Modelo simple y generalizado para estimar la entalpía de vaporización de sustancias puras
Resumen
El calor de vaporización de sustancias puras en su temperatura normal de ebullición es una propiedad utilizada en diferentes aplicaciones en la industria de procesos. En el presente trabajo, una nueva ecuación generalizada para predecir la entalpía de vaporización es propuesta para sustancias puras. A partir de valores de presión crítica, temperatura crítica, temperatura normal de ebullición y datos experimentales de entalpía de vaporización de 300 sustancias puras y mediante el algoritmo de Lasdon et al., el cual minimiza la suma de los cuadrados de las desviaciones relativas de la entalpía de vaporización, se determinó las constantes características de la nueva ecuación. Para validar el modelo propuesto obtenido, se evaluó en 227 sustancias puras, generando porcentajes de desviación relativas promedio de 0.0821%. Se comparan los resultados con modelos predictivos para el cálculo de la entalpía de vaporización, como son las ecuaciones de: Riedel, Chen, Trouton, Zhao et al., Vetere, Liu, Mehmandoust et al., Morgan, Carruth y Kobayashi y los resultados indican que la nueva ecuación propuesta genera una mejor precisión.
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H. Parhizgar, M. Reza, and A. Eftekhari, “Modeling of vaporization enthalpies of petroleum fractions and pure hydrocarbons using genetic programming,” J Pet Sci Eng, vol. 112, pp. 97–104, 2013.
I. Cachadi and A. Mulero, “Evaluation of correlations for prediction of the normal boiling enthalpy,” Fluid Phase Equilibria, vol. 240, pp. 173–178, 2006.
A. Tatar, A. Barati-harooni, and M. Partovi, “An accurate model for predictions of vaporization enthalpies of hydrocarbons and petroleum fractions,” Journal of Molecular Liquids, vol. 220, pp. 192–199, 2016.
N. Gopinathan and D. N. Saraf, “Predict heat of vaporization of crudes and pure components Revised II,” Fluid Phase Equilibria, vol. 179, pp. 277–284, 2001.
B. Mehmandoust, E. Sanjari, and M. Vatani, “An efficient reliable method to estimate the vaporization enthalpy of pure substances according to the normal boiling temperature and critical properties,” J Adv Res, vol. 5, no. 2, pp. 261–269, 2014.
L. Riedel, Kritischer Koeffizient. “Dichte des gesättigten dampfes und verdampfungswärme. untersuchungen über eine erweiterung des theorems der übereinstimmenden zustände,” Teil III, Chem. Ing. Tech, 26 pp. 679–683, 1954
N. H. Chen, “Generalized Correlation for latent Heat of Vaporization,” J. Chem. Eng. Data, no. 3, pp. 207-210, 1965.
L. K. Nash, “Trouton and T-H-E rule,” J. Chem. Educ., vol. 61, no. 11, pp. 981–984, 1984.
L. Zhao, N. Ni, and S. H. Yalkowsky, “A Modification of Trouton’s Rule by Simple Molecular Parameters for Hydrocarbon Compounds,” Ind. Eng. Chem. Res., pp. 324–327, 1999.
A. Vetere, “A new correlations for predicting vaporization enthalpies of pure compounds,” The Chemical Engineering Journal, pp. 157-162, 1979.
Z. Liu, “Estimation of heat of vaporization of pure liquid at its normal boiling temperature,” Chemical Engineering Communications, pp. 221-228, 2000.
E. Sanjari, M. Honarmand, N. Afshar, and R. S. Esfahani, “A new general correlation for the prediction of the boiling vaporization enthalpy of hydrocarbons,” Thermochim Acta, vol. 556, pp. 30–33, 2013.
J. S. Chickos and W. E. Acree, “Enthalpies of Vaporization of Organic and Organometallic Compounds ,” Journal of Physical and Chemical Reference Data, pp. 1880–2002, 2003.
F. Gharagheizi, “Determination of normal boiling vaporization enthalpy using a new molecular-based model,” Fluid Phase Equilibria, vol. 317, pp. 43–51, 2012.
R.C. Reid, J.M. Prausnitz, B.E. Poling, The Properties of Gases and Liquids, 4th ed. New York: McGraw-Hill, 1987.
D. Wagman, W. Evans, V. Parker, R. Schumm, I. Halow, S. Bailey, K. Churney and R. Nuttall, “The NBS tables of chemical thermodynamic properties,” Journal of Physical and Chemical Reference Data, vol. 11, pp. 2-392, 1982.
L. A. Forero G. and J. A. Velásquez J., “Wagner liquid–vapour pressure equation constants from a simple methodology,” J Chem Thermodyn, vol. 43, no. 8, pp. 1235–1251, Aug. 2011.
D. W. Scott, “Correlation of the chemical thermodynamic properties of hydrocarbons and related substances: Properties of the alkane hydrocarbons, C1 through C10 in the ideal gas state from 0 to 1500K”, US Bureau of Mines, Bulletin 666, 1974. [Online]. Available: http://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc12811/m2/1/high_res_d/Bulletin0666.pdf
L.S. Lasdon, A.D. Waren, A. Jain and M. Ratner. “Design and Testing of a Generalized Reduced Gradient Code for Nonlinear Programming”, ACM Trans. Math. Softw. pp. 1-45, 1976.
E. Sanjari, “A new simple method for accurate calculation of saturated vapor pressure,” Thermochim Acta, vol. 560, pp. 12–16, 2013.
I. Kikic and A. Vetere, “Evaluation of several literature equations to predict the vaporization enthalpies at the normal boiling point,” Fluid Phase Equilib, vol. 309, no. 2, pp. 151–154, 2011.
H. Reyes, “Determination of thermodynamic parameters and design of a hydrogen fuel cell level pilot plant,” Entre Ciencia e Ingeniería, vol. 8, no. 16, pp. 83-89, 2014.
M. E. Murcia and J. C. Henao, “Educación matemática en Colombia, una perspectiva evolucionaria,” Entre Ciencia e Ingeniería, vol. 9, no. 18, pp. 23-30, 2015.
J. C. H. López and J. L. A. Vargas, “Resultados de un Proceso de Intervención en la Enseñanza de las Matemáticas en Educación Básica Secundaria” Entre Ciencia e Ingeniería, vol. 6, no. 11, pp. 131-148, 2012.
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