Ejercicios de separadores

Cátedra: Producción de los Hidrocarburos

Ejercicios prácticos: Diseño de Separadores verticales y Horizontales.

1) Se desea diseñar un separador vertical, bajo las siguientes condiciones:Tasa de flujo másico de gas = 177,27 lb/seg
Tasa de flujo másico de líquido= 21,12 lb/seg
Densidad del gas fluyente= 1,93lb/pies3
Densidad del líquido fluyente=52,09lb/pies3Presión de operación del separador= 480 lpcm
Temperatura de operación del separador =100 ºF
Factor de comprensibilidad (Z) del gas= 0.99
Espesor de la malla de retención de partículas atrapadas enel gas 6pulg.
Diámetro de las tuberías de entrada y salida del separador = 20 pulg.
Se recomienda estimar el tiempo de retención para flujo bifásico no espumoso en función de la gravedad API.Solución:
Paso # 1: Estimación de k y cálculo de Vg
Wl/Wg=(21,12 lb/pc)/(177,27 lb/pc) = 0,119 K= 0.25

Vg=0.25√(52,09-(1,93 )/1,93) = 1,275 pies/ seg

Paso # 2:Calcular la tasa volumétrica de gas.
Qg=(177,27 )/(1,93 )= 91,85 pies3/seg
Paso # 3: Calcular el área transversal del recipiente.
Ag= (91,85 )/1,275 = 72,03 pies2

Paso # 4: Calcular el diámetrointerno del recipiente.
Di=√(4(72.03)/π)=9.57 pies

Paso # 5: Cálculo de la tasa volumétrica del líquido.
Ql=(21,12 )/(52,09 )=0.4055 pies3/seg

Paso # 6: Cálculo el volumen de retención dellíquido.
La gravedad API del líquido es:

API: (141,5 )/(52,09/62,4) -131,5= 38

Con una gravedad de 38 API y crudo no espumoso, se recomiendan un crudo no espumoso, se recomiendan un t_rl=3 min. Luego, Vl= 60 (0,4055). (3) = 72,99 pies3.

Paso # 7: Calcular la altura del líquido en el recipiente〖 (H〗_rl)
〖 H〗_rl=(72,99 )/(72,03 ) =1.01 Pies. Esta dimensión no debe ser menor a 2pies, por lo tanto 〖 H〗_rl=2 pies

Paso # 8: Altura total del separador (Hs)

Cm= ( Di-Nod)/2=(9,57-(20/12))/2 = 3,952 pies
Nod=1,667 pies
〖 H〗_0=2 pies
〖 H〗_m=6/12=0,5 pies
Luego,...