Líquidos Criogénicos

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     Informe Mecánica de Fluidos

                         Linde Gas

                                    Líquidos Criogénicos

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Integrantes:                                                        Profesora: Verónica Morales C

Katherinne Bulnes

Edgardo Mora

Matías Trujillo

Contenido

Objetivos        3

Introducción        3

¿Qué son los líquidos criogénicos?        3

¿Cómo el aire pasa a ser Nitrógeno, Argón y Oxígeno?        3

Bombas        5

Bomba Centrífuga        5

Bomba de pistón        5

Almacenadores y Aislantes.        6

Estanques        6

Termos        6

Cilindros        7

Aislantes        7

Perlita        7

Materiales        7

Acero al Carbono        7

Aplicaciones de los líquidos criogénicos        7

Uso Industrial        7

Uso Medicinal        8

Conclusión        8

Bibliografía        8

Objetivos

• Conocer el proceso de separación del aire en gases
• Definir las bombas que se utilizan en estos procesos
• La importancia de los líquidos criogénicos en ámbitos  más comunes.

Introducción

Linde Gas es una empresa Alemana, asentada en Chile, la cual produce gases a partir del aire tales como: Oxígeno, Nitrógeno y Argón. Los procesos se llevan a cabo en sus propias plantas de separación de aire, para posteriormente almacenarlos, envasarlos y distribuirlo a sus clientes.

Los gases nombrados anteriormente, son sometidos a variados procesos para convertirlos en líquidos criogénicos.

¿Qué son los líquidos criogénicos?

Los líquidos criogénicos son gases que se mantienen en estado líquido a temperaturas muy bajas. Estos líquidos tienen un punto de ebullición bajo los -150°C. Son clasificados como “gases comprimidos”

Existen diferentes tipos de gases los cuales pasan a ser líquidos criogénicos:

• Gases inertes: Estos no tienen reacción química significativa. No permiten la combustión, en este grupo se incluye el nitrógeno, helio, argón y criptón.        
• Gases inflamables: En el proceso para criogenizarlo, produce un gas que puede quemarse en el aire. Los ejemplos más comunes son el hidrógeno, metano y gas natural licuado.
• Oxígeno: En este caso, es un gas que facilita la combustión, muchos materiales considerados no combustibles se pueden quemar en presencia de oxígeno líquido. Los materiales orgánicos pueden explotar en presencia de oxígeno líquido.

¿Cómo el aire pasa a ser Nitrógeno, Argón y Oxígeno?

Primero, describir que el aire seco se divide en 78% de nitrógeno, 21% oxígeno y 1% argón aproximadamente, ya que rara vez se encuentran otros gases inertes.

El proceso de separación se lleva a cabo en su planta de separación de aire, donde primero el aire debe pasar por una columna de destilación, la cual se logra la primera baja de temperatura. Luego, se pasa por un proceso de pre-filtrado donde se eliminan todos los contaminantes que pueda tener el aire.

Luego viene la compresión, donde se somete a una presión entre 40 y 50 bar. El aire al comprimirse, se calienta, por lo que se pasa por un intercambiador de calor a temperatura ambiente. Este proceso también logra la eliminación de un porcentaje de la humedad ambiente.

Al salir del compresor, el aire procesado se pasa por el purificador, que permite eliminar el vapor de agua restante, así como dióxido de carbono, que se congelará en el criogenizador. El objetivo de este proceso es eliminar los hidrocarburos gaseosos del aire, ya que pueden provocar problemas en la destilación del aire que se hace más adelante.

El aire procesado, pasa a través de un intercambiador de calor y se enfría en contracorriente del producto. Por lo que el aire ya alcanza las primeras temperaturas frías para transportarlo a la columna de destilación.

La columna de destilación es donde finalmente se obtienen estos gases de forma líquida, en el proceso de Linde Gas se utilizan 3 columnas, donde se separa el Nitrógeno, Oxígeno y Argón, donde el primero en salir es el Nitrógeno ya que tiene una temperatura de ebullición más alta que los otros dos, el Argón es el segundo en salir y finalmente sale el oxígeno. El nitrógeno se separa a una presión de 6 bar y se condensa a una presión de 1.2 bar, proceso similar al de los otros dos gases resultantes.

Una de las ventajas de convertir estos gases en líquidos, es el espacio necesario para almacenarlos y transportarlos, esto debido a que 1m3 de oxígeno líquido equivale a 843m3 de oxígeno gaseoso, medidos a 1 atm y a 15°C

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Messer gases for life, gases del aire, Alemania, sacado de: https://www.messer.es/gases-aire        

Bombas

Luego del proceso de separación y condensación, se necesitan almacenar estos líquidos, para llenar los tanques y cilindros, se utilizan dos tipos de bombas:

Bomba Centrífuga

 En esta bomba, el fluido entra por el centro, gracias a las paletas que tiene el rotor estos líquidos ganan fuerza. Esto hace que el fluido tenga aceleración que acaba por aumentar también la presión, lo que facilita el transporte hacia los estanques de almacenamiento.

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