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El proceso Claude para la licuefacción

1902
  • Georges Claude
Planta de licuefacción de gas que utiliza el proceso Claude para aplicaciones industriales.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

El proceso Claude mejora el Ciclo Hampson-Linde by incorporating an expansion engine or turbine. A portion of the compressed gas does work in an expander, causing a much larger temperature drop (nearly isentropic expansion) than Joule-Thomson expansion alone. This provides more efficient cooling, making it the dominant método para la licuefacción y separación de gases a gran escala en la actualidad.

Georges Claude reconoció la ineficiencia termodinámica de depender únicamente del efecto Joule-Thomson isentálpico. Razonó que al hacer que el gas realice trabajo externo durante la expansión se extraería más energía y, por lo tanto, se produciría un mayor efecto de enfriamiento. En su sistema, la corriente principal de gas a alta presión se divide. Una parte se dirige a un motor de expansión, donde se enfría significativamente mientras produce trabajo. Este gas extremadamente frío se utiliza para preenfriar la otra parte de la corriente de alta presión en un intercambiador de calor. Esta segunda corriente se somete a una expansión Joule-Thomson final para producir el líquido. Al combinar el enfriamiento masivo del expansor con la licuefacción de la etapa final de la válvula JT, el ciclo Claude logra una mayor eficiencia y puede operar a presiones iniciales más bajas que el ciclo Linde. El trabajo producido por el expansor también se puede recuperar para alimentar el compresor inicial, mejorando aún más la eficiencia general. Este principio es fundamental en prácticamente todas las plantas criogénicas modernas a gran escala.

UNESCO Nomenclature: 2212
- Termodinámica

Tipo

Ciclo termodinámico

Ruptura

Incremental

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Ciclo Hampson-Linde
  • Ciclo Brayton (base termodinámica del motor de expansión)
  • Efecto Joule-Thomson
  • Desarrollo de motores y turbinas de expansión de alta velocidad fiables

Aplicaciones

  • unidades de separación de aire industriales a gran escala (ASU)
  • producción de nitrógeno líquido, oxígeno y argón
  • plantas de licuefacción de helio e hidrógeno
  • producción de gas natural licuado (GNL)
  • turboexpansores en el procesamiento de gas natural

Patentes:

  • FR324949A

Ideas para posibles innovaciones

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Relacionado con: Proceso Claude, motor de expansión, licuefacción, criogenia, separación de aire, Georges Claude, expansión isoentrópica, termodinámica, eficiencia, GNL.

Contexto histórico

El proceso Claude para la licuefacción

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(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

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