RECUPERACIN DE LICUABLESTECNOLOGIA DEL GAS NATURAL II1RECUPERACIN DE LICUABLES1. INTRODUCCINLa licuefaccin se usa para disminuir el volumen de almacenamiento como en el caso del gas natural.En la licuefaccin, el gas natural se somete a unas temperaturas muy bajas, prximas a 160C bajo cero, a las cuales el gas se comprime hasta transformarse en lquido. En este estado se introduce en grandes depsitos de forma esfrica capaces de soportar la alta presin que se origina cuando el gas vuelve a su temperatura ambiente.Para convertir elgas naturalen lquido, se enfra elgas tratado hasta aproximadamente -161 C, que es la temperatura a la cual el metano su componente principalse convierteaforma lquida.El procesode licuefaccines similar al derefrigeracincomn: secomprimenlos gases refrigerantes produciendo lquidos fros, tales comopropano, etano/etileno,metano,nitrgenoomezclasdeellos, queluegose evaporanamedidaqueintercambiancalor conlacorriente degas natural. De este modo, el gas natural se enfra hasta el punto en que se convierte en lquido. Una vez que el gas ha sido licuado se somete a un proceso de Joule Thompson o expansin con extraccin de trabajo para poderlo almacenar a presin atmosfrica. El rgimen comprende temperaturas por debajo de los -100 F. Las temperaturas criognicas se obtienen para la evaporacin rpida de lquidos voltiles o por la expansin de gases confinados a presiones entre 150 a 200 atmsferas. La expansin puede darse a travs de una vlvula que estrangula a una regin de menor presin.La licuefaccin es una tecnologa que involucra cambios fsicos ms que reacciones qumicas, porque a esas temperaturas tan bajas la mayora de las reacciones se detienen. Los cambios fsicos ms importantes que ocurren a temperaturas criognicas, son el enfriamiento y la licuefaccin de gases, as como la destilacin y la condensacin fraccional de mezclas de gas licuado para obtener componentes puros.Dos son los fundamentos de la licuacin de gases:a) El efecto Joule/Kelvin, que aprovecha el descenso de temperatura producido en la expansin de los gases reales, debido a que el trabajo en dicho proceso se efecta a costa de la energa del sistema, por lo que se conoce tambin con el nombre de licuacin del aire a expensas del trabajo interno, base del procedimiento Linde.b) La expansin en un cilindro para producir un trabajo exterior que recupera parcialmente el consumido en la compresin se conoce como RECUPERACIN DE LICUABLESTECNOLOGIA DEL GAS NATURAL II2licuacin del aire con realizacin de trabajo exterior, base del procedimiento Claude.La tcnica del proceso de licuacin de gases consiste en enfriarlos a una temperatura inferior a la crtica y someterlos a una compresin isoterma que depender del. grado de enfriamiento logrado, aunque siempre superior al valor de la presin crtica. El enfriamiento es ms intenso que el producido por una mquina frigorfica lo que hace intil su empleo en estos procesos, no quedando otro recurso que acudir a la expansin del propio gas, bien sea a travs de una vlvula que impida la transformacin de la prdida de presin en energa cintica, efecto Joule-Thompson, o expansin a entalpa constante (procedimiento Linde), o bien aqulla para producir un trabajo externo que permita recuperar en parte la energa gastada en la compresin (procedimientos Claude y Heyland).a) El mtodo Linde que se basa en el enfriamiento que produce el fenmeno de estrangulacin de una vena fluida, a expensas de la energa del sistema, efecto Joule/Kelvin.b) El mtodo Claude, que es una modificacin del anterior, en el que el enfriamiento se logra mediante una expansin adiabtica lo ms isentrpica posible, con produccin de trabajo exterior del mismo gas a licuar, que recupera parcialmente el consumido en la compresin.Cualquiera que sea el sistema que se emplee para producir la licuacin, es indispensable quitar previamente al gas todas las sustancias fcilmente condensables, para evitar que se bloquee o se interrumpa la operacin.En la figura se representa el ciclo de licuefaccin para un mejor rendimiento. El gas se alimenta (1) y se mezcla con la corriente de gas no licuado (8) que entra a un proceso de baja presin y retira el calor del gas a alta presin. El gas se comprime y sale (2) para entrar a un intercambiador, sonde se enfra con agua o con aire a condiciones ambiente (3). El gas sigue un enfriamiento ms severo, aqu se pone en contacto con el gas de baja presin y baja temperatura que no licu (4).El gas pasa por una vlvula de estrangulamiento y se lica (5), luego entra a un separador donde se regresa a proceso el gas no licuado y se obtiene como producto el gas licuado (6).Para determinar la cantidad licuada se hace un balance de energa en los lmites del intercambiador junto con el separador, lmites marcados con lneas punteadas en la figura , de aqu se obtienen las siguientes ecuaciones:RECUPERACIN DE LICUABLESTECNOLOGIA DEL GAS NATURAL II3FigCiclo de licuefaccin de gases8 6 3h h h + (1)6 8 3) 1 ( fh h f h + (2)La ecuacin (2) se desarrolla para tener como resultado la ecuacin (3).6 8 8 3fh fh h h + Se agrupan trminos semejantes en la ecuacin (3) y luego se despeja la variable f quedando finalmente la ecuacin (4):3 8 6 8h h fh fh 6 83 8h hh hf(4)Donde: f es la fraccin lquida y (1-f) es la fraccin de gas.H es la entalpaPara que ocurra una transferencia de calor en el intercambiador es necesario que T8