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Recuperación de Hidrocarburos Sistemas de
Refrigeración
Recuperación de Hidrocarburos - Refrigeración
Recuperación de Hidrocarburos
GPMTérmino que expresa la cantidad de componentes condensables del gas natural que se obtienen en las plantas
Pobre: [< 1,0 GPM]Moderadamente Rico: [1,5-3,5 GPM] Muy Rico: [> 3,5 GPM]
GPM =Galones de líquido
103 PC @ 14,7 lpca y 60 ºF
Clasificación
C1
C6
C2
C3
C4,S
C5,S C3+
Riqueza del Gas
Recuperación de Hidrocarburos - Refrigeración
GPM
Recuperación de Hidrocarburos
Extracción de C3 +
Temperatura , ºFPresión del proceso de 600 psig
Efi
cie
nc
ia d
e R
ec
up
era
ció
n ,
%
Efecto del GPM en la Recuperación de C3 +
RECUPERACIÓN
La temperatura también tiene una influencia
significativa
Riqueza del Gas
Fuente: GPSA
Recuperación de Hidrocarburos - Refrigeración
Recuperación de Hidrocarburos
Proceso de transformación
Enfriamiento del Gas
Sistemas de Refrigeración
La Refrigeración es el proceso mediante el cual se disminuye la temperatura de una sustancia por debajo de sus alrededores
Hidrocarburos líquidos
C1
C2
C3
C4,S
-258,73 ºF -161,51 ºC
-127,49 ºF -88,6 ºC
-43,75 ºF -42,08 ºC
Temperatura de ebullición a Patm
La Tebullición indican los niveles de
enfriamiento requeridosHC
condensables
Recuperación de Hidrocarburos - Refrigeración
Sistemas de Refrigeración mecánica
Utilizados para condensar o enfriar gases, vapores o líquidos a diferentes niveles de temperatura
En general:
Se aplica para enfriar fluidos desde una temperatura de 80-85 °F hasta valores cerca del cero absoluto dependiendo de las demandas del proceso.
Requiere de un fluido refrigerante. Normalmente presenta puntos de ebullición por debajo de 0 °F y su temperatura crítica es relativamente alta.
Recuperación de Hidrocarburos - Refrigeración
Sistemas de Refrigeración mecánica
Enfriamiento de etapa simple
Alimentación de gas 80 °F
Refrigerante a baja
temperatura
Intercambiador de calor
P y T*
Líquido a fraccionamiento
Gas
Separación de las fases
Pre-enfriamiento
Gas residual
70°F
Recuperación de Hidrocarburos - Refrigeración
Gas Natural
Refrigerante
Calor
El Refrigerante enfría el Gas natural con el fin de
condensarlo
P
T
Líquido Vapor
Mezcla
La temperatura del Gas de salida depende de su composición y P
T
El sistema más sencillo enfría el gas a través de un intercambiador de calor utilizando un refrigerante
Sistemas de Refrigeración mecánica
Recuperación de Hidrocarburos - Refrigeración
INTERCAMBIADOR DE CALOR
Equipo donde ocurre una la transferencia de energía térmica entre dos o mas fluidos a diferente temperatura a través de una pared de separación
Fluido caliente
Fluido fríoLa superficie de contacto
es el Área de Transferencia de Calor
Sistemas de Refrigeración mecánica
Recuperación de Hidrocarburos - Refrigeración
INTERCAMBIADOR DE CALOR
Gas Natural
Refrigerante
Tc1
TF2
Tc2
TF1Tem
pera
tura
ΔT
El Gas Natural se enfría hasta una temperatura siempre mayor a la
temperatura de entrada del Refrigerante
LongitudLa recuperación de líquidos del Gas
depende de la temperatura del refrigerante
Sistemas de Refrigeración mecánica
Recuperación de Hidrocarburos - Refrigeración
La refrigeración mecánica o externa es suministrada mediante un ciclo de compresión de vapor.
El refrigerante debe realizar las 4 etapas para lograr enfriar el
gas
Potencia
El Proceso de compresión de vapor ideal se divide en:
Expansión
Evaporación
Compresión
Condensación
Refrigerante
Compresor
Evaporador o Chiller
Condensador
Válvula de expansión
Gas Natural
Sistemas de Refrigeración mecánica
Recuperación de Hidrocarburos - Refrigeración
Sistemas de Refrigeración
Compresión de vapor ideal
Proceso de Evaporación
Evaporador
Diagrama P - H
Punto crítico
Pre
sió
n
Entalpía
MEZCLA
LIQGAS
4
1Ps
Pd
El refrigerante hierve en el evaporador para y retira el calor del
Gas Natural 1 4.EvapQ m h
1
4
*
* La T4 depende de la temp. requerida en el GAS
vaporizaciónh
Recuperación de Hidrocarburos - Refrigeración
Sistemas de Refrigeración
Compresión de vapor ideal
Diagrama P - H
Punto crítico
Pre
sió
n
Ciclo de refrigeración
LIQGAS
1Ps
Pd
4
3 2
Rendimiento del proceso:
Potencia
Cantidad de refrigerante
Recuperación de Hidrocarburos - Refrigeración
Sistemas de RefrigeraciónDiagrama PH del PropanoEjemplo de cálculo
Recuperación de Hidrocarburos - Refrigeración
Sistemas de Refrigeración
Compresión de vapor ideal Dual
Se agrega al sistema un separador llamado
Economizador ya que reduce el consumo de energíaEvaporador
Condensador
Compresores
El sistema presenta 3 niveles
de presión
1ra etapa
2da etapa
Recuperación de Hidrocarburos - Refrigeración
Sistemas de Refrigeración
Compresión de vapor ideal Dual
1
Diagrama P - H
Entalpía
1Ps
Pd
P int
15
10
9
13
14
3
11
12
15
9
14
1312
3
1110
vaporizaciónh
Hay mayor capacidad en el evaporador
Recuperación de Hidrocarburos - Refrigeración
Sistema de refrigeración de Linde Hampson
Potencia
Compresor
Evaporador o Chiller
Condensador
Gas Natural
Intercambiador principal
Diagrama P - H
Punto crítico
Pre
sió
nEntalpía
MEZCLA
LIQGAS
Ps
Pd33’
4’
1’
2’
4
1
2
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