Diseño de tratadores térmicos electrostáticos Juan Felipe Acuña Losada – 5101365 5101365 Nicolás Francisco Alba Beltrán – 5101435 5101435 Harold Andrés Aldana Cuesta – 5101446 5101446 Daniel Andrés Aramburo Vélez - 5101405 Lina Fernanda Rodríguez Abril – 5101391 5101391 Introducción
El diseño de los equipos usados en el tratamiento de emulsiones implica la evaluación de cuatro parámetros esenciales: Químicos desemulsificantes (tipo, concentración, lugar de inyección y método), temperatura de tratamiento, tiempo de retención retención y el uso de campos eléctricos (si se requiere). Adicionalmente se requiere seleccionar el equipo más adecuado para el tratamiento de las emulsiones con el fin de lograr las especificaciones requeridas para la comercialización (petróleo y gas) y disposición (agua). Procedimiento
1. Hallar la viscosidad del crudo a la entrada del tratador.
Donde: Tasa de flujo de aceite, ( ). ::Área óptima de las parrillas, ( ). del crudo, (). :: Viscosidad Diferencia de densidad entre el agua y el aceite, (. : Constante que depende del tipo de corriente, ( ). Constante para corriente directa ( ): ): . Constante para corriente alterna ( ): ): . Constante para sistema : .
DC DC
AC AC
AC/DC
3. Hallar el área óptima de las parrillas para el tratamiento de crudo.
Donde: : Viscosidad del aceite, ( ). : Temperatura del aceite, ( ).
: Gravedad específica del aceite, ( ). Nota: La viscosidad del aceite, , puede ser hallada mediante la correlación anteriormente escrita o por
la gráfica 1, (Ver Anexos). 2. Hallar la velocidad de flujo que manejarían las parrillas con cada tipo de corriente.
Donde: : Tasa de flujo de aceite, ( : Velocidad de flujo, ( ).
).
4. Determinar el tipo de emulsión que se tiene en la entrada al tratador de acuerdo a la gráfica 2, (Ver Anexos), y a la siguiente tabla.
2
2. Se halla la velocidad de flujo que manejarían las parrillas.
5. Determinar la temperatura del tratamiento de acuerdo a la siguiente tabla.
Para corriente directa ( DC ):
6. Determinar el calor necesario para aumentar la temperatura del fluido hasta la del tratamiento.
Donde: : Calor, ( ). : Tasa de flujo de aceite, ( ). : Incremento de temperatura, ( ) : Calor específico ( ) : Densidad del aceite, ( .
3. Se halla el área óptima de las parrillas
7. Dimensionar el tratador de acuerdo a la Tabla 1. Ejemplo
Datos: Gravedad del aceite: . . . Flujo de aceite: Temperatura de entrada:
..
Obteniendo que:
Para corriente alterna ( AC ):
1. Se halla la viscosidad del crudo a la entrada el tratador. De la gráfica 1 (Ver Anexos), entrando con y cortando en .
Para corriente directa ( DC ):
Para sistema AC/DC :
Para corriente alterna ( AC ):
Para sistema AC/DC :
3 4. Se determina el tipo de emulsión que se tiene en la entrada al tratador.
Se obtiene que:
Ya que la viscosidad , y la tendencia de la grafica 2 (Ver Anexos) para este valor es decreciente se obtiene que:
Por lo tanto de la siguiente tabla se determina que se trabaja con una emulsión fuerte.
Para corriente directa ( DC ): . . .
Diámetro: Longitud total: Longitud efectiva:
Para corriente alterna ( AC ): . . .
Diámetro: Longitud total: Longitud efectiva:
Para sistema AC/DC . . .
Diámetro: Longitud total: Longitud efectiva: 5. Se determina la temperatura del tratamiento de la siguiente tabla.
Se escoge como temperatura de tratamiento
6. Determinar el calor necesario para aumentar la temperatura con la cual entra el crudo al tratador a la de tratamiento.
7. Se dimensiona el tratador conociendo los diámetros típicos para tratadores de la Tabla 1 (Ver Anexos)
Referencias
[1] K. Arnold, M. Stewart “Surface Production Operations”, 3th ed. vol. 1, Ed. New York: Elsevier, 2008. [2] P. Granados, N. Gutierrez. “Definición de Estándares Operativos para Tratadores Térmicos y Termoelectrostáticos en Facilidades de Producción”, Tesis de Grado. Bucaramanga: Universidad Industrial de Santander, 2007.
4 Anexos
Grafica 1. Viscosidad del crudo con relación a la temperatura.
Gráfica 2. Diámetro de gotas de agua con relación a la viscosidad del aceite.
5
Tabla 1. Capacidades de tratadores electrostáticos.
