ES2115123T5 - Sistema y procedimiento de adsorcion a presion fluctuante de lecho unico. - Google Patents

Abstract

UN SISTEMA PSA (PRESSURE SWING ADSSORPTION CILANTE DE PRESION) DE SEPARACION DE AIRE, DE LECHO UNICO, UTILIZA UNA CAMARA DE EQUILIBRIO DE PRODUCTO EXTERNO, PARA SUMINISTRAR OXIGENO DE PRODUCCION Y GAS DE PURGA AL LECHO ABSORBENTE. UN DEPOSITO DE COMPENSACION SUMINISTRA GAS DE ESPACIO VACIO AL LECHO PARA LA FINES DE REPRESURIZACION.

Description

Sistema y procedimiento de adsorción a presión fluctuante de lecho único.

Antecedentes de la invención Campo de la invención

Esta invención se refiere a sistemas de adsorción a presión fluctuante para la separación de aire. Más particularmente, se refiere al uso de un sistema de adsorción a presión fluctuante de lecho único para la recuperación en un volumen bajo de oxígeno del aire.

Descripción de la técnica anterior

El sistema y procedimiento de adsorción a presión fluctuante (PSA) proporciona una aproximación comercialmente atractiva para separar y purificar al menos un componente de una mezcla de gases de alimentación que contiene al menos un componente menos fácilmente adsorbible y al menos un componente más fácilmente adsorbible. La adsorción se produce un lecho adsorbente a una presión de adsorción superior, siendo posteriormente desorbido el componente más fácilmente adsorbible del lecho adsorbente reduciendo la presión del lecho adsorbente hasta un presión de desorción inferior. La realización del procedimiento PSA de adsorción/desorción es bien conocida y se describe, por ejemplo, en el documento US-A-3.430.418, que se refiere a sistemas PSA que tienen cuatro o más lechos. Como se describe en esta patente, el procedimiento PSA se lleva a cabo comúnmente, sobre una base cíclica, en una secuencia de tratamiento que incluye, en cada lecho, (1) adsorción a presión, siendo introducido el gas de alimentación hasta el extremo de alimentación del lecho y con liberación del componente menos fácilmente adsorbible, un producto gaseoso, desde el extremo de producto del lecho; (2) despresurización a favor de corriente a presión intermedia con liberación de gas de espacio vacío desde el extremo de producto del lecho; (2) despresurización a contracorriente hasta una presión de desorción inferior, con liberación del componente más fácilmente adsorbible desde el extremo de alimentación del lecho, (4) purga opcional a la presión de desorción inferior, haciéndose pasar el gas de purga hasta el extremo de producto del lecho para aumentar la separación del componente más fácilmente adsorbible, desorbido a partir del lecho adsorbente, desde el extremo de alimentación del lecho; y (5) represurización desde la presión de desorción inferior hasta la presión de adsorción superior, de forma que el ciclo se puede repetir haciendo pasar al lecho cantidades adicionales de gas de alimentación. El gas de espacio vacío liberado durante la etapa de despresurización a favor de corriente se emplea comúnmente para fines de igualación de la presión entre lechos en el sistema multi-lechos y para proporcionar gas de purga a un lecho a su presión inferior de desorción. Se emplean variaciones de tal secuencia de tratamiento en la técnica para ser usadas en sistemas que contienen uno o más lechos adsorbentes.

En numerosas aplicaciones de refinado por tratamiento químico, producción de metales y otras industrias, se emplean frecuentemente corrientes gaseosas de elevada pureza para una diversidad de fines. Por ejemplo, se usa oxígeno de elevada pureza en diversas industrias, tales como tratamiento químico, fábricas de acero, fábricas de papel y en operaciones de producción de plomo y vidrio. Muchas de tales aplicaciones requieren típicamente purezas de oxígeno en el intervalo de 90-93%, con caudales de hasta 2.800 m^{3}/h o más. El tratamiento PSA está bien adecuado para la separación del aire para producir oxígeno y nitrógeno, mediante diversas técnicas de tratamiento tal como las anteriormente indicadas, y sus variaciones, particularmente en operaciones de un tamaño relativamente pequeño para las que el uso de una instalación criogénica de separación del aire puede no ser comercialmente factible. En tales sistemas PSA diseñados para la recuperación de un producto de oxígeno de elevada pureza como el componente menos fácilmente adsorbible del aire, tal lecho adsorbente contendrá comúnmente un material adsorbente capaz de adsorber selectivamente nitrógeno como el componente más fácilmente adsorbible del aire, siendo posteriormente desorbido y separado dicho nitrógeno del lecho tras la reducción de la presión del lecho hasta la presión inferir de desorción, a medida que se lleva a cabo la secuencia cíclica de adsorción/desorción en el sistema PSA.

En aplicaciones de oxígeno por PSA y otros tratamientos PSA, es deseable minimizar los costes de diseño, fabricación, transporte e instalación con el fin de conseguir costes inferiores de capital y una fiabilidad aumentada del sistema. Consecuentemente, es deseable usar sistemas y procedimientos PSA que minimicen en número de componentes en funcionamiento, tales como recipientes de adsorbentes, acumulación de adsorbentes, depósitos relacionados, válvulas, instalación de compresión, conducciones del procedimiento y similares. Los costes asociados con el funcionamiento de sistemas PSA son minimizados mediante el uso de procedimientos que requieren una energía inferior por unidad de producto producido. Tal procedimiento para la producción de oxígeno exhibe deseablemente una elevada recuperación de oxígeno del aire de alimentación, mientras hace posible que se empleen relaciones bajas de compresión en la instalación de compresión asociada.

Los sistemas PSA que contienen cuatro o más lechos adsorbentes, como en el documento US-A-3.430.418 anteriormente citado, son deseables para ciertas operaciones de separación de gases, particularmente para conseguir un rendimiento de elevado volumen, elevada pureza y elevada recuperación. En otras aplicaciones, es posible y deseable emplear sistemas PSA de dos o tres lechos. Por ejemplo, se ha encontrado deseable emplear sistemas PSA de dos lechos para diversas aplicaciones prácticas comerciales de oxígeno por PSA. La mezcla gaseosa de entrada que va a ser separada se comprime normalmente hasta una presión superior, habitualmente varias atmósferas, antes de que se produzca la adsorción selectiva deseada. El producto gaseoso a presión elevada resultante, por ejemplo, el componente de oxígeno menos selectivo del aire de alimentación, se hace pasar en una línea de conducción para su uso aguas
abajo. En operaciones PSA típicas de 2 lechos, se emplean condiciones de presión transatmosférica. Por tanto, parte del ciclo se realiza a presiones por encima de la atmosférica, y parte a presiones por debajo de la presión atmosférica. La separación tiene lugar generalmente a presiones muy próximas a 1 atmósfera, y el producto gaseoso se comprime seguidamente hasta la presión deseada de aguas abajo. Esto se ha encontrado que es una manera de funcionamiento que ahorra costes, ya que la necesaria compresión de gases es esencialmente la del flujo de productos, no para la corriente completa de gases de alimentación de entrada. Sin embargo, como el ciclo de tratamiento PSA incluye condiciones tanto a presión como a vacío, son necesarias dos máquinas, es decir, un aplicador de presión de alimentación y un aplicador de presión de vacío, para la puesta en práctica del ciclo. Tal sistema de 2 lechos es eficaz en cuanto a los costes para capacidades de instalaciones de oxígeno en el intervalo de tamaños de 570 a 1.400 m^{3}/h en condiciones normales o más de oxígeno. Para aplicaciones con requisitos de flujo que caigan por debajo de este intervalo, los costes de capital asociados con un sistema a vacío de dos lechos de adsorción a presión fluctuante (VPSA) hacen que tal tratamiento no sea económico.

Se han propuesto en la técnica realizaciones de lecho único y máquina única del sistema VPSA para rebajar los constes iniciales de capital con el fin de hacer el sistema VPSA más adecuado para aplicaciones a caudales inferiores. Como una gran parte de los costes de capital asociados con una instalación de oxígeno VPSA se refiere al coste de los aplicadores de presión del aire, los recipientes de tratamiento y el adsorbente para ser usado en dichos recipientes, se apreciará que los costes de capital se pueden reducir significativamente disminuyendo hasta la mitad el número de recipientes de adsorbentes incluidos en el sistema, ya sea para operaciones transatmosféricas o para sistemas en los que no se emplean condiciones de vacío. Además, un sistema PSA de lecho único emplea muchas menos válvulas que las necesarias para hacer funcionar sistemas PSA multi-lechos.

Se ha descrito un sistema PSA de lecho único en el documento US-A-4.561.865. En esta aproximación, una válvula de presión controlada en la conducción de descarga desde la parte superior del lecho adsorbente se abre cuando la presión en la parte superior del recipiente de tratamiento único está a un cierto nivel. Se hace pasar gas en la conducción de descarga directamente a un depósito externo de igualación. Hay también una conducción de derivación ("by-pass") que sale de la conducción de descarga en la entrada de tal válvula de control de la presión, que contiene una válvula de retención, pasando dicha conducción a un depósito de compensación de producto. En esta disposición, el depósito de igualación sirve como una extensión del depósito de compensación de producto, ya que los dos depósitos presurizan hasta la misma presión superior, y contienen el gas de la misma pureza. El documento US-A-4.561.865 expone también el uso de una etapa de purga para despresurizar parcialmente el recipiente de adsorción antes del vaciamiento.

El documento DE-A-2337754 describe un procedimiento PSA para la recuperación de oxígeno del aire mediante el uso de una columna única de adsorción de nitrógeno. En este procedimiento conocido la despresurización-purga-represurización se consigue mediante el uso de dos depósitos de igualación de presión a presiones intermedias. Se puede emplear un depósito adicional de producto. Un procedimiento similar de adsorción de nitrógeno de lecho único que utiliza solamente un depósito de compensación de producto y una instalación de bombeo/vacío es conocido a partir del documento EP-A-0.123.911. En este procedimiento, la despresurización a un nivel intermedio se efectúa vaciando en contracorriente a la atmósfera la columna de adsorción. Después de una despresurización adicional en condiciones de vacío, no se hace purga alguna y el producto gaseoso se usa para crear la presión superatmosférica.

Aunque los documentos anteriormente mencionados abordan la necesidad en la técnica de un sistema PSA de lecho único, es necesaria una mejora adicional con el fin de posibilitar que tal operación de lecho único satisfaga las necesidades de la técnica con respecto a las aplicaciones a caudales bajos. Más particularmente, se desea un caudal superior del producto en la técnica si se compara con el que se puede obtener mediante la aproximación del documento US-A-4.561.865, y otros de tales sistemas PSA de lecho único.

Por lo tanto, es un objeto de la invención proporcionar un procedimiento y un aparato PSA mejorados en un volumen bajo para la recuperación de oxígeno del aire para aplicaciones en un volumen bajo.

Es otro objeto de la invención proporcionar un procedimiento y aparato PSA mejorados de lecho único para la recuperación en un volumen bajo de oxígeno del aire.

Es un objeto adicional de la invención proporcionar un procedimiento y sistema PSA en un volumen bajo y de lecho único para el flujo mejorado del producto de oxígeno recuperado a partir de aire.

Considerando estos y otros objetos, la invención se describe con posterioridad en detalle, siendo particularmente indicadas sus nuevas características en las reivindicaciones anejas.

Sumario de la invención

Un aspecto de esta invención es un procedimiento como se define en la reivindicación 1. Un aspecto adicional de la presente invención es un sistema como se define en la reivindicación 6.

La invención utiliza un procedimiento y un aparato PSA o VPSA de lecho único que utiliza dos depósitos de compensación externos. Uno de tales depósitos es un depósito de compensación de producto externo que suministra el producto deseado, y suministra también gas de purga al lecho adsorbente durante la etapa de vaciamiento del ciclo de tratamiento PSA o VPSA. El segundo depósito de compensación, que sirve como un depósito de igualación, se usa para recoger el gas de espacio vacío retirado del lecho durante su despresurización, y para suministrar gas de espacio vacío a partir del mismo al lecho de adsorción durante su represurización.

Breve descripción del dibujo

La invención se describe con posterioridad en detalle con referencia al dibujo que se acompaña, que es un diagrama de flujo esquemático de una realización particular del aparato del sistema VPSA de máquina única y lecho único de tratamiento, para la producción de oxígeno del aire.

Descripción detallada de la invención

Los objetivos de la invención se realizan usando un sistema PSA o VPSA de lecho único adsorbente que incorpora una única máquina de tratamiento, es decir, un compresor para presurizar y despresurizar el lecho adsorbente único durante el ciclo de tratamiento. Se emplea un depósito de compensación de producto convencional, junto con un depósito de igualación que se hace funcionar con el fin de mejorar la recuperación de producto y los requisitos de energía del sistema. Mediante la práctica de la invención, se consigue una mejora significativa en el rendimiento en comparación con los sistemas PSA de lecho único de la técnica anterior, como el representado por el documento US-A-4.561.865.

Con referencia al dibujo, la conducción 1, usada para suministrar aire de alimentación a la unidad 2 de aplicador de presión de alimentación/aplicador de presión de vacío, contiene la unidad 3 de filtro de polvo-silenciador de gases y la válvula 4, conectando la conducción 5 desde dicha unidad 2 con las conducciones 6 y 7. La conducción 6 incluye una válvula 8 y una unidad 9 amortiguadora de tambor de salida, desde la que se evacua el gas a través de la conducción 10. La conducción 7 incluye la unidad 11 amortiguadora de tambor de salida, el posrefrigerador 12 para enfriar el gas de alimentación y la válvula 13. La conducción 14 de evacuación, que contiene la válvula 15, está conectada a la conducción 7. La conducción 16 que contiene la válvula 17 conecta con la conducción 1 aguas abajo de la válvula 4. Las conducciones 7 y 16 conectan ambas con la conducción 18, que se extiende hasta la parte inferior del lecho adsorbente único 19 en un recipiente de adsorción adecuado. Desde la parte superior de dicho lecho adsorbente 19, la conducción 20 se extiende y conecta con la conducción 21, que contiene la válvula 22, que pasa hasta el depósito 23 de igualación y con la conducción 24, que contiene la válvula de retención 25, que pasa hasta el depósito 26 de compensación de producto. El producto de oxígeno se retira desde el depósito 26 de compensación de producto a través de la conducción 27 para su uso deseado en operaciones aguas abajo. La conducción 20 conecta también con la conducción 28, que contiene la válvula 29, que se extiende hasta dicho depósito 26 de compensación.

En el funcionamiento de un procedimiento PSA que usa el sistema que se ilustra en el dibujo, se emplea deseablemente un ciclo de tratamiento de cinco etapas. Tal ciclo incluye la siguiente secuencia de tratamiento: (1) presurización/recuperación de producto; (2) despresurización parcial; (3) aplicación de vacío; (4) purga, y (5) represurización parcial.

En el funcionamiento de una realización particular de dicha secuencia de tratamiento, la primera etapa se hace comenzar después de que el lecho adsorbente 19 acaba de ser parcialmente represurizado hasta una primera presión intermedia de aproximadamente 0,69 bares. Se suministra aire de alimentación desde el aplicador de presión 2 de la alimentación, con las válvulas 4 y 13 abiertas, y las válvulas 8, 15, 17, 22 y 29 cerradas. La válvula de admisión 25 se orienta de forma que se abra cuando la presión en el lecho adsorbente 19 se haga mayor que la presión en el depósito 26 de compensación de producto.

A medida que se introduce aire de alimentación en el recipiente que contiene el lecho adsorbente 19, la presión en el recipiente aumenta hasta que se alcanza un punto en el que la presión es igual a la que hay en el depósito 26 de compensación de producto, típicamente a aproximadamente 1,22 bares. Seguidamente la válvula de admisión 25 se abre, suministrando gas de producto, es decir, oxígeno, al depósito 26 de compensación de producto. El tamaño del depósito de compensación de producto variará con el flujo deseado de producto, y la presión de la conducción 27 de salida, pero debe ser suficientemente grande para acomodar el flujo de producto gaseoso desde el lecho adsorbente 19, sin una gran fluctuación en la presión, por ejemplo, no más de 0,28 a 0,34 bares. Debe ser capaz también de acomodar el flujo de purga simultáneo desde el depósito 26 de compensación nuevamente hasta el recipiente 19 del adsorbente durante la etapa de purga, sin interrupción del flujo de producto en la conducción 27. Este suministro de producto gaseoso continúa hasta que la presión en la parte superior del recipiente para el lecho adsorbente 19 alcance una presión superior de adsorción, típicamente de forma aproximada 1,55 bares. En este momento, el ciclo de tratamiento avanza hasta la segunda etapa de la secuencia de tratamiento. Como una alternativa, se puede sustituir la válvula de admisión con una válvula de control de la presión y hacerla funcionar de manera que mantenga una presión constante en el recipiente durante la parte de preparación de producto de la etapa del ciclo, para mejorar adicionalmente el procedimiento.

Debe apreciarse que, durante las etapas restantes de la secuencia de tratamiento, el depósito 26 de compensación de producto suministra producto de oxígeno para su uso aguas abajo, independientemente del recipiente para el lecho adsorbente 19 u otra instalación de tratamiento asociada con el mismo. Un tiempo típico de etapa para la primera etapa en el procedimiento es aproximadamente 18-25 segundos. Las temperaturas del aire de alimentación corresponderán a la temperatura ambiente pero, en general, el gas de alimentación en el lecho adsorbente 19 es generalmente 17 a 22ºC por encima de la temperatura ambiente, y el perfil de temperatura en el recipiente de adsorbente es aproximadamente 6 a 11ºC por debajo de la temperatura ambiente en la parte inferior del nivel de adsorbente en el recipiente, aproximadamente la temperatura ambiente o hasta aproximadamente 5,6ºC por encima de la ambiente en el medio del lecho adsorbente; y aproximadamente 17 a 22ºC por encima de la ambiente en la parte superior del lecho adsorbente. Estas temperaturas pueden variar ligeramente durante toda la secuencia de tratamiento. El caudal de aire de alimentación empleado está directamente relacionado con el caudal deseado de producto. Para una recuperación de oxígeno de 50% en un producto de 90% de pureza, el caudal de aire de alimentación será generalmente aproximadamente 9,5 veces mayor que el caudal correspondiente de producto de oxígeno.

A medida que comienza la segunda etapa de la secuencia de tratamiento, es decir, la despresurización parcial, la válvula 13 se cierra y la válvula 15 se abre. Esto permite que el aplicador de presión 2 de la alimentación se descargue, es decir, que tome aire de la atmósfera y lo evacúe de nuevo a la atmósfera. La válvula 22 se abre, y el lecho adsorbente 19 comienza a despresurizarse desde la presión superior de adsorción alcanzada en la primera etapa de la secuencia de tratamiento. El gas de vacío se desplaza así desde el volumen vacío del lecho adsorbente 19 y se hace pasar a través de la conducción 21 hasta el depósito 23 de igualación. El tamaño de este depósito variará con el tamaño deseado de la instalación, es decir, el flujo de producto, pero dicho depósito 23 de igualación necesita ser suficientemente grande para mantener dicho gas de vacío del recipiente del lecho adsorbente a una presión de aproximadamente 1,0 a 1,03 bares. La concentración de oxígeno en este depósito es típicamente de forma aproximada 85-89% de oxígeno. La válvula de retención 25 se cerrará, ya que la presión del recipiente del lecho adsorbente 19 caerá por debajo de la del depósito 26 de compensación de producto. Las válvulas 8, 17 y 29 permanecen cerradas durante la etapa de tratamiento, que continúa hasta que la presión del recipiente cae hasta una segunda presión intermedia, por ejemplo, 1,10 bares, aumentando la presión en el depósito 23 de igualación hasta una presión de 1,0 a 1,03 bares. El tiempo aproximado de la etapa del ciclo para esta segunda etapa de despresurización parcial es aproximadamente 4-7 segundos. La secuencia de tratamiento avanza seguidamente hasta la tercera etapa de la secuencia de tratamiento. Las temperaturas del recipiente para el lecho adsorbente 19 durante la segunda etapa son similares a las indicadas en la primera etapa anteriormente citada.

El ciclo de tratamiento avanza hasta la tercera etapa de la secuencia de tratamiento, es decir, la aplicación de vacío al recipiente, después de que el recipiente para el lecho adsorbente 19 haya expulsado una parte del gas de espacio vacío en el depósito 23 de igualación, y la presión en el recipiente del lecho adsorbente haya caído hasta dicha segunda presión intermedia de aproximadamente 1,10 bares. Para los fines de la tercera etapa de tratamiento, las válvulas 8 y 17 están abiertas, y las válvulas 4, 15, 13, 22 y 29 y la válvula de admisión 25 están cerradas. Como consecuencia, el gas en el recipiente del lecho adsorbente 19 es desviado a través de la parte inferior del recipiente del lecho adsorbente 19, y se hace pasar a través de la válvula 17 en la conducción 16 a la entrada del aplicador 2 de presión. Este gas de vacío se evacúa a través de un silenciador 9 de salida a la atmósfera. Esta disposición de conducciones y válvulas posibilita que el aplicador 2 de presión aplique un vacío al recipiente 19 hasta una presión por debajo de la atmosférica. La composición aproximada del gas de evacuación como media sobre la parte de evacuación del ciclo de tratamiento es 90% de nitrógeno y 10% de oxígeno. Con el fin de aumentar el rendimiento de la combinación de los aplicadores de presión cuando se usan en la aplicación de vacío, se puede inyectar agua de sellado a la entrada del aplicador de presión con el fin de sellar los espacios en los salientes del aplicador 2 de presión. Este medio de sellado con agua hace posible que el aplicador de presión rinda mejor en la aplicación de vacío. En el recipiente se aplica un vacío por debajo de la presión atmosférica para provocar la diferencia en las presiones parciales del gas de nitrógeno en los espacios vacíos del adsorbente, para desorber la superficie del adsorbente, regenerando así el adsorbente con el fin de preparar el adsorbente para la readsorción de nitrógeno a partir de cantidades adicionales de aire de alimentación para el flujo semicontinuo de producto de oxígeno para su uso aguas abajo. Esta etapa de aplicación de vacío en el recipiente tiene lugar hasta que la presión en el recipiente alcanza una presión inferior deseada de desorción, tal como una presión de vacío de desorción, por ejemplo, aproximadamente 0,34 bares. El tiempo de etapa para esta etapa del ciclo es aproximadamente 30-40 segundos. El ciclo de tratamiento avanza seguidamente hasta la cuarta etapa de la secuencia global de tratamiento.

La cuarta etapa de tratamiento es una etapa de purga del recipiente a la presión inferior de desorción. Para estos fines, la válvula 29 se abre, y una pequeña corriente lateral de producto gaseoso del depósito 26 de compensación de producto se desvía a la parte superior del recipiente 19 del lecho adsorbente único. Esta corriente tiene una concentración de oxígeno de 90-93%, y se usa para arrastrar una gran parte del gas de vacío restante en el recipiente que, en este momento, está comprendido principalmente por nitrógeno desorbido. La corriente de gas de purga desplaza el gas desorbido presente en el volumen vacío en el recipiente 19 y, como la corriente de purga no tiene una concentración elevada de nitrógeno, el gas de vacío no se readsorberá en la superficie del material adsorbente cuando la presión en el recipiente comience a aumentar, ya que el material adsorbente no tiene una afinidad selectiva por oxígeno. Esta etapa de purga del recipiente se produce a un vacío constante u otro nivel de presión de desorción en el recipiente, permaneciendo abiertas las válvulas 8 y 17, abierta la válvula 29 de control y cerradas todas las demás válvulas. cuando la mayoría del gas desorbido en los espacios de vacío del adsorbente en el recipiente esté sustituido con producto gaseoso, la secuencia de tratamiento se hace avanzar hasta la quinta etapa de tratamiento, la etapa de represurización parcial. La duración media del período de tiempo para la cuarta etapa, es decir, la purga del recipiente, es típicamente de forma aproximada 7-10 segundos. Con el fin de mantener el nivel de vacío esencialmente constante durante esta etapa de aplicación de vacío en el recipiente, el caudal para el gas desorbido que sale del recipiente es aproximadamente igual al caudal de vacío, por ejemplo, a 0,34 bares.

La quinta etapa de la secuencia de tratamiento es una etapa de represurización parcial en la que las válvulas 8, 17 y 29 están cerradas y las válvulas 4 y 15 están abiertas para permitir que el aplicador 2 de presión funcione descargado. La válvula 22 de control se abre hasta una posición de ajuste de la válvula. El gas de vacío que se recogió en el depósito 23 de igualación durante la segunda etapa de la secuencia de tratamiento, la etapa de despresurización parcial, se usa para represurizar el recipiente 19 del adsorbente hasta un primer nivel de presión intermedia, por ejemplo, 0,69 bares, durante esta etapa de represurización parcial. La presión en el depósito 23 de igualación cae, en una aplicación típica VPSA, desde aproximadamente 1,03 hasta 0,66 bares. El tiempo para esta etapa es esencialmente el mismo que el tiempo de etapa para la etapa de despresurización parcial, por ejemplo, 4-7 segundos. Una vez que el recipiente 19 es represurizado hasta dicho primer nivel de presión intermedia, la secuencia de tratamiento está completa, y el ciclo se hace avanzar hasta su primera etapa, y la secuencia de tratamiento se repite a medida que se continúa el funcionamiento continuo del procedimiento PSA o VPSA objeto de la invención, con cantidades adicionales de aire de alimentación.

Los niveles aproximados de presión en el lecho adsorbente 19, el depósito 26 de compensación de producto y el depósito 23 de igualación al final de cada una de las cinco etapas de la secuencia de tratamiento de una realización particular de la invención se muestran en la siguiente Tabla.

TABLA Niveles de presión al final de cada etapa de tratamiento

1

Mediante el uso de un depósito separado de igualación de gas para el gas de represurización, particularmente en operaciones de tratamiento VPSA, se mejora la recuperación de producto y se recortan los requisitos de energía. Cuando el recipiente del adsorbente está a su presión superior de adsorción, y se comienza la despresurización parcial del recipiente, el gas que es expulsado del lecho adsorbente se recoge en dicho depósito de igualación. El gas recogido es gas de vacío, que es cualquier gas que esté contenido en cualquiera de los volúmenes huecos del adsorbente en el recipiente, que resultan de los intersticios, y cualquier gas de nitrógeno que haya sido desorbido de la superficie del adsorbente cuando se disminuye la presión del lecho. La pureza del gas de vacío en el depósito de igualación es diferente de la del depósito de compensación de producto porque el gas de vacío tiene una concentración superior de gas de nitrógeno, ya que una parte del gas recogido en el depósito de igualación es nitrógeno desorbido. En general, la pureza del oxígeno en el depósito de igualación será aproximadamente 85-89% de oxígeno, en contraste con la pureza superior, típicamente de 90-93% de oxígeno, del producto gaseoso en el depósito de compensación de producto. Después de que el recipiente del adsorbente haya experimentado la aplicación de vacío, y esté a un nivel de presión subatmosférica, el recipiente se represuriza parcialmente con gas de vacío de este depósito de igualación o mantenimiento hasta una presión de aproximadamente 0,69 bares. Reciclando el gas de vacío de la etapa de despresurización parcial, en lugar de aplicando una presión a dicho gas de vacío hasta la presión atmosférica, como en las aproximaciones de la técnica anterior, se recuperan más de las moléculas de oxígeno alimentadas al sistema, mejorando así la recuperación de producto. El aumento en la recuperación de producto significa, con el mismo flujo de aire de entrada, que se aumenta el flujo de oxígeno del producto. Este aumento en el flujo de producto dará lugar a un consumo más bajo de energía unitaria para el sistema PSA. La incorporación del depósito de igualación en el procedimiento PSA, particularmente el VPSA, sirve por lo tanto para mejorar la recuperación del producto y conservar la energía unitaria, dos ventajas significativas del tratamiento para el coste relativamente menor del depósito de igualación.

Otra característica ventajosa de la invención es el uso de oxígeno del producto desde el depósito de compensación de producto como el gas de purga durante la etapa de aplicación de vacío. Cuando el recipiente del adsorbente, por ejemplo, se expone a condiciones subatmosférica, el gas nitrógeno adsorbido en la superficie del adsorbente se desorbe debido a las diferencias de presiones parciales. El nitrógeno desorbido permanece en el recipiente en los espacios vacíos del material adsorbente. Es deseable separar el conjunto de dicho nitrógeno desorbido del recipiente del adsorbente, porque tan pronto como se aumente la presión en el recipiente, las presiones parciales harán que el gas de nitrógeno restante en el recipiente se adsorba nuevamente en la superficie del adsorbente, con lo que el adsorbente no se regenera nunca por completo. Introduciendo una corriente de gas de purga desde el depósito de compensación de producto, que comprende oxígeno de 90-93% de pureza, el gas de nitrógeno que permanece en el recipiente es arrastrado fuera de los espacios vacíos, y es sustituido con gas de oxígeno del producto. Cuando el lecho es seguidamente represurizado, el gas de vacío está compuesto principalmente por oxígeno, que no se adsorberá cuando comience a elevarse la presión en el recipiente, provocando que las superficies del adsorbente permanezcan completamente regeneradas, en preparación para la siguiente etapa de introducción de alimentación. En general, cuanto mayor sea la pureza del oxígeno en el gas de purga, más eficaz resultará la etapa de purga, porque cuanto más gas de nitrógeno permanezca en el recipiente, más cantidad de tal gas se readsorberá en la superficie del adsorbente durante la etapa de represurización parcial, haciendo así menos eficaz la regeneración de la superficie del adsorbente. Cuando el gas de purga introducido en el recipiente tiene la menor cantidad de concentración de nitrógeno posible, se aumentará la separación deseada del aire.

En la práctica de la invención, se encuentra que se consigue una mejora del caudal de producto de 20-25%, comparado con la aproximación de la técnica anterior, con lo que el producto gaseoso se usa como una fuente de gas de represurización del lecho. El uso de producto gaseoso para la represurización puede dar lugar a la disponibilidad de solamente una pequeña parte de la cantidad total de tal producto gaseoso para su uso aguas abajo. Mediante el uso del gas de espacio vacío para la represurización parcial del recipiente, todo el producto gaseoso producido en el procedimiento de la invención está disponible para el uso deseado aguas abajo del producto gaseoso. Esto proporciona una ventaja distintiva de rendimiento en la técnica de las operaciones PSA de lecho único.

En la práctica de la invención, se puede emplear cualquier material adsorbente adecuado capaz de permear selectivamente nitrógeno a partir de aire. Por ejemplo, se pueden emplear convenientemente tamices moleculares bien conocidos, tal como un material de tamices moleculares zeolíticos 5A y 13X.

Aunque se pueden emplear tamices moleculares zeolíticos convencionales como el material adsorbente en la práctica de la invención, se pueden usar también diversos materiales especialmente modificados para la adsorción selectiva deseada de nitrógeno para aire de alimentación, y la recuperación del componente de oxígeno menos fácilmente adsorbible del aire de alimentación como el gas de producto deseado. Por tanto, en realizaciones particulares, el adsorbente puede ser las formas catiónicas de litio de zeolita X o sus formas catiónicas mixtas, por ejemplo, formas de litio y calcio. Tal adsorbente de litio-X, por ejemplo, LiX, se encuentra que exhibe una capacidad y una selectividad altamente deseables hacia la adsorción de nitrógeno a partir de aire u otras corrientes que contienen especies moleculares menos polares o menos polarizables, tal como oxígeno.

Los materiales adsorbentes de LiX deseablemente usados en la práctica de la invención son formas catiónicas de litio de zeolita X en la que la relación en moles Si/Al_{2} en la estructura es de aproximadamente 2,0 a aproximadamente 3,0, preferentemente de 2,0 a 2,5 y en la que al menos aproximadamente 88%, preferentemente al menos 90%, más preferentemente al menos 95% de las unidades tetraédricas de AlO_{2} están asociadas con cationes de litio. Las propiedades de adsorción de nitrógeno de tales formas altamente alteradas de LiX son totalmente impredecibles a partir de los resultados que se pueden obtener usando materiales de LiX en los que un 86 por ciento equivalente o menos de los cationes son de litio, y el resto son principalmente cationes de sodio. Se ha descubierto adicionalmente que un aumento en la proporción relativa de unidades de AlO_{2} tetraédrico en la estructura de zeolita X de 44,4% de las unidades tetraédricas totales hasta un 50% de dichas unidades totales, con un aumento correspondiente en iones Li^{+}, es decir, el mismo porcentaje equivalente de iones Li^{+} en cada caso, sirve también para aumentar la capacidad de adsorción y la selectividad de la zeolita en cuanto al nitrógeno, que es mucho mayor que la relacionada simplemente con el aumento indicado en el número de cationes en el material de LiX.

En la preparación de los materiales de LiX para ser usados en la práctica de la invención, se pueden emplear fácilmente materiales de partida de zeolita X convencionalmente disponibles. Dos de tales materiales son zeolita X que tiene relaciones SiO_{2}/Al_{2}O_{3} de 2,5 y 2,0, que tienen principalmente cationes de sodio, es decir, material de NaX. El NaX de 2,5 se puede sintetizar hidrotérmicamente a una temperatura de aproximadamente 100ºC usando silicato de sodio y aluminato de sodio y agua como los reactivos, de acuerdo con lo expuesto en el documento US-A-2.882.244, teniendo la mezcla de reacción la siguiente composición en términos de relaciones en moles de óxidos:

3,5 Na_{2}O:Al_{2}O_{3}:3,0 SiO_{2}:144 H_{2}O

El material de NaX de 2,0 se puede sintetizar en la forma mixta de sodio-potasio, disolviendo primero 208 gramos de Al(OH)_{3} en 267 gramos de una solución acuosa al 50% de NaOH, usando calentamiento y agitación para formar una primera solución, es decir, la solución (a). La solución (b) se prepara disolviendo 287 gramos de lentejas de KOH al 85,3% en 1.000 gramos de agua y mezclando seguidamente la solución así formada con 671 gramos de una solución acuosa al 50% de NaOH. La solución (a) se añade lentamente a la solución (b) para formar la solución (c), que se enfría a 4-12ºC. La solución (d) se prepara diluyendo 453,25 gramos de silicato de sodio de grado 40 (9,6% de Na_{2}O; 30,9% de SiO_{2}) con 1.131,7 gramos de agua. La solución (c) enfriada se añade a la solución (d) en un mezclador y se mezcla a velocidad baja durante 3 minutos. El enfriamiento y la evitación de la creación de cantidades excesivas de energía mecánica en la mezcladura final son factores importantes en la preparación de un producto de alta calidad. La gelificación no se debe producir hasta después de aproximadamente 4 minutos. El gel se envejece a 36ºC durante 2-3 días y se digiere a 70ºC durante 16 horas. La zeolita deseada se aísla seguidamente por filtración, y la torta de filtración se aclara con solución acuosa de NaOH (pH de 12) en una cantidad igual a siete veces el volumen del líquido madre. El producto aclarado se vuelve a poner en suspensión en 4 litros de solución de NaOH (pH de 10) y seguidamente se recupera por filtración y se aclara con agua. El procedimiento de resuspensión se repite deseablemente dos veces más, y el producto aislado se seca en aire. El producto seco se pone en suspensión en 100 ml de solución al 1% de NaOH y se mantiene en la suspensión a 90ºC durante 21 minutos. Después de la filtración, la torta se vuelve a poner en suspensión con 1.000 ml de solución de NaOH (pH de 12) a 60ºC durante 30 minutos y se filtra. El procedimiento de resuspensión se repite deseablemente dos veces más, y seguidamente los sólidos se recuperan por filtración y se lavan con solución acuosa de NaOH (pH de 9) y se secan en aire.

Usando la NaX de 2,5 preparada como en lo que antecede, se puede producir un aglomerado de "preforma" de zeolita lavando primero los cristales de partida de zeolita con una solución cáustica acuosa que tenga un pH de 12 y que consista esencialmente en hidróxido de sodio y agua, y lavando seguidamente con agua hasta un pH de 9. Los cristales de zeolita lavados se mezclan seguidamente con arcilla de Avery, una arcilla de tipo caolín disponible en el comercio, en las proporciones de 80% en peso de zeolita y 20% en peso de arcilla. La mezcla de zeolita-arcilla se combina seguidamente con suficiente agua para producir una masa extruible con suficiente resistencia antes de la cochuta, para posibilitar que los gránulos extruidos experimenten la posterior etapa de cochura en la que la arcilla caolinítica se convierte en una forma de meta-caolín activo a una temperatura de aproximadamente 650ºC durante aproximadamente 1 hora. Después de la cochura, los aglomerados unidos se enfrían y se sumergen y digieren en una solución cáustica acuosa a aproximadamente 100ºC para convertir el conjunto del meta-caolín en cristales de zeolita, principalmente cristales de zeolita X. Los aglomerados digeridos se separan de la solución de digestión cáustica, se lavan nuevamente con solución acuosa de NaOH de reciente aportación que tiene un pH de 9-10 y se secan en aire. Los gránulos secos de producto se rompen y se tamizan para formar partículas que tengan un tamaño conveniente, tal como 0,42 mm a 1,19 mm.

Tales partículas con un tamaño de malla pueden ser activadas calentando en un vacío a una temperatura de 375ºC durante un período de aproximadamente 2,5 horas. Esta activación se lleva a cabo cuidadosamente de esta manera, de forma que los cristales de NaX de zeolita no son sometidos a un abuso hidrotérmico excesivo por el vapor formado a partir del agua ocluida y/o adsorbida. El material activado así formado es un material activado de NaX 2,5.

En la preparación del material de LiX, las partículas con tamaño de malla sin activar se pueden someter a un procedimiento de intercambio iónico, mediante el que las partículas se ponen en contacto en una columna de vidrio por medio de una corriente de un cloruro de litio acuoso 1,0 molar, ajustado a un pH de 9,0 usando LiOH, a una temperatura de 80ºC. Se emplea una cantidad de solución de cloruro de litio tal que las partículas de zeolita se ponen deseablemente en contacto con un exceso estequiométrico de cuatro veces de iones de litio durante un período de aproximadamente 14 horas. La solución de intercambio iónico que sale de la columna no se recicla. El producto resultante sometido a intercambio iónico se lava con agua, y se ajusta a un pH de 9 usando LiOH, y se encuentra que ha sido sometido a un intercambio iónico de 94%.

Usando el material de NaKX 2,0 con bajo contenido de sílice preparado como se describió anteriormente, los cationes de metales alcalinos pueden ser sustituidos con cationes de litio hasta una medida mayor que 99 por ciento equivalente, si se desea, mediante intercambio iónico con una solución acuosa de cloruro de litio (pH de 9, ajustado con LiOH). Este material, en forma de polvo, comprende material de LiX 2,0 (99%).

Los expertos en la técnica apreciarán que se pueden hacer diversos cambios y modificaciones en los detalles de los procedimientos de preparación de LiX, o en la preparación de los adsorbentes de cationes mixtos, que no forman parte de la presente invención relacionada con tratamientos y sistemas PSA mejorados. Con esta consideración, debe apreciarse que, por ejemplo, un material de NaX 2,5 puede ser sometido a intercambio iónico usando la técnica de volúmenes anteriormente descrita con una solución acuosa de cloruro de litio (pH de 9, ajustado con LiOH) usando una cantidad menor o mayor que la cantidad de cuatro veces de LiCl, de manera que se forman productos que tienen diversas cantidades de cationes de litio. Se apreciará también que el material deseable de LiX se puede preparar mediante tal intercambio iónico usando carbonato de litio u otras de tales sales de litio en lugar de cloruro de litio. Análogamente, los materiales resultantes de LiX o materiales catiónicos mixtos, tales como materiales de LiCaX, que constituyen adsorbentes deseables para ser usados en realizaciones particulares de la invención, se pueden usar bajo una diversidad de condiciones de funcionamiento que correspondan a los requisitos prácticos de funcionamiento de una aplicación dada, por ejemplo, una condición particular de presión o temperatura del producto gaseoso o gas de alimentación, y/o al nivel deseado de separación y recuperación en relación con una aplicación dada.

Comúnmente se emplea un recipiente de adsorbente de forma cilíndrica, con cabezales ahuecados poco profundos en sus partes superior e inferior, y con flujo de gas a su través en una dirección axial. Alternativamente, se puede emplear un recipiente de adsorbente en el que el flujo de gas es radial, es decir, con el flujo que entra por la circunferencia cilíndrica externa y que se mueve en el cilindro interior, en el que se recoge el flujo de producto. Como la zona de flujo es una trayectoria de flujo transversal de área variable, se disminuirán así las pérdidas de presión asociadas con el flujo, recortando así adicionalmente el consumo de energía. Además, la longitud axial del recipiente de adsorbente se puede hacer muy larga con el fin de ajustar más adsorbente, y producir así más producto, pero la longitud de la trayectoria del flujo sigue siendo el radio del recipiente, y la caída de presión asociada con el flujo radial no cambia. Basándose en un factor de tamaño del lecho (BSF) de 500 kg de tamiz molecular/tonelada por día (TPD) de flujo de producto, el intervalo de flujo para este tipo de configuración del recipiente estaría en el caudal de oxígeno de 425 a 2265 m^{3}/h en condiciones normales, con 6.800 a 3.300 kg de adsorbente de tamices moleculares en el recipiente de adsorción.

Debe apreciarse que las instalaciones VPSA que emplean adsorbentes sometidos a intercambio con litio funcionan muy bien en condiciones de clima caliente, cuando las temperaturas de la alimentación pueden ser controladas con agua de refrigeración en el posrefrigerador de la alimentación. Sin embargo, en un clima frío, cuando las temperaturas ambientes están próximas o por debajo del punto de congelación, las temperaturas del adsorbente son rebajadas, y el rendimiento adsorbente que usa adsorbentes sometidos a intercambio con litio parece disminuir. Con el fin de aumentar la temperatura en el recipiente del adsorbente, el aire de alimentación en el recipiente puede ser calentado hasta un nivel próximo al que corresponde durante las condiciones ambientales cálidas. Esto se puede realizar añadiendo un precalentador a la entrada del aplicador de presión, en lugar de un posrefrigerador de la alimentación, en climas en los que las temperaturas ambientes en verano no están por encima de 24 a 27ºC.

Con el fin de preparar una unidad de flujo de producto más eficaz en cuanto a los costes, las características del posrefrigerador de la alimentación y el precalentador pueden ser eliminadas de realizaciones particulares de la invención. La reducción en la recuperación de producto de vida a condiciones ambientales variables, y las temperaturas resultantes del recipiente, pueden no ser suficientemente significativas para justificar el uso de tales adiciones de componentes al sistema PSA o VPSA. Está también dentro del alcance de la invención eliminar el uso del silenciador/amortiguador de tambor del aire de entrada. Debido a efectos de pulsación de los gases, esta eliminación no se recomienda para instalaciones de grandes dimensiones, pero puede ser incorporada para flujos más pequeños de producto, es decir, en el intervalo de producto de oxígeno de 4,5 a 9,1 toneladas por día. La combinación de silenciadores de descarga de alimentación/vacío, es decir, los componentes 9 y 11, servirá también para simplificar el sistema PSA o VPSA, y proporcionar ahorros globales en el coste en las realizaciones comerciales prácticas de la invención.

En circunstancias en las que se deseen un producto de pureza superior, se puede emplear una sexta etapa, es decir, una etapa de represurización secundaria. Después de que el recipiente haya recibido un gas de presurización del depósito de igualación con una pureza de oxígeno de 85-89%, la sexta etapa incorporaría una pequeña corriente de purga del depósito de compensación de producto para aportar un gas de oxígeno de pureza superior, por ejemplo, 90-93% de pureza, en las zonas de vacío del recipiente de adsorción. De esta manera, se aumenta la pureza media de los espacios de vacío, y se puede producir un producto de oxígeno de pureza superior sin un retroceso en el caudal de producto con el fin de conseguir tal aumento en la pureza del producto de oxígeno, aunque con alguna renuncia en la recuperación de producto.

La presente invención proporciona una mejora significativa en operaciones de tratamiento PSA y VPSA de lecho único. Consiguiendo caudales mejorados de producto, y aumentando la capacidad de adsorción del lecho adsorbente único, la invención mejora las operaciones de lecho único, y las características deseables de emplear sistemas PSA y VPSA de lecho único a bajo coste en operaciones prácticas de separación de aire.

Claims (12)

1. Un procedimiento de adsorción a presión fluctuante para la recuperación en un volumen bajo de oxígeno del aire, que comprende:

(a) hacer pasar aire de alimentación hasta el extremo de alimentación de un lecho único de material adsorbente capaz de adsorber selectivamente nitrógeno, como el componente más adsorbible del aire, aumentando la presión en el lecho desde una primera presión intermedia hasta una presión superior de adsorción, haciendo pasar oxígeno, como el componente menos adsorbible del aire, desde el extremo de producto del lecho hasta un depósito de compensación de producto a presiones que se aproximan a dicha presión superior de adsorción;

(b) despresurizar a favor de corriente el lecho desde dicha presión superior de adsorción hasta una segunda presión intermedia, que es mayor que dicha primera presión intermedia, con liberación del gas de espacio vacío del extremo de producto del lecho, pasando dicho gas de espacio vacío a un depósito de igualación;

(c) despresurizar en contracorriente el lecho desde la segunda presión intermedia hasta una presión inferior de desorción, con liberación de cantidades adicionales de gas del extremo de alimentación del lecho;

(d) hacer pasar una corriente lateral de gas de producto desde el depósito de compensación de producto hasta el extremo de producto del lecho como gas de purga para desplazar nitrógeno desorbido del volumen vacío en el lecho a la presión inferior de desorción, siendo evacuado desde el extremo de alimentación del lecho el nitrógeno desorbido desplazado;

sin hacer pasar gas alguno desde el depósito de igualación al extremo de producto del lecho, entre las etapas (c) y (e);

(e) introducir gas de espacio vacío desde dicho depósito de igualación hasta el extremo de producto del lecho para aumentar la presión en el lecho desde la presión inferior de desorción hasta dicha primera presión intermedia; y

(f) hacer pasar cantidades adicionales de aire de alimentación hasta el extremo de alimentación de dicho lecho único a medida que se continúa el funcionamiento cíclico de las etapas (a)-(e),

con lo que se recupera producto de oxígeno del aire.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que dicha presión inferior de desorción es una presión subatmosférica.

3. El procedimiento de la reivindicación 2, en el que la presión superior de adsorción está por encima de la presión atmosférica, y dicha primera presión intermedia está por debajo de la presión atmosférica.

4. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el material adsorbente comprende material de tamiz molecular zeolítico.

5. El procedimiento de la reivindicación 1, que incluye hacer pasar una pequeña cantidad de producto gaseoso desde el depósito de compensación de producto hasta el extremo de producto del lecho a continuación de la introducción de gas de espacio vacío en el mismo en la etapa (e), aumentando así la pureza media de oxígeno en el espacio vacío del lecho.

6. Un sistema de adsorción a presión fluctuante para la recuperación en un volumen bajo de oxígeno del aire de alimentación, que comprende:

(a) un lecho único (19) de material adsorbente capaz de adsorber selectivamente nitrógeno, como el componente más adsorbible del aire;

(b) un depósito (23) de igualación para albergar el gas de espacio vacío liberado del extremo de producto de dicho lecho (19);

(c) un depósito (26) de compensación de producto para albergar el producto de oxígeno liberado a partir del extremo de producto de dicho lecho (19), comprendiendo dicho depósito (26) de compensación de producto una tubería (27) para la retirada del oxígeno producto del sistema;

(d) medios de conducción (21, 24) para el paso de gas de espacio vacío hasta el depósito (23) de igualación y el producto de oxígeno hasta dicho depósito (26) de compensación de producto;

(e) medios de control (22, 25) para controlar el flujo de gas de espacio vacío hasta el depósito (23) de igualación y el flujo de producto de oxígeno hasta el depósito (26) de compensación de producto, y para controlar el flujo de gas de espacio vacío desde el depósito (23) de igualación hasta el extremo de producto de dicho lecho (19);

(f) medios (2) para el paso de aire hasta el extremo de alimentación de dicho lecho (19); y

(g) medios de conducción (5, 6, 10, 16, 18) para la evacuación de gas de espacio vacío y nitrógeno desde el extremo de alimentación del lecho (19);

caracterizado porque

(h) comprendiendo dicho sistema un único depósito (23) de igualación para albergar el gas de espacio vacío liberado desde el extremo de producto de dicho lecho (19);

(i) siendo dichos medios (2) para el paso de aire hasta el extremo de alimentación de dicho lecho (19) medios de aplicación de presión a la alimentación;

(j) siendo diseñados dichos medios (22) de control para controlar el flujo de gas de espacio vacío desde el depósito (23) de igualación hasta el extremo de producto de dicho lecho (19) para controlar el flujo de gas de espacio vacío para la represurización parcial de dicho lecho desde una presión inferior de desorción; y

(k) comprendiendo además dicho sistema medios (28) de conducción para conducir, en paralelo a los medios (24) de conducción para el paso de oxígeno producto al depósito de compensación, una corriente lateral de dicho oxígeno producto desde dicho depósito (26) de compensación de producto hasta el extremo de producto de dicho lecho (19) como gas de purga a dicha presión inferior de desorción y medios (29) de control para controlar el flujo de dicha corriente lateral.

7. El sistema de la reivindicación 6, en el que dichos medios de control para controlar el flujo de producto de oxígeno hasta el depósito (26) de compensación de producto comprenden una válvula de retención (25).

8. El sistema de la reivindicación 6, en el que dichos medios de control para controlar el flujo de producto de oxígeno hasta el depósito (26) de compensación de producto comprenden una válvula (25) de control de la presión.

9. El sistema de la reivindicación 6, en el que el material adsorbente comprende material de tamiz molecular zeolítico.

10. El sistema de la reivindicación 9, en el que dicho material adsorbente comprende material de tamiz molecular zeolítico sometido a intercambio iónico con litio.

11. El sistema de una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10, en el que dichos medios (2) de aplicación de presión a la alimentación comprenden medios de aplicación de presión/aplicación de vacío a la alimentación adaptados para retirar gas de espacio vacío y nitrógeno desde el extremo de alimentación del lecho (19) hasta los medios de conducción (5, 6, 10) para su evacuación a presión subatmosférica.

12. El sistema de una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 11, que incluye un posrefrigerador (12) aguas abajo de los medios (2) de aplicación de presión a la alimentación para enfriar el aire que pasa hasta el extremo de alimentación del lecho (19).