Universidad de América. 2014.
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?ratadores ?ratadores térmicos. @uan Acu+a, icol)s Al!a, Barold Aldana, Caniel Aram!uro, Lina Dodr*"ue%. acilidades acilidades de (roducción Universidad de América.
Resumen — La forma ideal de tratar el crudo es sin la aplicación de calor, esto lo hacen los Gun arrel, sin em!ar"o el tiempo de retención de dichos e#uipos es mu$ elevado, por esta esta ra%ón ra%ón se hace hace necesa necesaria ria la aplica aplicació ción n de calor calor como como mecanismo para acelerar la separación de emulsiones durante el tratamiento.
I.
en la part partee super superio iorr del del e#ui e#uipo. po. 'ste 'ste sist sistem emaa lo com compone ponen n !)si !)sica came ment ntee dos dos inst instru rume ment ntos os88 un desviador $ un e9tractor de nie!la Ver Figura 1).
INTRODUCCIÓN
Los calent calentador adores es térmi térmicos cos,, como como se mencio menciono no anteriormente, !uscan aprovechar las venta&as #ue ofrece la aplicación de calor en el rompimiento de emulsiones. 'stos e#uipos son capaces de suplir la función de un Gun arrel adicionando el hecho de #ue los los flui fluidos dos de prod producc ucció ión n se some somete ten n a un proceso de separación durante menor tiempo. (or la import ortancia cia de estos e#ui #uipos en campo, a conti ntinuac uación se des descri!ir) !re !revemente su Figura 1. Extractor de niebla. funcionamie funcionamiento, nto, sus principale principaless componentes, componentes, as* como sus venta&as $ desventa&as. 'l desviador de flu&o tiene la función de colisionar 'stos e#uipos son utili%ados en las estaciones de descar descar"a "a $ los ha$ vertic verticale aless $ hori%o hori%onta ntales les,, su la corriente contra la cora%a del tratador con el fin de separar el "as de la fase l*#uida, sin em!ar"o, en tama+o tama+o depende del volumen volumen de aceite $ a"ua a ser este este proces proceso, o, pe#ue+a pe#ue+ass "otas "otas de l*#uid l*#uidos os #uedan #uedan mane&ado. atra atrapad padas as en la fase "ase "aseos osa, a, a ra*% ra*% de esto esto el e9trac e9tractor tor de nie!la nie!la cumple cumple la funció función n de li!era li!erar r II. TRATADORES TÉRMICOS dichas "otas. 'sto lo hace mediante un mecanismo VERTICALES de paletas #ue mediante acción centrifu"a env*an 'ste 'ste tipo tipo de trat tratad ador ores es térm térmic icos os son son los los m)s m)s las moléculas m)s pesadas :las l*#uidas; al fondo tratado adorr. (or su part partee el "as "as es reti retira rado do del del comunes cuando se dispone de una sola corriente. del trat tratador. 'ste e#uipo tiene cuatro componentes principales
. 'sta separación separación ocurre por "ravedad "ravedad $ se da lue"o de un 7
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ran"o de tiempo :denóminado tiempo de retención; #ue var*a entre tres $ cinco minutos. 'n caso tal #ue el tratador se encuentre lue"o de un /3, la sección del e#uipo dedicada a la se"re"ación puede ser m)s pe#ue+a, adem)s por aspectos ener"éticos. Adicionalmente, la presencia de un /3 previo al separador minimi%a el consumo de com!usti!le usado para calentar la corriente. C.
Sistema de calentamiento y lavado de agua.
'n este componente del tratador, un intercam!iador de calor en contacto con el fluido, rompe la emulsión. 'sto se lo"ra $a #ue el calor provoca una aceleración en el movimiento de las part*culas de a"ua, haciendo #ue estas cho#uen con ma$or fuer%a $ frecuencia, al suceder esto, la pel*cula formada por el a"ente emulsificador alrededor de las part*culas tiende a e9pandirse hasta romperse, de!ido a la reducción de viscosidad, espesor $ cohesión de la pel*cula. 'ste rompimiento provoca la formación de "otas mucho m)s "randes $ de ma$or peso, $ #ue por acción de la "ravedad se sedimentan. 'l principio se !asa en la diferencia de los coeficientes de dilatación cE!ica del a"ua $ el petróleo, lo #ue hace #ue al calentar la pel*cula, la emulsión disminu$a. 's importante considerar en el dise+o #ue el "as puede no ha!er sido li!erado en su totalidad, $ al ser calentado puede "enerar tur!ulencia inhi!iendo la coalescencia #ue se dar) en la si"uiente fase del proceso. .
Sistema de coalescencia y depositación.
'sta parte del proceso se caracteri%a, principalmente, por la presencia de !ande&as ranuradas denominadas deflectores (Ver Figura 2), #ue tienen como función hacer #ue el petróleo $ la emulsión si"an una tra$ectoria en %i"%a" ascendente. La presencia de estos deflectores facilita la coalescencia de pe#ue+as "otas de a"ua aEn presentes en el petróleo. (ara aumentar la coalescencia de las part*culas, en al"En momento se implementaron fi!ras #ue atrapa!an $ precipita!an las "otas de a"ua $ a su ve% permit*an disminuir la temperatura del tratador, sin em!ar"o, estas fi!ras con el tiempo se o!stru*an provocando o!strucciones dif*ciles de remover.
Figura ! . Deflectores.
'sto dar) por terminado el proceso de rompimiento de emulsiones en el tratador térmico.
III.
TRATADORES TÉRMICOS HORIZONTALES.
'ste tipo de tratador es el m)s usado, pues es el #ue me&or opera cuando a él lle"an los fluidos provenientes de varios po%os. 'ste e#uipo tiene tres componentes principlaes
La corriente entra al tratador, esta choca contra una cora%a deflectora #ue tiene un efecto de li!eración flash, separando el "as de la fase l*#uida, inmediatamente este se diri"e a una v)lvula de salida, sin em!ar"o, esta v)lvula actEa !a&o ciertas condiciones de presión #ue ser)n mencionadas m)s adelante. 'l a"ua $ los sólidos van al fondo del tratador, mientras los componentes m)s livianos se despla%ar)n a la parte superior del tratador. 'l petróleo $ la emulsión ser)n calentados, el nivel de los fluidos su!ir) hasta alcan%ar el tope de la c)mara de recolección de petróleo, donde finalmente los componentes m)s livianos petróleo se des!ordar)n ocupando dicha sección. (ara esta parte del proceso se de!e considerar #ue el a"ua li!re de!e ser desalo&ada, de lo contrario el nivel de esta incrementar) despla%ando la emulsión a la c)mara de recolección de petróleo. F"ualmente
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se de!e considerar #ue el nivel de la emulsión de!e ser el adecuado para refri"erar el intercam!iador de calor, pues de no ser as*, este se puede so!recalentar, sufriendo "raves da+os #ue interrumpir)n el proceso de tratamiento, para ello es necesario disponer de una instrumentación adecuada #ue permita controlar par)metros tales como la temperatura $ el nivel.
'n esta parte del proceso cumple un papel fundamental el "as li!erado en la fase inicial del proceso as* como el correcto funcionamiento de los e#uipos de medición $ control. Un indicador de nivel conectado a la v)lvula de salida de petróleo limpio re"ula la salida de aceite por el tope del tratador.
La presión del "as en la c)mara de recolección despla%a la emulsión hacia un dispositivo ranurado #ue distri!u$e uniformemente la emulsión, permitiendo un adecuado control del nivel $ ase"urando la óptima separación de las pe#ue+as "otas de a"ua #ue aEn se encuentran en el petróleo. 'l petróleo #ue sale de esta %ona es un petróleo limpio, li!re de a"ua #ue es despla%ado por los fluidos ad$acentes hacia el sistema de recolección de petróleo limpio.
IV.
VENTAAS
DESVENTAAS
Aun#ue sus venta&as en cuanto a tiempo son mu$ importantes, estos e#uipos presentan las si"uientes desventa&as -u capacidad de procesamiento es menor a • la de los Gun arrel. -on m)s sensi!les a los #u*micos. • 'n los tratadores verticales, la tu!er*a #ue • lleva los fluidos de la %ona de separación de "as al fondo del recipiente, es suscepti!le a la corrosión. Los sedimentos en las paredes o en el fondo • pueden provocar un incremento inesperado de nivel $ el petróleo #ue se o!tiene al final del proceso puede contener a"ua salada. -e pueden presentar pérdidas por • evaporación, #ue no sólo disminu$en el volumen de hidrocar!uros l*#uidos, sino tam!ién un descenso en la "ravedad A(F ocasionando una reducción de su valor económico. $%OSA&'O
!A" Agua #i$re% -e le denomina al a"ua #ue se separa de la emulsión $ se deposita en un tiempo #ue var*a entre tres $ 10 minutos. REFERENCIAS =1> . Arnold, I. -teJart 5-urface (roduction 3perations6, th ed. vol. 1, 'd. eJ Kor 'lsevier, 200, pp. M1: NN. =2> G.
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=> A(F. 5Fntroduction to 3il and Gas (roduction6 Mth ed. 'd. /ashin"ton, C.<. A(F, 1OOP, pp. 40;41.
Figura &. 's#uemati%ación de un tratador térmico vertical.
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