COMPORTAMIENTO DEL EQUILIBRIO ENTRE CUATRO FASES FLUIDAS EN SISTEMAS TERNARIOS

PISONI, GERARDO O.; CISMONDI, MARTÌN; CARDOZO-FILHO, LUCIO; ZABALOY, MARCELO S.

Bahía Blanca

Congreso; Congreso Argentino de Ingeniería Química; 2017

Universidad Nacional del Sur

Los simuladores de procesos comerciales recurren a modelos termodinámicos del comportamiento de fases, al efecto de describir el funcionamiento, entre otros, de equipos de separación como pueden ser columnas de destilación o unidades de separación líquido-líquido. Los valores asignados a los parámetros de interacción de los modelos termodinámicos tienen un gran impacto sobre el equilibrio entre fases predicho. Típicamente, los parámetros de interacción se ajustan de manera de reproducir el equilibrio líquido-vapor y/o líquido-líquido de sistemas binarios. Los valores obtenidos para los parámetros de interacción en la etapa de ajuste suelen validarse prediciendo el comportamiento binario, en condiciones diferentes a las de tal etapa, y prediciendo también el comportamiento ternario y multi-componente. Los modelos pueden predecir comportamientos muy complejos. Los mismos no necesariamente son ficticios. Por ejemplo, los sistemas ternarios altamente no ideales pueden presentar, a nivel experimental, equilibrios entre cuatro fases fluidas [Pisoni et al, 2014]. Esta situación no sólo requiere de modelos suficientemente flexibles que puedan representar escenarios de tan alta complejidad, sino también de algoritmos de cálculo relativamente sofisticados. Según la regla de las fases, el equilibrio tetrafásico ternario tiene un sólo grado de libertad. Ello hace difícil, o, en términos prácticos, imposible, para los simuladores comerciales, efectuar el cálculo de este equilibrio a través del método standard denominado ?Flash multifásico a temperatura, presión y composición global especificadas?. La forma apropiada de calcular el equilibrio tetrafásico ternario se ha descripto brevemente en un trabajo previo [Pisoni et al, 2014]. La existencia de un único grado de libertad para tal equilibrio implica que los sets continuos de equilibrios tetrafásicos son líneas (o hiper-líneas, no hiper-superficies) tetrafásicas (LsTs). En otras palabras, las composiciones de las fases y las densidades de las mismas son funciones de la temperatura especificada ( o bien de la presión especificada). Una dada LT existe en cierto rango de temperatura. Estas líneas tienen puntos terminales en los que un par de fases se vuelven idénticas. Una vez especificado un modelo y los valores de sus parámetros de interacción es posible calcular todas las LsTs predichas. El modelo sólo predecirá la presencia de LsTs si el sistema ternario bajo estudio es suficientemente no ideal. El propósito del presente trabajo es estudiar las características de un número de LsTs, intentando establecer patrones de comportamiento para las mismas. Ello requiere ante todo definir, a partir de un criterio basado en una variable continua, una forma de identificar a cada una de las fases, que permita estudiar la evolución de cada una de ellas a lo largo de una dada LT, es decir, que posibilite hacer un seguimiento de su comportamiento en función de la temperatura. Se presentan resultados y conclusiones para el altamente no ideal sistema ternario CO2+H2O+(2?propanol).