Coalescencia

Estudios y Servicios Petroleros S.R.L.
NOTA TÉCNICA Nº 68
Hoja 1 de 4 COALESCENCIA. APLICACIONES EN LA PRODUCCION DE PETROLEO Y GAS La coalescencia es una operación muy frecuente en la producción de petroleo y gas, sea inducida por medios mecanicos (plantas de tratamiento de gas y plantas de tratamiento de agua coproducida) o por medios químicos (tratamiento de crudos para deshidratación). FINen esta nota tres aplicaciones de la coalescencia como operación. El termino coalescencia sugiere alguna forma de choque (elástico o inelástico) para partículas sólidas o liquidas. En el contexto de esta nota, nos referimos a gotas de agua o de petroleo dispersas/os en un medio fluido del cual deben separarse. La coalescencia en el tratamiento de gas. Las unidades coalescedoras se instalan acontinuación del separador de ingreso o del slug catcher en la PTG para remover el agua y/o los hidrocarburos dispersos (aerosoles)en el gas a tratar . Coalescedores L/L (liquido/liquido). Las unidades coalescedoras L/L operan en tres etapas: separación de sólidos (SS) coalescencia (C) separación de gotas coalescidas (SG) Los sólidos complican toda separación L/L, es por ello que deben removerse enprimera etapa, esto se logra con sistemas de cartuchos filtrantes. En esta etapa, tambien comienza la coalescencia de las gotas de agua y/o hidrocarburo. La coalescencia comienza con el pasaje por una estructura muy fina de material que va creciendo en tamaño (micromallas crecientes) entre 0,2 – 50 micrones y 500 -5000 micrones .El material del elemento Coalescedor debe tener solo una absorcióntemporal (no permanente) para liberar con el flujo las gotas coalescidas. La necesidad del tipo de separación de las gotas coalescidas en la tercera etapa (SG) define la configuración de la unidad. Se recomienda una configuración horizontal para separar hidrocarburos de agua o remover contaminantes de hidrocarburos cuando la tensión interfacial es muy baja (menor a 3 dyn /cm. Se recomienda unaconfiguración vertical para remover agua o contaminantes acuosos de corrientes de hidrocarburos cuando la tensión interfacial es mayor a 3 dyn/cm. En la etapa de separación, se emplean

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Cartuchos de material hidrofobico (es una barrera a las gotas acuosas que coalescen pero permiten que pasen hidrocarburos). Coalescedores L/G (liquido /gas)Se emplean para remover aerosoles líquidos de corrientes gaseosas, son capaces de remover gotas muy finas de submicrones y mayores. Este tipo de coalescedores separan por el mecanismo de difusión, aunque pretenden competir con ellos ciclones y demisters, estos no parecen tener la misma performance para tamaños pequeños de aerosoles y para bajos caudales ya que ciclones y demisters funcionan enbase al principio de separación inercial. La sección coalescedora esta construida con fibra de vidrio (Pall)con un tratamiento superficial de fluorocarbonos .Los coalescedores L/G pueden usarse para concentraciones de ingreso de 1000 ppmw (0,1%) con salidas de 0,003 ppmw.En la siguiente tabla se aprecian tamaños de aerosoles . Tabla 1 – Rango de diámetros típicos en aerosoles Tipo de partícula rangoen micrones Grandes moléculas orgánicas mayor a 0,004 Humos 0,0045 - 1,0 Humedad ambiente 0,1 – 300 Niebla ambiente 500 – 1000 Vapor liq. en ebullición 20 - 1000 Flujo bifásico en gasoductos 10 – 2000 Lluvia atmosférica 40 – 4000 La Coalescencia en el tratamiento de Agua Coproducida Para remover petroleo suspendido en agua, ya sea para cumplir con regulaciones ambientales o para inyectar alreservorio, se recurre usualmente a varias tecnologías: - Flotación - Empleo de hidrociclones - Separación por gravedad: -Skimmer - Coalescedores de placas paralelas El uso de flujo a traves de placas paralelas como auxiliares de la separación por gravedad comenzó en 1959 como alternativa a las piletas API para separar gotas de petroleo suspendido menores a 150 micrones .El fundamento de los...