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UNIVERSIDAD AUTONOMA

PROCESOS DEL GAS NATURAL II

UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA INGENIERIA PETROLERA

EQUIPOS INDUSTRIALES PETROLEROS”

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NOMBRE: RODRIGUEZ CUELLAR PEDRO JORGE N° DE REGISTRO: 211032281 DOCENTE: ING. ROMULO SANCHEZ MATERIA: PROCESOS DEL GASNATURAL II FECHA DE PRESENTACION: 01/10/2014



EQUIPOS INDUSTRIALES PETROLEROS I. OBJETIVOS 

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General.Conocer la definición, uso y manejo de los equipos industriales empleados en la industria petrolera. Específicos. Identificar las ventajas y desventajas de los diversos equipos.  Exponer sus componentes y partes, además de las diferencias existentes entre ellos.

II. INTRODUCCION

En la industria petrolera es de suma importancia el conocer los diversos equipos utilizados para el tratamiento de los hidrocarburos, desde que salen del pozo hasta que llegan a su almacenamiento. En el presente informe se explica el uso, la definición, las funciones, las partes, las ventajas y desventajas que presentan cada uno de los equipos propiamente mencionados anteriormente. III. MARCO TEORICO

En la industria petrolera se emplean distintos equipos como ser los chokes de producción, manifolds de entrada, retenedores de líquidos, separadores, aeroenfriadores, filtros, intercambiadores de calor, torres contactoras, torres regeneradoras, bombas, turbinas, compresores, hornos industriales, tanques de almacenamiento, válvulas, generadores, entre otros. A continuación se describirá cada uno de los equipos mencionados anteriormente:



CHOKES DE PRODUCCIÓN

Conocidos como estranguladores son dispositivos del arbolito que se instalan debajo de la válvula de surgencia para restringir controlar y regular el flujo del pozo. Pueden ser de diversos diámetros. Se los utiliza en los pozos para:    

Hacer fluir el crudo en forma controlada Controlar la energía del gas para prolongar la vida del pozo Controlar la producción de arena y agua Evaluar la producción del pozo

Es importante la inspección periódica del estrangulador para determinar si el pozo tiene problemas problemas de producción de arena. arena.



Tipos de Estranguladores Los estranguladores pueden ser de tipo positivo o “fijo” y ajustable.

Estranguladores Positivos o Fijos

Están diseñados de tal forma que los orificios van alojados en un receptáculo fijo (porta estrangulador), del que deben ser extraídos manualmente para cambiar su diámetro. Las marcas más conocidas son: EPN, FIP, y Cameron. Ventajas  

Son de bajo Costo Son de fácil aplicación

Desventajas 

Es necesario que un operador realice el cambio de choque manualmente y en forma rápida



Estranguladores ajustables

En este tipo de estranguladores se puede modificar el diámetro del orificio sin retirarlo del porta-estrangulador que lo contiene, mediante un dispositivo mecánico tipo revolver. Para ajustar el diámetro de la apertura del orificio de flujo, posee un vástago con graduaciones visibles que indican el diámetro efectivo del orificio. Ventaja 

Tienen bastante aceptación debido a su facilidad para cambiar la rata de flujo.

Desventaja 

Su precio es más elevado en comparación a los estranguladores fijos.



Partes de un estrangulador

A continuación se muestra cada una de las partes de un estrangulador ajustable de 2” 1. Cuerpo de 2” LPT 2. Base de ¾” HS

3. Empaque 4. Vástago ó barra maestra, HS 5. Seguro 6. Empaque, buna 7. Anillo de retén 8. Stem packing 9. Casquete de aleación de acero. 10. Bola de nylon 11. Tornillo de mano 12.

Medidor

de

apertura

estrangulador 13. Tornillo de ajuste del medidor 14. Rueda de mano 15. Arandela 16. Tuerca hexagonal 17. Punto de lubricación.

del



También se pueden clasificar los Chokes como manuales y automáticos: Estrangulador Ajustable Manual

Estos estranguladores se caracterizan por ser ajustados manualmente. Esto se logra al hacer girar una manivela a la cual va unido el vástago el cual a medida que éste se acerca al asiento, disminuye el espacio anular y se restringe el paso de fluido. Estrangulador Ajustable a Control Remoto (choke hidráulico)

El estrangulador se puede cerrar y sellar en forma ajustada para actuar como válvula. El mecanismo de operación es un conjunto de cilindros de doble acción que ponen en funcionamiento un piñón y cremallera que giran la placa superior del estrangulador. Ventaja 



Los estranguladores ajustables a control remoto tienen la ventaja de permitir monitorear presiones, emboladas y controlar la posición relativa de apertura del estrangulador desde la consola; son adecuados para servicio H2S. Su uso es favorable en operaciones de perforación y en trabajos con presión

Desventaja 

No es de utilización frecuente, por lo que tiende a engranarse, perder el manómetro y tener los contadores de bomba desconectados. Todos esos inconvenientes pueden solucionarse utilizando el estrangulador y verificando la operación del panel, al menos una vez por semana.





Múltiple de Producción o Manifold

Serie de facilidades y válvulas que permiten recibir y controlar adecuadamente la producción de los diferentes pozos de un campo productor. Los múltiples de producción y de prueba se utilizan para recolectar la Producción de varios pozos a una planta centralizada. Pueden ser operados manualmente o automáticamente con válvulas; los múltiples de la producción y prueba son diseñados para varias presiones y varios tamaños de tubo. El múltiple facilita el manejo de la producción total de los pozos que ha de pasar por los separadores como también el aislamiento de pozos para pruebas individuales de producción. Por medio de las interconexiones del sistema y la disposición apropiada de válvulas, se facilita la distribución, el manejo y el control del flujo de los pozos. Los manifold de producción dirigen el flujo a separadores generales y los manifold de prueba dirigen el flujo a separadores de prueba.



Clasificación de los múltiples

En las estaciones recolectoras los múltiples se clasifican de acuerdo a su:  

temperatura de trabajo presión de trabajo

De acuerdo a su temperatura: 

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Múltiple convencional Aquellos que reciben la producción de los pozos bajo condiciones de presión y temperatura normal. Múltiple Caliente Aquellos que tienen condiciones especiales para recibir fluidos con altas temperaturas provenientes de yacimientos sometidos a procesos de recuperación (inyección de vapor)

De acuerdo a la presión de trabajo: 



Múltiple de baja presión: Reciben el fluido de pozos que producen a baja presión Múltiple de alta presión: Reciben el fluido de pozos que producen a alta presión

De acuerdo a su forma:  

verticales Horizontales

Componentes del múltiple

El múltiple está compuesto por líneas de producción general y de prueba y por válvulas.



Retenedores De Líquidos (Slug Catcher)

Un retenedor de liquido es un equipo estático usado en las instalaciones de producción de petróleo aguas arriba para minimizar los contaminantes de las tuberías de gas y petróleo. Los fluidos extraídos de los reservorios de petróleo y gas contienen petróleo crudo, gas natural, agua, sales, etc. El flujo multifásico en una tubería usualmente conlleva a la formación de contaminantes en el flujo. Este flujo multifásico es recibido en un gran recipiente en las plantas de



almacenamiento y procesamiento de petróleo crudo donde el petróleo, agua y los gases son crudamente separados, para remover los contaminantes, esto quiere decir que no es un proceso minucioso, como el que se realiza en los separadores. Tipos de Slug Catcher

Slug cátcher tipo Vessel.Es un recipiente simple de dos fases de separación. Mientras que la eficiencia de separación del recipiente no es crítica para el Slug Catcher, el volumen del recipiente si lo es.



Slug Catcher tipo Finger.Provee una respuesta al problema económico de tener que diseñar un recipiente regulador más grande para diseños de altas presiones. Estos tipos de Slug cátcher usan piezas de tuberías de gran diámetro en lugar de un recipiente convencional para proveer un volumen regulador. Se necesita una gran cantidad de tuberías para proveer el volumen suficiente y esto resulta en una gran desventaja para el Slug Catcher.

Slug Catcher tipo Parking Loop.Combina las características de los anteriores Slug Catchers. Usa un retenedor para la separación básica de gas y líquido, mientras que el regulador de volumen líquido es proveído por bucles de estacionamiento en forma de dedos (tuberías). El liquido es drenado lentamente a través de estos dedos a los equipos de procesamiento aguas abajo.



Separadores

Un separador es un recipiente cerrado que trabaja a presión en el cual se separan dos o tres fases del fluido producido por los pozos. Cuando se separan dos fases son líquidos y gas, y cuando se separan tres fases son gas, petróleo y agua. Clasificación

Los separadores se pueden clasificar de varias maneras, dependiendo de las fases que separan, de la forma, de la posición, de la utilización o condiciones de trabajo, entre otros. En cuanto a las fases que separan pueden ser bifásicos o trifásicos; serán bifásicos si solamente separan gas y líquido, y trifásicos si separan gas, petróleo y agua. Los bifásicos son más comunes y los trifásicos se usan generalmente donde hay crudos livianos y no se presentan emulsiones. En cuanto a la forma pueden ser cilíndricos o esféricos. Los cilíndricos son los más comunes pero los esféricos son bastante usados en campos de gas y cuando deben trabajar a presiones altas. En cuanto a posición, esto se refiere a los separadores cilíndricos, pueden ser verticales y horizontales; estos últimos pueden ser de un solo cilindro o dos. Los verticales se usan cuando hay una RGL baja y en pozos que puedan tener producción de arena; los horizontales de un solo tubo se usan cuando se tienen RGL altas pero una tasa líquida estable, y los de dos tubos pueden manejar más fácil producciones altas, dan más tiempo de reposo al líquido para extraerle el gas y pueden manejar más fácil relaciones gas-líquido altas. De acuerdo a su utilización, en una batería hay separadores de prueba, y generales y separadores de alta y baja presión; estos dos últimos existen cuando a una batería llegan pozos con presiones bastante altas y se requieren dos o más etapas de separación, cada una a una presión menor que la anterior.


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Por configuración Verticales Horizontales Esféricos o o o

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Por el número de fases Bifásicos (gas-líquido o gas-crudo) Trifásicos (gas-aceite-agua) Tetrafásicos(gas, espuma, aceite, agua) o o o

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Por la presión de trabajo Baja presión (10 hasta 225 psig) Media presión (230 hasta 700 psig) Alta presión (750 hasta 1500 psig) o o o

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Por la función Separador de prueba. Separador de producción general. Separador de baja temperatura. Separador de medición. Separador de espuma. o o o o o



Secciones del Separador

Sección de separación primaria: La separación en esta sección se realiza mediante un cambio de dirección de flujo. El cambio de dirección se puede efectuar con una entrada tangencial de los fluidos al separador; o bien, instalando adecuadamente una placa desviadora a la entrada. Con cualquiera de las dos formas se le induce una fuerza centrífuga al flujo, con la que se separan del gas grandes volúmenes de líquido.



Sección de separación secundaria. En esta sección se separa la máxima cantidad de gotas de líquido de la corriente de gas. Las gotas se separan principalmente por la gravedad por lo que la turbulencia del flujo debe ser mínima. Para esto, el separador debe tener suficiente longitud. En algunos diseños se utilizan veletas o aspas alineadas para reducir aún más la turbulencia, sirviendo al mismo tiempo como superficies colectoras de gotas de líquido. Sección de extracción de niebla.En esta sección se separan del flujo de gas, las gotas pequeñas de líquido que no se lograron eliminar en las secciones primaria y secundaria del separador. En esta parte del separador se utilizan el efecto de choque y/o la fuerza centrífuga como mecanismos de separación. Mediante estos mecanismos se logra que las pequeñas gotas de líquido, se colecten sobre una superficie en donde se acumulan y forman gotas más grandes, que se drenan a través de un conducto a la sección de acumulación de líquidos o bien caen contra la corriente de gas a la sección de separación primaria. Sección de almacenamiento de líquidos.En esta sección se almacena ydescarga el líquido separado de la corriente de gas. Esta parte del separador debe tener la capacidad suficiente para manejar los posibles baches de líquido que se pueden presentar en una operación normal. Además debe tener la instrumentación adecuada para controlar el nivel de líquido en el separador. Esta instrumentación está formada por un controlador y un indicador de nivel, un flotador y una válvula de descarga.



Componentes del separador

Desviador de flujo: Consiste de un dispositivo que se instala a la entrada del separador, constituyéndose en el elemento principal de la sección de separación primaria. Existen varios tipos de desviador de flujo, pero los dos más comúnmente usados son los siguientes:

Platina desviadora: Esta platina puede ser en forma de disco esférico, plana, de ángulo, cónica o de cualquier otro tipo que genere un cambio rápido en la velocidad y dirección de los fluidos.



Desviador de tipo ciclón: Utiliza el principio de la fuerza centrífuga para la separación del gas/líquido. El diámetro de la boquilla de entrada debe ser diseñado para crear una velocidad de entrada de aproximadamente 20 pies por segundo alrededor del disco interior cuyo diámetro no debe ser mayor de 2/3 del diámetro del recipiente.

Platinas antiespumantes: Generalmente la espuma presente en un caudal de producción de crudo es tratada mediante la adición de un producto químico. Muchas veces, una solución efectiva se logra mediante la instalación de una serie de platinas paralelas inclinadas, con las cuales se ayuda al rompimiento de las burbujas de espuma. Se instalan en la interface gas/líquido del correspondiente separador. Estas platinas no son recomendables cuando se presentan problema de parafina o de producción de arena, ya que estos elementos tienden a taponar este sistema instalado en el separador.



Extractor de niebla: Estos dispositivos se instalan en la descarga de gas del correspondiente separador y se constituye en el elemento principal de la sección de coalescencia.



Rompedores de vórtice: Estos rompedores están localizados en las salidas de aceite y agua. Su función es contrarrestar el efecto de remolino que puede ocurrir cuando el aceite y el agua salen del separador por sus respectivas salidas. Estos dispositivos previenen que partículas de gas salgan por las líneas de líquido

Esclusa: Esta placa, está localizada en el fondo de la vasija, divide el separador en dos compartimentos: aceite y agua. Con tal que el nivel de agua sea controlado, solo permite que el aceite rebose al compartimiento de aceite.



Separadores Horizontales de un barril

El fluido entra al separador y choca con el desviador de entrada causando un movimiento brusco en el momento y una separación inicial de líquido, que se dirige hacia el fondo y el vapor hacia la cima. El líquido separado cae por gravedad a la sección de acumulación de líquido. Esta sección de almacenamiento de líquido permite dar el tiempo de retención requerido para facilitar la salida del gas en solución y su desplazamiento al espacio de vapor. Placas horizontales separan la sección acumuladora de líquido y la sección de separación de gas para asegurar la remoción rápida del gas disuelto; se instalan también rompe- remolinos para evitar que el gas ya separado se mezcle de nuevo con el líquido. Este sale del separador a través de la válvula de vaciar líquido, la cual es regulada por el controlador de nivel, que al notar cambios en el nivel de líquido envía una señal a la válvula para cerrar o abrir la salida de líquido. El vapor fluye sobre el desviador de la entrada y pasa a un mecanismo rectificador en la sección de asentamiento gravitatorio encima del líquido, donde se le quita la turbulencia. A medida que el vapor fluye a través de esta sección de separación secundaria y caen a la interface líquido- gas. Entonces antes de que el gas salga del separador pasa a través de la sección extractora de niebla donde se produce la separación de algunas gotas que por ser tan pequeñas (mayores de 10 micras) no pudieron removerse fácilmente en la sección gravitatoria. En la salida del gas un controlador abre o cierra la válvula de control de presión para mantener la presión deseada en el separador. Estos separadores normalmente se operan con la mitad de su volumen lleno de líquido para maximizar el área de la interface gas- líquido.



Ventajas o o o

Más bajo costo inicial. Más fácil de aislar para operaciones en clima frío. El líquido permanece más caliente disminuyendo la congelación y deposición de parafinas.

Separadores Horizontales de dos barriles o tubos

El separador horizontal de dos tubos tiene un tubo superior y uno inferior los cuales están conectados por tuberías conocidas cono tubos descendentes. El tubo superior contiene la separación del gas. El tubo inferior contiene la sección de acumulación de líquidos. La entrada del separador, al igual que los deflectores, los laminarizadores, y el extractor se encuentran en la sección de separación localizada en el tubo superior.



Arriba de éste, se podrá ver la válvula de escape o el disco de ruptura. Cuando el fluido proveniente de los pozos entra en el tubo superior la corriente es desviada cambiándose así su dirección y velocidad. Los fluidos caen en el fondo del tubo superior, mientras que el gas y los vapores fluyen por los laminarizadores. Estos laminarizadores ayudan a remover parte del líquido contenido en los vapores. Luego el gas pasa sobre una lámina deflectora para llegar al extractor, donde son retenidas más gotas del vapor. El gas sale por la parte superior del tubo a través del orificio de escape. En el tubo inferior están los controladores de niveles, el orificio de salida, y el desagüe. Las tuberías verticales o tubos descendentes se extienden hasta el fondo del tubo inferior. Los líquidos que se acumulan en el fondo del tubo superior bajan por las tuberías verticales al tubo inferior. La arena y otros sólidos se acumulan en el fondo del tubo inferior. El controlador de nivel de líquido, permite que el fluido salga del tubo inferior a través del orificio de salida. Estos tipos de separadores pueden funcionar como separadores de tres fases. En este caso, el gas sale por el tubo superior, el crudo sale por la parte superior del tubo inferior, y el agua, siendo más pesada que el crudo, sale por el fondo del tubo inferior. Ventajas o o o o

Mayor capacidad bajo condiciones variables de flujo. Mejor separación del gas en solución en la cámara inferior. Mejor separación de gases y líquidos de densidades similares. Control más estable del nivel de líquido.



Separadores Horizontales Bifásicos

El caudal proveniente de los pozos entra al separador, choca contra el desviador de flujo; cambia la velocidad y la dirección del flujo; aquí se efectúa la separación primaria y casi total de las dos fases gas / líquido. Las gotas pequeñas de líquido son arrastradas por el flujo horizontal del gas que llega al extractor de niebla. Durante este recorrido, las gotas de líquido que pueden vencer la velocidad delgas, se precipitan debido a su fuerza gravitacional o peso de las mismas.



Separadores Horizontales Trifásicos

El fluido entra al separador y choca con el desviador de entrada. Este cambio brusco en el momento de una gran separación inicial de líquido y gas, como se discutió en los separadores de dos fases. En un separador de tres fases, el desviador de entrada contiene un tubo de contracorriente (Down comer) que dirige el flujo del líquido por debajo de la interface gas- aceite hasta la vecindad de la interface aceiteagua. La sección de recolección de líquido en el separador da suficiente tiempo de retención de manera que el aceite y la emulsión formen una capa o colchón de aceite en la parte intermedia. El agua libre se va al fondo. El vertedero mantiene el nivel de aceite y el controlador de nivel mantiene el nivel del agua. El aceite pasa rápidamente sobre el vertedero. El nivel del aceite después del vertedero es regulado por un



controlador de nivel el cual opera la válvula de vaciado. Un controlador de nivel mantiene estable la altura de la interface aceiteagua. El controlador acciona la válvula de vaciar el agua, permitiendo la salida de cierta cantidad de agua de manera que la interface aceiteagua se mantenga a la altura diseñada. El gas fluye horizontalmente en el separador y pasa a través del extractor de niebla a una válvula de control de presión, la cual mantiene constante la presión en el separador.



Separadores Verticales Bifásicos

El caudal proveniente de los pozos entra al separador por la parte lateral superior. En el desviador de flujo se efectúa la separación primaria de las dos fases líquido / gas. El líquido se precipita hacia la sección de acumulación de líquido, que luego de un tiempo de retención, el líquido es descargado a través de la válvula de control de nivel o válvula de descarga de líquido. En el momento en que el líquido alcanza el equilibrio, las burbujas de gas que han sido arrastradas por el líquido, fluyen en dirección contraria al flujo del líquido y migran hasta la fase gaseosa. El control de nivel y la válvula de descarga de líquido operan como en separador horizontal. El gas separado en el desviador de flujo fluye verticalmente hacia arriba hasta



alcanzar el extractor de niebla, arrastrando gotas pequeñas de líquido. En la sección de asentamiento gravitacional, la mayor parte de las gotas de líquido que han sido arrastradas por el gas, coleasen y se precipitan en dirección contraria al flujo de gas. La sección de acumulación de líquido debe tener características similares al separador horizontal: Suficiente capacidad o tiempo de residencia para que las burbujas de gas que han sido arrastradas por el líquido, se puedan liberar y pasara la fase gaseosa. También suficiente capacidad de almacenamiento de líquido. En el separador vertical, la presión y el nivel son mantenidos constantes, tal como en el separador horizontal. En el extractor de niebla se produce la coalescencia de las pequeñas gotas de líquido, para luego precipitarse al fondo del recipiente.



Separadores Verticales Trifásicos

Los separadores verticales de tres fases son similares a los de dos fases. La diferencia se encuentra en la sección de acumulación del fluido. En estos separadores, la parte superior de la sección de acumulación sirve para colectar el crudo y la parte inferior el agua. Ambas partes tiene sus propios controladores de niveles, además de sus válvulas de control. La corriente del líquido proveniente de los pozos entra por la parte superior. La dirección y velocidad del flujo son cambiadas por los deflectores. Al subir el gas y los vapores del fluido, los laminarizadores y el extractor de vapor atrapan las gotas contenidas en los vapores. El gas sale del separador por la parte superior. El crudo y el agua caen a la sección de acumulación donde tanto el agua como el crudo son separados por gravedad. En vista de que el tiempo de asentamiento es mayor que en la separación del gas, el crudo debe permanecer en ésta sección por un mayor periodo de tiempo que en los separadores de dos fases. Esto requiere que la sección de acumulación sea más grande. El crudo sale del tanque por la válvula que controla el nivel del mismo en la sección de acumulación. El agua sale del separador por otra válvula de control diferente. Tanto el crudo como el agua salen por válvulas diferentes. El control de nivel de los líquidos es importante en los separadores de tres fases. El límite común tanto para el agua como del crudo debe estar dentro de los parámetros para que la válvula del crudo no descargue agua en lugar de crudo. Por otro lado, un controlador o válvula deficiente podría hacer que tanto el agua como el crudo sean depositados en el agua con residuos.





Aeroenfriadores

Un aeroenfriador (air-cooled heat exchanger) no es más que un intercambiador de calor compuesto por una serie de tubos aleteados por donde fluye la sustancia a la que se desea retirar calor, expuesto al aire que fluye por la superficie externa con un patrón de flujo transversal, otorgado por una chimenea, una torre, un ventilador o alguna otra fuente. La mayor ventaja de estos equipos frente a los refrigerados por agua es que hacen innecesario todo el equipamiento que implica un circuito de agua de enfriamiento (torre, bombas, cañerías, sistemas de tratamiento, etc.). Por lo general, los aeroenfriadores se conforman de haces rectangulares con varias filas de tubos en un espacio triangular; llevando a cabo una transferencia de calor en contracorriente en donde el fluido ingresa al equipo por la parte superior, a la vez que el aire fluye de abajo hacia arriba atravesando el conjunto de tubos. La estructura que contiene el haz de tubos tiene cuatro elementos principales: los tubos (con o sin aletas), los cabezales, las boquillas y los soportes de los tubos y marcos estructurales. En la fig. 1 se muestran los principales componentes de un equipo, haciendo énfasis en la región del cabezal para un intercambiador con dos pasos por los tubos, que es lo más común.



Filtros

Los filtros son materiales utilizados para la purificación de aire, agua o gases para quitar vapores de aceite, sabores, olores y otros hidrocarburos del aire y de gases comprimidos. Se pueden destacar dos tipos de filtros:  

De carbón activado De partículas



De carbón activado

Los diseños más comunes utilizan filtros de una o de dos etapas, donde el carbón activado se introduce como medio filtrante. Existen filtros de carbón activado a los que se les agrega plata para que no se desarrollen bacterias en él, de acuerdo a las propiedades antivirales y antibacteriales de la plata coloidal. Los filtros con partículas más pequeñas de carbón activado tienen generalmente una mejor tasa de adsorción. Los filtros de agua con manto de carbón activado tienen una amplia gama de aplicaciones en la remoción de olores, sabor, cloro, componentes de Trihalometanos, contaminantes orgánicos, pesticidas y herbicidas, clarificación de jarabes de azúcar, purificación de glicerina. Para agua cruda en tratamiento terciario de efluentes industriales, efluentes municipales, agua potable, agua de diferentes fuentes como rio, lagos, lagunas y procesos industriales.



Filtros de partículas

Es un filtro que por lo general es utilizado a continuación del filtro de carbón activado para Eliminar los contaminantes sólidos del solvente para evitar la formación de espuma en el contactor y evitar la obstrucción del lecho de carbón activado. Además de Eliminar todas las partículas pequeñas de carbón activado liberadas por el lecho de carbón activado a fin de evitar la contaminación del solvente y Evitar que las partículas sólidas contaminen los sistemas de aceite hidráulico y lubricante, para evitar la abrasión de los rodamientos y proteger las servoválvulas. Monitorear la limpieza del aceite a modo de mantenimiento predictivo.

Intercambiador de calor

Un intercambiador de calor es un equipo utilizado para enfriar un fluido que esta más caliente de lo deseado, transfiriendo este calor a otro fluido que esta frio y necesita ser calentado. La transferencia de calor se realiza a través de una pared metálica o de un tubo que separa ambos fluidos.



Tipos de intercambiadores de calor    

Intercambiadores de tubería doble Intercambiadores enfriados por aire Intercambiadores de placa Intercambiadores de casco y tubo

Intercambiador de doble tubo.Está constituido por dos tubos concéntricos de diámetros diferentes. Uno de los fluidos fluye por el tubo de menor diámetro y el otro fluido fluye por el espacio anular entre los dos tubos.

Intercambiadores enfriados por aire Consisten en una serie de tubos situados en una corriente de aire, que puede ser forzada con ayuda de un ventilador. Los tubos suelen tener aletas para aumentar el área de transferencia de calor.



Intercambiadores de placa Formados por un conjunto de placas de metal corrugadas, contenidas en un bastidor. Son llamados también intercambiadores compactos, admiten gran variedad de materiales de construcción, y por la construcción están limitados a presiones.

Intercambiadores de casco y tubo Consisten en una estructura de tubos pequeños colocados en el interior de un casco de mayor diámetro. Constituyen la parte más importante de los equipos de transferencia de calor sin combustión en las plantas de procesos químicos.



Partes de un intercambiador de calor

Torre contactora

Es un recipiente vertical cilíndrico con dimensiones de ( 2590.8 mm diámetro interno x 23774.4 mm costura a costura). Internamente la torre contactora tiene 20 platos ( acero inoxidable 316 ), un plato de chimenea( localizado debajo del plato # 20 ) y un rompedor de vórtice en el fondo del recipiente. La capacidad del recipiente es de 129.9 M³ y la presión máxima de operación permisible es de 10.5 kg7cm² a 149°C. El recipiente cuenta con su aislamiento térmico.



Esta torre contiene bandejas de válvulas o platos de capsulas de burbujeo para proveer un buen contacto gas – liquido.

Torre Regeneradora

El objetivo de la Torre Regeneradora, es remover el gas ácido que contiene la solución de amina rica. La mayoría tienen entre 18 a 24 platos, siendo un diseño típico el que contiene 22 platos. La torre regeneradora es una torre igual a la torre absorvedora, en cuanto a sus características de diseño, aquí la solución de alcanomalias entra por la parte superior de la torre y en contra corriente al vapor de gases ácidos que se genera en el hervidor de la torre.



Bombas

Una bomba es un convertidor de energía, o sea, transformara la energía mecánica en energía cinética, generando presión y velocidad en el fluido. Las bombas pueden clasificarse en: Bombas De Desplazamiento Positivo

Las bombas hidrostáticas de desplazamiento positivo son los elementos destinados a transformar la energía mecánica en hidráulica. Estas bombas son aquellas que suministran la misma cantidad de líquido en cada ciclo o revolución del elemento de bombeo, independiente de la presión que encuentre el líquido a su salida, guían al fluido que se desplaza a lo largo de toda su trayectoria.



Ventajas 



No es necesario llenar previamente el tubo de succión y el cuerpo de la bomba para que ésta pueda iniciar su funcionamiento Son reversibles, auto aspirantes, y pueden bombear líquidos de baja y alta viscosidad

Bombas De Desplazamiento Positivo – Reciprocantes

Llamadas también alternativas, en estas máquinas, el elemento que proporciona la energía al fluido lo hace en forma lineal y alternativa. La característica de funcionamiento es sencilla El funcionamiento de una Bomba Reciprocante depende del llenado y vaciado sucesivo de receptáculos de volumen fijo, para lo cual cierta cantidad de agua es obligada a entrar al cuerpo de la bomba en donde queda encerrada momentáneamente, para después ser forzada a salir por la tubería de descarga.



Bombas De Desplazamiento Positivo – Rotativas

Llamadas también rotoestáticas, debido a que son máquinas de desplazamiento positivo, provistas de movimiento rotatorio. Tienen muchas aplicaciones según el elemento impulsor. El fluido sale de la bomba en forma constante, puede manejar líquidos que contengan aire o vapor. Su principal aplicación es la de manejar líquidos altamente viscosos, lo que ninguna otra bomba puede realizar y hasta puede carecer de válvula de admisión de carga. No tienen válvulas ni partes reciprocantes; el movimiento del líquido es efectuado por la acción combinada de dos elementos giratorios semejantes a las ruedas dentadas.



Bombas Dinámicas

Se clasifican en bombas centrifugas y periféricas Bombas Centrifugas

Son aquellas en que el fluido ingresa a ésta por el eje y sale siguiendo una trayectoria periférica por la tangente.

Bombas Periféricas

Son también conocidas como bombas tipo turbina, de vértice y regenerativas, en este tipo se producen remolinos en el líquido por medio de los álabes a velocidades muy altas, dentro del canal anular donde gira el impulsor. El líquido va recibiendo impulsos de energía No se debe confundir a las bombas tipo difusor de pozo profundo, llamadas frecuentemente bombas turbinas aunque no se asemeja en nada a la bomba periférica.



Características – Bombas Centrifugas

Son las bombas que más se aplican en la industria. Las razones de estas preferencias son las siguientes: •

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Son aparatos giratorios. No tienen órganos articulados y los mecanismos de acoplamiento son muy sencillos. La impulsión eléctrica del motor que la mueve es bastante sencilla. Para una operación definida, el gasto es constante y no se requiere dispositivo regulador. Se adaptan con facilidad a muchas circunstancias.

Además se unen las siguientes ventajas económicas: •

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El precio de una bomba centrífuga es relativamente menor. Utilizan menos espacio. El peso es menor y por lo tanto las cimentaciones también lo son. El mantenimiento de una bomba centrífuga sólo se reduce a renovar el aceite de las chumaceras, los empaques del prensa-estopa y el número de elementos a cambiar es muy pequeño.



Turbinas

Una turbina de gas, es una turbomáquina motora, cuyo fluido de trabajo es un gas. Como la compresibilidad de los gases no puede ser despreciada, las turbinas de gas son turbomáquinas térmicas. Comúnmente se habla de las turbinas de gas por separado de las turbinas ya que, aunque funcionan con sustancias en estado gaseoso, sus características de diseño son diferentes, y, cuando en estos términos se habla de gases, no se espera un posible cambio de fase, en cambio cuando se habla de vapores sí.Una turbina de gas simple está compuesta de tres secciones principales: un compresor, un quemador y una turbina de potencia. Las turbinas de gas operan en base en el principio del ciclo Brayton, en donde aire comprimido es mezclado con combustible y quemado bajo condiciones de presión constante. El gas caliente producido por la combustión se le permite expandirse a través de la turbina y hacerla girar para llevar a cabo trabajo. En una turbina de gas con una eficiencia del 33%, aproximadamente 2/3 del trabajo producido se usa comprimiendo el aire. El otro 1/3 está disponible para generar electricidad, impulsar un dispositivo mecánico, etc. Partes De Una Turbina De Gas

Las turbinas de gas pueden dividirse en seis grandes partes principales: 1. Compresor 2. Cámara de combustión 3. Turbina de expansión 4. Carcasa



Además cuenta con una seria de sistemas auxiliares necesarios para su funcionamiento, como son la casa de filtros, cojinetes, sistema de lubricación, recinto acústico, bancada, virador, etc.

Compresores

Máquina que eleva la presión de un gas, un vapor o una mezcla de gases y vapores. La presión del fluido se eleva reduciendo el volumen específico del mismo durante su paso a través del compresor. Comparados con turbo soplantes y ventiladores centrífugos o de circulación axial, en cuanto a la presión de salida, los compresores se clasifican generalmente como maquinas de alta presión, mientras que los ventiladores y soplantes se consideran de baja presión.



Clasificación De Los Compresores

Compresor Alternativo o de Embolo Los compresores alternativos funcionan con el principio adiabático mediante el cual se introduce el gas en el cilindro por las válvulas de entrada, se retiene y comprime en el cilindro y sale por las válvulas de descarga, en contra de la presión de descarga. Estos compresores rara vez se emplean como unidades individuales, salvo que el proceso requiera funcionamiento intermitente. Por ejemplo, si hay que regenerar un catalizador cada dos o tres meses o se tiene un suministro de reserva en otra fuente, esto daría tiempo para reparar o reemplazar las válvulas o anillos de los pistones, si es necesario. Los compresores alternativos tienen piezas en contacto, como los anillos de los pistones con las paredes del cilindro, resortes y placas o discos de válvulas que se acoplan con sus asientos y entre la empaquetadura y la biela. Todas estas partes están sujetas a desgaste por fricción.



Verticales -Horizontales Los compresores alternativos abarcan desde una capacidad muy pequeña hasta unos 3.000 PCMS. Para equipo de procesos, por lo general, no se utilizan mucho los tamaños grandes y se prefieren los centrífugos. Si hay alta presión y un gasto más bien bajo, se necesitan los alternativos. El número de etapas o cilindros se debe seleccionar con relación a las temperaturas de descarga, tamaño disponible para los cilindros y carga en el cuerpo o biela del compresor.



Compresores Rotativos O Centrífugos Los compresores centrífugos impulsan y comprimen los gases mediante ruedas de paletas. Los ventiladores son compresores centrífugos de baja presión con una rueda de paletas de poca velocidad periférica (de 10 a 500 mm de columna de agua; tipos especiales hasta 1000 mm). Las máquinas soplantes rotativas son compresores centrífugos de gran velocidad tangencial (120 a 300 m/seg.) y una relación de presiones por escalón p2/p1 = 1,1 a 1,7. Montando en serie hasta 12 ó 13 rotores en una caja puede alcanzarse una presión final de » 12kg/cm 2, comprimiendo aire con refrigeración repetida.



Compresores de paletas deslizantes Este tipo de compresores consiste básicamente de una cavidad cilíndrica dentro de la cual está ubicado en forma excéntrica un rotor con ranuras profundas, unas paletas rectangulares se deslizan libremente dentro de las ranuras de forma que al girar el rotor la fuerza centrifuga empuja las paletas contra la pared del cilindro. El gas al entrar, es atrapado en los espacios que forman las paletas y la pared de la cavidad cilíndrica es comprimida al disminuir el volumen de estos espacios durante la rotación.

Compresores de pistón líquido El compresor rotatorio de pistón de liquido es una maquina con rotor de aletas múltiple girando en una caja que no es redonda. La caja se llena, en parte de agua y a medida que el rotor da vueltas, lleva el líquido con las paletas formando una serie de bolsas. Como el liquido, alternamente sale y vuelve a las bolsas entre las paletas (dos veces por cada revolución). A medida que el líquido sale de la bolsa la paleta se llena de aire. Cuando el líquido vuelve a la bolsa, el aire se comprime.



Compresores de lóbulos (Roots) Se conocen como compresores de doble rotor o de doble impulsor aquellos que trabajan con dos rotores acoplados, montados sobre ejes paralelos, para una misma etapa de compresión. Una máquina de este tipo muy difundida es el compresor de lóbulos mayor conocida como "Roots", de gran ampliación como sobre alimentador de los motores diesel o sopladores de gases a presión moderada. Los rotores, por lo general, de dos o tres lóbulos están conectados mediante engranajes exteriores. El gas que entra al soplador queda atrapado entre los lóbulos y la carcasa; con el movimiento de los rotores de la máquina, por donde sale, no pudieron regresarse debido al estrecho juego existente entre los lóbulos que se desplazan por el lado interno.



Compresores de tornillo La compresión por rotores paralelos puede producirse también en el sentido axial con el uso de lóbulos en espira a la manera de un tornillo sin fin. Acoplando dos rotores de este tipo, uno convexo y otro cóncavo, y haciéndolos girar en sentidos opuestos se logra desplazar el gas, paralelamente a los dos ejes, entre los lóbulos y la carcasa. Las revoluciones sucesivas de los lóbulos reducen progresivamente el volumen de gas atrapado y por consiguiente su presión, el gas así comprimido es forzado axialmente por la rotación de los lóbulos helicoidales hasta 1ª descarga.



Hornos Industriales

Un horno industrial de gas es la instalación donde se transforma la energía química de un combustible en calor que se utiliza para aumentar la temperatura de aquellos materiales depositados en su interior y así llevarles al estado necesario para posteriores procedimientos industriales. Las partes fundamentales de un horno de gas son: Hogar o cámara de combustión: donde se alojan los quemadores y se generan los gases de combustión. Puede coincidir con la cámara de calentamiento o ser una cámara independiente. Cámara de calentamiento: existen distintos tipos, dependiendo de la forma de operación del horno y de su función. Revestimiento aislante: recubre todas las cámaras y equipos del horno. Chimenea y tubos de escape de gases de combustión: Suelen ir acoplados a intercambiadores para aprovechamiento de la energía calorífica que poseen, previo a la emisión a la atmósfera. Clasificación de Hornos de Gas según su función Hornos de Fusión

Su función es la de fundir los materiales. Hay varios subtipos: Hornos de Recalentar

Su objetivo es el calentamiento de piezas para procesos como laminación, extrusión, forja, estampación y conformado. En todo momento se mantiene el estado sólido de las piezas, sólo buscándose su reblandecimiento.



El tipo de horno adecuado depende de factores como la forma de las piezas a calentar y la temperatura final fundamentalmente. No obstante hay muchos más parámetros que influyen en la elección del tipo de horno, como por ejemplo, si el horno debe operar en continuo o discontinuamente.

Tanques de almacenamiento

El almacenamiento constituye un elemento de sumo valor en la explotación de los servicios de hidrocarburos ya que: •Actúa como un pulmón/resorte entre producción y transporte para

absorber las variaciones del consumo. •Permite la sedimentación de agua y barros del crudo antes de

despacharlo por el oleoducto o a destilación. •Brindan flexibilidad operativa a las refinerías. •Actúan como punto de referencia en la medic ión de despachos de

producto.



Tipos de tanques de almacenamiento para hidrocarburos

Se clasifican de la siguiente manera: Por su construcción: •Vertical: -Techo fijo-Techo flotante •Horizontal : -A Patm (camiones)-A P>Patm (cigarros) •Esferas •Doble pared (criogénicos GNL)

Tanques Verticales Tanques verticales – techo flotante

Constan de una membrana solidaria al espejo de producto que evita la formación del espacio vapor, minimizando pérdidas por evaporación al exterior y reduciendo el daño medio ambiental y el riesgo de formación de mezclas explosivas en las cercanías del tanque. El techo flotante puede ser interno (existe un techo fijo colocado en el tanque) o externo (se encuentra a cielo abierto). En cualquier caso, entre la membrana y la envolvente del tanque, debe existir un sello. Los nuevos techos internos se construyen en aluminio, y se coloca un domo geodésico como techo fijo del tanque. Ventajas • Es un techo auto portante, es decir, no necesita columnas que lo

sostenga. Esto evita el tener que perforar la membrana. • Se construye en aluminio, lo cual lo hace más liviano.



•Se construyen en el suelo y se montan armados mediante una grúa,

evitando trabajos riesgosos en altura.

Tanques Flotantes Plegables Los tanques flotantes RO-TANK han sido desarrollados para el almacenamiento de hidrocarburos recuperados por embarcaciones anti polución que no disponen de tanques propios o cuya capacidad es insuficiente. Los RO-TANK pueden ser remolcados llenos o vacíos a velocidades de hasta 7nudos en función del estado del mar. Gracias a sus conexiones rápidas ASTM es posible unir varios tanques para su remolque o fondeo conjunto. Los RO-TANK están fabricados de una gruesa plancha de caucho Neopreno reforzado con 4 capas interiores de tejido de poliéster, un material extraordinariamente resistente a la abrasión y a la perforación. Su recubrimiento de caucho Hypalon los hace especialmente resistentes a los hidrocarburos y a los agentes atmosféricos (rayos ultravioleta, ozono, salitre).Los RO-TANK vacíos se almacenan enrollados en una caja de madera de reducidas dimensiones. También es posible estibar hasta 10 tanques de 15m3 en un sólo carretel de



accionamiento hidráulico. Los RO-TANK pueden ser abiertos en ambos extremos para su limpieza interior mediante agua a presión o con detergentes.

Tanques Horizontales Los recipientes horizontales (cigarros) son de mediana capacidad de almacenaje. Para recipientes mayores, se utilizan las esferas. Los casquetes de los cigarros son toriesféricos, semielípticos o semiesféricos. Sus espesores están en el orden de (para una misma p, T y φ): •semielíptico: es casi igual al de la envolvente. •toriesférico: es aproximadamente un 75% mayor que el semielíptico. •semiesférico: es casi la mitad del semielíptico



Tanque Horizontal Cigarros Si se dispusiera almacenar gas licuado de petróleo a presión atmosférica, se requerirían tanques que mantuvieran una temperatura de -42˚C, con toda la complejidad que ello implica. Por esta, se utilizan recipientes a presión con forma esférica o cilíndrica que trabajan a una presión interior de 15kg/cm² aprox. Y a temperatura ambiente. Estos recipientes se diseñan de acuerdo a normas API, que consideran el diseño del recipiente. Comparados con un tanque, la ventaja fundamental que presentan estos equipos es que cuando se los saca de servicio se los puede inspeccionar visualmente a ambos lados de la chapa en su totalidad (piso de tanques).La línea de llenado ingresa al recipiente por la parte superior, y la de aspiración toma producto por la parte inferior. Por norma de seguridad, deben contar con válvulas de bloqueo de accionamiento remoto para el caso de siniestros que



pudieran ocurrir.Como todo recipiente critico a presión, deben contar con doble válvula deseguridad independientes, doble sistema para la lectura de n ivelesindependientes, dos medios independientes para la lectura de presión Cuentan también con su instalación contra incendios, comprendida por rociadores, monitores, instalaciones de espuma, etc. Estos recipientes no utilizan VPV (válvulas de presión y vacio) ni ningún otro sistema para el vaciado o llenado. Esto se debe a que se trabaja con el equilibrio liquido-vapor del GLP que se haya en su interior .Al bajar la presión (vaciado), más producto pasa a la fase vapor. Durante el llenado, el aumento de presión hace que el producto vuelva a la fase liquida. Esferas Las esferas se construyen en gajos utilizando chapas de acero. Se sostienen mediante columnas que deben ser calculadas para soportar el peso de la esfera durante la prueba p rueba hidráulica (pandeo).Al igual que en los cigarros, todas las soldaduras deben ser radiografiadas para descartar fisuras internas que se hubieran haber producido durante el montaje. Cuentan con una escalera para acceder a la parte superior para el mantenimiento de las válvulas de seguridad, aparatos de tele medición, etc.



Válvulas

Son dispositivos de diferentes diámetros, series y rangos de trabajo, cuya función es controlar el paso del flujo. Las válvulas se dividen en: Manuales

El funcionamiento de estas válvulas requiere de una persona para abrirlas o cerrarlas. Entre estas tenemos: Válvulas de compuerta

Son instaladas donde se requiere abrirlas o cerrarlas con poca frecuencia. Se deben mantener totalmente cerradas o abiertas. Estas válvulas no son prácticas para regular el flujo, porque la velocidad de



este puede dañarlas cuando están parcialmente abiertas ya sea por vibración o erosión.



Válvulas De Bola

Son mas practicas para regular el flujo porque la acción dinámica que esta ejerce debido a su forma, opone menos resistencia al paso del mismo cuando se encuentra parcialmente abierta.



Válvulas de Tapón

Estas válvulas cuando están completamente abiertas, permiten que el fluido pase a través de ellas sin ninguna restricción ni perdida de presión. Su cuerpo es de paredes gruesas y es muy resistente a la presión ejercida por el sellante y a los esfuerzos normales de la línea.





Válvulas automáticas

Son accionadas por energía auxiliar y no por el hombre, por lo general son accionadas neumáticamente. Algunas válvulas automáticas son: Válvulas de retención (check)

Las válvulas de retención (check) son integrales y se destinan a impedir la inversión del flujo en una tubería. La presión del fluido circulante abre la válvula; el peso del mecanismo de retención y cualquier inversión en el flujo la cierran. Los discos y componentes movibles relativos a los mismos pueden estar en movimiento constante si la fuerza de la velocidad no es suficiente para mantenerlas en su posición estable de apertura total.



Válvulas de seguridad (alivio)

Son dispositivos para aliviar o descargar presiones, con la finalidad de impedir que la presión de operación sobrepase la presión de diseño del recipiente o equipo, evitando así los posibles daños que pudieran sufrir.



La función de la válvula de seguridad es detectar un aumento de presión y proveer una trayectoria para la salida del material que hay en el sistema. El aumento en la presión se detecta con un sistema de equilibrio de fuerzas que consisten en que la presión del proceso actúa en una superficie determinada en contra de un resorte o un peso. Las válvulas de seguridad accionadas por pesos o contrapesos ya no se utilizan en las plantas de proceso, salvo cuando son para apertura a presiones muy bajas. Válvula Shut Down

Es una válvula de accionamiento diseñada para detener el flujo de un fluido peligroso o de hidrocarburos externos en la detección de eventos peligrosos.



Generadores

Un generador eléctrico es todo dispositivo capaz de mantener una diferencia de potencial eléctrica entre dos de sus puntos (llamados polos, terminales o bornes) transformando la energía mecánica en eléctrica. Esta transformación se consigue por la acción de un campo magnético sobre los conductores eléctricos dispuestos sobre una armadura (denominada también estator). Si se produce mecánicamente un movimiento relativo entre los conductores y el campo, se generará una fuerza electromotriz (F.E.M.). No sólo es posible obtener una corriente eléctrica a partir de energía mecánica de rotación sino que es posible hacerlo con cualquier otro tipo de energía como punto de partida. Desde este punto de vista más amplio, los generadores se clasifican en dos tipos fundamentales: 



Primarios: Convierten en energía eléctrica la energía de otra naturaleza que reciben o de la que disponen inicialmente, como alternadores, dinamos, etc. Secundarios: Entregan una parte de la energía eléctrica que han recibido previamente, es decir, en primer lugar reciben energía de una corriente eléctrica y la almacenan en forma de alguna clase de energía. Posteriormente, transforman nuevamente la energía almacenada en energía eléctrica. Un ejemplo son las pilas o baterías recargables.

Equipos industriales petroleros.pdf

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