PRO-290 representa al propano, que es un refrigerante
altamente inflamable con una clasificación de seguridad A3. Necesita aceites
lubricantes basados en poliol ester o alkali-benzeno. El propano es un
refrigerante con importantes aplicaciones de bajas temperaturas porque tiene
una temperatura de vaporización de – 44,33 ºC (la del amoniaco es -33,33 ºC).
Los sistemas de refrigeración son muy comunes en la
industria de procesado de gas natural para
la recuperación de gas natural licuado y control del punto de rocío de
hidrocarburos. La selección de un refrigerante generalmente se basa en los
requerimientos de temperatura, disponibilidad, economía y experiencia previa.
El propano es uno de los mejores refrigerantes ya que no requiere cambios
térmicos en los sistemas de refrigeración existentes.
En este proceso, el chorro de gas natural se enfría con un
sistema de refrigeración de propano externo, y luego los líquidos condensados
están separados en un separador de baja temperatura y estabilizado en una
columna. El propano no es corrosivo con muchos materiales como aluminio, latón,
bronce, cobre, acero inoxidable. Esto es completamente compatible con
componentes existentes tales como intercambiadores de calor, válvulas de
expansión, compresores, lubricantes y tubos de cobre, que se usan en sistemas
de refrigeración.
El sistema de refrigeración de propano está diseñado para
proporcionar el enfriamiento requerido en aplicaciones de procesado de gas. Los
sistemas de refrigeración utilizando una, dos, tres, o cuatro etapas de
compresión han sido operadas con éxito en varios servicios. Sin embargo, el
número de niveles de refrigeración generalmente dependen del número de etapas
de compresión requeridas, cargas térmicas interetapas, economía y tipo de
compresión.
Un sistema de refrigeración en dos etapas y economizador
flash interetapa puede dar como resultado un ahorro significativo. Un ahorro
adicional puede conseguirse eliminando calor del proceso en el nivel de
interetapa antas que a un nivel de baja etapa. Ahorros de potencia adicionales
pueden conseguirse usando un sistema de compresión de tres etapas. Como un sistema
de dos etapas, puede usarse un economizador flash y/o una carga de calor
intermedia. Los ahorros, si bien no son tan dramáticos como en la comparación
entre dos etapas y una etapa, puede ser bastante significativo como para
justificar el equipo adicional.
El consumo de energía frecuentemente se reduce cuando el
número de etapas se incrementa. Sin embargo, para un sistema de refrigeración
de propano, el coste de instalación de tales sistemas de refrigeración se
incrementa cuando el número de etapas aumenta.
La determinación del nivel de refrigeración se basa en la
mínima temperatura requerida en el proceso, considerando la aproximación de temperatura
para cada equipo de transferencia de calor donde la temperatura de condensación
tiene un efecto significativo en la potencia de compresión y los requerimientos
de los deberes de condensación. Considerando esto, existe una necesidad
esencial para determinar apropiadamente estos parámetros de diseño que afectan
la optimización de un sistema de refrigeración de propano.
Correlación propuesta
La ecuación 1 representa una nueva correlación
en la que se usan cuatro coeficientes para correlacionar potencia y los
servicios del condensador para los servicios de refrigeración en un sistema de
refrigerantes de propano:
En las ecuaciones anteriores, Q es la potencia del compresor
(MW) o servicio del condensador por servicio de refrigeración (kW) en un ciclo
de refrigerante de propano de tres etapas, y Tevp y Tcon son las temperaturas
del evaporador y condensador del evaporador en deg K respectivamente.
Los coeficientes ajustados usados en las ecuaciones 2 a 5
vienen dados en la tabla siguiente para la determinación del servicio del
compresor y el condensador. Estos coeficientes ajustados se cambian si están
disponibles más datos experimentales.
En la siguiente tabla se indican los coeficientes ajustados
usados en las ecuaciones 2 y 5.
Para aplicar esta correlación a la mayoría de los
compresores comercialmente disponibles, se asume una eficiencia politrópica de
0,77. La eficiencia politrópica se convierte en eficiencia isentrópica para
incluir los efectos del ratio de compresión y el ratio del calor específico
para el refrigerante de propano. Para una operación eficiente y equilibrada del
compresor, se emplea un ratio igual de compresión entre etapas.
Las presiones en las toberas de entrada dellado de carga y
succión se ajustaron a 10 kPa para permitir la caída de presión. Estos datos también
incluyen una caída de presión de 70 kPa a través del condensador del
refrigerante para propano.
Las siguientes figuras muestran los resultados obtenidos:
Bibliografía:
Estimating Design Parameters in Propane Refrigerant Systems. Pumps &
Systems. November 2007
Palabras clave:
Three-stage propane refrigerant systems
1 comentarios:
para todo sobre el propano comercializado en esta página
propanogas.com
Saludos
Publicar un comentario