Aplicación del simulador Chemsep para la separación de la mezcla etanol-agua en la unidad de destilación discontinua del Laboratorio Tecnológico de la Universidad de Cuenca

El objetivo de esta investigación fue la aplicación del simulador ChemSep a la Unidad de Destilación Discontinua del laboratorio de operaciones unitarias de la Universidad de Cuenca, a través de la selección de la combinación termodinámica para el cálculo de: Los valores de K, ecuación de estado, coeficiente de actividad, presión de vapor y entalpía requeridos por ChemSep para la destilación de la mezcla etanol-agua. La Simulación en ChemSep sigue estrictamente los datos de operación de la columna como composición de la alimentación, perdidas de calor, relación de reflujo y configuración de la columna, obtenidos en el instante de tiempo de muestreo. Para la determinación de la combinación adecuada se realizó una primera discriminación teórica para modelos que no cumplen las condiciones de trabajo de esta investigación, resultando 26 combinaciones para las condiciones de experimentación, luego se consideró a las 4 combinaciones de modelos termodinámicos que fueron evaluados a través de pruebas estadísticas como: coeficientes de determinación, pruebas F y pruebas de validación de hipótesis. Finalmente se seleccionó a la combinación termodinámica que mayor repetitividad de aprobación presentó a través del filtro estadístico al comparar individualmente las variables de equilibrio líquido-vapor. La combinación de modelos termodinámicos que se ajustó con indicadores satisfactorios a los datos experimentales fue: GammaPhi – PredictiveSRK – Unifac – Antoine - Predictive SRK para resolver los valores de K – Ecuación de estado – Coeficiente de Actividad – Presión de Vapor – Entalpía, respectivamente; con un 95% de confianza y un 100% de aprobación en los casos de comparación.

The objective of this investigation was the application of the ChemSep simulator to the Discontinuous Distillation Unit of the unitary operations laboratory of the University of Cuenca, through the selection of the thermodynamic combination for the calculation of: The values of K, equation of state, coefficient of activity, vapor pressure and enthalpy required by ChemSep for the distillation of the ethanol-water mixture. Simulation in ChemSep strictly follows the operation data of the column such as feed composition, heat losses, reflux ratio and column configuration, obtained at the time of sampling time. For the determination of the appropriate combination, a first theoretical discrimination was performed for models that do not meet the working conditions of this investigation, resulting in 26 combinations for the experimental conditions, then the 4 combinations of thermodynamic models that were evaluated through of statistical tests such as: determination coefficients, F tests and hypothesis validation tests. Finally, the thermodynamic combination that showed the highest repeatability of approval through the statistical filter was selected by individually comparing the liquid-vapor equilibrium variables. The combination of thermodynamic models that were adjusted with satisfactory indicators to the experimental data was: GammaPhi - PredictiveSRK - Unifac - Antoine - Predictive SRK to solve the values of K - State equation - Activity Coefficient - Steam Pressure - Enthalpy, respectively; with 95% confidence and 100% approval in comparison cases.

Ingeniero Químico

Cuenca