Refrigeración en la industria química

El uso de refrigeración en industrias como la del petróleo y otras similares es extenso. En el procesado de petróleo, la refrigeración se usa para (1) controlar la presión del vapor de constituyentes altamente volátiles (metano, etano, propano y butano), un control que es necesario durante la destilación, procesado, y para la recuperación de fracciones de gasolina del gas natural; para (2) cambiar las relaciones de solubilidad de forma que constituyentes tales como asfalto y cera en los aceites lubricantes puedan eliminarse por precipitación; (3) para producir reacciones químicas selectivas tales como las que ocurren cuando el ácido sulfúrico se usa para quitar constituyentes que forman gomas de combustibles ligeros o cuando una fracción de combustibles alquilatos se forman combinando un peso molecular bajo no saturado con un hidrocarburo saturado similar. El alquilato es un constituyente valioso e importante en los combustibles de aviación.

Para rangos de temperatura de – 38 ºC o inferiores o tan altas como 15 ºC, se requieren como refrigerantes amoniaco, propano o butano. Para las temperaturas más altas son normalmente satisfactorias aplicaciones como el agua refrigerada por atomización o unidades de refrigeración jet.

Para la aplicación (2) es posible usar propano como un disolvente combinado y refrigerante, causando la evaporación del propano el enfriamiento requerido. El nivel de temperatura que podemos alcanzar es de – 40 ºC, siendo controlado el nivel de presión en el equipos. El vapor de propano se recomprime, condensa y reutiliza como en cualquier ciclo de compresión. Para temperaturas en el rango de – 16 a 15 ºC el amoniaco es satisfactorio.

La industria química usa refrigeración para controlar los procesos de polimerización de la condensación en la fabricación de caucho sintético y plásticos. Las síntesis de los refrigerantes y otros agentes químicos requieren sistemas que mantienen la temperatura en el rango que va de 5 ºC a – 85 ºC en el equipo de proceso. Grandes sistemas de refrigeración centralizados que usan salmuera de glicol de etileno y cloruro de metileno son comunes. Varios procesos químicos modernos usan el producto eventual como refrigerante (por ejemplo, la fabricación de amoniaco). Los sistemas en cascada con circuitos segregados se usan para producir a temperaturas por debajo de – 50 ºC.

Bibliografía: Mechanical Engineers´s Handbook. Refrigeration, Cryogenics, Optics and Miscellaneous