Modulos Separadores

8/19/2019 Modulos Separadores

1/31

Equipos de Procesos IFase II: Equipos Estáticos

El objetivo de esta fase es adquirir los conocimientos

necesarios para la identificación, selección y diseño deseparadores e intercambiadores de calor, los cualesson equipos estáticos que sirven de apoyo en losprocesos de tratamiento de hidrocarburos y fluidos eneneral!

"ema #: $eparadores"ema %: Intercambiadores de &alor


2/31

Equipos de Procesos IFase II: Equipos Estáticos$eparadores

Luego de socializar tópicos básicos que nos permitieron contextualizarnos en el

tema de los equipos de procesos entramos en la fase de los equipos estáticos,

los cuales son dispositivos que realizan funciones sin ejercer ningún movimiento

de sus accesorios o componentes. En primer lugar, trataremos los separadores,

los cuales son equipos de mucha utilidad en la industria petrolera y gasfera por

su versatilidad en la separación de fluidos y posterior socializaremos el tema de

los intercambiadores de calor, otro equipo de proceso con amplio uso en las

instalaciones industriales.


3/31

Equipos de Procesos IFase %: Equipos Estáticos$eparadores

!ara el estudio del tema # $eparadores te invito a revisar los siguientes

materiales de apoyo%

#. &anual de dise'o de proceso. !rincipios (ásicos )&*!+-+$+#

/. &anual de dise'o de proceso. $eparadores Lquido+0apor. )&*!+-+s+-

-. Libro% *ise'o 1onceptual de $eparadores. 2utor% &arcas &artnez

3. 4as !rocessors $uppliers 2sociation )4!$2

5. *ise'o y 1álculo &ecánico de 6ntercambiadores de 1alor 7ubulares


4/31

Equipos de Procesos IFase %: Equipos Estáticos$eparadores

Introducción

Los equipos estáticos presentes en plantas o instalaciones industriales realizan

funciones importantes para el procesamiento de materias primas o fluidos que

necesitan ser tratados para otras disposiciones. La presente gua de estudio es un

compendio de conceptos y consideraciones teóricas relacionadas con los

separadores, desde la importancia de los mismos en la industria, sus funciones y

caractersticas, los conceptos de separación, tipos de separadores, as como las

consideraciones para el dise'o de los mismos. 7ambi8n, se presentan

autoevaluaciones que permitan a los estudiantes poner a pruebas los

conocimientos adquiridos en la socialización del conocimiento en clases o de

manera autodidacta.


5/31

Equipos de Procesos IFase %: Equipos Estáticos

!rácticamente cada proceso requiere de algún tipo de separación fsica de las fases. El

t8rmino separador es aplicado a una gran variedad de equipos usados para separar

mezclas de dos o más fases. Estas mezclas pueden estar formadas por% una fase vapor y

una lquida9 una fase vapor y una sólida9 dos fases lquidas inmiscibles )aceite:agua9 una

fase vapor y dos lquidas o alguna otra combinación de las anteriores.

$EP'(')*(

El dise'o apropiado de los separadores es de suma importancia, debido a que estos tipos

de recipientes son normalmente los equipos iniciales en muchos procesos. ;n dise'o

inadecuado puede crear un cuello de botella que reduzca la capacidad de producción de

la instalación completa. $on frecuentemente empleados debido a sus ventajas

operacionales y su bajo costo


6/31

Equipos de Procesos IFase %: Equipos EstáticosF+&I*E$

La separación de gas del petróleo puede iniciarse una vez que los fluidos fluyen a trav8s

de la formación hacia el pozo y puede aumentar progresivamente a trav8s de la tubera de

producción, lneas de flujo y equipos de manejo en superficie. (ajo ciertas condiciones, el

fluido puede ser separado en su totalidad en lquido y gas antes de que este alcance el

separador de petróleo y gas. En tales casos, el recipiente separador proporciona solo una


7/31

Equipos de Procesos IFase %: Equipos Estáticos(emover -as del Petróleo

Las caractersticas fsico+qumicas del petróleo y estas condiciones de presión y temperatura

determinan la cantidad de gas que este contendrá en solución. La tasa a la cual el gas es

liberado de un petróleo dado es una función del cambio en la presión y temperatura. El

volumen de gas que un separador removerá del petróleo crudo depende de )# caractersticas

fsico+qumicas del crudo, )/ la presión de operación, )- la temperatura de operación, )3 tasa

de entrampamiento, )5 tama'o y configuración del separador, y )= otros factores.

$eparación 'ua . Petróleo

En algunas instancias es preferible separar y remover el agua del fluido antes de que este fluya

a trav8s de las reducciones de presión, tales como las causadas por los estranguladores y

válvulas. 7ales remociones de agua pueden prevenir dificultades que podran ser causadas

aguas abajo por la misma, tales como corrosión, formación de hidratos, y formación de

emulsiones que pueden ser difciles de resolver


8/31


&/'$IFI&'&I0 )E /*$ $EP'(')*(E$

#1 /as fases de sus fluidos : 2ifásicos o "rifásicos

Las tres configuraciones de separadores están disponibles para operación

bifásica y trifásica. Las unidades bifásicas el gas es separado del liquido con el

gas y el liquido descargados de manera separada. En los separadores

trifásicos, el fluido del pozo es separado en petróleo, gas, y agua, y son

descargos de manera separada.

/ /a orientación en la que sean diseñados y colocados : 3erticales u4ori5ontales


9/31


4*(I6*"'/ 3E("I&'/


10/31


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

cambio repentino en el impulso y la separación bruta inicial de lquido y vapor. La

gravedad causa que gotas de lquido caigan de la corriente de gas al fondo del recipiente

de recolección. Esta sección de recolección de lquido provee el tiempo de retención

necesario para que el gas arrastrado evolucione del petróleo y suba al espacio de vapor.

7ambi8n provee volumen de oleada, si fuese necesario, para manejar los sobrepesos

intermitentes de lquido. Luego el lquido sale del recipiente mediante una válvula de

descarga de lquidos, que es regulada por un controlador de nivel

$eparador 4ori5ontal


11/31



12/31


13/31


>*onde unidades portátiles son requeridas tanto para uso de prueba como

producción.

>*onde unidades múltiples pueden ser apiladas para conservar espacio de planta.

>2guas arriba de otro equipo de proceso en campo que no funcionaapropiadamente con lquido entrampado en el gas.

>2guas debajo de otro equipo de producción que permite o causa condensación de

lquido o coalescencia.

>*onde la economa favorece al separador horizontal

3E"'7'$


14/31


En esta configuración el flujo de entrada entra al recipiente por un lado. 2 igual que con

el separador horizontal, el desviador de ingreso hace la separación bruta inicial. El

lquido fluye hacia abajo a la sección de recolección de lquidos en el recipiente, y luego

baja a la salida de lquidos. 1uando el lquido llega al equilibrio, las burbujas de gas fluyen

en sentido contrario a la dirección del flujo de lquidos y eventualmente migran al

espacio de vapor. El controlador de nivel y la válvula de descarga de lquidos opera de la

misma forma como en el separador horizontal. El gas fluye sobre el desviador de ingreso

y luego arriba hacia la salida de gas. En la sección de asentamiento de gravedad, lasgotas de lquido caen hacia abajo, en sentido opuesto a la dirección del flujo de gas. El

gas pasa por la sección de fundición : extractor de neblina antes de salir del recipiente.

La presión y el nivel son mantenidos de la misma forma que en el separador horizontal.

$EP'(')*( 3E("I&'/


15/31



16/31


17/31


Principios de $eparación "ipos de $eparadoresFases


18/31


Principios de $eparación "ipos de $eparadoresFases


19/31


+$*$

>$istemas de alivio.>7ope de las torres de destilación.

>Lneas de producción de gas.

>$istemas de bombeo.

>Estaciones de compresión.

>!lantas petroqumicas como purificadores de productos.

>?acilidades de producción de crudo.

>$istema de suministro de 2ire de 6nstrumentos.

$E!2@2*A@E$ *E !@A*;116AB

>$E!2@2*A@E$ *E !@;E(2

>*E!;@2*A@E$

>$L;4 1271CE@$

>DA*$

>!;L&AB *E 26@E

>72BF;E$ *E L202*A


20/31


$EP'(')*(E$ )E P(*)+&&I*.$EP'(')*(E$ )E P(+E2':

$on separadores mecánicos que pueden ser de tipo horizontal, o vertical con la

finalidad de recibir el fluido que proviene desde los pozos para luego

distribuirlos en las diferentes facilidades de producción. 4eneralmente son de

tipo horizontal, y se encargan de recibir el crudo con gran cantidad de

sedimentos.


21/31


>$EP'(')*(E$ )E P(*)+&&I*.$EP'(')*(E$ )E P(+E2'

Los separadores de pruebas a diferencia de los separadores de producción,

su operación normal es por batch a fin de proporcionar un tiempo de

residencia suficiente para el estudio del pozo.


22/31


P/'* )E I$"'/'&I0 )E $EP'(')*(E$ )E P(+E2' 8 P(*)+&&I0


23/31


)EP+(')*(E$ 9-as $crubber1

;bicado en la succión de los compresores y en la alimentación de gas

combustible hacia los equipos de intercambio de calor con fuego )por

ejemplo% un horno. ;sualmente son separadores verticales.


24/31


(E&EP"*( )E 2'&4E$ )E /I;+I)* 9$/+- &'"&4E($1:

;bicado al final de las lneas de producción y al comienzo de

las facilidades de recepción, operan con grandes cantidades de lquido a

intervalos irregulares.


25/31


"'


26/31


"';+E$ )E /'3')* 9-+2'((E/ "'=$1:

El equipo más antiguo utilizado para separación para estaciones onshore paratratamiento de crudo. Es comúnmente utilizado para tratamiento de crudos

pesados.


27/31


28/31



29/31



30/31



31/31


2ctividad BJ3. @ealizar una monografa en grupo considerando lo

siguiente%#. Etapas de separación en un fluido bifásico/. 7ipos de $eparadores-. $ecciones a dise'ar en un separador vertical.

Documents

Modulos Separadores