O que é uma planta de separação de ar?

Uma planta de separação de ar é uma instalação industrial que separa o ar que ocorre naturalmente, ou o ar atmosférico, em seus gases componentes. Os gases coletados no processo incluem oxigênio, nitrogênio e argônio, além de alguns gases inertes, como néon, xenônio e criptônio. Como o nitrogênio e o oxigênio são os dois gases mais comuns na atmosfera da Terra, esses dois elementos compõem a maior parte dos gases coletados nesse processo.

O processo empregado em uma planta de separação de ar é chamado de destilação criogênica. Ao resfriar o ar atmosférico a temperaturas extremamente baixas, os gases componentes podem ser separados e colhidos. Formas líquidas de nitrogênio ou oxigênio também podem ser colhidas em algumas plantas.

O processo de destilação criogênica é um procedimento de quatro etapas. Na primeira etapa, o ar atmosférico é limpo e comprimido a uma faixa de pressão de 5 a 10 bar (4-9 atmosferas). O processo de limpeza remove poeira e contaminantes que podem interferir no processo de resfriamento. O processo de compressão aquece o ar para remover vestígios de umidade antes de passar o ar comprimido para um trocador de calor para resfriamento.

Quando o ar comprimido tiver sido resfriado, o próximo passo é a purificação. Esse processo envolve a passagem do ar através de uma peneira molecular, que filtra o ar por um processo chamado adsorção. Nesse processo, gases ou moléculas são atraídos para uma superfície adsorvente e formam uma camada no topo do material adsorvente. As peneiras moleculares são projetadas para remover dióxido de carbono, água e gases de hidrocarbonetos.

Depois que o ar é purificado, ele pode ser passado com segurança para a câmara de resfriamento e destilação. A câmara de resfriamento consiste em um trocador de calor e correntes criogênicas. Quando o ar é passado através desta câmara, atinge temperaturas suficientemente baixas para permitir a destilação dos gases componentes.

A destilação do ar ocorre na coluna de destilação. Dependendo dos gases a serem colhidos, o ar pode passar por mais de uma coluna de destilação. Esse componente usa refrigerante e um expansor ou válvula para gerar um efeito Joule-Thomson, que faz com que os gases componentes do ar esfriem e alcancem um estado líquido. Os gases liquefeitos são então coletados e aquecidos à temperatura ambiente para armazenamento ou uso.

Os gases produzidos por uma planta de separação de ar são usados ​​em muitos processos industriais. Em alguns casos, essas formas gasosas desses elementos são transportadas para usuários industriais por meio de dutos diretos. Em outros casos, os elementos colhidos podem ser armazenados nas formas líquida ou gasosa para posterior transporte e uso. Quantidades maiores de gases destilados são geralmente transportadas em suas formas líquidas por caminhões-tanque. Quantidades menores podem ser transportadas em cilindros pressurizados como gás.