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cabreraemilio00@gmail.com

MODELO TERMODINÁMICO UNIQUAC
by

Emilio Cabrera

on 26 November 2013

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Transcript of cabreraemilio00@gmail.com

Universal Quasi Chemical: UNIQUAC
Modelo Termodinámico

INTEGRANTES
Cabrera Emilio
Da Rocha Claudia
García Jhonny
Rodriguez Ricardo

¿Qué es UNIQUAC?
UNIQUAC es una sigla que simboliza -Universal Quasi-Chemical- lo que da una idea de la pretensión de alcanzar un gran abanico de mezclas. Usa la fracción local de área θij como variable primaria de concentración.
UNIQUAC es una sigla que simboliza -Universal Quasi-Chemical- lo que da una idea de la pretensión de alcanzar un gran abanico de mezclas. Usa la fracción local de área Oij como variable primaria de concentración.
Se compara cada molécula con una unidad estándar, que cumple la misma función que un "metro patrón". Los dos parámetros estructurales que se usan para caracterizar cada molécula son el número relativo de segmentos por molécula -r- (parámetro de volumen), y la superficie relativa de la molécula -q- (área).
La ecuación UNIQUAC es un intento por hallar un modelo que combine las ventajas de la ecuación NRTL con la simplicidad de la de Wilson.
Las ecuaciones que mejores ajustes presentan para mezclas multicomponentes, sin aumentar el número de parámetros requerido, son cuatro: Scatchard-Hildebrand, que se basa en el concepto de disoluciones regulares y sólo requiere propiedades de los componentes puros; y Wilson, NRTL y UNIQUAC, que se basan en la existencia de interacciones entre las distintas moléculas de las que consta la mezcla. (Gibbs)
Las ecuaciones que mejores ajustes presentan para mezclas multicomponentes, sin aumentar el número de parámetros requerido, son cuatro: Scatchard-Hildebrand, que se basa en el concepto de disoluciones regulares y sólo requiere propiedades de los componentes puros; y Wilson, NRTL y UNIQUAC, que se basan en la existencia de interacciones entre las distintas moléculas de las que consta la mezcla. (Gibbs)
Las ecuaciones que mejores ajustes presentan para mezclas multicomponentes, sin aumentar el número de parámetros requerido, son cuatro: Scatchard-Hildebrand, que se basa en el concepto de disoluciones regulares y sólo requiere propiedades de los componentes puros; y Wilson, NRTL y UNIQUAC, que se basan en la existencia de interacciones entre las distintas moléculas de las que consta la mezcla. (Gibbs)
Desarrollo Matemático del Modelo
El modelo UNIQUAC permite calcular la discrepancia de energía libre de Gibbs de la siguiente manera:
Para Mezclas Multicomponentes
El calculo de los coeficientes de actividad se basa en suponer que existen una contribución combinatoria y otra residual:
Cada uno de estos componentes se pueden calcular de la siguiente manera:
La ecuación UNIQUAC que permite calcular la discrepancia de energía libre sólo tiene dos parámetros ajustables para cada par binario, que son
(uji - uii) y (uji - ujj).
Se deberá tomar uji = uij y Tii = Tjj = 1. En general tanto (uji - uii) como (uji - ujj) son funciones lineales de la temperatura.
Es interesante observar que la ecuación UNIQUAC es una ecuación general, es decir que contiene a las otras ecuaciones, que se convierten así en casos especiales de la ecuación UNIQUAC.
Se ha encontrado que la ecuación UNIQUAC es tan exacta como la de Wilson para sistemas líquido-vapor.
Aplicaciones de la Ecuación UNIQUAC
SISTEMAS LIQ-LIQ
SISTEMAS LIQ-LIQ
SISTEMAS LIQ-VAP
SISTEMAS LIQ-LIQ-VAP
UNIQUAC puede representar tan bien como NRTL dichos Sistemas pero sin necesidad del parámetro no-aleatorio. Esta ecuación es más detallada y sofisticada que las otras ecuaciones para la estimación de los coeficientes de actividad.
La ecuación UNIQUAC hace uso del modelo de concentración local de Wilson pero empleando el concepto fracción de área en lugar de fracción molar. Es aplicable a casos con diferencias en el tamaño y forma de las moléculas, como los polímeros. Se puede aplicar a un amplio rango incluyendo: agua, alcohol, nitrilos, aminas, esteres, cetonas, aldehídos, hidrocarburos halogenados e hidrocarburos.
Tabla Tipo de Proceso Paquete Termodinámico
Tabla Sistemas y Modelos Termodinámicos
1. Selección de un Modelo de Propiedades usando HYSYS
 
Se empieza por seleccionar el modelo de propiedades (Fluid Package) dentro del Simulation Basis Manager que será lo primero que aparece si se inicia un nuevo caso. Aquí presionando sobre el botón Add añadiremos un nuevo modelo.
 
La elección del paquete de propiedades de realiza en la página Prop Pkg. elegiremos UNIQUAC.
Componente Combinatoria
Componente Residual
Fracción de Segmento
Fracción de Área
El siguiente paso es añadir los componentes utilizados en la simulación, pera ello se selecciona la página Components. En la casilla Match, se introduce H2O (water). Una vez aparece el componente en azul, se presiona el botón Add Pure, o se presiona la tecla Enter.
En la sección Current Component List aparecerá H2O. Se vuelve a la casilla Match, se hace clic para marcar el componente anterior y se introduce el siguiente componente PropylenOxide, se presiona Add Pure, y se repite el procedimiento con el PropylenGlycol.
Una vez seleccionados todos los componentes aparecerá en la pantalla, dentro de la sección
Current Component List, una lista con los tres componentes adicionados.

1.2 Cálculo de los coeficientes binarios de interacción:
 
Ir a la página Binary Coeffs, si aparecen algunos coeficientes binarios sin calcular (esto es, si hay guiones de color rojo), presionar el botón Unknowns only

Conclusiones
El modelo termodinámicamente no es consistente en su totalidad debido a sus dos mezclas líquidas. En este enfoque la concentración local en torno a una molécula central se supone que es independiente de la composición en otro tipo de molécula.
El modelo UNIQUAC también sirve como la base del desarrollo del método UNIFAC, donde las moléculas se subdividen en grupos atómicos. De hecho, UNIQUAC es igual a UNIFAC para mezclas de moléculas que son miscibles; por ejemplo, los sistemas binarios metanol-agua, metanol y formaldehido.

La estimación de los coeficientes de actividad pueden ser usados para predecir simples equilibrios de fases (vapor-líquido, líquido-líquido, sólido-líquido), o para estimar otras propiedades físicas (viscosidad de las mezclas). Los modelos como UNIQUAC son utilizados por los ingenieros químicos para predecir el comportamiento de fase de mezclas químicas de multicomponentes. Por lo general, se utilizan en programas de simulación de procesos para calcular el balances de masa entre otros.
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