1. Colección de aire: El aire se dibuja en un gran compresor donde se comprime a alta presión. Esto elimina las impurezas como el polvo y la humedad.
2. Enfriamiento y licuefacción: El aire comprimido se enfría a temperaturas extremadamente bajas (-196 ° C o -321 ° F). Esto se logra utilizando un complejo sistema de intercambiadores de calor y turbinas de expansión. A esta temperatura, el aire licuaba.
3. Destilación fraccional: El aire líquido se pasa a través de una columna cilíndrica alta llamada torre de destilación. La torre se divide en múltiples secciones, cada una con una temperatura específica. A medida que el aire líquido viaja por la torre, se calienta gradualmente.
- En la parte inferior de la torre, el componente de punto de ebullición más bajo, el nitrógeno (-196 ° C), se hierve primero y se recoge en la parte superior.
- A medida que el aire continúa hacia arriba, el oxígeno (-183 ° C), que tiene un punto de ebullición ligeramente más alto, hierve a continuación y se recoge en una sección inferior.
- Otros gases como el argón y el neón también se recogen en diferentes niveles en la torre.
4. Almacenamiento y distribución: El gas de oxígeno purificado se almacena en tanques grandes o transportado por camiones de tuberías o camiones cisterna para diversas aplicaciones industriales y médicas.
Puntos clave sobre la producción de oxígeno industrial:
* Alta pureza: La destilación fraccional produce oxígeno con una pureza muy alta, típicamente 99.5% o más.
* Escala: Las plantas industriales pueden producir cantidades masivas de oxígeno, medidas en toneladas por día.
* intensivo en energía: Los procesos de licuefacción y destilación requieren una entrada de energía significativa, principalmente para el enfriamiento y la compresión.
* Impacto ambiental: El consumo de energía asociado con la producción de oxígeno puede contribuir a las emisiones de gases de efecto invernadero, aunque los avances en tecnología y fuentes de energía renovable están reduciendo este impacto.
Métodos alternativos:
Si bien la destilación fraccional es el método dominante para la producción de oxígeno industrial, existen otros métodos, como:
* Electrólisis del agua: Pasar una corriente eléctrica a través del agua la divide en hidrógeno y oxígeno. Este método se está volviendo más popular a medida que las fuentes de energía renovables como la energía solar y eólica se vuelven más disponibles.
* Adsorción de oscilación de presión (PSA): Este método utiliza materiales adsorbentes para eliminar selectivamente el nitrógeno del aire, dejando atrás una corriente de oxígeno concentrada. El PSA se usa típicamente para la producción de oxígeno a menor escala.
Usos industriales del oxígeno:
El oxígeno es un componente vital en muchos procesos industriales, que incluyen:
* Producción de acero: El oxígeno se usa para oxidar las impurezas en el mineral de hierro, lo que lleva a la producción de acero de alta calidad.
* Fabricación química: El oxígeno se usa como oxidante en varias reacciones químicas.
* Fabricación de metal: El oxígeno se usa en soldadura, corte y otros procesos de metalurgia.
* Healthcare: El oxígeno es crucial para los tratamientos médicos, como el apoyo respiratorio.
* Tratamiento de aguas residuales: El oxígeno se usa para promover el crecimiento de bacterias beneficiosas que descomponen la materia orgánica en las aguas residuales.
