En una unidad de separación de aire convencional, los productos de oxígeno y nitrógeno se obtienen como corrientes gaseosas de baja-presión desde la columna superior. Después de recalentarse en intercambiadores de calor, salen de la caja fría a una presión absoluta de aproximadamente 0,12 MPa. Luego se requiere un compresor de oxígeno para comprimir el gas a la presión deseada (3,1 MPa) para entregarlo al usuario.
Por el contrario, el proceso de compresión interna de oxígeno líquido extrae el producto de oxígeno líquido del rehervidor del condensador-(condensador principal). Este oxígeno líquido se comprime a la presión requerida (aproximadamente 3,1 MPa) mediante una bomba de oxígeno líquido, luego se recalienta y se vaporiza en intercambiadores de calor antes de suministrarse al usuario. En otras palabras, la compresión a la presión requerida se realiza dentro de la caja fría.
Comparado con el proceso tradicional, el proceso de compresión interna tiene las siguientes características:
No se requiere compresor de oxígeno.Comprimir un líquido a la misma presión consume mucha menos energía que comprimir la misma cantidad de gas. Además, la bomba de oxígeno líquido es compacta, estructuralmente sencilla y considerablemente más económica que un compresor de oxígeno.
Comprimir oxígeno líquido es más seguro que comprimir oxígeno gaseoso.
Dado que una gran cantidad de oxígeno líquido se extrae continuamente del condensador principal, es menos probable que los hidrocarburos se concentren allí, lo que contribuye a un funcionamiento más seguro del equipo.
Debido a que el oxígeno se vaporiza y se recalienta a alta presión, los conductos de oxígeno en los intercambiadores de calor deben soportar alta presión, lo que aumenta los costos del intercambiador de calor en comparación con el proceso tradicional.Además, durante el diseño se deben considerar plenamente la resistencia estructural y la seguridad de los intercambiadores de calor.
La refrigeración disponible durante la vaporización del oxígeno líquido es abundante, lo que da como resultado una diferencia{0}}de temperatura del extremo cálido relativamente grande en los intercambiadores de calor-lo que significa que la pérdida de frío es comparativamente alta.Para mantener el equilibrio del frío, se requiere una mayor presión de aire de alimentación, lo que aumenta el consumo de energía del compresor de aire.
En general, el mayor consumo de energía del compresor de aire se compensa aproximadamente con el menor consumo de energía de la bomba de oxígeno líquido, o puede resultar en un ligero aumento general. Los costes de los equipos también son aproximadamente comparables o pueden ser ligeramente inferiores. Sin embargo, desde la perspectiva de la seguridad y la fiabilidad, el proceso de compresión interna ofrece claras ventajas. Con la aplicación de bombas de líquido de frecuencia-variable, los caudales de los productos de oxígeno y nitrógeno se pueden ajustar de manera muy flexible y la estabilidad de la pureza del producto también es buena. Por estas razones, actualmente es uno de los procesos más adoptados a nivel internacional.
