Predicción de la selectividad para la adsorción de mezclas binarias en carbonos activados: CO2/CH4 y CH4/N2

J.C.ALEXANDRE DE OLIVEIRA, R.B. RIOS, R.H. LÓPEZ, A.E.B. TORRES, C.L. CAVALCANTE JR, D.C.S. AZEVEDO, G. ZGRABLICH

Puebla

Congreso; COLOQUIO-PROPIEDADES FISICOQUÍMICAS DE SISTEMAS COMPLEJOS NANOESTRUCTURADOS (PFISICONANO2011); 2011

La industria de procesos de separación por adsorción en materiales nanoporosos, especialmente Carbonos Activados (CA), requiere la capacidad de predecir la selectividad de un gas con relación a otro en una mezcla binaria. La teoría de adsorción de una solución ideal (IAST) ha cumplido con ese propósito por más de 40 años. Sin embargo, el desarrollo de los métodos de simulación DFT y Monte Carlo ha incentivado el desarrollo de modelos más precisos en las ultimas 2 décadas. El CA es uno de los más populares adsorbentes, pero presenta la dificultad de ser un material poroso desordenado caracterizado por una distribución de tamaño de poro (PSD). Las PSDs obtenidas por DFT o Monte Carlo para CA dependen de la molécula de prueba utilizada al igual que la PSD calculada para la mezcla, por lo tanto, surge el problema de cómo combinar la PSD obtenida a partir de las isotermas de los componentes puros con el fin de predecir la selectividad de adsorción de la mezcla. Algunos modelos ya probados en la literatura proponen optar por la mezcla de las PSDs correspondientes al gas que se adsorbe más fuertemente [2], o la PSD obtenida del ajuste simultáneo de las dos isotermas de los componentes puros [3]. En el presente trabajo presentamos la selectividad calculada por un modelo que combina las dos PSDs de los gases mono componentes pesándolos de acuerdo con su fracción molar en la fase gas. La aplicación de este modelo a datos experimentales de adsorción de las mezclas CO2/CH4 y CH4/N2 para un CA comercial mostró un muy buen acuerdo si se compara con IAST y otros modelos basado en la simulación de Monte Carlo.