Separadores Nuevo

7/28/2019 Separadores Nuevo

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QUE ES UN SEPARADOREs un cilindro de acero que por lo general se utiliza en los procesos de produccin,procesamiento y tratamiento de los hidrocarburos para disgregar la mescla en suscomponentes bsicos , petrleo y gas .

Adicionalmente el recipiente permite aislar los hidrocarburos de otros componentesindeseables como la arena y agua


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PRINCIPIOS DE SEPARACION YSEPARADORES En el diseo de separadores esnecesario tomar en cuenta los

diferentes estados en quepueden encontrarse los fluidos yel efecto que sobre stospuedan tener las diferentesfuerzas o principios fsicos.

Los principiosfundamentalmenteconsiderados para realizar laseparacin fsica de vapor,lquidos o slidos son: la fuerzade gravedad, la fuerzacentrfuga y el choque de

partculas o coalescencia. Todaseparacin puede emplear unoo ms de estos principios, perosiempre las fases de los fluidosdeben ser inmiscibles y dediferentes densidades para queocurra la separacin.


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Petrleo Negro (Black ol) Crudo:Diagrama de fase (petrleo negro). .

Consiste en unamezcla conamplia variedadde especiesqumicas

caracterizadaspor tener enpromediomolculasgrandes,pesadas y no

voltiles.


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Diagrama de fase (petrleo negro). .

El diagrama de fases cubre un amplio rango de temperatura; el punto crtico se sita bienarriba de la pendiente de la envolvente de fases y las curvas de volumen estnespaciadas ms o menos en forma constante

La lnea 1_2_3 es una reduccin isotrmica de presin, obsrvese que el punto querepresenta el separador se encuentra a condiciones de presin (p) y temperatura (T) desuperficies. Cuando la presin del yacimiento cae entre los puntos 1 y 2 se dice que elcrudo es subsaturado, es decir, se encuentra por encima de la presin de burbujeo y escapaz de disolver ms gas si estuviera presente. Cuando la presin del yacimiento seencuentra en el punto 2, el crudo est en el punto de burbuja y se denomina crudosaturado, el crudo contiene en solucin la cantidad mxima de gas que le es posibledisolver.

Estando en el punto 2, una reduccin de presin har que el gas se libere del lquidoformando una capa de gas en el yacimiento. Reduciendo la presin entre los puntos 2 y3, se contina liberando gas, las curvas de iso-volumen lquido van reducindose desde100% hasta cerca de 55% en el punto 3, lo que corresponde a un aumento de gas desde0% a 45%.Entre los puntos 2 y 3 el crudo tambin se denomina saturado; en la medida que sereduce la presin y la temperatura hasta que el fluido llega al separador, ms gas sesigue liberando del crudo ocasionando una reduccin en el volumen del lquido. Sin

embargo una cantidad relativamente grande de lquido llega a la superficie.La historia de produccin de la relacin gas/petrleo incrementar mientras la presin del


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voltil

En comparacin con el petrleo negroposee menor cantidad de componentespesados y ms compuestos intermedios(etano-hexano), el diagrama de fases cubre

menor rango de temperatura, latemperatura crtica es menor y es cercana ala temperatura del yacimiento, las curvas deiso-volumen estn espaciadas menosregularmente y tienden a pegarse hacia lalnea de los puntos de burbuja La lnea1_2_3 es una reduccin isotrmica depresin, obsrvese que el punto que

representa el separador se encuentra acondiciones de presin (p) y temperatura(T) de superficies, una pequea reduccinde presin por debajo de la fresn deburbuja (p) punto 2, causa la liberacin deuna gran cantidad de gas en el yacimiento.Un crudo voltil puede llegar a ser 50% gasen el yacimiento al reducirse la presin solo

unas pocos libras por debajo de la p lacurva de Iso-volumen que cruza las condiciones del

separador muestra un menor porcentaje delquidos.

Las ecuaciones de balance de materialesdesarrolladas para crudo negro, nofuncionan para crudos voltiles, ya que elgas asociado a un crudo negro, seconsidera gas seco (cierto a presiones

Diagrama de fase (petrleo negro). .


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Diagrama de fase (gas retrgrado).


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Diagrama de fase (gasretrgrado).

El diagrama de fases de un gas retrgrado es ms pequeo que el de loscrudos, el punto crtico est mucho ms abajo en el lado izquierdo de laenvolvente. Estas dos caractersticas se deben al hecho de que los gasesretrgrados contienen menor cantidad de componentes pesados que los crudos.

La temperatura crtica del gas retrgrado es menor que la temperatura delyacimiento, la cricondeterma es mayor que la temperatura del yacimiento. Estetipo de gas algunas veces es llamado gas condensado, sin embargo se debeevitar utilizar esta denominacin que suele traer confusin y utilizar el nombrecorrecto de gas retrgrado. El lquido producido en el separador proveniente delgas es llamado condensado y el lquido producido directamente del yacimientotambin es llamado condensado. Un mejor nombre es lquido retrgrado.

En la lnea 1_2_3, inicialmente el punto 1 es gas retrgrado, totalmente en elyacimiento. Cuando la presin decrece en el yacimiento hasta el punto 2, el gas

retrgrado exhibe un punto de roco. Conforme la presin continua disminuyendoen el yacimiento, lquido condensa desde el gas, formando una capa de lquidoen el yacimiento; normalmente este lquido no fluir y no podr ser producido. Enel laboratorio se ha observado que conforme se contina bajando la presin(lnea 2_3), el lquido comienza a revaporizarse. Sin embargo no se esperarepetir este comportamiento en el yacimiento ya que las composicionescambian.


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Diagrama de fase (gas hmedo).

El gas hmedo estcompuesto en general dehidrocarburos conmolculas pequeas.

El rango de temperaturaque cubre el diagrama defases ser menor que latemperatura delyacimiento, la lnea 1_2durante el proceso deagotamiento atemperatura constante, nose tocar la regin de dosfases. El fluido siempreestar a condiciones deyacimiento; lascondiciones del separadorcaen en la regin de dos


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Diagrama de fase (gashmedo).

El lquido en superficie algunas veces se llamacondensado y al yacimiento de gas frecuentemente sele llama yacimiento de gas condensado, lo queaumenta la confusin con el yacimiento de gasretrgrado. El trmino hmedo no se refiere a lapresencia de agua con el gas, sino a los hidrocarburoslquidos que condensan del gas en superficie, sin

embargo, el gas del yacimiento siempre est saturadocon agua.

La gravedad del crudo de tanque est en el mismorango que la de gases retrgrados, sin embargo, la

gravedad API se mantiene constante a lo largo de lavida productiva del yacimiento.


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Diagrama de fase (gas seco).

La composicin del gasseco es principalmentemetano con algunosintermedios.

Todo el diagrama de

fases est a unatemperatura menor quela temperatura deyacimiento, la mezclade hidrocarburos quecomponen el gasnatural se mantienecomo gas durante todala vida del yacimiento,inclusive a lascondiciones del

separador en lasuperficie, algunas


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Estos yacimientos normalmente se conocen comoyacimientos de gas. Esto trae confusin si a losyacimientos de gas hmedo o gas retrgrado tambinsolo se le llaman yacimientos de gas. Las ecuacionesde balance de materiales desarrolladas para gas

seco, pueden ser usadas para gas hmedo si setiene cuidado al definir las propiedades del gashmedo. Son aplicables para yacimientos de gasretrgrado solo si la presin del yacimiento est porencima de la presin de roco Es necesario conocerlas propiedades de los fluidos las caractersticas deltipo de fluido de yacimiento, al momento deseleccionar o disear el separador, para optimizartamao, caractersticas, diseo del mismo

. De esta manera, el conocer estos datos permite undiseo eficaz y eficiente


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SEPARACIN POR GRAVEDAD

Es el mecanismo de separacin que ms se utiliza, debido a queel equipo requerido es muy simple. Cualquier seccin ampliadaen una lnea de flujo, acta como asentador, por gravedad, delas gotas de lquido suspendidas en una corriente de gas.

El asentamiento se debe a que se reduce la velocidad del flujo,en los separadores el asentamiento por gravedad tiene lugar

principalmente en la seccin secundaria, que se conoce tambincomo seccin de asentamiento por gravedad. Si el flujo esvertical hacia arriba como en los separadores verticales, laspartculas de lquido que se van a separar caen a contraflujo delgas. Estas partculas de lquido que descienden por la accin dela gravedad se aceleran, hasta que la fuerza de arrastre sebalancea con la fuerza gravitacional. Despus de este momento,

las partculas continan cayendo a una velocidad constante,conocida como velocidad de asentamiento o velocidad final. La velocidad de asentamiento calculada para una gota de

lquido de cierto dimetro indica la velocidad mxima que debetener el gas para permitir que gotas de este dimetro o mayor seseparen


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Fuerza centrfuga

La fuerza centrfugaque se induce a laspartculas de lquidosuspendidas en unacorriente de gas, puede

ser mucho ms grandeque la fuerza degravedad que actasobre las mismaspartculas. Esteprincipio mecnico de

separacin se empleaen un separador tantoen la seccin deseparacin primariacomo en algunos tipos

de extractores deniebla, por ejemplo en


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Fuerza centrfuga Las partculas de

lquido colectadas enlas paredes de unextractor de niebla tipociclnico, difcilmente

son arrastradas por lacorriente de gas. Sinembargo la velocidaddel gas en las paredesdel tubo ciclnico.

Se recomienda que la

velocidad del gas nosea mayor de un cierto

valor crtico


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Extractor tipo veleta


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choque de partculas ocoalescencia Este mecanismo de separacin es tal vez el que

ms se emplea en la eliminacin de las partculaspequeas de lquido suspendidas en unacorriente. Las partculas de lquido que viajan en

el flujo de gas chocan con obstrucciones dondequedan depositadas. La separacin por choquese emplea principalmente en los extractores deniebla tipo veleta y en los de malla de alambre

entretejido se conoce como distancia de paro, ala distancia que una partcula de cierto dimetro,viaja a travs de una lnea de corriente de gas


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Funcin de un separador

Los separadores de mezcla gas/lquidos formanparte de un gran grupo de equipos queinvolucran los procesos fsicos de separacin defases: Slidas, lquidas y gaseosas.

Se disean equipos para separar las diferentesfases: gas-lquido, slido-slido, slido-lquido-gas.

El propsito esencial de todo separador esliberarla fase deseada tan completamente dela(s) otra(s), como sea posible y para esto hayque seleccionar el proceso fsico adecuado


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Separador gas-lquido

El trmino Separador Gas-Lquido, enterminologa de campo, designa a un recipientepresurizado utilizado para separar los fluidosprovenientes de un pozo productor de petrleo y

gas, en componentes gaseosos y lquidos a unadeterminada presin y temperatura. Cuando setrata de una mezcla de hidrocarburos que sedeposita en el fondo del recipiente, el fluido tiene

una presin de vapor igual a la presin deoperacin, a la temperatura a la cual se produjola separacin.


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Separador gas-petrleo agua

Se refiere a la separacin de gas, petrleo yagua en un solo separador, todos losseparadores bsicos (vertical y horizontal)pueden ser usados para la separacin trifsica,

independientemente de la forma. En este caso elagua es la impureza que prevalece en la mezclay debe ser retirada antes de liberar los productosfinales. Se debe evitar la emulsin de agua con

alguno de los otros fluidos. Si ste se emulsificaser necesario el uso de qumicos, calor u otromtodo para romperla


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Proceso de separacin En el caso de mezclas gas-lquido, la mezcla defases entra al separador y, si existe, choca contra un

aditamento interno ubicado en la entrada, lo cualhace que cambie el

momentum de la mezcla, provocando as unaseparacin de las fases. Seguidamente, en la seccinde decantacin (espacio libre) del separador, acta lafuerza de gravedad sobre el fluido permitiendo que ellquido abandone

la fase vapor y caiga hacia el fondo del separador(seccin de acumulacin de lquido). Esta seccinprovee del tiempo de retencin suficiente para quelos equipos aguas abajo pueden operarsatisfactoriamente y, si se ha tomado la previsin

correspondiente, liberar el lquido de las burbujas deas atra adas.


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ETAPAS DE SEPARACINseccin primaria

La corriente defluidos que entra alseparador provienea alta velocidad, loque ocasiona unaturbulencia entre lafase gaseosa y la

fase lquida. Debidoa esto, se debedisipar el granimpulso que poseela corriente defluidos a la entradadel separador.

Para reducir elimpulso y disminuirla turbulencia sepuede utilizar unaplaca desviadora ocualquier otratcnica la cualinduzca una fuerzacentrfuga al flujocon la cual sese aren volmenes


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seccin secundaria

El principio msimportante de laseparacin en estaseccin es ladecantacin dellquido por gravedaddesde la corriente degas, una vezreducida su

velocidad. Laeficiencia en estaseccin depende delas propiedad es delgas y del lquido, deltamao de laspartculas y del gradode turbulencia delgas. El grado de

turbulencia debe serreducido al mnimoalgunos diseosincluyen desviadoresinternos para reducirla turbulencia ydisipar la espuma.Los desviadorespueden actuartambin comocolectores de gotas.


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Seccin de extraccin de neblina

Aqu se separan lasminsculaspartculas dellquido que ancontiene el gas, lamayora de losseparadores

utilizan, comomecanismoprincipal deextraccin deneblina, la fuerzacentrfuga o elprincipio de choque.En ambos mtodos,

las pequeas gotasde lquido seseparan de lacorriente de gas enforma de grandesgotas

(coalescencia), queluego caen a lazona de recepcinde l uido.


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segregacin final

En esta etapa se procede a descargar losdiferentes fluidos, gas libre de lquido y lquidolibre de gas, a las condiciones de operacinestablecidas evitando la reagrupacin de las

partculas de las distintas fases y la formacin deespuma. Para que esto ocurra es necesario untiempo mnimo de retencin de lquido y unvolumen mnimo de alimentacin. Puede

colocarse un rompe vrtices sobre la(s)boquilla(s) de salida del lquido para prevenir elarrastre de gas o petrleo por el lquido residual.


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FACTORES QUE AFECTAN LAEFICIENCIA DE SEPARACINExisten muchos factores que pueden afectar la separacin eficaz yeficiente en un proceso de separacin. Es necesario conocer

cules son los que se consideran ms importantes y relevantes almomento de realizar un diseo eficaz del separador.Los factores son los siguientes:


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El efecto de la viscosidad del gas en la separacin sepuede observar de las frmulas para determinar la

velocidad de asentamiento de las partculas de lquido.La viscosidad del gas se utiliza en el parmetro NRE,

con el cual se determina el valor del coeficiente dearrastre De la Ley de Stokes, utilizada para determinar

la velocidad de asentamiento de partculas de ciertodimetro. Se deduce que a medida que aumente laviscosidad del gas, disminuye la velocidad de

asentamiento y, por lo tanto, la capacidad de manejode gas del separador.

viscosidad del gas


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temperatura

Adicionar un calentamiento al flujo entrante petrleo/agua es el mtodo tradicional deseparacin. El aumento de la temperatura reduce la viscosidad de la fase de petrleo sedebe tener presente cmo afecta la variacin de la misma a la ecuacin velocidad deasentamiento Tambin posee el efecto de disolver pequeos cristales de parafina yasfltenos y, por lo tanto, neutralizan su efecto como posible emulsificante. La temperaturanormalmente se encuentra en el rango de 100-160 F.

En el tratamiento de crudos pesados puede ser ms alta de los 300 F. Adicionartemperatura puede causar una prdida significante de hidrocarburos liviano si se alcanza elpunto de ebullicin de la mezcla. Este resultado es conocido como encogimiento del

petrleo. Las molculas que salen de la fase de petrleo pueden ser ventiladas o comprimidas y

vendidas con el gas. Incluso si son vendidos con el gas, existe la probabilidad de tener una prdida neta en las

ganancias debido al proceso de introducir el volumen de lquido dentro del gas. En la figura11, se muestra la cantidad de encogimiento que se puede esperar

Al incrementar la temperatura a la cual ocurre el proceso, se presenta la desventaja de

hacer que el petrleo crudo que se recupera en los tanques de almacenamiento se vuelvams pesado, y pierda valor comercial. Los compuestos livianos salieron de la mezcla debidoque se alcanz el punto de ebullicin de la misma y el lquido remanente tiene una gravedad

API ms baja.

Incrementando la temperatura puede bajar la gravedad especfica y la presin de operacina la cual se est separando el crudo del agua, por lo tanto, depende de las propiedades delcrudo, ya que podra aumentar o disminuir la gravedad especfica.

Solo si la temperatura es menos que 200 F el cambio de la gravedad especfica puede serobviada.


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La densidad del lquido y el gas afectan lacapacidad de los separadores. La

capacidad de manejo de gas de unseparador, es directamente proporcional a

la diferencia de densidades del lquido ydel gas e inversamente a la densidad delgas.

Densidad del lquido y gas


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CONSIDERACIONES INCIALES EN EL DISEO DEUN SEPARADOR GAS-LQUIDO

ara el diseo adecuado de un separador gas-lquido esnecesario tomar en cuenta los puntos siguientes: La energa que posee el fluido al entrar al recipiente debe ser

controlada. Los flujos de las fases lquida y gaseosa deben estar

comprendidos dentro de los lmites adecuados que permitan su

separacin a travs de las fuerzas gravitacionales que actansobre esos fluidos y que establezcan el equilibrio entre las fasesgas-lquido.

La turbulencia que ocurre en la seccin ocupada principalmentepor el vapor debe ser minimizada.

La acumulacin de espuma y partculas contaminantes deben

ser controladas. Las fases lquidas y vapor no deben ponerse en contacto una

vez separadas. Las regiones del separador donde se puedan acumular slidos

deben, en lo posible, estar provistos de facilidades adecuadaspara su remocin.

El equipo ser provisto de la instrumentacin adecuada para sufuncionamiento adecuado se uro en el marco de la


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DISPOSITIVOS INTERNOS DELSEPARADOR desviadores de entrada Existen muchos tipos de desviadores pero los ms

utilizados son dos tipos. El primero es el deflector deregulacin ste puede ser un plato esfrico, placa

plana, plancha de ngulo o algn otro dispositivo quegenere un cambio rpido en la direccin y velocidadde los fluidos. El diseo de este regulador se basaprincipalmente en la capacidad que tengan dedisminuir el impulso (momentum) de impacto.

El segundo dispositivo se conoce como cicln deentrada el cual usa la fuerza centrfuga en lugar de laagitacin mecnica para separar el petrleo del gas(Esta entrada puede tener una chimenea ciclnica ousar una carrera de fluido tangencial a travs de lasparedes.


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desviadores de entrada

Deflector deRegulacin. Entrada Ciclnica


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PLACAS ANTIESPUMA

La espuma seforma cuandolas burbujas degas se liberandel lquido. Laespuma es la

principal causapara unrendimientopobre en losseparadores. Laseparacin deespuma limita laseparacin degas-lquido en elseparador. Paralograr laseparacin deespuma stas

partculas debenser


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ROMPEDORES DE VRTICES

Se utiliza paradisminuir lapresencia de unvrtice oremolino cuando

la vlvula decontrol delquido estabierta, debido aque steabsorbe gas del

vapor y loremezclaen lasalida de lquido


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Rompedor de Remolinos


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Hay dos dispositivos que son los ms utilizados:cojines de mallas de alambres y extractores de veletaCojines de mallas de alambres: las gotas de lquido

pasan a travs de la malla de alambre produciendo unchoque entre ellas y generando la coalescencia, lo quepermite que stas cambien de direccin y regresen a

la fase lquida. Estos cojines con el tamao apropiadopueden llegar a remover el 99% de las gotas de 10micrones.

Extractor tipo Veleta: ste obliga al flujo de gas a serlaminar entre las placas paralelas que contienen el

cambio direccional. Las gotas chocan con la placa desuperficie donde la coalescencia hace que las gotas

caigan a la parte lquida

Extractor de Neblina


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Extractor de Neblina

Cojines de Mayas deAlambres Extractor tipo Valeta


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FUNCIONES INTERNAS DELOS EQUIPOS DELSEPARADOR

Los dispositivos internos de un separador prestan una

gran variedad de funciones, todas con el objetivo demejorar la separacin de las fases y/o garantizar unaoperacin confiable y segura de los equipos aguasabajo. Entre tales funciones estn:


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FUNCIONES INTERNAS DE LOSEQUIPOS DEL SEPARADOR SEPARACIN PRIMARIA DE LAS

FASES : Reduccin del momentum de las fases

o cambio en la direccin del flujo de lasmismas (deflectores, distribuidores deentrada).

REDUCCIN EN OLEAJE OSALPICADURAS : evita o reduce el re-arrastre de gotas de lquido por lacorriente de vapor o reduce la turbulenciaen separaciones l quido-lquido(planchas rompe olas).

Coalescencia de gotas muypequeas : Para separaciones vapor-lquido, los eliminadores de niebla (mallas

de alambre, laberinto de aletas, etc.).Para separacin lquido-lquido, los platoso esponjas coalescedoras (no cubiertospor el MDP de tambores).

Reduccin del arrastre de burbujas devapor/gas en la salida de lquido:rompe vrtices.

REDUCCIN MECNICA DEFORMACIN DE ESPUMA: PLACASrompe espuma.

LIMPIEZA INTERNA DE RECIPIENTES:cuando se espera una deposicincontina de slidos que no pueden serfcilmente removibles

(Tuberas internas: No cubierto por elMDP de tambores).

REDUCCIN DEL TIEMPO DEDECANTACIN: en el caso deseparaciones lquido-lquido, se buscareducir el tiempo en que una gota de lafase pesada discontinua alcance lainterfase pesada-liviana (placas de

decantacin).


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ACCESORIOS EXTERNOS

VLVULA DESEGURIDAD YALIVIO

Son vlvulasque se calibrana la mxima

presin deoperacin ysirven paraprotegerlaintegridad fsicadel equipo

contra presionesexcesivas, en elcaso de existiralgunaobstruccin enlas salidas o unaumento

anormal en laentrada.


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Vlvulas de control de contra-presinVan colocadas en la tubera desalida de gas del separador y

controlan la presin delseparador


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Todos los separadores independientemente del tamao o la presin,

debern estar provistos de dispositivos de proteccin de presinfijados de acuerdo con los requerimientos del cdigo ASME. Para

suministrar la capacidad necesaria de alivio pueden utilizarsemltiples dispositivos de alivio de presin, como una vlvula de alivio

de presin conjuntamente con un disco de ruptura. La vlvula dealivio normalmente se fija a la mxima presin de trabajo permisible,el disco de ruptura normalmente se selecciona para aliviar presiones

mayores a la presin de ajuste de la vlvula de alivio. Losdispositivos de alivio de presin no necesitan ser suministrados por

el fabricante del separador, pero la proteccin de sobrepresindeber ser provista antes de poner en servicio el separador. El

comprador determinar sobre quin recaer la responsabilidad deproveer los dispositivos de alivio.

Dispositivos de alivio


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CLASIFICACIN DE LOSSEPARADORES


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Separadores bifsicosSon recipientescapaces deseparar el gas ylquidoinmiscible. Seemplean paradejarlo ms libreposible el gasdel petrleo yviceversa apresiones y

temperaturasdefinidas.

Separadores Horizontales


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Separadores Horizontales


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Separadores Horizontales El fluido entra en el separador y se contacta con un desviador de ingreso,

causando un cambio repentino en el impulso y la separacin bruta inicial delquido y vapor. La gravedad causa que gotas de lquido caigan de la corrientede gas al fondo del recipiente de recoleccin. Esta seccin de recoleccin delquido provee el tiempo de retencin necesario para que el gas arrastradoevolucione del petrleo y suba al espacio de vapor. Tambin provee volumen deoleada, si fuese necesario, para manejar los sobrepesos intermitentes de lquido.Luego el lquido sale del recipiente mediante una vlvula de descarga delquidos, que es regulada por un controlador de nivel. El controlador de nivelsiente cambios en el nivel del lquido y controla la vlvula de descarga.

El gas fluye sobre el desviador de ingreso y luego horizontalmente por medio dela seccin de asentamiento de gravedad sobre el lquido. Mientras el gas fluyepor esta seccin, gotas pequeas de lquido que no fueron separadas por eldesviador de ingreso son separadas por la gravedad y caen a la interfaz de gas -lquidos. Algunas gotas son de un dimetro tan pequeo que no son fcilmenteseparadas en la seccin de asentamiento de gravedad. Por lo tanto, antes que elgas salga del recipiente, pasa por una seccin de fundicin, o un extractor deneblina. Esta seccin emplea aletas, malla de alambre, o placas para fundir yremover las gotas muy pequeas.

Un controlador abre y cierra la vlvula de control de presin en la salida de gaspara mantener la presin deseada en el recipiente. Normalmente, losseparadores horizontales se operan llenados solamente hasta la mitad conlquidos para maximizar

el rea de interfaz de gas lquidos

S d ti l


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Separadores verticales


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SEPARADORES VERTICALLa figura es un esquemade un separador vertical

. En esta configuracin elflujo de entrada entra alrecipiente por un lado. Aigual que con el separadorhorizontal, el desviador deingreso hace la separacinbruta inicial. El lquido fluyehacia abajo a la seccin derecoleccin de lquidos en

el recipiente, y luego baja a la salida delquidos. Cuando el lquidollega al equilibrio, lasburbujas de gas fluyen ensentido contrario a ladireccin del flujo delquidos y eventualmentemigran al espacio de vapor.El controlador de nivel y lavlvula de descarga delquidos opera de la mismaforma como en elseparador horizontal.

El gas fluye sobre eldesviador de ingreso yluego arriba hacia la salidade gas. En la seccin deasentamiento de gravedad,las gotas de lquido caenhacia abajo, en sentidoopuesto a la direccin delflujo de gas. El gas pasa

por la seccin defundicin/extractor deneblina antes de salir del

S d E f i


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Separadores Esfricos

La figura muestra unseparador esfricotpico.

Las mismas cuatrosecciones previamentedescritas tambinestn en esterecipiente. Losseparadores esfricospueden serconsiderados como uncaso especial deseparadores verticalessin un casco cilndricoentre los doscabezales. Este diseopuede ser muyeficiente desde elpunto de vista decontencin de presin,pero debido a sucapacidad limitada deoleada lquido ydificultades con lafabricacin, losseparadores esfricosya no sonespecificados paraaplicaciones paracampos petrolferos yno proveeremosninguna discusin

Ot fi i


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Otras configuraciones

Algunos separadoresoperan con fuerzacentrfuga. Aunque losseparadorescentrfugos ocupan unespacio eficiente, noson comnmenteutilizados en lasoperaciones deproduccin porque son

sensibles a la tasa deflujo y requierendecadas en presinmayores a las de lasconfiguracionesestndar.

Otro tipo de separadorutilizado en ciertasaplicaciones de flujoalto de gas / bajo delquidos es elseparador de filtrostos pueden serhorizontales overticales enconfiguracin. Lostubos de filtracin en laseccin de separacininicial funde la neblinalquida en gotas msgrandes mientras elgas pasa por los tubos.


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Otras configuraciones

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE


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VENTAJAS Y DESVENTAJAS DELOS SEPARADORES

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE


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VENTAJAS Y DESVENTAJAS DELOS SEPARADORES

RECOMENDACIN DE TIPO DE


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RECOMENDACIN DE TIPO DESEPARADOR

RECOMENDACIN DE TIPO DE


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RECOMENDACIN DE TIPO DESEPARADOR

TPICOS A TOMAR EN CUENTA EN


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TPICOS A TOMAR EN CUENTA ENEL DISEO PARAFINAS

El funcionamiento del separador puede versegravemente afectado por la acumulacin deparafinas, las placas de coalescencia en laseccin lquida y las mallas de alambre de losextractores de neblina en la seccin de vaporson principalmente afectados por la acumulacinde parafinas que pueden llegar a taponarlos. Porlo tanto es necesario cuando se ha determinadoque la parafina es un problema existente opotencial, utilizar extractores de neblina del tipo

de placas. Los desages, accesos y boquillaspermiten la limpieza de los componentesinternos del separador mediante el uso desolventes, vapor u otro tipo de sustanciasqumicas.

FORMACIN DE ESPUMA

La tendencia a formar espuma de una mezcla

vapor-lquido o vapor-lquido-lquido afectarseveramente el desempeo del separador.Generalmente, si se sabe que la espuma es unproblema antes de instalar el recipiente, puedenincorporarse deflectores de espuma como elmtodo ms econmico de eliminar el problema.Sin embargo en algunos casos puede sernecesario resolver un problema en particular,usando soluciones ms efectivas como agregarlongitud extra al recipiente o usar aditivosqumicos. Cualquier informacin que pueda

obtenerse sobre la dispersin de espuma poranlisis de laboratorio, antes del diseo delseparador es de mucha ayuda.

FLUJO DE AVANCE

Algunas lneas de flujo bifsico muestran latendencia a un tipo de flujo inestable, de oleaje,que se denomina flujo de avance. Obviamentela presencia del flujo avance requiere incluirplacas rompe olas en el separador.

Materiales pegajosos

Alimentaciones con materiales pegajosos, comoes el caso de crudos parafinosos, puedenpresentar problemas operativos, debido al ensuciamiento o incrustacin de los elementosinternos.

PRESENCIA Y ACUMULACIN DE SLIDOS

Cuando se conoce que un servicio tendr

arrastre de slidos, debern tomarse lasprevenciones correspondientes: tuberas delavado (si aplica), boquillas de limpieza porinyeccin de lquidos, boquillas de remocin deslidos, inclinacin de recipientes horizontales.Para separadores de produccin, considerablescantidades de arena pueden ser producidas conel crudo. En los se paradores en servicio depetrleo

arenoso deben proveerse aberturas para lalim ieza.

TPICOS A TOMAR EN CUENTA EN


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TPICOS A TOMAR EN CUENTA ENEL DISEO

Bajas temperaturas Crudos viscosos

Aun cuando esta condicinno se encuentra a menudo,la temperatura baja y lapresin alta presentan laposibilidad de formacin dehidratos de gas. Es correctosuponer que cualquier gasnatural o gas asociadocontiene vapor de agua alproducirlo y que esta agua

puede condensarse y causarformacin de hidratos. Esterengln debe ser verificadoya que puede ser necesarioel calentamiento pararesolver el problema.

La presencia decrudos viscosos en

los procesos deseparacin presentaninconvenientes a loscuales se necesitaincrementar el tiempo

de retencin duranteel proceso deseparacin delmismo, es

recomendable 4veces el tiem o

CONSIDERACIONES GENERALES PARA


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ESTIMAR LAS DIMENSIONES ENSEPARADORES HORIZONTALE El mximo nivel de lquido debe dejar una altura mnima de 15 pulgadas para el

espacio de vapor, pero nunca este nivel deber estarpor encima de lalnea media del separador.

El volumen de los cabezales no se toma en cuenta en losclculos de las dimensiones del separador.

Las boquillas de entrada y salida debern ubicarse tan cerca,

como sea prctico, de las lneas tangentes del separador. Las salidas de lquido llevarn accesorios anti vrtices. Se especifican valores de L/D entre 2.5 hasta 6 pero ciertas

empresas fabricantes utilizan 3,4 y 5 como valoreseconmicos de esta relacin.

Volumen de operacin, o sea el volumen comprendido entreel nivel mximo(NAL) y el nivel mnimo (NBL) (Fig. 23).

Bajo nivel de lquido 1.31pie. La distancia entre la parte baja de la malla y el NAAL debera

ser de 12 pulgadas.

NOMENCLATURA PARA NIVELES


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NOMENCLATURA PARA NIVELESDE LQUIDO.

Niveles de lquido (separador


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Niveles de lquido (separadorhorizontal)

CONSIDERACIONES GENERALES PARA ESTIMAR


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CONSIDERACIONES GENERALES PARA ESTIMARLAS DIMENSIONES EN SEPARADORESVERTICALES La altura del nivel de lquido en un separador vertical depende

esencialmente del tiempo de retencin, el cual a su vez se fija sobre labase de consideraciones del proceso.

La mxima velocidad permisible del vapor en un separador ser igual ala velocidad lmite y el dimetro calculado en base a sta serredondeado en 6 pulgadas, Sin embargo, en caso de no instalar dichoeliminador, V no ser mayor que el 80% de la velocidad lmite

El espacio para el desprendimiento y sedimentacin de las gotas, esdecir, la distancia entre la parte superior del tubo de entrada y la parteinferior del eliminador de neblina, deber ser igual al dimetro delseparador. Sin embargo, cuando el dimetro del separador es menor a3 pie, el espacio de sedimentacin ser como mnimo 3 pie.

La distancia entre la boquilla de entrada y el mximo nivel de lquidoser igual a la mitad del dimetro o por lo menos 2 pie.

La distancia entre la lnea tangente superior del separador y el fondodel eliminador de neblina ser por lo menos de 3 pie. Los dimetros de los recipientes de 3 pie y mayores debern

especificarse en incrementos de 6 pulgadas. En los separadores cuyacarcasa se fabrique con plancha, se especificarn sus dimetrosinternos, sus longitudes sern especificadas en incrementos de 3pulgada.

CONSIDERACIONES GENERALES PARA ESTIMAR


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CONSIDERACIONES GENERALES PARA ESTIMARLAS DIMENSIONES EN SEPARADORESVERTICALES Los separadores de 30 pulgadas de dimetro y menores debern

fabricarse con tubera, se especificarn sus dimetros externos; loscabezales superiores sern bridas del mismo dimetro que el tubo,provistas con tapas o bridas ciegas

; el fondo podr fabricarse con cabezales estndar o casquetes detuberas.

Las entradas debern tener un accesorio interno para desviar el flujo

hacia el fondo del separador, los recipientes de 3 pie de dimetro ymayores tendrn como accesorio de entrada una caja abierta por elfondo, soldada a la boca de entrada, por la parte interior del equipo,para los recipientes hechos con tubo, el accesorio se fabricar con uncodo de90.

Las salidas debern tener dispositivos anti vrtices Los eliminadores de neblina tipo malla, debern tener 4 pulgadas de

espesor,9lb/pie de densidad y ser hechos de Acero inoxidable. No deben aceptarse las mallas fabricadas con

alambre de acero inoxidable en espiral. La figura 25 indica todos los parmetros de diseo, incluyendo las

alturas para los espacios de lquidos y vapor. Los criterios para estimar las alturas se resumen en la tabla 5.

fluidos


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fluidos


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FIN

MUCHAS GRACIAS

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