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Revista mexicana de ingeniería química

versión impresa ISSN 1665-2738

Rev. Mex. Ing. Quím vol.14 no.3 México sep./dic. 2015

 

Fenómenos de transporte

 

Evaluación de coeficientes volumétricos de transferencia de hidrocarburos poliaromáticos y oxígeno en sistemas multifásicos (líquido-líquido y líquido-líquido-gas): efecto de la carga volumétrica de solventes biocompatibles

 

Evaluation of polyaromatic hydrocarbon and oxygen volumetric transfer coefficient on multi-phase system (liquid-liquid and liquid-liquid-gas): biocompatible solvent charge effect

 

A. Jiménez-González, V. Vargas-García, M.A Lizardi-Jiménez*, S.A. Medina-Moreno

 

Universidad Politécnica de Pachuca, Carretera Pachuca-Cd. Sahagún, km 20, Ex-Hacienda de Santa Bárbara, Municipio de Zempoala Hidalgo. * Autor para la correspondencia. E-mail: chamarripas@yahoo.com.mx.

 

Recibido 20 de mayo, 2015;
Aceptado 20 de octubre, 2015.

 

Resumen

En el presente trabajo, se determinaron en un sistema de tanque agitado con las fases inmiscibles aceite de silicón y heptametilnonano, los coeficientes volumétricos de transferencia de masa (KLaH) de naftaleno y fenantreno (sistema líquido-líquido). Los valores de KLaH se correlacionaron con el número de Reynolds (NRe) y se observó que en el sistema de agitación utilizado, el KLaH es independiente de la hidrodinámica del sistema para NRe ≥ 17,000. Los KLaH alcanzados fueron de 52 y 44 h-1 para naftaleno y de 69 y 62 h-1 para fenantreno, con aceite de silicón y heptametilnonano respectivamente. También, se evaluó el efecto de la carga volumétrica de las fases inmiscibles en el coeficiente volumétrico de transferencia de oxígeno (KLa) para el mismo sistema de tanque agitado con aireación (sistema líquido-líquido-gas). La adición de cada solvente, condujo a una fuerte disminución en el KLa, incrementándose este efecto con el aumento de la carga volumétrica de los solventes. El KLa decreció de un máximo de 49 h-1 en un medio sin solvente, hasta mínimos de 22 h-1 con aceite de silicón y 7 h-1 con heptametilnonano, teniéndose en ambos casos una carga volumétrica del 5%. La disminución en el KLa, se asoció a un efecto negativo de las viscosidades dinámica y cinemática de los solventes sobre: la difusividad del oxígeno, el espesor de la capa límite y el área específica interfacial de las burbujas de aire.

Palabras clave: naftaleno, fenantreno, coeficientes volumétricos de transferencia de masa, aceite de silicón, heptametilnonano.

 

Abstract

In this work were determined in a stirred tank system with the phases non-miscible silicon oil and heptamethylnonane, the mass transfer volumetric coefficient (KLaH) of naphthalene and phenanthrene (liquid-liquid system). The KLaH values were correlated with the Reynolds number, observing that KLaH let of be a function of the Reynols for values NRe ≥ 17,000. The values reached of KLaH were 52 and 44 h-1 for naphthalene and 69 and 62 h-1 for phenanthrene both with silicon oil and heptamethylnonane respectively. Also was evaluated the volumetric charge effect of the non-miscible solvents, in the volumetric oxygen transfer coefficient (KLa) for the same stirred tank system with aeration (liquid-liquid-gas system). The addition of each one of the solvents led to strong decrease of the KLa, being more marked the effect with the increase in the volumetric charge of the solvents. The KLa in the aqueous medium without solvent decreased of a maximum of 49 h-1 up to minimums of 22 h-1 with oil silicon and 7 h-1 with heptamethylnonane, in both cases with a volumetric charge of 5% of each solvent. The decrease in the KLa was probably due to a negative effect of the dynamic and kinematic viscosities of both solvents over: the oxygen diffusivity, thickness of the boundary layer and the specific interfacial area of the bubbles air.

Keywords: naphthalene, phenanthrene, volumetric mass transfer coefficients, silicone oil, heptamethylnonane.

 

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