Cálculos de deshidratación

Problemas

1.- Una corriente consiste de:

1. Recomendar un tratador calentador vertical conveniente.
2. Recomendar un tratador calentador horizontal conveniente
3. Recomendar un tratador calentador electrostático

-Temperatura= 80°F.

-Temperatura del tratamiento = 170°F (fig.7-19 del libro Oil Field Processing Vol2)

-Agua arrastrada = 15 %        (fig. 4-7 del libro Oil Field Processing Vol 2)

-Se supone que el 60% del agua libre cae por debajo de los tubos de fuego, por lo tanto, solo calentamos el  40% (dato del vendedor)

-Se supone que las pérdidas de calor son del 2% (dato del vendedor)

Cálculo de la cantidad de agua a calentar (agua arrastrada):

[pic 1]

Donde:          

bwpd = Barriles de agua por día.

         bopd = Barriles de petróleo por día.

Despejando:

El agua emulsionada será:

[pic 2]

La suma del agua arrastrada y el agua libre:

[pic 3]

El caudal total estará compuesto por:

• 3200 bpd de petróleo.
• 2715.964 bpd de agua (libre + emulsionada)

Cálculo del calor a entregar:

Como ΔT = 90°F, Entonces:

Donde:                Cpo = Calor específico del petróleo = 150 Btu/bbl °F

                Cpw = Calor específico del agua = 350 Btu/bbl °F

[pic 4]

a) De la tabla 7-6 del libro Oil Field Processing Vol 2, vemos que no hay disponible un tratador vertical que proporcione los 4003.19 MBtu/hr de calor siendo el valor máximo disponible de 1250 MBtu/hr.

b) Para el tratador horizontal elegimos de la tabla 7-7 del libro Oil Field Processing Vol 2 un tratador que satisfaga las condiciones de los barriles de petróleo (3200bbl) y los barriles de agua (2715 bbl) a calentar, teniendo en cuenta el calor requerido (5.5MMBtu/hr):

Se escoge un tratador calentador horizontal con las siguientes características:

Diámetro (D) = 10 ft.

Longitud (L) = 50 ft.

Cantidad de tubos de fuego = 2

Diámetro de los tubos de fuego (Dft) = 24 pulg.

Cantidad de calor (Q) = 6 MMbtu/hr.

Caudal de petróleo (qo) =8400 bbl/día        (tiempo de retención = 60 min.)

Caudal de agua (qw) = 10900 bbl/día           (tiempo de retención = 30 min.)

Caudal de gas (qg) = 2-3 MMscfd.          

• La cantidad de calor necesaria y los caudales de agua y petróleo verifican.

• El caudal de gas:        1000 scf/bl * 3200 bopd = 3.2 MMscfd    ∴ No se Verifica

Entonces elegimos un tratador de mayores dimensiones

Diámetro (D) = 12 ft.

Longitud (L) = 40 ft.

Cantidad de tubos de fuego = 3

Diámetro de los tubos de fuego (Dft) = 24 pulg.

Cantidad de calor (Q) = 7 MMbtu/hr.

Caudal de petróleo (qo) =10000 bbl/día        (tiempo de retención = 60 min.)

Caudal de agua (qw) = 13500 bbl/día           (tiempo de retención = 30 min.)

Caudal de gas (qg) = 3-5 MMscfd.  

El caudal de gas:        1000 scf/bl * 3200 bopd = 3.2 MMscfd    ∴ Verifica

Verificamos el área que debería tener el separador

Caudal de tratamiento (qtrat) = 32 bopd/ft2        (Fig. 7-19 del libro Oil Field Processing Vol 2)

Área de coalescencia requerida =  qo / qtrat = (3200 bopd) / (32 bopd/ft2) = 100ft2 

Área de tratamiento = D*(L/2) = 12 (40/2) = 200 ft2                

Como el área de tratamiento es mayor que el área de coalescencia requerida podemos decir que nuestro tratador es adecuado.

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