1.1 Separadores. Teoria. Presentaciones

Universidad Nacional Experimental Rafael María Baralt

Programa Ingeniería de Gas

Sede Ciudad Ojeda

SEPARADORES

Separadores de petróleo y gas

1) Definición

2) Funciones

3) Conceptos básicos

4) Requisitos de un separador

5) Requisitos de los Fluidos

6) Procesos de Separación

7) Tipos de Separadores

8) Recomendaciones de separadores

9) Propiedades de las Corrientes

10)Problemas Operacionales

CONTENIDO:


DEFINICIÓN:

El separador gas-líquido es el recipiente que más

comúnmente se encuentra en la industria del petróleo y

del gas natural. Representa la unidad donde se

produce la separación inicial del gas y del petróleo.


Como también pueden ser llamados:

• Separador de petróleo y gas.

• Separador.

• Separador por etapas.

• Trampa.

• Recipiente de retención

• Filtro-Separador.


FUNCIONES:

Remover Petróleo del Gas

Remover Gas del Petróleo

Separación Agua - Petróleo


Funciones de los Separadores:

Permitir un primera separación entre los

hidrocarburos, esencialmente líquidos y gaseosos

Refinar aún más el proceso, mediante la

recolección de partículas líquidas atrapadas en la

fase gaseosa

Liberar parte de la fracción gaseosa que pueda

permanecer en la fase líquida

Descargar por separado, las fases líquida y

gaseosa, para evitar que se puedan volver a

mezclar, parcial o totalmente


Conceptos Básicos:

Momentum (Cantidad de movimiento)

Fuerza de Gravedad

Fluidos 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.

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 fluido de gas

sobre la gota. Estas fuerzas definen la velocidad terminal, la cual matemáticamente se

presenta usando la ecuación siguiente:


Conceptos Básicos:

Coalescencia

Fórmula para el calculo de la velocidad terminal:

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


Requisitos de un separador:

Las fases líquida y gaseosa no se deben poner en

contacto una vez separadas.

Las salidas de los fluidos necesitan estar

provistas de controles de presión y/o nivel.

Las regiones del separador donde se pueden

acumular sólidos deben en lo posible, tener la

previsiones para la remoción de sólidos.

El separador debe estar dotado de

manómetros, termómetros, controles de nivel,

visibles; para hacer, en lo posible, revisiones

visuales.

Todo recipiente debe tener boca de visita para

facilitar la inspección y el mantenimiento.


Procesos de Separación:

Separación Primaria: Comprende la entrada de los fluidos al separador.

Esta sección permite absorber la cantidad de movimiento de los fluidos de la

alimentación. También se controla el cambio abrupto de la corriente.

Separación Secundaria: La fuerza de gravedad 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.

Recolección de Fases Líquidas: Los

líquidos separados en las secciones

interiores se acumulan en la parte inferior del

separador, por lo tanto se requiere de un

tiempo mínimo de retención que permita

llevar a cabo el proceso de separación


Requisitos de un separador:

La energía que posee el fluido al entrar al

recipiente debe ser controlada.

Las tasas de flujo de las fases líquidas y gaseosa

deben estar comprendidas dentro de ciertos límites.

Esto se hace posible que al inicio la separación se

efectúe por las fuerzas gravitacionales.

La turbulencia que ocurre en la sección ocupada

por el gas debe ser minimizada.

La acumulación de espuma y partículas

contaminantes ha de ser controlada.


Requisitos de los fluidos:

Propiedades de lo Fluidos

Tasas máximas y mínimas de las fases líquida y

gaseosa no se deben poner en contacto una vez

separadas.Las salidas de los fluidos necesitan estar

provistas de controles de presión y/o nivel.

Las regiones del separador donde se pueden

acumular sólidos deben en lo posible, tener la

previsiones para la remoción de sólidos.

El separador debe estar dotado de

manómetros, termómetros, controles de nivel,

visibles; para hacer, en lo posible, revisiones

visuales.

Todo recipiente debe tener boca de visita para

facilitar la inspección y el mantenimiento.


Procesos de Separación:

Extracción de Neblina: Aquí se separan la minúscula partícula de líquido

que aún contenga el gas, después de haberse separado en las secciones

Recolección de Fases Líquidas: Los

líquidos separados en las secciones interiores

se acumulan en la parte inferior del separador,

por lo tanto se requiere de un tiempo mínimo de

retención que permita llevar a cabo el proceso

de separación


Clasificación:

Clasificación por la Presión de Operación

Clasificación por Aplicación

Separador de baja presión

Separador de media presión

Separador de alta presión

Separador de Prueba

Separador de Producción

Separador de Baja Temperatura

Separador de Medición

Separador Elevado

Separador es por Etapas


CLASIFICACIÓN:

Clasificación por configuración

Clasificación por la Función

Separador Horizontal

Separador Vertical

Separador Esférico

Separador Bifásico

Separador Trifásico


Tipos de Separadores:

Partes y Componentes


Tipos:

Separadores Horizontales


TIPOS:



TIPOS:


•Nivel de sólido es más critico que en un vertical

•Capacidad de manejar eficientemente mayores niveles de líquidos.

•Manejo de partículas sólidas es meno complejos

•El trabajos con crudos espumosos se hace con menor dificultad

•Normalmente empleados cuando la relación gas ó vapor–líquido es

baja.

•Requieren menor diámetro, que un tambor vertical, para una

capacidad dada de gas.


Tipos:

Separadores Verticales


Tipos:



TIPOS:


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 de

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


TIPOS:


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.


TIPOS:

Eliminador de Niebla Tipo Malla

Eliminador de Niebla Tipo Aleta


Recomendación de Tipo de Separador


PROBLEMAS OPERACIONALES TÍPICOS A TOMAR EN CUENTA EN EL DISEÑO:

Formación de Espuma

Flujo de Avance

Materiales Pegajosos

Presencia y Acumulación de Sólidos

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