El gas de ebullición (BOG) se refiere a la forma gaseosa de un líquido criogénico que se genera cuando el líquido experimenta un cambio de fase desde su estado líquido de baja temperatura a un estado gaseoso de mayor temperatura. Este cambio de fase ocurre cuando el líquido criogénico, normalmente almacenado a temperaturas extremadamente bajas, absorbe calor del entorno circundante.
Sin embargo, incluso con las mejores técnicas de aislamiento y almacenamiento, el calor del entorno ingresa lentamente al sistema de almacenamiento, lo que hace que una parte del líquido criogénico se vaporice y se convierta en gas de ebullición. Este gas de ebullición es típicamente una mezcla del gas vaporizado, así como cualquier otra impureza o componente presente en el líquido original.
El gas de ebullición plantea varias consideraciones y desafíos en los sistemas criogénicos, entre ellos:
1. Acumulación de presión: la generación de gas de ebullición conduce a un aumento de la presión dentro del recipiente de almacenamiento o sistema de transporte. Esta acumulación de presión debe gestionarse para evitar la sobrepresurización y posibles riesgos de seguridad.
2. Pérdida de producto: el gas de ebullición representa una pérdida del propio líquido criogénico, lo que puede ser indeseable desde un punto de vista económico. Minimizar la generación de gas de ebullición y utilizar o capturar eficazmente el gas puede ayudar a reducir las pérdidas de producto.
3. Gestión térmica: gestionar la entrada de calor y controlar la temperatura dentro del sistema de almacenamiento o transporte es crucial para minimizar la generación de gas de ebullición. Se emplean técnicas eficaces de aislamiento, sistemas de refrigeración y gestión de la transferencia de calor para mitigar la ebullición excesiva.
4. Manipulación y utilización del gas: el gas de ebullición debe manipularse, gestionarse y, potencialmente, utilizarse adecuadamente para evitar su liberación al medio ambiente. Se puede volver a licuar, utilizar como combustible para la generación de energía o calefacción, o reinyectarse en el sistema de almacenamiento.
La gestión del gas de ebullición es un aspecto crítico de los sistemas criogénicos, especialmente en industrias donde está involucrado el almacenamiento y transporte de gases licuados. Se emplean diversas tecnologías y estrategias para minimizar la generación de gas de ebullición, optimizar su utilización y garantizar el funcionamiento seguro y eficiente de los sistemas criogénicos.
Tipos de gas de ebullición
Los tipos de gas de ebullición pueden variar según el gas licuado específico que se almacene o transporte. A continuación, se muestran algunos tipos comunes de gas de ebullición asociados con diferentes gases licuados:
1. Gas de ebullición de GNL: el gas de ebullición de GNL se compone principalmente de metano, que es el componente principal del gas natural. También puede contener peque?as cantidades de otros hidrocarburos como etano, propano y butano, así como impurezas como nitrógeno, dióxido de carbono y trazas de vapor de agua.
2. Gas de ebullición de GLP: el gas de ebullición de GLP es típicamente una mezcla de gases propano y butano. La composición exacta del gas de ebullición puede variar dependiendo de la mezcla específica de propano y butano en el gas licuado de petróleo. También puede contener trazas de otros hidrocarburos e impurezas.
3. Gas de ebullición de nitrógeno líquido: el gas de ebullición del nitrógeno líquido se compone principalmente de gas nitrógeno (N2), ya que es el componente principal del nitrógeno líquido. Sin embargo, dependiendo del proceso de producción y de las impurezas presentes, el gas de ebullición también puede contener peque?as cantidades de oxígeno, argón, dióxido de carbono y otros gases traza.
4. Otros gases licuados: el gas de ebullición de otros gases licuados, como el etileno, el propileno, el amoníaco o el dióxido de carbono, tendrá composiciones específicas para el gas en particular que se almacena o transporta. El gas de ebullición puede consistir principalmente en el propio gas o incluir otros componentes según la composición y las impurezas presentes en el gas licuado original.
Es importante tener en cuenta que la composición del gas de ebullición puede cambiar con el tiempo debido a factores como fluctuaciones de temperatura, cambios de presión y la presencia de impurezas. Los sistemas de manejo y gestión de gas están diseñados para manipular y tratar el gas evaporado para garantizar su manejo, utilización o relicuefacción seguros cuando sea necesario.
La composición y el manejo específicos del gas evaporado son consideraciones críticas para el dise?o y el funcionamiento de los sistemas de almacenamiento y transporte para garantizar la seguridad, la eficiencia y el cumplimiento ambiental.
El gas evaporado se asocia comúnmente con el almacenamiento y el transporte de gases licuados como GNL, GLP y nitrógeno líquido debido a la naturaleza de estos gases y las temperaturas extremas a las que se almacenan. Estos gases se enfrían y se licúan para facilitar el almacenamiento y el transporte en una forma más compacta.
1. Gas natural licuado (GNL): El GNL es gas natural que se ha enfriado a temperaturas extremadamente bajas, generalmente alrededor de -162 grados Celsius (-260 grados Fahrenheit), para convertirlo en un estado líquido para facilitar su almacenamiento y transporte. Sin embargo, incluso con técnicas de aislamiento avanzadas, algo de calor del entorno ingresa lentamente a los tanques de almacenamiento, lo que hace que el GNL se vaporice y genere gas de ebullición. 2. Gas licuado de petróleo (GLP): el GLP consiste en propano y/o butano y también se almacena y transporta en estado licuado bajo presión. Al igual que el GNL, el GLP se almacena a bajas temperaturas, que generalmente varían de -42 grados Celsius (-44 grados Fahrenheit) a -188 grados Celsius (-306 grados Fahrenheit). La entrada de calor en los tanques de almacenamiento conduce a la evaporación del GLP, lo que resulta en la generación de gas de ebullición. 3. Nitrógeno líquido: el nitrógeno líquido se produce al enfriar y condensar el gas nitrógeno a temperaturas extremadamente bajas, alrededor de -196 grados Celsius (-321 grados Fahrenheit), lo que hace que se vuelva líquido. Sin embargo, incluso con técnicas de aislamiento eficientes, se produce transferencia de calor, lo que hace que el nitrógeno líquido se evapore y genere gas. Las temperaturas extremas a las que se almacenan estos gases licuados requieren recipientes de almacenamiento especializados y sistemas de transporte con un aislamiento sólido para minimizar la entrada de calor. A pesar de estas medidas, aún ingresa cierta cantidad de calor al sistema, lo que lleva a la vaporización y generación de gas de ebullición. La gestión eficiente del gas de ebullición es crucial para evitar la acumulación de presión, minimizar las pérdidas de producto y garantizar el funcionamiento seguro y eficiente de los sistemas de almacenamiento y transporte de estos gases licuados. Se emplean varias técnicas, como el aislamiento, la refrigeración y la utilización del gas, para mitigar la ebullición y maximizar la eficiencia de estos procesos.
