Diseño de Separadores Trifasicos

DISEÑO   DE   SEPARADORES TRIFASICOS HORIZONTALES

Para el dimensionamiento, es necesario especificar un diámetro y una longuitud, costuta’costura de la vasija. Las consideraciones de capacidad para el gas y el TIEMPO DE RETENCION establecen ciertas conbinaciones aceptables de diámetro y longitud.

- CAPACIDAD DEL GAS :    dLeff =42[(T° Z*Qg ) / Po ] * K

Donde:

d = diámetro interno ( pulgadas )

Leff = longitud efectiva de la vasija ( pies )

T°= temperatura de operación ( °R )

Po= presión de operación ( psi )

Z = factor de compresibilidad

K = constante basada en las propiedades del aceite y gas

Qg = rata de flujo de gas ( MPCSPD )

¬ MAXIMO ESPESOR PERMITIDO DEL COLCHON DE ACEITE:

(ho) max = [ 0.00128 * tro * ΔGE * ( dm )2  ] / μ°

Utilizada para cualquier tamaño de gota de agua, teniendo en cuenta:

                                                  - 0675

dm = 500 * (μ° )

 Donde:

Tro = tiempo de retención del líquido ( minutos )

ΔGE = diferencia de la gravedad específica del agua / aceite

dm= diámetro de la gota de agua ( micrones )

µ° =  viscosidad del  aceite (  Cp )

El tiempo de retención del aceite se toma igual al tiempo de retención del agua. Generalmente se asume un DM = 500 micrones. La equación queda :

(ho) max = [ 320 * tro * ΔGE ] / µ°

-CALCULO DE LA SECCION TRANSVERSAL OCUPADA POR EL AGUA:

Aw/A = 0.5 * Qw * trw / [ Qo * tro + Qw * trw ]

Donde :

Trw = tiempo de retención del agua ( minutos )

Aw = área ocupada por  el agua

Ao =  área ocupada por el aceite

A =    área transversal total del recipiente

Se obtiene el valor de (ho)/d equivalente a Za y se calcula :

dmax = (ho)max / Za

-TIEMPO DE RETENCION  DEL LIQUIDO:

d2 Leff = 1.42 * [ ( Qw * trw ) + ( Qo * tro ) ]

Donde:

Qw = rata de flujo de agua ( BPD )

Qo = Rata de flujo de aceite ( BPD )

Asumir valores de d menores que dmax y de Leff de modo que satisfaga la ecuación – dmax = (ho)max / Za

-ESTIMAR  LA LONGITUD  COSTURA – COSTURA

Lss = 4 * Leff/3

Seleccionar diámetros y  longitudes razonables que cumplan con la relación de esbeltez ( 12 * Lss/d )  del orden de 3 a 5. Dicho rango no se cumple en forma rigurosa.  Al sumar estas longitudes se debe obtener una razón de esbeltez

( altura/ diámetro ) que de acuerdo con las diferentes normas puede oscilar entre 2 y 6.

Para asegurar una selección más acertada del equipo se construye una figura de diámetro del separador ( pulgadas) Vs. la longitud costura-costura de la vasija (pies) y se escogen puntos inmediatamente por encima de la curva, de tal forma que rija la capacidad  al gas y el espesor del colchón de aceite calculados.

-DIMENSIONES DE BAFLES

Las ecuaciones de dimensionamientro del equipo están desarrolladas de tal manera que el nivel  de las vasijas llegue hasta la mitad. Por tal motivo, los bafles deben tener una altura igual o mayor a la mitad del diámetro de la basija. Para asegurar el tiempo de retención requerido, se calcula la altura del bafle, asumiendo que el volumen total de líquido se encuentre almacenado en la sección de recolección. El bafle de la vasija está a 3 *Lss /4, medidos a partir de su entrada.

MALLA LIMPIADORA DE GAS : Inicialmente se determina la densidad de cada uno de los fluidos.

Pgas = Ygas * Paire   ;   Plíquido  = Ylíquido * Pagua

Donde:

Pgas  = gravedad específica del gas

Ylíquid   = gravedad específica del líquido

Paire  = densidad del aire = 0.5715 Lbm/ft3

Pagua  = densidad del agua = 62.4 Lbm/ ft 3

-PESO MOLECULAR DEL GAS A LAS CONDICIONES DE OPERACION

M = Pgas * Z * R  * T / P

Donde:

M = peso molecular del gas, lb/lbmol

Z = Factor de compresibilidad

R = Constante universal de los gases = 10.73 lpca – pie 3    

T = Temperatura de operación

P = Presión de operación

-CALCULO  DEL  FLUJO  MASICO

M = Qg * M / 379      

Donde :

M = flujo másico, lb/sg

Qg = rata de flujo de gas, pies 3 / seg

Rata actual de flujo en pies 3 / seg  = Qa = M / g

FACTOR  K  PARA DIMENSIONAMIENTO DE LA MALLA LIMPIADORA DE GAS

-CONSIDERACIONES PARA LA APLICACION DEL FACTOR  K

K = 0.35 @ 100 lpcm, sustraer 0.01 por cada lpc de 100 lpcm, para  Glycol y soluciones de amina,  multiplicar K por 0.6 – 0.8.

Para compresores de succiòn y separadores con expansiòn o dilataciòn a la entrada, multiplicar K por 0.7 – 0.8

...