TRABAJO FINAL DE
GRADO
Depa amen o de Ingenie ía Química y Tecnología Fa macéu ica
Ob ención de oxígeno a pa i del ai e a mos é ico
pa a su uso come cial. Es udio de iabilidad écnica y
económica.
Au o : Manuel Tudela Galla do
Tu o es: F ancisco J. Ga cía Ál a ez, F ancisco E. Ja abo F ied ich
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Índice
Ag adecimien os ........................................................................................................................... 7
Lis ado de igu as .......................................................................................................................... 9
Lis ado de ablas.......................................................................................................................... 11
Resumen ...................................................................................................................................... 13
Abs ac ....................................................................................................................................... 13
Capí ulo I: In oducción ............................................................................................................... 15
1.1. Jus i icación ................................................................................................................. 15
1.2. Pe iciona io ...................................................................................................................... 15
1.3. Obje o del TFG .................................................................................................................. 15
1.4. Simpli icaciones y suposiciones........................................................................................ 16
Capí ulo II: El ai e y sus componen es ........................................................................................ 17
2.1. El ai e ................................................................................................................................ 17
2.2. El ni ógeno ...................................................................................................................... 18
2.3. El a gón ............................................................................................................................. 18
2.4. El oxígeno ......................................................................................................................... 19
2.4.1. In oducción .............................................................................................................. 19
2.4.2. P opiedades ísicas .................................................................................................... 19
2.4.3. Segu idad y salud ...................................................................................................... 19
2.4.4. Almacenamien o y anspo e .................................................................................. 20
2.4.5. Usos y aplicaciones .................................................................................................... 20
Capí ulo III: Es udio de me cado ................................................................................................. 22
3.1. Desc ipción del sec o ..................................................................................................... 22
Capí ulo IV: Es udio de iabilidad écnica ................................................................................... 25
4.1. Mé odos pa a la ob ención de oxígeno ........................................................................... 25
4.1.1. Adso ción................................................................................................................... 25
4.1.2. Des ilación c iogénica ............................................................................................... 27
4.1.3. Memb anas ............................................................................................................... 28
4.2. Jus i icación de la ecnología escogida............................................................................. 30
Capí ulo V: Desc ipción del p oceso ........................................................................................... 33
5.1. Adso ción ......................................................................................................................... 33
5.1.1. Adso ción po cambio de p esión, PSA ..................................................................... 34
5.2. Adso ben e ....................................................................................................................... 36
5.2.1. Las zeoli as ................................................................................................................ 37
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5.3. Desc ipción del p oceso ................................................................................................... 39
5.3.1. Comp eso ................................................................................................................. 41
5.3.2. Equipo de es abilización del ai e húmedo ................................................................ 42
5.3.3. Pu gado es de condensados ..................................................................................... 42
5.3.4. Equipo de sepa ación de agua y acei e ..................................................................... 43
5.3.5. Fil ación p e ia ......................................................................................................... 44
5.3.6. Secado de ai e .......................................................................................................... 45
5.3.7. Fil o inal .................................................................................................................. 46
5.3.8. Equipo de es abilización de ai e seco ....................................................................... 46
5.3.9. Adso bedo es PSA ..................................................................................................... 46
Capí ulo VI: Selección de equipos ............................................................................................... 47
6.1. Comp eso ........................................................................................................................ 47
6.2. Equipos de es abilización de ai e húmedo y seco ............................................................ 49
6.3. Pu gado es elec ónicos de condensados........................................................................ 50
6.4. Equipo de sepa ación de agua y acei e ............................................................................ 51
6.5. Equipo de il ación p e ia ............................................................................................... 52
6.6. Secado de ai e po adso ción ......................................................................................... 53
6.7. Gene ado de oxígeno ...................................................................................................... 54
Capí ulo VII: Es udio económico ................................................................................................. 55
7.1. P esupues o ..................................................................................................................... 55
7.2. Es imación de cos es ........................................................................................................ 56
7.2.1. Cos es de in e sión ................................................................................................... 56
7.2.2. Cos e o al de p oducción ......................................................................................... 57
7.3. Flujos o dina ios ............................................................................................................... 60
7.3.1. Gas os o dina ios ...................................................................................................... 60
7.3.2. Ing esos o dina ios .................................................................................................... 60
7.4. Flujos ex ao dina ios ....................................................................................................... 61
7.4.1. Valo es esiduales ..................................................................................................... 61
7.4.2. Gas os ex ao dina ios .............................................................................................. 62
7.4.3. Ing esos ex ao dina ios ........................................................................................... 62
7.4.4. Bene icios b u os ....................................................................................................... 62
Capí ulo VIII. Mejo as écnicas y conclusiones ........................................................................... 64
8.1. Mejo as ............................................................................................................................ 64
8.2. Conclusiones..................................................................................................................... 65
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Conclusions ............................................................................................................................. 65
Bibliog a ía .................................................................................................................................. 66
ANEXO: Cálculos jus i ica i os de la selección de equipos ......................................................... 68
Comp eso (UNIDA COMPRESORA) ........................................................................................ 68
Equipo de es abilización de ai e húmedo (V-01) .................................................................... 68
Pu gado es de condensados (CD-04 y CD-05) ........................................................................ 69
Fil os de coalescencia (F-05 y F06) ........................................................................................ 69
Sepa ado de agua y acei e (V-03 y V-04) ............................................................................... 70
Secado po adso ción (T-05 y T-06) ....................................................................................... 70
Equipo de il ación inal (F-07) ............................................................................................... 70
Equipo de es abilización de ai e seco (V-02)........................................................................... 70
Gene ado de oxígeno (T-09, T-10, T-11 y T-12) ..................................................................... 70

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Ag adecimien os
Aho a que acaba una nue a e apa en mi ida, quie o eco da a mis compañe os y p o eso es
de la UGR, donde encon é amigos de e dad en los que apoya me y con los que cons ui es e
camino.
Y a mi amilia, que siemp e es u o ahí. A mi pad e, que allá donde es é sé que es a á o gulloso
de mi. Y a mi mad e, que siemp e ue el bas ón en el que sos ene me y un ejemplo de lucha y
supe ación.
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Lis ado de igu as
Figu a 1. Rep esen ación g á ica de la composición del ai e.
Figu a 2. Dis ibución del P oduc o Indus ial B u o.
Figu a 3. Ci a de negocios po Comunidad Au ónoma.
Figu a 4. E apas ípicas del p oceso PSA.
Figu a 5. Esquema del p oceso de des ilación c iogénica.
Figu a 6. Sis ema de memb anas ITM.
Figu a 7. Cu a de up u a de una columna PSA.
Figu a 8. Unidad mínima de cons ucción de las zeoli as.
Figu a 9. Es uc u a de la sodali a.
Figu a 10. Diag ama de lujo de un p oceso PSA pa a la ob ención de oxígeno.
Figu a 11. Esquema uncionamien o de un comp eso de doble o nillo.
Figu a 12. Esquema de un pu gado de condensados elec ónico ma ca KAESER.
Figu a 13. Esquema de un sepa ado de agua y acei e AQUAMAT ma ca KAESER.
Figu a 14. Esquema de un secado po adso ción ma ca KAESER
Figu a 15. Vis as in e io y ex e io del comp eso .
Figu a 16. Tanque de ai e comp imido ma ca KAESER.
Figu a 17. Pu gado de condensados KAESER ECO-DRAIN 14.
Figu a 18. Sepa ado de agua y acei e AQUAMAT CF 75.
Figu a 19. Fil o de coalescencia KAESER.
Figu a 20. Secado de adso ción egene ado en ío KAESER.
Figu a 21. Gene ado de oxígeno PSA se ie OGP.
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1.4. Simpli icaciones y suposiciones
Dado que no se han encon ados da os sob e el me cado de los gases indus iales en Cana ias,
se pa e del supues o que no exis en emp esas en el a chipiélago que o ezcan es e ipo de
p oduc o. Además, se oma el da o de 3500 Nm3/h como e e encia de caudal de ai e de
en ada a la plan a. Es e da o se ob iene a pa i de e e encias bibliog á icas de es udios
an e io es [16], ya que los da os sob e el sec o de los gases indus iales en Cana ias son
escasos y la in o mación apo ada po las emp esas del sec o as a ias consul as ha sido
nula, po lo que se oma es e da o pa a ene un pun o de pa ida pa a desa olla el p oyec o.
Pues o que el obje i o del p esen e p oyec o es ealiza un es udio de iabilidad écnico-
económica y debido a que el iempo pa a la edacción del TFG se limi a a es meses, no se
ealiza á el diseño de los pa áme os de los equipos del p oceso ni su dimensionamien o. La
selección de es os se ha á basándose en e e encias bibliog á icas y algunos cálculos sencillos,
e lejados en el ANEXO, pa a escoge de o ma ap oximada el modelo de cada equipo que
mejo se ajus a a los pa áme os de diseño. Dichos pa áme os son el ya ci ado caudal de
en ada de ai e a la plan a y la pu eza del p oduc o inal. Es e úl imo da o se selecciona á más
adelan e en unción de la ecnología escogida.

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Capí ulo II: El ai e y sus componen es
2.1. El ai e
El ai e es una mezcla de gases de composición he e ogénea que se ex iende po oda la
supe icie e es e o mando una capa de a ios kilóme os de espeso denominada
a mós e a.
La composición y concen ación del ai e es a iable a lo la go de oda la a mós e a, aunque los
compues os mayo i a ios en odos los casos son el ni ógeno y el oxígeno. Además de es os,
exis en o os muchos compues os que o man pa e del ai e, aunque en unas concen aciones
mucho meno es.
Concen ación en olumen de los componen es del ai e en base seca:
− Ni ógeno (N2): 78,084%
− Oxígeno (O2): 20,947%
− A gón (A ): 0,934%
− Dióxido de ca bono (CO2): 0,035%
− Neón (Ne): 0,001818%
− Helio (He): 0,000524%
− Me ano (CH4): 0,00017%
− K ip ón (K ): 0,000114%
− Hid ógeno (H2): 0,000053%
− Xenón (Xe): 0,0000087%
− Gases con composiciones in e io es al 0,000001%: Ozono (O3), Monóxido de ca bono
(CO), Dióxido de azu e (SO2), Dióxido de ni ógeno (NO2), Amoniaco (NH3).
Si ep esen amos odos es os da os en un g á ico podemos obse a cómo e ec i amen e
Ni ógeno y Oxígeno son los componen es mayo i a ios del ai e, ya que el es o de
compues os apenas suma el 1% de la concen ación o al.
Figu a 1: Rep esen ación g á ica de la composición del ai e. Fuen e: Elabo ación p opia
Como se puede ap ecia , el ai e es un p oduc o con una can idad de ma e ias p imas inc eíble.
La mayo ía de los gases que lo con o man ienen mul i ud de usos, ya sea a ni el indus ial o a
Ni ógeno
Oxígeno
A gón
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ni el social, aunque algunos de ellos no se pueden ob ene a pa i del ai e, ya que su
concen ación es demasiado baja. Los p incipales gases que se ob ienen del ai e son el
oxígeno, el ni ógeno y el a gón.
2.2. El ni ógeno
El ni ógeno es un compues o gaseoso en condiciones no males (20 ºC y p esión a mos é ica).
Es un gas dia ómico, lo que signi ica que la molécula de ni ógeno gas que se encuen a en el
ai e es á o mada po dos á omos de ni ógeno unidos po un enlace iple. Es e enlace es muy
es able y le p opo ciona al ni ógeno su ca ac e ís ica más impo an e, el ni ógeno es un gas
ine e en la mayo ía de los casos.
Las aplicaciones más impo an es del ni ógeno son [1]:
− Ae oespacial y ae onáu ica: el ni ógeno es undamen al pa a es e sec o , ya que se
u iliza en úneles de ien o, ho nos de a amien o é mico y aplicaciones de co e
láse .
− Químico: se u iliza como gas p esu izan e, pa a p o ege del ai e a ma e iales sensibles
al oxígeno y pa a elimina compues os olá iles del lujo de p ocesos.
− Alimen ación y bebidas: es un agen e c iogénico cla e pa a el en iamien o,
e ige ación y congelación de alimen os. Además, ambién se emplea pa a c ea
a mós e as p o ec o as en el en asado de alimen os.
− T anspo e y au omó il: como gas de soldadu a y como componen e de segu idad en
los ai bags.
− Sanidad: el ni ógeno se emplea como agen e c iogénico pa a congela y p ese a
mues as biológicas.
− Side u gia: como gas de a as e y pu gan e en la p oducción de ace o.
2.3. El a gón
El a gón es un compues o gaseoso en condiciones no males (20 ºC y p esión a mos é ica).
Fo ma pa e de los denominados gases nobles, cuya p incipal ca ac e ís ica es que son muy
es ables, no eaccionan p ác icamen e con nada ya que cumplen la egla del oc e o, es deci ,
ienen 8 elec ones en su capa de alencia, lo que les con ie e su g an es abilidad. Es a
p opiedad con ie e al a gón en un gas pe ec o pa a se empleado como agen e de
ine ización.
Las p incipales aplicaciones del a gón son las siguien es [2]:
− Iluminación: se emplea como gas de elleno en lámpa as incandescen es ya que no
eacciona con el ma e ial del ilamen o, aunque es ás lámpa as es án p ác icamen e
en desuso.
− Indus ia: se emplea en la ec eación de a mós e as ine es.
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− Me alu gia: en la indus ia del me al, el a gón p e iene la oxidación du an e el
p oceso además de man ene la empe a u a y la composición de la a mós e a
cons an es.
− Medicina: iene aplicaciones en p ocedimien os de Odon ología y O almología como
láse de a gón.
2.4. El oxígeno
2.4.1. In oducción
La mayo ía del oxígeno p esen e en la a mós e a se encuen a como oxígeno gas (O2), aunque
ambién se encuen a o mando ozono (O3) en una p opo ción mucho meno . El O2
comp ende el 20,947% en olumen del ai e y el ap oximadamen e el 23,3% en peso de la
a mós e a.
Fue descubie o en 1.773 po Ca l Wilhelm Scheele aunque popula men e se suele adjudica
su descub imien o a Joseph P ies ley en 1.774, ya que publicó su abajo an es. Su nomb e
ac ual ue acuñado po An oine La oisie en 1.777.
2.4.2. P opiedades ísicas
El oxígeno molecula es un gas en condiciones no males (20ºC y p esión a mos é ica) incolo o
e inodo o. Tiene una masa molecula de 32 g/mol, empe a u a de usión de -219 ºC y pun o
de ebullición de -183 ºC. Es un compues o bas an e eac i o, ya que iene acilidad pa a
gene a oxidaciones. Según el compues o al que oxide, puede ocu i que la oxidación sea muy
ápida y exo é mica p oduciendo lo que se conoce como combus ión, po lo que se le cali ica
como un combu en e.
2.4.3. Segu idad y salud
El oxígeno es un oxidan e muy ue e y po lo an o es un combu en e muy po en e. Po ello,
se le puede conside a como una sus ancia pelig osa y hay que ene en cuen a cie as
di ec ices pa a que su anspo e, manipulación y almacenamien o sean segu os.
En cuan o a su manipulación, sólo pe sonas expe imen adas y con la debida o mación deben
maneja gases de es e ipo. La sus ancia debe de se manipulada de acue do con los
p ocedimien os de buena higiene indus ial y segu idad. La maquina ia debe de es a lib e de
acei es o g asas, ya que su con ac o con el oxígeno pod ía p o oca un incendio. Pa a es a
maquina ia se emplea án lub ican es especí icos pa a oxígeno. Además, se debe án ealiza
con egula idad inspecciones que asegu en que no exis en ugas y pe mi an un uso segu o.
En caso de una uga, la exposición al oxígeno no suele se pelig osa, aunque si es p olongada
puede causa nauseas, é igos, di icul ades espi a o ias y con ulsiones. No supone ningún
pelig o su con ac o con la piel o con los ojos, aunque en caso de inhalación se debe e acua a
la íc ima hacia una zona no con aminada.
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En caso de incendio, la ex inción no se debe ealiza con agua a p esión sino con agua en sp ay
o en nebulizado . Se deben desplaza los en ases lejos del á ea del uego ya que su exposición
al uego y al calo puede p o oca su up u a. Si es posible, se debe de ene la uga del
p oduc o, pe o siemp e que se pueda hace de mane a segu a.
2.4.4. Almacenamien o y anspo e
Los gases no malmen e se anspo an como gases comp imidos, aunque ambién pueden se
anspo ados como líquidos c iogénicos.
En cuan o a su dis ibución, se debe ealiza en ecipien es ap os pa a gases a p esión, ya sean
bombonas indi iduales o cis e nas a g anel. En odo caso, la ca ga debe i e ique ada según
ADR, IMDG e IATA con las e ique as “2.2: gases no in lamables, no óxicos” y “5.1: ma e iales
combu en es”. Es á pe mi ido su anspo e po medio e es e (ca e e a y e oca il), po
ma y en a ión. En odo caso, hay que con i ma que el conduc o es á en e ado de los
posibles iesgos de la ca ga y cómo ac ua en caso de eme gencia y asegu a se de que la
en ilación es adecuada y odas las ál ulas de segu idad han sido e isadas pa a e i a
posibles ugas.
Con espec o a las condiciones de almacenamien o, se a a de gases almacenados a al a
p esión, po lo que el con ol de las condiciones de los en ases es p imo dial. Se deben
man ene los con enedo es a una empe a u a in e io a los 50 ºC, en luga es bien en ilados y
en condiciones que no a o ezcan la co osión. Los en ases deben se almacenados de
mane a e ical y alejados de o os gases in lamables o ma e iales combus ibles.
2.4.5. Usos y aplicaciones
El oxígeno es un elemen o undamen al pa a la ida, ya que es empleado po los se es i os en
el p oceso de la espi ación y o ma pa e del agua, que es la molécula de e minan e pa a la
ida en nues o plane a.
Pe o no solo se emplea oxígeno en p ocesos biológicos. Es un elemen o muy impo an e
ambién en la indus ia. Una de sus p incipales aplicaciones es la indus ia side ú gica. En e el
65% y el 85% del oxígeno p oducido en odo el mundo se emplea en la p oducción de ace o. Se
emplea el oxígeno pa a acele a el p oceso y pa a e i a el ca bono del ace o inal, que suele
con ene en o no al 2% de ca bono. También se u iliza pa a limpia impu ezas de las planchas
de ace o y pa a co a y solda es as planchas, como po ejemplo en los sople es de ace ileno,
capaces de co a me al con suma apidez.
O o de los g andes usos del oxígeno adica en la indus ia química. Se emplea po ejemplo
pa a ab ica óxido de ace ileno, ma e ial básico pa a la ab icación de ma e iales plás icos y
ex iles. Además, en unción de la p opo ción, empe a u a y los ca alizado es empleados, se
o man dis in os compues os cuando el oxígeno eacciona con algunos combus ibles como
ca bón o gas na u al. Con olando las condiciones mencionadas, se puede ob ene una mezcla
de hid ógeno y monóxido de ca bono que se emplea en la p oducción de gasolina sin é ica,
me anol o amoniaco. Debido a se un elemen o al amen e combu en e, o o de sus usos es
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ac ua como ca alizado de eacciones de combus ión en p ocesos indus iales, como en la
p oducción de ace o an e io men e mencionada o en ho nos de p oducción de id io, donde
se emplea pa a mejo a la combus ión den o del ho no y educi las emisiones de NOx.
Una de las p opiedades más in e esan es del oxígeno es que es un g an oxidan e. Es a
p opiedad hace que sea un agen e muy impo an e en el a amien o de aguas esiduales en
las EDAR. Se emplean oxígeno y luz sola como elemen os pa a des ui bac e ias pa ógenas.
Pa a ello se emplean cascadas, uen es y o os sis emas ai eado es pa a pu i ica los
suminis os de aguas, aumen ando la can idad de oxígeno disuel o y acele ando así el p oceso
de pu i icación. Se puede incluso llega a eemplaza po oxígeno el ai e del anque de
ai eación con el obje i o de acele a el p oceso, educi las emisiones de COV, educi los
olo es y espumas y minimiza los cos es ene gé icos de las EDAR.
Como se explicó an e io men e, el oxígeno es una molécula undamen al pa a la ida, lo que
implica que enga nume osas aplicaciones médicas. La p incipal, es su uso en pacien es con
insu iciencias espi a o ias, ya sea en e apias espi a o ias o en la ealización de p uebas de
unción pulmona . También se suele usa en el ámbi o a macéu ico y bio ecnológico pa a
aplicaciones de c ecimien o celula y desa ollo de ejidos [4].
O a indus ia que emplea el oxígeno es la indus ia ae onáu ica y ae oespacial. Se emplea en
la p opulsión de cohe es, ya que se necesi a un calen amien o muy ápido pa a la p opulsión
de es e, se emplean g andes can idades de oxígeno pa a p oduci es e calen amien o.
Como se puede obse a , el oxígeno es empleado po una g an can idad de indus ias, pe o no
en odas ellas se emplea de la misma o ma. Po ello, exis en di e en es ipos de oxígenos
según el g ado de pu eza y las aplicaciones que se le quie an da . Es os ipos dependen de
cada ab ican e, aunque en gene al, se pueden esumi en los siguien es:
Tipo
Pu eza
Gas oxígeno comp imido
Al a pu eza >99,5%
Baja pu eza>90%
Oxígeno líquido e ige ado
>99,5%
Mezcla de gas oxígeno y a gón
0.5 ppm – 99,5%
Mezcla de gas oxígeno y helio
0.5 ppm – 99,5%
Mezcla de gas oxígeno y ni ógeno
0.5 ppm – 99,5%
Tabla 1: G ados de oxígeno come cial. Fuen e: www.p axai .com

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Capí ulo III: Es udio de me cado
El es udio de me cado iene como obje i o de ini el es ado ac ual del sec o apo ando da os
económicos sob e bene icios, olumen de negocios, po cen ajes sob e el o al del PIB, e c.
Pa a ello se consul a án di e en es uen es de in o mación económica pa a in en a desc ibi
de la mejo o ma posible cual es la si uación del sec o químico en España e in en a apo a
algunos da os sob e el sec o de los gases indus iales.
3.1. Desc ipción del sec o
El sec o indus ial o ma pa e de los g andes pila es que sus en an la economía española
jun o al sec o se icios, p incipalmen e el u ismo, y la ag icul u a. Den o de es e sec o , la
indus ia química y a macéu ica o ma pa e de los cua o g andes es anda es del sec o ,
suponiendo un 13,4% del P oduc o Indus ial B u o y siendo una de las indus ias que más ha
c ecido en los úl imos cinco años. Gene ó un o al de 67.652 millones de eu os en el año
2.017, suponiendo un o al del 5,8% de PIB español. Es e da o es ealmen e so p enden e, ya
que una única ama del sec o indus ial gene e es a can idad de ing esos demues a que es
una de las indus ias más po en es del en o no indus ial del país.
Figu a 2: Dis ibución del P oduc o Indus ial B u o. Fuen e: FEIQUE [5]
En o al, exis en en España 3.118 emp esas den o del sec o químico. La g an mayo ía,
al ededo del 50%, son emp esas pequeñas con menos de 10 empleados, aunque exis en
emp esas mucho más g andes en el sec o , llegando incluso a ene más de 500 empleados en
nómina. La g an mayo ía de es as emp esas se encuen an localizadas en los es g andes
ocos de la indus ia química, que son Ba celona, Ta agona y Huel a. No obs an e, exis en
o as zonas donde la indus ia química ambién es impo an e como es la zona no e,
des acando País Vasco y As u ias, en la zona de Le an e, como Valencia y Cas ellón, y po
supues o en Mad id. Si nos ijamos en las ci as de negocios, se puede comp oba cómo
e ec i amen e es as zonas ag upan el mayo olumen de negocio. Viendo la descomposición
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de las ci as de negocios, podemos e como Cana ias es una de las comunidades con meno
apo e en es e sec o , debido a que el sec o indus ial en el a chipiélago no se encuen a
especialmen e desa ollado, incluyendo es o a la indus ia química. Aun así, se gene a on un
o al de 96 millones de € en Cana ias g acias a la indus ia química en el año 2.017.
Figu a 3: Ci a de negocios po Comunidad Au ónoma. Fuen e: FEIQUE [5]
Den o del sec o químico, la indus ia química supone el 72,8% del alo o al del sec o y más
conc e amen e, la indus ia de los gases indus iales supone el 2,9% del o al, alcanzando una
ci a de negocio en 2.017 de 1.804 millones de eu os.
En el me cado in e nacional, las ci as de expo aciones siguen una cla a endencia ascenden e
desde el inal de la c isis económica, aumen ando en un 9,8% en e 2.016 y 2.017. No
obs an e, el alo de las impo aciones con inúa siendo mayo que el de expo aciones en el
me cado español, pe o es a di e encia a disminuyendo poco a poco. España expo a
p oduc os químicos a países de la Unión Eu opea como F ancia y Alemania, a Amé ica del
No e y al me cado asiá ico. De igual modo, el o igen de las impo aciones se encuen a en
es os mismos países, ya que se a an de los mayo es p oduc o es del mundo.
Las ci as de empleo en el sec o ambién esul an bas an e sa is ac o ias. La indus ia química
supuso un o al de 657.900 empleados en 2.017, ya sea po pues os de abajo di ec o o
indi ec o, siendo es e da o el 3,5% de la población ac i a ocupada en España. Además, el 94%
de es os pues os de abajo son con con a os de abajo inde inido, supe ando la media de
asala iados con con a o ijo en o os sec o es como la indus ia en gene al (79%) o el sec o
se icios (75%). Es o indica una g an es abilidad y segu idad en el empleo den o de la
indus ia química.
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Haciendo hincapié en el me cado de los gases del ai e, es os se ag upan jun o a o os gases
como el hid ógeno cons i uyendo el me cado de los gases indus iales, dominado
p ác icamen e en su o alidad po las 6 g andes compañías de es e me cado:
COMPAÑIA
LOCALIZACIÓN
The Linde G oup
Múnich, Alemania
P axai
Connec icu , Es ados Unidos
Ai Liquide
Pa ís, F ancia
Taiyo Nippon Sanso
Shangai, Japón
Ai P oduc s
Pensil ania, Es ados Unidos
Ai gas
Pensil ania, Es ados Unidos
Tabla 2: Las 6 g andes compañías de los gases indus iales. Fuen e: [7]
El dominio de es as emp esas se basa en su amplia ed come cial y en su a anzada ecnología,
que además de gases suminis a o o ipo de se icios como equipos, soluciones de ingenie ía
y asis encia écnica pa a el consumido .
El olumen del me cado mundial es del o den de 25.000 millones de eu os, con un epa o
ap oximado de 35% Es ados Unidos y Canadá, 33% Eu opa y 14% Japón. El oxígeno es el gas
más co izado, con una demanda de 180.000 Tm/día, seguido del ni ógeno y o os gases como
el CO2 y el hid ógeno [8].
En España, den o de los gases indus iales, el oxígeno es el más p oducido, con una ci a de
al ededo de 2.000 millones de m3 p oducidos en 2.017, con un alo o al de 181 millones de
eu os, alo es muy supe io es a los de o os gases indus iales como el ni ógeno o el
hid ógeno [6].
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Capí ulo IV: Es udio de iabilidad écnica
En el es udio de iabilidad écnica se hace un epaso de los mé odos más comunes pa a la
ob ención de oxígeno a ni el indus ial, con el obje i o de ene una idea global sob e es os
p ocesos y ene el c i e io su icien e pa a selecciona uno basándonos en las necesidades de
nues o p oyec o. Dichas necesidades, ijadas en la in oducción, son un caudal de en ada de
3.500Nm3/h de ai e alimen ado y la pu eza del p oduc o ob enido, que depende á de la
ecnología escogida.
4.1. Mé odos pa a la ob ención de oxígeno
Como se comen ó con an e io idad, el oxígeno es un p oduc o muy u ilizado, an o en
indus ia como en medicina. En el me cado se puede ob ene en una amplia gama de
concen aciones y composiciones, así como en es ado líquido o gaseoso, dependiendo de la
aplicación pa a la que se equie a. Pa a ob ene dichas concen aciones y o mas del oxígeno,
exis en di e en es p ocesos de p oducción, los cuales pe mi en ob ene el oxígeno de o ma
licuada o gaseosa y con pu ezas mayo es o meno es.
La mayo ía de los p ocesos de ob ención de oxígeno u ilizan el ai e a mos é ico como ma e ia
p ima. Se encuen a lib e y ácilmen e disponible en la a mós e a, pe o equie e de una g an
can idad de ene gía pa a consegui sepa a el ai e en sus componen es. Los mé odos que se
desc iben a con inuación son los más empleados comúnmen e, aunque exis en o os, como la
elec ólisis del agua, que no emplean el ai e como ma e ia p ima, aunque su uso se encuen a
p ác icamen e desca alogado.
4.1.1. Adso ción
La adso ción es un p oceso ísico en el que los componen es de una mezcla líquida o gaseosa
se adhie en de o ma selec i a a la supe icie de un sólido, dependiendo de una se ie de
ca ac e ís icas del sólido. La p incipal ca ac e ís ica de la que depende la adso ción es la
selec i idad, que es la a inidad que exis e en e la supe icie del sólido y dis in os adso ba os
(especie que queda adhe ida al sólido). La di e encia de selec i idad en e unos componen es
y o os ha á que es os se adhie an a la supe icie del adso ben e o no. El adso ben e pe mi e
elimina uno de los compues os de la mezcla, así como elimina con aminan es de las
co ien es de luido que se ían p ác icamen e imposible de sepa a po o os medios.
Los adso ben es empleados pa a sepa ación de mezclas gaseosas suelen eni en o ma
g anula , empaque ados en lechos ijos po los que se hace ci cula la mezcla. Es os
adso ben es pueden u iliza se una única ez, aunque debido a su ele ado p ecio, lo no mal es
que una ez ago ados se egene en pa a ol e a se usados. Es o da luga a un
uncionamien o cíclico de los sis emas de adso ción, en los que se u iliza dos o más unidades
de adso ción en pa alelo que pe mi en un uncionamien o con inuo. Cuando la capacidad del
lecho 1 se ago a, se in e umpe el lujo de alimen ación y se hace pasa po el lecho 2.
Mien as se alimen a el lecho 2, se p ocede a la egene ación del lecho 1.
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Una ez es udiadas las en ajas e incon enien es de odas las al e na i as ecnológicas, y
eco dando las especi icaciones de inidas pa a el p oceso en la in oducción (caudal de
en ada de ai e al p oceso 3.500 Nm3/h) se pueden ob ene a ias conclusiones. La p ime a de
ellas es que la ecnología de memb anas no es una ecnología lo su icien emen e madu a
como pa a se aplicada a es e p oyec o, además de ene cie as limi aciones a la ho a de
cumpli las especi icaciones del p oceso. Po o o lado, la des ilación c iogénica sob epasa
ampliamen e las condiciones de es e p oyec o, an o a ni el de caudal como a ni el de pu eza.
Además, al a a se del mé odo más cos oso, no es asumible económicamen e la in e sión
necesa ia pa a en abiliza ese exceso de caudal y pu eza ob enidos. Finalmen e, la ecnología
de adso ción po cambio de p esión esul a se la más ap opiada pa a es e p oyec o.
P opo ciona unas condiciones de salida que se asemejan bas an e a lo deseado. El único
incon enien e exis en e es que la pu eza del oxígeno ob enido no supe a ía el 95%, aunque se
pod ían implemen a mejo as en el p oceso que ayuda ían a aumen a es e da o y
acondiciona lo a las condiciones de me cado. Sin emba go, es e oxígeno del 95% iene
aplicación en medicina y en algunas indus ias como la del id io o la p oducción del ozono,
po lo que es comple amen e álido como p oduc o. No obs an e, más adelan e, en el
apa ado de mejo as, se plan ea án algunas al e na i as pa a pu i ica el p oduc o ob enido.

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Capí ulo V: Desc ipción del p oceso
El obje i o de es e capí ulo es desc ibi de o ma de allada en qué consis e la adso ción y
cuáles son las ca ac e ís icas del adso ben e u ilizado pa a ello. Además, se desc ibi án los
equipos que in e ienen en el p oceso.
5.1. Adso ción
La adso ción es un enómeno ísico que iene luga en la supe icie de una sus ancia
denominada adso ben e. Du an e la adso ción, las moléculas del adso ba o se ijan sob e la
supe icie del adso ben e debido a las di e en es ue zas de a acción que se p oducen en e
ambas especies. Es e p oceso da luga a la c eación de una capa de adso ba o sob e la
supe icie del adso ben e. Es o es posible debido a la asime ía de las ue zas que exis en en la
supe icie y la descoo dinación de los á omos supe iciales, que gene an una descompensación
de ca ga [11].
Las ue zas de a acción gene adas pueden se de dis in a na u aleza, aunque gene almen e se
habla de dos ipos: adso ción ísica, si las ue zas son débiles del ipo Van de Waals, o
adso ción química, si las ue zas que se c ean implican enlaces químicos. La p incipal di e encia
en e ambas es que, en la adso ción ísica, an o el adso ben e como el adso ba o no su en
cambios en su na u aleza química, mien as que en la adso ción química se p oduce un cambio
químico en ambas especies. Exis en o a se ie de di e encias, po ejemplo, en la adso ción
ísica el adso ba o queda ijado o mando capas que se an disponiendo una encima de o a,
mien as que en la adso ción química se o ma una única capa debido a la na u aleza química
del enlace. Además, en la adso ción ísica, el adso ba o man iene su iden idad y es ablece un
equilib io de adso ción con la supe icie que es e e sible, mien as que en la adso ción
química es e p oceso no es e e sible, ya que la na u aleza del adso ba o cambia, impidiendo
su ecupe ación [11].
Es a úl ima p opiedad pe mi e de ini un concep o muy impo an e en los p ocesos de
adso ción, el equilib io e modinámico de adso ción. Cuando un luido que con iene un
adso ba o se pone en con ac o con un sólido adso ben e, las moléculas de adso ba o se
adso ben sob e la supe icie del sólido has a que los po enciales químicos de ambas ases se
igualan. Se es ablece en onces un equilib io dinámico en el que las elocidades de adso ción y
deso ción son iguales, alcanzándose así el equilib io de adso ción [11].
Todos los sólidos adso ben sus ancias, ya sean líquidas o gaseosas, pe o la adso ción no es
ap eciable a no se que el sólido enga una g an supe icie en con ac o con la ase luida. Es o
demues a la impo ancia de la supe icie en el p oceso de la adso ción como unos de los
ac o es cla es pa a el éxi o de la ope ación.
La supe icie puede se ex e na o in e na. La ex e na es la que supone el lími e ísico del sólido,
y pa a que la adso ción dependa de es a supe icie enemos que emplea un sólido en o ma
de pol o. Po o o lado, la supe icie in e na co esponde a los po os del ma e ial. El sis ema
de po os puede alcanza una supe icie muy g ande, aumen ando mucho la capacidad de
adso ción de un sólido, como ocu e po ejemplo en las moléculas de ca bón ac i o. Los po os
se clasi ican en unción de su diáme o, pudiendo habla de mac opo os (diáme o > 50nm),
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mesopo os (diáme o en e 50 y 2 nm) y mic opo os (diáme o < 2 nm). Es e diáme o de po o
es muy impo an e a la ho a de escoge un adso ben e, ya que de e mina si las moléculas de
adso ba o pueden se adso bidas o no.
5.1.1. Adso ción po cambio de p esión, PSA
En los p ocesos de adso ción se u iliza un lecho ijo, es deci , un sólido adso ben e que ellena
el in e io de una columna po la que se hace ci cula una mezcla bina ia de la que se desea
sepa a uno de sus componen es. Den o de la mezcla bina ia, uno de los componen es es más
adso bible que el o o. Es a ope ación se puede ealiza median e el p oceso de adso ción po
cambio de p esión (PSA) o po el p oceso de adso ción po cambio de empe a u a (TSA).
La p incipal di e encia en e es os dos mé odos es la ene gía que se emplea en la e apa de
egene ación. En los sis emas PSA se emplea un abajo mecánico (cambio de p esión),
mien as que en los sis emas TSA se emplea calo ( a iación de la empe a u a). Es as
di e en es o mas de ene gía a ec an di ec amen e a la du ación de la e apa de egene ación.
Mien as que en los sis emas TSA es a e apa du a ho as debido a las g andes capacidades
é micas de los lechos de adso ción, en los sis emas PSA la e apa de desp esu ización se lle a a
cabo en minu os.
En la mayo ía de los casos, las especies más ue emen e adso bibles se sepa an de las menos
adso bibles. Es as sepa aciones se igen po el equilib io e modinámico de adso ción que
posee cada adso ba o pa a un de e minado adso ben e. No malmen e, las mezclas
ue emen e adso bibles p esen an mayo di icul ad de egene ación, po lo que suelen
emplea se sis emas TSA pa a su sepa ación. Los sis emas PSA son más adecuados pa a
p oduci componen es de g an pu eza poco adso bibles.
En un p oceso de adso ción, la concen ación de adso ba o en la ase gas y en la ase sólida
a ía con el iempo y la posición del lecho, gene ándose así pe iles de concen ación que
delimi an la ans e encia de ma e ia. Al comenza la adso ción, el luido ci cula a a és de la
columna, saliendo de es a con una concen ación p ác icamen e nula del gas adso bido. A
medida que aumen a el olumen que ci cula a a és de la columna, el adso ben e se a
ago ando, es deci , se sa u a comple amen e has a alcanza el pun o de up u a. Cuando se
alcanza es e pun o, el gas con enido en la mezcla no puede segui siendo adso bido. Es e
pun o pe mi e calcula el iempo de up u a de la columna. Con los da os de concen ación de
gas adso bido y iempo, se cons uye el pe il de a ance o cu a de up u a de la columna, que
pe mi e ob ene el pun o de up u a de la columna [11].
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Figu a 7: Cu a de up u a de una columna PSA. Fuen e: [11]
La igu a 7 ep esen a una cu a de up u a ípica, donde podemos e la ep esen ación de la
concen ación del gas en la columna en e al iempo. Como se puede ap ecia , a medida que
pasa el iempo se c ea un en e donde la sa u ación del lecho ya es comple a. Es e en e se
denomina MTZ o zona de adso ción de ans e encia de masa. La MTZ a anza a lo la go del
lecho has a que se alcanza el pun o de up u a. Una ez la MTZ supe a la longi ud o al de la
columna, el lecho se encuen a ago ado y es necesa ia su egene ación.
Los p ocesos PSA se lle an a cabo en 4 e apas. En la p ime a de ellas, la mezcla de gas a a a ,
en es e caso el ai e a mos é ico, se alimen a a la columna a una p esión ela i amen e al a,
p oduciéndose así la p esu ización de la columna. A medida que se p oduce la adso ción, la
zona de adso ción de ans e encia de masa a anza a lo la go del lecho has a alcanza el pun o
de up u a. Du an e es a e apa, el ni ógeno queda e enido en el adso bedo , mien as que el
oxígeno sale como co ien e de p oduc o a una p esión lige amen e meno a la de en ada
debido a una pequeña pé dida de ca ga a lo la go del lecho.
Du an e la p ime a e apa, una pa e de la co ien e de oxígeno se ex ae la e almen e y se usa
en la e apa de egene ación del segundo lecho.
La siguien e e apa comienza cuando el lecho se encuen a ago ado. Cuando comienza a
apa ece el componen e más adso bible en la salida del p oduc o, se cie a el lujo de en ada
a la columna y la salida de p oduc o y se conec a la salida con la segunda columna pa a
disminui la p esión o al en el sen ido de la co ien e. Es o se hace pa a educi la p esión de
la p ime a columna y ap o echa pa a p esu iza la segunda columna.
Du an e la desp esu ización se educe la p esión pa cial de los adso ba os pa a que puedan se
deso bidos. Se ab e la en ada a la columna y se cie a la salida pa a que las impu ezas que se
acumulan mayo i a iamen e en la en ada sean deso bidas y eliminadas a la a mós e a.
Mien as, la segunda columna se e mina de p esu iza a con aco ien e con pa e del
p oduc o que se encuen a en el anque de almacenamien o.
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A con inuación, se hace ci cula a con aco ien e la co ien e de pu ga de la segunda columna
que se encuen a en uncionamien o (la co ien e de oxígeno ex aída la e almen e que se
menciona an e io men e) pa a empuja odo el ma e ial adso bido. Una ez el lecho queda
limpio, se cie a la en ada y se man iene la salida conec ada a la segunda columna pa a que
comience a p esu iza se. La p esu ización se e mina con el gas que p o iene del anque de
almacenamien o de p oduc o. Cuando el segundo adso bedo alcanza el pun o de up u a, el
ciclo de egene ación se epi e.
Resumiendo odo es e p oceso, las e apas del ciclo de adso ción uncionan de o ma
coo dinada en e los dos adso bedo es siguiendo el siguien e esquema:
COLUMNA 1
COLUMNA 2
P esu ización
Desp esu ización
Adso ción
Deso ción
Desp esu ización
P esu ización
Deso ción
Adso ción
Tabla 3: E apas del sis ema de adso ción PSA de 2 columnas. Fuen e: Elabo ación p opia.
5.2. Adso ben e
Los adso ben es son una pa e undamen al den o del p oceso de adso ción, po lo que
escoge el adso ben e adecuado en unción de sus ca ac e ís icas y de las ca ac e ís icas de la
especie a sepa a se á undamen al pa a el uncionamien o del p oceso. Los adso ben es se
clasi ican en unción de su es uc u a (amo a o c is alina), su composición química o po el
amaño de los po os (mic opo o, mesopo o, mac opo o). Pa a e alua si un adso ben e es
adecuado o no pa a la sepa ación se es udian dis in os c i e ios:
− Selec i idad: capacidad de adso ción en elación con los dis in os adso ba os. A mayo
selec i idad, mejo se á la sepa ación.
− Á ea: supe icie de la que dispone el adso ben e pa a ealiza la adso ción. A mayo
á ea, mayo capacidad de adso ción. De es a p opiedad de i a la impo ancia de
emplea sólidos po osos.
− Tamaño de po o: de e mina si la molécula puede se adso bida o no sob e el
adso ben e.
− Regene abilidad: de e mina la acilidad con la que se egene a el adso ben e. Pa a los
p ocesos que abajan en con inuo es de suma impo ancia.
− Ciné ica: de e mina la elocidad de adso ción. Pa a aumen a los bene icios, se busca
que los ciclos de adso ción sean cada ez más ápidos, aumen ando así la p oducción.
De es as p opiedades, el amaño de po o es la más impo an e inicialmen e, ya que de e mina
que molécula se á adso bida y cual no. Si la molécula que se desea elimina es de un amaño
mayo al del po o, no se á adso bida, y el adso ben e escogido no se ía álido. Además, el á ea
del sólido es á di ec amen e elacionada con el amaño de po o, ya que cuan o meno es sean
los po os, mayo se á la supe icie del sólido, po lo que sólo los ma e iales que con engan
mic opo os o pequeños mesopo os se án ú iles pa a aplicaciones de adso ción con gases.
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O a ca ac e ís ica impo an e es la selec i idad, que es á ue emen e elacionada con el
equilib io e modinámico de adso ción (apa ado 5.1.). Cuando el luido se pone en con ac o
con el sólido adso ben e, luye a a és del lecho, o mando el adso ba o una capa sob e el
adso ben e, que queda sa u ado. La can idad de adso ben e que puede se cap ado depende
de las condiciones de p esión y empe a u a, es deci , la selec i idad o capacidad del lecho
depende de las condiciones de p esión y empe a u a. En es e caso, cuando el lecho se
encuen a p esu izado, las moléculas de ni ógeno son adso bidas, mien as que el oxígeno es
libe ado como p oduc o. Cuando se desp esu iza el lecho, los enlaces del adso ben e se
ompen ya que son enlaces débiles de ipo Van de Waals y el ni ógeno se libe a.
Los adso ben es, sean del ipo que sean, suelen se ma e iales delicados y son suscep ibles de
se desac i ados, es deci , de pe de pa e de capacidad, po di e en es ipos de impu ezas
que se encuen an en la co ien e de alimen ación. Es as impu ezas pueden se de ipo sólido,
como pequeñas mo as de pol o, o impu ezas líquidas, como agua o acei es lub ican es de la
e apa de comp esión. Las impu ezas p oducen un daño i e e sible al adso ben e, po lo que,
pa a e i a odo es e ipo de impu ezas y ala ga la ida ú il del adso ben e, es impo an e
ins ala una se ie de p e a amien os que pu i iquen la co ien e de ai e a mos é ico que se
emplea como ma e ia p ima.
A endiendo a odas es as ca ac e ís icas, los p incipales adso ben es empleados en
aplicaciones con gases son algunos ipos de zeoli as, amices molecula es y ca bón ac i ado.
En el caso de la p oducción de oxígeno median e un p oceso de adso ción PSA, el adso ben e
más común son las zeoli as.
5.2.1. Las zeoli as
Las zeoli as ue on desc i as po p ime a ez como una amilia de mine ales po el
mine alogis a sueco Axel C ons ed en 1.756 g acias al descub imien o de la s ilbi a. Se de inen
como una clase de aluminosilica os c is alinos basados en una es uc u a aniónica ígida, con
canales y ca idades bien de inidos y de amaños ce canos a las dimensiones de muchas
moléculas [11]. Su nomb e p o iene de las palab as g iegas zeo, he i , y li hos, pied a. Es o se
debe a que su descub ido obse ó que, al calen a las con un sople e, las pied as bu bujeaban,
po lo que las denominó “pied as que hie en”. En ealidad, el enómeno que obse ó
C ons ed ue la capacidad de las zeoli as pa a pe de el agua con enida en su in e io cuando
se calien an.
La ó mula gene al de las zeoli as es Mx/n[(AlO2)x(SiO2)y].mH2O, donde M es un ca ión me álico
(ca ión de compensación de ca ga) que no o ma pa e de la es uc u a c is alina; x e y son el
núme o de e aed os de aluminio y silicio p esen es en la es uc u a espec i amen e y m el
núme o de moléculas de agua de hid a ación p esen e en la es uc u a c is alina [11].
La es uc u a básica de las zeoli as consis e en e aed os que con ienen un á omo de silicio o
de aluminio en su cen o y compa en los é ices a a és de á omos de oxígeno, de al o ma
que cada oxígeno pe enece a dos e aed os dis in os (Figu a 8).

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Figu a 8: Unidad mínima de cons ucción de las zeoli as. Fuen e: [11].
Es os e aed os de aluminio o silicio se unen o mando pequeñas ag upaciones con las que se
pueden ob ene la es uc u a de odas las zeoli as conocidas. El o denamien o de es as
es uc u as de e mina la es uc u a mic opo osa de la zeoli a, en la que el amaño de po o es
uni o me. Es as ag upaciones se unen o mando es uc u as más complejas que se encuen an
p esen es en la es uc u a de las zeoli as, pe o que no necesa iamen e ienen que con o ma
oda la ed c is alina. Es as es uc u as complejas pe mi en di e encia las zeoli as y
o dena las. Un ejemplo de es as es uc u as es la unidad de sodali a (Figu a 9). La unión de
a ias de es as unidades da luga a la zeoli a sodali a, que es al amen e es able y simé ica.
Figu a 9: Es uc u a de la sodali a. Fuen e: [11]
Aunque las zeoli as se de inan como una amilia de mine ales, la mayo pa e de las zeoli as
empleadas en los p ocesos indus iales son de o igen sin é ico. Ob ene las zeoli as de o ma
sin é ica pe mi e con ola su composición y el amaño de po o, además de ene un cos e
bas an e bajo. El p ocedimien o más común pa a su sín esis es el mé odo hid o e mal. Es un
mé odo complejo basado en las elocidades de c is alización y en el que hay que con ola
di e sos ac o es pa a asegu a se de la composición y la es uc u a inal de la zeoli a son las
deseadas. En e es os ac o es se encuen an el pH, la empe a u a o la na u aleza de los
eac i os iniciales.
La al a capacidad de adso ción de las zeoli as se debe a su ele ada supe icie especí ica. Es a
ele ada supe icie es consecuencia de los canales y ca idades in e io es o mados du an e la
sín esis de la zeoli a. Es a capacidad pe mi e usa las zeoli as como amices molecula es, ya
que el p oceso de adso ción es selec i o al amaño y o ma del adso ba o [11].
Además, la composición química de la zeoli a ambién de e mina o as ca ac e ís icas del
ma e ial como, po ejemplo, el ca ác e hid ó ilo o hid o óbico, que depende de la elación
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en e los á omos de silicio y aluminio. Con ola la composición química ambién pe mi e
ealiza una adso ción selec i a. Po ejemplo, las zeoli as con un bajo con enido en sílice
poseen una al a selec i idad a la adso ción de moléculas hid ó ilas y ice e sa, lo que pe mi e
una adso ción más selec i a de es e ipo de moléculas [17].
Las zeoli as son ma e iales muy es ables an o ísica como químicamen e, lo que, añadido a su
g an supe icie especí ica de i ada su al o con enido en mic opo os, las con ie e en unos
ma e iales muy in e esan es a la ho a de se empleados como adso ben es a ni el indus ial.
Las zeoli as más u ilizadas son las sin é icas del ipo LTA (A) y FAU (X), que ienen un al o
con enido en aluminio, po lo que ienen una mayo concen ación de ca iones de
compensación y una mayo ene gía de adso ción. Las zeoli as empleadas en la p oducción de
oxígeno a pa i de ai e en los p ocesos PSA son la zeoli a 5A y la 13X, siendo es a úl ima
empleada ambién en la p oducción de ni ógeno [11].
5.3. Desc ipción del p oceso
El oxígeno gas se ob iene a pa i de ai e a mos é ico median e un p oceso de adso ción po
cambio de p esión (PSA) donde el ni ógeno p esen e en el ai e es adso bido po un elleno de
zeoli as. La ma e ia p ima de es e p oceso es el ai e a mos é ico, cuya composición en
olumen es 78,084% de Ni ógeno, 20,947% de Oxígeno, 0,934% de A gón y un 0,036% de
o os componen es en e los que se encuen an el dióxido de ca bono y el apo de agua. De
es os componen es, el ni ógeno, el oxígeno y el a gón son conside ados pe manen es, ya que
su concen ación es p ác icamen e cons an e a lo la go de oda la a mós e a y en el iempo.
Sin emba go, el dióxido de ca bono y el apo de agua son gases de composición a iable en la
a mós e a, ya que dependen de ac o es como la localización geog á ica, las condiciones
clima ológicas o la humedad ela i a. Es po es o po lo que a pa i de aho a se emplea á a
e ec os de cálculo una composición pa a el ai e de en ada del 78% de ni ógeno, 21% de
oxígeno y 1% de a gón.
El caudal de ai e de en ada empleado en los cálculos necesa ios pa a la selección de equipos
es de 3.500 Nm3/h. T ans o mando es e caudal a condiciones ambien e de 1 a m y 20 ºC
esul a un caudal de 3.756,27 m3/h.
En la Figu a 10 se mues a el diag ama de lujo del p oceso seleccionado:
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Figu a 10: Diag ama de lujo de un p oceso PSA pa a la ob ención de oxígeno
OXÍGENO 95%
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5.3.1. Comp eso
El p oceso comienza po la en ada de ai e a mos é ico al sis ema pa a se comp imido. Se a a
emplea un sis ema de comp eso es de o nillo o mados po dos unidades comp eso as que
pe mi en abaja de mane a independien e en caso de que una de las unidades alle
man eniendo has a un 50% del caudal.
El esquema de uncionamien o del comp eso es el siguien e:
Figu a 11: Esquema uncionamien o de un comp eso de doble o nillo. Fuen e: [12]
A con inuación, se desc ibi á el p oceso de comp esión del ai e, elacionando cada e apa con
el diag ama de lujo de la Figu a 10.
El comp eso p esen a dos ci cui os de comp esión de ai e independien es, ambos o mados
po un comp eso de o nillo (C-01 y C-02) impulsados po dos mo o es eléc icos de 360 kW
de po encia. Es e ipo de comp eso pe mi e comp imi un máximo de 3.984 m3/h has a una
p esión de se icio de 750 kPa.
Ambos sis emas de comp esión cuen an con un il o de ai e a la en ada (F-01 y F-02) pa a
elimina pol o e impu ezas an es de la e apa de comp esión, impidiendo así allos po
man enimien o y ala gando la ida ú il del comp eso . Una ez il ado, el ai e en a al bloque
de comp esión, donde g acias al gi o del o o y a la he me icidad de la cáma a se a
aumen ando la p esión del gas g adualmen e.
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Ma ca: KAESER
Modelo: HSD 662
P esión de abajo: 7,5 ba
Caudal a la p esión de abajo: 66,4 m3/min
P esión máxima de ope ación: 8,5 ba
Po encia nominal del mo o : 360 kW
Dimensiones: 3570x2145x2350
1
mm
Peso: 8100 Kg
Incluye il os de ai e de admisión (F-01 y F-02), sepa ado es de agua y acei e (T-01 y T-02),
in e cambiado es de placas (E-01, E-02, E-03 y E-04), sepa ado es cen í ugos (T-03 y T-04) y
il os de salida (F-03 y F-04).
1
Es.kaese .com. (2018). Ca álogo de comp eso es KAESER. [online] A ailable a :
h ps://es.kaese .com/download.ashx?id= cm:38-5937 [Accessed 23 Jun. 2019].

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6.2. Equipos de es abilización de ai e húmedo y seco
Figu a 16: Tanque de ai e comp imido ma ca KAESER
2
Ma ca: KAESER
Capacidad: 8000 L
P esión de abajo: 11 ba
Al u a: 4400 mm
Diáme o: 1600 mm
Peso: 1850 Kg
Conexiones: 4xDN 200
2
Es.kaese .com. (2018). Ca álogo de anques de ai e comp imido KAESER. [online] A ailable a :
h ps://es.kaese .com/download.ashx?id= cm:38-5975 [Accessed 23 Jun. 2019].
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6.3. Pu gado es elec ónicos de condensados
Figu a 17: Pu gado de condensados KAESER ECO-DRAIN 14
3
Ma ca: KAESER
Modelo: ECO-DRAIN 14
P esiones máxima/mínima de abajo: 0,8/16 ba
Caudal máximo de condensado: 260 m3/min
Dimensiones: 252x120x180 mm
Peso: 2,9 Kg
3
Es.kaese .com. (2018). Ca álogo de pu gado es de condensados KAESER. [online] A ailable a :
h ps://es.kaese .com/download.ashx?id= cm:38-5990 [Accessed 23 Jun. 2019].
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6.4. Equipo de sepa ación de agua y acei e
Figu a 18: Sepa ado de agua y acei e AQUAMAT CF 75
4
Ma ca: KAESER
Modelo: AQUAMAT CF 75
Caudal máximo de acei e sepa ado:45 m3/min
Dimensiones: 659x939x1160 mm
Peso: 53 Kg
Conexión agua: DN 40
Conexión acei e: DN 40
Volumen del anque: 228,4 L
Con enedo es de acei e: 2x20L
4
Es.kaese .com. (2018). Ca álogo de sepa ado es de agua y acei e KAESER. [online] A ailable a :
h ps://es.kaese .com/download.ashx?id= cm:38-5991 [Accessed 23 Jun. 2019].
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6.5. Equipo de il ación p e ia
Figu a 19: Fil o de coalescencia KAESER
5
Ma ca: KAESER
Modelo: F 880
Caudal: 88,50 m3/min
P esión de abajo: de 2 a 16 ba
Tempe a u a ambien e: +3 a +50 ºC
Tempe a u a de en ada del ai e comp imido: +6 a +66 ºC
Peso máximo: 107 Kg
Conexión de ai e: DN 150
Volumen: 75 L
Al u a: 1233 mm
Diáme o: 320 mm
5
Es.kaese .com. (2018). Ca álogo de il os KAESER. [online] A ailable a :
h ps://es.kaese .com/download.ashx?id= cm:38-52570 [Accessed 23 Jun. 2019].
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6.6. Secado de ai e po adso ción
Figu a 20: Secado de adso ción egene ado en ío KAESER
6
Ma ca: KAESER
Modelo: DC 859
Caudal: 85,85 m3/min
Tempe a u a ambien e: +2 a +45 ºC
Tempe a u a de en ada de ai e comp imido: +2 a +50 ºC
Dimensiones: 2400x2140x2456 mm
Peso: 4105 Kg
Conexión ai e comp imido: DN 150
6
Es.kaese .com. (2018). Ca álogo de secado es po adso ción KAESER. [online] A ailable a :
h ps://es.kaese .com/download.ashx?id= cm:38-5997 [Accessed 23 Jun. 2019].

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6.7. Gene ado de oxígeno
Figu a 21: Gene ado de oxígeno PSA se ie OGP
7
Ma ca: A las Copco
Modelo: OGP 200
Caudal oxígeno p oducido: 102,9 sc m, al 95% de pu eza
P esión salida del oxígeno: 5 ba
Calidad necesa ia del ai e de en ada: 1.4.1 según la no ma ISO 8573-1:2010
Tempe a u a de ope ación: +5 a +45 ºC
P esión máxima de abajo: 10 ba
Dimensiones: 4000x4000x3300 mm
7
Rycamsl.com. Ca álogo de gene ado es de ni ógeno y oxígeno A las Copco. [online] A ailable a :
h p://www. ycamsl.com/wp-con en /uploads/2016/12/GENEADORES-DE-NITROGENO-Y-OXIG.pd
[Accessed 27 Jun. 2019].
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Capí ulo VII: Es udio económico
El obje i o de es e capí ulo es ealiza un pequeño es udio económico sob e la ins alación
p oyec ada. Pa a ello, se ealiza á un p esupues o y se calcula án una se ie de cos es con el
obje i o de es ima cual se á la in e sión inicial necesa ia. Además, se calcula á el p ecio del
p oduc o en el me cado y el iempo necesa io pa a ecupe a es a in e sión.
Hay que ene en cuen a que es os cálculos es án basados en mé odos ap oximados pa a
es ima los cos es y da os bibliog á icos [3] y, po lo an o, end án un amplio ma gen de e o
y supond án una ci a o ien a i a sob e los cos es más que una ci a eal. Además, se
ealiza án o a se ie de simpli icaciones que se i án indicando a lo la go del capí ulo.
El cálculo de los cos es se exp esa á en alo absolu o, es deci , gas o o al en un año de
p oducción (€/año) y con elación a la p oducción o al (€/m3).
7.1. P esupues o
El p esupues o analiza uno de los mayo es cos es iniciales, los equipos. Pa a ealiza es a
e aluación se ha consul ado el p ecio de los disposi i os a di e en es ab ican es. En la mayo ía
de los casos se ha ob enido espues a y el p ecio e lejado se á el eal. Pa a los equipos de los
que no se ha ob enido in o mación, el p ecio e lejado es a á basado en equipos de
uncionamien o y ca ac e ís icas simila es.
A con inuación, se desa olla el p esupues o de los equipos elegidos pa a la ins alación
p oyec ada:
Equipo
Can idad
Desc ipción
P ecio
uni a io
(€/unidad)
P ecio o al (€)
Comp eso
(UNIDAD
COMPRESORA)
1
Comp eso de o nillo
o mado po dos unidades
comp eso as. Incluye il o
de admisión, sepa ado de
agua y acei e e
in e cambiado es de
placas pa a e ige a la
unidad, ma ca KAESER,
modelo HSD 662, caudal
o al 3756,27 Nm3/h,
po encia nominal 360 kW,
p esión de abajo 7,5 ba .
231.665
231.665
Depósi o ai e
comp imido
8.000 L
(V-01 y V-02)
2
Recipien e e ical pa a
ai e comp imido, ma ca
KAESER, capacidad
nominal 8 m3.
14.768
29.536
Pu gado de
condensados
(CD-04 y CD-05)
2
Pu gado elec ónico de
condensados, ma ca
KAESER, modelo ECO-
DRAIN 14, capacidad
máxima 15.600 m3/h.
780
1.560
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Sepa ado agua
y acei e
(V-03 y V-04)
1
Sepa ado de agua y
acei e, ma ca KAESER,
modelo AQUAMAT CF 75,
capacidad máxima 2.700
m3/h.
2.406
2.406
Fil o
coalescencia
(F-05 y F-06)
2
Fil os coalescen es de al a
e iciencia, angos PD+ y
PDp+, ma ca KAESER,
modelo F 880, capacidad
máxima 5.310 m3/h.
7.700
15.400
Secado po
adso ción
(T-05 y T-06)
1
Secado de ai e
comp imido po adso ción,
incluye il o de pol o,
ma ca KAESER, modelo DC
859, capacidad máxima
5.151 m3/h.
83.530
83.530
Gene ado de
oxígeno PSA
(T-09, T-10, T-11
y T-12)
4
Gene ado de oxígeno po
adso ción PSA, ma ca A las
Copco, modelo OGP.
135.000
540.000
TOTAL
904.097
Tabla 4: P esupues o Gene al de equipos
El p esupues o o al de los equipos asciende a 904.097€.
7.2. Es imación de cos es
En es e apa ado se calcula án los capi ales ijo y ci culan e, así como el cos e o al de
p oducción.
7.2.1. Cos es de in e sión
El cos e o capi al de in e sión co esponde a aquellos cos es necesa ios pa a la adquisición de
los ac i os necesa ios pa a pone en uncionamien o un p oyec o. Es la suma de los capi ales
ijo y ci culan e.
7.2.1.1. Capi al Fijo o Inmo ilizado
El capi al inmo ilizado hace e e encia al conjun o de ienes de la emp esa que es án
des inados al uncionamien o no mal de es a y no a la en a. Pa a hace el cálculo del capi al
ijo se a a emplea el mé odo de Pe e & Timme haus [3], basado en aplica una se ie de
pa áme os y po cen ajes sob e el cos e de en ega del equipo (DEL). Es e se calcula a pa i
del cos e de comp a FOB (F ee On Boa d) de los equipos, es deci , el p esupues o ealizado en
el apa ado an e io . Según es e mé odo, el DEL ep esen a en e 1,1 y 1,25 eces el cos e del
FOB. Pa a ealiza el cálculo se oma el alo in e medio, ob eniendo el siguien e esul ado:
𝐷𝐸𝐿 = 1,175∗𝐹𝑂𝐵 = 1,175∗904.097 = 1.062.313,98€
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A pa i de es e alo , se calculan los cos es según los pa áme os de Pe e & Timme haus [3,
página 251]:
Plan a de luidos
CONCEPTO
% del alo del equipo
Cos e (€)
COSTES DIRECTOS
Valo del equipo DEL
100
1.062.313,98
Ins alación del equipo
47
499.287,57
Ins umen ación (ins alada)
36
382.433,03
Tube ía (ins alada)
68
722.373,51
Elec icidad (ins alada)
11
116.854,54
Edi icios (incluidos se icios)
18
191.216,52
Mejo as en el e eno
10
106.231,40
Se icios ins alados
70
743.619,79
360
3.824.330,33
COSTES INDIRECTOS
Ingenie ía y supe isión
33
350.563,61
Gas os de cons ucción
41
435.548,73
Gas os legales
4
42.492,5592
Hono a ios con a is as
22
233.709,0756
Con ingencias
44
467.418,1512
144
1.529.732,13
TOTAL cos es di ec os e indi ec os
420
5.354.062,46
Tabla 5: Cálculo del capi al o al según Pe e & Timme haus
7.2.1.2. Capi al ci culan e
El capi al ci culan e es el necesa io pa a asumi los cos es de p oducción de un año comple o.
La suma de capi al ijo y capi al ci culan e nos da el alo de la In e sión To al que hay ealiza .
Siguiendo los pa áme os del mé odo de Pe e & Timme haus [3, página 251], el capi al
ci culan e se calcula como un 89% del cos e de en ega del equipo (DEL). Así, se ob iene un
alo de capi al ci culan e de = 89% * 1.062.313,98 = 945.459,44 €.
La in e sión o al se á la suma del ecién calculado capi al ci culan e más el capi al ijo.
In e sión To al = 945.459,44 + 5.534.062,46 = 6.299.521,90 €
7.2.2. Cos e o al de p oducción
El cos e o al de p oducción engloba y hace e e encia a los cos es en ma e ias p imas, los
cos es de se icios y los cos es de mano de ob a.
En es e caso, el cos e de ma e ias p imas es nulo, ya que la ma e ia p ima empleada es ai e
que se encuen a lib e en la a mós e a. No equie e anspo e ni conlle a impues os en su
consumo.
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Capí ulo VIII. Mejo as écnicas y conclusiones
8.1. Mejo as
En es e apa ado se in en a á o ece algunas mejo as a ni el écnico de ec adas as la
edacción del p oyec o y que no ienen cabida den o del mismo.
El p oduc o inal ob enido en la plan a es oxígeno del 95% de pu eza. Es a sus ancia iene un
ele ado alo come cial, ya que es muy ú il en el a amien o de aguas esiduales, en
aplicaciones médicas y en indus ias como la del id io o la p oducción de ozono. No obs an e,
se puede aumen a la pu eza de es e p oduc o, inc emen ando ambién su p ecio de me cado,
aunque los gas os de p oducción y la in e sión se ían más ele ados. Una idea se ía añadi una
e apa de des ilación al inal del p oceso. Como se explicó en el apa ado 4.1.2., en la
des ilación c iogénica se emplea una segunda columna, denominada columna de a gón b u o,
pa a sepa a el a gón de la co ien e de oxígeno, aumen ando así la pu eza del oxígeno y
pe mi iendo ob ene a gón como un subp oduc o de la plan a. La idea se ía emplea una
columna de es e ipo pa a des ila la co ien e de salida de oxígeno, consiguiendo así
aumen a su pu eza has a ap oximadamen e el 99% y además ob ene un subp oduc o con
una al a pu eza y un buen alo de me cado.
O a de las mejo as disponibles se cen a en el ni ógeno adso bido. En la e apa de
egene ación, es e ni ógeno es desadso bido a p esión a mos é ica y en eado a la a mós e a.
El ni ógeno no deja de se un p oduc o con un ele ado alo come cial, además de se la
co ien e de mayo olumen una ez sepa ados los compues os del ai e, po lo que esul a
absu do no ap o echa lo. Una posible o ma de ap o echa el ni ógeno se ía implan a un
segundo p oceso de adso ción PSA. Exis e ya un p oyec o an e io del depa amen o de
Ingenie ía Química y Tecnología Fa macéu ica de la ULL en el que se desa olla es a idea [16].
Básicamen e, la co ien e de salida de la e apa de egene ación se in oduci ía en un
comp eso , pasa ía las co espondien es e apas de acondicionamien o y il ación y se
in oduci ía en un gene ado de ni ógeno PSA o mado po un amiz molecula de ca bón
ac i ado, de donde se ob end ía una co ien e de ni ógeno de, al menos, un 99,5% de pu eza,
lis a pa a su en a [22].
Además, en es e capí ulo me gus a ía habla sob e la ubicación de la plan a en una posible
implan ación, ya que no se ha hecho du an e el desa ollo del p oyec o. Pues o que en la
in oducción se pa e del supues o de que no exis en emp esas que p opo cionen es e se icio
en la isla de Tene i e, se busca á una zona pa a la implan ación de la plan a en dicha isla. Un
buen luga se ía una pa cela en el polígono indus ial de G anadilla, en el municipio de
G anadilla de Abona (San a C uz de Tene i e). Es e polígono cuen a con odos los se icios
necesa ios pa a el desa ollo de la ac i idad indus ial. P esen a g andes en ajas de mo ilidad
pa a el anspo e del p oduc o, ya que se encuen a en un luga es a égico en e el
ae opue o Su (TFS) y el pue o indus ial de G anadilla, lo que pe mi e la dis ibución del
p oduc o a odo el a chipiélago cana io y no e de Á ica. También se encuen a comunicado
di ec amen e con la Au opis a del Su (TF-1), lo que pe mi e la dis ibución del p oduc o po
ca e e a a oda la isla de Tene i e. Además, la mul i ud de emp esas de ámbi o indus ial en
es e polígono supone una aglome ación de po enciales clien es, lo que supone una g an
en aja a ni el come cial.

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8.2. Conclusiones
Finalmen e se comen a án algunas de las conclusiones a las que se ha llegado as la
ealización de es e p oyec o.
En p ime luga , se concluye que la ins alación desc i a es iable desde un pun o de is a
écnico. Todos los equipos de las e apas de p e a amien o se ajus an ácilmen e a las
ca ac e ís icas impues as pa a el diseño de la plan a. El único equipo que p esen a mayo
di icul ad de ope ación es el gene ado de oxígeno, ya que no exis e un equipo en el me cado
que se ajus e al caudal de en ada p opues o, po lo que es necesa io u iliza 4 adso bedo es
pa a sa is ace es e caudal.
Po o o lado, el oxígeno ob enido es pe ec o pa a aplicaciones médicas y pa a el a amien o
de aguas esiduales, po lo que iene salida en el me cado en las Islas Cana ias. Además, la
implan ación de una ins alación de es e ipo en el a chipiélago aba a a ía los cos es de i ados
del anspo e de es e p oduc o desde península.
Desde el pun o de is a inancie o, en el es udio económico queda e lejada la iabilidad del
p oyec o. Como se puede ap ecia , la in e sión inicial eque ida es ele ada, pe o los bene icios
pe mi en ecupe a es a in e sión en un plazo co o de iempo.
Conclusions
Finally, some o he conclusions eached a e he comple ion o his p ojec will be discussed.
A i s , i ’s concluded ha he desc ibe ins alla ion is iseable om a echnical poin o iew.
All he equipmen o he p e- ea men s ages a e easily adjus ed o he cha ac e is ics
imposed o he plan design. The only equipmen ha p esen s he g ea es di icul y o
ope a ion is he oxygen gene a o , since he e is no equipmen in he ma ke ha i s he
p oposed inpu low, so is necessa y o use ou adso be s o sa is y his low.
On he o he hand, he oxygen p oduced is pe ec o medical applica ions and o he
ea men o was ewa e , so i has and ou le on he ma ke in he
Cana y Island. In addi ion, he implemen a ion o a plan o his ype in he Cana y Islands
would educe he cos de i ed om he anspo o his p oduc om Spain.
F om he economic poin o iew, he iabili y o he p ojec is e lec ed in he economic s udy.
As you can see, he ini ial in es men equi ed is high, bu he bene i s allow his in es men o
be amo ized in a sho pe iod o ime.
Manuel Tudela Galla do
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Bibliog a ía
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ANEXO: Cálculos jus i ica i os de la selección de equipos
En es e anexo se p esen an los cálculos, cambios de unidades y simpli icaciones ealizados a la
ho a de escoge los equipos pa a el diseño de la plan a. Se a a de cálculos sencillos, pe o se
in en a á, en la medida de lo posible, explica que se es á haciendo y po qué.
En p ime luga , se pa e de ai e a mos é ico, cuya composición en olumen se simpli ica a
78% N2, 21% O2 y 1% de A . Es e ai e se encuen a lib e en la a mós e a, a una p esión de 1
a mós e a y una empe a u a ambien e de 20 ºC. Además, como se indicó en la in oducción,
se oma un alo de caudal de en ada de ai e de 3.500 Nm3/h, alo ob enido a pa i de
es udios an e io es [16].
El p ime cálculo que se ealiza á se á la con e sión de es e caudal de ai e a unidades de
caudal en condiciones ambien ales. Pa a ello se emplea á la ley de los gases ideales (1), que
simpli icada queda como:
𝑃1∗𝑉1
𝑇1 =𝑃2∗𝑉2
𝑇2 (1)
A pa i de es a exp esión, se ans o mamos el caudal de condiciones es ánda (273,15 K y
1a m=101,3 kPa) a las condiciones ambien e (293,25 K y 101,3 kPa).
101,3∗3500
273,15 =101,3∗𝑉2
293,15
Se ob iene un caudal en condiciones ambien ales de V2 = 3756,27 m3/h = 62,60 m3/min.
Comp eso (UNIDA COMPRESORA)
El comp eso se selecciona en unción del caudal de ai e necesa io. Pa iendo de un caudal de
62,60 m3/min se escoge el modelo que o ece el mismo caudal. Al no se posible, se escoge el
siguien e modelo de caudal mayo .
Se selecciona así el comp eso de la ma ca KAESER, modelo HSD 662 [12, página 22], que
abaja con un caudal de 66,4 m3/h a 7,5 ba . Se ans o ma es e alo median e la ecuación
(1) pa a ob ene ambién el caudal en Nm3/h, ya que es un alo necesa io en la selección de
equipos pos e io es, ob eniéndose un alo de 458,07 Nm3/h.
Equipo de es abilización de ai e húmedo (V-01)
Pa a escoge los anques de es abilización del ai e comp imido es necesa io calcula su
olumen en unción del caudal de salida del comp eso y la p esión de abajo de es e. El
dimensionamien o de es e ipo de equipos no malmen e se ealiza ijando la capacidad del
depósi o y dimensionando el equipo en unción de su adio o su al u a, según el espacio
disponible en plan a. En es e caso, al que e calcula se p ecisamen e ese olumen necesa io
del equipo, el cálculo no se puede ealiza po es e mé odo, po lo que se acude a uen es
bibliog á icas pa a el dimensionamien o de equipos de ai e comp imido [21]. Median e la
ecuación (2), se puede calcula el olumen necesa io:
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𝑉 = 𝑄 ∗𝑃𝑎
𝑃1+𝑃𝑎 (2)
Donde V es el amaño del anque en pies cúbicos ( 3), Q el caudal de salida del comp eso ,
exp esado en pies cúbicos po minu o ( 3/min) y Pa y P1 las p esiones a mos é ica y de abajo
del comp eso espec i amen e, exp esadas en psia.
En p ime luga , se ealiza á el cambio de unidades:
𝑄 = 66,4 m3
𝑚𝑖𝑛∗35.315 𝑓𝑡3
𝑚3 =2344,92 𝑓𝑡3
𝑚𝑖𝑛
𝑃𝑎 = 1 𝑎𝑡𝑚 = 14,7 𝑝𝑠𝑖𝑎
𝑃1 = 750 𝑘𝑃𝑎∗ 17.4 𝑝𝑠𝑖𝑎
101.3 𝑘𝑃𝑎 =108,835 𝑝𝑠𝑖𝑎
Con las unidades ans o madas, se calcula el olumen de anque necesa io.
𝑉 = 2344,92∗14,7
108,835+14,7 =279,033 𝑓𝑡3∗ 1 𝑚3
35,315 𝑓𝑡3= 7,9 𝑚3
Se ob iene un olumen de 7,9 m3, o lo que es lo mismo, 7.900 li os. A endiendo a es e
olumen, se selecciona un anque de capacidad simila , en es e caso, un anque e ical de la
ma ca KAESER de 8.000 li os de capacidad.
Además, po medidas de segu idad se sob edimensiona la p esión del anque, que debe se
mayo que la máxima p esión posible del comp eso . Median e la exp esión P > 1,1 *Pmax
calculamos la p esión del ecipien e.
𝑃 > 1,1∗𝑃𝑚𝑎𝑥 = 1∗1∗8,5 = 9,35 𝑏𝑎𝑟
Se selecciona den o del ca álogo de KAESER [15, página 46] el anque que mejo cumple es a
p esión. Finalmen e, la p esión del depósi o es de 11 ba .
Pu gado es de condensados (CD-04 y CD-05)
Los pu gado es de condensados se escogen según el caudal de salida del comp eso (66,4
m3/min) y la zona climá ica en la que se ayan a usa . Es es e caso, las Islas Cana ias
co esponden a una zona climá ica 2 (mode ada: cen o y su de Eu opa, algunas zonas de
Sudamé ica y no e de Á ica) [13]. En base a es os dos alo es se selecciona el modelo ECO
DRAIN 14, de la ma ca KAESER [13].
Fil os de coalescencia (F-05 y F06)
Los il os de coalescencia se seleccionan en unción del caudal de luido que a a ci cula a
a és de ellos. Los il os del ca álogo es án diseñados pa a una p esión de uncionamien o de
7 ba , po lo que an es de selecciona uno hab á que aplica un ac o de co ección en unción
de la p esión de abajo. An es de con inua , hay que acla a que la p esión de abajo en es e

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pun o es de 11 ba , ya que es la p esión del anque de es abilización de ai e húmedo y
siguiendo la línea, odos los equipos pos e io es a dicho anque end án esa misma p esión.
Además, al no dispone de da os, no se calcula la caída de p esión en los di e en es equipos,
po lo que se asume que la p esión en oda la línea es de 11 ba , aunque es e da o no sea eal.
El ac o de co ección pa a una p esión de 11 ba es Kp=1,22. Aplicando es e ac o se ob iene
un caudal de e e encia de Q=66,4*1,22= 81 m3/h. En base a es e alo se seleccionan los
il os modelo F880, de la ma ca KAESER [24, página 15].
Sepa ado de agua y acei e (V-03 y V-04)
Los sepa ado es de agua y acei e se seleccionan en unción del caudal de ci culación 66,4
m3/min. Se escoge un sepa ado ma ca KAESER, modelo AQUAMAT CF 75 [15, página 56].
Secado po adso ción (T-05 y T-06)
Al igual que en el caso de los il os, el secado po adso ción se selecciona en unción del
caudal que ci cula a a és de él (66,4 m3/min), pe o depende de las condiciones de ope ación.
El equipo es á diseñado pa a abaja a 20 ºC y 7 ba , po lo que hab á que aplica ac o es de
co ección pa a ob ene el caudal de e e encia pa a selecciona el equipo.
Pa a una p esión de 11 ba , el ac o de co ección, Kp, es de 1,22 y pa a la empe a u a de 20
ºC no se aplica ac o de co ección, ya que es la empe a u a de diseño del equipo.
𝑄𝑟𝑒𝑓 = 66.4 𝑚3
𝑚𝑖𝑛∗1,22 =81,008 𝑚3
𝑚𝑖𝑛
En unción a es e alo , se selecciona el adso bedo modelo DC 859, de la ma ca KAESER, que
admi e un olumen máximo de 85,85 m3/min [15, página44].
Equipo de il ación inal (F-07)
Como se indicó el apa ado 5.3.7. el il o inal iene incluido en el cue po del secado , po lo
que no hay que añadi ningún il o acceso io.
Equipo de es abilización de ai e seco (V-02)
Se escoge un anque de las mismas ca ac e ís icas que el anque de es abilización de ai e
húmedo, ya que las condiciones de ambos son las mismas y los caudales de en ada ambién.
Gene ado de oxígeno (T-09, T-10, T-11 y T-12)
La mayo ía de los gene ado es de oxígeno disponibles en el me cado se seleccionan en unción
de la demanda de oxígeno, ya que se usan mucho en cen os médicos. En es e caso, no se
cuen a con el da o de demanda de oxígeno, ya que as el es udio de me cado el da o que se
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iene es el de caudal de ai e de alimen ación, po lo que hab á que hace una es imación del
oxígeno que se p oduci á a pa i del alo de ai e de en ada pa a pode selecciona un
equipo. Pa a ello, se oma á el caudal de ai e comp imido seco y se le aplica á un 21%, que es
la concen ación en olumen de oxígeno en el ai e, y un endimien o del 80%
8
del p oceso de
adso ción PSA den o del equipo. Con es e cálculo se ob iene una es imación del oxígeno que
se a a p oduci a pa i de la co ien e de ai e comp imido. Con es e alo , podemos
selecciona un equipo de los ca álogos.
𝑂2 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜 = 𝑄 𝑎𝑖𝑟𝑒 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑖𝑚𝑖𝑑𝑜 ∗ 21%∗𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜
𝑂2 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜 = 66,4∗0,21∗0,8 = 11,152 𝑚3
𝑚𝑖𝑛 =669,12𝑚3
ℎ
Con es e alo ya podemos compa a con los alo es del ca álogo de gene ado es de ni ógeno
y oxígeno de A las Copco [20]. En dicho ca álogo los alo es ienen exp esados en unidades del
sis ema inglés, po lo que hab á que con e i es as unidades pa a pode selecciona el equipo.
1 𝑠𝑐𝑓𝑚 = 1 𝑓𝑡3
𝑚𝑖𝑛
1 𝑓𝑡3
𝑚𝑖𝑛 ∗1 𝑚3
35,153 𝑓𝑡3∗60 𝑚𝑖𝑛
1 ℎ = 1,69𝑚3
ℎ
Se ob iene así un ac o de con e sión pa a las unidades del ca álogo. El modelo de mayo
amaño iene una p oducción de oxígeno de 102,9 sc m, que ans o mado esul an 173,901
m3/h.
Se puede ap ecia que el oxígeno p oducido po un único adso bedo no es su icien e pa a
abas ece la p oducción deseada, po lo que hab á que ins ala a ios equipos.
𝑂2 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜
𝑂2 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑖𝑑𝑜 =669,12
173,901 = 3,84
Pa a cumpli con la p oducción deseada se debe án usa 4 equipos de la ma ca A las Copco,
modelo OGP 200, con los que se end á una p oducción máxima de 695,604 m3/h a una
p esión de 5 ba [20].
8
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