Thesis:

Determinación y modelación de las propiedades fisicoquímicas y termodinámicas de soluciones saturadas e insaturadas de los sistemas C₂H₅OH+ (LiOH, LiCl, LiNO₃) + H₂O a diferentes temperaturas para el diseño conceptual de procesos de cristalización por drowning-out

La transición energética y el desarrollo de nuevas tecnologías de almacenamiento han generado un aumento en la demanda de litio a nivel mundial, con proyecciones crecientes al año 2035. Esta creciente demanda genera la necesidad de desarrollar nuevos procesos para la obtención de estas sales, con énfasis tanto en la disminución de los tiempos de procesamiento actuales como en un menor consumo de energía eléctrica. Para ello es necesario comprender el comportamiento de las propiedades fisicoquímicas y termodinámicas de los sistemas compuestos por sales de litio, así como el efecto que produce la adición de un cosolvente sobre estos. El presente trabajo propone el diseño conceptual de procesos de cristalización por drowning-out a partir de la modelación del equilibrio sólido-líquido y de la presión de vapor de los sistemas saturados C2H5OH+(LiOH, LiCl, LiNO3)+H2O a 25°C, mediante el modelo modificado de Pitzer. Este estudio también busca ampliar la base de datos existente de propiedades fisicoquímicas, como la densidad de los sistemas saturados a 25°C e insaturados a 25, 35 y 45°C, la cual fue modelada mediante la regla de Othmer. El estudio se basó en el análisis de las propiedades fisicoquímicas y termodinámicas de los sistemas C2H5OH+(LiOH, LiCl, LiNO3)+H2O saturados a 25°C e insaturados a 25, 35 y 45°C, evaluando el efecto del anión, la concentración de etanol y, en el caso del sistema insaturado la variación de la temperatura sobre la densidad. La modelación del equilibrio sólido-líquido y de la presión de vapor de los sistemas saturados se realizó mediante el modelo modificado de Pitzer, obteniéndose desviaciones absolutas promedio porcentuales (AAD%) de 1,75% y 1,22% para el sistema con LiOH, 4,07% y 8,23% para el sistema con LiCl y, 2,90% y 2,78% para el sistema con LiNO3, respectivamente para cada propiedad. La densidad se modeló mediante la regla de Othmer, obteniéndose para los sistemas saturados AAD% de 0,41%, 0,60% y 1,13% para los sistemas con LiOH, LiCl y LiNO3, respectivamente. Para los sistemas insaturados se obtuvieron(...).

The energy transition and the development of new energy storage technologies have driven an increase in the global demand for lithium, with rising projections toward 2035. This growing demand creates the need to develop new processes for obtaining these salts, with emphasis on both reducing current processing times and lowering electrical energy consumption. To this end, it is necessary to understand the behavior of the physicochemical and thermodynamic properties of systems composed of lithium salts, as well as the effect produced by the addition of a cosolvent on these systems. The present work proposes the conceptual design of drowning-out crystallization processes based on the modeling of the solid-liquid equilibrium and the vapor pressure of saturated systems C2H5OH+(LiOH, LiCl, LiNO3)+H2O at 25°C, using the modified Pitzer model. This study also aims to expand the existing database of physicochemical properties, such as the density of the saturated systems at 25°C and of the unsaturated systems at 25, 35 and 45°C, which was modeled using Othmer’s rule. The study was based on the analysis of the physicochemical and thermodynamic properties of the C2H5OH+(LiOH, LiCl, LiNO3)+H2O systems, saturated at 25°C and unsaturated at 25, 35 and 45°C, evaluating the effect of the anion and the ethanol concentration, and, in the case of unsaturated system, the variation of temperature on density. The modeling of the solid–liquid equilibrium and the vapor pressure of the saturated systems was carried out using the modified Pitzer model, obtaining percentage average absolute deviations (AAD%) of 1.75% and 1.22% for the LiOH system, 4.07% and 8.23% for the LiCl system, and 2.90% and 2.78% for the LiNO3 system, respectively for each property. Density was modeled using Othmer's rule, obtaining, for the saturated systems, AAD% values of 0.41%, 0.60%, and 1.13% for the LiOH, LiCl, and LiNO3 systems, respectively. For the unsaturated systems(...).