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 liquido-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 expone 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 de 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 interfase 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 behavior of the simultaneous mass and energy transfer (using the Maxwell-Stefan´s theory for the mass transfer). The methods by homotopy. At the end, both equilibrium and non-equilibrium models are compared.