[ca] El treball presentat en aquesta tesi pretén contribuir a l'estudi mediambiental de la limitació de les emissions de components orgànics volàtils (VOCs), degudes a l'ús de dissolvents orgànics en determinades activitats i instal·lacions industrials, mitjançant la tècnica de la destil·lació discontinua o batch. Amb aquest objectiu s'ha treballat amb un model matemàtic senzill, basat en els balanços de matèria i en les relacions d'equilibri líquid-vapor, que permeti d'una forma ràpida predir la separació per destil·lació batch de mescles líquides de VOCs. El llenguatge de programació utilitzat ha estat el Fortran 77. Per a poder comprovar la bondat del model en diversos escenaris i la seva eventual millora i validació, s'ha realitzat el muntatge i la posta a punt d' una planta pilot de destil·lació batch. El model s'ha aplicat en primer lloc a la simulació d'una mescla binària (metanol-aigua), per a poder estudiar el seu comportament en la predicció de la separació per destil·lació batch dels components. Les simulacions realitzades amb el model s'han comparat amb els experiments realitzats en la planta pilot i amb el simulador comercial Batchsim de Pro/II. La mescla metanol-aigua s'ha escollit especialment per a realitzar la posta a punt de la planta pilot, on la mescla citada és la primera que s'experimenta en la planta. Després d'estudiar la mescla binària, el model s'ha aplicat a una mescla ternària (ciclohexà toluè-clorobenzè). Els resultats obtinguts mitjançant la simulació del model s'han comparat amb els experiments realitzats en la planta pilot i amb el simulador Batchsim de Pro/II, per poder estudiar la capacitat de predicció del model a escala industrial. Una vegada estudiat el model i la seva validació per a mescles reals sense azeòtrop, el següent pas ha estat estudiar si el model és capaç de predir el comportament de mescles azeotròpiques binàries. Així, el model s'ha aplicat a un azeòtrop binari de mínim punt d' ebullició (toluè-n-butanol). A l'igual que en les mescles anteriors estudiades, els resultats obtinguts per simulació amb la mescla azeotròpica s'han comparat amb els resultats experimentals obtinguts en la planta pilot i amb el simulador Batchsim de Pro/II. En l'última part del treball s'estudia la resolució de l'azeòtrop toluè-n-butanol mitjançant l' addició d' n-octanol. Els resultats obtinguts per simulació es comparen amb els obtinguts experimentalment i amb el simulador Batchsim de Pro/II. Després d'estudiar l'aplicació del model senzill a les diferents mescles, es pot concloure que el model utilitzat és una eina útil i vàlida que permet estudiar la separació de mescles binàries i multicomponents per destil·lació batch, així como mescles azeotròpiques binàries. Permet col·laborar en la reutilització de compostos orgànics volàtils, com els dissolvents, i en l'estudi de descàrrega zero en les indústries químiques de procés discontinu, en especial en el sector de la química fina. Aquestes indústries han de disposar de models senzills i de resposta ràpida, com el presentat en aquesta tesi, per poder fer front a les normatives ambientals cada vegada més estrictes. Per altra banda, les característiques del model el fan apropiat per al càlcul del temps d' operació de separació per destil·lació batch, en programes de seqüenciació òptima d' operacions de processos batch. Els programes informàtics realitzats en aquesta tesi pretenen contribuir a la resolució de problemes de programació d'operacions (scheduling), dins de la planificació de la producció (planning) de plantes discontinues.

[en] The work presented in this thesis pretends to be a contribution to the environmental study of the limitation of the emissions from volatile organic compounds (VOCs), due to the use of organic solvents, in certain activities and industrial installations, by discontinuous or batch distillation. A simplified mathematic model based on mass balances and vapor-liquid equilibrium has been used to predict the separation of liquid mixtures of VOCs by batch distillation. The model has been implemented in Fortran 77. A pilot plant of batch distillation has been constructed in order to validate the results obtained by simulation with the model. First the model has been applied to the simulation of a binary mixture (methanol-water), in order to study the degree of separation of the components in the mixture. The results obtained with the model have been compared with those obtained in the pilot plant and with the commercial simulator Batchsim of Pro/II. The methanol-water mixture is the first mixture that has been experimented in the pilot plant and has served for the start-up of the pilot plant. After the binary mixture has been successfully studied, the model has been applied to a ternary mixture (cyclohexane-toluene-chlorobenzene). The results obtained by simulation have been compared with the experiences in the pilot plant and with the simulator Batchsim of Pro/II, in order to study the capacity of the model to describe industrial situations. Once the model has been validated for real mixtures without azeotrope, the model has been applied to a binary azeotropic mixture with a minimum boiling point (toluene-n-butanol) in order to study if the model can predict the behavior of this kind of mixtures. Also, the results obtained with the model have been compared with those obtained in the pilot plant and with those obtained with the simulator Batchsim of Pro/II. In the last part of the thesis, the resolution of the binary azeotrope toluene-n-butanol has been studied with the simplified model, by adding n-octanol. The results obtained by simulation have been compared with those obtained in the pilot plant and those obtained with the simulator Batchsim of Pro/II. It can be concluded that the simplified model is a useful and valid tool that permits the study of the separation of binary and multicomponent mixtures by batch distillation, and also binary azeotropic mixtures. The model permits to contribute to the reuse of volatile organic compounds, like solvents, and to study zero discharge in the batch chemical industries, specially in the industry of fine chemicals. These kind of industries need simplified and quick models, like the model presented in this thesis, in order to accomplish environmental restrictions. The simplified model is also interesting for being applied to calculate operation times in batch process scheduling and in this way to contribute to a better planning of industrial plants.