Logre que el refrigerante mixto en el intercambiador de calor criogénico principal se enfríe mediante la regulación del caudal y la reducción significativa de la presión.
El efecto Joule-Thomson (JT) se aprovecha en todos los procesos de licuefacción del GNL primarios para lograr el enfriamiento del gas de alimentación o de las corrientes del refrigerante. Se utiliza para lograr el enfriamiento de líquidos, gases o fluidos multifásicos. Tradicionalmente, este efecto ha sido facilitado por una válvula de control que reduce significativamente la presión del fluido e induce la refrigeración deseada. Debido a la caída de presión elevada, la válvula de control puede experimentar niveles de ruido excesivos si no se aborda adecuadamente. También experimenta temperaturas de proceso muy bajas y debe ser capaz de una regulación precisa hasta temperaturas criogénicas completas.
Cuando el refrigerante mixto sube los tubos entre la entrada y el intercambiador de calor principal y la válvula de calor Joule-Thomson, pierde calor ante los fluidos refrigerantes mixtos más fríos que mueven la contracorriente por la carcasa. Por lo tanto, cuando el refrigerante mixto llega a la entrada de la válvula de calor Joule-Thomson en la sección inferior del intercambiador de calor principal, por lo general se encuentra a temperaturas criogénicas, alrededor de −130 °C (−200 °F). El fluido refrigerante mixto que fluye por la válvula puede convertirse en una mezcla de líquido y vapor a medida que sale de la válvula. Se debe seleccionar el ajuste adecuado. Se prefieren las válvulas criogénicas balanceadas. Si un gran porcentaje de refrigerante por volumen se convierte en vapor cuando la válvula realiza su caída de presión para rociar los grupos, entonces se utiliza el orificio perforado o la moldura de ranura en una dirección de caudal ascendente para eliminar el ruido, la vibración y la erosión relacionados con la intermitencia.
La temperatura de entrada del refrigerante mixto que entra en la válvula de frío Joule-Thomson es menor que la temperatura del refrigerante mixto que entra en la válvula Joule-Thomson caliente, aproximadamente −150 °C (−240 °F). Esto se debe al paso más largo por el intercambiador de calor. El fluido refrigerante mixto que fluye por la válvula puede convertirse en una mezcla de líquido y vapor a medida que sale de la válvula. Se debe seleccionar el ajuste adecuado. Se prefieren las válvulas criogénicas balanceadas. Si un gran porcentaje de refrigerante por volumen se convierte en vapor cuando la válvula realiza su caída de presión para rociar los grupos, entonces se utiliza el orificio perforado o la moldura de ranura en una dirección de caudal ascendente para eliminar el ruido, la vibración y la erosión relacionados con la intermitencia.
La válvula de control Joule-Thomson de Fisher utiliza una caída de presión para lograr el enfriamiento de líquidos, gases o fluidos multifásicos.
Caso de estudio
El intercambiador de calor criogénico principal (MCHE) se considera el corazón de la planta de GNL, por lo que las válvulas de control Joule-Thomson estrechamente acopladas que alimentan al MCHE son las válvulas de control más importantes.
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Un gran productor de gas natural en Europa eligió a Emerson para proporcionar una válvula de control Joule-Thomson de Fisher especial para su intercambiador de calor criogénico principal.
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Los capítulos de interés incluyen la producción de gas y petróleo en alta mar, el tratamiento del gas natural, la licuefacción de GNL y la selección y tamaño de las válvulas de control para aplicaciones relacionadas.
