Ingeniería de equilibrio de fases en biorrefinerías
En la presente tesis se plantea el modelado del equilibrio entre fases de mezclas de importancia en biorrefinerías, y el desarrollo de módulos de simulación de procesos y productos. El modelo termodinámico empleado es la Ecuación de Estado a Contribución Grupal con Asociación (gca-eos) que ha sid...
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| Autor principal: | |
|---|---|
| Otros Autores: | |
| Formato: | tesis doctoral |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2013
|
| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://repositoriodigital.uns.edu.ar/handle/123456789/2459 |
| Aporte de: |
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Ingeniería química Modelado termodinámico GCA-EOS Saft Biorrefinerías Contribución grupal Ecuación de estado Sánchez, Francisco Adrián Ingeniería de equilibrio de fases en biorrefinerías |
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Ingeniería química Modelado termodinámico GCA-EOS Saft Biorrefinerías Contribución grupal Ecuación de estado |
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En la presente tesis se plantea el modelado del equilibrio entre fases de mezclas de importancia
en biorrefinerías, y el desarrollo de módulos de simulación de procesos y productos.
El modelo termodinámico empleado es la Ecuación de Estado a Contribución Grupal con
Asociación (gca-eos) que ha sido desarrollada y exitosamente aplicada al procesamiento de
mezclas derivadas de sustratos vegetales y de sistemas a alta presión por el grupo de Termodinámica
de Procesos de plapiqui. La gca-eos es robusta para la representación, tanto a
baja como alta presión, de sistemas altamente no ideales que presenten asimetría en tamaño
y energética y con presencia de interacciones de tipo puente hidrógeno, generalmente presentes
en mezclas procedentes del procesamiento de productos naturales. Su carácter a contribución
grupal facilita la predicción de compuestos complejos y mezclas a los que se les
desconoce sus propiedades, como también frecuentemente ocurre con los de origen natural.
Dadas las características favorables de este modelo se propone su extensión para cubrir un
número mayor de grupos funcionales típicos del procesamiento en biorrefinerías y una mejor
descripción de las interacciones asociativas que pueden presentar el agua, alcoholes,
compuestos nitrogenados y aromáticos. Teniendo en cuenta esta premisa se implementaron
algoritmos de cálculo termodinámico que fueron incorporados a simuladores de procesos,
con énfasis en equipos involucrados en la purificación de biocombustibles, como por ejemplo
equipos de destilación flash, columnas de destilación y extractores líquido-líquido.
La presente tesis se desarrolla en 8 capítulos. Luego de un apartado introductorio, el capítulo
2 describe el modelo termodinámico gca-eos, destacando leyes físicas que lo sustentan
ya que resultan una herramienta sólida para generar las estrategias de parametrización desarrolladas
en esta tesis.
Los siguientes capítulos, muestran la extensión del modelo a las distintas familias de compuestos
orgánicos estudiados. Específicamente, el capítulo 3 trata la extensión la gca-eos, a
hidrocarburos aromáticos en sistemas que involucren alcoholes alifáticos y agua. El capítulo
4 por su parte, discute una nueva definición de los grupos fenólicos en sistemas con hidro -
carburos aromáticos, alifáticos y agua. Los capítulos 5 y 6 discuten la parametrización de
sistemas nitrogenados: el primero define los nuevos grupos amino, y si interacción con hi -
drocarburos y alcoholes, mientras que en el segundo se incluye mezclas acuosas de estos
compuestos y se prueba la capacidad predictiva de la gca-eos en soluciones acuosas de alcanolaminas.
Siendo estas últimas un reconocido solvente para la remoción de gases ácidos
también presentes en el procesamiento, tanto bio- como termo-químico, de biomasa.
Por último, el capítulo 7 trata el desarrollo de un módulo de simulación de columnas trifásicas.
Se desarrollan las ecuaciones básicas que permiten adaptar un algoritmo tradicional de
destilación líquido-vapor para considerar la posible existencia de dos fases líquidas. Como
caso de estudio, se analiza una columna de remoción de metanol en el contexto del proceso
supercrítico de producción de biodiesel. |
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Brignole, Esteban A. |
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Brignole, Esteban A. Sánchez, Francisco Adrián |
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Sánchez, Francisco Adrián |
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