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UNIJORGE - CENTRO UNIVERSITÁRIO JORGE AMADO CURSO DE ENGENHARIA DE PETRÓLEO E GÁS NATURAL
ARTHUR SILV SILVA OLIVEIRA GABRIELLE ALBUQUERQUE ALBUQUERQUE MACIEL BRASILEIRO LUISA BARRETO CORREIA FERREIRA RENAN NASCIMENTO FIGUEIREDO RODRIGO AFONSO FARIAS MONTEIRO RÔMULO NASCIMENTO BATISTA
SEPARADOR BIFÁSICO
Salvado !"#$
ARTHUR SILVA OLIVEIRA GABRIELLE ALBUQUERQUE MACIEL BRASILEIRO LUISA BARRETO CORREIA FERREIRA RENAN NASCIMENTO FIGUEIREDO RODRIGO AFONSO FARIAS MONTEIRO RÔMULO NASCIMENTO BATISTA
SEPARADOR BIFÁSICO
Ta%al&o a'()(*+ado , d).'l*a Mod(la/(0 ( S01la23o d( Po.())o) *a I*d4)+a d( P(+5l(o ( G6) Na+1al dod('a+a0(*+o d( E*/(*&aa d( P(+5l(o do C(*+o U*v()+6o Jo/( A0ado7 .o0o (81)+o avala+vo 'aa a AV 9 ( AV :; Po<())o= C(l)o A/olo >av( Ma81()
Salvado !"#$
SUMÁRIO #; INTRODU?@O;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;! !; PROCESSAMENTO PRIMÁRIO DO PETRÓLEO;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;9 9; SEPARADOR BIFÁSICO;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;: :; MODELAGEM MATEMÁTICA DO SEPARADOR BIFASICO;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; :;#; Mod(la/(0 F1*da0(*+al;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; :;!; Mod(la/(0 E0'.a;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; :;9; Mod(la/(0 do 'ad3o %<6).o;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; $; MODELO LINEARIADO DO SEPARADOR BIFÁSICO;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;#" ; CONSIDERA?@O FINAL;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;#9 ; REFERNCIAS;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;#:
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1. INTRODUÇÃO O 'od1+o (+ado do ()(va+5o 10a 0)+1a +<6).a d( 6/1a7 5l(o ( /6)7 )(*do 81( )o0(*+( o) do) 4l+0o) +0 *+(())( (.o*0.o; E))a) +)
3
2. PROCESSAMENTO PRIMÁRIO DO PETRÓLEO O 'o.())a0(*+o '06o d( '(+5l(o .o*))+( *a '0(a (+a'a da
S('aa23o da)
•
.o*&(.do) .o0o )('aado(); Ta+a a
•
d))olvdo); Ta+a a
•
o1+o) .o*+a0*a*+(); Ta+a a
D('(*d(*do do +'o d(
4
3. SEPARADOR BIFÁSICO No) )('aado() %<6).o)7 a 0)+1a /6)-l81do7 ao (*+a *o va)o7 .&o.a-)( .o0 10 d(
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Figura 1= S('aado B<6).o; PINTO7 !""
Co0o +odo (81'a0(*+o d( 'o.())o o )('aado +a0%0 a'()(*+a 'o%l(0a) *a o'(a23o; A )(/1 )3o l)+ado) o) 0a) .o01*) TRIGGIA (+ al;7 !""#= E)'10a a) 0'1(a) '()(*+() *o l81do 81( .&(/a ao )('aado )3o a) '*.'a) .a1)adoa) d( ()'10a; Q1a*do '()(*+(7 (la d<.1l+a o .o*+ol( d( *v(l do l81do d(*+o do )('aado7 o.1'a 10 vol10( 81( 'od(a ()+a d)'o*v(l 'aa a .ol(+a d( l81do o1 'aa d(.a*+a23o7 ( 'od( )( aa)+ada '(la .o(*+( d( /6) o1 d( 5l(o; Po+a*+o7 81a*do
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4. MODELAEM MATEMÁTICA DO SEPARADOR BIFASICO 4.1. M!"#$ag#% Fu&"a%#&'a$ Mod(lo) d*0.o) <1*da0(*+a) )3o d(d1do) '(la a'l.a23o do) %ala*2o) +a*)(*+() d( 0a))a7 (*(/a ( 0o0(*+o do 'o.())o OGUNNAIE7 #:; Na a1)*.a d( vaa2() ()'a.a)7 o) 0od(lo) ()1l+a*+() +0 a
dx = f ( x , u ) dt
y =h ( x , u )
#;" #;#
O*d( 10 v(+o d( * va6v() d( ()+ado7 1 10 v(+o d( 0 va6v() 0a*'1lada) ( 10 v(+o d( ' va6v() .o*+olada); A) (81a2() d<((*.a) od*6a) #;" )3o d(d1da) da) l() d( .o*)(va23o ( v6a) (la2() .o*)++1+va)7 (*81a*+o a) (81a2() #;# )3o ().ol&da) d( a.odo .o0 o .o*+ol( do 'o.())o; Ca)o ()+(Ka '()(*+( al/10a (81a23o al/%.a7 a 0a+ M )*/1la; Mod(lo) <1*da0(*+a) +0 dv()a) va*+a/(*) (0 (la23o ao) 0od(lo) (0'.o); D(vdo ,) 01+a) ()+2() 0'o)+a) ao) 0od(lo) <1*da0(*+a) .o0 ()'(+o a )1a ()+1+1a ( 'a0(+o)7 0(*o) dado) d( 'o.())o )3o (81(do) 'aa )(1) d()(*volv0(*+o); Al0 d))o7 0od(lo) <1*da0(*+a) 'od(0 )( (+a'olado) 'aa (/() d( o'(a23o
4.2. M!"#$ag#% E%()ri*a
7
E0 01+a) a'l.a2()7 a
4.3. M!"#$ag#% "! (a"r+! ,i-/i*! O %ala*2o d( 0a))a da
=[ L¿ ( t )− Lout ( t ) ] ρ L
#;!
Co*)d(a-)( a
= ρ L
dV L ( t ) dt
#;9 Ado+a*do-)(
V L ( t )
va6v(l *o +(0'o ( )(/1*do a (la23o *3o l*(a
*(.())6a 'aa d().(v( a /(o0(+a do +a*81( 'aa 0a) d(+al&() .o*)1l+a NUNES7 !"#"7 .&(/a-)( , E81a23o #;:= dh L ( t ) dt
#;:
=
L¿ ( t ) − Lout ( t ) 2 C
√ [ D −h L ( t ) ] h L ( t )
8
O*d(= M L :
Ma))a d( l81do *o va)o
ρ L :
D(*)dad( do l81do
V L :
Vol10( d( l81do *o va)o
h L :
Al+1a do l81do
L¿ :
Va3o d( (*+ada d( l81do
Lout :
Va3o d( )ada d( l81do
C :
Co0'0(*+o do )('aado
D :
D0(+o do )('aado
Paa (81a23o da v6lv1la d( d().a/a7 +(0-)(= F ( t )=C V f ( x L ( t ) )
√
∆ P ( t ) ρf
#;$ O*d( F ( t ) ()+6 (0 GPM /al() 'o 0*1+o7 a d(*)dad( (la+va do l81do .o0 (<(*.a a 6/1a a #$7$ YC7 a <a23o d( a%(+1a da v6lv1la ( f ( x L )
a .aa.+()+.a da v6lv1la;Co*)d(a*do-)( v6lv1la l*(a7 +(0-)(
81( f ( x L )= x L ; J6 o
∆ P ( t )
()+6 v*.1lado a al+1a d( l81do7 h L ( t ) 7 *o
va)o ( da) '())() *o va)o7 P (t ) 7 ( d( d().a/a7 P ( t ) 7 )(*do (*+3o 1
dada 0a+(0a+.a0(*+( 'o= ∆ P= P ( t ) + ρ L g h L ( t )− P1 (t )
#;
Q1( )1%)++1da *a (81a23o da v6lv1la ( a'l.a*do-)( a) 01da*2a) d( 1*dad( *(.())6a)7 .&(/a-)( ,=
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−4
Lout ( t ) =2,4. 10 x L ( t ) CV L
√
P ( t ) + ρ L g h L ( t ) − P1 ( t ) ρ L ρ H 2 O , 15,5 ℃
#; Paa a
=
d ( V G ( t ) ρ G ( t ) ) dt
[ G¿ ( t )−G
out
( t ) ] ρG ( t )
#;X
A'5) al/10a) 0a*'1la2()7 .&(/a-)( *a E81a23o #;#"= d ( V G ( t ) ρ G ( t ) ) dt
=
d V G ( t ) d ρ G ( t ) dt
+
dt
Paa 10 /6) d(al7 +(0o)= P ( t ) MM ρ G ( t )= RT
#; d ( V G ( t ) ρG ) dt
=
(
d V ( t ) dP ( t ) MM + P ( t ) G V G RT dt dt
V =V L ( t )+ V G ( t ) ,logo dV G ( t ) =dV −d V L ( t ) ,comdV = 0
d V G ( t ) dt
=
−d V L ( t ) dt
)
7 o%+(*do-)(=
=−( L¿ ( t ) − Lout ( t ) )
d ( V G ( t ) ρG ( t ) ) dt
(
=
(
)[
d V ( t ) dP (t ) MM − P ( t ) L = G ¿ ( t )−G out ( t ) ρ G ( t ) V G RT dt dt
) =[
dP ( t ) MM − P ( t ) ( L¿ ( t )− Lout ( t ) ) V G RT dt
]
]
G¿ ( t ) −G out ( t ) ρG ( t )
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dP (t ) P ( t ) ( G¿ ( t )−G out ( t ) + L¿ ( t )− Lout ( t ) ) = dt V G ( t ) dP ( t ) P ( t ) ( G ¿ ( t )− Gout ( t ) + L¿ ( t )− Lout ( t ) ) = dt V −V L ( t )
O*d(= M G :
Ma))a d( G6)
ρG :
D(*)dad( do G6)
V G :
Vol10( d( G6)
P :
P())3o *o va)o
G ¿ :
Va3o d( (*+ada d(G6)
G out :
Va3o d( )ada d( G6)
V :
Vol10( *o va)o
CV L :
Co(<.(*+( d( va3o da v6lv1la d( l81do
Paa a v6lv1la d( /6) +(0o) RIBEIRO7 # V6lv1la d( /6)= Gout ( t )= N 7 F p x G ( t ) CV G P ( t ) Y
#;#" O*d(= N 7 :
Co*)+a*+( *10.a
F p :
Fa+o d( /(o0(+a da +1%1la23o adKa.(*+(
x G :
Fa23o d( a%(+1a da V6lv1la d( G6)
Y :
Fa+o d( ('a*)3o
Z :
Fa+o d( .o0'())%ldad(
√
P ( t )− P2 P ( t )G g TZ
#;#"
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Gg : T :
D(*)dad( (la+va do G6) .o0 o a T(0'(a+1a d( (*+ada
CV G :
Co(<.(*+( d( va3o da v6lv1la d( /6)
Co*)d(a*do o a ( o /6) do 'o.())o .o0o d(a)= −4
G out (t )= 2,4.10 x G ( t ) CV G P ( t )
√
( P (t )− P ) MM ! 2
MM g T
#;## O*d( P2 a '())3o *a l*&a d( d().a/a d( /6) do va)o7 MM G a 0a))a 0ola do /6)7 MM ! a 0a))a 0ola do a ( T a +(0'(a+1a; Da) (la2() /(o0+.a) o%+(0o)= V L (t ) =
[ [
CD 4
2
arccos
D −2 h L (t ) D
][ −
2
√ ( D− h L (t )) h L(t ) D
][
D−2 h L ( t ) D
]]
#;#! O*d(= V L :
Vol10( d( l81do *o va)o
h L :
Al+1a do l81do
C :
Co0'0(*+o do )('aado
D :
D0(+o do )('aado
0. MODELO LINEARIADO DO SEPARADOR BIFÁSICO A F/1a ! 0o)+a o da/a0a d( %lo.o .o0 a) (*+ada) ( )ada) do 0od(lo do )('aado %<6).o;
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Figura 2 Da/a0a d( Blo.o do S('aado B<6).o; SILVA7 !"#9
A Ta%(la # l)+a o) valo() do) 'a0(+o) 1+lado) *a 0'l(0(*+a23o;
Ta,#$a 1 R()1l+ado) da l*(aa23o do S('aado B<6).o; NUNES7 !"#"
Na) .o*d2() d( ()+ado ()+a.o*6o .o()'o*d(*+() a=
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A))0=
A ()'o)+a l*(a dada 'o .o0%*a23o da) <1*2() d( +a*)<(*.a a.0a; O 0od(lo l*(a do )('aado %<6).o )01lado (0 a0%(*+( SIMULIN ( .o0'aado ao 0od(lo *3o l*(a *a F/1a 9;
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Figura 3 Co0'aa23o d( ()1l+ado)= 0od(lo l*(aado ( 0od(lo *3o l*(a 'aa )('aado %<6).o )o% ().oa0(*+o ()+a.o*6o .o0 va() .o*)+a*+(); NUNES7 !"#"
A )01la23o +a0%0 (alada .o0 /ol
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Figura 4 Co0'aa23o d( ()1l+ado)= 0od(lo l*(aado ( 0od(lo *3o l*(a 'aa )('aado %<6).o )o% (/0( d( /ol
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. CONSIDERAÇÃO FINAL O%)(va-)( .o0 a .o0'aa23o d( ()1l+ado) 81( o 0od(lo l*(a )1%()+0a o (<(+o da) /ol
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. REFER5NCIAS BRASIL7 N;I do7 ARA\JO7 M;A;S;7 DE SOUSA7 E;C;M; Pr!*#//a%#&'! Pri%ri! "# P#'r6$#! # /. Ro d( Ja*(o= LTC7 !"##; HENSON7 M; A; N!&$i&#ar M!"#$ Pr#*'i7# C!&'r!$ Curr#&' S'a'u/ a&" Fu'ur# Dir#*'i!&/. C!%(u'#r/ 8 C9#%i*a$ E&gi&##ri&g 7 #X7 v; !97 '; #X!"!; MEADOWS7 E; S; RAWLINGS7 J; B; M!"#$ Pr#"i*'i7# C!&'r!$. N!&$i&#ar Pr!*#// C!&'r!$ Ca'+1lo $7 E*/l(]ood Cl<<)7 N;J;7 USA7 P(*+.(-Hall7 #; NUNES7 Gova* Caval.a*+ M!"#$ag#% # *!&'r!$# &a (r!"u:+! "# (#'r6$#! ; a($i*a:<#/ #% MATLAB. S3o Pa1lo= Bl1.&(7 !"#"; OGUNNAIE7 B; A; RA^7 W; H; Pr!*#// D=&a%i*/> %!"#$i&g a&" *!&'r!$ ; N(] ^o_ N^7 O
