Separadores Bifásicos y Trifásicos
Realizado por: Ing. David Domínguez Ing. Operacione Operaciones s
Ing. José Chaparro Ing. Soporte Técnico
Contenido •
Introducción
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Principios de funcionamiento
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Seguridad
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Mantenimiento
Introducción •
¿Qué es un separador?. Es un recipiente presurizado, capaz de separar las fases de una corriente, para así tomar luego rumbos diferentes en el proceso. Además este también provee al operador de campo las facilidades para medir los flujos de cada efluentes y tomar muestras a la presión de operación.
Introducción Clasificación •
Forma: –
Horizontales
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Verticales
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Esféricos
Introducción •
La cantidad de fases a separar: –
Bifásico.
–
Trifásico.
Introducción •
Ventajas y desventajas de los diferentes tipos de separadores: –
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Los separadores horizontales son más eficaces para manejar grandes cantidades de gas. Separadores del tipo horizontales son mas económicos para separar aceite-gas, particularmente donde puede surgir problemas como emulsiones, espuma o proporciones de gasaceite altas. Un separador vertical toma menos espacio que uno horizontal con la misma capacidad. En un separador vertical, algunos de los controles puede ser de difícil acceso para el operador, por lo que habría que hacer un gasto adicional en escaleras o plataformas. Los separadores esféricos son los más eficientes para contener la presión; sin embargo, ellos no se usan ampliamente debido a su capacidad limitada de procesar cabezeos y por su difícil fabricación.
Principios de Operación •
Procesos de separación: - Gravedad y la diferencia entre las densidades de los fluidos. - Dispositivos mecánicos. - Modificando la presión e interfase de los fluidos.
Principios de Operación •
Procesos de separación: - Gravedad y la diferencia entre las densidades de los fluidos: El gas, crudo y agua se separan naturalmente debido al efecto de la gravedad y la diferencia de densidades entre los efluentes. El separador mejora este proceso al otorgar el tiempo de residencia suficiente como para frenar movimiento de la corrientes y permitir la separación. Aproximadamente un 95% de la separación ocurre por este método, y ocurre de manera inmediata, es decir solo segundos, sin embargo un poco de líquido quedará retenido en la corriente gaseosa, por lo que se hace necesario del uso de un dispositivo mecánico para completar la separación, en los casos de separadores trifásicos, la separación del crudo con el agua requiere de un mayor tiempo debido a que sus densidades son muy cercanas (1 o 2 minutos).
Principios de Operación •
Procesos de separación: - Separación mecánica: Para mejorar el proceso de separación y minimizar el tiempo de retención o residencia, el equipo está provisto de una serie de dispositivos mecánicos.
Deflector: es una placa que se localiza en la entrada de la corriente bifásica o trifásica según sea el caso, es capaz de causar un cambio en la dirección y velocidad de los fluidos, obligando a los líquidos a caer al fondo del contenedor, este es capaz de hacer la separación inicial de la corriente gaseosa de la(s) líquida(s).
Principios de Operación •
Procesos de separación: - Separación mecánica:
Placas coalescedoras: se colocan longitudinalmente en forma de V
en la parte superior del separador, las gotas líquidas en el gas golpean las placas y se pegan a ellas. Cuanto mas gas pase a través de ellas, mas gotas se unen para formar una gota mas grande que cae al fondo del contenedor, regularmente son de malla de alambre al igual que el extractor de niebla, impide el paso de las partículas de petróleo en la espuma hacia la salida del gas.
Extractor de niebla: este dispositivo está compuesto de una malla
de alambre tejido, ubicado a la salida del gas del separador, para extraer las gotas finas de líquido que aún se encuentran suspendidas en la corriente gaseosa.
Principios de Operación •
Procesos de separación: - Separación mecánica:
Vertedero: es una placa localizada en el fondo de los
separadores trifásicos, divide el fondo en dos compartimientos, uno para el aceite y otro para el agua. Controlando solamente el nivel del agua y el resto del líquido menos denso (petróleo) pasa por rebose a otro compartimiento.
Cortador de vórtice: son unos dispositivos se colocan
en las salidas de crudo y agua, su función es romper el vértice que se puede formar cuando los efluentes salen por sus respectivas conexiones, además de evitar que algún gas salga junto con la corriente líquida.
Principios de Operación •
Procesos de separación: - Presión e interfase gas líquido: Para mejorar la separación hay tres parámetros principales que pueden controlarse: * La presión dentro del separador. * El nivel de la interfase gas-líquido. * La temperatura dentro del separador.
Principios de Operación - Presión e interfase gas líquido: La siguiente tabla muestra una serie de ejemplos de como la presión, la interfase gas-líquido y la temperatura puede ser usadas en la solución de problemas operacionales en la separación: PROBLEMA
Arrastre de líquido
CAUSA
ACCIÓN •
Disminuir caudal.
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Ajustar el interfase.
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Caudal muy alto.
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Nivel muy alto.
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Presión de operación baja.
Aumentar la presión de operación o disminuir caudal.
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Efecto de oleaje.
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Formación de espuma
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Disminuir la sensibilidad del controlador de nivel. Aumentar separación •
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Pobre separación gascrudo
•
Viscosidad alta.
•
Presión de separación alta.
presión
de
Calentar el efluente.
Aumentar retención. •
la
el
tiempo
Reducir la presión.
de
Seguridad en la operación •
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Sobrepresion Arrastre de líquidos en la corriente gaseosa
Seguridad en la operación
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Factores de riesgo asociados a la sobrepresion: Ausencia de un dispositivo de relevo en el separador con uno o mas posibles escenarios de sobrepresión.
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Dispositivo de relevo subdimensionado.
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Dispositivo de relevo mal instalado
Seguridad en la operación
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Factores de riesgo asociados al arrastre de líquidos a la corriente gaseosa Falla de los controladores de nivel. Falla en los sistemas de disposición final aguas abajo.
Mantenimiento - Inspección interna ( componentes desajustados ). - Limpieza periódica de extractores de niebla y elementos coalescentes. - Ajuste de bridas.