Turbina criogênica da expansão do turbocompressor das peças sobresselentes do concentrador do oxigênio da separação do ar

Turbina criogênica da expansão do turbocompressor das peças sobresselentes do concentrador do oxigênio da separação do ar

1. descrição

É usar a expansão adiabática dentro da máquina para criar a frialdade a fim começar acima unidades da separação do ar e compor a perda da frialdade, stablize assim o equilíbrio térmico.

O expansor é um mechine que quando o gás é expandido e despressurizado, turbocompressor outputs o trabalho mechinical a fim reduzir a temperatura do gás para obter a energia. O expansor é usado frequentemente no equipamento criogênico, tal como a planta do oxigênio líquido, a planta do nitrogênio líquido, etc.

2. aplicação

O gás natural cru consiste primeiramente no metano (CH₄), a moléculaa mais curtoea mais clara do hidrocarboneto, assim como as várias quantidades de uns gás mais pesados do hidrocarboneto tais como a etana (C₂H₆), o propano (C₃H₈), o butano normal (n-C ₄H₁₀), o isobutane (CI ₄H₁₀), os pentanos e mesmo os hidrocarbonetos da alto-molecular-massa. O gás cru igualmente contém várias quantidades de gás ácidos tais como o dióxido de carbono (CO2), o sulfureto de hidrogênio (H₂S)e os mercaptan tais como o methanethiol (CH₃SH)e o ethanethiol (C₂H₅SH).

Quando processados em subprodutos terminados (veja o gás natural processar), estes hidrocarbonetos mais pesados são referidos coletivamente como NGL (líquidos do gás natural). A extração do NGL envolve frequentemente um turboexpander^[7] e uma coluna de destilação de baixa temperatura (chamada um demethanizer) segundo as indicações da figura. O gás da entrada ao demethanizer é refrigerado primeiramente aproximadamente ao °C −51 em um permutador de calor (referido como uma caixa fria), que condense parcialmente o gás da entrada. A mistura resultante do gás-líquido é separada então em um córrego do gás e em um córrego líquido.

O córrego líquido do separador do gás-líquido corre através de uma válvula e submete-se a uma expansão de estrangulamento de uma pressão absoluta da barra 62 à barra 21 (6,2 a MPa 2,1), que é um processo isenthalpic (isto é, um processo da constante-entalpia) esse conduz a abaixar a temperatura do córrego aproximadamente do °C −51 aproximadamente ao °C −81 porque o córrego incorpora o demethanizer.

O córrego do gás do separador do gás-líquido incorpora o turboexpander, onde se submete a uma expansão isentrópica de uma pressão absoluta da barra 62 à barra 21 (6,2 a MPa 2,1) que abaixa a temperatura do córrego do gás aproximadamente do °C −51 aproximadamente ao °C −91 enquanto incorpora o demethanizer para servir como a maré baixa da destilação.

Líquido da bandeja superior do demethanizer (o °C) −90 é distribuído aproximadamente através da caixa fria, onde é aquecido a aproximadamente 0 °C como refrigera o gás da entrada, e retornado então à seção mais baixa do demethanizer. Um outro córrego líquido da seção mais baixa do demethanizer (aproximadamente o °C) 2 é distribuído através da caixa fria e retornado ao demethanizer aproximadamente 12 °C. de fato, o gás da entrada fornece o calor exigido ao “reboil” a parte inferior do demethanizer, e o turboexpander remove o calor exigido para fornecer a maré baixa na parte superior do demethanizer.

O produto aéreo do gás do °C −90 do demethanizer aproximadamente é o gás natural processado que é da qualidade apropriada para a distribuição aos consumidores da utilização final pelo encanamento. É distribuído através da caixa fria, onde é aquecido enquanto refrigera o gás da entrada. É comprimido então no compressor de gás conduzido pelo turboexpander e pelo comprimido mais adicional em um compressor de gás da segunda etapa conduzido por um motor bonde antes de entrar no encanamento da distribuição.

O produto inferior do demethanizer é aquecido igualmente na caixa fria, porque refrigera o gás da entrada, antes que deixe o sistema como NGL.