EQUILIBRIO DE FASES

Equilibrio Lquido - VaporCualquier mezcla ideal o no ideal, en cada una de las dos fases para que est en equilibrio es necesario:Tv = TLPv = PLiv = iL En resumen:Relacin fundamentalDonde:

Relaciones de Equilibrio Lquido - Vapor FundamentalesRelacin Fundamental:1 Relacin General:Presiones bajas y Mezclas Reales:Presiones bajas y Mezclas Ideales:2 Relacin General:

3 Relaciones Semiempricas: Ki = f(P, T)Correlacin de McWilliams: Para Hidrocarburos

P, en Psias; T, en R; Constantes aT y aP en Tabla 2-4 (Wankat)Vlida para:-70 C

3 Relaciones Semiempricas: Ki = f(P, T)Correlacin de Whitson y Torp: Criterio de Presin de Convergencia

Donde: p = Presin del sistema, psig (manomtrica)pk = Presin de Convergencia, psig (manomtrica)T = Temperatura del sistema, Ri = Factor acntrico del componente iTci= Temperatura crtica del componente i, RPci= Presin crtica del componente i, psiaMC7+ = Peso molecular del C7+C7+ = Gravedad especfica del C7+a1 = 6124.3049a2 = 2753.2538a3 = 415.42049Relaciones de Equilibrio Lquido - Vapor Fundamentales

4 Mtodos Grficos: Grficos AGA, Campbell

Relaciones de Equilibrio Lquido - Vapor Fundamentales

Por Ecuaciones de Estado: segn:

Se calcula por las Ec.:Redlich - KwongSoavePeng - RobinsonBenedic- Web- RubbinLee KeslerEstimacin de la Constante de Equilibrio: Ki

Coeficiente de fugacidad, para las dos fases:

Regla de Mezclado:Ki, por Ec. de Redlich - KwongMezclas que forman soluciones ideales

Segn las Relaciones:Relacin general: Ec. Chao-SeaderPara P bajas:Coeficiente de Actividad :Se evala con las Ecs.:Hildebrand, para la ec. de Chao-SeaderNRTL, para mezclas parcialmente polaresVan Laar, para mezclas parcialmente polaresWilson, para mezclas polaresUNIFAC, para mezclas polares y no polares (C. Grupos)UNIQUAC, para mezclas polares y no polares (C. Grupos)Ki, para mezclas no ideales

Diagrama de Fases Lquido - VaporMezcla Lquido - Vapor

Estimacin del Punto de BurbujaEs la formacin de la primera burbuja de vapor a una P y T determinada.Criterios: xi = zi ; yi = Kixi

Algoritmo General: Clculo Punto de BurbujaKi= f(P,T)InicioDatos: P ( T), zixi =ziEstimar: T ( P)Ki = f(P,T)f(t)= Kixi-1f(t) =0NoSiEstimar otra T ( P)Fin

Algoritmo General: Clculo Punto de BurbujaKi=f(P,T, xi,yi)

Estimacin del Punto de RocoEs la formacin de la primera gota de lquido a una P y T determinada.Criterios: yi = zi ; xi = yi/Ki

Algoritmo General: Clculo Punto de RocoKi= f(P,T)InicioDatos: P ( T), ziyi =ziEstimar: T ( P)Ki = f(P,T)f(t)= yi/Ki-1f(t) =0NoSiEstimar otra T ( P)Fin

Algoritmo General: Clculo Punto de Roco Ki=f(P,T, xi,yi)

SEPARACION DE FASESCondiciones para que se produzca separacin de fases:A una Presin dada P: Si Tb < T < Tr ;Hay 2 fases Si T< Tb, Todo es Lquido Si T > Tr, Todo es Gas Si Kizi>1 y zi/Ki>1 ;Hay 2 fases Si Kizi

Separacin FlashEcuaciones BsicasBalance de Materia:F = V + LziF = yiV+xiLCte. De Equilibrio:Ki = yi/xiBalance de Energa: Segn el tipo de SepardorRelaciones de Composicin:

Tipos de Separacin FlashFlash IsotrmicoFlash AdiabticoFlash Isentrpico

Separacin Flash Isotrmico

Flash Isotrmico: Algoritmo general de Clculo Ki=f(P,T)InicioDatos: P, TPF, F, ziKi = f(P,T)FinCalcular: por N-RCalcular: xi , yi con ecs. de composicinNormalizar: xi = xi/xi yi = yi/yiResultados: , xi , yi V, L

Flash Isotrmico: Algoritmo general de ClculoKi=f(P,T,xi,yi)

Separacin Flash Adiabtico

Flash Adiabtico: Algoritmo general de ClculoKi=f(P,T)

Flash Adiabtico: Algoritmo general de ClculoKi=f(P,T,xi,yi)

Separacin Flash Isentrpico

Flash Isoentrpico: Algoritmo general de ClculoKi=f(P,T)

Flash Isoentrpico: Algoritmo general de Clculo Ki=f(P,T,xi,yi)

Estimacin de Entalpas y EntropasMtodosGrficos - TabularAnalticosEc. de Estado Redlich - Kwong Soave Peng - Robinson Lee - KeslerCorrelaciones Wilson API UNIFAC UNIQUA

Estimacin de H y S por Ec. de EstadoEc. Soave y Peng - RobinsonEcuacin General:Entalpa:H = H - (H-H)Entropa:H = H - (H-H)Entalpa y Entropia del gas ideal a Po=1 atCpi = ai + biT + ciT2 + diT3

Ec. SoaveEntalpa:Entropa:Ec. Peng - RobinsonEntalpa:Entropa:donde:

Ec. SoaveEc. Peng - RobinsonReglas de Mezclado