Extracción supercrítica de órgano-oxigenados: equilibrio entre fases y síntesis

Hernán P. Gros.

1997.

Paginación varia : ilustraciones ; 29 cm. .

Tesis--Universidad Nacional del Sur, 1997.

Resumen: La aplicación de la extracción supercrítica a diversos problemas de separación ha atraído fuertemente la atención de investigadores e industriales durante los últimos años. El principal factor que justifica el interés en este campo es el movimiento hacia tecnologías de separación "limpias" desde el punto de vista ambiental, y de bajo consumo energético. En esta Tesis se estudió la extracción y deshidratación de alcoholes a partir de soluciones acuosas utilizando gases supercríticos como solventes. El trabajo se dividió en tres etapas: 1. medición del equilibrio entre fases, 2. modelado del equilibrio entre fases, 3. síntesis del proceso. El Capítulo 1 introduce en los aspectos generales de la tecnología supercrítica y sus aplicaciones actuales. Asimismo, describe los trabajos previos referidos a la aplicación de gases supercríticos para separar mezclas alcohol-agua. La obtención de alcoholes deshidratados utilizando gases en condiciones supercríticas como agentes de extracción, requiere la no formación de azeótropos entre el gas y el compuesto a recuperar. A los efectos de confirmar la aplicabilidad de ciertos hidrocarburos livianos como potenciales solventes supercríticos, se midió experimentalmente el equilibrio líquido-vapor a alta presión para diversos sistemas binarios alcohol-hidrocaburo liviano. El equipo experimental utilizado y los resultados obtenidos se presentan en el Capítulo 2. Una decisión de fundamental importancia en el desarrollo de procesos de separación es la selección del modelo termodinámico a utilizar para representar el equilibro entre fases. El proceso bajo estudio involucra el tratamiento de mezclas altamente no ideales, constituidas por compuestos polares capaces de formar enlaces tipo puente hidrógeno (agua, alcoholes) y no polares (hidrocarburos livianos), en un amplio rango de presión y temperatura. En el Capítulo 3 se discuten aspectos del modelado termodinámico del equilibrio entre fases a alta presión en mezclas altamente no ideales, se presentan las diferentes metodologías propuestas para su tratamiento y se detallan aquellos modelos utilizados en el análisis del proceso de interés. En el Capítulo 4, las predicciones de las propiedades claves de separación del proceso se comparan con datos experimentales recientes. A partir del análisis desarrollado se detectan ciertas limitaciones para los modelos ya existentes. A los efectos de mejorar la capacidad predictiva, se propone un nuevo método: la ecuación de estado asociativa a contribución grupal GCA-EOS. La perfomance de la GCA-EOS se compara con la de los modelos existentes. En base a una extensa verificación, se concluye que el modelo desarrollado es un método confiable para describir el equilibrio entre fases en las condiciones del proceso bajo estudio. Asimismo, en este Capítulo se presentan la metodología de parametrización de la GCA-EOS y una extensa tabla de parámetros. La nueva ecuación de estado GCA-EOS se incorpora como soporte predictivo de un robusto simulador/optimizador desarrollado a los efectos de realizar síntesis del proceso bajo estudio. A partir de un ciclo simple de extracción, se generan diferentes esquemas alternativos en base al análisis de las restricciones físicas que limitan la factibilidad del proceso, bajo condiciones "óptimas" de operación. En el Capítulo 5, la metodología de optimización/síntesis propuesta es ilustrada para la recuperación de etanol deshidratado utilizando propano supercrítico como solvente. Para el problema analizado, se presentan los esquemas y condiciones óptimas resultantes. CALIFICACION DEPARTAMENTO DE GRADUADOS Calificación de la defensa oral: Sobresaliente - 10 (diez) Fecha: 5/9/97

Incluye referencias bibliográficas.