Separadores De Crudo

INTRODUCCIÓN.

El petróleo crudo es una mezcla de varios hidrocarburos y tiene valor en su forma natural. Sin embargo, la demanda es mayor para varios hidrocarburos purificados, tales como gas natural, gasolina, diésel, combustible de jet, aceite lubricante, asfalto, etc.

Para establecer las condiciones de separación más apropiadas, de acuerdo a las características de los fluidos producidos, se tiene que considerar las siguientes variables de control: el tipo, el tamaño y los dispositivos internos del separador, el tiempo de residencia del aceite, las etapas de separación, las presiones y temperaturas de operación y el lugar de instalación de los separadores, por citar algunos ejemplos.

Los procesos de separación pueden ser clasificados como procesos de transferencia de masas. La clasificación puede basarse en los medios de separación, mecánico o químico.

Dependiendo de la mezcla cruda, se pueden utilizar varios procesos para separar las mezclas. Muchas veces tienen que usarse dos o más procesos en combinación, para obtener la separación deseada. Además de los procesos químicos, también pueden aplicarse procesos mecánicos.

¿QUÉ ES UN SEPARADOR?

Es un cilindro de acero que por lo general se utiliza en los procesos de producción, procesamiento y tratamiento de hidrocarburos para disgregar la mezcla en sus componentes básicos, aceite y gas. Separando también en algunos casos las fases solidas de las fases liquidas y los gases

PROCESO DE SEPARACIÓN Y FACTORES QUE AFECTAN LA SEPARACIÓN.

Los principios básicos, leyes físicas y accesorios utilizados para separar el gas del líquido son la gravedad, las fuerzas centrífugas, el efecto de deflectores y platos perforados o mallas. Otro efecto aprovechado para separar el líquido del gas, es el efecto de mojamiento, el cual consiste en la propiedad que poseen las pequeñas gotas del líquido de adherirse a deflectores y platos por adhesión y capilaridad. También, las caídas de presión a través de pequeños orificios de coladores ocasiona que el líquido caiga.

Los separadores son construidos de tal forma que el fluido entre produciendo un movimiento rotacional, impartiendo al fluido un movimiento centrífugo que ocasiona que el líquido choque con las paredes del recipiente y caiga por gravedad. A medida que el líquido cae, choca con los deflectores y platos, produciéndose por agitación separaciones ulteriores. El gas sale por el tope y el líquido por el fondo. El nivel de líquido del separador es controlado por una válvula flotante y una válvula tipo “back pressure” a la salida del separador, controla la presión de salida del mismo.

La presión de operación de un separador depende tanto de la presión fluyente del tubing del pozo (THP), como de la relativa cantidad de gas natural presente en la fase líquida. De acuerdo con el diagrama de fases, un cambio en esta presión, afecta las densidades de gas y de líquido, la velocidad de los fluidos y el volumen actual de la mezcla. El efecto neto de un incremento en la presión, es un incremento en la capacidad de gas del separador.

La temperatura afecta la capacidad del separador, solamente si afecta el volumen actual de la mezcla y las densidades del gas y el líquido. El efecto neto de un incremento de la temperatura, es una disminución en la capacidad de separación. Los controles de temperatura generalmente involucran sistemas de enfriamiento, los cuales generalmente van acompañados de intercambiadores de calor, torres de enfriamiento, etc.

La composición de las mezcla multifásica, un gasto de flujo, las propiedades físicas de la mezcla, diseño del equipo, extractores de neblina, grado de agitación del fluido, área de la interfase gas-líquido, volúmenes de gas y petróleo, cantidad y tipo de agua y grado de emulsión de la mezcla, son en general los factores a considerar en un proceso de separación gas-petróleo

Toda separación puede emplear uno o más de principios antes mencionados, pero siempre las fases de los fluidos deben ser inmiscibles y de diferentes densidades para que ocurra la separación.

1.- Momentum (Cantidad de Movimiento): Fluidos con diferentes densidades tienen diferentes momentum. Si una corriente de dos fases cambian bruscamente de dirección, el fuerte momentum o la gran velocidad adquirida por las fases, no permiten que la partículas de la fase pesada se muevan tan rápidamente como las de la fase liviana, este fenómeno provoca la separación.

2.- Fuerza de Gravedad: Las gotas de líquido se separan de la fase gaseosa, cuando la fuerza gravitacional que actúa sobre las gotas de líquido es mayor que la fuerza de arrastre del fluido de gas sobre la gota.

3.- Flujo Normal de Vapor: El flujo normal de vapor (o gas), es la cantidad máxima de vapor alimentada a un separador a condiciones típicas de operación (es decir, en ausencia de perturbaciones tales como las que aparecen a consecuencia de inestabilidades del proceso o a pérdidas de la capacidad de condensación aguas arriba del mismo).

CLASIFICACIÓN, VENTAJAS Y DESVENTAJAS

Los separadores pueden clasificarse, según su forma en:

– Separadores cilíndricos

– Separadores esféricos

– Separadores de dos barriles

También los separadores cilíndricos pueden clasificarse según su orientación en:

– Separadores verticales

- Separadores horizontales

Otra clasificación sería de acuerdo a la manera de inducir físicamente la separación:

– Separadores por gravedad (típico separador vertical gas–líquido)

– Separadores por impacto (separadores de filtro)

- Separadores por fuerza centrífuga (separadores centrífugos)

A continuación se hace una breve descripción de algunos de estos tipos de separadores

Separadores Verticales

En estos equipos, la fase pesada decanta en dirección

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