Peças sobresselentes da planta do oxigênio da turbina da expansão do turbocompressor de aço inoxidável e material do ferro

Peças sobresselentes da planta do oxigênio da turbina da expansão do turbocompressor de aço inoxidável e material do ferro

1. descrição

Um turboexpander, igualmente referido como um turbocompressor-expansor ou uma turbina da expansão, é uma turbina centrífuga ou a escoamento axial, através de que um gás de alta pressão é expandido ao trabalho do produto que é usado frequentemente conduzir um compressor ou um gerador. Porque o trabalho é extraído do gás de alta pressão de expansão, a expansão é aproximada por um processo isentrópico (isto é, entropyprocess constantes), e o gás de escapamento de baixa pressão da turbina está em uma temperatura muito baixa, em um°Cdo −150ouem ummenos, segundoaspropriedadesdapressãoedogásdefuncionamento. Aliquefaçãoparcialdogásexpandidonão érara.

Turboexpanders é muito amplamente utilizado como fontes de refrigeração em processos industriais tais como a extração de líquidos da etana e do gás natural (NGLs) do gás natural, a liquefação dos gás (tais como o oxigênio, o nitrogênio, o hélio, o argônio e o crípton), e outros processos de baixa temperatura.

Turboexpanders atualmente na escala da operação em tamanho de aproximadamente 750 W a aproximadamente 7,5 MW

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.