Producción de gas natural licuado

PRODUCCION DE GAS NATURAL LICUADO POR TURBOEXPANSORES 1ER CONGRESO LATINOAMERICANO DE GAS NATURAL

SAN MARTÍN DE LOS ANDES NOVIEMBRE DE 1984

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1-OBJETIVOS:

El tema del almacenamiento eficiente de la energía contenida en el Gas Natural ha sido preocupación constante de las compañías distribuidoras. Fundamentalmente para hacer frente a variaciones estacionales o aleatorias de carga, y últimamente con miras a su utilización en el autotransporte como combustible de alternativa a los tradicionales.

Una de las formas de lograrlo es la licuación de gas natural posibilitando almacenar indefinidamente grandes volúmenes.

El empleo de turboexpansores a ese fin, especialmente en Plantas para cobertura de picos de carga, en que se los emplea desde hace veinte años, no ha recibido mucha atención en la literatura especializada de lengua castellana.

Teniendo en cuenta el importante potencial de recuperación energética que ofrece , y las ventajas desde el punto de vista del menor monto de inversión inicial y sencillez de diseño frente a los métodos alternativos, ( cascadas y ciclos de refrigerante mixto), resulta oportuno presentar en un conjunto, los elementos esenciales de esta tecnología   y un análisis primario de sus posibilidades de aplicación concreta en Argentina, limitado en esta etapa a la detección de puntos en las redes de distribución existentes, en que se ven las condiciones necesarias (salto de presión y caudal adecuados) como para analizarlos en profundidad para instalación de sistemas de licuación con expansores.

La enumeración no pretende ser taxativa, y sin duda un estudio a fondo de la gran red de gasoductos y líneas de distribución existente revelará numerosas oportunidades en que este tipo de instalaciones podría usarse con ventaja y en ese sentido, el presente trabajo es simplemente un punto de partida, destinado a llamar la atención sobre un proceso que, por su simplicidad y la posibilidad de reducir o ampliar el tamaño operativo de las unidades dentro de limites muy grandes ( menos de 100 a más de107 m3/h ), lo hace apto para la realización de proyectos adaptados a las posibilidades reales de financiación y ubicación física, permitiendo la obtención a costos aceptables de pequeñas o grandes cantidades de gas natural licuado en ubicaciones geográficas dentro o fuera de zonas urbanas de acuerdo a cada necesidad .

1. LICUACION DEL GAS NATURAL

En este apartado se describen las propiedades físicas y

composición del GNL , los elementos termodinámicos básicos a tener en cuenta en el proceso de licuación, y algunos procesos típicos de licuación por medio de expansores, usados en Plantas que funcionan satisfactoriamente desde hace varios años.

1. CARACTERISTICAS Y PROPIEDADES

Bajo el nombre genérico de Gas Natural Licuado (GNL), se designan en realidad mezclas en estado líquido de metano, etano, propano, butano y nitrógeno, en que la mayor proporción esta dada por el metano y etano, (usualmente mas del 90 %), pero que admite notables variaciones de composición, (incluyendo la falta de alguno de los componentes citados ), lo que cambia sus propiedades físicas, en especial la temperatura de licuefacción/vaporización a una presión dada, y calor latente de vaporización.

Por ello, aunque en general se suelen dar datos de temperatura de licuación a presión constante, punto crítico, etc. del GNL , conviene aclarar que esos números son aproximaciones que dan idea del valor de dichas características, en cuyo entorno se hallarán los valores reales correspondientes a cada caso particular. En general, y dada la amplia predominancia del metano en la composición, y la ventaja de que por ser una sustancia pura se dispone de tablas y gráficos de sus propiedades termodinámicas , es usual asignar al GNL los valores correspondientes al Metano, lo que permite perfectamente un análisis cualitativo de los procesos y tecnología a aplicar para su uso.

Con esta aclaración, diremos que el GNL es un líquido móvil y transparente a –160 ºC y 1 atmósfera absoluta, cuya relación de volúmenes es de 620 litros de vapor/ litro de líquido y en este estado puede ser almacenado y transportado en recipientes de material criogénico con adecuada aislación térmica, (poliuretano, perlita expandida, doble pared al vacío, etc.). En la tabla siguiente se indican algunas de las composiciones posibles:

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