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Page 1: Sistemas de Refrigeracion Para Enviar (1)

Recuperación de Hidrocarburos Sistemas de

Refrigeración

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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

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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

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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

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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.

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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

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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

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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

Page 9: Sistemas de Refrigeracion Para Enviar (1)

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

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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

Page 11: Sistemas de Refrigeracion Para Enviar (1)

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

Page 12: Sistemas de Refrigeracion Para Enviar (1)

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

Page 13: Sistemas de Refrigeracion Para Enviar (1)

Recuperación de Hidrocarburos - Refrigeración

Sistemas de RefrigeraciónDiagrama PH del PropanoEjemplo de cálculo

Page 14: Sistemas de Refrigeracion Para Enviar (1)

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

Page 15: Sistemas de Refrigeracion Para Enviar (1)

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

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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