Termoquimica

CÁLCULOS DEL COEFICIENTE DE ACTIVIDAD POR MEDIO DE LOS MÉTODOS DE UNIQUAC Y UNIFAC PARA UN SISTEMA TERNARIO.

Herrera Juan Pablo, Polanía Jonathan, Trujillo Renatta.

La ecuación de UNIQUAC es un modelo que combina las ventajas de la ecuación de NRTL con la simplicidad de la de WILSON. Esta se basa en la teoría de química de las imperfecciones, apunta a representar moléculas que difieren apreciablemente en tamaño y en forma, y a su vez toma en cuenta los efectos de las diferencias de polaridad. Se usan fracción local de área Θij como variable de concentración. Cada molécula se caracteriza por dos parámetros estructurales que se determinan con relación a un segmento de referencia. Este procedimiento permite calcular los coeficientes de actividad de una especie en una mezcla multicomponente [1].

Se eligió un sistema de tres componentes (acetona (XA) –cloroformo (XC) –etanol (XE)). Cada uno con composición de fracción molar de XA=0.2; XC=0.1; XE=0.7. A una temperatura de 323 K y una presión de 103.25 kPa.

Para el proceso de determinación de los coeficientes de actividad se utilizaron las siguientes expresiones para calcular los parámetros presentes en la ecuación:

Tomado de: Prausnitz, J. et al. “Molecular thermodynamics of fluid phase equilibria.” 3a Edición. Prentice Hall International Series in the Physical and Chemical Engineering Sciences. 1999.

Donde r, q, q’ son parámetros estructurales de cada molécula de componente puro, que dependen del tamaño molecular y área superficial.

Para q’ se define este parámetro específicamente en agua y alcoholes de bajo peso molecular, en nuestro caso en el componente acetona y cloroformo se tomó como q=q’ y para el etanol q’ tiene un valor de 0,92.

Para cada mezcla se tiene parámetros ajustables que se definen como t (tau) que dependen del parámetro de interacción aij

Tomado de: Prausnitz, J. et al. “Molecular thermodynamics of fluid phase equilibria.” 3a Edición. Prentice Hall International Series in the Physical and Chemical Engineering Sciences. 1999.

Donde

Tomado de: Prausnitz, J. et al. “Molecular thermodynamics of fluid phase equilibria.” 3a Edición. Prentice Hall International Series in the Physical and Chemical Engineering Sciences. 1999.

Y Z es el número de coordinación con un valor de 10.

Se obtuvo los siguientes resultados por medio del software Python

Coeficientes de actividad por medio de Aspen plus V8.0 en el método de UNIQUAC

Mediante diferentes software (Python,Aspen) a las mismas condiciones y composiciones del sistema ternario se obtiene valores similares entre si , teniendo cada uno un porcentaje de error mínimo, este porcentaje se halla de la siguiente manera:

Donde el valor teórico es el dato obtenido con la simulación en Aspen plus y el valor experimental el conseguido por medio de la simulación en Phyton.

Para la acetona tenemos:

Cloroformo:

Etanol:

En conclusion se observa un margen de error porcentual para los componentes del sistema, para el etanol se obtiene una desviacion de 4,5% siendo el mas alto, para el cloroformo se obtuvo un pocentaje de error del 1,6 %, una posible causa a este hecho es que los valores usados para los parámetros estructurales (r,q y q’) y de interacción en nuestras simulacion son diferentes (datos recopilados del libro Prausnitz, J. et al. “Molecular thermodynamics of fluid phase equilibria.” 3a Edición. Prentice Hall International Series in the Physical and Chemical Engineering Sciences. 1999.) a los que se tiene en la base de datos de Aspen que son utilizados para

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