Ingeniero


















































Reporte Final

En este trabajo se establecen las dimensiones del separador gas líquido previo a la antorcha, requerido para tratar el gas de venteos del complejo gas.


Luego de analizar las posibles contingencias, se establece que la contingencia crítica esta asociada al shut-down / blow-downde planta, e implica un caudal de venteo de 1000000 sm3/d.

Al circular este caudal por la cañería actual de descarga a la antorcha, la contrapresión resultante en el KOD es 1.7 kg/cm2-a. Por tanto el nuevo KOD se calcula para esta presión y para una temperatura de 40ºC, que representa la condición más desfavorable.

Finalmente, el separador gas líquido (knock out drum) previo a la antorchacalculado para las condiciones antes mencionadas resulta ser de 1825 mm de diámetro (correspondiente a un diámetro de cabezal estándar) y 6000 mm de largo.


INDICE

Reporte Final 3
1.OBJETO 5
2.Alcance 5
3.Metodología de cálculo 5
4.Cálculo del KOD 6
4.1 Determinación del caudal de diseño del KOD 6
4.1.1 Caudal de gas 6
4.1.2 Caudal de líquido 7
4.2 Condiciones de diseño 7
4.2.1Presión de trabajo 7
4.2.2 Temperatura de trabajo 8
4.3 Propiedades físicas de las corrientes 8
4.3.1 Corriente gaseosa 8
4.3.2 Corriente líquido 9
5.Resultados 9

1. OBJETO
El objeto de esta memoría de cálculo es establecer las dimensiones del separador gas líquido (knock-out drum) previo a la antorcha, que satisfaga las condiciones de separación requeridas según la contingencia críticadel sistema de venteos.
2. Alcance
Determinación de los caudales de las corrientes de líquido y gas que ingresan al KOD y de sus propiedades físicas.

Dimensionamiento del KOD.
3. Metodología de cálculo
El cálculo de un KOD se basa en la ley de Stockes. Debe calcularse el volumen que permite a la corriente gaseosa, suponiendo flujo pistón, permanecer en el equipo un tiempo mayor al tiemporequerido para la sedimentación de las gotas presentes en el gas.

La velocidad terminal (vt) de la gota de líquido en el gas esta dada por la ley de Stokes.



Donde
ρG: Densidad del gas
ρL: Densidad del líquido
g: Aceleración de la gravedad
dp: diámetro de la gota
CD: coeficiente de arrastre (es una función del número de Reynold)

Para calcular vt deben conocerse las propiedadesfísicas de la mezcla y el valor de dp. Según lo establecido en API 521, el diámetro de gota varía entre 300 y 500 µm. En este caso se consideran 300 µm ya que representa la condición mas desfavorable, dado que cuanto menor el dp, menor la velocidad de sedimentación y mayor el tiempo de residencia requerido.

A continuación se detalla la metodología para el cálculo de un separador horizontal.Considerando que la bibliografía recomienda que el volumen de líquido sea como mínimo el 50% del equipo, se asume que el 50% del volumen del equipo corresponde al líquido y el otro 50% al gas.
Luego el tiempo de sedimentación esta dado por la distancia recorrida por la gota (D/2) dividida la velocidad con que la recorre (vt). Mientras que el tiempo de residencia esta dado por la longitud del recipienteefectiva (Leff) dividida por la velocidad de flujo del gas (vg).
Por tanto los tiempos de sedimentación (td) y residencia (tr) están dados por:

y

Por otro lado la longitud efectiva del equipo (Lef) se considera ¾ de la real (Lss), con el fin de corregir cortocircuitos.

Luego, el cálculo consiste en determinar el par Lss-D que mejor satisface larelación tr>td.
Por cuestiones de materiales no se recomiendan relaciones Lss/D menores a 3 ni mayores a 4.

También es importante verificar que la velocidad de flujo del gas no supere el valor máximo de velocidad permitido que garantiza que no ocurre arrastre.

Por último se debe chequear que el tiempo de residencia del líquido para el separador elegido sea suficiente. API 521 recomienda...