Trabajo Equilibrio Liquidoliquido
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TRABAJO N°02 PREDICCIÓN DE EQUILIBRIO LÍQUIDO-LÍQUIDO PARA UN SISTEMA TERNARIO 1) Construir el diagrama triangular con los datos experimentales. Todos los cálculos lo realicé en Microsoft Excel. A mí me tocó el sistema: (paper 9 ) 2. Metanol / metilbenceno / decano En donde se nombré a los compuestos como 1,2 y 3, respectivamente en el orden en que están. Para este sistema se trabajará con las fases líquidas (d) y (m). Primero introduje los datos experimentales a una tabla , a las temperaturas de 298.15K, 303.15K y 313.15K. Temperatura 298.15K x 1 d x 2 d x 3 d x 1 m x 2 m x 3 m 0.1633 0.2855 0.5512 0.754 0.1459 0.1001 0.1499 0.2739 0.5762 0.785 0.1301 0.0849 0.1369 0.2377 0.6254 0.8321 0.1062 0.0617 0.1336 0.1861 0.6803 0.8812 0.0759 0.0429 0.1332 0.1627 0.7041 0.9056 0.0602 0.0342 Temperatura 303.15K x 1 d x 2 d x 3 d x 1 m x 2 m x 3 m 0.2468 0.2675 0.4857 0.715 0.1548 0.1302 0.2283 0.2583 0.5134 0.7321 0.1485 0.1194 0.2184 0.2314 0.5502 0.7675 0.1302 0.1023 0.1913 0.2175 0.5912 0.7898 0.1181 0.0921 0.2089 0.1493 0.6418 0.8618 0.0762 0.062 Temperatura 313.15K x 1 d x 2 d x 3 d x 1 m x 2 m x 3 m 0.3188 0.2483 0.4329 0.6667 0.1725 0.1608 0.3125 0.2156 0.4719 0.7005 0.1462 0.1533 0.2818 0.1922 0.526 0.7356 0.1274 0.137 0.2305 0.1805 0.589 0.7743 0.1148 0.1109 0.2344 0.1553 0.6103 0.8138 0.0952 0.091
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TRABAJO N02PREDICCIN DE EQUILIBRIO LQUIDO-LQUIDO PARA UN SISTEMA TERNARIO
1) Construir el diagrama triangular con los datos experimentales.
Todos los clculos lo realic en Microsoft Excel.A m me toc el sistema: (paper 9 ) 2. Metanol / metilbenceno / decano En donde se nombr a los compuestos como 1,2 y 3, respectivamente en el orden en que estn.Para este sistema se trabajar con las fases lquidas (d) y (m).Primero introduje los datos experimentales a una tabla , a las temperaturas de 298.15K, 303.15K y 313.15K.
Temperatura 298.15K
x1dx2dx3dx1mx2mx3m
0.16330.28550.55120.7540.14590.1001
0.14990.27390.57620.7850.13010.0849
0.13690.23770.62540.83210.10620.0617
0.13360.18610.68030.88120.07590.0429
0.13320.16270.70410.90560.06020.0342
Temperatura 303.15K
x1dx2dx3dx1mx2mx3m
0.24680.26750.48570.7150.15480.1302
0.22830.25830.51340.73210.14850.1194
0.21840.23140.55020.76750.13020.1023
0.19130.21750.59120.78980.11810.0921
0.20890.14930.64180.86180.07620.062
Temperatura 313.15K
x1dx2dx3dx1mx2mx3m
0.31880.24830.43290.66670.17250.1608
0.31250.21560.47190.70050.14620.1533
0.28180.19220.5260.73560.12740.137
0.23050.18050.5890.77430.11480.1109
0.23440.15530.61030.81380.09520.091
Ahora se constru los diagramas triangulares para cada temperatura:
2) Predecir el ELL del sistema (graficar la curva de solubilidad o curvas binodales).
Primero se comienza utilizando el algoritmo de prediccin del equilibrio lquido-lquido para un sistema multicomponente.
Pasos:
Se comienza dando los valores de z1, z2 y z3 (composiciones del sistema), para nuestro caso y para hacer un clculo cuantitativo se calcular un punto, donde:ComponentesMetanolMetilbencenoDecano
zi0.40.050.55
Y la temperatura es a 298.15K. Luego se calcula una estimacin de ki inicial:Para ello damos un L() de 0.5 y aplicando las siguientes ecuaciones:
Donde son las composiciones zi.
Se tiene lo siguiente:
ComponentesMetanolMetilbencenoDecano
ki1.250.1282051281.896551724
Luego calculamos el verdadero valor de ki, para ello se calcula las , con:
Tambin se necesita los , as que se calcula con el modelo de NRTL, teniendo los siguientes parmetros:
Componenteijbijbji
Metanol (1)12-201.7798604.9421
Metilbenceno (2)131346.3117931.5851
Decano (3)23-436.365-120.3943
Los parmetros estn en cal/mol y el parmetro es 0.02 para todas las interacciones.Despus se realiza el clculo respectivo para encontrar los a las composiciones , obtenindose:
ComponentesMetanolMetilbencenoDecano
xi0.431523640.107574430.46090193
ln i 0.91111499-0.936780840.60331788
i 2.487094070.391887361.82817441
Luego se calcula las por despeje con la ecuacin (2), y con esta composicin hallada se calcula los , obtenindose:
ComponentesMetanolMetilbencenoDecano
xi0.377914110.009662580.61242331
ln i 1.2087626-1.30625590.41935257
i 3.349337620.270832181.5209765
Despus se calcula el ki final que se hallar con el Clculo iterativo del Excel:
ComponentesMetanolMetilbencenoDecano
ki0.0797871762.39815734410.98155909
Se calcula F y F con las siguientes ecuaciones:
Una vez calculado los F y F se realiza el ultimo calculo iterativo para calcular el L(), para este caso utilic el SOLVER (herramienta del Excel).Donde se obtiene finalmente:
L()0.628462691
Y las composiciones de cada fase de cada componente:
ComponentesMetanolMetilbencenoDecano
xi 0.931699430.020242240.04805833
xi 0.085667620.067592320.84674005
Realizando este mismo clculo para todos los puntos que se quiere calcular y para cada temperatura se tiene las siguientes tablas:
Temperatura = 298.15K
z1z2x1dx2dx3dx1mx2mx3m
0.40.050.931699430.020242240.048058330.085667620.067592320.84674006
0.40.070.92032150.029947630.049730870.092071590.093703160.81422526
0.40.090.907675320.040621840.051702840.099058250.119270580.78167117
0.40.110.893681310.052303820.054014870.106702150.144277510.74902034
0.40.130.878244680.065038590.056716720.115093770.168699670.71620657
0.40.150.861250170.078879310.059870520.124344440.192503650.68315191
0.40.170.842554410.093890160.063555430.134593530.21564420.64976226
0.40.190.82197510.11015050.06787440.146019490.238060220.61592028
0.40.210.799273040.127761530.072965430.158856430.259668460.5814751
0.40.230.77412460.146856260.079019140.173423110.280353420.54622348
0.40.250.746053440.167626140.086320430.190157210.299950550.50989224
0.40.2510.744575410.168706510.086718080.191072940.300897170.50802989
0.40.2520.743067340.169801410.087131260.1919870.30183990.50617309
0.40.2530.741540990.170905060.087553950.192913050.302777120.50430983
0.40.25350.740764670.171462780.087772550.193385140.303241870.50337299
0.40.2540.739973590.172026910.08799950.193868390.303702050.50242956
0.40.25450.739155550.172602510.088241930.194373280.304153570.50147315
0.40.25460.742730340.171136350.086133310.192281650.305192960.50252539
0.40.25470.743813950.170555620.085630440.195618240.304713710.49966804
0.40.25480.743979690.170560860.085459460.194776420.305057280.5001663
Donde la fase (es la fase (d) y la fase () es la fase (m).
Temperatura = 303.15K
z1z2x1dx2dx3dx1mx2mx3m
0.40.050.928020240.020718020.051261740.090027170.067189910.84278292
0.40.070.916317560.030616780.053065660.096704710.093134490.81016079
0.40.090.903324480.041486840.055188690.103992080.118530860.77747706
0.40.110.888956920.053368170.057674910.111968950.143360250.7446708
0.40.130.873114030.066307350.060578620.120732540.167596190.71167127
0.40.150.855672110.080359820.063968070.130403080.191202390.67839453
0.40.170.836476140.095593080.067930780.141132250.214129680.64473807
0.40.190.815326520.11209160.072581880.153115510.236311460.61057303
0.40.210.79195920.129963890.078076910.166612920.257656470.57573061
0.40.230.766010870.149354940.084634190.181982940.278036820.53998024
0.40.250.885939170.088128770.025932060.028982730.373589590.59742768
0.40.2510.884684180.089177880.026137950.029157290.374813730.59602898
0.40.2520.883418340.090235650.0263460.029334510.376034310.59463118
0.40.2530.882141710.091302060.026556230.029514450.377251330.59323422
0.40.25350.881499360.091838490.026662150.068463980.394110490.53742553
Temperatura = 313.15K
z1z2x1dx2dx3dx1mx2mx3m
0.40.050.920218890.021670570.058110540.099209670.066380060.83441027
0.40.070.907837980.031957550.060204480.106467010.091988740.80154426
0.40.090.894116510.043221980.062661510.114394140.117038310.76856755
0.40.110.878959710.05550640.065533880.12308280.141506230.73541098
0.40.130.862252110.068861130.068886750.132646120.165361040.70199285
0.40.150.843849490.083347180.072803330.143225620.188559780.66821461
0.40.170.823567610.099040240.077392140.155002630.21104410.63395327
0.40.190.801164360.116036940.08279870.168215850.232734270.59904988
0.40.210.776311060.134464440.08922450.183191380.253519210.56328941
Luego de haber tabulado los datos se procede a realizar los correspondientes diagramas triangulares:
3) En el mismo grafico anterior, indicar algunas lneas de unin.
4) Indicar el punto crtico.
Punto crtico esta aproximadamente en z1=0.45 y z2=0.32
5) Contrastar su prediccin con los datos experimentales.
Contrastando los datos experimentales a travs de los grficos, se tiene lo siguiente:
Como se observa claramente a la primera temperatura se realiz una muy buena prediccin, pero para las temperaturas 303.15 y 313.15K, las predicciones no fueron tan precisas, esto se debe a los parmetros de interaccin, pero si sigue la tendencia de los datos experimentales.
