Paquetes termodinámicos

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Paquetes termodinámicos por Mind Map: Paquetes termodinámicos

1. También llamado modelo de equilibrio vapor-líquido (VLE) es un método para calcular la fase de separación de una mezcla a una temperatura, presión y composición dada.

2. Se divide en las siguientes categorías principales:

2.1. Ecuaciones de estado: Se basan en desviaciones ligeras del comportamiento de gases ideales PV=nRT. Por tanto, se ajustan a mezclas Gas Real+Líquido Ideal.

2.1.1. Estas ecuaciones relacionan un sistema en equilibrio en base a las variables que lo describen. Estas han sido desarrolladas a través del tiempo ya que los primeros modelos de dichas ecuaciones no brindaban una aproximación buena al resultado

2.1.2. Describen el sistema en relación con las propiedades termodinámicos, presión, temperatura, etc, siendo estas características propias del sistema

2.1.3. Ventajas

2.1.3.1. Son apropiadas para el modelado de no linealidad enfase vapor a altas presiones así como componentes supercríticos.

2.1.3.2. Desarrollados para hidrocarburos a amplios rangos de P y T

2.1.3.3. Mediante a ciertas modificaciones permite tratar mezclas con compuestos medianamente polares y poder predecir el comportamiento no ideal en fase líquida (azeótropos)

2.1.4. Son usados comúnmente para simulación de operaciones unitarias relacionadas con hidrocarburos y gases ligeros desde temperaturas muy bajas temperaturas de región crítica

2.1.5. Ejemplos: Soave Redlinch Kwong (SRK) , Peng Robinson (PR)

2.2. Modelo de actividad: Se basan en la determinación del coeficiente de actividad de los componentes para ajustar la desviación producida por excesos de energía libre de Gibbs de las mezclas. Por tanto, se ajusta a mezclas Gas ideal-Líquido Polar.

2.2.1. Ventajas

2.2.1.1. Apropiado para el modelado no lineal en fase líquida

2.2.1.2. Mayor presición que las Ecuaciones de Estado a bajas presiones

2.2.2. Desventajas

2.2.2.1. Válidos para presiones menores a 10 bar

2.2.2.2. Capaces de tratar componentes supercríticos a parter de las constantes de Henry

2.2.3. Usados para componentes a temperatura ambiente hasta temperaturas cercanas a la temperatura crítica

2.2.4. Ejemplos: Wilson, Uniquac

2.3. Se divide en las siguientes categorías principales:

3. No existe un modelo termodinámico que pueda ser utilizado universalmente para todos los casos. Su selección depende de:

3.1. Naturaleza de los componentes

3.2. Tipo de mezcla

3.3. Rango de condiciones (Temperatura, presión y concentración)

4. Conocer el comportamiento de las moléculas en fase líquida y vapor de la mezcla es importante para la selección del modelo termodinámico correcto. Así, se tiene:

4.1. Gas ideal: En la práctica comprende gases ligeros sujetos a condiciones ambiente

4.2. Gas real: Gases a altas presiones o con diferencias notables entre la moléculas de la mezcla (Tamaño, forma).

4.3. Líquido ideal: Mezclas líquidas a altas presiones o con similar concentración molar en la mezcla.

4.4. Líquido real: Mayoría de líquidos con diferencia de tamaño entre las moléculas de la mezcla.

4.5. Líquido polar: Solución polar donde las moléculas no se distribuyen por igual, dominan las fuerzas intermoleculares.

5. Es importante siempre validar el paquete termodinámico utilizado revisando que todos los inputs sean correctos y comparando los resultados con datos experimentales del sistema planteado.

6. Que son?

6.1. Los paquetes termodinámicos son una base de datos que cuentan con ecuaciones que se utilizan en la determinación de las propiedades físicas de los componenetes que se desean simular en los procesos correspondientes

7. Dónde encontrar datos termodinámicos faltantes?

7.1. DECHEMA Gesellschaft für Chemische Gesellschaft für Chemische Base de datos DETHERM para propiedades Technik und Biotechnologie Base de datos DETHERM para propiedades fluidos puros y mezclas. Muy completa. (http://i-systems.dechema.de/detherm)

7.2. DIPPR Data Compilation, American Institute DIPPR Data Compilation, American Institute Base de datos de componentes puros of Chemical Engineers* Base de datos de componentes puros (http://dippr.byu.edu/)

7.3. Dortmund Databank* Base de datos para equilibrios de mezclas. (http pp ://www.ddbst.com/en/ddbst/index.php)

7.4. JANAF Thermochemical Tables (distribuido por el NIST) Base de datos compuestos puros (http://www.nist.gov/index.html)

8. ¿Para qué sirven? Para calcular propiedades termodinámica y equilibrios de fases, con la finalidad de resolver balances de masa y energía y dimensionamiesto en equipos de distintas operaciones unitarias

9. Coeficientes de Actividad de acuerdo al tipo de mezcla

9.1. Compuestos Orgánicos con Agua: NRTL

9.2. Alcoholes o Fenoles: Wilson

9.3. Hidrocarburos C4-C18: Wilson

9.4. Hidrocarburos Aromáticos: Margules

10. Paquetes Termodinámicos Disponibles

10.1. Ecuaciones de Estado

10.1.1. SRK (Presión atmosférica o superior)

10.1.1.1. Hidrocarburos

10.1.1.2. Gases Livianos

10.1.2. Peng-Robinson

10.1.2.1. PRSV

10.1.2.1.1. Sistemas altamente no ideales

10.1.2.1.2. Bajas presiones

10.1.2.2. Sour PR

10.1.2.2.1. Sistemas de ácidos acuosos

10.2. Modelos de Actividad

10.2.1. NRTL

10.2.1.1. Mezclas Agua + Hidrocarburos

10.2.1.2. Sistemas completamente miscibles

10.2.2. UNIQUAC

10.2.2.1. Sistemas no ideales

10.2.2.2. Agua

10.2.2.3. Hidrocarburos

10.2.2.4. Alcoholes, aminas, ésteres

10.2.3. Wilson

10.2.3.1. Líquidos no ideales

10.2.3.2. Mezclas componentes polares y no polares

10.2.3.3. Soluciones con baja miscibilidad

10.2.4. Margules

10.2.4.1. Equilibrio líquido- vapor

10.2.4.2. Equilibrio Líquido-Líquido

11. No todos los paquetes termodinámicos utilizan la ecuación de Antoine como SKR o PR, por eso si se tarata de procesos que involucran un cambio de estado a una presión diferente a la atmosférica en la que se requiere calcular temperatura o presión de saturación se puede optar ya sea por una modificación de estos paquetes o utilizar directamete paquete de Ecuación de Antoine, ya que los paquetes simples calculan estas variables mediante temperaturas o presiones críticas y cuando se compara con la Ecuación de Antoine, no son del todo fiables.