Resumen

La determinación del equilibrio líquido-vapor de diferentes sistemas es información muy importante para la caracterización de las mezclas y los procesos de separación de estas. El equilibrio es estimado deforma experimental; sin embargo, su ejecución tiene altos costos por la precisión que se demanda en dichas pruebas. Una solución viable a la problemática planteada es el uso modelos termodinámicos que permitan obtener el equilibrio de fases. El presente artículo muestra la metodología para la estimación del equilibrio líquido-vapor de un sistema binario no ideal azeotropo, tomando como ejemplo la mezcla de acetona y cloroformo, en la herramienta software Matlab 9.0. Para dar cumplimiento al principal objetivo de la investigación, se elaboró la curva de rocío y burbuja usando la ecuación cúbica de Peng Robinson para calcular los coeficientes de fugacidad, y el modelo termodinámico de Van Laar para los coeficientes de actividad. Las curvas resultantes fueron comparadas con las curvas obtenidas experimentalmente a una temperatura de 50 °C y 35,17 °C, mostrando un buen ajuste, con errores relativos promedios inferiores a 3,9%. Adicionalmente, los resultados fueron comparados con los estimados a través del simulador de procesos químicos Aspen HYSYS y con un programa comercial (VLE Cal) alcanzando porcentajes de error promedio inferiores al 1%.

INTRODUCCIÓN

La estimación de las condiciones de equilibrio líquido-vapor en mezclas binarias es un tema de interés general para la comprensión del comportamiento de los componentes de una mezcla en equilibrio, que permite la elaboración de diagramas del sistema y que dará las bases para el diseño, análisis y control del proceso de un proceso de destilación, mediante el cual se busca separar las mezclas en componentes puros [1, 2]. El equilibrio líquido-vapor de diferentes mezclas se obtiene comúnmente con pruebas experimentales con el método de destilación, dinámico, de adsorción, entre otros; desarrollados bajo ciertas condiciones de temperatura, presión y concentración [3]. Sin embargo, este tipo de información no puede ser obtenida en todos los casos de forma experimental, ya que los métodos empleados demandan un alto costo de adquisición, relacionados con la necesidad de garantizar puntos con la máxima precisión [2]. Por lo tanto, ha sido necesario elaborar programas computacionales usando ciertos modelos matemáticos para predecir el comportamiento de las mezclas [4,5,6].El alcance de la presente investigación abarca la programación de modelos termodinámicos y ecuaciones de estado para estimar el equilibrio líquido-vapor en un sistema binario conformado por cloroformo y acetona. Esta mezcla tiene, principalmente, aplicabilidad para la determinación de impurezas mécanicas a muestras de propóleo en laboratorio. Se caracteriza por tener comportamiento no ideal azeótropo a una temperatura de 50 °C [7].

• Materias:Mezclas Equilibrio Procesos químicos
• Subjects:Mixtures Balance Chemical processes
• Palabras claves:Equilibrio Líquido-Vapor; Acetona-Cloroformo; Modelo Van Laar; Coeficiente de Actividad; Coeficiente de Fugacidad.
• Keywords: Liquid-Gas Equilibrium; Acetone-Chloroforme; Van Laar Model; Fugacity Coefficient; Activity Coefficient.