Alonso Benito, GerardBarría Trebilcock, Octavio Vicente2026-03-132026-03-132025https://repositorio.udec.cl/handle/11594/13765Tesis presentada para optar al título de Ingeniero/a Civil Químico/a.Actualmente, los biocombustibles se consideran una alternativa prometedora para reemplazar los combustibles fósiles y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. El biobutanol destaca entre otros biocombustibles por sus propiedades hidrofóbicas, su alto calor de combustión y su producción a partir de recursos renovables como residuos forestales o algas, lo que lo convierte en un combustible potencialmente carbono neutral. Aun así, la producción renovable del biobutanol genera un producto con alto contenido de agua, el cual se debe deshidratar. La destilación heteroazeotrópica es el proceso más común para purificar biobutanol, pero es costoso, para ello se propone añadir un tercer componente a la mezcla butanol-agua para formar un heteroazeótropo ternario que genere un escenario termodinámico más favorable para la separación. Los alcanos, debido a su compatibilidad con motores de combustión y su uso previo en otras mezclas, los convierten en candidatos prometedores. En este trabajo se describe la termodinámica de equilibrio a presión atmosférica de las mezclas butanol-agua-alcano (hexano, heptano, octano, nonano) para evaluar su potencial en la optimización del proceso. Utilizando la ecuación de estado SAFT-γ-Mie, se generan diagramas ternarios y curvas x-x-T de ELLV, junto con mapas de curvas de residuo, para proponer un balance de materia y un esquema de separación. Los resultados indican que los cuatro alcanos forman heteroazeótropos ternarios de baja temperatura de ebullición y que algunos de esos se encuentran en una región de equilibrio ELLLV. Sin embargo, a pesar de la formación de heteroazeótropos a bajas temperaturas, sus propiedades termodinámicas no parecen hacerlos adecuados para optimizar el proceso de deshidratación de biobutanol. Se concluye que la formación de un heteroazeótropo ternario no garantiza la viabilidad de un arrastrante para la deshidratación de biobutanol, y es esencial considerar las características termodinámicas para evaluar su efectividad en la optimización del proceso. Se observan tendencias que indican que alcanos de cadena más larga podrían presentar heteroazeótropos con características favorables para una optimización. Se recomienda continuar el estudio con alcanos de mayor tamaño, como el decano o el dodecano, para obtener conclusiones más definitivas.Currently, biofuels are considered a promising alternative to replace fossil fuels and reduce greenhouse gas emissions. Biobutanol stands out amongst other biofuels due to its hydrophobic properties, high heat of combustion, and production from renewable resources such as forest residues or algae, potentially making it carbon neutral. Nevertheless, the renewable production of biobutanol generates a product with high water content, which must be dehydrated. Heteroazeotropic distillation is the most common process to purify biobutanol, but it is expensive. To that end, it is proposed that a third component can be added to the butanol-water mixture to form a ternary heteroazeotrope to generate a more favorable thermodynamic scenario for the separation. Alkanes, due to their compatibility with combustion engines and their success in separating other mixtures, are considered promising candidates. This study describes the equilibrium thermodynamics at atmospheric pressure of the butanol-water alkane (hexane, heptane, octane, nonane) mixtures to evaluate their potential for process optimization. Using the SAFT-γ-Mie equation of state, ternary diagrams and x-x-T VLLE curves are generated, along with residue curve maps, to propose an initial material balance and a separation scheme. The results indicate that all four alkanes form ternary heteroazeotropes, some in tetraphasic VLLLE regions. However, despite the formation of low temperature heteroazeotropes, their thermodynamic properties seem to make them unsuitable for optimizing the biobutanol dehydration process. It is concluded that the formation of a ternary heteroazeotrope does not guarantee the viability of an entrainer for biobutanol dehydration, and it is essential to consider thermodynamic characteristics to assess its effectiveness in process optimization. Trends indicate that longer-chain alkanes may present heteroazeotropes with favorable characteristics for optimization. It is recommended to continue the study with larger alkanes, such as decane or dodecane, to draw more definitive conclusions.esCC BY-NC-ND 4.0 DEED Attribution-NonCommercial-NoDerivs 4.0 InternationalHidrocarburosEnergía de la biomasaProcesos químicosThesisENERGÍA asequible y sostenibleINDUSTRIA, innovación, infraestructura