MXPA99010879A - Proceso de generacion de oxigeno y sistema que utiliza un adsorbedor individual y un soplador individual - Google Patents

Abstract

Se describe unproceso y un sistema de adsorción de presión oscilante del lecho individual para separar mezclas de gas, especialmente aire. El proceso incluye una etapa de purga de producto concurrente, y de represurización de producto parcial, simultáneo, el cual reduce el tiempo de ciclo y mejora toda la operación del sistema.

Description

PROCESO DE GENERACIÓN DE OXIGENO Y SISTEMA QUE UTILIZA UN ADSORB?DOR INDIVIDUAL Y UN SOPLADOR INDIVIDUAL DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La adsorción de presión oscilante es un método bien conocido para la separación de mezclas de gas a granel y para la purificación de corrientes de gas conteniendo bajas concentraciones de componentes no deseados. El método ha sido desarrollado y adaptado para una amplia variedad de condiciones de operación, pureza de producto y recuperación de productos. Muchos sistemas de adsorción de presión oscilante utilizando dos o más lechos adsorbedores operados en una secuencia cíclica con el fin de mantener una velocidad de flujo de producto constante mientras se seleccionan lechos para que experimenten varios etapas incluyendo adsorción, despresurización, desadsorción, purga, igualación de presión, represurización y otras etapas relacionados. Se requieren múltiples lechos adsorbedores utilizando numerosas etapas para lograr productos gaseosos de alta pureza y/o la recuperación de productos gaseosos tales como hidrogeno, óxidos de carbono, gas de síntesis, hidrocarburos ligeros, y similares. El alto costo para generar las mezclas de gas de alimentación conteniendo estos componentes valiosos y los requerimientos de alta pureza para ciertos productos usualmente justifican la complejidad y el gasto capital de sistemas de adsorción de presión oscilante de lechos múltiples . Un número de procesos de adsorción de presión oscilante del lecho individual (PSA) han sido desarrollado y es conocido en la técnica. Muchos de estos procesos operan parcialmente a presiones bajas atmosféricas y se describen como procesos de adsorción de vació oscilante (VSA) o procesos de adsorción de presión de vació-presión oscilante (VPSA) . En la presente especificación, la adsorción de presión oscilante (PSA) es utilizada como un termino genérico para describir todos los tipos de sistemas de adsorción cíclica sin considerar los niveles de presión de operación. Otros productos gaseosos manejables para recuperarse a través de PSA no requieren de la alta pureza y/o recuperación de los productos anteriormente mencionados. En la recuperación de oxigeno y nitrógeno a partir del aire a través de PSA, por ejemplo, un producto de pureza más baja conteniendo de 90 a 95% en volumen de oxigeno es aceptable para muchos usos finales, y se pueden utilizar sistemas de PSA más simples para proporcionar el producto. Estos sistemas de PSA más simples tienen costos capitales y de operación significativamente mas bajos que los sistemas de lecho múltiple anteriormente descritos. El más simple de estos sistemas de PSA para la separación de aire utiliza un lecho adsorbedor individual junto con uno o más recipientes de almacenamiento de gas para permitir el flujo de producto constante y proporcionar gas para la purga y presurización del adsorbedor durante la porción de regeneración del ciclo de PSA. La Patente Norteamericana. 4,561,865 describe un sistema de PSA del lecho individual que comprende un adsorbedor y un tanque de compensación operado con un compresor de alimentación en un ciclo de tres etapas. En primer lugar, el aire alimentado comprimido es introducido al adsorbedor, el cual incrementa la presión en el adsorbedor y simultáneamente el efluente del adsorbedor es retirado hacia el tanque de compensación. Una porción del gas es retirada del tanque de compensación como un producto rico en oxígenos. La alimentación de adsorbedor después es discontinuada y el adsorbedor es ventilado contraconcurrentemente (es decir, a través del extremo de alimentación de adsorbedor) hacia la atmósfera. Durante esta etapa de ventilación, el gas de purga del tanque de compensación es introducido al extremo de producto del adsorbedor. Después de terminar la etapa de purga, el adsorbedor y el tanque de compensación son igualados en presión a través del extremo de producto adsorbedor (es decir, contraconcurrentemente) . Las etapas son repetidas en una forma cíclica. La Patente Norteamericana 4,511,377 describe un aparato modular utilizando este proceso de PSA.

Un sistema de PSA del lecho individual se describe en la Patente Norteamericana 4,892,566 el cual utiliza un adsorbedor junto con un tanque de compensación, compresor de alimentación, y válvulas de conmutación para llevar a cabo una serie de etapas. En primer lugar, el aire de alimentación comprimido es introducido al adsorbedor el cual incrementa la presión en el adsorbedor mientras que al mismo tiempo el efluente del adsorbedor es retirado hacia el tanque de compensación. Una porción del gas es retirada del tanque de compensación como un producto rico en oxigeno. La alimentación de adsorbedor es discontinuada y la salida del adsorbedor se cierra, y el adsorbedor es ventilado contraconcurrentemente (es decir, a través de un extremo de alimentación de adsorbedor) hacia la atmósfera. El gas del tanque de compensación es introducido al adsorbedor contraconcurrentemente (es decir, a través del extremo de producto adsorbedor) y las presiones en el adsorbedor y el tanque de compensación son igualadas. El adsorbedor después es presurizado con aire de alimentación a través del extremo de alimentación y la presión igualada con el tanque de compensación. El adsorbedor además es presurizado a una presión por arriba de aquella del tanque de compensación, y finalmente el adsorbedor y el tanque de compensación se iguala en presión. Las etapas después son repetidas en una forma cíclica.

La Patente Norteamericana 5,032,150 describe un proceso de PSA del lecho individual, el cual utiliza múltiples tanques de almacenamiento de gas en un ciclo de PSA para separar el aire. El aire comprimido es alimentado desde un tanque de alimentación de aire hacia un adsorbedor presaturado con gas rico en oxigeno a partir de un ciclo previo y el efluente adsorbedor es dirigido hacia un tanque de recolección de producto, a partir del cual una porción del gas es retirada como un producto rico en oxigeno. La salida de adsorbedor después se cierra y el adsorbedor es igualado en presión con el tanque de alimentación de aire. Enseguida el adsorbedor es enjuagado con un gas rico en nitrógeno desde un tanque de producto de nitrógeno, y el gas desplazado es almacenado en el tanque de alimentación de aire. El adsorbedor saturado de nitrógeno después es despresurizado contraconcurrentemente (es decir, a través del extremo de alimentación adsorbedor) hacia el tanque de producto de nitrógeno. El nitrógeno puede ser retirado como un producto si es requerido. Finalmente, el adsorbedor es purgado contraconcurrentemente con el gas rico en oxigeno del tanque de recolección de producto para desplazar el nitrógeno en el mismo y después es presurizado contraconcurrentemente con el gas y con oxigeno a la presión de adsorción. Las etapas son repetidas en una forma cíclica.

Un sistema de PSA rápido de recipiente individual se describe en la Patente Norteamericana 5,071,449, en donde el recipiente contiene capas dobles de adsorción y opera en forma alternante con un gas de alimentación continuo y dos corrientes de producto continuas. Aquí no se utiliza un tanque de compensación de producto. Otro sistema de PSA rápido que utiliza un lecho adsorbente individual que opera en un ciclo de 30 segundos o menos se describe en la Patente Norteamericana 4,194,892. El efluente adsorbedor opcionalmente fluye a través del tanque de compensación de producto para amortiguar las fluctuaciones de flujo durante el ciclo adsorbedor. Un sistema de PSA del lecho individual con un tanque de compensación de producto y un tanque de igualación se describe en la Patente Norteamericana 5,370,728. Durante la operación de este sistema, la alimentación de aire comprimido es introducida al lecho adsorbente, se presuriza el lecho a partir de una presión intermedia hasta una presión de adsorción máxima, y el producto efluente es retirado del lecho hacia el tanque de compensación de producto. El lecho adsorbente después es aislado y despresurizado concurrentemente (es decir, a través del extremo de producto) hacia un tanque de igualación a la presión intermedia. Después, el lecho además es despresurizado contraconcurrentemente (es decir, a través del extremo de alimentación) en un tanque de ecualización en la presión intermedia. Enseguida, el lecho después es despresurizado contraconcurrentemente (por ejemplo hacia el extremo de lecho) en una presión de desadsorción inferior, y el lecho es purgado concurrentemente con gas desde el tanque de compensación del producto. El lecho es entonces presurizado contraconcurrentemente a la presión intermedia con gas desde el tanque de igualación. Finalmente, el lecho es presurizado con el aire de alimentación y las etapas son repetidas en una forma cíclica. Otros procesos de PSA del lecho individual se describen en las Patentes Norteamericanas 4,065,272; 4,477,264; 5,228,888; 5,415,683; 5,658,371; 5,679,134; y 5,772,737; y en solicitud de Patente Japonesa Kokai Nos. H977502 y H10-1947080; y en la solicitud de Patente Europea EP 0 771 583 Al. Varios de los documentos anteriormente citados describen múltiples tanques de almacenamiento de gas para proporcionar gas de purga y de represurización . La Patente Norteamericana 5,370,728, La Patente Norteamericana 5,658,371, y la solicitud de Patente Europea EP 0 771 583 Al describen el uso de tanques dobles de almacenamiento de gas en sistemas de separación de aire de lecho individual para la recuperación de oxígenos. Un tanque almacena gas de espacio hueco o gas de despresurización parcial teniendo una pureza de oxigeno más baja y el otro tanque almacena gas de producto de oxigeno de pureza más alta. El gas almacenado que tiene una pureza de oxigeno mas baja es utilizado para la represurización parcial del adsorbedor, mientras que una porción del gas del producto de pureza más alta almacenado es utilizada para purgar el adsorbedor. La Patente Norteamericana 5,032,150 describe la recuperación de nitrógeno a partir de aire en un sistema de PSA, que utiliza múltiples tanques de almacenamiento de gas, en donde un tanque almacena gas rico en oxigeno para purgar el adsorbedor y el otro tanque almacena un producto rico en nitrógeno para desplazar el oxigeno del adsorbedor después de completar la purga . Los procesos de PSA del lecho individual y los sistemas descritos anteriormente proporciona la producción eficiente de un producto gaseoso enriquecido a partir de una mezcla de gas de alimentación, y las mejoras fomentarán el uso mas amplio de estos procesos de lecho individual y sistemas. En particular, el uso eficiente del gas de producto para purgar es importante con el fin de incrementar al máximo la recuperación del producto y reducir al mínimo el consumo de energía del soplador de alimentación/evacuación. La invención descrita a continuación y definida en las reivindicaciones que siguen ofrecen _ un proceso de PSA mejorado y un sistema en donde el gas de purga de un tanque de almacenamiento de gas producto es introducido al adsorbedor durante la despresurización, durante un período de presión de adsorbedor esencialmente constante y/o durante la represurización. La invención es un proceso de adsorción de presión oscilante para la separación de un gas de alimentación presurizado conteniendo al menos uno o más componentes fuertemente adsorbibles y por lo menos un componente menos fuertemente adsorbible, que comprende las etapas de: (a) introducir el gas de alimentación presurizado a una presión de alimentación hacia un extremo de alimentación del recipiente adsorbedor individual que contiene un adsorbente sólido, el cual preferencialmente adsorbe el componente más fuertemente adsorbible, retirar de un extremo de producto del recipiente del adsorbedor un gas efluente adsorbedor rico en el componente menos fuertemente adsorbible e introducir una porción de gas efluente adsorbedor a un tanque de almacenamiento de gas; (b) terminar la introducción del gas de alimentación presurizado hacia el recipiente adsorbedor y despresurizar el recipiente adsorbedor retirando el gas de un extremo del recipiente adsorbedor hasta que la presión en el mismo alcanza una presión de adsorbedor mínima; (c) continuar el retiro del gas del extremo del recipiente adsorbedor a través de evacuación, mientras que simultáneamente se introduce gas efluente adsorbedor almacenado desde el tanque de almacenamiento de gas hacia el otro extremo del recipiente adsorbedor, de manera que la presión en el recipiente del adsorbedor permanece esencialmente constante a la presión adsorbedora mínima ; (d) represurizar el recipiente adsorbedor de la presión de adsorbedor mínima a la presión de alimentación introduciendo uno o más gases de represurización en el recipiente adsorbedor, en donde por lo menos una porción de la represurización es efectuada en una etapa combinada de represurización/purga en donde el gas es evacuado de un extremo del recipiente adsorbedor, mientras que el gas es fuente de adsorbedor almacenado del tanque de almacenamiento es introducido hacia el otro extremo del recipiente del adsorbedor se incrementa a un valor intermedio a la presión de adsorbedor mínima y la presión de alimentación; y (e) repetir las etapas (a) a inciso (d) en una forma cíclica. El gas de alimentación puede ser aire, en donde el componente más fuertemente adsorbible es nitrógeno, y el componente menos fuertemente adsorbible es oxigeno. El proceso puede utilizar uno o mas adsorbentes sólidos seleccionados del grupo que consiste de zeolitas de intercambio de catión monovalentes o bivalentes que tiene una estructura de tipo A, de tipo X, o de mordenita.

Por lo menos una porción de la despresurización en la etapa (b) puede realizarse retirando el gas de espacio hueco rico en el componente menos fuertemente adsorbible. Si se desea, por lo menos en una porción de la despresurización en la etapa (b) puede ser efectuada ventilando el gas presurizado del recipiente adsorbedor hacia la atmósfera. Preferiblemente, al menos una porción de la despresuri~ación en etapa (b) es efectuada evacuando el recipiente adsorbedor a la presión adsorbedora mínima, en donde la presión adsorbedora mínima está por abajo de la presión atmosférica. Una porción de la represurización de la etapa (d) puede ser efectuada introduciendo el gas efluente adsorbedor almacenado del tanque de almacenamiento de gas hacia un extremo del recipiente adsorbedor, mientras que nada de gas es evacuado desde el otro extremo del recipiente adsorbedor. Además u opcionalmente, una porción de la represurización en la etapa (d) puede ser efectuada introduciendo gas de alimentación presurizado al extremo de alimentación del recipiente adsorbedor y simultáneamente introduciendo un gas efluente adsorbedor almacenado del tanque de almacenamiento de gas hacia el otro extremo del recipiente adsorbedor. Si se desea, una porción de la represurización en la etapa (d) puede ser efectuada a presiones de hasta presión atmosférica colocando un extremo del recipiente adsorbedor en comunicación de fluido con la atmósfera, de manera que el aire atmosférico fluye hacia el recipiente adsorbedor. Por lo menos una porción del gas efluente adsorbedor rico en el componente menos fuertemente adsorbible puede ser retirada como un gas de producto final durante la etapa (a) . Una porción del gas efluente adsorbedor almacenado del tanque de almacenamiento de gas es retirada como un gas de producto final durante las etapas (b) , (c) , y (d) . Opcionalmente, al menos una porción del gas de espacio hueco rico en el componente menos fuertemente adsorbíble puede ser retirada como un gas de producto final durante la etapa (b) . En la modalidad alternativa de la invención es un proceso de adsorción de presión oscilante para la separación de un gas de alimentación presurizado conteniendo al menos un componente más fuertemente adsorbible y por lo menos un componente menos fuertemente adsorbíble, el cual comprende las etapas de: (a) introducir el gas de alimentación presurizado a una presión de alimentación hacia un extremo de alimentación de un recipiente adsorbedor individual conteniendo un adsorbente sólido, el cual preferencialmente adsorbe al componente más fuertemente adsorbible, retirar de un extremo de producto del recipiente adsorbedor un gas efluente adsorbedor rico en el componente menos fuertemente adsorbible, e introducir una porción del gas efluente adsorbedor a un tanque de almacenamiento de gas; (b) terminar la introducción del gas de alimentación presurizado hacia el recipiente adsorbedor, despresurizar el recipiente adsorbedor durante el periodo de despresurización retirando el gas de un extremo del recipiente del adsorbedor hasta que la presión en el mismo alcance a una presión adsorbedora mínima, y durante al menos una porción del periodo de despresurizacíón introduciendo el gas efluente adsorbedor almacenado de un tanque de almacenamiento de gas hacia el otro extremo del recipiente del adsorbedor; (c) represurizar el recipiente adsorbedor de la presión adsorbedora mínima a la presión de alimentación introduciendo uno o más gases de represurización en el recipiente adsorbedor; y (d) repetir las etapas (a) y (c) en una forma cíclica . La invención incluye un sistema de adsorción de presión oscilante para la separación de un gas de alimentación conteniendo al menos un componente fuertemente adsorbible y por lo menos un componente menos fuertemente adsorbible, el cual comprende: (a) un recipiente adsorbedor individual conteniendo un adsorbente sólido, el cual preferencialmente adsorbe al componente más fuertemente adsorbible, en donde el recipiente tiene un extremo de alimentación y un extremo de producto; (b) un soplador, válvula, y medios de tubería para (1) introducir el gas de alimentación hacia al extremo de alimentación del recipiente adsorbedor y (2) retirar un gas de evacuación del extremo de alimentación del recipiente adsorbedor; (c) medios de tubería para retirar un gas efluente adsorbedor rico en el componente menos fuertemente adsorbible del extremo de producto del recipiente adsorbedor; (d) un tanque de almacenamiento de gas para mantener una porción del gas efluente adsorbedor retirado del extremo del producto del recipiente adsorbedor; (e) medios de tubería para introducir la porción del gas efluente adsorbedor hacia el tanque de almaceneimiento de gas y para transferir el gas efluente adsorbedor desde el tanque de almacenamiento de gas hacia el recipiente adsorbedor; (f) medios de válvula para aislar el tanque de almacenamiento de gas del recipiente adsorbedor; (g) medios de tubería y de válvula para retirar por lo menos una porción del gas efluente adsorbedor como un gas de producto final rico en el componente menos fuertemente adsorbible; (h) medios de control asociados con los medios de válvula de (b) y (f) para regular una etapa de represurización-purga combinada donde el gas es evacuado desde el extremo del recipiente adsorbedor, mientras el gas efluente adsorbedor almacenado del tanque de almacenamiento es introducido al otro extremo del recipiente adsorbedor de manera que la presión en el recipiente del adsorbedor se incrementa a un valor intermedio en la presión de adsorbedor mínima y la presión de alimentación. Los medios de control de (h) también pueden regular las etapas de (1) introducir el gas de alimentación al extremo de alimentación del recipiente adsorbedor y (2) retirar el gas de evacuación del extremo de alimentación del recipiente adsorbedor. Los medios de control de (h) • también pueden regular los medios de válvula de (f) para el aislamiento del tanque de almacenamiento de gas a partir del recipiente adsorbedor. Los medios de control (h) también pueden regular los medios de válvula de (b) y (f) para evacuar el gas de un extremo del recipiente de adsorbedor y simultáneamente introducir el gas efluente adsorbedor almacenado desde el tanque de almacenado de gas hacia al otro extremo del recipiente adsorbedor de manera que la presión en el recipiente adsorbedor permanece esencialmente a la presión de adsorbedor mínima. Además, los medios de control de (h) también pueden regular los medios de válvula de (b) y (f) para introducir el gas efluente adsorbedor almacenado del tanque de almacenamiento de gas hacia un extremo del recipiente adsorbedor mientras que nada de gas es evacuado del otro extremo del recipiente adsorbedor. Finalmente, los medios de control de (h) también pueden regular a los medios de válvula de (b) y (f) para introducir gas de alimentación presurizado al extremo de alimentación del recipiente adsorbedor y simultáneamente introducir el gas efluente adsorbedor almacenado del tanque de almacenamiento de gas hacia el otro extremo del recipiente adsorbedor. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es un diagrama de flujo esquemático de una modalidad de la presente invención. La Figura 2 es una gráfica de presiones de tanque adsorbedor y de almacenamiento de gas contra el tiempo del proceso de la presente invención. La Figura 3 es una gráfica de presiones de adsorbedor y tanque de almacenamiento de gas contra tiempo para un ciclo de proceso alternativo de la presente invención. La Figura 4 es una gráfica de la presión de recipiente adsorbedor contra tiempo durante las etapas de purga del ciclo de proceso de la Figura 3.

La Figura 5 es una gráfica de los caballos de fuerza del soplador de vacío contra tiempo durante las etapas de purga del ciclo de proceso de la Figura 3. La Figura 6 es un diagrama de flujo esquemático de una modalidad alternativa de la presente invención. La Figura 7 es una gráfica de presiones de adsobedor y de tanque de almacenamiento de gas contra tiempo para el ciclo de proceso de la Figura 3, utilizando un canque de almacenamiento de gas individual (Figura 1) comparado con el mismo ciclo utilizando tanques dobles de almacenamiento de gas (Figura 6) . La presente invención es un proceso de PSA el cual utiliza una única y benéfica combinación de etapas de alimentación cíclica, despresurización, evacuación, purga y represurización para proporcionar un producto de gas final rico en uno de los componentes de alimentación. El proceso se describe a continuación haciendo referencia al sistema de adsorción de presión oscilante mostrado esquemáticamente en la Figura 1. En las descripciones de las modalidades ele la presente invención dadas en la presente, se utilizan los siguientes significados que están asociados con términos específicos . Una etapa de alimentación ocurre durante el tiempo en el cual el gas de alimentación presurizado es introducido al recipiente adsorbedor. La despresurización es definida como el retiro del gas del recipiente adsorbedor acompañado por la reducción de la presión del adsorbedor. La despresurización puede realizarse ventilando el gas a partir de una presión superatmosferica directamente hacia la atmósfera o a otro recipiente de proceso o volumen encerrado, el cual está a una presión más baja. La despresurización también puede lograrse a través de evacuación, definida como el retiro del gas del adsorbedor a través de medios mecánicos tales como una bomba de vació o soplador. La evacuación puede realizarse sobre cualquier escala de presiones de adsorbedor, pero típicamente se realiza a presiones subatmósfericas, es decir, bajo vació. La represurización es definida como la introducción del gas al recipiente adsorbedor acompañada por una presión se adsorbedor en incremento. La purga se define como la introducción de un gas de purga, típicamente un gas de producto, hacia un extremo del adsorbedor mientras un gas es efluente retirado del otro extremo del recipiente. La purga puede realizarse a cualquier presión, pero es mas efectiva a presiones subatmosfericas . Como se describirá mas adelante, la purga puede llevarse a cabo durante la despresurización, evacuación o represurización, de está manera la presión de adsorbedor puede incrementarse, reducirse, o permanecer constante durante cualquier porción de una etapa de purga.

El gas de espacio de hueco es definido como qas no adsorbido contenido dentro del volumen intersticial o entre partículas dentro del recipiente adsorbedor, e incluye gas en la tubería y el volumen muerto del recipiente, el cual no está ocupado por el adsorbente. El gas efluente del recipiente adsorbedor, ei cual también puede ser definido como un gas de producto de adsorbedor es almacenado en un tanque de almacenamiento de gas de producto. El retiro de gas a partir de este tanque para consumo externo se define como un producto de gas final. Las etapas de proceso de la primera modalidad de la invención se describen con detalle a continuación haciendo referencia a la Figura 1. La descripción se ilustra a través de la recuperación del oxigeno a partir del aire, pero el proceso puede ser utilizado para separar otras mezclas de gas como se explica más adelante. 1) Alimentación de Aire El aire atmosférico, preferiblemente filtrado a través de métodos conocidos para remover material en partículas peligroso, fluye a través de la línea de alimentación 1, silenciador de entrada 3, línea 5, válvula abierta 7, y línea 9 hacia la entrada del soplador 11. El soplador 11, el cual típicamente es un soplador de tipo Roots de lóbulo giratorio, comprime el aire a una presión de alimentación típicamente en escala de 18 a 1.2654 a 1.6169 Kg/cm2a (23 psia) un post-enfriador (no mostrado) siguiendo al soplador opcionalmente puede ser utilizado. El qas de alimentación presurizado fluye a través de lá válvula abierta 15 y a través de las líneas 17 y 19 hacia el recipiente adsorbedor 21 conteniendo el material adsorbente, el cual selectivamente adsorbe nitrógeno, un componente más fuertemente adsorbido en la alimentación de aire. El recipiente adsorbedor 21 inicialmente está una presión intermedia típica de aproximadamente 1.015 a 1.08965 Kg/cm2a (14.5 a 15.5 psia) como resultado de una etapa de represurización previa (descrito más adelante) , y las presiones en el recipiente adsorbedor 21 y el tanque de almacenamiento de gas 31 es esencialmente igual. El aire de alimentación presurizado incrementa la presión en el recipiente adsorbedor a la presión de adsorción completa de aproximadamente 1.2654 a 1.6169 Kg/cm2a (18 a 23 psia) durante un periodo de aproximadamente 13 a 20 segundos. El agua presente en el aire atmosférico puede ser removida corriente arriba del recipiente adsorbedor 21 a través de métodos conocidos, o alternativamente puede ser removida al uso de una capa de adsorbente en el extremo de red de adsorbedor, el cual preferencialmente adsorbe agua. A medida que la alimentación de aire presurizado pasa a través del recipiente adsorbedor, este es rico en oxigeno, un componente menos fuertemente adsorbido en la alimentación de aire. El efluente adsorbedor rico en oxigeno típicamente conteniendo de 85 a 95% volumen de oxigeno es retirado a través de la línea 23, válvula 25, y línea 27. Una porción del gas efluente adsorbedor fluye a través de la línea 29 hacia el tanque de almacenamiento de gas Jl . El resto pasa a través de la válvula de control de flujo 33 y la línea 35 para proporcionar un gas de producto de oxigeno final . La etapa de alimentación de aire continua hasta que el adsorbente llega aun nivel predeterminado de ruptura de nitrógeno y antes de completar el equilibrio de adsorción con el aire de alimentación rico en adsorbente. En este punto, la etapa de alimentación de aire es terminado cerrando la válvula 15 y abriendo la válvula 39. La duración típica de la etapa de alimentación de aire es de aproximadamente 13 a 20 segundos . El recipiente adsorbedar 21 contiene un o más adsorbentes, los cuales preferencialmente adsorben nitrógeno y de está manera enriquecen al efluente adsorbedor con oxigeno. Estos adsorbentes pueden ser seleccionados del grupo que consiste de zeolitas de intercambio de catión monovalentes o bivalentes teniendo una estructura de tipo A, tipo X, o de mordenita. Los ejemplos específicos son zeolitas de tipo NaX, NaA, CaX y CaA 2. Despresurización Parcial/Proporción de Producto Durante esta corto etapa de aproximadamente 0.5 a 2.0 segundos, el recipiente adsorbedor 21 es concurrentemente despresurizado (es decir, en la misma dirección de flujo como la etapa de alimentación) en aproximadamente 0.01406a a 0.07 Kg/cm^a (0.2 a 1.0 psi) en donde el gas de espacio hueco rico en oxigeno (y una pequeña cantidad de nitrógeno desadsorbido) fluye a través de la línea 27 como producto de oxigeno adicional. Este etapa, la cual es opcional, recupera al producto de oxigeno valioso y elimina el ruido que podría ocurrir si el gas fuera hacer ventilado hacia la atmósfera. Este etapa termina cerrando la válvula 25 y abriendo la válvula 37. 3. Despresurización Adicional El gas adicional es retirado contra concurrentemente (es decir, en una dirección opuesta a la dirección de flujo de la etapa de alimentación) para despresurizar además al adsorbedor y desadsorber el nitrógeno adsorbido durante la etapa de alimentación de aire, regenerando así el adsorbente para el siguiente etapa de alimentación de aire. Este gas es removido a través de la línea 19, válvula 37, y línea 9 a través del soplador 11, el cual descarga el gas de despresurización a través de la línea 13, válvula 39, línea 41 y silenciador 43, a partir del cual es ventilado hacia la atmósfera a través de la línea -J 5. La evacuación continua hasta que una presión adsorbedora mínima de aproximadamente 0.2812 a 0.5624 Kg/cm2a (4 a 8 psia) es obtenida. Alternativamente, el recipiente adsorbedor 21 puede ser parcialmente despresurizado en forma directa hacia la atmósfera a través de las válvulas de abertura 7, 15, '37 (y de preferencia también la válvula 39) . Esto podría permitir velocidades de flujo más altas y una desadsorción más rápida. Cuando la presión de adsorbedor alcanza la presión atmosférica las válvulas 7 y 15 se pueden cerrar con la válvula 39 permaneciendo abierta, después de lo cual, la despresurización adicional podría ser completada a través de evacuación utilizando el soplador 11 como se describe anteriormente. La etapa de despresurización adicional es típicamente de 20 a 36 segundos de duración, y se termina abriendo parcialmente la válvula 25. 4. Purga de Producto Contra Corriente Un flujo del gas de producto del tanque de almacenamiento de gas 31 es extraído a través de la válvula parcialmente abierta 25 para proporcionar una purga contracorriente, la cual barre el adsorbente y desadsorbe adicionalmente el nitrógeno residual. La velocidad de emisión de gas de purga es controlada a la capacidad del soplador 11 de manera que la presión en el recipiente del adsorbedor 21 permanece esencialmente constante a la presión mínima del adsorbedor de entre aproximadamente 0.2112 a 0.5624 Kg/cirra (4 a 8 psia) el termino esencialmente constante como se utiliza en la presente significa que la presión de adsorbedor varia por lo mas de aproximadamente + 0.03515 Kgcrrra (0.5 psi) durante esta etapa de purga. La duración de la etapa de purga es de entre aproximadamente 3 y 10 segundos, y la etapa se termina abriendo completamente la válvula 25. 5. Purga de Producto Contracorriente y Represurización de Producto Parcial El gas de producto fluye a través de la válvula 25 totalmente abierta y hacia el recipiente adsorbedor 21 a una velocidad más rápida que soplador 11 puede expulsar el gas, incrementando así la presión en el recipiente. Esta etapa dura alrededor de 2 a 5 segundos, durante lo cual la presión en el recipiente de adsorbedor se incrementa de aproximadamente 0.10545 a 0.2109 Kg/cm2a (1.5 a 3.0 psi) a una" presión intermedia. Durante este periodo, la purga del recipiente adsorbedor 21 continua, la cual barre al adsorbente y desadsorbe el nitrógeno residual. Al incrementar la presión del adsorbedor durante la etapa de purga, el consumo de energía del soplador 11 es enormemente reducido. Además, al elevar la presión del lecho durante la etapa de represurización extiende la duración de la etapa, y permite una represurización más lenta. Esto a su vez ayuda a empujar al nitrógeno residual de atrás hacia delante hacia la entrada de adsorbedor y reduce el tiempo total del ciclo. La etapa se termina cerrando la válvula 37 y abriendo la válvula 7, dejando en reposo de está manera al soplador 11. 6. Represurización de Producto El gas de producto del tanque de almacenamiento de gas 31 fluye a través de las líneas 27 y 29, válvula 25, y línea 23 hacia el recipiente adsorbedor 21, incrementando así la presión en el recipiente de aproximadamente 0.5624 a 1.0545 Kg/cm-'a (8 a 15 psia) el nivel de represurización de producto determina la pureza del producto obtenido en la etapa de alimentación de aire; la represurización más alta producirá un producto de pureza superior. Esta etapa de represurización de producto generalmente tiene una duración de 3 a 6 segundos, y se termina abriendo la válvula 15 y cerrando la válvula 39. 7. Represurización de Extremo Doble La represurización del recipiente adsorbedor 21 continua con el gas de producto fluyendo contraconcurrentemente hacia el recipiente desde el tanque de almacenamiento de gas 31, mientras que simultáneamente el aire de alimentación presurizado fluye hacia el recipiente desde el soplador de alimentación 11 a través de la línea 13, válvula 15, línea 17, y línea 19. Esto continua hasta que la presión en el recipiente adsorbedor 21 y el tanque de almacenamiento de gas 31 se iguala a una presión típica de aproximadamente 1.0545 a 1.3357 g/cm2a (15 a 19 psia) .

Alternativamente, la represurización parcial con aire puede ser efectuada a una presión de adsorbedor subatmosferica conectando el recipiente adsorbedor 21 a la atmósfera con las válvulas 15, 37, y 39 abiertas (y preferiblemente la válvula 7 también abierta) de manera que el aire es extraído hacia el adsorbedor hasta que la presión en el mismo alcanza la presión atmosférica. Además, la represurización por el soplador 11 entonces podría continuar a presión superatmosferica cerrando las válvulas 37 y 39 hasta que las presiones en el recipiente adsorbedor 21 y el tanque de almacenamiento de gas 31 se igualan a aproximadamente 1.3357 a 1.6872 Kg/crrra (19 a 24 psia) . La duración de la etapa de represurización de extremo doble es de aproximadamente 2 a 6 segundos . A medida que el aire de alimentación presurizado continua fluyendo hacia el adsorbedor, el efluente adsorbedor rico en oxigeno comienza a fluir fuera del adsorbedor. En este punto, la etapa de represurización de extremo doble es completa, y la etapa de alimentación de aire 1 se inicia y el ciclo se repite. Durante las etapas 1 a 7 descritos anteriormente, el gas de producto de oxigeno final es retirado continuamente a través de la válvula 33 y línea 35. Durante las etapas 1 y 2, el flujo de gas total del recipiente adsorbedor 21 a través de la líneas 23 y 27 proporciona gas al tanque de almacenamiento 31 a través de la línea 29 y el producto de oxigeno a través de la línea 35. Durante las etapas 3 a 7, el producto de gas de oxigeno final es retirado del tanque de almacenamiento de gas 31 a través de la líneas 29 y 35. Durante las etapas 4 a 7, el gas también es retirado del tanque de almacenamiento de gas 31 a través de la líneas 29 y 27 para la purga de recipiente de adsorbente y represurización. El tanque de almacenamiento de gas 31 está diseñado para hacer de un volumen suficiente para proporcionar la purga y la represurización del gas mientras que provee el producto de oxigeno final a la presión requerida y velocidad de flujo. El ciclo de PSA descrito anteriormente es operado a través de la válvulas 7, 15,25,37, y 39, las cuales se abren y se cierran en tiempos requeridos a través de señales de control a partir del sistema de control 51 utilizando sistemas de hardware y software conocidos en la técnica. Se puede utilizar cualquier controlador a base de microprocesador, el cual tenga capacidad digital tanto como de señal análoga, y el software puede ser fácilmente desarrollado utilizando paquetes comercialmente disponibles, standard. Un resumen del ciclo PSA descrito anteriormente se presenta en la tabla 1, la cual indica la posición de válvula y la duración para cada etapa de ciclo para el ciclo anteriormente descrito. Una gráfica de las presiones absolutas en el recipiente adsorbedor 21 y el tanque de almacenamiento de gas 31 como una función de tiempo se muestra en la Figura 2. TABLA 1 Resumen de Posición de Ciclo y Válvula (Periodos de Tiempo a Partir de la Figura 2) Posición de Válvula 0 = Abierta PO = Abierta Parcialmente C = Cerrada El tiempo total del ciclo t0-tf típicamente se encuentra en la escala de 45 a 85 segundos. Durante la etapa de despresurización adicional (3), la presión de adsorbedor cae de la presión de alimentación de adsorbedor aproximadamente a presión atmosférica durante el periodo de t?-t3 y después es evacuada a la presión adsorbedora mínima durante el periodo t3-t4. En una modalidad alternativa de la invención, un flujo del gas de producto del tanque de almacenamiento de gas 31 es retirado a través de la válvula 25 parcialmente abierta durante por lo menos una porción de la etapa de despresurización adicional (3) para proporcionar un ?jas de purga contracorriente, el cual barre el adsorbedor y desadsorbe el nitrógeno residual. La velocidad de flujo del gas de purga se controla a través de la válvula 25, de manera que la presión en el recipiente adsorbedor 21 continua para reducirse por el retiro de gas neto del recipiente. Un resumen de este ciclo alternativo se presenta en la Tabla 2 la cual indica la posición de válvula y el tiempo para cada etapa de ciclo para el ciclo. Una gráfica de las presiones absolutas en el recipiente adsorbedor 21 y el tanque de almacenamiento de gas 31 como una función del tiempo se muestra en la Figura 3. La duración de este etapa de despresurización/purga (3a) puede ser de entre aproximadamente 2 y aproximadamente 6 segundos. Mientras la etapa de purga/despresurización se muestra en la Tabla 2 y Figura 3 como ocurriendo inmediatamente antes de que el adsorbedor alcance su presión mínima, la etapa puede ocurrir durante cualquier porción del caso de despresurixación adicional entre t2 y t . Tabla 2 Resumen de Posición de Ciclo y Válvula (Periodos de Tiempo a Partir de la Figura 3) Posición de Válvula 0 = Abierta PO = Abierta Parcialmente C = Cerrada El tiempo total de ciclo de to_tF típicamente está en la escala de 40 a 85 segundos. De está manera, un aspecto adicional de la presente invención es la introducción de gas de purga del tanque de almacenamiento de gas de producto 31, mientras el adsorbedor está siendo despresurizado en las etapas (3) y/o (3a), mientras que el adsorbedor está siendo evacuado a la presión adsorbedora mínima en la etapa (4), o durante la purga de producto contracorriente y la represurización de producto parcial en la etapa (5) . Son posibles varias opciones de purgas alternativas en donde el gas de purga es introducido hacia el recipiente adsorbedor 21 a partir del tanque de almacenamiento de gas 31 durante cualquiera, o una combinación de las etapas (3), (3a), (4), y (5). Preferiblemente, el gas de purga es introducido durante las etapas (4) y (5) como se describió en la primera modalidad de la invención descrita anteriormente. Alternativamente, el gas _ de purga puede ser introducido solamente durante las etapas (3a) , (4) , y (5) .

EJEMPLO El sistema de PSA de lecho individual de la Figura 1 se opero de acuerdo con el ciclo de la Tabla 2 y Figura 3. Se utilizo un recipiente adsorbedor individual, el cual contuvo 272.4 Kg (600 lbs) de alúmina activada (cargada en el extremo de entrada para la remoción de agua) y 1589 Kq (3500 lbs) de una adsorbente de zeolita de tipo X, en donde aproximadamente 85.6% del contenido de ion intercambiable es litio, aproximadamente 8.0% es zinc, y el resto es sodio y potasio. El sistema de PSA se opero para producir 5 toneladas/día de producto de oxigeno al 90% en volumen y utilizo un volumen de tanque de almacenamiento de producto de 700 pies cúbicos. Los perfiles de presión de adsorbedor y de tanque de almacenamiento de gas fueron determinados como se muestra en la Figura 2. La operación durante las etapas (3a), (4), y (5) se verifico cercanamente y los datos de operación fueron obtenidos para la presión de adsorbedor y velocidades de flujo de gas de evacuación y composiciones. La energía del soplador se calculo a partir de las presiones de gas medidas y las velocidades de flujo. Los datos medidos y calculados se presentan en la Tabla 3 a continuación.

Tabla 3 Datos de Operación para las Etapas (3a) , (4) y (5) El perfil de presión de adsorbedor y la energía de vació del adsorbedor como funciones de tiempo transcurrido se muestran para las etapas de purga 3a, 4, y 5 en las Figuras 4 y 5 respectivamente. Estos datos ilustran el beneficio de la purga/represurización simultanea (etapa 5), en donde la energía especifica del soplador de vació se reduce significativamente durante este etapa. Además, la despresurización parcial durante la purga reduce la duración del periodo de regeneración total (etapas 3 al 7 de la Tabla 1) comparado con el ciclo en donde se realizan las etapas de purga y de represurización. Una modalidad alternativa, y opcional de la invención se muestra en el diagrama de flujo esquemático de la Figura 6. En está modalidad, se utiliza un tanque de almacenamiento de gas de producto adicional 32 para completar el tanque de almacenamiento de gas 31. El tanque de almacenamiento de gas 32, el cual está conectado a la línea de efluente adsorbedor 27 a través de la línea 28 y válvula unidireccional 30, puede ser integrado con el tanque de almacenamiento de gas 31 como se muestra o puede ser un tanque separado. El volumen de tanque 31 típicamente es dos o más veces el volumen del tanque 32. La válvula unidireccional 30 permite el flujo hacia el tanque de almacenamiento de gas 32 solamente cuando la presión de gas en la línea 28 (y de está manera la presión de gas en la línea 29 y el tanque de almacenamiento de gas 31 también) es ligeramente mayor que la presión en el tanque de almacenamiento de gas 32 por la pequeña presión diferencial de (0.0175 a 0.03515 Kg/cm. (0.25 a 0.5 psi) típicamente) requerida para abrir la válvula de unidireccional 30. Esto asegura que la presión de gas en el tanque de almacenamiento de gas 31 siempre es menor que o aproximadamente igual a la presión en el tanque de almacenamiento de gas 32, evita el flujo de regreso del gas desde el tanque 32 hacia la línea 28, y asegura que el flujo de gas fuera del tanque 32 solamente sea a través de la válvula de control de flujo 33 y la línea 35. Durante las etapas de ciclo (1) y (2) descritos anteriormente en las Tablas 1 y 2, durante lo cual la presión en el recipiente adsorbedor 21 es mayor que la presión en los tanques de almacenamiento de gas 31 y 32, el gas de producto de efluente adsorbedor fluye a través de la línea 29 hacia el tanque de almacenamiento de gas 31 y a través de la línea 28 y la válvula unidireccional 30 hacia el tanque de almacenamiento de gas 32. El gas de producto final es continuamente retirado a través de la válvula de control de flujo 33 y la línea 35. La presión mínima en el tanque de almacenamiento de gas 32 se selecciona de algunos Kg/cm2 (psi) por arriba de la presión requerida del gas de producto final en la línea 35. Durante la etapa 3 de cualquier ciclo en las Tablas 1 y 2, durante el cual la válvula 25 se cierra, las presiones en los tanques 31 y 32 serán aproximadamente iguales y se reducirán aproximadamente la misma velocidad como el gas de producto es retirado a través de la línea 35. Cuando la purga es iniciada en la etapa (4) de la Tabla 1 o etapa (3a) de la Tabla 2 abriendo la válvula 25, la presión de gas se reducirá más rápidamente a medida que el gas fluye fuera del tanque 31, y la válvula unidireccional 30 se cerrara aislando así al tanque 32 del tanque 31. La presión en el tanque 32 caerá a una velocidad dictada por la velocidad de flujo de producto requerida a través de la válvula de control 33 y linea 35, mientras que la presión en el tanque 31 caerá más rápidamente a una velocidad dictada por la velocidad de purga requerida a través de la válvula 25 y hacia el recipiente adsorbedor 21. Este aspecto de la invención permite el uso de gas de presión más baja del tanque 31 para purga, mientras que utiliza gas a presión más alta del tanque 31 para el producto final, que es un uso más eficiente de presión de gas disponible que el uso anteriormente descrito del tanque de almacenamiento de gas individual de la Figura 1. Este aspecto a su vez se traduce a un requerimiento de energía reducida para la operación del soplador 11 en el modo de vació o de evacuación. En está modalidad, el recipiente adsorbedor 21 es presurizado durante la etapa (7) ya sea del ciclo en las Tablas 1 y 2 introduciendo el gas de alimentación a través de la línea 19 y el gas de producto del tanque 31 a través de la línea 23. Después de que las presiones en el adsorbedor 19 y tanque 31 se igualan, el producto de gas efluente adsorbedor 19 fluirá a través de línea 29 hacia el tanque 31. Cuando la presión en el tanque 31 alcanza la presión en el tanque 32 (más la pequeña presión diferencial necesaria para abrir la válvula unidireccional 30) , el gas de producto de la línea 27 fluirá hacia .ambos tanques 31 y 32 hasta que el ciclo de la Tabla 1 o Tabla 2 se complete en el tiempo t¿. El siguiente ciclo después prosigue con se hizo anteriormente. Una comparación de los perfiles de presión del tanque de almacenamiento de gas de producto individual 31 (Figura 1) y el tanque de almacenamiento de gas de producto 32 en la alternativa de tanque doble opcional de la Figura 5, se dan en la Figura 7. Se puede ver que la presión en el tanque de almacenamiento de gas de producto 32 (Figura 6) fluctúa menos que la presión en el tanque de almacenamiento de gas de producto 31 (Figura 1), ya que nada de gas es retirado del tanque 32 para purga. Esto permite el uso más eficiente de presión de gas disponible en el tanque 31 de la Figura 6 para purga comparado con el uso anteriormente descrito del tanque de almacenamiento de gas individual 31 de la Figura 1, ya que el gas puede ser retirado del tanque 31 de la Figura 6 a presiones más bajas que en el tanque 31 de la Figura 1. Este aspecto a su vez se traduce a un requerimiento de energía reducida para la operación del soplador 11 en un modo de vació o de evacuación. El gas de producto almacenado puede ser utilizado más eficientemente ya que el gas de purga y represurización puede ser provisto a presiones más bajas que si se utilizara un tanque de producto individual. Además, la presión de gas de producto final puede ser controlada más efectivamente ya que la presión del gas almacenado para este propósito fluctúa sobre una escaia más pequeña durante cada ciclo de proceso, y de está manera el volumen de recipiente de almacenamiento de gas y el costo pueden verse reducidos. La modalidad de la Figura 6 utilizando tanques de almacenamiento de gas de producto doble opcional no están restringidos a los ciclos de proceso de adsorbedor individual, descritos anteriormente, y puede ser utilizado con cualquier ciclo de proceso de adsorción utilizando uno o más recipientes de adsorbedor. El uso opcional de los tanques de almacenamiento de gas de producto doble permite, ( 1 ) un suministro constante de gas de producto a una presión requerida durante periodos cuando ningún recipiente adsorbedor está operando en la etapa de alimentación, y (2) el uso del gas de producto almacenado a presiones más bajas para purgar recipientes de adsorbedor. Los ciclos de proceso de PSA de la presente invención se describirán anteriormente para la aplicación preferida de separación de aire para la producción de oxigeno. Estos ciclos de proceso también pueden ser utilizados para la separación de otras mezclas de gas utilizando adsorbentes apropiados y tiempos de ciclos apropiados. El proceso puede ser aplicado, por ejemplo, en la recuperación de hidrogeno de pureza moderada a partir de gases malolientes de refinería de petróleo, en el secado de aire, y en la remoción de hidrocarburos más pesados a partir de gas natural. Los adsorbentes útiles para estas operaciones incluyen carbón activado, zeolitas de tipo A y X y mordenita. De está manera, el proceso PSA de la presente invención ofrece un método eficiente para la separación de gas para producir un producto conteniendo alrededor de 80-95% en volumen del componente de producto principal a recuperaciones de aproximadamente 40-75%. Un aspecto benéfico de la invención es la introducción de gas de purga del tanque de almacenamiento de gas de producto 31 hacia el adsorbedor, mientras que adsorbedor está siendo despresurizado en las etapas (3) y/o (3a), mientras el recipiente adsorbedor 21 está siendo evacuado a la presión adsorbedora mínima en la etapa (4), o durante la purga de producto contracorriente y la represurización de producto parcial en la etapa (5) . Varias operaciones de purga alternativas son posibles, en donde el gas de purga es introducido al adsorbedor a partir del tanque de almacenamiento de gas 31 durante cualquiera o todos las etapas (3), (3a), (4), y (5). El sistema de adsorción del lecho individual es simple y debajo capital comparado con los sistemas de lechos múltiples requeridos para pureza y recuperación de producto superiores. El sistema de lecho individual de la presente invención es más simple que los sistemas existentes. El uso de un tanque amortiguador individual, una válvula de purga represurización de producto individual y un soplador individual simplifican la operación del sistema. Las etapas de proceso de purga y de represurización combinadas ofrecen un sistema más eficiente con un tiempo de ciclo total más corto incrementando así la productividad adsorbente la cual es definida como el volumen de producto gaseoso por volumen unitario de adsorbente. La primera purga dirige la mayor parte del agua y dióxido de carbono adsorbido cerca de la entrada del lecho adsorbente, y la desadsorción del nitrógeno requiere purga mediante vació a una presión más alta que la típica que en la técnica anterior. Al utilizar la etapa de purga de presión más alta, es posible regenerar el lecho de adsorbedor eficientemente a costos de energía más bajos. La etapa de desadsorción concurrente ahorran gas de producto valioso atrapado en el volumen de hueco de lecho incrementando así la recuperación del producto. La etapa de represurización de extremo doble enormemente reduce los tiempos de represurización permitiendo así tiempos de ciclo más rápidos y una mejor productividad adsorbente. Las características esenciales de la presente invención se describen completamente en la siguiente descripción. Un aspecto en la técnica puede entender la invención y hacer varias modificaciones sin apartarse del espíritu básico de la misma, y sin desviar el alcance y equivalentes de las reivindicaciones anexas .

Claims (21)

1. REIVINDICACIONES 1. Un proceso de adsorción de presión oscilante para la separación de un gas de alimentación presurizado que contiene por lo menos un componente más fuertemente adsorbible y por lo menos un componente menos fuertemente adsorbible, el cual comprende las etapas de: (a) introducir el gas de alimentación presurizado a un extremo de alimentación de un recipiente adsorbedor individual que contiene un adsorbente sólido, el cual preferencialmente adsorbe el componente más fuertamente adsorbible, retirando de un extremo de producto del recipiente adsorbedor un gas efluente adsorbedor rico en el componente menos fuertemente adsorbible, e introduciendo una porción del gas efluente adsorbedor hacia un tanque de almacenamiento de gas; (b) terminar la introducción del gas de alimentación presurizado al recipiente adsorbedor y despresurizar el recipiente adsorbedor retirando el gas de un extremo del recipiente adsorbedor hasta que la presión en el mismo alcanza una presión adsorbedora mínima; (c) continuar el retiro del gas del extremo del recipiente adsorbedor a través de evacuación mientras que simultáneamente se introduce el gas efluente adsorbedor almacenado del tanque de almacenamiento de gas hacia el otro extremo del recipiente adsorbedor, de manera que la presión en el recipiente de adsorbedor permanece esencialmente constante a la presión de adsorbedor mínima; (d) represurizar el recipiente adsorbedor de la presión de adsobedor mínima a la presión de alimentación introduciendo uno o más gases de represurización en el recipiente adsorbedor, en donde por lo menos una porción de la represurización se efectúa en una etapa de represurización-purga combinado en donde el gas es evacuado del extremo del recipiente adsorbedor mientras que el gas efluente adsorbedor almacenado del tanque de almacenamiento es introducido al otro extremo en que, la presión en el recipiente adsorbedor se incrementa a un valor intermedio de la presión de adsorbedor mínima y la presión de alimentación; y (e) repetir las etapas (a) a (d) en un forma cíclica .
2. 2. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el gas de alimentación es aire, el componente más fuertemente adsorbible es nitrógeno y el componente menos fuertemente adsorbible es oxigeno.
3. 3. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 caracterizado porque el adsorbente sólido se selecciona del grupo que consiste de zeolitas de intercambio de catión monovalentes o bivalentes que tienen
4. 4. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque por lo menos una porción de la despresurización en la etapa (b) es efectuada retirando el gas de espacio hueco rico en el componente menos fuertemente adsorbible.
5. 5. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque por lo menos una porción de despresurización en la etapa (b) es efectuada ventilando el gas despresurizado del recipiente del adsorbedor hacia la atmósfera.
6. 6. EL proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque por lo menos una porción de la despresurización en la etapa (b) es efectuada evacuando el recipiente adsorbedor a la presión adsorbedora mínima.
7. 7. El proceso de conformidad con la reivindicación 6 caracterizado porque la presión adsorbedora mínima está por abajo de la presión atmosférica.
8. 8. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque una porción de la despresurización d la etapa (d) es efectuada introduciendo gas efluente adsorbedor almacenado desde el tanque de almacenamiento de gas hacia un extremo del recipiente de adsorbente, mientras que nada de gas es evacuado del otro extremo del recipiente adsorbedor.
9. 9. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque una porción de la represurización en la etapa (d) es efectuada introduciendo un gas de alimentación presurizado en el extremo de alimentación del recipiente del adsorbedor y simultáneamente introduciendo el gas efluente adsorbedor almacenado del tanque de almacenamiento de gas hacia el otro extremo del recipiente del adsorbedor.
10. 10. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque una porción de la despresurización en la etapa (d) se efectúa a presiones de hasta presión atmosférica colocando un extremo del recipiente del adsorbedor en comunicación de fluido con la atmósfera, de manera que el aire atmosférico fluye hacia el recipiente adsorbedor.
11. 11. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque al menos una porción del gas efluente adsorbedor rico en el componente menos fuertemente adsorbible es retirada como un gas de producto final durante la etapa (a) .
12. 12. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque una porción del gas efluente de adsorbente almacenado del tanque de almacenamiento de gas es retirado como un gas de producto final durante las etapas (b), (c), y (d) .
13. 13. El proceso de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque al menos una porción del gas de hueco rico en el componente menos fuertemente adsorbible es retirado como un gas de producto final durante la etapa (b) .
14. 14. Un proceso de adsorción de presión oscilante para la separación de un gas de alimentación presurizado que contiene al menos un componte más fuertemente adsorbible y por lo menos un componente menos fuertemente adsorbible, caracterizado porque comprende las etapas de: (a) introducir el gas de alimentación presurizado a una presión de alimentación en un extremo de alimentación de un recipiente adsorbedor individual conteniendo un adsorbente sólido, el cual preferencialmente adsorbe el componente más fuertemente adsorbible, retirando de un extremo de producto del recipiente adsorbedor un gas efluente adsorbedor rico en el componente menos fuertemente adsorbible, e introduciendo una porción del gas efluente adsorbedor a un tanque de almacenamiento de gas; (b) terminar la introducción del gas de alimentación presurizado en el recipiente adsorbedor, despresurizando el recipiente adsorbedor durante un periodo de despresurización retirando el gas de un extremo del recipiente adsorbedor hasta que la presión en el mismo alcance una presión adsorbedora mínima, y durante por lo menos una porción del periodo de despresurización introduciendo el gas efluente adsorbido almacenado del tanque de almacenamiento de gas hacia el otro extremo del recipiente adsorbedor; (c) represurizar el recipiente adsorbedor a partir de la presión adsorbedora mínima a la presión de alimentación introduciendo uno o más gases de represurización en el recipiente adsorbedor; y (d) repetir las etapas (a) a (c) en una forma cíclica .
15. 15. Un sistema de adsorción de presión oscilante para la separación de un gas de alimentación que contiene al menos un componente más fuertemente adsorbible y por lo menos un componente menos fuertemente adsorbible caracterizado porque comprende: (a) un recipiente adsorbedor individual que contiene un adsorbente sólido, el cual preferencialmente adsorbe el componente más fuertemente adsorbible, en donde el recipiente tiene un extremo de alimentación y un extremo de producto; (b) un soplador, una válvula y medios de tubería para (1) introducir el gas de alimentación al extremo de alimentación del recipiente adsorbedor y (2) retirar un gas de evacuación del extremo de alimentación del recipiente adsorbedor; (c) medios de tubería para retirar un gas efluente adsorbedor enriquecido en el componente menos fuertemente adsorbible del extremo de producto del recipiente adsorbedor; (d) un tanque de almacenamiento de gas para soportar una porción del gas efluente adsorbedor retirado del extremo de producto del recipiente adsorbedor; (e) medios de tubería para introducir la porción del gas efluente adsorbedor hacia el tanque de almacenamiento de gas y para transferir el gas efluente adsorbedor del tanque de almacenamiento de gas en el recipiente adsorbedor; (f) medios de válvula para aislar el tanque de almacenamiento de gas del recipiente adsorbedor; (g) medios de tubería y de válvula para retirar por lo menos una porción del gas efluente adsorbedor como un gas de producto final enriquecido en el componente menos fuertemente adsorbible; y (h) medios de control asociados con los medios de válvula de (b) y (f) para regular la etapa de represurización purga combinado en donde el gas es evacuado del extremo del recipiente adsorbedor, mientras que el gas efluente adsorbedor almacenado del tanque de almacenamiento es introducido en el otro extremo del recipiente adsorbedor, de manera que la presión en el recipiente adsorbedor se incrementa a un valor intermedio de la presión adsorbedora mínima y la presión de alimentación.
16. 16. El sistema de adsorción de presión oscilante de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque los medios de control de (h) también regulan (i) la introducción del gas de alimentación al extremo de alimentación del recipiente adsorbedor, y (2) el retiro del gas de evacuación del extremo de alimentación del recipiente adsorbedor.
17. 17. El sistema de adsorción de presión oscilante de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque los medios de control (h) también regulan los medios de válvula de (f)para el aislamiento del tanque de almacenamiento de gas del recipiente adsorbedor.
18. 18. El sistema de adsorción de presión oscilante de acuerdo con la reivindicación 15, caracterizado porque los medios de control de (h) también regulan los medios de válvula de (b) y (f) para evacuar el gas de un extremo del recipiente adsorbedor y simultáneamente introducir el gas efluente adsorbedor almacenado del tanque de almacenamiento de gas hacia el otro extremo del recipiente aclsorbedor, de maneras que la presión en el recipiente adsorbedor permanece esencialmente a la presión adsorbedora mínima.
19. 19. El sistema de adsorción de presión oscilante de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque los medios de control de (h) también regulan los medios de válvula de (b) y (f) para evacuar el gas de un extremo del recipiente adsorbedor y simultáneamente introducir el gas efluente adsorbedor almacenado del tanque de almacenamiento de gas en el otro extremo del recipiente adsorbedor, de manera que la presión en el recipiente adsorbedor permanece esencialmente a la presión adsorbedora mínima.
20. 20. El sistema de adsorción de presión oscilante de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque los medios de control de (h) también regulan los medios de válvula de (b) y (f) para introducir el gas efluente adsorbido almacenado del tanque de almacenamiento de gas en un extremo del recipiente adsorbedor mientras que ningún gas es evacuado del otro extremo del recipiente adsorbedor.
21. 21. El sistema de adsorción de presión oscilante de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque los medios de control de (h) también regulan los medios de válvula de (b) y (f) para introducir gas de alimentación presurizado en el extremo de alimentación del recipiente adsorbedor y simultáneamente introducir el gas efluente adsorbedor almacenado del tanque de almacenamiento de gas en el otro extremo del recipiente adsorbedor.