¿Qué es una planta de separación de aire?
Una planta de separación de aire es una instalación industrial que separa el aire natural, o el aire atmosférico, en sus gases componentes. Los gases recolectados en el proceso incluyen oxígeno, nitrógeno y argón, así como algunos gases inertes como el neón, el xenón y el criptón. Dado que el nitrógeno y el oxígeno son los dos gases más comunes en la atmósfera de la Tierra, estos dos elementos constituyen la mayor parte de los gases cosechados en este proceso.
El proceso empleado en una planta de separación de aire se llama destilación criogénica. Al enfriar el aire atmosférico a temperaturas extremadamente bajas, los gases componentes pueden separarse y recogerse. Las formas líquidas de nitrógeno u oxígeno también se pueden cosechar en algunas plantas.
El proceso de destilación criogénica es un procedimiento de cuatro pasos. En el primer paso, el aire atmosférico se limpia y comprime a un rango de presión de 5 a 10 bares (4-9 atmósferas). El proceso de limpieza elimina el polvo y los contaminantes que podrían interferir con el proceso de enfriamiento. El proceso de compresión calienta el aire para eliminar rastros de humedad antes de pasar el aire comprimido a un intercambiador de calor para enfriarlo.
Cuando el aire comprimido se ha enfriado, el siguiente paso es la purificación. Este proceso implica pasar el aire a través de un tamiz molecular, que filtra el aire mediante un proceso llamado adsorción. En este proceso, los gases o las moléculas son atraídos a una superficie adsorbente y forman una capa en la parte superior del material adsorbente. Los tamices moleculares están diseñados para eliminar dióxido de carbono, agua y gases de hidrocarburos.
Después de purificar el aire, se puede pasar de manera segura a la cámara de enfriamiento y destilación. La cámara de enfriamiento consiste en un intercambiador de calor y corrientes criogénicas. Cuando el aire pasa a través de esta cámara, alcanza temperaturas suficientemente bajas para permitir la destilación de los gases componentes.
La destilación del aire ocurre en la columna de destilación. Dependiendo de los gases a cosechar, el aire puede pasar a través de más de una columna de destilación. Este componente utiliza refrigerante y un expansor o válvula para generar un efecto Joule-Thomson, que hace que los gases componentes del aire se enfríen y alcancen un estado líquido. Los gases licuados se recogen y se calientan a temperatura ambiente para su almacenamiento o uso.
Los gases producidos por una planta de separación de aire se utilizan en muchos procesos industriales. En algunos casos, estas formas gaseosas de estos elementos se transportan a usuarios industriales a través de tuberías directas. En otros casos, los elementos cosechados pueden almacenarse en forma líquida o gaseosa para su posterior transporte y uso. Cantidades más grandes de los gases destilados generalmente son transportadas en sus formas líquidas por camiones cisterna. Cantidades más pequeñas pueden transportarse en cilindros presurizados como un gas.