os electrones compartidos, entonces, se desplazan hacia el

    tomo ms electronegativo %el / en el caso del agua' volviendo electropositivo el otro e(tremo del

    enlace. "obre este dipolo aparecern fuerzas de atraccin entre el e(tremo positivo de una molcula

    y el negativo de otra.

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    El hidrgeno es, quizs, el caso paradigmtico, con la formacin del llamado enlace o puente de

    hidrgeno con otros tomos electronegativos adems del o(geno, como el fl0or, el cloro o el

    nitrgeno.

    En otros casos la molcula es no polar, como en los hidrocarburos alifticos, por e!emplo. $ll, la

    electronegatividad del carbono es ba!a y, en consecuencia, el enlace covalente no se polariza yaunque est presente el hidrgeno no se verifica la e(istencia de puentes.

    1o obstante, e(isten otro tipo de fuerzas a nivel molecular, las tipo &an der 2alls, repulsivas a

    corta distancias y de atraccin al separarse las partculas.

    1o es la intencin de este captulo ahondar sobre estas cuestiones pero s tenerlas en cuenta

    como para poder abordar la seleccin del mtodo de prediccin de propiedades con una cierta

    sustentacin terica.

    En principio, podramos comenzar por e!emplificar lo dicho sobre la interrelacin de laspropiedades de los compuestos y las fuerzas e(istentes a nivel molecular considerando el punto de

    ebullicin normal de los 34 primeros hidrocarburos alifticos normales.

    En la figura 3 se encuentran graficados tales valores. )e alg0n curso introductorio de *umica

    general quizs recordemos la mencin de la dependencia de esas temperaturas con elpeso

    molecular de los compuestos.

    "in embargo, no se trata de una consecuencia de la accin de fuerzas de tipo gravitacional, como

    se puede deducir de la figura 5, donde se han representado los puntos de ebullicin normalde los

    ismeros n6pentano, 56metilbutano y 5,5 dimetilpropano, de peso molecular 75 y con 4, 3 y 5

    cadenas laterales, respectivamente.

    0100

    200

    300

    400

    500

    0 2 4 6 8 10N de C

    K

    280

    290

    300

    310

    320

    0 1 2

    Cadenas laterales

    K

    Figura 1 Figura 2

    8na lnea de pensamiento que permite e(plicar lo que se muestra en ambos grficos parte de la

    consideracin de las fuerzas intermoleculares que e(isten en el seno de los hidrocarburos.

    "i tomamos dos molculas del compuesto Cn95n:5de la figura 3 es fcil ver que e(isten n5

    interacciones CC, n%5n:5' C9 y %5n:5'599. Es obvio que, a medida que aumenta el

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    n0mero de tomos de C se incrementan las interrelaciones y, por ende, las fuerzas a nivel

    molecular.

    Esto se traduce en un aumento del punto de ebullicin o, lo que es equivalente, en una

    disminucin de la presin de vapor.

    $parentemente, con lo anterior podramos e(plicar el comportamiento de la figura 3 pero no el

    de la 5. "in embargo, si tenemos en cuenta que la e(istencia de cadenas laterales enmascara- la

    presencia de algunos tomos %el C sobre el que estn ubicadas, por e!emplo', este ocultamiento

    parcial debilita las interacciones de esos tomos con los de las otras molculas. Es de esperar, por

    tanto, que, a medida que aumenta la ramificacin, ba!e el punto de ebullicin.

    ;odemos aplicar estas lneas de razonamiento a las mezclas binarias, por ser las de tratamiento

    ms sencillo y, luego, e(tender, como criterios heursticos, las conclusiones obtenidas a mezclas

    multicomponentes.

    $hora la cuestin bsica a considerar ser cmo se ven afectadas las fuerzas intermoleculares

    que e(isten, en estado puro, en un compuesto $ por el agregado de

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    En las otras dos situaciones planteadas para la mezcla de $ con < e(iste una desviacin de la

    idealidad. Cuando la interaccin es ms dbil, la presin de la fase gaseosa ser ms alta que la que

    correspondera al comportamiento ideal. >endremos, en consecuencia, un apartamiento positivo de

    la ley de #aoult. a mezcla resulta ser ms voltil que si fuera ideal y, de e(istir un azetropo, este

    tendr una temperatura de ebullicin menor que la de cualquiera de los componentes puros.

    En el otro caso e(iste un apartamiento negativo debido a una mayor afinidad o interaccin entre

    una molcula de $ y una de < que entre dos molculas de $ o dos de

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    i

    sat

    i

    sat

    iii

    V

    ii POYpxPy =

    En la e(presin anterior se agrega, adems, el factor de ;oyting ;/A i, que permite tener en

    cuenta la influencia de la variacin de la presin entre la presin de vapor p saty la del sistema ;.

    d' )ebemos tener presente que el apartamiento de la idealidad se produce en la fase lquida en

    condiciones de presin y temperatura menos severas que para la gaseosa@ esto es, la fugacidad en elvapor se sigue e(presando por yi; pero en el lquido se requiere hacer uso del modelo de

    soluciones. >endremos, en este caso, una ley de #aoult modificada como e(presin de la igualdad

    entre fugacidades=

    sat

    iiii pxPy =

    a consideracin del E& en el caso de gases como el 1 5merece un prrafo aparte. En este caso,

    se trata de un gas que se encuentra disuelto en el lquido y la fugacidad no tiene relacin, como

    antes, con un cambio de fase, por lo que corresponde aplicar una e(tensin de la ley de 9enry ms

    que la de #aoult. $s, para esos casos, la igualdad de fugacidades quedar e(presada como=

    i

    mix

    ii

    V

    i xHPy =

    Como di!imos, los coeficientes de fugacidad se calculan a partir de ecuaciones de estado para

    sistemas reales. En los simuladores de proceso e(iste a nuestra disposicin un gran n0mero de tales

    ecuaciones. as ms comunes son

    "oave6#edlich6Bong %"#B' y sus variantes

    ;eng6#obinson %;#' y sus variantes

    >odas estas ecuaciones requieren el uso de coeficientes de interaccin binarias para considerar

    adecuadamente las mezclas multicomponentes. a amplitud y calidad de la base de datos disponible

    en un simulador en particular determinar, como es obvio, el a!uste de los resultados que

    obtengamos, siempre dentro del rango de validez de aplicacin del mtodo elegido.

    ;ara el clculo de coeficientes de actividad disponemos, en general, de varias alternativas=

    Ecuacin de 2ilson

    Ecuaciones de Dargules

    Dodelo 1on #andom >o iquids %1#>'

    Dodelo 81versal *8$si Chemical %81*8$C'

    Dodelo 81quac Functional group $ctivity Coefficient %81F$C'

    as cuatro primeras metodologas requieren, para su aplicacin, valores e(perimentales de

    parmetros de interaccin entre los compuestos de la mezcla en tanto que 81F$C es un mtodo

    predictivo, basado en la contribucin de grupos, por lo que se transforma en una alternativa valiosa

    cuando la informacin e(perimental es escasa.

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    4. ecomendaciones de uso

    o que sigue es, en su mayor parte, una reelaboracin de las recomendaciones realizadas por

    +.G."uppes del )epartamento de ngeniera *umica de la 8niversidad de Dissouri6Columbia para

    la seleccin de la metodologa de clculo del equilibrio lquido6vapor %E&' o lquido6lquido

    %E'

    1) Cuando la temperatura reducida de la mezcla, calculada como >r H > I zi>ci, es mayor

    que 4,7J y no se prevn fases lquidas inmiscibles, se debe usar una ecuacin de estado

    como "#B o ;#, privilegiando aquellas que cuentan con datos e(perimentales en la base de

    datos del simulador. )e acuerdo a 9yprotech, ;# es preferible a "#B, aunque e(isten

    opiniones en contrario.

    5' Cuando >r es menor que 4,7J se debe usar un modelo de solucin para la fase lquida y una

    ecuacin de estado para el vapor

    ?' Cuando slo se prev una 0nica fase lquida, las me!ores elecciones para los alternativas demodelos de solucin son

    a. 1#> para mezclas orgnicas con presencia de agua

    b. 2ilson para el resto, aunque algunas fuentes %&irtualDaterials +roup' recomiendan

    la ecuacin de Dargules para mezclas de hidrocarburos aromticos.

    K' En aquellas situaciones donde pueda producirse E debe usarse 1#>, siempre

    suponiendo que se cuenta con coeficientes de interaccin o se los puede estimar.

    J' Cuando no se puede disponer de coeficientes de interaccin %e(perimentales o estimados'

    para usar con 2ilson o 1#>, se debe utilizar el modelo de solucin 81*8$C con la

    prediccin de los coeficientes de interaccin binaria mediante 81F$C

    L' $lgunas fuentes %"heppard' recomiendan la realizacin de grficas (y, >(y ;(y para cada

    par de compuestos presentes en la mezcla y observar si en los mismos aparecen

    comportamientos- e(traMos %picos o quiebres agudos, segmentos planos, etc.'. "i nada de

    ello ocurre, la metodologa elegida para predecir el equilibrio es adecuada.

    /tras recomendaciones de seleccin provienen de empresas proveedoras de simuladores o

    softare relacionado y las hemos resumido en forma tabular.

    El cuadro siguiente resume el modelo de coeficientes de actividad recomendado para distintos

    tipos de mezclas por la empresa &irtualDaterials, proveedora de paquetes de propiedades para su

    uso en simulacin=

    Tipo de mezcla Modelo recomendableCompuestos orgnicos con presencia de agua 1#>

    $lcoholes o en mezclas con fenoles 2ilson

    $lcoholes, cetonas y teres Dargules

    9idrocarburos CK C3N 2ilson

    9idrocarburos aromticos Dargules

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    a tabla que sigue se refiere a la aplicabilidad de mtodos de coeficientes de actividad en

    distintos sistemas, as como la posibilidad de e(tender la informacin disponible a condiciones

    distintas de las originales=

    Aplicacin Margules Van Laar Wilson NRTL UNIQUA

    Dezclas binarias $ $ $ $ $Dezclas multicomponentes $ $ $ $ $

    "istemas azeotrpicos $ $ $ $ $

    Equilibrio lquido6lquido $ $ 1$ $ $

    "istemas diluidos O O $ $ $

    "istemas autoasociativos O O $ $ $

    ;olmeros 1$ 1$ 1$ 1$ $

    E(trapolacin O O < < , 81*8$C;lanta de amonaco ;#, "#B Fuente= 9oneyell, $";E1>ech

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    $";E1>ech ha propuesto una gua para la seleccin de los paquetes de propiedades seg0n el

    tipo de compuestos y las condiciones operativas. o que sigue es un seudocdigo que hemos

    elaborado a partir del esquema original de $";E1, considerando los paquetes disponibles en

    8ni"im )esign #?R4.

    3.6 "i los compuestos son no polaresir a $.

    5.6 "i los compuestos son polaresno elec#roli#osir a %.

    ?.6 Con elec#roli#os, usar un paquete especfico& Fin.

    K.6 No polares

    a' "i la totalidad de los componentes no son hipotticos, usar !R, SR', Lee('esler(!loc)er&Fin. "i no

    b' "i la presin de la mezcla de componentes reales y pseudocomponentes es

    6 "uperior a 3 atm usar *A+(S,A-,R, .RA/S+N& Fin6 Denor a 3 atm usar I-,AL& Fin.

    J.6 !olaresno elec#roli#os

    a' "i la presin es inferior a 34 bar

    a3' "i se dispone de parmetros de interaccin %en la base de datos o suministrados por el

    usuario'

    a3.3' "i se prev que el equilibrio ser lquido6lquido usar= NRTL, UNIQUAy susvariantes. Fin

    a3.5' "i se prev que el equilibrio ser lquido6vapor usar= WILS+N, NRTL, UNIQUAy sus variantes. Fin.

    a5' 1o se dispone de parmetros de interaccin, usar UNI0A&Fin

    b' "i la presin es superior a 34 bar

    b3' "i se dispone de parmetros de interaccin usar mtodos correlativos. Fin

    b5' "i no se dispone de parmetros de interaccin usar mtodos predictivos. Fin

    !i"lio#ra$%a citada

    6 9enley, "eader, /peraciones de "eparacin por Etapas de Equilibrio en ngeniera *umica-,

    3RNN, Ed.#evert "$

    6 "uppes, "electing >hermodynamic Dodels for ;rocess "imulation of /rganic &E and E

    "ystems-, http=IIstudents.aiche.orgIpdfsIthermodynamics.pdf

    6 8ni"im >hermo #eference +uide

    6 C/D>hermo 6 #eference +uide-, 9yprotech, 5445.

    6 &irtualmaterials +roup http=II.virtualmaterials.com6 http=IIpeople.clarPson.eduISilco(I)esignIthermodl.htm

    6 C. D. "heppard, Chemical Engineering )epartment, 8niversity of >ulsa

    8

    http://students.aiche.org/pdfs/thermodynamics.pdfhttp://www.virtualmaterials.com/http://students.aiche.org/pdfs/thermodynamics.pdfhttp://www.virtualmaterials.com/
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    !R,-II1N -, !R+!I,-A-,S

    M2T+-+S -IS!+NI3L,S 4UniSim -esign R5678

    8ni"im )esign #?R4 dispone de los siguientes modelos para realizar los clculos trmicos y de

    transporte para todas las fases=

    Ecuaciones de Estado

    u

    Du6"im6>assone

    ;eng6#obinson QudPevitch6Goffee

    ;#6>u

    Modelos de &cti'idad

    Chien 1ull 1#>

    E(tended 1#> 81*8$C

    +eneral 1#> &an aar

    Dargules 2ilson

    ()ao *eader

    Chao "eader +rayson "treed

    Modelos de +resin de Vapor

    $ntoine Esso >abular

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    Cuando se elige alguno de los paquetes ;#, "our ;#, "#B o "our "#B debe optarse por alguna

    de las maneras de calcular las densidades de los lquidos= 3' ,+S -ensi#9y 5' Smoo#: Li"uid-ensi#9.

    En versiones anteriores los paquetes citados usaban el modelo Costald para el clculo de la

    densidad del lquido. Este mtodo slo se aplicaba cuando la temperatura reducida era inferior a launidad. Cuando >r era superior a uno, la densidad del lquido se calculaba de acuerdo a la ecuacin

    de estado. Esto se traduca en una discontinuidad en los valores de densidades, lo que ocasionaba

    problemas, especialmente en el modo dinmico.

    "i se elige la segunda opcin, entre >rH 4.RJ y >rH3, 8ni"im )esign interpola entre el modelo

    Costald y la ecuacin de estado, dando un valor alisado para la densidad.

    ;8 Soa

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    a ecuacin de estado ;eng6#obinson "try!eP6&era e(tiende el rango de aplicacin de la

    ecuacin original a sistemas altamente no ideales, dando resultados similares a los obtenidos con las

    ecuaciones de 2ilson, 1#> o 81*8$C.

    Esta ecuacin tiene un buen comportamiento a ba!as presiones. ;osee, adems, un con!unto

    limitado de parmetros de interaccin con compuestos no hidrocarbonados.

    a base de datos contiene parmetros e(perimentales para las curvas de presin de vapor de

    todos los componentes puros. ;ara compuestos hipotticos que representan fracciones de petrleo,

    el sistema, en forma automtica, hace uso del mtodo de ee6Besler para los parmetros de esas

    curvas, en cambio, para otros definidos por el usuario, e(iste la posibilidad de ingresar los valores o

    indicarle al sistema que los calcule a partir de las correlaciones de ee6Besler, +omez6>hodos o

    #eidel.

    Sour !R

    a ecuacin "our ;# combina la ecuacin ;eng6#obinson y el mtodo $;6"our de 2ilson para

    mane!ar sistemas cidos acuosos.

    ;ara el clculo de las fugacidades y entalpas de las fases lquido y vapor en hidrocarburos usa la

    ecuacin de ;eng6#obinson. os valores de las constantes de equilibrio para la fase acuosa se

    calculan con el mtodo $;6"our de 2ilson.

    Este modelo puede usarse en columnas que tratan crudo o cualquier proceso donde se encuentren

    hidrocarburos, gases cidos y agua.

    58 ,cuacin Lee('esler(!lCc)er

    a ecuacin ee6Besler6;locPer deriva de ecuacin de ee6Besler y es un mtodo general e(acto

    para mezclas y sustancias no polares. 1o usa la correlacin de C/">$) para calcular la densidad

    del lquido. Esto puede mostrar diferencias cuando se comparan resultados entre ecuaciones de

    estado.

    M+-,L+S -, +,0II,NT,S -, ATIVI-A-

    $unque las ecuaciones de estado han probado ser confiables en la prediccin de propiedades de

    mezclas de hidrocarburos en un amplio rango de condiciones operativas, su aplicacin est limitada

    primariamente a compuestos no polares o levemente polares. El mane!o de mezclas con compuestos

    polares o con comportamiento no ideal, se ha hecho, tradicionalmente, en base a un modelo dual.

    os modelos de coeficiente de actividad son, comparados con las ecuaciones de estado, de una

    naturaleza ms emprica, y por lo tanto, no pueden ser usadas con seguridad en generalizaciones o

    e(trapolaciones a condiciones no probadas.

    os modelos slo realizan los clculos de la fase lquida, por lo que debe especificarse el mtodoa usar para calcular la fase vapor.

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    $l seleccionarlos deben realizarse una serie de especificaciones, fundamentalmente, el mtodo

    de mane!o de la fase vapor.

    ;ara todos, con e(clusin de Dargules y van aar, esa eleccin se restringe a las opciones

    siguientes3=

    a' deal, se aplica en casos donde se opera a presiones ba!as o moderadas y donde, en la fase vapor,

    e(iste poca interaccin molecular entre los compuestos. Es la opcin por defecto.

    b' #B puede aplicarse a todos los gases. o usual es reemplazarla por "#B.

    c' &irial, modela con buenos resultados las fugacidades de la fase vapor de sistemas con fuertes

    interacciones en dicha fase. Esto ocurre cuando estn presentes cidos carbo(licos u otros

    compuestos que tienen tendencia a formar enlaces de hidrgeno estables.

    d6e' ;# y "#B que se usan en todas las situaciones ya vistas.

    /tra eleccin es la temperatura que ser usada para estimar los parmetros de interaccin del

    mtodo 81F$C. 9ay un valor por defecto, pero, para obtener me!ores resultados conviene

    seleccionar la temperatura ms cercana a las condiciones de operacin.

    a tercera eleccin permite optar por el uso o no del factor de ;oynting. /bviamente, este factor

    est slo disponible para modelos distintos del ideal.

    Como ya vimos, los modelos de coeficientes de actividad disponibles son=

    Chien 1ull 1#>E(tended 1#> 81*8$C

    +eneral 1#> &an aar

    Dargules 2ilson

    Modelo :ien(Null 4N8

    Chien61ull es un mtodo emprico que permite combinar distintos mtodos para tratar mezclas

    multicomponentes. El usuario, al elegir el modelo C1, puede seleccionar los modelos de

    coeficientes de actividad que considere me!ores para representar el comportamiento de los distintos

    con!untos binarios que se pueden formar a partir de la mezcla multicomponente. $s, por e!emplo,

    se puede escoger 1#> para un par, Dargules, para otro, etc. os valores de los coeficientes de

    interaccin pueden ser estimados por el programa o introducidos por el usuario.

    ,cuacin Van Laar

    Es de naturaleza emprica y puede usarse en sistemas que presentan desviaciones positivas o

    negativas de la ey de #aoult. "in embargo no puede predecir m(imos o mnimos en los

    coeficientes de actividad y por lo tanto, generalmente realiza estimaciones pobres en sistemas con

    hidrocarburos halogenados y alcoholes.

    1E(iste listada otra alternativa pero no se encuentra licenciada en la versin disponible.

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    $dems, tiene tendencia a predecir dos fases lquidas cuando, en realidad, no e(isten, aunque

    puede representar el comportamiento de mezclas con miscibilidad limitada as como tres fases de

    equilibrio.

    Margules

    ;uede usarse para modelar el equilibrio lquido vapor y el lquido6lquido. a ecuacin no tiene

    fundamentos tericos pero es 0til para estimaciones rpidas e interpolacin de datos.

    E(iste una versin de cuatro parmetros que e(tiende su aplicacin a mezclas multicomponentes.

    ,cuacin de Wilson

    $unque esta ecuacin es ms comple!a y requiere ms tiempo para los clculos que las

    ecuaciones de Dargules y de &an aar, puede representar satisfactoriamente casi todas las

    soluciones lquidas no ideales, con mezclas de compuestos polares y no polares, e(cepto electrolitos

    y soluciones que presentan una limitada miscibilidad %E o E&'.

    ;rovee una e(celente prediccin del equilibrio ternario usando parmetros obtenidos por

    regresin de datos binarios.

    ,D#ended Wilson

    Es una variante del modelo 2ilson. 8sa un n0mero mayor de parmetros de interaccin para

    determinar los coeficientes de actividad.

    NRTL

    El modelo elimina las limitaciones de 2ilson para predecir el equilibrio lquido lquido, aunque

    tiene tendencia a establecer falsas separaciones de fases. Es capaz de representar el comportamiento

    de los equilibrios &, y &.

    En general es ms preciso que 2ilson y superior a otros modelos en sistemas

    aguaIcompuestos orgnicos.

    a e(tensin a mezclas multicomponentes es directa.

    /frece poca venta!a sobre la ecuacin de 2ilson para sistemas que son completamente

    miscibles.

    Es consistente termodinmicamente y puede aplicarse a sistemas ternarios y de orden superior

    usando parmetros obtenidos por regresin de datos de equilibrio binario.

    >iene una precisin comparable a la ecuacin de 2ilson para el E&. Combina las venta!as de

    las ecuaciones de 2ilson y &an aar y, como esta 0ltima, no es e(tremadamente intensiva en

    tiempo de clculo. $ diferencia de &an aar, puede usarse en sistemas diludos y en mezclas de

    hidrocarburos y alcoholes, aunque, para estas 0ltimas, no resulta tan satisfactoria como la ecuacin

    de 2ilson.

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  • 5/27/2018 SeleccionModelosTermodinamicos_UniSim

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    ;ermite modelar sistemas donde e(iste un amplio rango de puntos de ebullicin o composicin

    entre componentes, o donde se requiere Tresolver simultneamente equilibrios & y

    .eneral NRTL

    E(tiende la aplicacin de 1#> a rangos ms amplios de temperatura pero a costa de

    incrementar la cantidad de informacin e(perimental.

    UNIQUA 4UNI, tiene las mismas caractersticas bsicas pero

    requiere un menor volumen de datos de parmetros de interaccin que 1#>. Es capaz de predecir

    el equilibrio &, y &.

    "e ha usado con (ito para predecir el equilibrio de sistemas altamente no ideales, por e!emplo,

    aquellos que contienen molculas de diferentes tamaMos y formas, como los polmeros.

    ;uede aplicarse a mezclas que contienen agua, hidrocarburos, hidrocarburos halogenados,

    alcoholes, nitrilos, aminas, steres, cetonas y aldehidos.

    os parmetros e(perimentales encontrados e(hiben una escasa dependencia con la temperatura, lo

    cual favorece la e(trapolacin del mtodo.

    UNI0A

    El mtodo 81F$C es una herramienta 0til para realizar los clculos de &E cuando se carece

    de datos e(perimentales, con buenas estimaciones en aplicaciones industrialmente importantes.

    1o obstante, no es un reemplazo para los datos e(perimentales, y nunca debe tratarse como tal.

    Es 0til para realizar estudios preliminares pero, para un diseMo riguroso, los resultados deben ser

    revisados a partir de datos e(perimentales.

    Tra#amien#o de no condensables

    El tratamiento de los compuestos no condensables se realiza mediante la ley de 9enry, aunque

    sta no est disponible para su eleccin como un mtodo de propiedades termodinmicas.

    El simulador la utiliza automticamente cuando en la mezcla estn presentes los compuestos no

    condensables metano, etano, etileno, acetileno, 9idrogen, 9elium, $rgon, 1itrogen, /(ygen, 1/,

    95", C/5 y C/.

    a ley de 9enry e(tendida tambin se usa para modelar las interacciones entre un solvente y un

    soluto diluido en l.

    El trmino compuesto no condensable- hace referencia a aquellos que tienen una temperatura

    crtica por deba!o de la del sistema. /bviamente, no se tiene en cuenta la interaccin, en elequilibrio &, entre este tipo de compuestos.

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