Avances en las tareas de experimentación, modelización y verificación de propiedades de disoluciones ester-alcano e influencia sobre procesos de separación

Abstract

El trabajo de Tesis Doctoral se basa en los avances logrados en varias etapas de su realización, los cuales se han reflejado en varios artículos, cuatro ya publicados, cuyo compendio constituye esta Memoria. En las publicaciones se recoge una densa experimentación en la misma línea investigación del grupo de trabajo, con el fin de generar una extensa base de datos de sistemas ester-alcano; concretamente, con propanoato y butanoato de alquilo (metilo a propilo) con 4 hidrocarburos (hexano a nonano). La experimentación de 26 disoluciones binarias se realiza para conocer los efectos de mezclado sobre varias propiedades, de naturaleza volumétrica y energética, y los equilibrios líquido-vapor, determinados a presión constante de 101,32 kPa. La información generada se emplea para representar al conjunto de propiedades de las disoluciones, facilitando la interpretación de su comportamiento. La modelización se lleva a cabo utilizando una expresión semi-empírica de naturaleza polinómica, cuya parametrización se consigue con un procedimiento de optimización mono- o multi-objetivo, dependiendo si la correlación de datos se lleva a cabo sobre una o varias propiedades de un mismo sistema. La Memoria recoge un último trabajo, donde se aplica una metodología, elaborada por nuestro grupo, con el fin de chequear termodinámicamente la calidad de los datos experimentales, especialmente los de equilibrio líquido-vapor, permitiendo con el binomio modelización-chequeo testar el formalismo termodinámico utilizado. La aplicación de esta metodología califica de aceptable la experimentación realizada. De los 26 sistemas, ocho presentaron azeótropos, escogiéndose de entre ellos a la binaria propanoato de propilo+octano para simular un proceso de separación contrastando los resultados emitidos por Aspen-Plus con los estimados por la modelización de datos reales. El proceso real sobre una columna de rectificación-batch confirma que la modelización conseguida ofrece la mejor simulación.