Global Phase Equilibrium Los diagramas que puede calcular y ver con GPEC son: diagramas 3-D...

Click here to load reader

  • date post

    10-Jun-2018
  • Category

    Documents

  • view

    222
  • download

    0

Embed Size (px)

Transcript of Global Phase Equilibrium Los diagramas que puede calcular y ver con GPEC son: diagramas 3-D...

  • GPEC V3.2.0

    Martn Cismondi y Martn Gaitn, 2012

    Gua de usuario por: Sofa Stellin, Sabrina Ziga, Martn Gaitn y Martn Cismondi

    Diciembre 2012

    IDTQ (UNC-CONICET)

    www.idtq.efn.uncor.edu

    http://gpec.phasety.com

    E-MAIL: gpec@phasety.com

    Global Phase Equilibrium Calculations

    U N SU N SU N S

  • ANTECEDENTES

    GPEC es un software creado originalmente entre los aos 2005-2009 en el

    PLAPIQUI-CONICET (Bahia Blanca, Argentina), en un proyecto promovido y supervisado

    por el Profesor Esteban Brignole. Se basa en mtodos y algoritmos desarrollados

    principalmente por el Profesor Martin Cismondi en colaboracin con el Profesor

    Michael Michelsen (Universidad Tcnica de Dinamarca) y el Profesor Marcelo Zabaloy

    (UNS-PLAPIQUI). El front-end o interfase visual en la versin original fue desarrollada

    por Diego Nuez en el PLAPIQUI, y sola estar disponible en el sitio web

    www.gpec.plapiqui.edu.ar

    Hoy en da, GPEC se sigue actualizando y desarrollado por Phasety, en

    colaboracin con el Grupo IDTQ en la FCEFyN-UNC (Universidad Nacional de Crdoba,

    Argentina).

    Hasta el momento, no se conoce otro software con las mismas capacidades o

    equivalentes. Es por eso que GPEC tiene una creciente comunidad de usuarios en la

    mayor parte de Europa, Amrica Latina, EE.UU., Asia y Africa, pertenecientes no slo a

    instituciones acadmicas y de investigacin, sino tambin a la industria.

    Esta gua de usuario, correspondiente al presente front-end desarrollado por

    Martn Gaitn en el IDTQ primero y Phasety en la actualidad, se basa e incluye

    fragmentos de la ltima gua de la versin anterior de GPEC, escrita por Gerardo Pisoni

    y Martin Cismondi, y publicada en febrero de 2010.

    http://www.gpec.plapiqui.edu.ar/

  • 1. QU ES GPEC Y PARA QU SIRVE?

    GPEC es un programa de computacin que le permite obtener diagramas de

    fases y otros grficos termodinmicos para sistemas binarios, como los

    calculados con las ecuaciones de estado. Puede ser til ya sea para fines

    educacionales, acadmicos (investigacin) o de desarrollo.

    Es fcil de usar y no tiene que proporcionar ninguna conjetura inicial ni

    valores iniciales para los distintos clculos numricos iterativos.

    Los diagramas que puede calcular y ver con GPEC son: diagramas 3-D (PT-

    y PTz), diagramas 2-D (diagramas globales de equilibrio de fases en distintas

    proyecciones, diagramas P-xy a temperatura constante, diagramas T-xy a

    presin constante e isopletas a composicin constante).

    En la versin actual de GPEC se pueden utilizar cinco diferentes ecuaciones de

    estado:

    La ecuacin de estado SRK o Soave-Redlich-Kwong (Soave, 1972).

    La ecuacin de estado PR o Peng-Robinson (Peng y Robinson, 1976).

    La ecuacin de estado RK-PR (Cismondi y Mollerup, 2005).

    La ecuacin de estado SPHCT (Simplified Perturbed Hard Chain Theory, Kim

    et al., 1986).

    La ecuacin de estado PC-SAFT (Perturbed Chain Statistical Associating Fluid

    Theory, Gross and Sadowski, 2001).

  • 2. CMO SE USA GPEC?.

    La primera vez que ejecute el programa GPEC, ver la pantalla principal que se

    muestra en la Figura 1.

    2.1. La pantalla principal.

    Figura 1. Pantalla principal.

    En esta pantalla se pueden reconocer cuatro paneles, cuyos ttulos o nombres

    se destacan con un valo rojo en la Figura 1:

    Panel Cases: es el lugar donde el sistema definido por el usuario aparecer en

    su pestaa correspondiente.

  • Panel Manager: es la parte de la pantalla donde se listarn los diferentes

    grficos calculados.

    Panel Plot: en esta parte de la pantalla se mostrarn los grficos calculados en

    sus respectivas pestaas.

    Panel Info: es donde el programa ofrece informacin detallada, incluyendo las

    siguientes pestaas:

    * Log. Es un registro de actividad de la computadora utilizado para

    fines estadsticos, as como copia de seguridad y recuperacin. Los

    archivos de registro son escritos por el sistema operativo o por otro

    programa de control para fines tales como la grabacin de los dilogos

    entrantes, mensajes de error y de estado y ciertos detalles de la

    transaccin. Los tipos de mensajes que pueden aparecer son:

    Error

    Info

    Ok

    Warning

    * Input/Output. Una entrada es informacin que est lista para entrar

    en la computadora. Una salida es cualquier informacin generada por

    la computadora mostrada en la pantalla.

    * Shell. La capa externa de un programa que proporciona la interfaz

    de usuario, o una manera de ordenar al equipo.

    Acerca de la terminologa, hay diversas referencias en la web que se pueden consultar, por ejemplo: http://www.pcmag.com/encyclopedia/

    http://www.pcmag.com/encyclopedia/

  • 2.2.Creando un ''caso''.

    El primer paso necesario antes de ejecutar cualquier aplicacin de GPEC es la

    definicin de un sistema binario a partir de la eleccin de dos componentes de la lista1.

    Esto se puede hacer haciendo clic en el botn "Definir el sistema" ( ).

    Inmediatamente, el programa muestra la siguiente ventana (Figura 2).

    Figura 2. Definiendo un sistema binario.

    En el lado izquierdo se puede encontrar la lista de los diferentes componentes

    de la base de datos de DIPPR (R.L. Rowley, Wilding, W.V., 2003). De esa lista se pueden

    seleccionar los dos compuestos que definen su sistema binario mediante el uso de la

    flecha hacia la derecha . De la misma forma, puede anular la seleccin de un

    compuesto con la flecha hacia la izquierda . Tenga en cuenta que en la figura, los

    compuestos (dixido de carbono, etano) ya han sido seleccionados (ver la casilla

    System)

    1 Como alternativa, se puede abrir un proyecto guardado en una sesin anterior, que ya contiene dos compuestos y parmetros (ver seccin 4).

    Barra de bsqueda

  • Una vez que ya ha definido su sistema (como se muestra en la pestaa Caso

    1), tiene que elegir la ecuacin de estado que desea utilizar y especificar parmetros

    de compuesto puro y de interaccin. El programa le muestra la siguiente ventana

    (Figura 4). Usted puede elegir el modelo ha utilizar a partir de la lista desplegable

    Modelo. Las cinco ecuaciones de estado disponibles son:

    La ecuacin de estado PC-SAFT (Perturbed Chain Statistical Associating Fluid

    Theory).

    La ecuacin de estado PR o Peng-Robinson.

    La ecuacin de estado RK-PR.

    La ecuacin de estado SPHCT (Simplified Perturbed Hard Chain Theory).

    La ecuacin de estado SRK o Soave-Redlich-Kwong.

    Figura 4. Una vista de la pantalla despus de definir el sistema binario.

  • Observe en el lado izquierdo de la Figura 4 se pueden ver los compuestos

    seleccionados. El programa muestra en primer lugar el compuesto ms ligero (ms

    voltil) y por debajo el ms pesado.2

    2.2.1. Parmetros de compuesto puro.

    A medida que cambia la ecuacin de estado a partir de la lista desplegable

    Modelo, consecuentemente cambiarn las columnas de parmetros en los recuadros

    de cada componente. Hay dos maneras diferentes para la definicin de cada conjunto

    de parmetros de compuesto puro que se utilizar en los clculos:

    Para cada compuesto, en el lado izquierdo se pueden ver los valores

    experimentales de la temperatura y presin crtica y del factor acntrico,

    tomadas de la base de datos DIPPR. Se pueden obtener los valores

    correspondientes de los parmetros para el modelo seleccionado, haciendo clic

    en la flecha .

    Observe que el volumen crtico experimental tambin se muestra inicialmente

    en el lado izquierdo, pero luego cambia al valor esperado al hacer clic en la

    flecha .

    Si elige la ecuacin de estado RK-PR necesita proporcionar o una temperatura

    (absoluta o reducido) para igualar la densidad experimental del lquido

    saturado o especificar el valor de la relacin Vc.

    2 El criterio matemtico en GPEC es que el compuesto ms voltil es el que tiene el valor ms bajo de Tc12/Pc.

  • Figura 5. Una vista de la pantalla despus de seleccionar la ecuacin de estado

    RK-PR.

    Alternativamente, puede optar por especificar los valores numricos de los

    parmetros, por ejemplo, los parmetros originales de la ecuacin de estado

    PC-SAFT (Gross y Sadowski, 2001). En este caso, primero hay que activar la

    columna de parmetros haciendo clic en el pequeo crculo en la parte superior

    del lado derecho. Despus de escribir los nmeros, haciendo clic en la flecha

    , se pueden ver las constantes crticas previstas en el lado correspondiente3.

    2.2.2. Parmetros de interaccin binaria: Reglas cuadrticas de mezclado Kij y Lij.

    Estos parmetros modifican los valores de los parmetros cruzados de energa

    y de tamao respectivamente, de acuerdo con la regla de mezclado por defecto para

    cada modelo (los valores por defecto son cero).

    Se puede elegir entre las reglas de combinacin de Van der Waals o de

    Lorentz-Berthelot (vase el recuadro Otras variables de caso), a excepcin de PC-SAFT

    3 La razn de por qu es importante tener las constantes crticas predichas para cada componente es que la construccin de un diagrama global de equilibrio de fases se inicia a partir de los puntos crticos de los compuestos puros. Adems de esto, podra ser i