Deshidratación y Desalado de Crudo Maya en la TMDB

•  Análisis hidrodinámico de la línea de succión del tanque TV-5005 a bombas 7 y

8 en CB-2.

Octubre 2011

OBJETIVO.

•  Conocer el comportamiento hidrodinámico de la línea de salida del tanque TV-5005 a la succión de bombas 7 y 8, bajo las condiciones de operación de flujo máximo, de acuerdo con su gráfica de comportamiento, en los siguientes escenarios:

–  Arreglo actual de la línea. –  Aumento del área hidráulica, cambio del diámetro de la sección de

20 [in] a 24 [in]. –  Aumento del área hidráulica, cambio del diámetro del disparo de

24 [in] a 30 [in], considerando también el cambio de diámetro de la sección de 20 [in] a 24 [in].

•  Proponer alternativas para manejar mayor flujo de crudo D&D (incremento de succión) en el tanque TV-5005.

MODELO GEOMÉTRICO, LÍNEA.

PasodecalleSalidadecrudo

deltanquedesaladorTV-5005

SuccióndeBombas7y8,24in

3 6in

4 8in

4 8in

2 4in

2 0in

Pasodecalle

SucciónMB-7,24[in]

Ѳ=48[in]

SucciónMB-8,24[in]

Ѳ=24[in]

Ѳ=20[in]

Ѳ=20[in]

MODELO GEOMÉTRICO, SUCCIÓN.

Numero de elementos Hexaédricos186,780

SucciónMB-7,24[in]

SucciónMB-8,24[in]

MODELO DISCRETIZADO, MALLA.

VISCOSIDAD, 21 °API

ComportamientoReológicodelaMezcladehidrocarburosde21API.

GRÁFICA DE LAS BOMBAS

Gráficadecondicionesdeoperaciónydesempeñodelasbombas7y8.

CONDICIÓN DE OPERACIÓN

Tabla1.RangodeíndicedeflujovolumétricoBasadosenlagráficadedesempeñodelasbombas.

FlowRange

Flow Flow OnePump TwoPumps OnePump TwoPumps

[galsmin^-1] [m^3min^-1] [m^3s^-1] [m^3s^-1] [mbd] [mbd]

5000 18.927 0.315 0.631 171.433 342.867

6000 22.713 0.379 0.757 205.720 411.440

7000 26.498 0.442 0.883 240.007 480.014

8000 30.284 0.505 1.009 274.294 548.587

9000 34.069 0.568 1.136 308.580 617.160

10000 37.854 0.631 1.262 342.867 685.734

CONDICIONES DE FRONTERA

Entrada,Presión0.618[bar]

Salida Flujo 240 [mbd], porbomba

Disparo24[in]

Cambio de dirección 48[in]

PRESIÓN

PresiónѲ24in,flujo240[mbd]

Presiónenlalínea,bifurcaciónysuccióndebombas.

CAÍDA DE PRESIÓN

PresiónѲ24in,flujo240[mbd]CaídadePresiónenlalínea,disparoysuccióndebombas.

CAÍDA DE PRESIÓN VS GASTO

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0.5

0.55

230 250 270 290 310 330 350

DropPressure[bar]

Flow[mbd]

TotalDropPressurevsFlow

Pump7,24-20in

Pump8,24-20in

Pump7,24-24in

Pump8,24-24in

Pump7,30-24in

Pump8,30-24in

Gráfica2.Variaciónconelgastodelacaídadepresiónentodalalínea.

PRESIÓN VS GASTO

Gráfica1.VariaciónconelgastodelaPresiónenlasuccióndelasbombasyNPSH.

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

230 250 270 290 310 330 350

Presure[bar]

Flow[mbd]

PressurevsFlow

Pump7,24-20in

Pump8,24-20in

Pump7,24-24in

Pump8,24-24in

Pump7,30-24in

Pump8,30-24in

NPSH

VELOCIDAD

Líneasdeflujoendisparoysuccióndebombas

VELOCIDAD

PresiónѲ24in,flujo240[mbd]

VELOCIDAD

Gráfica3.VariaciónconelgastodelaVelocidadenlasuccióndebombasycambiodesección.

5.000

6.000

7.000

8.000

9.000

10.000

11.000

12.000

220 240 260 280 300 320 340 360

Velocity[Zs^

-1]

Flow[mbd]

VelocitySuc]onPumps

Pump7,20[in]

Pump8,20[in]

Pump7,24[in]

Pump8,24[in]

Pump7,20[in]Pump7,24[in]Pump8,20[in]Pump8,24[in]

DIAMETRO Vel ft/s 10” – 20” 3 – 6 › 20” 6 – 8

OBSERVACIONES

•  Cuando fluyen 240 [mbd] de la mezcla crudo de 21° [api], con una temperatura de 55 [C], por el arreglo de ductos actual desde el TV-5005 hasta las moto-bombas 7 y 8, tenemos que:

–  La presión en la MB-7 es de 0.3314 [bar] la cual es mayor que el NPSH 0.3244 [bar] de la misma.

–  El flujo máximo para la MB-7, antes de entrar en cavitación, es de 242 [mbd].

–  La presión en la MB-8 es de 0.3567 [bar] , la cual es mayor que el NPSH 0.3244 [bar] de la misma.

–  El flujo máximo para la MB-8, antes de entrar en cavitación, es de 255 [mbd].

•  El flujo máximo total del arreglo, antes de cavitar la bombas, es de 497 [mbd], con el arreglo existente.

OBSERVACIONES.

•  Cuando aumentamos el área hidráulica, cambiando el diámetro de 20 [in] a 24 [in] en el arreglo de cada de las succiones en las bombas MB-7 y MB-8 y dejando el disparo de 24” de la tubería de descarga del tanque TV-5005, tenemos que:

−  El flujo máximo para la MB-7 es de 258 [mbd]. −  El flujo máximo para la MB-8 es de 264 [mbd]. −  El flujo total máximo este arreglo es de 522 [mbd] .

•  Cuando aumentamos el área hidráulica, cambiando del diámetro del

disparo para succión de ambas bombas (MB-7 y MB-8) de 24 [in] a 30 [in] y cambiando el arreglo de cada una de las succiones en las bombas MB-7 y MB-8, para descarga del tanque TV-5005, tenemos que:

−  El flujo máximo para la MB-7 es de 309 [mbd]. −  El flujo máximo para la MB-8 es de 316 [mbd]. −  El flujo total máximo de éste arreglo es de 625 [mbd] .

CONCLUSIONES

•  Se propone modificar en campo para manejar 522 [mbd], es decir, alrededor de 25 [mbd] adicionales de crudo en comparación con el arreglo de tuberías actual.

TUB 48” de θ

MB-8

MB-7 TUB 24” de θ

TUB 24” de θ

TUB 24” de θ

Cambiar tubería de 20” a 24” de diámetro en la succión de cada una de las bombas.

CONCLUSIONES

•  Se propone modificar en campo para manejar 625 [mbd], es decir, alrededor de 100 [mbd] adicionales de crudo en comparación con el arreglo de tuberías actual.

TUB 48” de θ

MB-8

MB-7 TUB 24” de θ

TUB 24” de θ

TUB 30” de θ

Cambiar tubería de 20” a 24” de diámetro en la succión de cada una de las bombas. Cambiar disparo de 24” a 30” de diámetro del cabezal de 48”.

Gracias por su atención

luis.fernando.lopez@pemex.com Ing. Luis Fernando López Cisneros

adrian.gonzalez@grupossc.com

M.C. Adrian González Villanueva

aldo.gasca@grupossc.com

M.I. Aldo Enrique Gasca Montaño