Modelamiento de los sistemas de destilación intensificados

Ponente(s): Elsa Hynmar Fernández Martínez

La destilación intensificada integra separación con reacción química o agentes externos para superar limitaciones termodinámicas como azeótropos o equilibrios desfavorables. Dos tecnologías clave son la destilación extractiva y la reactiva. La extractiva añade un solvente que modifica volatilidades relativas en mezclas azeotrópicas. Su modelamiento requiere ecuaciones no lineales de equilibrio líquido-vapor con coeficientes de actividad, balances de materia y energía por etapa, y especificación óptima de alimentación del solvente. Se simulan dos columnas acopladas: extractiva y recuperadora. La destilación reactiva combina reacción y separación en una columna, desplazando el equilibrio hacia los productos. Su modelamiento incluye términos de reacción en balances de materia, balances de energía con calores de reacción y ecuaciones de equilibrio de fases. Se resuelve un sistema de ecuaciones diferenciales-algebraicas para perfiles de temperatura, composición y conversión. Ambos sistemas pueden programarse en Fortran, Matlab o Python, o simularse con Aspen Plus o UniSim. El modelamiento riguroso optimiza reflujo, ubicación de alimentaciones y carga catalítica, reduciendo energía y etapas comparado con sistemas convencionales.