Cálculo de secciones isotérmicas e isobáricas de equilibrio entre fases fluidas y soluciones sólidas

PORRAS GIRALDO, ANDRÉS FELIPE; RODRIGUEZ REARTES, SABRINA BELÉN; ZABALOY, MARCELO SANTIAGO

CABA

Congreso; 5° Congreso Argentino de Ingeniería ? 11vo Congreso Argentino de Enseñanza de la Ingeniería; 2021

Los diagramas de fases que involucran fases fluidas y fases sólidas son de interés para el análisis de diversos problemas, como lo es el caso de la precipitación indeseada de sólidos durante el transporte de fluidos. El advenimiento de nuevos modelos para la descripción de soluciones sólidas (Porras et al, Fluid Phase Eq., 2021, en prensa) requiere disponer de algoritmos de cálculo (AC) que permitan computar, entre otros, diagramas isotérmicos o isobáricos de equilibrio entre fases para sistemas binarios (como CO2+CH4), que consideren tanto fases fluidas, como fases sólidas que son mezclas. Los AC deben ser capaces de cubrir amplios rangos de condiciones. Definir y validar una estrategia para la generación de los mencionados diagramas es el propósito del presente trabajo. Los pasos propuestos son los siguientes: [a] calcular todas las líneas críticas y trifásicas del sistema binario; [b] encontrar todos los puntos (clave) de tales líneas que tengan temperatura (o presión) igual a la especificada para el diagrama isotérmico (o isobárico) que se desea generar; [c] utilizar un método de continuación numérica para calcular un tramo bifásico (de la isoterma o isobara) que se origina en un dado punto clave; [d] conformar el diagrama isotérmico (o isobárico) completo integrando todos los tramos bifásicos globalmente estables computados y los puntos clave. Los tramos considerados de equilibrio bifásico, que involucren soluciones sólidas, pueden ser del tipo sólido-fluido o sólido-sólido. La estrategia propuesta ha resultado ser muy robusta. Los diagramas generados pueden involucrar puntos trifásicos de distintos tipos: eutécticos, peritécticos, monotécticos, etc.