Licuefacion

LICUEFACCIÓN

Cuando se extrae el gas natural de los yacimientos subterráneos, a menudo contiene otros componentes que deben ser eliminados antes de que pueda ser licuado para su uso: Azufre, mercurio hidrocarburos pesados, especialmente benzeno, y dióxido de carbono que puede congelarse y producir bloqueos en el equipo de licuefacción.

Para convertir el gas natural en líquido, se enfría el gas tratado hasta aproximadamente -161 °C, que es la temperatura a la cual el metano su componente principal se convierte a forma líquida.

El proceso de licuefacción es similar al de refrigeración común: se comprimen los gases refrigerantes por intermedio de un compresor, estos gases ingresan a una torre llamada caja fría en forma gaseosa y liquida por distintas cañerías y en los intercambiadores que posee ésta caja fría los gases se convierten en líquidos fríos, tales como propano, etano etileno, metano, nitrógeno o mezclas de ellos, que luego se evaporan a medida que intercambian calor con una corriente independiente de gas natural que es el que va a ser licuado al llegar a los -161 °C.

De este modo, el gas natural se enfría hasta el punto en que se convierte en líquido. Una vez que el gas ha sido licuado se almacena a presión atmosférica.

El diseño de estas plantas está gobernado por normas estrictas, en la industria de GNL hay cuatro diseñadores de plantas que se usan industrialmente: proceso con intercambiados de tubos en espiral de Air Products (APCI y APX), la cascada optimizada de Phillips, el triple ciclo refrigerante de Linde y el proceso de caja fría con mezcla refrigerante de Black and Veatch (PRICO).

Todos estos procesos son usados en la industria y competencias de diseño son realizadas para seleccionar el proceso que va a generar el proyecto más rentable a lo largo de toda su vida útil.

1. Proceso de licuefacción

Es el proceso destinado a licuar el gas natural, y se realiza en módulos de procesamiento llamados trenes.

Los procesos involucrados son los siguientes:

 Deshidratación: puede ser mediante enfriamiento directo, absorción de agua en glicoles o adsorción de agua por sólidos.

 Tratamiento: el proceso de tratamiento es usado para la remoción de gases ácidos, CO2, H2S y otros componentes de azufre.

 Recuperación de azufre.

Los procesos de deshidratación, tratamiento y recuperación de azufre tienen como objetivo eliminar los componentes no deseados y aquellos susceptibles de congelarse.

La licuefacción se completa con otros dos pasos:

 Circuito de refrigeración: se elimina el calor sensible y latente del gas natural, de forma que se transforma de estado gaseoso a alta presión a estado líquido a presión atmosférica. Después de licuar el gas natural, éste es subenfriado antes de ser almacenado.

 Almacenamiento del gas natural licuado: los depósitos de GNL poseen tanque interior metálico y tanque exterior de hormigón pretensado entre los cuales existe un material aislante a fin de minimizar la entrada de calor desde el ambiente.

COMBUSTIBLE

Aunque combustible es cualquier substancia que pueda arder, habitualmente se reserva esta denominación para aquellos materiales que son quemados para producir energía calorífica.

Los combustibles pueden clasificarse, según el estado en que se presentan, en:

 Combustibles sólidos: leña, carbón vegetal, carbón mineral, carbón de coque.

 Combustibles líquidos: gasolina, gasóleo, petróleo industrial (queroseno), fueil-oil, alcoholes.

 Combustibles gaseosos: gas ciudad, gas natural, propano, butano, acetileno.

Los combustibles tienen una importancia fundamental en el mundo actual y dan un gran poder económico a los países que los poseen.

COMBUSTIBLE LIQUIDO

Los combustibles líquidos derivados del petróleo son una mezcla de una variedad infinita de moléculas que contienen básicamente hidrógeno y carbono.

1. Composición

- Elementos capaces de oxidarse: Carbono, Hidrógeno, Azufre (en débil proporción).

- Una pequeña proporción en comburente (oxígeno).

- Una pequeña proporción de nitrógeno.

- Trazas de metales (vanadio, sodio, níquel…) en p.p.m.

- Agua; procedente del exterior, no como constituyente propiamente dicho, dada la ínfima tasa de solubilidad de los combustibles líquidos.

2. Combustión de los combustibles líquidos

El combustible líquido habitualmente se quema a través de una suspensión de gotas generadas como consecuencia de su atomización. Es un aspecto clave del proceso, que determina la calidad de la combustión o las emisiones de material particulado.

Las gotas provienen del atomizador y se dirigen hacia la zona de combustión. En éste trayecto se calientan como consecuencia de la radiación de la llama y de la transferencia de calor convectiva desde los gases calientes que la rodean. Ello produce la vaporización de los componentes más livianos del combustible, que se mezclan con el aire, que rodea la gota, y luego combustionan.

Según el tipo de combustible, la gota puede ser completamente vaporizada, o parcialmente vaporizada dejando depósitos carbonosos residuales o partículas de coke.

3. Clasificación de los combustibles líquidos

Combustibles líquidos

Alcoholes Naturales

Artificiales

residuales Lejías negras

Derivados del petróleo Gas-oil

Fuel-oil

Diesel-oil

Queroseno

Nafta

4. Punto de inflamación

El punto de inflamación es la temperatura mínima bajo la cual un líquido en equilibrio con su vapor, pone una cantidad suficiente de éste para que en contacto con una fuente de ignición se encienda. Se consideran peligrosos aquellos líquidos cuyo punto de inflamación roza los 21ºC.

No puede almacenarse un producto a una temperatura superior a su punto de inflamación.

Otras características de los combustibles líquidos a las que hay que prestar especial atención son:

 Calor latente de vaporización.

 Calor de combustión

 Viscosidad, densidad.

 Volatilidad.

 Límites de inflamabilidad.

 Punto de ebullición, presión de vapor.

 Capacidad de acumular cargas eléctricas

 Capacidad de producir explosiones.

 Energía necesaria de Ignición.

5. Combustibles líquidos y ecología

Los combustibles líquidos son los materiales de generación de energía o combustibles que pueden ser aprovechados para generar energía mecánica, o energía cinética. La mayoría de los combustibles líquidos son derivados de combustibles fósiles, sin embargo, hay otros tipos.

6. Los combustibles líquidos más comunes

 Petróleo:

La mayoría de los combustibles líquidos utilizados en la actualidad se producen a partir del petróleo. El más notable de estos es la gasolina. El petróleo se forma a partir de los restos fosilizados de plantas y animales muertos más la exposición al calor y presión en la corteza de la Tierra.

 Gasolina

La gasolina es el combustible líquido más utilizado. Está hecha de moléculas de hidrocarburos que forman compuestos alifáticos (cadenas de átomos decarbono con átomos de hidrógeno unidos). Sin embargo, muchos de los compuestos aromáticos como el benceno se encuentran naturalmente en la gasolina y provocan riesgos para la salud asociados con la exposición prolongada al combustible.

La producción de gasolina se consigue por destilación de petróleo crudo. El líquido deseable es separado del crudo en las refinerías. El petróleo crudo se extrae de la tierra en varios procesos siendo los más comunes pueden ser las bombas de la viga. Para crear la gasolina, el petróleo debe ser removido de petróleo crudo.

 Diesel

El combustible diesel convencional es similar a la gasolina, ya que es una mezcla de hidrocarburos alifáticos extraídos del petróleo. El Diesel puede costar más o menos que la gasolina, pero por lo general cuesta menos de producir, porque los procesos de extracción utilizados son más simples. Muchos países (particularmente en Europa) también tienen menores tasas de impuesto a los combustibles diesel.

 Queroseno

El queroseno una vez utilizado en las lámparas como alternativa al aceite de ballena, es hoy en día utilizado principalmente en combustible para motores a reacción (sobre todo Jets). Estos querosenos de combustible de grado cumplen las especificaciones de los puntos de humo y los puntos de congelación para ser buenos combustibles líquidos para esos motores.

7. Clases de combustibles líquidos

Los combustibles líquidos, desde el punto de vista industrial, son aquellos productos que provienen del petróleo bruto o del alquitrán de hulla. Se clasifican según su viscosidad o según du fluidez si es que proceden del alquitrán de hulla.

(*) La composición de éstos serán las sustancias menos volátiles que obtendremos en la rectificación primaria de la hulla

8. Características

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