Equilibrio de fases para sistemas etanol-agua en presencia de polialcoholes y sales | Phase equilibrium for ethanol-water systems in the presence of salts and polyalcohols

RESUMEN: Se propone un modelo termodinámico semiempírico para el equilibrio líquido-vapor del sistema etanol-agua con polialcoholes y sales. El modelo usa las ecuaciones Gibbs-Duhem y Debye-Hückel, las cuales modifican el modelo UNIQUAC-E. Se consideran las fuertes interacciones químicas asociadas a los fenómenos de solvatación e hidratación de iones, y el concepto de solvatación del modelo de Ohe. Se tienen en cuenta las interacciones de corto alcance, dadas por las fuerzas de van der Waals, y las interacciones de largo alcance consideradas en el término de DebyeHückel. Se determinaron los parámetros empíricos de ajuste para los sistemas etanol-agua-polialcohol-cloruro de calcio y acetato de potasio; estos sistemas son de interés industrial debido a que la adición de polialcohol y sal mejora la eficiencia de la separación.. Las mediciones isobáricas del equilibrio líquido-vapor se realizaron en un destilador Othmer. Este modelo termodinámico sería útil para diseñar y simular columnas para destilación extractiva agua-etanol.

ABSTARCT: A semi-empirical thermodynamical model was proposed for the liquid-vapor equilibrium of ethanol-water systems in the presence of salts and polyalcohols. The model uses the Gibbs-Duhem and Debye-Hückel equations, which modify the UNIQUAC-E model. Strong chemical interactions, associated with hydration and solvation phenomena of ions, as well as the Ohe model were considered. Shortrange interactions, like van der Waals forces, and longrange interactions involved in the Debye-Hückel equation were also considered. Empirical parameters were obtained for ethanol-water-polyalcohol-calcium chloride and potassium acetate systems, these systems are important in industrial applications because the addition of polyalcohol and salt improves the efficiency of the separation. Measurements of the isobaric vapor-liquid equilibrium were performed in an Othmer distiller. This thermodynamic model could be useful to design and simulate the extractive distillation water-ethanol.