Estudio del comportamiento de fases de sistemas n-alcano+agua mediante ecuaciones de estado

Abstract

Los sistemas n-alcanos + agua son de interés práctico en la industria de los hidrocarburos, debido a potenciales problemas como la formación de hidratos de gas. La alta asimetría de estos sistemas, reflejada en sus muy bajas solubilidades mutuas, dificulta modelar sus equilibrios de fases fluidas. En la literatura se ha recurrido a ecuaciones de estado cúbicas en volumen molar, acopladas a reglas de mezclado flexibles pero inconsistentes. Utilizar ecuaciones de estado no cúbicas es indeseable debido a otras potenciales inconsistencias, como la multiplicidad de loops de Maxwell a una dada temperatura. El presente trabajo busca reproducir el comportamiento de fases fluidas experimental en los sistemas binarios n-alcano + agua, conservando la simplicidad relativa de las ecuaciones cúbicas. Se propone utilizar la ecuación de estado generalizada de Redlich-Kwong-Peng-Robinson acoplada a reglas de mezclado cúbicas con respecto a la fracción molar. Estas reglas de mezclado son consistentes y suficientemente flexibles para sistemas altamente asimétricos. Los parámetros de interacción del modelo se ajustaron para los sistemas binarios propano + agua, etano + agua y metano + agua. Para el ajuste de parámetros, se seleccionaron datos experimentales de equilibrios de fases fluidas disponibles en la literatura, implementándose una optimización no lineal basada en el criterio de isofugacidad. Los resultados obtenidos con el presente enfoque de modelado muestran una buena descripción, cualitativa y cuantitativa, del comportamiento de fases fluidas en los sistemas n-alcano + agua.