Equilibrio de fases para sistemas electrolíticos con mezclas de solventes e iones

Abstract

Esta Tesis de Maestría en Ingeniería Química se enfoca de forma especial en el desarrollo de herramientas para el diseño de un proceso intensificado, de cristalización reactiva, para la producción simultánea de ácido clorhídrico y sulfato de potasio. Para tal fin se abordan diferentes alternativas para el cálculo de diferentes equilibrios de fases involucrados en ese sistema electrolítico reactivo. Se desarrollaron herramientas de cálculo en el software MatLab® para la predicción de equilibrios sólido-líquido, vapor-líquido, y sólido-líquido-vapor en condiciones que involucran mezclas de iones y/o de solventes. Se implementaron los modelos UNIQUAC extendido y LIQUAC. Para mejorar el desempeño de esos modelos, se formulan dos propuestas en esta tesis denominadas HIQUAC y LIQUAC modificado. Los nuevos modelos presentan menores porcentajes promedio de error en el cálculo de las solubilidades del KCl y del K2SO4 en mezclas etanol-agua. Adicionalmente, el modelo LIQUAC modificado presenta una capacidad destacada para la predicción de las solubilidades de sales en medios ácidos. Con las nuevas propuestas también fue posible calcular equilibrios líquido-vapor de HCl-agua y HCl-etanol-agua utilizando datos experimentales propios y reportados en la literatura (Texto tomado de la fuente)

This M.Sc. thesis in Chemical Engineering is focused specifically in the development of tools for the design of an intensified process, of reactive crystallization, for the simultaneous production of hydrochloric acid and potassium sulfate. Thus, several possibilities for the phase equilibrium calculation for electrolyte reactive systems where analyzed. They were implemented in the MatLab® software. They include the prediction of solid-liquid, vapor-liquid and Solid-Liquid-Vapor equilibrium in mixtures of ions and/or solvents. The UNIQUAC extended and the LIQUAC models were the base models. In order to improve their performances, two new methods were proposed in this thesis: the HIQUAC and the modified LIQUAC methods. These new methods improve the prediction of the solubility of KCl and K2SO4 in the ethanol-water mixture. The vapor-liquid equilibrium for the water-HCl and HCl-ethanol-water systems were determined vis à vis its importance for the studied process. For that, original experimental data and reported data are used for the calculation of the HCl-water-ethanol system.