Influencia de la transferencia de masa y calor en la destilación de mezclas multicomponentes

Abstract

En el presente trabajo se plantean los modelos de Fick generalizado y de Maxwell Stefan para la transferencia de masa multicomponente y se realiza un análisis comparativo entre ambos. Se estudia la transferencia simultánea de masa y energía en varios sistemas multicomponentes reactivos y se aplica el modelo de película en la interfase líquido-vapor asumiendo que la reacción solo ocurre en la fase líquida. Se presentan los modelos de equilibrio y de no-equilibrio aplicados a una columna de destilación bifásica. Se realizan los respectivos análisis de grados de libertad y se exponen en detalle el modelo de no-equilibrio con el propósito de entender el complejo comportamiento de la transferencia simultánea de masa y energía (utilizando la teoría de Maxwell-Stefan para la transferencia de masa). Los métodos utilizados para resolver la columna son el método Newton y el de continuación por homotopía. Finalmente se compara el modelo de equilibrio con el de no-equilibrio. / Abstract: The current work poses the generalized Fick’s model and Maxwell-Stefan’s model for the multicomponent mass transfer and a comparative analysis between both models is exposed. The simultaneous mass and energy transfer is studied in several reactive systems applying the film model in the liquid – vapor interface assuming that the chemical reaction takes place only in the liquid phase. The models of equilibrium and non-equilibrium are presented and applied to a biphasic distillation column with the analysis of its degrees of freedom. The non equilibrium model is presented in detail in order to understand the complex behabiour of the simultaneous mass and energy transfer (using the Maxwell-Stefan’s theory for the mass transfer). The methods used to solve the column distillation are the Newton’s method and the continuation methods by homotopy. At the end, both equilibrium and non-equilibrium models are compared.