Ciclo expansor

Desarrollo.
Ciclo Expansor.
Un expansor puede ser utilizado en la licuefacción del gas natural para reducir las irreversibilidades que se presentan en el Ciclo da Cascada Clásico. En situaciones en las cuales el gas natural es expandido a través de una válvula, desde la fuente suplidora hasta las línea de distribución. Se puede sacar provecho de este cambio por medio de un expansor. Pormedio da la expansión de una corriente a través de una turbina se obtiene un efecto de enfriamiento para procesos de licuefacción, mientras que la corriente del gas expandida puede ser transferida al sistema de distribucí6n de baja presión. Adicionalmente, al Ciclo Expansor se puede ajustar para aplicaciones en las cuales se requiera un sistema compacto y liviano.
Un esquema del sistema sepresenta en la siguiente figura donde la corriente de alimentación entra, y si la presión de la línea no es suficientemente alta. La corriente principal es comprimida hacia una presión mi elevada junto con el.

Alimentación es enfriada y parcialmente condensada en un intercambiador de cuatro fluidos por el gas que retorna; el líquido y el vapor son separados. La corriente de propano y etano líquidoes expandida a través de una válvula y pasada de nuevo por el intercambiador, para enfriar el gas de entrada El vapor del separador es dividido en dos corriente Una de ellas, circula a través del expansor para proveer un efecto adicional de enfriamiento. Y la segunda. Es nuevamente enfriada en el intercambiador. La corriente principal, después de ser parcialmente licuada, es expandida enotro separador. El líquido es sub-enfriado y pasa por una válvula hasta una baja presión. El comportamiento termodinámico de este Ciclo podría ser mejorado utilizando dos o tres etapa en lugar de una sola
El sistema en estudio tiene una ventaja termodinámica sobre el Cascada Clásico, debido a que aproximadamente el 40% del enfriamiento en el expansor es producido por la expansión adiabática,realizando un trabajo externo, en tanto que la expansión irreversible isentalpica (afecto Joule—Thompson), produce el resto del efecto.
Hoy en día la aplicación de los ciclos expansores a la licuefacci6n de gas natural ha estado en situaciones donde es posible utilizar considerables cantidades de energía, la cual es normalmente desperdiciada, al permitir al gas natural expandirse a través deválvulas.
Loa ciclos expansores aplican los bien conocidos principios de autorefrigeración, expandiendo un gas comprimido isentropicamente a través de una turbina o máquina para extraer trabajo, y simultáneamente bajar la temperatura del fluido de operación. Existen muchas variaciones, incluyendo ciclos abiertos, cerrados, y combinaciones, dependiendo del criterio particular que se utilice y de lacapacidad inventiva del diseñador del proceso, para aproximar La máxima reversibilidad, dentro de la disponibilidad de maquinaria, y consideraciones de las variables económicas aplicables ala situación.
La cantidad de refrigeración requerida es proporcional a la masa neta de líquido a ser producida, y la disponibilidad, es proporcional al volumen de gas pasado a través del expansor, y aproximadamenteal logaritmo de la razón de las presiones de entrada y descarga del expansor. La mínima temperatura a la salida esté limitadas por la composición del gas y la naturaleza de los contaminantes, para así minimizar la formación de líquido dentro del expansor.
El expansor desarrolla trabajo externo, bien en la forma de energía eléctrica, gas comprimido o líquido bombeado, dependiendo del método decarga del expansor que emplea
Debido a que las corrientes calentadas en los intercambiadores de calor están generalmente a baja presión el calor específico es relativamente constante sobre el resto de temperaturas existentes en los intercambiadores. Por lo tanto, para minimizar -las diferencias de temperatura en ellos, es importante seleccionar una presión de la corriente a la cual se licue, y...