Resumo

DIAZ-ANGULO, Jennyfer; BARBOZA-MEZA, Alfonso; MACHUCA-MARTINEZ, Fiderman  e  MUESES, Miguel-Ángel. Análise matemática de uma coluna de retificação descontínua em escala piloto sob o conceito de estados estáveis ​​contínuos e as equações MESH. Rev. Fac. ing. [online]. 2022, vol.31, n.59, e206.  Epub 04-Maio-2022. ISSN 0121-1129.  https://doi.org/10.19053/01211129.v31.n59.2022.14023.

Foi realizada uma análise matemática e simulação de uma coluna de retificação em lote usando uma estratégia de operação durante a partida antes de atingir um estado pseudo-estacionário na operação em lote. O modelo matemático foi formulado com foco no estado de equilíbrio (ES) e implementando equações MESH (M: balanço de massa, E: termodinâmica de equilíbrio, S: razões estequiométricas, H: entalpia ou balanço de calor) para fornecer soluções usando o método de Thomas e o método de Wang -Algoritmos Henke acoplados internamente ao método Runge-Kutta de Quarta Ordem. Os resultados foram validados com dados experimentais de uma coluna de destilação em escala piloto usando um sistema etanol-água com comportamento de equilíbrio descrito pelos modelos termodinâmicos de Coeficientes de Atividade do Grupo Funcional UNIQUAC (UNIFAC) e Predictive Soave-Redlich-Kwong (PSRK). erro de 1,84%. As concentrações molares de etanol apresentaram desvios das previsões do modelo matemático de 1,51% a 0,02%, com erro médio geral de 0,48%. Obteve-se um erro médio de 0,055% para o perfil de temperatura da coluna, demonstrando assim a eficácia da solução e sua capacidade de convergência. A solução baseada no método de Thomas e nos algoritmos de Wang-Henke acoplados ao método de Runge-Kutta permitiu descrever o comportamento e as variáveis ​​de todas as etapas da coluna de destilação. A operação de refluxo total desde a partida evita o desperdício de produto e permite que as variáveis ​​de estado, como temperatura e composição molar, sejam estabilizadas.

Palavras-chave : algoritmo de Thomas; algoritmo de Wang-Henke; método PSRK; modelo UNIFAC; modelo UNIQUAC.

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