ciencia de matematicas

2. FUNDAMENTOS TEÓRICOS DE SEPARADORES Y
CONTROLADORES

La separación del aceite y gas es muy importante debido a que uno de los
objetivos primordiales de la explotación de crudo es tratar de mantener la mayor
cantidad posible de hidrocarburos livianos en fase líquida, ya que de esta
manera se obtienen mayores beneficios económicos por su venta.

A continuación se presenta una brevedescripción tanto de los separadores
convencionales como de los compactos, los cuales se han diferenciado de los
convencionales por su bajo peso, tamaño y en algunos casos por los
dispositivos internos que los conforman. Esta tecnología se ha hecho muy
atractiva para baterías de producción en plataformas costa afuera en donde los
espacios son muy reducidos y hay limitantes en peso.

2.1SEPARADORES CONVENCIONALES

La separación convencional consiste principalmente de dos o tres etapas de
separación. Estos separadores son generalmente recipientes de formas
cilíndricas que pueden tener orientación horizontal o vertical. Un recipiente
convencional de separación normalmente es el equipo inicial de proceso de
cualquier instalación de producción y un diseño inapropiado de este componentepuede reducir la capacidad de proceso de toda la instalación. Los separadores
son clasificados de dos fases si son capaces de separar el gas de la corriente
líquida y de tres fases si también son capaces de separar la corriente líquida en
aceite y agua.

Existen dos factores principales que determinan el tamaño de los separadores
convencionales. El primer factor es el tiempo de retencióndel líquido. Un tiempo

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considerable y un espacio de almacenamiento de líquido es requerido para
asegurar que el líquido y el gas alcancen el equilibrio a la presión de separación.
El segundo factor que afecta el tamaño del recipiente es la velocidad de
asentamiento de las gotas de líquido contenidas en el gas. El propósito de la
sección de asentamiento por gravedad del recipiente esacondicionar al gas para
la separación final en el extractor de niebla. Las gotas de líquido se asentarán a
la velocidad determinada mediante la igualación de la fuerza de gravedad sobre
las gotas y la fuerza de arrastre causada por el movimiento relativo a la fase
continua de gas.

2.1.1 SEPARADORES BIFÁSICOS HORIZONTALES

El fluido entra al separador (Fig. 2.1) y golpea el desviador deentrada causando
un cambio importante en el momentum del flujo y se empieza a producir la
separación gruesa del líquido y vapor. Después de un suficiente intervalo de
tiempo, la fuerza de gravedad causa que las gotas de líquido caigan al fondo del
recipiente en donde es recolectado en la fase líquida. Esta sección de
recolección de líquido provee un tiempo necesario de retención requerido parapermitir que el gas entrante salga del aceite y se eleve a la sección de vapor.
También provee un volumen si se requiere manejar baches intermitentes de
flujo. Después el líquido deja el recipiente a través de su válvula de descarga, la
cual esta regulada mediante un controlador de nivel de líquido. El controlador
registra cambios en el nivel de líquido y controla la válvula de descargaapropiadamente.

El gas fluye sobre el desviador de entrada y horizontalmente a través de la
sección de asentamiento de gravedad arriba del líquido. A medida que el gas
fluye a través de esta sección, pequeñas gotas de líquido que no fueron
separadas por el desviador de entrada son separadas por gravedad y caen en la
interfase gas-líquido. Algunas gotas son de un diámetro tan pequeño que no sonmuy fácilmente separadas en la sección de asentamiento por gravedad. Por lo

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tanto, antes de que el gas salga del recipiente pasa a través de un extractor de
niebla. Esta sección emplea venas o platos que tienen la capacidad de remover
las pequeñas gotas. La presión en el separador es mantenida mediante un
controlador de presión, el cual registra la presión en el separador y envía una...