Como os gases são produzidos

 

Como os gases são produzidos - Classificação dos gases

Classificação dos gases por suas propriedades físicas
Os gases medicinais podem ser classificados segundo as suas propriedades físicas em: gases comprimidos (ou permanentes), gases liquefeitos (ou condensáveis) e gases altamente refrigerados (ou criogênicos). Esta classificação está relacionada com o estado no qual o gás é mais comumente manipulado ou transportado.

Os gases comprimidos ou permanentes – são aqueles armazenados em recipientes denominados cilindros de alta pressão (também “apelidados” com nomes populares - tubo, garrafa, botijão, bala, etc.) e estão sempre no estado gasoso. Ex. oxigênio, nitrogênio, ar comprimido.

Os gases liquefeitos ou condensáveis – são aqueles que se tornam líquidos pelo aumento da pressão à temperatura de –10 ºC, porem que fervem à temperatura abaixo de 17,5 ºC, quando a pressão é inferior a 1 atm. Esses gases, em via de regra, estão acondicionados nos cilindros em estado líquido, em equilíbrio com sua fase de gás. Ex. óxido nitroso e dióxido de carbono

Os gases altamente refrigerados ou criogênicos – são aqueles que se liquefazem a temperaturas muito baixas e à pressão ambiente. Estes gases são armazenados e transportados em tanques criogênicos ou garrafas térmicas. Ex. oxigênio e nitrogênio.


Classificação dos gases quanto ao risco
Os gases medicinais podem ser classificados segundo o risco em: gases oxidantes e gases inertes.

Os gases oxidantes são aqueles capazes de sustentar combustão (oxigênio, óxido nitroso, ar comprimido) e reagem violentamente em contato com óleos e graxas.

Os gases inertes são aqueles que não reagem quimicamente com nenhuma substância e deslocam o oxigênio do ar (nitrogênio, dióxido de carbono, argônio e hélio).

 

Como os gases são produzidos - Processos produtivos dos principais gases medicinais

Os gases medicinais são obtidos por diferentes processos.

Os gases do ar, como o oxigênio, nitrogênio e argônio, são obtidos pelo processo de destilação fracionada. Já o óxido nitroso é obtido a partir do nitrato de amônia e o dióxido de carbono, pela queima. O ar comprimido é obtido pela captação, compressão e purificação do ar atmosférico.

 

Como os gases são produzidos - Método criogênico

Esta descrição do processo de produção de gases do ar é bastante simplificada, a fim de fornecer uma noção básica do método criogênico.

As plantas de separação de gases produzem nitrogênio, oxigênio e argônio usando apenas ar e energia elétrica como matérias primas.

O processo de produção criogênica, usando a destilação de componentes a baixíssimas temperaturas, garantem a pureza desejada.

As etapas mais importantes da produção criogênica de gases do ar são:

1. Purificação e compressão do ar --> O ar comprimido é resfriado através de trocadores de calor ou através de sistemas de refrigeração mecânica.
2. Remoção de contaminantes --> Nesta etapa são removidos contaminantes, incluindo vapor de água e CO₂ (que irão formar blocos de gelo durante o processo de destilação) e hidrocarbonetos.
3. Destilação / separação dos componentes --> Trocadores de calor resfriam o ar à temperaturas criogênicas (-185 ºC). Na coluna de destilação, os componentes do ar são separados por aquecimento e resfriamento repetidos.
4. Armazenamento na forma líquida --> Neste processo o oxigênio produzido é livre de contaminação química ou biológica.

 

Como os gases são produzidos - Produção de Oxido Nitroso

O óxido nitroso é produzido industrialmente pelo aquecimento do nitrato de amônia (NH₄NO₃) até cerca de 250 ºC, quando ocorre a dissociação química.

O óxido nitroso assim produzido contém impurezas que são removidas. Inicialmente o óxido nitroso impuro é levado em contra corrente com água. Saindo da lavagem, o gás está praticamente à temperatura da água, passando às torres de purificação para eliminação dos óxidos de nitrogênio e amônia, indesejáveis.

O gás purificado é coletado em um balão e em seguida comprimido, seco e esfriado em reservatório de alta pressão de onde é transferido aos cilindros.

Devido ao fato do enchimento dos cilindros ocorrer com o gás no estado líquido, o mesmo é feito por pesagem, isto é: o cilindro é colocado em uma balança que é regulada para indicar e parar o enchimento quando a carga correta for atingida.

 

Como os gases são produzidos - Produção do Ar comprimido medicinal

O ar ambiente é captado e comprimido até a pressão de 150 bar e em seguida passa por um processo de purificação para remoção de vapores de óleo, partículas, vapores de água e de um sistema de tratamento onde são removidos contaminantes como CO, CO₂, NOx, SO₂, e água. O ar, limpo e puro e com as características determinadas para ser considerado ar medicinal, é envasado e distribuído.

 

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