Proceso de Expansion Del Gas Natural

PROCESO DE EXPANSION DEL GAS NATURAL  JAIME GARCIA GARCIA INGENIERIA DEL GAS FUNDACION UNIVERSIDAD DE AMERICA

INTRODUCCION •

Se busca con este trabajo conocer o e!"#car e" $unc#ona%#ento &e" !roceso &e E!ans#'n &e" (as natura" to%an&o co%o $un&a%ento !r#nc#!a" "a e!ans#'n &esarro""a&a &esarro" "a&a !or Jou"e T)o%!son !ara !rocesos !rocesos &e e!ans#'n* e!ans#'n*

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Cuan&o a un (as natura" se "e )ace !asar a tra+,s &e una +-"+u"a a&#ab-t#ca !ara rea"#.ar un !roceso &e e!ans#'n a"(unas +eces "a te%!eratura &#s%#nu/e &urante e" !roceso en "a %a/or0a &e "os casos aun1ue se )a obser+a&o 1ue en ocas#ones ta%b#,n "a te%!eratura !ue&e au%entar*

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E" ca"enta%#ento o en$r#a%#ento &e!en&e &e tres $actores 1ue son2

3* Co% Co%!os !os#c #c#'n #'n &e" &e" (as natura natura"" 4* Con& Con&#c#o #c#ones nes #n#c#a"es #n#c#a"es &e !res#'n !res#'n / te%!eratur te%!eratura a a "a +-"+u"a 5* Va"or &e ca0&a ca0&a &e !res !res#'n #'n

PROCESO DE EXPANSION ISOENTALPICA

E" !roceso &e e!ans#'n Jou"e T)o%!son o estran(u"a%#ento es un !roceso en e" cua" "a enta"!#a &e" 6u#&o !er%anece #(ua" !or "o 1ue o )a/ trans$erenc#a &e ca"or entre e" s#ste%a / e" a"re&e&or / ta%!oco )a/ trabajo7 !or en&e "a te%!eratura ca%b#a cuan&o a !res#'n cae* Se a!"#ca "a 3 "e/ &e "a ter%o&#n-%#ca U48U39 :;< / co%o : 9= <9 P3V3 >P4V4 entonces reajustan&o "a ecuac#'n U4;P4V4 9 U3 ;PIV3 / co%o se t#ene 1ue ? 9 U;PV entonces ?39 ?4 !or en&e con esto se &e%uestra 1ue es un !roceso #soent-"!#co7 a&#c#ona"%ente se t#ene 1ue %U9 @&T&PB) Esta u"t#%a ecuac#'n re!resenta e" ca%b#o &e te%!eratura !or un#&a& &e ca%b#o &e !res#'n a enta"!#a constante / se "e conoce co%o e" coec#ente &e Jou"e8  T)o%!son*

CURVA DE INVERSION TIPICA JOULE  T?OMPSON Los !untos &on&e e" coec#ente &e Jou"e T)o%!son +a"e = se conocen co%o !untos &e #n+ers#'n un eje%!"o es e" !unto C* La cur+a &e #n+ers#'n se!ara &os re(#ones 3* Re(#'n &e En$r#a%#ento2 +a"ores &e coec#ente !os#t#+os7 cua"1u#er ca0&a &e !res#'n a1u0 !ro&uce una &#s%#nuc#'n &e te%!eratura eje%!"os C7  o A 4* Re(#'n Ca"enta%#ento2 +a"ores &e coec#ente ne(at#+os a1u0 "as ca0&as &e !res#'n !ro&ucen

COMPORTAMIENTO DE EXPANSION DE GAS NATURAL •

Conoc#en&o "a !res#'n &e" (as se rea"#.a e" s#(u#ente !roce&#%#ento !ara +er e" co%!orta%#ento &urante "a e!ans#'n &e &#c)o (as2

3* Constru#r "a (raca P7T !ara e" (as corres!on&#ente con su res!ect#+a cur+a &e #n+ers#'n* 4* Ca"cu"ar e" +a"or &e "a enta"!#a &e" (as con "as !ro!#e&a&es &e" (as / "os +a"ores &e P37 T3 / V37 este +a"or &e ? !er%anece constante* 5* ajan&o "a !res#'n / %anten#en&o ? constante !or %,to&o &e ensa/o / error se constru/e una "0nea #soent-"!#ca a !art#r &e" !unto #n#c#a" )asta e" !unto &e !res#'n na"7 / en este !unto se !ue&e conocer e" +a"or &e "a te%!eratura na"*

En "a (ura se !ue&e obser+ar "a cur+a &e #n+ers#'n !ara e" N47 ?4 / e" ?e"#o ca&a uno &e &#st#nto co%!orta%#ento*

METODO DE ANALISIS SIMPLIFICADO

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APLICACIN DEL EFECTO DE JOULE La  T?OMPSON absorc#'n7 / "os !rocesos &e re$r#(erac#'n7

entre "os cua"es uno &e e""os corres!on&e a "a re$r#(erac#'n !or e!ans#'n #soent-"!#ca* A%bos %,to&os !er%#ten recu!erar cas# to&a "a $racc#'n !esa&a &e "os "01u#&os7 s#n e%bar(o "as $racc#ones "#+#anas co%o e" etano7 son %-s &#$0c#"es &e etraer %e&#ante "a absorc#'n* Los !rocesos &e re$r#(erac#'n7 s#n e%bar(o7 !er%#ten "a se!arac#'n &e "as $racc#ones %-s "#+#anas &e "os "01u#&os7 a" !ro&uc#r "a con&ensac#'n &e "as %#s%as !or una &#s%#nuc#'n &e "a te%!eratura* Se t#ene 1ue "a e!ans#'n #soent-"!#ca a tra+,s &e" e$ecto  Jou"e8T)o%son @JTB co%o !arte &e "os !rocesos &e re$r#(erac#'n es uno &e "os %,to&os %-s senc#""os !ara rea"#.ar &#c)o en$r#a%#ento* •

En "a (ura 3*5 se %uestra un es1ue%a &e este t#!o &e !"antas7 "as %#s%as se caracter#.an !or e" uso &e una turb#na &e e!ans#'n7 en sust#tuc#'n &e" en$r#a&or / &e "a +-"+u"a JT usa&a en "a re$r#(erac#'n %ec-n#ca / "a auto8re$r#(erac#'n res!ect#+a%ente7 !or "o cua" son conoc#&as co%o !"antas turbo8

DEMOSTRACION DE CONDICIONES ISOENTALPICAS EN EL PROCESO

EXPANSION ISOENTALPICA •

Los c-"cu"os &e 6as) !er%#ten a su +e. &eter%#nar "a enta"!0a a "as con&#c#ones &e saturac#'n @!unto &e burbuja / !unto &e roc0oB* La enta"!0a &e un 6u#&o !ue&e ser ca"cu"a&a !or "a su%a &e &os contr#buc#ones7 !r#nc#!a"%ente "a enta"!0a &e (as #&ea" Hig7 / "a enta"!0a res#&ua" Hres2

Donde T 0  es la temperatura de referencia, escogida arbitrariamente, y H 0 ig  es la entalpía de gas ideal calculada a esa temperatura. C P ig  es la capacidad calórica de gas ideal la cual se obtiene de la ecuación:

CICLO DE COMPRESION DE UN GAS

EXPANSION ISOENTROPICA

PROCESOS GENERALES CON GAS NATURAL

COSTOS APROXIMADOS POR ETAPAS EN PRODUCCION DE GAS NATURAL

LICUEFACCIO N DEL GAS NATURAL DES?IDRATACION  TRATAMIENTO RECUPERACION DE AUFRE CIRCUITO DE REFRIGERACION ALMACENAMIENT O DE GNL

LICUEFACCION

DES?IDRATACION • Se &es)#&rata / se "tra e" (as !ara ""e+ar"o a +a"ores #n$er#ores a 3 !!%7 "a $unc#'n !r#nc#!a" &e este !roceso es !re+en#r "a $or%ac#'n &e (ases )#&rata&os re&uc#en&o "a corros#'n en "as "0neas &e 6ujo* •

Los %,to&os 1ue %as se usan son2

3* En$r#a%#ento &#recto2 e" a(ua satura&a en e" (as natura" &#s%#nu/e con e" #ncre%ento &e !res#'n o "a &#s%#nuc#'n &e te%!eratura* 4* Absorc#'n &e a(ua en ("#co"es2 se )ace !asar e" (as !or un "tro &e ("#co" nor%a"%ente TEG e" cua" se co%b#na con e" a(ua* La corr#ente &e ("#co" &ebe ser recar(a&a constante%ente /a 1ue a"(o &e TEG !o&r0a reacc#onar / $or%ar

 TRATAMIENTO •

Este !roceso es usa&o !ara "a re%oc#'n &e (ases -c#&os CO4 ?4S / otros co%!onentes &e a.u$re esto #nc"u/e2

3* So"+entes2 !ara tratar (ases -c#&os* 4* Absorbentes2 1ue $unc#onan co%o "tros %o"ecu"ares !ara re%o+er rastros &e co%!onentes &e a.u$re* 5* Se!arac#'n !or &est#"ac#'n2 E" Co4 se !ue&e se!arara usan&o e" %,to&o R/an ?o"%es en e" 1ue se usa +a!or &e NGL !ara su!r#%#r e" $r#o &e" Co4* * Procesos Re&o2 Se busca "a o#&ac#'n &e ?HS !ara !ro&uc#r su"$uro e"e%enta"7 se usa !or "o (enera" '#&os &e .#nc !ara "a

RECUPERACION DE AUFRE •

Un so"+ente re%ue+e ?HS Co4 / otros co%!onentes &e a.u$re / !arte &e Co4* e" su"$uro e"e%enta" es recu!era&o (e" (as so"+ente &e re(enerac#'n a !art#r &e una co%b#nac#'n &e "os !rocesos C"aus / Scot*

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Los !rocesos %enc#ona&os )asta a)ora t#enen co%o objet#+o e"#%#nar co%!onentes no &esea&os / a1ue""os susce!t#b"es a con(e"arse*

CIRCUITO DE REFRIGERACIN •

E" !ro!'s#to &e esto es e"#%#nar e" ca"or sens#b"e / "atente &e" (as natura" &e $or%a 1ue se trans$or%a &e esta&o (aseoso a a"ta !res#'n a esta&o "#1u#&o a !res#'n at%os$,r#ca* Uno &e "os !rocesos usa&os es e" C5MR &e APCI@ re$r#(erac#'n !or %e.c"a &e 6u#&os re$r#(erantes / !re en$r#a%#ento con !ro!anoB7 e" cua" cuenta con una notab"e ab#"#&a&*

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Este !roceso e%!"ea &os c#rcu#tos &e re$r#(erac#'n* E" !r#%ero usa co%o 6u#&o re$r#(erante !ro!ano / e" se(un&o una %e.c"a &e etano7 !ro!ano7 %etano / n#tr'(eno obten#&os tras e" $racc#ona%#ento &e "os C4;*

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Lue(o e" (as entra a un #nterca%b#a&or cr#o(,n#co e" cua" re$r#(era e" (as %e&#ante un c#rcu#to cerra&o &e una %e.c"a &e re$r#(erantes*

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Des!u,s &e" "#cua&o este es suben$r#a&o antes &e ser a"%acena&o esto se )ace !ara 1ue se !ro&u.ca "a %enor cant#&a& &e +a!or en e" ""ena&o &e "os tan1ues7 se(u#&o &e una e!ans#'n a una !res#'n "#(era%ente su!er#or a "a at%os$,r#ca*

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S# e" (as !resenta a"to conten#&o &e N47 este &ebe ser e"#%#na&o* Esta o!erac#'n (enera"%ente se rea"#.a en "a e!ans#'n na"*