separadores

PRINCIPIOS DE SEPARACION Y SEPARADORES

1._PRINCIPIOS DE SEPARACIÓN

En el diseño de separadores es necesario tomar en cuenta los diferentes estados en que pueden encontrarse los fluidos y el efecto que sobre éstos puedan tener las diferentes fuerzas o principios físicos.
Los principios fundamentalmente considerados para realizar la separación física de vapor, líquidos o sólidos son: lafuerza de gravedad, la fuerza centrífuga y el choque de partículas o coalescencia. Toda separación puede emplear uno o más de estos principios, pero siempre las fases de los fluidos deben ser inmiscibles y de diferentes densidades para que ocurra la separación.

Generalmente, el flujo que se obtiene de un yacimiento es de naturaleza multifásica.
La separación física de estas fases es una de lasoperaciones esenciales en la producción, tratamiento, transporte de crudos y gases.
Los fluidos producidos son, en la mayoría de los casos, mezclas complejas de hidrocarburos, agua, partículas de arena y contaminantes.


1.1._Petróleo Negro (Black oíl) Crudo:
Diagrama de fase (petróleo negro). .




















Consiste en una mezcla con amplia variedad de especiesquímicas caracterizadas por tener en promedio moléculas grandes, pesadas y no volátiles. El diagrama de fases cubre un amplio rango de temperatura; el punto crítico se sitúa bien arriba de la pendiente de la envolvente de fases y las curvas de volumen están espaciadas más o menos en forma constante
La línea 1_2_3 es una reducción isotérmica de presión, obsérvese que el punto que representa elseparador se encuentra a condiciones de presión (p) y temperatura (T) de superficies. Cuando la presión del yacimiento cae entre los puntos 1 y 2 se dice que el crudo es subsaturado, es decir, se encuentra por encima de la presión de burbujeo y es capaz de disolver más gas si estuviera presente. Cuando la presión del yacimiento se encuentra en el punto 2, el crudo está en el punto de burbuja y sedenomina crudo saturado, el crudo contiene en solución la cantidad máxima de gas que le es posible disolver.
Estando en el punto 2, una reducción de presión hará que el gas se libere del líquido formando una capa de gas en el yacimiento. Reduciendo la presión entre los puntos 2 y 3, se continúa liberando gas, las curvas de iso-volumen líquido van reduciéndose desde 100% hasta cerca de 55% en el punto3, lo que corresponde a un aumento de gas desde 0% a 45%.
Entre los puntos 2 y 3 el crudo también se denomina saturado; en la medida que se reduce la presión y la temperatura hasta que el fluido llega al separador, más gas se sigue liberando del crudo ocasionando una reducción en el volumen del líquido. Sin embargo una cantidad relativamente grande de líquido llega a la superficie.
La historiade producción de la relación gas/petróleo incrementará mientras la presión del yacimiento cae por debajo de la presión de burbuja.

1.2._Diagrama de fase de petróleo volátil


















En comparación con el petróleo negro posee menor cantidad de componentes pesados y más compuestos intermedios (etano-hexano), el diagrama de fases cubre menor rango de temperatura, latemperatura crítica es menor y es cercana a la temperatura del yacimiento, las curvas de iso-volumen están espaciadas menos regularmente y tienden a pegarse hacia la línea de los puntos de burbuja La línea 1_2_3 es una reducción isotérmica de presión, obsérvese que el punto que representa el separador se encuentra a condiciones de presión (p) y temperatura (T) de superficies, una pequeña reducción depresión por debajo de la fresón de burbuja (p) punto 2, causa la liberación de una gran cantidad de gas en el yacimiento. Un crudo volátil puede llegar a ser 50% gas en el yacimiento al reducirse la presión solo unas pocos libras por debajo de la p la curva de
Iso-volumen que cruza las condiciones del separador muestra un menor porcentaje de líquidos.
Las ecuaciones de balance de materiales...