Capacidad de líquido de un separador vertical
Separador vertical Recipiente, con sus ejes cilíndricos paralelos al suelo, que se utiliza para separar petróleo, gas y agua del flujo de producción. El recipiente puede ser un separador de dos o tres fases. Partes de un separador vertical:
Ventajas: Es fcil !antenerlos li!pios, por lo que se reco!iendan para !anejar flujos de pozos con alto contenido de lodo, arena o cualquier !aterial sólido. El control de nivel de líquido no es crítico, puesto que se puede e!plear un flotador vertical, logrando que el control de nivel sea !s sensi"le a los ca!"ios. •
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#e"ido a que el nivel de líquido se puede !over en for!a !oderada, son !uy reco!enda"les para flujos de pozos que producen por "o!"eo neu!tico, con el fin de !anejar "ac$es i!previstos de líquido que entren al separador. %ay !enor tendencia de revaporización de líquidos.
Desventajas: Son !s costosos. Son !s difíciles de instalar. Se necesita un di!etro !ayor que el de los $orizontales para !anejar la !is!a cantidad de gas. • • •
Las capacidades están basadas en las siguientes consideraciones: &. 'n par!etro, que indica el tie!po de retención. (. )lujo esta"le, no $ay ca"eceo. *. +ceite no espu!oso. . -a te!peratura del aceite de"e ser superior a la cual se for!a la parafina. . -a densidad relativa del aceite de * /+P0 o !ayor. 1. -a viscosidad de 2 S.S.'. o !enor. 3. El nivel del líquido en el separador no de"er e4ceder a tres veces el di!etro del separador. Método Grafico Con el uso de las grficas que se presentan a continuación se deter!inan las capacidades de separadores de aceite. Este !5todo grfico esta realizado con el o"jeto de utilizarse en separadores cilíndricos de dos fases, $orizontales o verticales y de una sola pieza. -a confia"ilidad de estas curvas, $a sido verificada !ediante prue"as de ca!po y conte!plan una a!plia variedad de condiciones. %asta $ace poco, se $acía !ayor 5nfasis en la separación de las gotas de líquidos del gas, que en la separación del gas del aceite. El !anejo actual del aceite crudo, requiere de la !edición de grandes cantidades de aceite, por lo tanto, es necesario re!over todo el gas e4tra6o y que no se encuentre en solución en el !is!o para lograr una !edición con la e4actitud necesaria. Para o"tener un grado ópti!o de separación, se requiere de un adecuado tie!po de retención. El tie!po de retención, es por lo tanto, de pri!ordial i!portancia, cuando se seleccionan las di!ensiones adecuadas del separador. Si se tienen aceites que producen espu!as, el tie!po de retención requerido se incre!entar de tres a seis veces en relación al que se requerir para aceites no espu!osos.7
El incre!ento en el tie!po de retención es proporcional a la tendencia de for!ar espu!a del aceite. En la !edición con aceite espu!oso, la necesidad de incre!entar el tie!po de retención, se eli!ina, cuando el separador usado !ide el aceite tornando co!o "ase su densidad. -as capacidades de aceite y gas que se !uestran en las curvas para separadores convencionales tanto verticales co!o $orizontales estn "asadas en una longitud de &2 pies, de"er $acerse una corrección para alcanzar la capacidad adecuada. -a capacidad de separación de gas de un separador vertical de aceite y gas es directa!ente proporcional al rea de la sección transversal del separador e inversa!ente proporcional a la longitud del cuerpo. Por eje!plo, un incre!ento en la longitud del cuerpo del separador vertical convencional de &2 a & pies, incre!entaría la capacidad de gas en !enos del 8 y de un decre!ento en la longitud del cuerpo de &2 a 3 pies puede resultar un decre!ento inferior al *8 en la capacidad del gas. El ca!"io en la capacidad de separación depende de los líquidos producidos por el pozo y otras condiciones. 9a!"i5n se acostu!"ra utilizar antiespu!antes para evitar el e!pleo de separadores con !ayores di!ensiones. Por lo general, la capacidad de líquido de un separador vertical es directa!ente proporcional a la altura del nivel de líquido, en la sección de acu!ulación del recipiente. En separadores verticales de aceite y gas, es prctica nor!al que la altura del líquido no e4ceda de uno a tres veces, el di!etro del separador, dependiendo de la e4actitud de su dise6o. -as curvas estn ela"oradas para que puedan ser utilizadas en a!"os sentidos: Para deter!inar las di!ensiones del separador requerido para !anejar un volu!en dado de fluidos. Para deter!inar el volu!en de fluidos que se podrn !anejar dadas las di!ensiones del separador. •
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-a capacidad de líquido de un separador $orizontal depende de la capacidad volu!5trica destinada al asenta!iento del líquido de la sección de acu!ulación del separador. Esta capacidad volu!5trica est deter!inada por el di!etro interior del recipiente, la longitud del cuerpo y la altura del líquido. Eje!plo 'n separador vertical de *2 pg. de di!etro e4terior, &2 pies de longitud, presión de dise6o de &222 l"pg( , con *2 pg de altura de líquido, tie!po de retención & !in. R;
Entonces deci!os que con (322 "ldía de aceite, un tie!po de retención de un !inuto, y una presión de tra"ajo de &222 l"pg(, las di!ensiones requeridas sern de *2 pg., de di!etro e4terior del recipiente con *2 pg. #e altura del líquido. -a capacidad de líquido de un separador depende principal!ente del tie!po de retención del líquido en el separador. 'na "uena separación requiere tie!po suficiente para alcanzar las condiciones de equili"rio entre la fase líquida y la gaseosa a la te!peratura y presión de separación. -a capacidad de líquido de un separador o el volu!en requerido "asado en la retención, puede ser deter!inada por la siguiente ecuación: Para calcular la capacidad de !anejo de líquido un separador, ya sea vertical u $orizontal, se de"en considerar el di!etro del separador, el nivel del líquido arri"a de la salida del aceite en el separador, el factor de volu!en del aceite a las condiciones de operación del separador y el tie!po de retención del líquido. Para separadores verticales se reco!ienda que el nivel !4i!o de líquido, este en el rango de uno a tres veces el di!etro del separador, dependiendo del dise6o.
Método ºAPI especifcaciones de separadores de aceite. Especifcaciones api 12j (spec 12j) septima edicion, octubre 1, 199, !as especifcaciones est"n di#ididas en secciones, pero para este método uti!i$aremos e! apéndice c c"!cu!os para e! dise%o & dimensionamiento. '.1. a capacidad de !*+uido de un separador depende principa!mente de! tiempo de retencin de! !*+uido en e! separador. -na buena separacin re+uiere tiempo sufciente para a!can$ar !as condiciones de e+ui!ibrio entre !a ase !*+uida & !a /aseosa a !a temperatura & presin de separacin. a capacidad de !*+uido de un separador o e! #o!umen re+uerido basado en !a retencin, puede ser determinada por !a si/uiente ecuacin0
nde0 3 'apacidad de !*+uido, b!4d*a a condiciones de 5ujo. 6 3 6o!umem de !*+uido estabi!i$ado, b!. t 3 tiempo de residencia, minutos '.1.7 E! criterio b"sico de dise%o para e! tiempo de residencia de !*+uido en separadores de dos ases es e! si/uiente0
C.&.= -os vol>!enes esta"ilizados pueden ser usados en la ecuación anterior para deter!inar la capacidad del líquido de un separador en particular. Para un di!ensiona!iento apropiado, de"en de ser deter!inados la capacidad del líquido y la capacidad del gas. Calcular la capacidad de líquido de un separador con di!etro interno pró4i!o estndar del separador de *2 pg,& !inuto el tie!po de residencia para dise6os de dos fases con densidades de aceite que e4cedan los *? +P0 y un volu!en de líquido de (.1( "arriles.
Se sustituye los datos en la fór!ula:
