Clase IV Facilidades de Producción - Copia (2)

8/18/2019 Clase IV Facilidades de Producción - Copia (2)

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F CIL

FACILIDADES DE PRODUCCIÓN

SEMESTRE I 2014

ALEX CUADRADO SALAZAR


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F CIL

Características de Producción que Afectan la Se

Producción Inestable

Producción de Crudo EspumososPresencia de ParafinasPresencia de AguaPresencia de arenas

Presencia de Emulsiones


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F CIL

Evaluación de la eficiencia de un separador

• Se pone el separador a operar a una tasa estable pero baja y que no presen

líquido por parte del gas ni liberación de gas en el líquido que sale del separ

• Con la tasa y el nivel de líquido estabilizado en el separador, se sube el ni

hasta que se presente arrastre de líquido por el gas, lo cual se podrá dete

nivel de líquido del despojador a través del cual se hace pasar el ga

separador, aumenta.

• Para la misma tasa disminuya el nivel de líquido hasta que se presente apor parte del liquido. Esto se detecta de la siguiente manera: Si una leve re

nivel de líquido no hace que aumente la tasa de gas en el segundo separa

envía el líquido que sale del separador bajo estudio y si un leve incremento

líquido no hace que disminuya la tasa de gas en el segundo separador, ent

arrastre de gas por parte del liquido. De esta forma se establece el nivel m

empieza a ocurrir arrastre del gas.


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F CIL

Evaluación de la eficiencia de un separador (Co

• Se aumenta la tasa de operación en el separador y se repite el procedimiento. Esto se co

se encuentre que a una tasa dada el nivel de fluido al cual se presenta arrastre de liquido

de fluido al cual se presenta arrastre de gas. La tasa a la cual ocurre esto se conoce comoeficiente ( MER por sus iniciales en inglés).

• Graficando el nivel de líquido al cual se presenta arrastre del gas para cada tasa de operac

curva conocida como curva de arrastre, y la curva que se obtiene de graficar el nivel de

presenta arrastre de gas para cada tasa se conoce como curva de burbujeo; ambas curva

MER.


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F CIL

Dimensionamiento de un separador

Velocidad de asentamiento

Tiempo de Retención

Relación de Esbeltez


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F CIL

Dimensionamiento de un separador (Cont.)

Velocidad de asentamiento

La fuerza de arrastre que se aplica sobre la partícula está dada por la ecuación

2*

4**

22 vd C F

p

Da f

CD, Coeficiente d

adimensional, varia d

el tipo de flujo:

Re

24

N C D

Laminar

34,0324

2

1

ReRe

N

N C D

Turbulento


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Dimensionamiento de un separador (Cont.)Cuando se tienen partículas de líquido suspendidas en fase gaseosa se con

partícula está sometida a flujo turbulento

g d

F p f p

g **83

4 3

la máxima velocidad permisible en el fluidla fuerza de arrastre es igual a la fuerza

sea que en el caso de partículas de líquido

líquido se tiene:

d vd

N

F p p

f a

24

4

2

*

4

**

Re

24 322

vd N

pReRecordando Y reemplazando

18

2

g p p gd v

f pmd v

2810*87,2 Ecuación de Stok


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Dimensionamiento de un separador (Cont.)Cuando se tiene flujo turbulento la velocidad máxima permisible se obtiene

fuerzas de arrastre y fuerza debida a la gravedad.

2*

4**

22 vd C F

p

Da f

d F p f

p

g **83

4 3

21

**3

4

f

f p

D

p

g C

d

v

Despejando

Y en unidades practicas 0119,0

p

v


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F CIL

Dimensionamiento de un separador (Cont.)

El valor de CD, cuando se trata de flujo turbulento se puede calcular usando las

aplicando un procedimiento de ensayo y error de la siguiente manera:

• Se supone CD = 1

• Se calcula v de

• Se calcula Nre

• Se calcula CD de

• Se comparan valores supuesto y calculado de CD, si no son iguales

procedimiento tomando como valor supuesto el calculado.

2

1

*0119,0

D

m

f

f p

C

d v

vd N

pRe

34,0324

2

1

ReRe

N

N C D


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Dimensionamiento de un separador Bifásicos.

Se debe considerar: Asentamiento de partículas liquidas atrapadas en gas y r

liquido para que las burbujas de gas escapen

SEPARADORES HORIZONTALES

Asentamiento

A

qv

g

g Tiempo gas en el recipiente

g

eff

rg v

Lt

Tiempo gas en el recipiente debe ser igual al tiempo requerido por una partíc

suspendida en la fase gaseosa.

g

eff

t v

L

v

d

2

1441*

2*4

86400

10***

520

7,14

0119,0

)12*2(

2

6

2

1

d

q P

ZT

L

C

d

d

CN

eff

D

m

f

f p


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Dimensionamiento de un separador Bifásicos (


2

11

**420

m

D

f

f p

CN eff

d

C q

P

ZT dL

d: Diámetro del separador

qCN: Tasa volumétrica de gas

Leff: Longitud efectiva del se

P: Presión de operación de

T: Temperatura de operaci

Capacidad al gas


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Retención.

L

LrL

qV t

eff L Ld V *

21*

4

2 rL d t *

4

2

y despejando d2Leff y usando unidades prácticas se tiene finalmente:

7,0

2 LrLeff

qt Ld qL: Tasa volumétrica de líquido, BPD

trL: Tiempo de retención del líquido, min

Capacidad al Liquido


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La longitud real del separador difiere de Leff, pues debe incluir el espacio requeinstalar los accesorios internos del recipiente. La longitud total del recipiente s

por Lss y es la longitud que hay entre las dos costuras en los extremos.

Cuando Leff proviene de la capacidad al gas se calcula.

1

d L L eff ss

Cuando Leff proviene de la capacidad al liquido se calcula. eff ss L L34

La relación de esbeltez se define por y para separado

debe estar entre 3 y 5 .)lg(

)(12

pud

Pies Lss RE


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El procedimiento para diseñar un separador horizontal bifásico es el siguiente:



1. Se supone diámetros y se calcula Leff de para

2. Para cada valor de Leff calculado en el paso anterior se calcula Lss de

3. Se supone un trL.

4. Se supone varios diámetro y para cada uno se calcula Leff de

5. Para cada valor de Leff calculado en los dos pasos anteriores se calcula Lss de

2

11

**420

m

D

f

f p

CN eff d

C q

P

ZT dL

L s

,0

2 rLeff

qt Ld

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Para cada tiempo de retención, trL, sé grafica Lss vs D y en el mismo pape

líneas correspondientes a relaciones de esbeltez de 3 y 5. Estas líneas delim

cada curva en las cuales para un tiempo de retención dado se cumple con

esbeltez. El paso final es entonces seccionar el tiempo de retención apropia

correspondiente buscar la combinación de diámetro y longitud Lss que esté

de RE de 3 y 5 y cumpla con las ecuaciones de capacidad al liquido y al gas.



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SEPARADORES VERTICALES

Asentamiento

144

1

*486400*520

106*7,14 2d

q P

ZT

A

q

v CN g

g

2

1

**0119,0

D

p

f

f p

C

d

CN

p

D

f

f pq

P

ZT

d

C d ***5041

2

1

2

y de aquí se pude despejar d

Diámetro mínimo

Retención del líquido hd

V q

V t L

L

LrL *4,

2

121

*615,5

86400

*

1

*144

1

*460*

2

L Lr q

d

t

y des

12,0

2 LrLqt hd

Capacidad al liquido La salida del líquido del recipiente debe estar por lo menos 4" por encima de la

La altura del nivel de líquido debe estar por lo menos 24" debajo de la entrada

La entrada de fluido debe estar a un diámetro más 6" o por lo menos 42" po

humedad.

La longitud del extractor de humedad debe ser por lo menos 6".

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De acuerdo con las recomendaciones anteriores, la longitud costura-costura (Lss) del

a estar dada por:

)(min12

76imo

h L ss

12

40

d hSe utiliza la ecuación que de mayor valor para Lss

La relación de esbeltez, ésta debe estar entre 3 y 4

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Procedimiento de diseño:

1 Se calcula el diámetro mínimo que debe tener el separador

2 Se toma un tiempo de retención. 1

3 Para varios diámetros se calcula h de

4 Para cada h se calcula Lss de O

5 Se toman otros tiempos de retención y ser repiten para cada uno los pasos 3 y 4.

6 Se grafica diámetro vs Lss teniendo como parámetro tiempo de retención.



CN

p

D

f

f p q P ZT

d C d ***5041

2

1

2

12,0

2 LrLqt hd

)(min12

76

imo

h

L ss

12

40

d h

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Procedimiento de diseño:

7. Se traza en el mismo gráfico la línea correspondiente a relaciones de esbeltez 3 y 4

la horizontal correspondiente al diámetro mínimo calculado en el paso 1. Esto nos def

donde debe estar la combinación de d y h que se vaya a escoger. La selección que se

ser tal que el tiempo de retención no sea demasiado alto y que el diámetro sea mayor

el calculado en el paso 1 y el producto d2

h debe ser mayor o igual que el obtenido de la



CN

p

D

f

f pq

P

ZT

d

C d ***5041

2

1

2

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