SISTEMA DE REFRIGERACIN POR PROPANOINTRODUCCINEl proceso de refrigeracin se usa para cumplir con las especificaciones de punto de rocopor hidrocarburo y por agua para el gas de venta. La temperatura a la cual debe serenfriado el gas depende delnivel requerido para alcanzar las especificaciones de punto deroco. Este ser el requerimiento mnimo de enfriamiento. Enfriar el gas a niveles detemperatura por debajo de este mnimo debe ser justificado por la economa de larecuperacin del GLP. Esto requiere de una evaluacin econmica que considere elbeneficio de la recuperacin adicional de GLP y los costos de inversin y operacin de lasfacilidades para ello.Entre las aplicaciones de refrigeracin incluyen la recuperacin de:Lquidos del Gas Natural LGN, Gas Licuado de Petrleo GLP, Control del punto de rocio dehidrocarburos, Plantas de Gas Natural Licuado LNG.La seleccin del refrigerante se basa generalmente sobre todo en los requerimientos de:Temperatura,Disponibilidad,Economa y experiencia previa.Por ejemplo en plantas de proceso degas, el etano y el propano pueden estar a lamano.En este tema se hace referencia al sistema de refrigeracin con el uso de propano, el cualal evaporarse en el caso delchiller enfra el gas natural que pasa por lostubos.PROPANOEs uno de los hidrocarburos contenidos en el petrleo crudo y se suele obtener del gasnatural ode los gasesde losprocesos decrackingproducidos enlos reaccionesconcatalizadores en una refinera.Su frmula qumica es C3H8 y sus caractersticas principales son: punto de ebullicin, 45C; densidad relativa del propano lquido a 4-15C, 0,51.El propano tiene la propiedad de enfriar por expansin. A continuacin se describe elproceso del sistema. (fig. 1.1)

COMPONENTES DEL SISTEMA DEREFRIGERACINTANQUE DE PROPANO O DE SURGENCIAECONOMIZADORCHILLERDEPURADOR DE PROPANOCOMPRESOR.AEROENFRIADORES O CONDENSADORESFIG. 1-3 Diagrama de flujo del procesodiagramaDiagrama de flujo del procesoDiagrama presin - entalpa

TANQUE DE PROPANO (ACUMULADOR)Unidad donde se almacena el propano en fase liquida, presurizado por la fase vapor delpropano. De esta unidad sale el propano en fase lquida hacia eleconomizer.ECONOMIZADOR.El economizador tiene la funcin de separar la fase gaseosa y la fase liquida de propano, yest ubicado entre el tanque de propano y el Chiller.Es unidad que suministra un incremento en la capacidad del sistema de refrigeracin yuna eficiencia sub-enfriando el propano lquido a travs de un intercambiador de calorliquido-vapor antes que vaya al chiller; la fase gaseosa atraviesa un demister y va comocarga al compresor de propano, y lafase liquida es en viada al CHILLER.

CHILLER (INTERCAMBIADOR DE CALOR)Es un intercambiador de calor con tubos en U, donde el refrigerante fluye por el lado delcasco (Carcasa); el gaso carga al chiller ingresa por lostubos,El propano que viene el economizador de propano, el propano lquido que ingresa alchiller dentro de este porel efecto de calor desprendido porlas tuberas se va evaporandoy enfriando el gas hasta su punto de burbuja, bajando de nivel en el equipo el cual esregulado por una vlvula controladora de nivel, y la fase vapor del propano va a la succinde un compresor.El lquido entra al Chiller auna temperatura que est entre 37 y 43 F(3 y 6 C) pordebajode la temperatura a la que se debe enfriar el fluido que est en el lado de los tubos.Es importante conocer la sumergencia delos tubos porque esto determina elrendimientodel proceso.DEPURADOR DE PROPANO (SCRUBBER)El depurador de propano tiene como objetivo evitar que el propano en fase liquida puedaentrar al compresor. El depurador retiene el propano lquido y a traves de un calentadorque lleva internamente, brinda calor de tal forma que el propano lquido evapora en sutotalidad. La fase gaseosa de propano va como carga a la etapa de baja presin del Moto-Compresor (succin).

COMPRESOR.El Moto-Compresor de propano es una unidad compuesta de motor y compresor quetiene la funcin de comprimir y elevar lapresin de los gasesLa carga de propano fase vapor va a dimensionar el tamao y tipo de compresor a utilizar.AEROENFRIADORES O CONDENSADORESEs un intercambiador de calor donde el refrigerante va por el lado del casco y es enfriadocon aire, para luego volver altanque de propano en fase lquida.

DESCRIPCION DEL PROCESO.Siguiendo el circuito de propano, vemos que es un ciclo simple de refrigeracinconformado por:ExpansinEvaporacinCompresinCondensacinExpansin.El propano almacenado en el tanque de surgencia tiene una presinque oscila entre 150200 Psi y a una temperatura de 100 F, el propano es enviado al economizador,previamente pasa atreves de la vlvula JT donde ocurre una cada de presin reduciendola presin a 6080 Psi y una temperatura de 45 F el propano entra al economizador. Lafase gaseosa se encuentra en la parte superior del economizador que es enviada comocarga a la succin de intermedia del Moto-compresor de propano (MC o CR) con unapresin que oscila entre 6080 PSI.Por la parte inferior del economizador la fase liquida es enviada al chiller, antes de entraral chiller la fase liquida de propano pasa por una vlvula JT ocurriendo una cada depresin de 1020 Psiy una temperatura de -15 F,Evaporacin.El propano liquido entra al chiller unidad donde se produce el intercambio trmico entreel refrigerante (Propano) y el medio a enfriar (gas).El gas previamente pasa por un pre-enfriamiento en los intercambiadores Gas-Gas, paraoptimizar el proceso de refrigeracin en el chiller, donde el refrigerante liquido (propano)es evaporado por la corriente del gas que pasa porlos tubos.Una vez que el propano ha refrigerado el gas este es enviado en forma gaseosa hacia eldepurador de propano. El depurador retiene el propano lquido y a traves de uncalentador que lleva internamente, brinda calor de tal forma que el propano lquidoevapora en su totalidad.Compresin.La fase gaseosa de propano va como carga ala etapa de baja presin 1020 Psi del Moto-Compresor.El gas propano es comprimido atravs de unos compresores reciprocantes o tipo tornillo,y es descargado con una presin que oscila entre 180200 Psi.Condensacin.Este gas es enviado a una serie de aeroenfriadores donde el gas pasa a traves de tubos, elgas propano es enfriado porventiladores de aire, elpropano es condensado hasta llegar ala fase liquida y es enviadoal tanque de surgencia para comenzar un nuevo ciclo.

DIAGRAMA DE FLUJO DE UN SISTEMA DE REFRIGERACIN POR PROPANO.

SISTEMA DE CONTROL EN DCS (SISTEMA DE REFRIGERACIN DE PROPANO)