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REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DE LAS FUERZAS ARMADAS NUCLEO CARABOBO – EXTENSION BEJUMA

Método Termodinámico UNIFAC

Profesor: Manuel Jiménez

Alumnos: José Reverón Brayan Oropeza Armando Villegas Wilmer Escalona Octubre – 2018

UNIFAC UNI QUAC Functional-grupo Actividad Coefficients), utiliza los grupos funcionales. Presente en las moléculas que componen la mezcla líquida para calcular los coeficientes de actividad. El modelo UNIFAC fue publicado por primera vez en 1975 por Fredenslund, Jones y Prausnitz, un grupo de investigadores de ingeniería química de la Universidad de California.

Método UNIFAC Está basado en la ecuación UNIQUAC (universal quasi-chemical), en este método los coeficientes de actividad se calculan a partir de las contribuciones de los diversos grupos que configuran las moléculas de una solución, representando un enorme avance en capacidad de predicción.

Ecuación UNIQUAC Trata ag ≡ GE/RT como constituida de dos partes aditivas, un término combinatorio gc, para explicar el tamaño molecular y las diferencias de forma, y un término residual gR , para explicar las interacciones moleculares :

La función gc contiene solamente parámetros de especies puras, mientras que la función gR incorpora dos parámetros binarios para cada par de molécula.

Los subíndices i identifican especies, yj es un índice ficticio; todas las adiciones se hacen sobre todas las especies. Note

que sin embargo,

cuando i = j, entonces

En estas ecuaciones, ri (un volumen molecular relativo) y q i (un área superficial molecular relativo) son parámetros de especies puras.

Este parámetro del término residual incorpora la influencia de la temperatura

Si a las ecuaciones anteriores se les aplica la definición de coeficiente de actividad para el complemento i, dada por:

Consideraciones del método 1. EL método UNIFAC para la estimación de coeficientes de actividad depende del concepto de que una mezcla liquida puede ser considerada como una solución de las unidades estructurales que se forman las moléculas, más que una solución de las moléculas mismas 2. Estas unidades estructurales se denominan subgrupos y se encuentran clasificadas y listadas como unidades estructurales con parámetros definidos 3. Un numero k identifica cada subgrupo. El volumen relativo, Rk , y el área superficial relativa, Qk , son propiedades de los subgrupos y sus valores se listan en la siguiente tabla:

Cuando se reescriben los términos combinatoria y residual en función de los subgrupos constituyentes de la mezcla, se obtiene:

Parámetros de las Ecuaciones

Ejemplo Del Cálculo

UNIFAC Modificado (Dortmund) Descrita en los recientes años por Rolland von Wittig, J. Schiller, Jürgen Lohmann, Ralph Joh, Sven Horstmann y Jürgen Gmehling muy popular por sus resultados fiables obtenidos para las propiedades termodinámicas diferentes como el equilibrio de líquido – vapor (ELV), equilibrio de

sólido – líquido (ESL), datos del

azeótropo, coeficientes de actividad a la dilución infinita (γ∞) y entalpías molares de exceso (hE) en un rango de temperatura ancho. El método UNIFAC – DORTMUND es probablemente la herramienta de cálculo más poderosa con que cuenta el ingeniero especializado en problemas de modelado de sistemas multicomponentes. Sin embargo, toda herramienta tiene sus limitaciones que merman su exactitud y versatilidad. Por lo tanto, se debe tener cuidado de no pasar por alto estas limitaciones:

-La cantidad de grupos funcionales a emplear debe ser menor a 10. -La presión de la mezcla debe ser menor a 5 atm, a menos que se utilice una corrección para la no idealidad de la fase vapor. -La temperatura de la mezcla debe estar en el rango comprendido entre 25 y 160 °C. -Los componentes deben estar muy por debajo de sus puntos críticos. -UNIFAC – DORTMUND no puede manejar sistemas inmiscibles ni parcialmente miscibles. Esta es una seria limitación. -UNIFAC – DORTMUND no puede manejar sistemas en los que hay presentes no condensables.

Para los casos de inmiscibilidad parcial o total, se puede emplear las ecuaciones NRTL (Dos Líquidos No Aleatorios) y UNIQUAC que pueden manejar inmiscibilidad. Las demás limitaciones son, hasta hoy, difíciles de vulnerar.