Comportamiento de soluciones de metanoatos de alquilo con alcanos. Experimentación, correlación y estimación

Abstract

La Tesis Doctoral recoge el contenido de la investigación realizada y basada fundamentalmente en un análisis exhaustivo, experimental y teórico, sobre el comportamiento de soluciones binarias formadas por los cuatro primeros metanoatos de alquilo (desde el metilo al butilo) con seis alcanos (desde el pentano al decano). Experimentalmente se ha conseguido una densa base de datos de propiedades termodinámicas de las soluciones referenciadas, concretamente de datos de equilibrio líquido-vapor isobáricos y valores que ayudan a interpretar los datos energéticos (entalpías de mezclas o de exceso, hE), y volumétricos de mezclado (volúmenes de exceso, vE).

Como parte del minucioso análisis teórico para las mezclas en estudio, se realizó una densa labor de modelización, con la aplicación de modelos correlativos y predictivos. Por un lado, y en cuanto a la modelización correlativa, se empleó un modelo propio, de naturaleza matemático- termodinámica para establecer la función de Gibbs, con el fin de lograr una buena representación analítica y gráfica de los resultados experimentales. El modelo, con forma polinómica, necesitó de un procedimiento de ajuste adecuado para realizar una correlación simultánea de todas las propiedades implicadas en un mismo sistema. En general, los resultados fueron buenos mejorando la capacidad de representación del modelo NRTL. La modelización predictiva se llevó a cabo con el modelo de contribución de grupos UNIFAC (muy empleado en el campo de la modelización y simulación de ingeniería química) y los resultados obtenidos presentaron ciertas discrepancias que fueron disminuidas llevando a cabo un recálculo de parámetros de interacción.

Finalmente, considerando toda la información obtenida se realizaron consideraciones del comportamiento estructural de las veinticuatro soluciones estudiadas, destacando los efectos expansivos y endotérmicos producidos en los procesos mezclado. La experimentación de los equilibrios muestra la presencia de puntos singulares para nueve de los veinticuatro sistemas y los altos valores de los coeficientes de actividad confirman la existencia de fuertes interacciones, especialmente en los sistemas con metanoato de metilo.