Calculo De Diseno De Separadores

MUESTRA DE CÁLCULOS MANUALES PARA EL DISEÑO DE SEPARADORES VERTICALES Y HORIZONTALES GAS- PETRÓLEO.

Dr. Fernando Pino Morales
Dr. Fernando Pino- fpino@cantv.net

MUESTRA DE CÁLCULOS SEPARADOR VERTICAL
Datos: QO = 5 MBNPD QG = 50 MMPCND POPER = 1000 lpca TOPER = 100 F API =40 Z = 0,832 R =10,73 lpca*pie3/lbmol*°R tr = 1,5 min Cálculo de Parámetros: La Gravedad Específica del Petróleo (γ ο)= 0,8251
γο =
141,5 131,5 + ° API

γο =

141,5 = 0,8251 131,5 + 40

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MUESTRA DE CÁLCULOS SEPARADOR VERTICAL
Caudal de Petróleo a condiciones de operación (QO), en pie3/s
ϑO =
 pie 3  5 x10 3 ( BNP) x5,6146( PC )(día) = 0,3249  s   (día)( BNP)86400( s)  

Caudal de Gas a condiciones de operación (QG), en pie3/s

ρG =

1000(lpca ) x0,7x 28,97(lb)(lbmol )( R )  lb  = 4,06 3  (lbmol ) x 0,832 x10,73(lpca )( PC ) x560( R )  Pie 

 pie 3  5 x10 7 ( PCN )(lbmol )0,70 x 28,97(lb)( PC )(día) ϑG = = 7,61  s   (día) x379,6( PCN )(lbmol ) x 4,06(lb)86400( s)  
Fracción Volumétrica de petróleo Alimentado al separador (λ )

λ=

Qo = (0,3249 pie3/s) / (0,3249 pie3/s + 7,6222 pie3/s) = 0,0409 Qo + QG
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MUESTRA DE CÁLCULOS SEPARADOR VERTICAL
Densidad del Petróleo (ρο ) , en lb/pie3
ρo =
o

* 62,4 lb/pie3= 0,8251*62,4 lb/pie3 = 51,4845 lb/pie3

Densidad del Gas
ρG =

(ρG ) , en lb/pie3

(POP ) * (28,96) * (γ G ) 3 (° R ) * (Z ) * (TOP ) =4,06(lb/pie )

Velocidad Crítica del Gas

(VC )

, en pie/s
= 0,5369 pie/s

VC = (F1 ) * ( ρο − ρ G ) /( ρG )Área vertical requerida para el flujo de gas por encima del NAAO en pie2 AG = QG / VC= (7,6222 pie3/s.) / (0,5370 pie/s) = 14,1955 pie2
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MUESTRA DE CÁLCULOS SEPARADOR VERTICAL
Volumen de retención de petróleo entre NAO-NBO , en pie3

Vr1 = QO * tr * 60 s = 0.3249 pie3/s *(1,5 s)*60 s = 29,2426 pie3
Volumen de retención de petróleo al accionarse una alarma ,en pie3

Vr2 = QO * 600 s =0,3249 pie3/s * 600 s = 194,9508 pie3
Volumen de retención máximo entre NAAO-NBBO , en pie3

Vr = Vr1 + Vr2 = 29,241pie3 + 194,94 pie3 = 224,1934pie3
Diámetro del separador (DS), en pie

DS = (4* AG / 3,1416)1/2= (4* 14,1940 pie2 / 3,1416)1/2 = 4,2512 pie Como este diámetro no existe comercialmente, se redondeo a uno comercial, por arriba, más cercano; por lotanto el diámetro del separador utilizado fue de 4,2651 pie
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MUESTRA DE CÁLCULOS SEPARADOR VERTICAL
Altura del petróleo entre NAAO – NBBO, en pulg hNAAO-NBBO =( 4 * Vr / p* (DS)2 ) * 12 pulg hNAAO-NBBO =( 4 * 224,181 pie3 / 3,1416 * (4,2512 pie)2)* 12 pulg hNAAO-NBBO = 188,3031 pulg Altura desde el FS-NAAO, en pulg hFS-NAAO = hNAAO-NBBO + hNBBO hFS-NAAO =188,2919 pulg + 9 pulg = 197,3031 pulg

Velocidad de entrada de la mezcla, en pie/s
VE − M = 60

ρM

= 24,5069 pie/s

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MUESTRA DE CÁLCULOS SEPARADOR VERTICAL
Velocidad de salida del gas, en pie/s
VS − G = 60 4 , 0550 lb / pie 3
= 29,7960 pie/s

Velocidad de salida del petróleo, en pie/s VSO = 3 pie/s Diámetro de la boquilla de entrada, en pulg
 4 ×7,9471 pie3 / s  DBOQENT =   3.1416 × 24,5053 pie / s  × 12 pu lg   

= 7,7110 pulg

Como este diámetro no existe comercialmente, se redondeo a uno comercial, por arriba, más cercano; por lo tanto el diámetro de la boquilla de entrada utilizado fue de 8 pulg
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Diámetro de la boquilla de salida del gas, en pulg 4 × Qg  DBSG =   π × Vsg  × 12 pu lg      4 × 7,622 pie3 / s DBSG =   3,1416 × 29,7959 pie / s  × 12 pu lg =   

6,8485 pulg

Como este diámetro no existe comercialmente, se redondeo a uno comercial, por arriba, más cercano; por lo tanto el diámetro de la boquilla de salida del gas utilizado fue de 8 pulg Diámetro de la boquilla de salida del petróleo, en pulg
D BSO = ...