Propuesta técnica de estudio, instalación, montaje y puesta en funcionamiento de una planta de hidrógeno UHP para la purificación de argón crudo 95% producido en una planta de destilación criogénica de gases de aire

Abstract

El presente estudio tiene como tema fundamental la instalación, montaje y puesta en funcionamiento de una Planta de Hidrógeno UHP para lograr la purificación del argón crudo que se produce en una planta de destilación criogénica de gases del aire. Este estudio fue realizado en las instalaciones de la empresa Messer Gases del Perú, dedicada a la fabricación de gases del aire por destilación criogénica, con el objetivo de producir argón UHP y no depender de la importación de este producto para satisfacer las necesidades del mercado nacional en sus diferentes presentaciones. En la actualidad, Messer Gases es una planta que produce oxígeno y nitrógeno en forma líquida y gaseosa; la planta de producción de argón fue instalada hace algunos años, pero no está en funcionamiento debido a la carencia de hidrógeno para lograr la purificación del argón crudo 95%. Como se sabe el aire es una mezcla de diferentes tipos de gases, de los cuales los más importantes son los siguientes: nitrógeno 78,11%, oxígeno 20,96%, y argón (0,93%). La separación de estos componentes es un método complicado en el proceso de la destilación criogénica, siendo esta un proceso que ocurre a temperaturas muy bajas (- 96ºC). Con el sistema que cuenta la empresa, se logra obtener argón a una pureza de 95% (5,0% 02 como impurezas) y una de las formas de eliminar el porcentaje de oxígeno es inyectando gas Hidrogeno UHP en un reactor de oxidación catalítica de tal manera que esta reacción de cómo consecuencia vapor de agua, siendo este una impureza más fácil de eliminar. El estudio involucra la realización de pruebas a nivel de planta ya que se contaban con la mayoría de los equipos para la producción de argón UHP, de tal manera que permitan determinar los parámetros del sistema y los índices de con sumo y producción. Es así como Messer Gases evalúa los diferentes métodos de obtención d hidrógeno UHP y decide adquisición de una Planta de hidrógeno por electrólisis del agua, siendo parte de este trabajo el montaje y la puesta en funcionamiento de esta planta Luego del funcionamiento de la planta de hidrógeno, se realizan las corridas necesarias para evaluar los ratios máximos de consumo de hidrógeno así como también los de producción de argón UHP. Finalmente, se efectúa el análisis económico del proyecto, así como e respectivo análisis beneficio-costo que traería consigo la aplicación de dicha propuesta.