8/15/2019 Cap-4 Refrigeracion Mecánica

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SISTEMAS DE REFRIGERACION MECANICA

CAPITULO IV

ANALISIS DE SISTEMAS DE PROCESOS PARA EL ACONDICIONAMIENTO

DEL PUNTO DE ROCIO DE HIDROCARBUROS LIQUIDOS EN EL GAS NATURAL

I INTRODUCCION

Cuando se descubren yacimientos de Gas Natua! es preciso determinar la cantidad disponible de Gas yel ritmo de Producción (extracción). Se deberán realizar análisis completos y detallados de muestras típicasdel fluido para establecer la relación correspondiente entre la Presión, la emperatura y el !olumen parapoder establecer un plan, o di"ersos planes, de procesamiento. #a Selección de los Procesos $ue seutilizarán es de importancia fundamental para la factibilidad económica de la operación.%l proceso ele&ido deberá pre"er e$uipos se&uros y eficientes cuya re&ularidad de funcionamiento permitaobtener los productos de especificaciones deseados. #a construcción deberá ser estrictamente super"isadapara ase&urar $ue la planta sea construida con arre&lo de acuerdo al dise'o y además, $ue solo se utilicemano de obra calificada y competente en todas las etapas.

%n el presente trabao se presenta un procedimiento sinttico de los diferentes alternati"as de sistemasde procesos del Gas *atural basados en los análisis $ue serán efectuados en las corrientes de &asconsiderando+ balances de materiales y de ener&ía en la sección de enfriamiento de la planta. Sobre lasbases de este análisis de deri"an pautas para seleccionar el proceso de acuerdo a la fracción de C - enla corriente de &as alimento. %xiste una "ariedad de sistemas de procesos para separar losidrocarburos más pesados de las corrientes de &as natural o sinttico. %n mucos casos, la tecnolo&íadisponible es inflexible a las condiciones económicas del mercado.#a extracción de los licuables del &as natural está basada &eneralmente en al&unas de las si&uientesalternati"as a considerar para estudiar la recuperación de los constituyentes licuables a partir del &asnatural, las cuales se detallan en partes y el orden $ue se los presenta/

0. 1%213G%14C35* 6%C7*3C4. 48S91C35* 6%834*% #%C:9S S5#389S;. :96PS9* %?P4*S35* (

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%l ciclo principia con un refri&erante lí$uido en un acumulador. %n un refri&erador casero, este lí$uido por lo&eneral es el freón. %n una planta de procesos de &as natural es usualmente Propano (C ;). %l mismo $uees pasado a un recipiente como el enfriador en la Fig. 4.1. %l propano Dier"eD o se e"apora atemperaturas bao el punto de con&elación del a&ua (; E2. ó F EC), siempre y cuando no se manten&a apresión. %n el enfriador, el &as tibio está pasando por los tubos sumer&idos en el propano. 4sí pues, elpropano Dier"eD. #os "apores del propano suben al domo del enfriador. Si se dearan acumularse allípronto producirían presión. #a presión detendría la ebullición y, por consecuencia, el ciclo de refri&eración.Para e"itar esto, los "apores son sacados por la succión del compresor. 8e modo $ue el propano continae"aporándose. %sta es una forma de expansión $ue enfría el propano lí$uido restante y el &as en los tubos.

%l obeto de está operación de enfriamiento es enfriar el &as en los tubos.%ste es un sistema de proceso totalmente simple se aplica aora en forma casi uni"ersal.

#$%$& DESCRIPCION DEL PROCESO

#a Fig. 4.1.3, se ilustra el dia&rama de fluo de la recuperación de idrocarburos por refri&eración,correspondiente a un sistema de control del punto de rocío de &ases de alimento a proceso. %l &licol seatomiza en la corriente del &as no corrosi"o antes de lle&ar al intercambiador de &as y al enfriador depropano, a fin de e"itar la formación de idratos. #a temperatura de la corriente de &as se reduce en el

enfriador y el lí$uido condensado se separa del &as comercial, $ue se alla en la fase de "apor, en elseparador. %l condensado de idrocarburos se "aporiza en el tan$ue de "aporización de la corriente dealimentación. #os "apores "an al combustible de la planta y el condensado al estabilizador del condensadoo a la unidad de fraccionamiento.%l refri&erante lí$uido pro"eniente del acumulador se en"ía al enfriador o "aporizador a tra"s de una"ál"ula de estran&ulación. #a corriente bao procesamiento se enfría debido al calor absorbido por el lí$uidorefri&erante al "aporizarse. #os "apores del enfriador fluyen lue&o a un depurador y de allí al compresor. #acorriente de alta presión pasa por un condensador y se almacena asimismo a alta presión, en el acumulador 

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"IG$ #$%

CICLO DE RE"RIGERACION

0. 4C=6=#4891 .%*2134891 ;.C96P1%S91 @.C9*8%*S4891

 % %

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para la repetición del ciclo. %l refri&erante más comn en las plantas de procesamiento del &as es elpropano. %sto permite $ue la corriente bao procesamiento se enfríe a una temperatura de alrededor de >;BE2., mientras $ue las temperaturas en el enfriador pueden ser de >@@ E2. %l uso de etano como refri&erantepermite obtener temperaturas de >0F E2 en la corriente bao procesamiento.

#$%$' DIAGRAMA DE "LU(O )*e "i+$ #$&,

#$%$# ELECCION DE LOS RE"RIGERANTES

%l límite mínimo y práctico del refri&erante es el punto de ebullición atmosfrico. =na comparación derefri&erantes comnmente usados son dados a continuación/

Re-i+eante I.ea!/ *o tóxico, no Corrosi"o, calor latente de "aporización alto y propiedadesfísicas compatibles con el sistema necesitado.Re-i+eantes m/s Comunes/ Propano, 4moniaco y 2reón.Paa Tem0eatuas Cio+1nicas/ %tileno y Propileno.

COMPARACION DE RE"RIGERANTES MAS COMUNES

%$ Muesta !a 0esi2n en e! en-ia.o )PSI,

TEMPERATURA EN EL EN"RIADOR )3"$, 4#5 3"$ 4&5 3"$ 5 3"$

Propano 0.FH B.;H ;I.;@ 4moniaco 0F.@0 0I.;F ;F.@2reón 0 H.;0 0B.J ;.IB

&$ Pesiones .e con.ensaci2n 6 78 3"$

TEMPERATURA EN EL EN"RIADOR )3"$, 78 3"$

Propano 0J PS3/ 4moniaco 0H PS3/2reón 0 0; PS3/

%l efecto de la refri&eración puede ser conse&uido usando uno de estos ciclos/ %xpansión>Compresión de lafase "apor, absorción y compresión de "apor de a&ua. =tilizando el dia&rama de P>:, el ciclo derefri&eración puede ser di"idido en cuatro distintos pasos/ %xpansión, %"aporación, Compresión yCondensación. odos estos ciclos mencionados se representan en los dia&ramas de fluo ilustrados en "i+$#$%$# y #$%$8 

#$%$8 ETAPAS DE RE"RIGERACION

#os sistemas de refri&eración utilizan una, dos, tres ó cuatros etapas de compresión en el sistema, estasan sido operadas con xito en "arios ser"icios. %l nmero de ni"eles de refri&eración &eneralmentedependen del nmero de etapas de compresión re$ueridas, car&as de calor intermedias, factoreseconómicos y tipo de compresión.

#$%$9 APLICACION

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Sistemas de refri&eración son muy usados en la industria de procesamiento del Gas *atural y procesosrelati"os a la refinación del petróleo, petro$uímica y $uímica. 6ucas de las aplicaciones para refri&eraciónincluyen/

• 1ecuperación de &as natural licuado (G*#).• 1ecuperación de los lí$uidos del &as natural (#G*) como productos G4S9#3*4 *4=14# y

C9*8%*S489.• Control del punto de rocío de idrocarburos.

%ste sistema se aplica &eneralmente cuando el obeti"o principal es el control del punto de rocío de losidrocarburos y el a&ua, y la recuperación de &as natural licuado (G*#), es de orden coincidente. %s unsistema muy comn y puede adaptarse fácilmente para una operación semiautomática.

 

"IG$ #$&

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