Turbina de gas

Un turboexpansor, también referido como un turbo-expansor o una turbina de expansión, es una turbina de flujo centrífugo o axial a través del cual se expande un gas de alta presión para producir trabajo que se utiliza a menudo para conducir un compresor.
Dado que el trabajo se extrae del gas de alta presión de expansión, la expansión es aproximada por un proceso isentrópico y el gas de escape debaja presión de la turbina está a una temperatura muy baja, -150 C o menos dependiendo de la presión de funcionamiento y las propiedades del gas. Licuefacción parcial del gas expandido no es infrecuente.
Turboexpansores se utiliza ampliamente como fuente de refrigeración de procesos industriales, tales como la extracción de etano y líquidos de gas natural a partir del gas natural, lalicuefacción de los gases y otros procesos de baja temperatura.
Turboexpansores actualmente en el rango de operación en tamaño desde aproximadamente 750 W a aproximadamente 7,5 MW.
Aplicaciones

Aunque turboexpansores se utilizan muy comúnmente en los procesos de baja temperatura, que se utilizan en muchas otras aplicaciones también. En esta sección se discute uno de los procesos de baja temperatura, asícomo algunas de las otras aplicaciones.
Extracción de hidrocarburos líquidos a partir de gas natural

Gas natural crudo se compone principalmente de metano, la molécula más corta y más ligera de hidrocarburos, así como diversas cantidades de gases de hidrocarburos más pesados, tales como etano, propano, butano normal, isobutano, pentano e hidrocarburos incluso de mayor peso molecular. El gascrudo también contiene diversas cantidades de gases ácidos tales como dióxido de carbono, sulfuro de hidrógeno y mercaptanos, tales como metanotiol y etanotiol.
Cuando se procesan en terminado subproductos, estos hidrocarburos más pesados se denominan colectivamente como NGL. La extracción de la NGL a menudo implica un turboexpansor y una columna de destilación a baja temperatura como se muestra enla Figura 2 - El gas de entrada al desmetanizador primero se enfría a aproximadamente -51 C en un intercambiador de calor que se condensa parcialmente el gas de entrada. La mezcla de gas-líquido resultante se separa en una corriente de gas y una corriente líquida.
La corriente de líquido a partir de los flujos de separador de gas-líquido a través de una válvula y se somete a una expansión deestrangulamiento de una presión absoluta de 62 bar a 21 bar, que es un proceso isoentálpica que resulta en la reducción de la temperatura de la corriente de alrededor de -51 C a aproximadamente -81 C como la corriente entra en el desmetanizador.
La corriente de gas desde el separador de gas-líquido entra en la turbina de expansión donde se somete a una expansión isoentrópica de una presión absolutade 62 bar a 21 bar que baja la temperatura de la corriente de gas de alrededor de -51 C a aproximadamente -91 C a medida que entra la desmetanizadora a servir como reflujo destilación.
Líquido de la bandeja superior de la desmetanizadora se enruta a través de la caja fría donde se calienta a aproximadamente 0 º C medida que se enfría el gas de entrada, y se devuelve a continuación a la seccióninferior de la desmetanizadora. Otra corriente de líquido desde la sección inferior de la desmetanizadora se enruta a través de la caja fría y se devuelve al desmetanizador en alrededor de 12 C. En efecto, la entrada de gas proporciona el calor necesario para "calentar la" la parte inferior de la desmetanizadora y el turboexpansor elimina la el calor necesario para proporcionar reflujo en la partesuperior del desmetanizador.
El producto de gas de cabeza del desmetanizador alrededor de -90 C se procesa gas natural que es de una calidad adecuada para su distribución a los consumidores finales por gasoducto. Se dirige a través de la caja fría donde se calienta mientras se enfría el gas de entrada. Luego se comprime en el compresor de gas que es accionado por el expansor turbo y se comprime...