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Desarrollo de un método experimental para la determinación de la presión mínima de miscibilidad mediante densimetría en tubo vibrante

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dc.contributor.author López Ochoa, Joel
dc.date.accessioned 2018-09-27T18:05:08Z
dc.date.available 2018-09-27T18:05:08Z
dc.date.created 2018-06-19
dc.date.issued 2018-09-10
dc.identifier.citation López Ochoa, Joel. (2018). Desarrollo de un método experimental para la determinación de la presión mínima de miscibilidad mediante densimetría en tubo vibrante (Maestría en Ciencias en Ingeniería Química). Instituto Politécnico Nacional, Sección de Estudios de Posgrado e Investigación, Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas, México. es
dc.identifier.uri http://tesis.ipn.mx/handle/123456789/25982
dc.description Tesis (Maestría en Ciencias en Ingeniería Química), Instituto Politécnico Nacional, SEPI, ESIQIE, 2018, 1 archivo PDF, (270 páginas). tesis.ipn.mx es
dc.description.abstract RESUMEN: En la actualidad no se cuenta con un método experimental estándar para la determinación de la presión mínima de miscibilidad, aunque si existen un serie de métodos experimentales que son bien aceptados para determinar dicha propiedad. Algunas pruebas de laboratorio son realizadas con los equipos denominados: tubo delgado, burbuja ascendente y desvane cimiento de la tensión interfacial. Sin embargo, estos métodos presentan una gran cantidad de desventajas e inconvenientes que nos plantean si los resultados obtenidos son del todo fiables. Es por esta razón, que el propósito del presente trabajo, es desarrollar un método experimental alterno para la determinación de la presión mínima de miscibilidad mediante la técnica de densimetría en tubo vibrante, a través de un análisis de mediciones (P,ρ,T) de los sistemas (CO2 + n−Decano) y (CO2 + n−Pentano + Hexadecano). Los sistemas (CO2+n−Decano) y (CO2+n−Pentano+Hexadecano) fueron seleccionados, con la finalidad de validar el método experimental desarrollado, ya que en la literatura se presentan resultados de la presión mínima de miscibilidad para estas dos mezclas, obtenidos con los dos equipos experimentales con una mayor confiabilidad (la prueba del tubo delgado y la prueba de la burbuja ascendente). Se determinaron experimentalmente y se analizaron gráficamente los comportamientos (P,ρ,T), en regiones aproximadas a la vecindad del punto crítico de ambas mezclas. Se determinaron experimentalmente las densidades de la mezcla binaria (CO2 + n − Decano) en la isoterma de 37.77 ◦C a 9 concentraciones. Por otra parte la mezcla ternaria (CO2+n−Pentano+Hexadecano) se estudió en la isoterma de 50◦C a 13 concentraciones. El intervalo de medición en presión para ambas mezclas, cubre desde 200 bar hasta la presión de saturación de los sistemas analizados. Siguiendo en el procedimiento experimental, el comportamiento de la curva de saturación del líquido, conocida comúnmente como curva de putos de burbuja. Se describen las especificaciones técnicas del equipo experimental construido y las dos metodologías experimentales desarrolladas, para una operación eficiente del equipo experi mental. La primera metodología permite variar la composición de la mezcla al interior del circuito experimental, mientras que la segunda permite homogeneizar la mezcla eficiente mente. Se simularon las mezclas de interés utilizando el algoritmo ”Multiple Mixing Cell”. Este método computacional, es seleccionado debido a que está´ basado en cálculos de equilibrio flash (P,T), los cuales se resolvieron con la ecuación cúbica de estado de Peng-Robinson 1978, haciendo uso de las reglas clásicas de mezclado de Van der Waals para ambas mezclas. Se estimó la presión mínima de miscibilidad de las mezclas (CO2 + n − C10) a (T = 37.77◦C) y (CO2 +n−C5 +C16) a (T = 50◦C) mediante el método experimental presentado en este estudio y se realiza una comparación con los resultados que presentan los equipos experimentales denominados tubo delgado y burbuja ascendente. ABSTRACT: Actually, there is a lack of a standard experimental method for determining the mini mum miscibility pressure, although, there are a number of experimental methods that are acceptable for measure this property. Some laboratory tests have been performed for de vices called: slim tube test, rising-bubble and vanishing interfacial tension. However, these methods present a lot of disadvantages and inconvenient that arise if the results are relia ble. As aforementioned, the goal of this work is develop an alternative experimental method for the determination of the minimum miscibility pressure using the vibrating tube densimetry technique, through an analysis of measurements of (P,ρ,T) of (CO2 + n − C10) y (CO2 + n−C5 + C16) systems. The (CO2 +n−C10) and (CO2 +n−C5 +C16) systems were selected, with the purpose of validating the experimental method developed, since the literature presents results of the minimum miscibility pressure for these two mixtures, obtained with the two experimental equipment with greater reliability (slim tube test and rising-bubble). The behaviors (P,ρ,T) were determined experimentally and analyzed graphically in regions close to the vicinity of the critical point of both mixtures. The densities of the binary mixture (CO2 + n−C10) were experimental determined at 37.77 ◦ C and at 9 compositions. On the other hand, the ternary mixture (CO2+n−C5+C16) was studied at 50 ◦ C and at 13 compositions. For both systems, the experimental pressure range covers from 200 bar up to the saturation pressure of the systems analyzed. Following the experimental procedure, the behavior of the liquid saturation curve, commonly called Bubble Points Curve was analyzed. The technical specifications of the experimental methodologies developed are described, in order to carry out an efficient operation of the experimental equipment. The firs methodology allows to vary the composition inside the experimental circuit, while the second allows to homogenize the mixture efficiently. Se describen las especificaciones t´ecnicas del equipo experimental construido y las dos metodolog´ıas experimentales desarrolladas, para realizar una operaci´on eficiente del equipo experimental. La primera metodolog´ıa permite alterar la composicio´n de la mezcla al interior del sistema, mientras que la segunda permite homogeneizar la mezcla al interior del equipo de una manera eficiente. For an efficient operation of the experimental equipment, the technical specifications of the experimental equipment constructed and the two experimental methodologies developed are described. The first methodology allows to alter the composition of the mixture inside the system, while the second allows homogenizing the mixture inside the equipment in an efficient way. The mixtures of interest were simulated using the algorithm “Multiple Mixing Cell”. This computational method is selected because it is based on calculations of flash equilibrium (P,T) and does not calculate recovery factors, nor does it transfer specific quantities of the fluid as function of the volume. The equilibrium calculations were solved with the cubic equation of state developed by Peng-Robinson in 1978, using the classic mixing rules of Van der Waals for both mixtures. The minimum miscibility pressure of the mixtures (CO2 + n−C10) at (T = 37.77◦C) and (CO2 + n − C5 + C16) at (T = 50◦C) were estimated by the experimental method developed in this study and a comparison between the experimental results and data from the experimental equipment called slim tube test and arising-bubble was performed. es
dc.language.iso es es
dc.subject Miscibilidad es
dc.subject Densimetría en tubo vibrante es
dc.subject Presión mínima es
dc.title Desarrollo de un método experimental para la determinación de la presión mínima de miscibilidad mediante densimetría en tubo vibrante es
dc.contributor.advisor Bouchot, Christian


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