TEORIA DE DIMENSIONAMIENTO DE SEPARADORES HORIZONTALES

Sentamiento. Gotas de líquidos se sentarán en la sección de decantación de gas del separador a velocidades determinadas por el balance de las fuerzas de gravedad y las fuerzas de arrastre del gas.FD = CD A ⌠g ( V2/ 2 g) , Fg = m a = W = mg

FD = Fuerza de arrastreCD = Coeficiente de arrastreA = Area croseccional de la gota, ft2⌠g = Densidad de la fase gas de arrastreV = Velocidad de la gotag = gravedadFg = Fuerza o peso de la gravedadm = masa de la gota

El coeficiente de arrastre CD es determinado teóricamente por la ley de Stokes

CD = 24/ Re Re = Número de ReynoldsRe = 1,488 DP VT ⌠g / µg

DP = Diámetro de la gota, ft. 1 micrón = 0.00003937 pulgadas = 1 x 10- 6 mtVT = Velocidad Terminal de la gota, ft/ seg.⌠g = Densidad del gas , lb/ ft3µg = Viscosidad del fase de gas, CP

En la práctica la ley de Stokes no se adecua por lo tanto

CD = ( 24/Re) + ( 3/ √ Re ) + 0.34VT = 0.00119 [ ( dm / CD ) ( ⌠L - ⌠g / ⌠g ]1/2

⌠g = Densidad del gas, lb/ft3⌠L = Densidad de la gota o líquido, lb/ft3dm = diámetro de la gota , micrón. o mejor :VT = [ 1.78 x 10-6 ( ⌂G.S ) d2

m ] / µ⌂SG = diferencia de gravedad específica entre gota y gas Capacidad de manejo de gasAsumiendo partículas de gotas de 100 micrones en recipientes con nivel de 50 % lleno

Di Lef = 42 K ( T Qg / P ) restringente del gas

Di = diámetro interno del recipiente, pulgadas. El máximo diámetro está establecido para que se separe gotas de agua de 500 micrones del petróleo.Le = :distancia efectiva de caída de gotas, ft⌂GS = Diferencia entre la gravedad específica del agua y el petróleo.

T = Temperatura de flujo del gas, R= 460 + °FP = Presión de operación del separador, psiaK = constante dependiendo de las propiedades físicas del gas ,del líquido y tamaño de gota.K = [ ( CD / dm ) ⌠g / ( ⌠L - ⌠g ) ]1/2

Qg = Flujo de gas , MMspcd

Tiempo de retención de líquidos

D2i Lef = 1.42 [ ( Qw ) ( Tr )w + ( Qo ) ( Tr )o ] restringente de líquidos

Qw = Flujo de agua , BPDQo = Flujo de petróleo , BPD(Tr)w = Tiempo de retención de agua,min.(Tr)o = Tiempo de retención de petróleo, min.

Lss = Lef / 0.753 < 12 Lss / Di < 5 Asumiendo que la velocidad del gas de la entrada a la salida es la misma que la velocidad de caída de la gota de petróleo desde la parte superior del recipiente a la superficie del líquido ( 50% lleno) , entonces :

Lef = 4 Qact. / ╥ VT Di

Qact. = Flujo actual, ft3/ min. = Flujo másico (lb/min)/ densidad del gas ( lb/ft3)

Ecuación de sentamiento : Es el requerimiento parar que una gota de agua de 500 micrones sea capaz de separarse del colchón petróleo, y se establezca el máximo diámetro interno del separador.

(ho )max. =320 ( Tr )o ( ⌂GS ) / µo

(ho)max. = Máximo espesor permitido del colchón de petróleo, pulgadas

µo = Viscosidad del petróleo, CP . La viscosidad del petróleo puede ser de 5 a 20 veces más que del agua.

Fracción de área croseccional ocupada por el agua.

Aw / A = 0.5 ( Tr)w / [ Q0 (Tr )o + Qw ( Tr )w

1. Separadores horizontales son más eficientes que los verticales.

2. Separadores verticales son especificados para altos GOR

3. Separadores son equipos que mecánicamente separan líquidos del gas a una presión y temperatura especificada.

4. Normalmente separadores horizontales son operados mitad lleno de líquido para maximizar el área de gas y líquido.

5. Separadores horizontales son más eficientes en manejar altos volúmenes de gas que los verticales.

6. Separadores horizontales requieren más área para su instalación.

7. Separadores horizontales tienen menos capacidad de manejo de oleadas de líquidos que los verticales .

SEPARADORES VERTICALES

Restringente de manejo de capacidad de gas:

( Di )2min. = 500 K ( T Qg / P )

Restringente de asentamiento:

( Di )2min. = 0.027 ( Qo µo / ⌂GS )

Tiempo de retención

ho = ( Tr )o Qo / 0.12 D2i

hw = ( Tr )w Qw / 0.12 D2i

ho + hw = 10 ( Qo + Qw ) /0.12 D2i

Lss = ( ho + hw + 76 ) / 12