Diseño y optimización de una planta de oxígeno líquido para elevar su pureza al 99,5% mediante Aspen Hysys v12

Abstract

Objetivo: Realizar una mejora del proceso de producción para incrementar la pureza del oxígeno líquido y la productividad de la planta. Métodos: Se realizó una simulación tomando los datos de partida de una planta de producción de oxígeno líquido. Estudio Experimental nivel aplicativo diseño descriptivo con enfoque cuantitativo. Se utilizó software de simulación de procesos industriales para procesar los datos de partida de una planta de producción de oxígeno líquido al 95% de pureza y realizar las mejoras correspondientes a volumen, pureza, calidad y rendimiento. Se analizaron los resultados en base los estudios económicos del comercio de este producto, caracterización en base a las calidades requeridas por los tipos del mercado y perspectiva del abastecimiento al déficit de producción nacional en base a los datos publicados por INDECOPI. Resultados: a) Se incrementa la producción final de oxígeno líquido hasta 7014 m3/h logrando una pureza del 99,5%. b) Se logra implementar la recirculación del agua de enfriamiento que ingresa al LNG – 300 en el sistema de criogenización con el sistema de lavado. c) Se logra implementar un nuevo sistema de recirculación de gas nitrógeno residual del sistema de criogenización hacia el sistema de lavado, lo cual permite obtener ganancias adicionales como subproducto de venta y aumentar el rendimiento final. Conclusiones: El ajuste de presión influye principalmente en la fracción de vapor del producto final, observándose en mayor cantidad gaseosa, lo que incrementa su volumen de producción. El ajuste de temperaturas permite fraccionar mejor el aire comprimido logrando una separación más sencilla al ingresar a la columna de absorción. El ajuste de flujos permite incrementar la producción de nitrógeno a partir del aire comprimido en la columna T – 300. El incremento de pureza se logra por una mejor separación de las moléculas de oxígeno debido a las temperaturas bajas de las corrientes de alimentación a la columna T – 301. Los sistemas de recirculación representan un incremento de utilidades cuando la planta está en operación.