licuación de gases

1 TITULO: Licuación de Gases

2 OBJETIVOS

2.1 Objetivos generales

Investigar las principales características y propiedades fisicoquímicas de gases relacionados con la fabricación de energía como el gas natural y el gas licuado de petróleo

2.2 Objetivos específicos

Conocer las diferentes fuentes de obtención del gas natural o metano
Definir el proceso de obtención que se realizapara el gas licuado de petróleo.
Analizar las características del gas natural y compararlas con las propiedades del glp
Averiguar los diferentes usos que tiene el gas del glp y verificar su alto consumo
3 MARCO TEÓRICO

3.1 Introducción

Todo gas puede pasar al estado líquido, siempre que lo permitan la temperatura a que está sometido y la presión que soporte.

Faraday licuó el CO2 en1823; sin embargo tuvieron que pasar muchos años para conseguir licuar el O2, N2, H2 pues aunque fueron sometidos a presiones de varios miles de atmósferas, todos los intentos fracasaron. Por esta razón se les llamó gases permanentes hasta que Andrews en 1845 definió la temperatura y presión críticas, siendo a partir de aquí cuando se empezó a comprender que la licuación por presión era imposible porencima de una cierta temperatura. Así se pudieron licuar el oxígeno en 1877 por el método Pictet, el nitrógeno en 1883 por Keeson, el hidrógeno en 1898 por Dewar, el helio en 1908 por Onnes, etc.

Los gases denominados permanentes se caracterizan por tener una temperatura crítica baja, lo que obliga a utilizar procedimientos especiales para alcanzar el estado líquido; además, a causa de lastemperaturas que hay que alcanzar, no se puede contar con una fuente fría exterior al sistema, que pueda extraerle el calor necesario para llevar el cambio de estado.

Dos son los fundamentos de la licuación de gases:

a) El efecto Joule/Kelvin, que aprovecha el descenso de temperatura producido en la expansión de los gases reales, debido a que el trabajo en dicho proceso se efectúa a costa de laenergía del sistema, por lo que se conoce también con el nombre de licuación del aire a expensas del trabajo interno, base del procedimiento Linde.

b) La expansión en un cilindro para producir un trabajo exterior que recupera parcialmente el consumido en la compresión se conoce como licuación del aire con realización de trabajo exterior, base del procedimiento Claude.

La técnica del procesode licuación de gases consiste en enfriarlos a una temperatura inferior a la crítica y someterlos a una compresión isoterma que dependerá del grado de enfriamiento logrado, aunque siempre superior al valor de la presión crítica. El enfriamiento es más intenso que el producido por una máquina frigorífica lo que hace inútil su empleo en estos procesos, no quedando otro recurso que acudir a laexpansión del propio gas, bien sea a través de una válvula que impida la transformación de la pérdida de presión en energía cinética, efecto Joule-Thompson, o expansión a entalpía constante (procedimiento Linde), o bien aquélla para producir un trabajo externo que permita recuperar en parte la energía gastada en la compresión (procedimientos Claude y Heyland).

Estos tres son los procedimientos másempleados, pudiéndose considerar los demás como derivados de ellos:


Figura1: Compresores de 4 y 6 etapas, con 1 y 2 vástagos respectivamente y refrigeraciones intermedias.

a) El método Linde que se basa en el enfriamiento que produce el fenómeno de estrangulación de una vena fluida, a expensas de la energía del sistema, efecto Joule/Kelvin.

b) El método Claude, que es una modificación delanterior, en el que el enfriamiento se logra mediante una expansión adiabática lo más isentrópica posible, con producción de trabajo exterior del mismo gas a licuar, que recupera parcialmente el consumido en la compresión.

c) El método en “cascada o de Pictet, que es el procedimiento más antiguo, consiste en varias máquinas frigoríficas colocadas en serie, que actúan de forma que la...