Alumno: Pablo Araya Profesora: Andrea Oyarzún LICUEFACCIÓN DE GASES Alumno: Pablo Araya Profesora: Andrea Oyarzún

Función Análisis de las moléculas de gas Almacenamiento de gases en forma líquida ya que de esta forma ocupan una menor cantidad de espacio (alrededor de 1 600 partes) y son más fáciles de transportar Obtención de nitrógeno, oxígeno, argón a través de la licuefacción del aire Obtención de GNL,GLP

Gas Natural licuado (gnl) Gas Natural procesado para ser transportado en forma líquida Es más limpio Es inocuo, incoloro e inodoro Menos inflamable Normalmente se obtiene una mezcla de hidrocarburos ligeros de 𝐶𝐻 4 (95%) y proporciones menores de etano, propano, butano, nitrógeno y 𝐶𝑂 2

Gas licuado del petróleo Manufacturado a partir de petróleo o gas natural (40% petróleo, 60% gas natural) No es un combustible fósil, sino un derivado que se elabora a partir de combustibles fósiles. Son una mezcla de propano y butano. Posee un elevado poder calorífico y un alto rendimiento: esto lo convierte en una energía muy eficaz.

¿Qué es? Descubierta en 1823 por Michael Faraday al trabajar con amoníaco a grandes presiones, la licuefacción es el cambio de estado que ocurre cuando una sustancia pasa del estado gaseoso al líquido, por el aumento de presión (compresión isoterma) y la disminución de la temperatura (expansión adiabática), llegando a una sobrepresión elevada, hecho que diferencia a la licuefacción.

Proceso 1. El gas entra al sistema a través del compresor, donde se le aplica trabajo. Tras el compresor el gas se encuentra comprimido y a temperatura ambiente. 2. A continuación el gas pasa por un intercambiador de calor donde se enfría. 3. Después, el gas frío y comprimido se expande a través de una válvula hasta la presión ambiente, en esta expansión el gas se enfría aún más debido al efecto Joule-Thomsom (al disminuir la presión, disminuye la temperatura) y, 4. Pasa a la cámara de licuación, en esta cámara parte del gas entra en estado de líquido saturado y se extrae. 5. El gas frío que no ha sido licuado se manda otra vez al intercambiador de calor situado antes de la válvula. El gas que sale del separador sale como vapor saturado, por lo que éste puede estar mucho más frío que el gas que sale del compresor, por lo que se puede utilizar para enfriar la corriente gaseosa que pasa del compresor hacia la válvula de estrangulamiento. 6. El gas que se utiliza en el intercambiador después se añade a la corriente que entra al compresor y el ciclo se repite.

Efecto Joule- Thomson Proceso en el cual la temperatura de un sistema disminuye o aumenta al permitir que el sistema se expanda libremente manteniendo la entalpía constante. 𝜇= ∆𝑇 ∆𝑝 𝜇 𝐽𝑇 = 𝜕𝑇 𝜕𝑝 𝐻

Para un proceso de h = constante, tenemos dh = 0 De este modo, el coeficiente de Joule-Thomson se determina a partir del conocimiento del calor específico a presión constante, y del comportamiento P-v-T de la sustancia.

Tipos de lIcuefacción Sistema Linde-Hampson Sistema Claude Simple Con enfriamiento previo Dual Sistema Claude

Sistema Linde-Hampson Simple -Sistema más simple para licuar aire -Se realiza en pequeñas instalaciones ya que no tiene un gran rendimiento -Consta de: Compresor Intercambiador de calor Válvula de expansión Separador

Sistema con enfriamiento previo Aumenta la fracción licuada Reduce la presión necesaria después del compresor Potencia Reducida Coste por Unidad de gas licuado reducida Ejemplo: En una planta para licuar nitrógeno, gas natural se suelen usar máquinas frigoríficas en cascada. Una máquina frigorífica de propano enfría una corriente de metano, cuyo evaporador enfría la corriente de nitrógeno que se va a licuar.

Sistema Dual Trabajo total requerido reducido Fracción licuada reducida El gas se comprime primero a una presión intermedia y después hasta la presión más alta del ciclo una vez que se le ha incorporado el gas que retorna de la cámara de licuación intermedia El gas a alta presión pasa a través de un intercambiador de calor de tres canales en el que calienta los flujos que regresan desde las cámaras de evaporación. Después la corriente se expansiona hasta la presión de la cámara intermedia. La fracción del gasto másico de gas que desde la cámara intermedia no es devuelto para ser comprimido en el compresor de alta presión se expansiona hasta la presión más baja del ciclo en la cámara de licuación de donde se extrae el gas licuado

Sistema Claude En este sistema el aire es licuado, en el que se permite que el gas se expanda adiabáticamente dos veces en dos cámaras, de manera que la licuefacción se produce rápidamente. Esta licuefacción se realiza por el efecto Joule-Thomson y logra un mayor rendimiento que el sistema Linde.

Bibliografía Cengel, Yunus .A. & Boles, Michael A. (2011). Termodinámica. México: Mcgraw - Hill  http://iqtermodinamica.blogspot.cl/2011/03/licuefaccion-de-gases.html http://www.wlpga.org/wp-content/uploads/2015/10/WLPGA-EE-PDF-ES.V1.pdf https://es.wikipedia.org/wiki/Licuefacci%C3%B3n_de_gases https://www.textoscientificos.com/fisica/efecto-joule-thomson http://uspas.fnal.gov/materials/10MIT/Lecture_2.1.pdf