Mdp 03 s-01 principios básicos

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Mdp 03 s-01 principios básicos

  1. 1. PDVSA N° TITULO REV. FECHA DESCRIPCION PAG. REV. APROB. APROB. APROB. FECHAAPROB.FECHA SEPARACION FISICA E1994 MDP–03–S–01 PRINCIPIOS BASICOS TAMBORES SEPARADORES JUN.950 29 MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO ESPECIALISTAS PDVSA
  2. 2. REVISION FECHA MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO SEPARACION FISICA TAMBORES SEPARADORES PRINCIPIOS BASICOS JUN.950 PDVSA MDP–03–S–01 Página 1 PDVSA .Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma Indice 1 OBJETIVO 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 ALCANCE 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 REFERENCIAS 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 CONSIDERACIONES BASICAS 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1 Separadores físicos 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2 Principios de la separación 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3 Proceso de separación 5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4 Consideraciones iniciales en el diseño de un separador vapor–líquido 6. 4.5 Definiciones 6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.6 Clasificación y descripción de los separadores 8. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.7 Descripción de los internos de un separador 11. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.8 Problemas operacionales típicos a tomar en cuenta en el diseño 15. . . . . . 5 GUÍA GENERAL PARA EL DISEÑO 16. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1 Separadores de producción 16. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2 Consideraciones iniciales 16. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3 Guía a Seguir para todo tipo de tambores separadores 17. . . . . . . . . . . . . . 6 NOMENCLATURA 20. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 APENDICE 21. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 1 Separadores gas–liquido 22. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 2 Separador vertical 23. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 3 Separador horizontal 24. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 4 Separador centrifugo 25. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 5 Separador filtro 26. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 6 Tipos de deflectores y distribuidores 27. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 7 Tipos de eliminadores de niebla 28. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 8 Otros internos 29. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
  3. 3. REVISION FECHA MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO SEPARACION FISICA TAMBORES SEPARADORES PRINCIPIOS BASICOS JUN.950 PDVSA MDP–03–S–01 Página 2 PDVSA .Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma 1 OBJETIVO El objetivo de esta sección es proporcionar los fundamentos teóricos que permitan una óptima comprensión de la terminología relacionada con el área de las separaciones físicas de fluídos, haciendo énfasis en la separación vapor–líquido. El tema “Tambores Separadores”, dentro del área de “Separación Física”, en el Manual de Diseño de Procesos (MDP), está cubierto por los siguientes documentos: PDVSA–MDP– Descripción de Documento 03–S–01 Tambores Separadores: Principios Básicos (Este documento) 03–S–03 Tambores Separadores, Procedimientos de Diseño: Separadores Líquido–Vapor 03–S–04 Tambores Separadores, Procedimientos de Diseño: Separadores Líquido–Líquido 03–S–05 Tambores Separadores, Procedimientos de Diseño: Separadores Líquido–Líquido–Vapor Este documento, junto con los demás que cubren el tema de “Tambores Separadores”, dentro del Manual de Diseño de Procesos (MDP) de PDVSA, son una actualización de la Práctica de Diseño “TAMBORES”, presentada en la versión de Junio de 1986 del MDP (Sección 5). 2 ALCANCE Este documento presenta los conceptos requeridos en el diseño de tambores separadores de mezclas de vapor–líquido, líquido–líquido y líquido–líquido–vapor; tales como: principios básicos de la separación de mezclas, descripción de los diferentes tipos de separadores e internos que lo conforman, y los fundamentos teóricos que rigen el diseño de los mismos. 3 REFERENCIAS 1. PDVSA, MANUAL DE DISEÑO DE PROCESOS, PRACTICAS DE DISEÑO, Vol 2, Sección 5: “TAMBORES”, Junio 1986. 2. Garcia, S. y Madriz J., “Evaluación de técnicas de separación Gas–Petróleo. INT–EPPR–00019,94 Septiembre 1994. Los Teques. 3. Gas Processor Suppliers Association (GPSA) Engineering Data Book, Vol 1, Section 7 “Separators and Filter”. Tenth Edition, 1987. 4. International Human Resources Development Corporation, “Two–phase Separators”. 1984.
  4. 4. REVISION FECHA MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO SEPARACION FISICA TAMBORES SEPARADORES PRINCIPIOS BASICOS JUN.950 PDVSA MDP–03–S–01 Página 3 PDVSA .Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma 4 CONSIDERACIONES BASICAS 4.1 Separadores físicos Prácticamente cada proceso en la IPPCN requiere de algún tipo de separación de fases. El término 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 líquida; una fase vapor y una sólida; dos fases líquidas inmiscibles (aceite/agua); una fase vapor y dos líquidas o alguna otra combinación de las anteriores. El diseño apropiado de los separadores es de suma importancia, debido a que estos tipos de recipientes son normalmente los equipos iniciales en muchos procesos. Un diseño inadecuado puede crear un cuello de botella que reduzca la capacidad de producción de la instalación completa. 4.2 Principios de la separación En el diseño de separadores es necesario tomar en cuenta los diferentes estados en que pueden encontrarse los fluídos y el efecto que sobre éstos puedan tener las diferentes fuerzas o principios físicos. Los principios fundamentalmente considerados para realizar la separación física de vapor, líquidos o sólidos son: el momentum ó cantidad de movimiento, la fuerza de gravedad y la coalescencia. Toda separación puede emplear uno o más de estos principios, pero siempre las fases de los fluídos deben ser inmiscibles y de diferentes densidades para que ocurra la separación. 4.2.1 Momentum (Cantidad de Movimiento) Fluídos con diferentes densidades tienen diferentes momentum. Si una corriente de dos fases se cambia bruscamente de dirección, el fuerte momentum o la gran velocidad adquirida por las fases, no permiten que la partículas de la fase pesada se muevan tan rápidamente como las de la fase liviana, este fenómeno provoca la separación. 4.2.2 Fuerza de gravedad Las gotas de líquido se separan de la fase gaseosa, cuando la fuerza gravitacional que actúa sobre las gotas de líquido es mayor que la fuerza de arrastre del fluído de gas sobre la gota. Estas fuerzas definen la velocidad terminal, la cual matemáticamente se presenta usando la ecuación siguiente: [Ec. (1)] Vt= 4g dp ǒρl–ρgǓ 3ρgCȀ Ǹ Ec. (1)
  5. 5. REVISION FECHA MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO SEPARACION FISICA TAMBORES SEPARADORES PRINCIPIOS BASICOS JUN.950 PDVSA MDP–03–S–01 Página 4 PDVSA .Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma donde: ÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ En unidades SI ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ En unidades inglesas ÁÁÁÁÁÁVt ÁÁÁÁÁÁ= ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁVelocidad terminal de la gota de líquidoÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁm/s ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁpie/s ÁÁÁ ÁÁÁg ÁÁÁ ÁÁÁ= ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁAceleración de la gravedad ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ9.807 m/s2ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ32.174 pie/s2 ÁÁÁ ÁÁÁdp ÁÁÁ ÁÁÁ= ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁDiámetro de la gota ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁm ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁpie ÁÁÁ ÁÁÁρg ÁÁÁ ÁÁÁ= ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁDensidad del gas ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁkg/m3 ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁlb/pie3 ÁÁÁÁÁÁρl ÁÁÁÁÁÁ= ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁDensidad del líquido ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁkg/m3 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁlb/pie3 ÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁ C’ ÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁ = ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ Coeficiente de arrastre que depende del Número de Reynolds ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ adimensional Para el caso de decantación de una fase pesada líquida discontinua en una fase liviana líquida continua, aplica la ley de Stokes [Ec. (2)]: Vt= F1 g dp 2 ǒρP _ ρL Ǔ 18 m Ec. (2) donde: ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ En unidades SI ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ En unidades inglesas ÁÁÁÁ ÁÁÁÁVt ÁÁ ÁÁ= ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁVelocidad terminal de decantación ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁm/s ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁpie/s ÁÁÁÁÁÁÁÁdp ÁÁÁÁ= ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁDiámetro de la gota. ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁm ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁpie ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ F1 ÁÁ ÁÁ ÁÁ = ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ Factor cuyo valor depende de las unidades usadas ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ 1000 ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ 1 ÁÁÁÁÁÁÁÁg ÁÁÁÁ=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁAceleración de la gravedad. ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ9.807 m/s2 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ32.174 pie/s2 ÁÁÁÁ ÁÁÁÁρP ÁÁ ÁÁ=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁDensidad de la fase pesada. ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁkg/m3 ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁlb/pie3 ÁÁÁÁÁÁÁÁρL ÁÁÁÁ=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁDensidad de la fase liviana. ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁkg/m3 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁlb/pie3 ÁÁÁÁ ÁÁÁÁm ÁÁ ÁÁ=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁViscosidad de la fase continua. ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁmPa.s ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁlb/pie/s Esta relación aplica para números de Reynolds de gota menores de 2, y puede demostrarse que la mayoría de los casos de decantación caen en el rango de la ley de Stokes. Básicamente, la ley de Stokes puede usarse para la “flotación” de una fase liviana líquida discontinua en una fase pesada líquida continua, teniendo en cuenta que la viscosidad es de la fase continua, en este caso, la fase pesada. 4.2.3 Coalescencia Las gotas muy pequeñas no pueden ser separadas por gravedad. Estas gotas se unen, por medio del fenómeno de coalescencia, para formar gotas mayores, las cuales se acercan lo suficientemente como para superar las tensiones superficiales individuales y poder de esta forma separarse por gravedad.
  6. 6. REVISION FECHA MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO SEPARACION FISICA TAMBORES SEPARADORES PRINCIPIOS BASICOS JUN.950 PDVSA MDP–03–S–01 Página 5 PDVSA .Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma 4.3 Proceso de separación En el caso de mezclas vapor–líquido, la mezcla de fases entra al separador y, si existe, choca contra un aditamento interno ubicado en la entrada, lo cual hace que cambie el momentum de la mezcla, provocando así una separación gruesa de las fases. Seguidamente, en la sección de decantación (espacio libre) del separador, actúa la fuerza de gravedad sobre el fluído permitiendo que el líquido abandone la fase vapor y caiga hacia el fondo del separador (sección de acumulación de líquido). Esta sección provee del tiempo de retención suficiente para que los equipos aguas abajo pueden operar satisfactoriamente y, si se ha tomado la previsión correspondiente, liberar el líquido de las burbujas de gas atrapadas. En el caso de separaciones que incluyan dos fases líquidas, se necesita tener un tiempo de residencia adicional, dentro del tambor, lo suficientemente alto para la decantación de una fase líquida pesada, y la “flotación” de una fase líquida liviana Normalmente, pueden identificarse cuatro zonas principales en los separadores (Fig. 1.): Separación primaria El cambio en la cantidad de movimiento de las fases a la entrada del separador genera la separación gruesa de las fases. Esta zona incluye las boquillas de entrada y los aditamentos de entrada, tales como deflectores ó distribuidores. Separación secundaria Durante la separación secundaria se observan zonas de fase continua con gotas dispersas (fase discontinua), sobre la cual actúa la fuerza de gravedad. Esta fuerza se encarga de decantar hasta cierto tamaño de gotas de la fase pesada discontinua en la fase liviana continua. También produce la flotación de hasta un cierto tamaño de gotas de la fase líquida liviana (fase discontinua), en la fase pesada continua. En esta parte del recipiente la fase liviana se mueve a una velocidad relativamente baja y con muy poca turbulencia. Separación por coalescencia En ciertas situaciones, no es aceptable que gotas muy finas de la fase pesada discontinua sean arrastradas en la fase liviana: por ello es necesario que, por coalescencia, tales gotas finas alcancen un tamaño lo suficientemente grande para separarse por gravedad: para lograrlo se hace necesario tener elementos como los eliminadores de niebla ó Mallas para el caso de separadores líquido–vapor, o las esponjas o platos coalescedores, en el caso de la separación líquido–líquido (No está dentro del alcance de esta versión del MDP).
  7. 7. REVISION FECHA MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO SEPARACION FISICA TAMBORES SEPARADORES PRINCIPIOS BASICOS JUN.950 PDVSA MDP–03–S–01 Página 6 PDVSA .Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma Recolección de las fases líquidas Las fases líquidas ya separadas requieren de un volumen de control y emergencia para una operación confiable y segura de los equipos aguas abajo. 4.4 Consideraciones iniciales en el diseño de un separador vapor–líquido Para el diseño adecuado de un separador vapor–líquido, es necesario tomar en cuenta los puntos siguientes: a. La energía que posee el fluído al entrar al recipiente debe ser controlada. b. Los flujos de las fases líquida y gaseosa deben estar comprendidos dentro de los límites adecuados que permitan su separación a través de las fuerzas gravitacionales que actúan sobre esos fluídos y que establezcan el equilibrio entre las fases líquido–vapor. c. La turbulencia que ocurre en la sección ocupada principalmente por el vapor debe ser minimizada d. La acumulación de espuma y partículas contaminantes deben ser controladas. e. Las fases líquidas y vapor no deben ponerse en contacto una vez separadas. f. Las regiones del separador donde se puedan acumular sólidos deben, en lo posible, estar provistos de facilidades adecuadas para su remoción. g. El equipo será provisto de la instrumentación adecuada para su funcionamiento adecuado y seguro en el marco de la unidad/planta a la que pertenece 4.5 Definiciones 4.5.1 Fases (en operaciones de Producción y Refinación de Petróleo) En operaciones de separación de fases en Producción y/ó Refinación de Petróleo, normalmente se hablará de las siguientes: Vapor–Líquido: El vapor ó gas es la fase liviana continua, y el líquido es la fase pesada discontinua. HC líq–Agua: El hidrocarburo líquido (HC líq) es la fase liviana continua y el agua es la fase pesada discontinua (Decantación de Agua en aceite) Agua–HC líq.: El agua es la fase pesada continua y el hidrocarburo ó aceite es la fase liviana discontinua (Flotación de Aceite en agua). 4.5.2 Velocidad crítica La velocidad crítica es una velocidad de vapor calculada empíricamente que se utiliza para asegurar que la velocidad superficial de vapor, a través del tambor
  8. 8. REVISION FECHA MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO SEPARACION FISICA TAMBORES SEPARADORES PRINCIPIOS BASICOS JUN.950 PDVSA MDP–03–S–01 Página 7 PDVSA .Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma separador, sea lo suficientemente baja para prevenir un arrastre excesivo de líquido. Tal velocidad no está relacionada con la velocidad sónica. La velocidad crítica viene definida por la Ec. (3). Vc + F2 ρl –ρg ρg Ǹ Ec. (3) ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ donde: ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ En unidades SI ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ En unidades inglesasÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁVc ÁÁ ÁÁ= ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁVelocidad crítica ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁm/s ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁpie/s ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ρl ÁÁÁÁ ÁÁ = ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ Densidad del líquido a condiciones de operación ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ kg/m3 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ lb/pie3 ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ρg ÁÁ ÁÁ ÁÁ =ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ Densidad del vapor a condiciones de operación ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ kg/m3 ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ lb/pie3 ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ F2 ÁÁ ÁÁ ÁÁ =ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ Factor cuyo valor depende de las unidades usadas ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ 0.048 ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ 0.157 4.5.3 Flujo normal de vapor El flujo normal de vapor (o gas), es la cantidad máxima de vapor alimentada a un tambor separador a condiciones típicas de operación (es decir, en ausencia de perturbaciones tales como las que aparecen a consecuencia de inestabilidades del proceso o a pérdidas de la capacidad de condensación aguas arriba del mismo). Los tambores separadores son altamente efectivos para flujos de vapor del orden de 150% del flujo normal y, por lo tanto, no es necesario considerar un sobrediseño en el dimensionamiento de tales tambores. Si se predicen flujos mayores al 150%, el diseño del tambor debe considerar dicho aumento. 4.5.4 Eficiencia de la separación La eficiencia de separación del líquido se define según la Ec.(4). E + 100 (F–C) F Ec. (4)
  9. 9. REVISION FECHA MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO SEPARACION FISICA TAMBORES SEPARADORES PRINCIPIOS BASICOS JUN.950 PDVSA MDP–03–S–01 Página 8 PDVSA .Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁdonde: ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ En unidades SI ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ En unidades inglesas ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁE ÁÁÁÁÁÁ= ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁEficiencia de separación, % ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁF ÁÁÁ ÁÁÁ= ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁFlujo del líquido alimentado al tambor ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁkg/s ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁlb/hÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ C ÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁ = ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ líquido arrastrado hacia la cabecera del tambor ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ kg/s ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ lb/h 4.5.5 Internos Para ayudar al proceso de separación y/ó impedir problemas de operación aguas abajo del equipo separador, dentro del tambor se incluyen ciertos aparatos, los cuales serán conocidos genéricamente como “Internos”. Entre los internos más usados se tienen: – Deflectores / Distribuidores / Ciclones de entrada: Estos aditamentos internos adosados a la(s) boquilla(s) de entrada, se emplean para producir un cambio de cantidad de movimiento o de dirección de flujo de la corriente de entrada, y así producir la primera separación mecánica de las fases, además de generar (en el caso de los distribuidores), un patrón de flujo dentro del recipiente que facilite la separación final de las fases, reduciendo posiblemente el tamaño de la boquilla de entrada y, en cierta medida, las dimensiones del equipo mismo. – Eliminadores de Niebla: Los eliminadores de niebla son aditamentos para eliminar pequeñas gotas de líquido que no pueden ser separadas por la simple acción de la gravedad en separadores vapor–líquido. Entre los diferentes tipos existentes, destacan las mallas de alambre ó plástico, conocidos popularmente como “demisters” ó “Mallas” – Rompe vórtices: Están adosados internamente a las boquillas de líquido, y su función es evitar el arrastre de burbujas de vapor/gas en la corriente líquida que deja el tambor. 4.6 Clasificación y descripción de los separadores Los separadores pueden clasificarse, según su forma en: – Separadores cilíndricos – Separadores esféricos – Separadores de dos barriles También los separadores cilíndricos pueden clasificarse según su orientación en: – Separadores verticales – Separadores horizontales
  10. 10. REVISION FECHA MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO SEPARACION FISICA TAMBORES SEPARADORES PRINCIPIOS BASICOS JUN.950 PDVSA MDP–03–S–01 Página 9 PDVSA .Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma Otra clasificación sería de acuerdo a la manera de inducir físicamente la separación: – Separadores por gravedad (típico separador vertical gas–líquido) – Separadores por impacto (separadores de filtro) – Separadores por fuerza centrífuga (separadores centrífugos) A continuación se hace una breve descripción de algunos de estos tipos de separadores y, en el caso de los separadores más usados (verticales y horizontales), se presentan algunas ventajas y desventajas. 4.6.1 Separadores verticales (Fig. 2.) En estos equipos, la fase pesada decanta en dirección opuesta al flujo vertical de la fase liviana. Por consiguiente, si la velocidad de flujo de la fase liviana excede levemente la velocidad de decantación de la fase pesada, no se producirá la separación de fases, a menos que esta fase pesada coalesca en una gota más grande. Entre las ventajas y desventajas del separador vertical están: Ventajas – Normalmente empleados cuando la relación gas o vapor–líquido es alta y/o cuando se esperan grandes variaciones en el flujo de vapor/gas. – Mayor facilidad, que un tambor horizontal, para el control del nivel del líquido, y para la instalación física de la instrumentación de control, alarmas e interruptores. – Ocupa poco espacio horizontal – La capacidad de separación de la fase liviana no se afecta por variaciones en el nivel de la fase pesada. – Facilidad en remoción de sólidos acumulados. Desventajas – El manejo de grandes cantidades de líquido, fuertes variaciones en la entrada de líquido, ó separación líquido–líquido, obliga a tener excesivos tamaños de recipientes, cuando se selecciona esta configuración. – Requieren mayor diámetro, que un tambor horizontal, para una capacidad dada de gas. – Requieren de mucho espacio vertical para su instalación – Fundaciones más costosas cuando se comparan con tambores horizontales equivalentes. – Cuando hay formación de espuma, o quiere desgasificarse líquido ya recolectado, se requieren grandes volúmenes de líquido y, por lo tanto, tamaños grandes de tambores verticales.
  11. 11. REVISION FECHA MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO SEPARACION FISICA TAMBORES SEPARADORES PRINCIPIOS BASICOS JUN.950 PDVSA MDP–03–S–01 Página 10 PDVSA .Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma Como ejemplos de separadores verticales, tenemos: – Tambor KO de succión de compresor: Se requiere una separación líquido–vapor muy eficiente, especialmente para tambores asociados a compresores reciprocantes. Estos tambores KO se diseñan para incluir malla separadora de gotas y, algunas veces, se incluye calentamiento por trazas de la salida vapor para evitar condensación en la línea – Tambor KO de la alimentación al Absorbedor de Gas Acido: Se requiere una separación líquido–vapor muy eficiente, para evitar la formación de espuma en el absorbedor. 4.6.2 Separador horizontal (Fig. 3.) En estos equipos, la fase pesada decanta perpendicularmente a la dirección horizontal de flujo de la fase liviana, permitiendo que la fase liviana continua pueda viajar a una velocidad superior a la velocidad de decantación de la fase pesada discontinua (hasta un cierto límite). Entre las ventajas y desventajas de este tipo de separadores están: Ventajas – Normalmente empleados cuando la relación gas ó vapor–líquido es baja. – Requieren de poco espacio vertical para su instalación. – Fundaciones más económicas que las de un tambor vertical equivalente. – Por lo general, son más económicos. – Requieren menor diámetro, que un tambor vertical, para una capacidad dada de gas. – Manejan grandes cantidades de líquido, fuertes variaciones en la entrada de líquido, ó separación líquido–líquido, optimizando el volumen de operación requerido. – Los volúmenes de retención facilitan la desgasificación de líquido y el manejo de espuma, si se forma. Desventajas – Variaciones de nivel de la fase pesada afectan la separación de la fase liviana. – Ocupan mucho espacio horizontal. – Difícil remoción de sólidos acumulados (Necesidad de inclinar el recipiente ó añadir internos como tuberías de lavado) Como ejemplo de separadores horizontales, tenemos: – Separadores de producción: (también conocidos como Tambores “Free Water Knock Out” (FWKO)); se requiere de un separación vapor–líquido eficiente, especialmente cuando el gas fluye hacia un compresor. Además
  12. 12. REVISION FECHA MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO SEPARACION FISICA TAMBORES SEPARADORES PRINCIPIOS BASICOS JUN.950 PDVSA MDP–03–S–01 Página 11 PDVSA .Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma la separación del aceite o petróleo de la fase acuosa (Separador líquido–líquido–vapor), debe ser razonablemente buena para evitar sobrecargar los equipos aguas abajo de tratamiento de agua. Muy a menudo, se requiere de inyección de químicos desemulsificantes y rompedores de espuma. – Tambores de alivio: .Se requiere de una separación vapor–líquido razonablemente buena, para así evitar arrastre de gotas de material hidrocarburo que arderían en el mechurrio asociado, ya que dichas gotas producirían una excesiva radiación en el mechurrio, además que podrían caer gotas de material ardiendo desde el mechurrio, generando posibles emergencias. 4.6.3 Separador centrífugo (Fig. 4.) Ofrecen un espacio eficiente, pero son muy sensibles a la tasa de flujo y requieren una mayor caída de presión que la configuración estándar de un separador. Este tipo de separadores no será cubierto por el MDP de Tambores. 4.6.4 Separador de filtro (Fig. 5.) Los separadores de filtro usan el principio de aglomeramiento de goticas de líquido en un medio filtrante seguido por un elemento eliminador de niebla. Este tipo de separadores no será cubierto por el MDP de Tambores. El aglomeramiento más común y eficiente está compuesto de un medio filtrante tubular de fibra de vidrio, el cual es capaz de retener partículas de líquido hasta tamaños de submicrones. El gas fluye dentro de la parte superior del empaque del filtro, pasa a través de los elementos y luego viaja hacia afuera por medio de los tubos. Las partículas pequeñas secas (si las hay, por arrastres de sólidos ó productos de corrosión), son retenidas en los elementos filtrantes y el líquido se aglutina para formar gotas más grandes. La eficiencia de un separador de filtro depende mayormente del diseño apropiado del empaque del filtro y que este produzca una caída de presión mínima, mientras retiene una eficiencia de extracción. Los separadores filtro son utilizados en aplicaciones de alto flujo de gas / bajo flujo de líquido y pueden tener ambas configuraciones horizontal o vertical. Son utilizados comúnmente a la entrada de los compresores en las estaciones compresoras, como un despojador final aguas arriba de la torre contractora de glicol y en aplicaciones de gas de instrumentación / combustible. 4.7 Descripción de los internos de un separador Los internos de un separador prestan una gran variedad de funciones, todas con el objetivo de mejorar la separación de las fases y/o garantizar una operación confiable y segura de los equipos aguas abajo. Entre tales funciones están:
  13. 13. REVISION FECHA MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO SEPARACION FISICA TAMBORES SEPARADORES PRINCIPIOS BASICOS JUN.950 PDVSA MDP–03–S–01 Página 12 PDVSA .Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma – Separación primaria de las fases: Reducción del momentum de las fases o cambio en la dirección del flujo de las mismas (deflectores, distribuidores de entrada). – Reducción en oleaje o salpicaduras: evita o reduce el “re–arrastre” de gotas de líquido por la corriente de vapor o reduce la turbulencia en separaciones líquido–líquido (planchas rompe olas). – Coalescencia de gotas muy pequeñas: Para separaciones vapor–líquido, los eliminadores de niebla (mallas de alambre, laberinto de aletas, etc). Para separación líquido–líquido, los platos o esponjas coalescedoras (no cubiertos por el MDP de tambores). – Reducción del arrastre de burbujas de vapor/gas en la salida de líquido: rompe vórtices. – Reducción mecánica de formación de espuma: placas rompe espuma. – Limpieza interna de recipientes: Cuando se espera una deposición continua de sólidos que no pueden ser fácilmente removibles (tuberías internas: No cubierto por el MDP de tambores). – Reducción del tiempo de decantación: en el caso de separaciones líquido–líquido, se busca reducir el tiempo en que una gota de la fase pesada discontinua alcance la interfase pesada–liviana (placas de decantación). A continuación se presenta una breve descripción de algunos ejemplos de internos: 4.7.1 Deflectores (Fig 6.) Los deflectores tienen una gran variedad de formas; pueden ser de placa, ángulo, cono, codo de 90°, o semiesfera. El diseño y forma del deflector depende principalmente del soporte requerido para resistir la carga de impacto a la cual es sometido. Estas fuerzas de impacto pueden llegar a desprender el elemento y ocasionar serios problemas de arrastre. Para efectos de lo cubierto en el MDP de tambores, el tipo de deflector a usar (cuando no se empleen distribuidores) es el codo de 90°. 4.7.2 Distribuidores de entrada (Fig 6.) Los distribuidores son aditamentos de tubería internamente colocados perpendicularmente a la boquilla de entrada, los cuales tienen ranuras ú orificios, por los cuales salen las dos fases a una baja velocidad. Estos aparatos, además, ayudan a una distribución pareja de las fases en el área disponible de flujo, que favorece la separación de la mismas.
  14. 14. REVISION FECHA MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO SEPARACION FISICA TAMBORES SEPARADORES PRINCIPIOS BASICOS JUN.950 PDVSA MDP–03–S–01 Página 13 PDVSA .Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma 4.7.3 Ciclones (Fig 6.) Los ciclones funcionan de forma que la separación mecánica se efectúa por la fuerza centrífuga que actúa sobre las partículas al provocar el movimiento giratorio sobre la corriente de alimentación. Para lograr este efecto se coloca una chimenea ciclónica cerca de la boquilla de alimentación. Esta chimenea produce una alta velocidad y una gran caída de presión. 4.7.4 Eliminador de niebla tipo malla (“Mallas”) (Fig 7.) Descrito en general como “demister” ó “Malla de Alambre”, consiste en un filtro trenzado de alambre, normalmente de acero inoxidable empacado en forma de esponja cilíndrica, con un espesor entre 3 y 7 pulgadas y densidad entre 10 y 12 lb/pie3. Este elemento retiene las partículas líquidas hasta que adquieren un tamaño suficientemente grande como para que el peso supere tanto la tensión superficial como la acción de arrastre producida por el gas. Posee una de las más altas eficiencias de remoción y es preferido debido a su bajo costo de instalación. Para efectos de los MDP de tambores, se usará el genérico “Mallas” para describir este tipo de eliminador de niebla. Estos eliminadores tienen la ventaja de que producen una baja caída de presión, y son altamente efectivos si la velocidad del vapor puede mantenerse dentro de un rango apropiado. La desventaja principal respecto a los otros tipos de eliminadores radica en el hecho que el gas es forzado a pasar a través de éstos por los mismos canales por los que el líquido es drenado bajo la influencia de la gravedad, es decir, en el área libre del eliminador existe flujo en dos sentidos. Si no son especificados apropiadamente, puede suceder que: – El líquido no pueda abandonar el elemento y se acumule en éste. – El flujo de gas sea restringido como consecuencia de esta acumulación. – La caída de presión llegue a tal valor que el líquido sea expulsado aguas abajo del separador, ocasionando arrastre. La desventaja con respecto a otros eliminadores de niebla, es que si hay sólidos pegajosos en la corriente de gas ó es un servicio sucio, el sistema es más propenso a obstruirse. 4.7.5 Eliminador de niebla tipo aleta (Fig 7.) Los eliminadores tipo aleta consisten en un laberinto formado por láminas de metal colocadas paralelamente, con una series de bolsillos recolectores de líquido. El gas es conducido entre las placas, sometido a sucesivos cambios de dirección, mientras que las partículas líquidas tienden a seguir en línea recta y son atrapadas en los bolsillos del eliminador. Una vez allí, coalescen y son conducidas en dirección perpendicular al flujo de gas hasta el fondo del recipiente. Una característica de este elemento es que el líquido recolectado no es drenado en contracorriente al flujo de gas; en consecuencia la eficiencia de separación con respecto al eliminador tipo malla aumenta considerablemente.
  15. 15. REVISION FECHA MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO SEPARACION FISICA TAMBORES SEPARADORES PRINCIPIOS BASICOS JUN.950 PDVSA MDP–03–S–01 Página 14 PDVSA .Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma Las ventajas de este eliminador son su alta eficiencia y durabilidad. Adicionalmente, debido a que se construyen en forma compacta no son propensos a desarmarse. Las desventajas son su susceptibilidad a taponarse cuando manejan crudos parafinosos o asfalténicos, además su alto costo en relación a los otros tipos de eliminadores. Este tipo de eliminadores de niebla no está dentro del alcance de esta versión del MDP de Tambores. 4.7.6 Eliminador de niebla tipo ciclón (Fig 7.) Estos dispositivos producen la separación debido a un cambio en la cantidad angular de movimiento de la corriente bifásica. Estos elementos tienen forma de ciclón, es decir, un cilindro hueco con aberturas que permiten la entrada de la corriente en forma tangencial. El gas gira en torno al eje del cilindro y abandona la parte superior, mientras que las partículas líquidas por efecto de la diferencia de densidades salen desprendidas de la corriente la fuerza centrífuga aplicada sobre ellas debido a la rotación, golpeando las paredes del elemento y goteando por la parte inferior. Su principal uso se limita a corrientes formadas básicamente por gas o cuando la diferencia de densidad relativa entre las fases es pequeña. Un aspecto importante respecto a estos eliminadores es que la eficiencia de separación depende mucho de la velocidad del gas y por lo tanto del caudal manejado. Cuando este cae por debajo de los valores recomendados por el fabricante, la eficiencia de separación disminuye drasticaménte, por esta razón no son recomendados cuando el flujo de alimentación es variable, como por ejemplo en los separadores de estaciones de flujo. Por otra parte, cuando la velocidad es muy alta se produce abrasión y desgaste excesivo, obligando al cambio frecuente del mismo y generando caídas de presión de hasta 140 pulg de agua. Este tipo de eliminadores de niebla no está dentro del alcance de esta versión del MDP de Tambores. 4.7.7 Rompe – vórtices (Fig. 8.) Cuando un liquido es drenado de un recipiente, se pueden producir condiciones que originen la formación de un remolino. Este efecto en separadores ocasiona el escape de la fase de vapor por la boquilla de desalojo de líquido, lo cual es indeseable sobre todo desde el punto de vista de seguridad. Para solventar este problema es usual dotar a los recipientes de elementos que obstruyan o dificulten la formación de remolinos. 4.7.8 Placas rompe – espumas (Fig. 8.) Consiste en una serie de placas paralelas longitudinales direccionadoras del flujo, colocadas en la zona de retención de líquidos de los separadores horizontales. Estas placas evitan que las burbujas de gas que ascienden a través del líquido colapsen y produzcan la agitación necesaria para formar la espuma. La
  16. 16. REVISION FECHA MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO SEPARACION FISICA TAMBORES SEPARADORES PRINCIPIOS BASICOS JUN.950 PDVSA MDP–03–S–01 Página 15 PDVSA .Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma especificación de este tipo de placas no está dentro del alcance de esta versión del MDP de Tambores. 4.7.9 Rompe – olas (Fig. 8.) Cuando se tienen separadores horizontales muy largos, se debe evitar la propagación de las ondulaciones y los cambios de nivel en dirección longitudinal que son producidos por la entrada súbita de tapones de líquido dentro del separador. Para eliminar dichas ondulaciones es usual colocar placas en sentido transversal al separador, conocidas como rompe–olas. Dichas placas son de gran utilidad para las labores de control de nivel, evitando medidas erróneas producto del oleaje interno. La especificación de este tipo de placas no está dentro del alcance de esta versión del MDP de Tambores. 4.7.10 Tuberías internas (Fig. 8.) Cuando se manejan crudos y productos sucios, es recomendable adecuar tanto el separador horizontal como el vertical, con un sistema interno de tuberías que permitan la inyección de agua, vapor o solventes para eliminar las impurezas que se depositan en el equipo durante su operación o para desplazar a los hidrocarburos antes de proceder a la apertura del recipiente, por lo cual estos equipos son muy útiles cuando se efectúan paradas por manteamiento. 4.8 Problemas operacionales típicos a tomar en cuenta en el diseño 4.8.1 Formación de espuma La tendencia a formar espuma de una mezcla vapor–líquido o vapor–líquido–líquido afectará severamente el desempeño del separador. Generalmente, si se sabe que la espuma es un problema antes de instalar el recipiente, pueden incorporarse deflectores de espuma como el método más económico de eliminar el problema. Sin embargo en algunos casos puede ser necesario resolver un problema en particular, usando soluciones más efectivas como agregar longitud extra al recipiente o usar aditivos químicos. Cualquier información que pueda obtenerse sobre la dispersión de espuma por análisis de laboratorio, antes del diseño del separador es de mucha ayuda. Un caso específico de esta situación son los separadores de Producción (gas–petróleo o gas–petróleo–agua). 4.8.2 Flujo de avance Algunas lineas de flujo bifásico muestran la tendencia a un tipo de flujo inestable, de oleaje, que se denomina flujo de avance. Obviamente la presencia del flujo avance requiere incluir placas rompe olas en el separador. 4.8.3 Materiales pegajosos Alimentaciones con materiales pegajosos, como es el caso de crudos parafinosos, pueden presentar problemas operativos, debido al ensuciamiento o incrustación de los elementos internos.
  17. 17. REVISION FECHA MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO SEPARACION FISICA TAMBORES SEPARADORES PRINCIPIOS BASICOS JUN.950 PDVSA MDP–03–S–01 Página 16 PDVSA .Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma 4.8.4 Presencia y acumulación de sólidos Cuando se conoce que un servicio tendrá arrastre de sólidos, deberán tomarse las prensiones correspondientes: tuberías de lavado (si aplica), boquillas de limpieza por inyección de líquidos, boquillas de remoción de sólidos, inclinación de recipientes horizontales, etc. Para separadores de producción, considerables cantidades de arena pueden ser producidas con el crudo. En los separadores en servicio de petróleo arenoso deben proveerse aberturas para la limpieza. 5 GUÍA GENERAL PARA EL DISEÑO 5.1 Separadores de producción Los criterios de diseño que aplican a este tipo de separadores serán posteriormente incluidos en el MDP de tambores. Mientras tanto, se debe usar la guía de Ingeniería PDVSA 90616.1.027 “Separadores Líquido–Vapor”, la cual forma parte del volumen 15 del Manual de Ingeniería de Diseño (MID) de PDVSA. 5.2 Consideraciones iniciales De acuerdo a lo mencionado en el aparte 4.6, hay aspectos que favorecerían la utilización de un tipo de separador con respecto a otro, especialmente hablando de separadores verticales y horizontales, los cuales son los de mayor uso en la IPPCN, y los que serán cubiertos con mayor detalle en los documentos siguientes. Sin embargo, de acuerdo a cada situación, puede que la selección “obvia” del tipo de separador no aplique, ya que pueden existir otros factores, que normalmente son de menor importancia, pero que en una aplicación específica son privativos en la selección de un tipo de separador. A continuación presentamos algunos ejemplos: – Normalmente, un tambor de alivio que maneje un volumen importante de descargas líquidas, será un tambor horizontal con flujo dividido, lo cual reduce el diámetro del recipiente pero alarga su longitud. Sin embargo, si está ubicado en una plataforma de producción costa afuera, donde el espacio es extremadamente costoso, la selección podría ser un tambor horizontal sin flujo dividido o, si la situación es extrema, un tambor vertical. – En la remodelación de una unidad a la cual se le aumenta la capacidad, la selección obvia para un tambor separador de gotas o Tambor KO, es un tambor vertical, pero si el tambor está ubicado en el piso intermedio de una estructura de tres pisos, la cual no se le pueden abrir perforaciones por tener ubicados equipos encima del tambor KO en cuestión, se impone tener un tambor horizontal.
  18. 18. REVISION FECHA MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO SEPARACION FISICA TAMBORES SEPARADORES PRINCIPIOS BASICOS JUN.950 PDVSA MDP–03–S–01 Página 17 PDVSA .Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma 5.3 Guía a seguir para todo tipo de tambores separadores La siguiente metodología es con la finalidad de ser utilizada como una guía general para el diseño de separadores. Paso 1.– Obtención de la información de proceso (propiedades de las corrientes) y de la función que se espera realizar. De acuerdo a los procedimientos que se presentarán en los documentos siguientes, se requiere obtener la siguiente información: ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁInformación ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁVapor/gas ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁLíquido(s) ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁGeneral ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁDensidad ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁX ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁX ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁViscosidad ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁX ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁX ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁTensión Superficial ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁX ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ Flujo (másico ó volumétrico) ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ X ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ X ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ Presión de Operación ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ X ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁTemperatura de Operación ÁÁÁÁÁÁÁXÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁMaterial pegajoso? ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁX ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁArrastre de Sólidos? ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁX ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁVariaciones fuertes en el flujo de vapor/gas? ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁX ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁVariaciones fuertes en el flujo de líquido(s)? ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁX Paso 2.– Definición del tipo de separador y de servicio. Los siguientes documentos, los cuales forman parte del MDP de tambores deberán ser consultados, para efectos de identificación del servicio específico a realizar: PDVSA–MDP– Descripción de Documento 03–S–03 Tambores Separadores, Procedimientos de Diseño: Separadores Líquido–Vapor 03–S–04 Tambores Separadores, Procedimientos de Diseño: Separadores Líquido–Líquido 03–S–05 Tambores Separadores, Procedimientos de Diseño: Separadores Líquido–Líquido–Vapor Estos documentos, que presentan procedimientos detallados de diseño, también incluyen descripción del tipo de separador a emplear para aplicaciones específicas de Refinación de Petróleo En el caso que no se halle un servicio específico que identifique el caso bajo estudio, usar la tabla siguiente para una identificación genérica del tipo se separador a usar
  19. 19. REVISION FECHA MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO SEPARACION FISICA TAMBORES SEPARADORES PRINCIPIOS BASICOS JUN.950 PDVSA MDP–03–S–01 Página 18 PDVSA .Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁRecomendación de Tipo de Separador ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ Situación ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ Vertical sin Malla ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ Vertical con Malla ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ Horizontal sin Malla ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ Horizontal con Malla ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ Alta relación vapor/líquido ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ Muy recomendable ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ Muy recomendable ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ Moderado ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ Moderado ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ Alto “turndown” de flujo de gas ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ Muy recomendable ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ Muy recomendable ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ Moderado ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ Moderado ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ Baja relación vapor/líquido ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ Moderado ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ Moderado ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ Muy recomendable ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ Muy recomendable ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ Alto “turndown” de flujo de líquido ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ Moderado ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ Moderado ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ Muy recomendable ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ Muy recomendable ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ Presencia de sólidos / materiales pegajosos ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ Recomendable ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ Moderado: Considerar internos especiales ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ Moderado: Considerar internos especiales / Inclinación ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ Moderado: Considerar internos especiales / Inclinación ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ Separación líquido–líquido solamente ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ No recomendable ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ No recomendableÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ RecomendableÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ No aplica ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ Separación líquido – líquido–vapor ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ Moderado ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ Moderado ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ Muy recomendable ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ Muy recomendable ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ Limitaciones en área de Planta ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ Recomendable ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ Recomendable ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ No recomendableÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ No recomendable ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ Limitaciones en espacio vertical ó altura ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ No recomendable ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ No recomendableÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ RecomendableÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ Recomendable Paso 3.– Localización de los criterios de diseño típicos para el servicio en cuestión, criterios y consideraciones adicionales y la configuración del tambor: Tales criterios estarán en los documentos PDVSA–MDP antes mencionados, de acuerdo a la selección hecha de tipo de separador. Paso 4.– Dimensionamiento del tambor a través del calculo de: – Velocidad crítica del vapor – Area de flujo de vapor requerida disponible – Relación L/D – Volumen de retención de líquido en el tambor – Niveles bajo–bajo, bajo, alto, alto–alto del líquido, cuando se trate de separadores vapor líquido. Para separación vapor–líquido–líquido, añadir nivel bajo y nivel alto de interfase.
  20. 20. REVISION FECHA MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO SEPARACION FISICA TAMBORES SEPARADORES PRINCIPIOS BASICOS JUN.950 PDVSA MDP–03–S–01 Página 19 PDVSA .Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma – Diseño/especificación de Internos que afecten el diseño de Proceso del recipiente – Volumen del tambor Paso 5.– Definición y dimensionamiento de las boquillas de entrada y de salida Paso 6.– Especificación de los internos faltantes del separador (parte de esta información se localizaría en el MID) Paso 7.– Cálculo de la caída de presión del equipo: como la suma de la caída de presión de la boquilla de entrada, de salida de gas y de los internos (cuando aplique) Paso 8.– Búsqueda de información adicional, en el Manual de Ingeniería de Diseño y otros documentos técnicos, para completar la Especificación de Proceso del Tambor Separador bajo estudio.
  21. 21. REVISION FECHA MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO SEPARACION FISICA TAMBORES SEPARADORES PRINCIPIOS BASICOS JUN.950 PDVSA MDP–03–S–01 Página 20 PDVSA .Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma 6 NOMENCLATURA ÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ En unidades SI ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ En unidades inglesas ÁÁÁ ÁÁÁ C ÁÁ ÁÁ =ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ líquido arrastrado hacia la cabecera del tambor ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ kg/s ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ lb/h ÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁ C’ ÁÁ ÁÁ ÁÁ = ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ Coeficiente de arrastre que depende de el Número de Reynolds ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ adimensional ÁÁÁÁÁÁDp ÁÁÁÁ= ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁDiámetro de la gota ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁm ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁpie ÁÁÁ ÁÁÁE ÁÁ ÁÁ= ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁEficiencia de separación, % ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁF ÁÁ ÁÁ= ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁFlujo del líquido alimentado al tambor ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁkg/s ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁlb/h ÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁ F1 ÁÁ ÁÁ ÁÁ = ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ Factor cuyo valor depende de las unidades usadas (Ec. (2)) ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ 1000 ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ 1 ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁ F2 ÁÁÁÁ ÁÁ =ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ Factor cuyo valor depende de las unidades usadas (Ec. (3)) ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ 0.048 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ 0.157 ÁÁÁ ÁÁÁg ÁÁ ÁÁ=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁAceleración debido a la gravedad ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ9.807 m/s2 ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ32.174 pie/s2 ÁÁÁ ÁÁÁVc ÁÁ ÁÁ=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁVelocidad crítica ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁm/s ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁpie/s ÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁ Vt ÁÁ ÁÁ ÁÁ =ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ Velocidad terminal de la gota de líquido. Velocidad terminal de decantación ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ m/s ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ pie/s ÁÁÁ ÁÁÁ m ÁÁ ÁÁ =ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ Viscosidad de la fase continua. ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ mPa.s ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ lb/pie.s ÁÁÁ ÁÁÁ ρg ÁÁ ÁÁ =ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ Densidad del gas ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ kg/m3 ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ lb/pie3 ÁÁÁÁÁÁ ρl ÁÁÁÁ =ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ Densidad del líquido ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ kg/m3 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ lb/pie3 ÁÁÁ ÁÁÁ ρP ÁÁ ÁÁ =ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ Densidad de la fase pesada. ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ kg/m3 ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ lb/pie3 ÁÁÁ ÁÁÁρL ÁÁ ÁÁ =ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ Densidad de la fase liviana ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ kg/m3 ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ lb/pie3
  22. 22. REVISION FECHA MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO SEPARACION FISICA TAMBORES SEPARADORES PRINCIPIOS BASICOS JUN.950 PDVSA MDP–03–S–01 Página 21 PDVSA .Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma 7 APENDICE Figura 1 Separadores gas–liquido Figura 2 Separador vertical Figura 3 Separador horizontal Figura 4 Separador centrifugo Figura 5 Separador filtro Figura 6 Tipos de deflectores y distribuidores Figura 7 Tipos de eliminadores de niebla Figura 8 Otros internos
  23. 23. RECOLECCION DE LAS FASES LIQUIDAS SEPARACION SECUNDARIA SALIDADE LIQUIDO SEPARACION POR COALESCENCIA PRIMARIA SEPARACION SEPARADOR HORIZONTAL SEPARADOR VERTICAL SEPARACION POR COALESCENCIA SECUNDARIA FASES LIQUIDAS SEPARACION RECOLECCION DE LAS SALIDADE VAPOR SALIDADE LIQUIDO ALIMENTACION PRIMARIA SEPARACION SALIDADE GAS REVISION FECHA MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO SEPARACION FISICA TAMBORES SEPARADORES PRINCIPIOS BASICOS JUN.950 PDVSA MDP–03–S–01 Página 22 PDVSA .Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma Fig 1. SEPARADORES GAS–LIQUIDO
  24. 24. MALLA SEPARADORA DE GOTAS SALIDA DE VAPOR SALIDA DE LIQUIDO ALIMENTACION DEFLECTOR NAAL NAL NBL NBBL NBBL : NIVEL BAJO–BAJO DE LIQUIDO NBL : NIVEL BAJO DE LIQUIDO NAAL : NIVEL ALTO–ALTO DE LIQUIDO NAL : NIVEL ALTO DE LIQUIDO REVISION FECHA MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO SEPARACION FISICA TAMBORES SEPARADORES PRINCIPIOS BASICOS JUN.950 PDVSA MDP–03–S–01 Página 23 PDVSA .Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma Fig 2. SEPARADOR VERTICAL
  25. 25. SALIDA DE LIQUIDO MALLA SEPARADORA DISTRIBUIDOR EN T” NAAL NAL NBL NBBL ALIMENTACION SALIDA DE GAS DE GOTAS NBBL : NIVEL BAJO–BAJO DE LIQUIDO NBL : NIVEL BAJO DE LIQUIDO NAL : NIVEL ALTO DE LIQUIDO NAAL : NIVEL ALTO–ALTO DE LIQUIDO REVISION FECHA MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO SEPARACION FISICA TAMBORES SEPARADORES PRINCIPIOS BASICOS JUN.950 PDVSA MDP–03–S–01 Página 24 PDVSA .Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma Fig 3. SEPARADOR HORIZONTAL
  26. 26. CORTE A–A ALIMENTACION SALIDA DE LIQUIDO SALIDA DE GAS AA REVISION FECHA MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO SEPARACION FISICA TAMBORES SEPARADORES PRINCIPIOS BASICOS JUN.950 PDVSA MDP–03–S–01 Página 25 PDVSA .Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma Fig 4. SEPARADOR CENTRIFUGO
  27. 27. TUBOS FILTROS ELIMINADOR DE SALIDA RESERVORIOTAPA DE CAMARA DE SEPARACION ENTRADA DE ENTRADA DE GAS NIEBLA FINAL DE GAS DE LIQUIDOABERTURA RAPIDA REVISION FECHA MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO SEPARACION FISICA TAMBORES SEPARADORES PRINCIPIOS BASICOS JUN.950 PDVSA MDP–03–S–01 Página 26 PDVSA .Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma Fig 5. SEPARADOR FILTRO
  28. 28. 25mm (1 pulg.) (1 pulg.) 25mm 25mm (1 pulg.) 15mm (.6 pulg.) D.E.=610mm(24 pulg.) 1700mm (67 pulg.) 545mm (21.5 pulg.) 545mm (21.5 pulg.) PARED DEL RECIPIENTE BOQUILLA DE ENTRADA DEFLECTOR COMPUESTO POR MEDIA SECCION DE TUBERIA DEFLECTOR DE ENTRADA DEFLECTOR PLANCHA DEFLECTORA EJEMPLO DE DISTRIBUIDOR EN “T” BOQUILLA DE ENTRADA BOQUILLA DE ENTRADA RECIPIENTE PARED DEL BOQUILLA DE ENTRADA D.E.=610mm (24 pulg.) RECIPIENTE PARED DEL (PDVSA–MID–10603.2.303) CODO DE 90° REVISION FECHA MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO SEPARACION FISICA TAMBORES SEPARADORES PRINCIPIOS BASICOS JUN.950 PDVSA MDP–03–S–01 Página 27 PDVSA .Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma Fig 6. TIPOS DE DEFLECTORES Y DISTRIBUIDORES
  29. 29. TIPO CICLON TIPO ALETA TIPO MALLA DE ALAMBRE BOLSILLOS GAS DIRECCION DE LAS PARTICULAS LIQUIDAS RETENIDAS ENTRADA DE FLUJOSALIDA DE LIQUIDO SALIDA DE GAS REVISION FECHA MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO SEPARACION FISICA TAMBORES SEPARADORES PRINCIPIOS BASICOS JUN.950 PDVSA MDP–03–S–01 Página 28 PDVSA .Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma Fig 7. TIPOS DE ELIMINADORES DE NIEBLA
  30. 30. TUBERIAS INTERNASPLACAS ROMPE–OLAS PLACAS ROMPE–ESPUMA CIRCUNFERENCIA DEL RECIPIENTE REJILLA SOLDADA DE 3 CAPAS, FORMADA POR BARRAS PLANAS DE 25 x 6, SEPARADAS 25 mm ENTRE EJES E INTERCONECTADAS POR BARRAS TRANSVERSALES A CADA 5O mm. 5 D (250 mm.) DIAMETRO DE BOQUILLA DE LIQUIDO DE SALIDA D PARED DEL RECIPIENTE ROMPE–VORTICES (PDVSA–MID–10603.2.308) TIPO PLACA TIPO REJILLA (PDVSA–MID–10603.2.309) O CIRCULO ENVOLVENTE BOQUILLA (DESCARGA UNICA) (DESCARGA MULTIPLE) REVISION FECHA MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO SEPARACION FISICA TAMBORES SEPARADORES PRINCIPIOS BASICOS JUN.950 PDVSA MDP–03–S–01 Página 29 PDVSA .Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma Fig 8. OTROS INTERNOS

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