CONTENIDO MINIMO PARA PERFIL DE PROYECTO IPG 0401Introduccin.

2Justificacin.

3Objetivos..

3.1Objetivos Generales...

3.2Objetivos Especficos.

4Descripcin tcnica y Mtodo

5Diseo preliminar del equipo...

6a) Diagrama de flujo

b) Balance de materia de energa

c) Dimensionamiento del equipo

Anlisis y difusin del resultado..Conclusiones.

7Bibliografa.

DISEO DE SEPARADORES BIFSICOS Y TRIFSICOS

1. Introduccin

Generalmente, el flujo que se obtiene de un yacimiento es de naturaleza multifsica.

La separacin fsica de estas fases es una de las operaciones esenciales en la produccin, tratamiento, transporte de crudos y gases.

Los fluidos producidos son, en la mayora de los casos, mezclas complejas de hidrocarburos, agua, partculas de arena y contaminantes. Durante el recorrido de los fluidos, desde el yacimiento hasta la superficie, su temperatura y su presin se reducen, lo cual trae como consecuencia el aumento del gas liberado de los hidrocarburos lquidos. Por lo tanto, los patrones de flujo pueden cambiar desde uno monofsico lquido, pasando por varios tipos de multifsico y en algunos casos, puede llegar a ser totalmente gaseoso. Estos diferentes estados de los fluidos y la influencia que pueden ejercer en las diversas fuerzas fsicas deben ser tomados en cuenta.

El objetivo fundamental de un proceso de separacin es disgregar los componentes y contaminantes con el fin de optimizar el proceso de comercializacin del petrleo y el gas.

El separador, por lo general, representa la primera facilidad del procesamiento. Por esta razn un diseo no apropiado del separador puede crear una disminucin en la capacidad de operacin de la totalidad de las instalaciones asociadas con el separador.

El diseo y la evaluacin del separador bifsico y trifsico, analizar los principales requisitos para obtener una separacin adecuada, los principios y procedimientos de clculos en el diseo de separadores, y presentar especificaciones que generalmente se utilizan en la adquisicin de un separador.

Un separador lquido-gas tiene dos secciones bsicas. En la seccin superior el gas fluye hacia arriba o a travs del recipiente y las gotitas de lquido caen a travs del mismo hacia la fase de lquido. La seccin inferior permite que las burbujas de gas en el lquido emerjan y pasen a la fase de gas. Un recipiente de tamao satisfactorio proveer espacio apropiado en cada seccin para permitir que estas funciones se lleven a cabo con alguna eficiencia arbitraria. Siempre habr algn arrastre de cada fase en la otra. Por ello, es conveniente mantener el arrastre dentro de lmites razonables.

1.1 Justificacin

Los equipos de separacin como, su nombre lo indica, se utilizan en la industria petrolera para separar mezclas de gases y lquidos.

Es importante realizar una separacin gas-lquido adecuada, debido a que en estaciones de flujo donde no se cuenta con los equipos de separacin adecuados, en los procesos de separacin gas-petrleo, gran parte del gas es venteado o quemado.

En este proceso partculas de petrleo liviano son arrastradas con el gas, lo que ocasiona una prdida econmica significativa.

Es necesario realizar una separacin eficaz y efectiva del gas, eliminando la mayor cantidad de lquido presente en el mismo, ya que ste presenta problemas tales como: corrosin, abrasin de equipos de transporte, aumentos de la cada de presin y disminucin de la capacidad de transporte en las lneas.

Por estas razones es conveniente seleccionar las variables de dimensionamiento de los separadores bifsicos y trifsicos, bien sea horizontal o vertical, para tener una separacin efectiva entre los fluidos presentes en el yacimiento.

La separacin ptima de los fluidos presentes en los diferentes tipos de yacimientos, permite obtener un margen de ganancias mayor a las empresas operadoras, ya que si realiza una ptima separacin de los fluidos presentes en el mismo, se tendr el mayor provecho econmico de los fluidos.

El propsito esencial de todo separador es liberar la fase deseada completamente de la(s) otra(s) como sea posible, y para esto hay que seleccionar el proceso fsico adecuado.

Por medio de esta investigacin se crear un algoritmo para el diseo de separadores bifsicos y trifsicos, el cual servir de apoyo para los fundamentos impartidos (relacionados con este tema) en la materia Ingeniera de Produccin II de la Escuela de Petrleo, Universidad Central de Venezuela.

As mismo, la creacin de este algoritmo nos proporciona la oportunidad de aplicar y consolidar los conocimientos adquiridos a lo largo de la carrera y nos familiarizar con diversas fases del trabajo a desempear durante el desarrollo profesional, dada nuestra participacin directa en actividades propias de la industria petrolera, especficamente en el rea de produccin.

2 Objetivos

a) Objetivo generalProporcionar fundamentos tericos que permitan una ptima comprensin de la terminologa relacionada con el rea de las separaciones fsicas de fluidos, haciendo nfasis en la separacin gas-lquido, con el fin de entregar suficiente informacin para el diseo de separadores gas-lquido cilndricos, ya sean verticales u horizontales, bifsicos o trifsicos.

Desarrollar un programa computacional para el diseo y evaluacin de separadores bifsicos y trifsicos.

b) Objetivos especficosRevisin del estado del arte en separacin bifsica gas-lquido y trifsica gaspetrleo-agua; equipos y componentes de separacin; bibliografa clsica y artculos recientes

Programar el cdigo computacional para diseo y evaluacin de equipos de separacin mediante modelos clsicos.

Verificar el funcionamiento de la herramienta computacional con los diversos ejemplos descritos en la literatura.

Generar/reproducir nomogramas de diseo y evaluacin de separadores verticales y horizontales gas-lquido para diversas condiciones de operacin.

Evaluar la incorporacin de la programacin de procedimientos descritos en artculos recientes como opcionales en la herramienta y describir su aplicacin.3 DESCRIPCIN TCNICA Y MTOdo

3.1. CLASIFICACIN Y TIPOS DE SEPARADORESLos separadores se clasifican segn las fases a separar: en bifsicos (gas - lquido) y en trifsicos (gas-crudo y agua) y, de acuerdo a su forma, pueden ser: horizontales, verticales.3.1.1. SEPARADORES DE DOS FASESLos separadores de dos fases solo separan el gas del lquido (petrleo y agua).Son separadores convencionales que podran ser: verticales, horizontales o esfricos. En la Figura 2.10 se esquematiza un separador bifsico horizontal

Separador bifsico horizontal3.1.2. SEPARADORES DE TRES FASESTambin denominados como separadores de agua libre; es decir, adems de separar la fase lquida de la gaseosa, separan el lquido en petrleo y agua no emulsionada en petrleo.La separacin del petrleo y agua no emulsionada tiene lugar debido a la diferencia de densidades. En la Figura 2.11 se esquematiza un separador trifsico horizontal.

Separador Trifsico horizontalOperativamente, para lograr la separacin de la fase liquida (en petrleo y en agua no emulsionada en petrleo), se proporciona al lquido suficiente tiempo de residencia y se deposita en un espacio donde no hay turbulencia.Adems de las secciones y dispositivos con que se disean y construyen los separadores de lquido y gas, el separador de tres fases presenta las siguientes caractersticas y accesorios adicionales: Una capacidad de lquido suficiente para proporcionar el tiempo de residencia necesaria para que se separe el petrleo y el agua.

Un sistema de control para la interfase aguay petrleo. Dispositivos de descarga independientes para el petrleo y el agua.El Free Water Knock Out es un separador trifsico, con la diferencia de tener una mayor capacidad de almacenamiento y diseados para separar fluidos con una baja relacin gas petrleo; ver Tabla

Parmetros de seleccin de separadoresTIPO DE SEPARADOR% AGUA LIBRERELACIN GAS-PETRLEO

Bifsico0 -30>250

Trifsico30 -50100 -250

Free WaterKnockout> de 50