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Caracterización termodinámica para sistemas de esterificación heterogéneos en destilación reactiva. I. Envolventes reactivas (Thermodynamic characterization for heterogeneous esterification systems in reactive distillation. I. Reactive envelopes)

2014; EIA University; Volume: 10; Issue: 20 Linguagem: Espanhol

10.24050/reia.v10i20.516

2463-0950

César Augusto Sánchez, Miguel Ángel Gómez García, Gerardo Rodríguez Niño,

Advanced Control Systems Optimization

Se presenta en este trabajo un enfoque novedoso para el calculo de las envolventes reactivas liquido – liquido – vapor (LLV) y liquido – liquido (LL). El principal aporte consiste en indicar explicitamente las manipulaciones necesarias para transformar el calculo de las binodales en uno de homotopia termodinamica. Asi, la solucion del problema se traslada a la teoria de los metodos de continuacion. Esta perspectiva proporciona adicionalmente un procedimiento para localizar el punto critico de las mezclas reactivas. Se analizaron dos casos de interes industrial: las binodales reactivas LLV a 101,325 kPa para los sistemas acido acetico + 1-pentanol + agua + n-amilacetato y acido acetico + 3-metil-1- butanol + agua + isoamilacetato. Se encontro que ellas son semejantes a las binodales del tipo I en sistemas ternarios no reactivos. Para el caso del n-amilacetato se ejemplifica la utilidad de estas envolventes en el calculo y analisis grafico de un rectificador con varios platos heterogeneos. Abstract: In this work, a novel approach for the calculation of the reactive liquid – liquid (LL) and vapor – liquid – liquid (VLL) envelopes is proposed. As the main contribution, the way of transforming the binodal lines calculation into the thermodynamic homotopy is explicitly defined. This transforms the problem solution to the theory of the continuation methods. Thus, a method for the localization of the critical point of reactive mixtures is also provided. Two cases of industrial interest are analyzed: the solution of acetic acid + 1-pentanol + water + n-amyl acetate and the solution acetic acid + 3-methyl-1-butanol + water + isoamyl acetate. At 101,325 kPa, the reactive VLL binodal lines are traced. They are similar to nonreactive type I binodal lines in ternary systems. For the n-amyl acetate case, the usefulness of those envelopes is exemplified in the calculation and graphical analysis of a distillation rectification section with multiple heterogeneous trays. Sumario: Apresenta-se neste trabalho um enfoque novo para o calculo das envolventes reativas liquido – liquido – vapor (LLV) e liquido – liquido (LL). A principal contribuicao consiste em indicar explicitamente as manipulacoes necessarias para transformar o calculo das binodais em um calculo de homotopia termodinâmica. Assim, a solucao ao problema traslada-se a teoria dos metodos de continuacao. Esta perspectiva proporciona adicionalmente um procedimento para localizar o ponto critico das misturas reativas. Analisaram-se dois casos de interesse industrial: as binodais reativas LLV a 101,325 kPa para os sistemas acido etanoico + 1-pentanol + agua + n-amilacetato e acido etanoico + 3-metil-1-butanol + agua + isoamilacetato. Encontrou-se que elas sao semelhantes as binodais do tipo I em sistemas ternarios nao reativos. Para o caso do n-amilacetato exemplifica-se a utilidade destas envolventes no calculo e analise grafico dum retificador com varios pratos heterogeneos.