1era Clase De Refinacion.docx

1era clase de refinación

Separador: es un equipo que separa los componentes bifásicos mediante un trabajo mecánico. Tipos de separadores: Separador vertical.

Bifásicos

Separador horizontal.

Trifásicos

Los niveles de separación, son de acuerdo al diseño y se clasifican en:   

Nivel de alta presión. Nivel de mediana presión. Baja presión.

Depurador: Es un separador del gas natural que se encuentra después de la zona de producción, es decir donde se sacan el gas natural sea este asociado o no. Una emulsión puede ser crudo en agua, por lo general son inmiscibles, pero puede separarse por diferencias de densidades aplicando transferencia de calor mediante un gradiente de temperatura o por la adición de aditivos químicos. ¿Cómo funciona el separador? El separador funciona a través de dos mecanismos dinámicos: 1) Deflector (momentum): Es una barrera que tiene el separador al inicio del mismo y sirve para que el flujo de alimentación que entra, colisione de manera que cambie su dirección dispersándolo en gotas de líquidos y la otra parte en gas. 2) Extractor de niebla (Demister): es la barrera que se coloca en la parte superior de los recipientes (separadores y torres) para retener - dentro de la unidad - las partículas líquidas que pudiera arrastrar el gas. 3) Fuerza gravitacional: Es una fuerza que dispersa el flujo separándolo mediante un cambio de presión y también por efecto de la gravedad. Ejemplo: Si se tiene un separador donde se quiere separar el crudo del gas, entonces al abrir la válvula, el crudo disminuye el gas comienza a condensar por que la presión disminuye (el flujo va desde la mayor presión a menor presión) y por efectos de la gravedad caen las gotas; sin embargo cuando se cierra la válvula, se incrementa el flujo de crudo y la presión aumenta.

Embuchado: Se le dice así a los Líquido que sale de los separadores por el tope, cuando más bien debería de salir gas y esto se debe al arrastre.

Slug cátcher: Es un separador vulgar que recoge o captura una gran cantidad de gas o líquido que sale de la tubería. Por lo general suele instalarse y suele ser más grande que un separador y suele trabajar con grandes volúmenes de líquido o gas. Separador

Slug catcher

NOTA: El slug cátcher trabaja y se diseña de la misma forma que un separador convencional, pero se diferencian porque trabajan a grande volumen, mientras que el separador trabaja con poca capacidad. Vessel: Palabra en inglés y significa recipientes a presión ¿Cuál es el principal problema que puede ocurrir en un separador? El principal problema es el arrastre, es decir que el líquido o agua se vaya por el tope con el gas. El arrastre puede ocurrir por dos fenómenos:  Por los sólidos que entran al separador.  Caída del extractor de neblina al fondo del separador. Se tiene un separador de 42” y este presenta arrastre, como ingeniero decide hacer los cálculos y el resultado esperado es de 36’’, a pesar de la situación ¿a qué se debe el arrastre? Descripción de una gota:

Donde: W= weight Fb=Fuerza boyante-flotante (Fuerzas de arquimides) Fd=Fuerza de arraste de la gota(drog) Se tiene que:

Fd+Fb=W

^

W=m.g  W=ρ.v.g

^

Mediante un arreglo matematico queda: 3

4  Dp  W= L. .   .g 3  2  Ecuacion para calcular el peso de la gota Por otra parte tenemos que:

Fb=ρ.v.g 3

^

Dp=3.28.106 .dm

4  Dp  Fb= g. .   .g 3  2  Ecuacion para calcular las fuerzas boyantes

Dp=3.28.106 .dm

Y por último:

π A gota = .Dp 2 4

Dp=3.28.106 .dm

^

1 v2 Fd = . .ρg.A.Cd 2 g Ecuacion para calcular las fuerzas de arrastre Donde:

ρg =Densidad del gas (Lb-m/pie3)

ρL =Densidad del líquido (Lb-m/pie3) V=Velocidad del gas con que es arrastrado la gota (pie/s) A=Área de la gota (pie2) Dp=Diámetro de la partícula más grande de la gota (pie) dm=Diámetro de la partícula más pequeña de la gota (micrones=1.10-6 m) Cd=Coeficiente de arrastre g=gravedad especifica (adimensional) NOTA: El caudal o flujo de un gas se mide en barriles/horas (BND o BLD ) y las unidades más usadas en las industrias son en unidades inglesas. Los diámetros de los separadores se hablan en pulgadas.

La Ecuación a utilizar deriva de las 3 ecuaciones explicadas anteriormente, las cuales son:

   L   g  dm  Vg  0, 0119.  .  g Cd  

1/2

Ecuacion utilizada para calcular la velocidad del gas Maximo permitido(velocidad critica)

-Para hallar la densidad del líquido:

L 

141,5 131,5  º API

L  ó

L W

Donde:

 L =Gravedad especifica del líquido

W =Densidad del fluido de referencia (H2O=62,4Lb-m/pie3)

 L =Densidad del líquido ºAPI= (American Petroleum Institute): es una medida de densidad que describe que tan pesado o liviano es el petróleo comparándolo con el agua. Si los grados API son mayores a 10, es más liviano que el agua, y por lo tanto flotaría en esta. La gravedad API es también usada para comparar densidades de fracciones extraídas del petróleo

-Para hallar la densidad del gas:

g 

P.M R.Z .T

 ó

Mg Maire

Donde:

 =Gravedad especifica del gas (adimensional) Maire=Peso molecular del aire (Aire=28.96 Lb-m/Lb-mol)

 g =Densidad del gas (Lb-m/pie3) P=Presión absoluta (psia) T=Temperatura absoluta (ºR)

 psi .pie3  R=constante univesal de los gases 10,73  Lb-mol.ºR   Recordando que: T (ºR)= ºF +459.67

P (pisa)= (Psi=Lps=psig=Lpcm) + 14,7psia NOTA: Se puede sacar el factor de compresibilidad (z) con la calculadora Hp; sin embargo no es del 100% confiable por lo que es importante hacerlo también manualmente para rectificar. Tunner= Significa el diámetro más pequeño de una partícula (140 micrones)