Determinación del equilibrio de fases de mezclas bifásicas a presiones normales usando software libre

Abstract

Esta investigación tuvo como objetivo determinar el equilibrio líquido–vapor de mezclas binarias del grupo BTEX a presiones normales mediante software libre, con énfasis en su aplicación al análisis preliminar de procesos de separación en ingeniería de petróleos y petroquímica. Para ello, se revisaron datos experimentales cercanos a 1 atm y se seleccionaron cinco pares binarios representativos: benceno + etilbenceno, etilbenceno + p-xileno, tolueno + m-xileno, tolueno + o-xileno y p-xileno + m-xileno. A partir de la literatura, se definieron modelos termodinámicos pertinentes para cada sistema, incluyendo la ley de Raoult, Wilson, NRTL, UNIQUAC y Peng–Robinson, los cuales se implementaron en DWSIM y COCO Simulator bajo condiciones isobáricas equivalentes. La comparación con los datos experimentales se realizó mediante AAD, RMSE y diagramas T–x–y, aplicados a la temperatura de equilibrio y a la composición molar de la fase vapor. Adicionalmente, se evaluó el efecto de parámetros binarios reportados en la literatura cuando su incorporación fue técnicamente posible. Los resultados mostraron que los modelos seleccionados y los simuladores empleados permitieron representar de forma satisfactoria el comportamiento líquido–vapor de los sistemas estudiados, con ajustes prácticos adecuados para describir la tendencia térmica y composicional de las envolventes. En este sentido, el trabajo aporta una validación metodológica del uso de software libre para cálculos de equilibrio de fases en mezclas aromáticas BTEX, integrando selección bibliográfica, simulación, comparación experimental y análisis gráfico como criterios reproducibles de evaluación.