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• Daniela Arenales

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4.Separadores 4.1 Separadores esféricos Figura 3.8 Muestra un típico separador esférico. Las mismas cuatro secciones Se encuentran en este buque. Son un caso especial del separador vertical. Donde no hay cáscara cilíndrica entre las dos cabezas. El fluido entra en el recipiente a través del desviador de entrada donde el flujo La corriente se divide en dos corrientes. El líquido cae a la recogida de líquidos.

Sección, a través de las aberturas en una placa horizontal situada ligeramente debajo de la interfaz gas-líquido. La delgada capa líquida que atraviesa la placa facilita que los gases arrastrados se separen y asciendan a la sección de asentamiento por gravedad. El gas que sale de los líquidos pasa a través del extractor de neblina y sale del separador a través de la salida de gas. El nivel de líquido se mantiene mediante un flotador conectado a una válvula de descarga. La presión se mantiene por una válvula de control de contrapresión, mientras que el nivel de líquido se mantiene por una válvula de descarga de nivel de líquido.

Los separadores esféricos se diseñaron originalmente para aprovechar teóricamente, las mejores características de los separadores horizontales y verticales. Sin embargo, en la práctica, estos separadores experimentaron las peores características y son muy difíciles de dimensionar y operar. Pueden ser muy eficientes desde el punto de vista de la contención de la presión, pero rara vez se usan en instalaciones petroleras porque tienen una capacidad limitada de sobretensión y presentan dificultades de fabricación.

3.3.4 Separadores centrífugos Separadores centrífugos, a veces denominados ciclones cilíndricos. Los separadores (CCS), se basan en el principio de que la separación de gotas puede mejorarse por la importancia de una fuerza radial o centrífuga. La fuerza centrífuga puede variar desde 5 veces la fuerza gravitacional en unidades de gran diámetro hasta 2500 veces la fuerza gravitacional en unidades pequeñas de alta presión. Como se muestra en la Figura 3.9, el separador centrífugo consta de tres secciones principales: l entrada tangencial inclinada, l salida de líquido tangencial y l salida de gas axial. El patrón de flujo base involucra un doble vórtice, con el gas en espiral hacia abajo a lo largo de la pared y luego hacia arriba en el centro. La velocidad espiral en el separador puede alcanzar varias veces la velocidad de entrada. Los patrones de flujo son tales que las velocidades radiales se dirigen hacia las paredes, lo que hace que las gotitas incidan en las paredes del vaso y se extiendan hacia el fondo de la unidad.

Las unidades están diseñadas para manejar caudales de líquidos entre 100 y 50,000 bpd en tamaños que van desde 2 a 12 pulgadas de diámetro. Centrífugo Los separadores están diseñados para proporcionar separaciones de gas y líquido a granel. Ellos son los más adecuados para corrientes de gas bastante limpias. Algunos de los principales beneficios. son l no hay partes móviles, l bajo mantenimiento, l compacto, en términos de peso y espacio, l insensible al movimiento, y L bajo costo en comparación con la tecnología de separador convencional. No se utilizan comúnmente en las operaciones de producción porque l su diseño es bastante sensible al caudal, y l requieren una mayor caída de presión que las configuraciones estándar descrito previamente. Dado que la eficiencia de separación disminuye a medida que la velocidad disminuye, la centrífuga El separador no es adecuado para caudales muy variables. Las unidades son

comúnmente utilizado para recuperar el arrastre de glicol corriente abajo de un contacto de glicol torre. El diseño de estos separadores es propiedad y, por tanto, no será cubierto. 3.3.5 Separadores Venturi Al igual que la centrífuga, el separador venturi aumenta la coalescencia de las gotitas. introduciendo fuerzas adicionales en el sistema. En lugar de fuerzas centrífugas, la empresa actúa sobre el principio de acelerar el gas de forma lineal a través de una trayectoria de flujo restringido con un fluido motor para Promover la coalescencia de las gotitas. Los separadores Venturi son los más adecuados para aplicaciones que contienen una mezcla de sólidos y líquidos, y no es rentable para eliminar el arrastre de líquidos solo, debido a la alta caída de presión y la necesidad de un fluido motor. Incluso con los sólidos presentes, las unidades de tipo deflector son más adecuadas para detalles arrastrados de hasta 15 mm de diámetro. 3.3.6 Separadores horizontales de doble barril La figura 3.10 ilustra un separador horizontal de doble cañón, que es un Variación del separador horizontal. Las cámaras de gas y líquido son apartado

Imagen. Tomada y modificada de: Ken Arnold - Surface ProductionOperations (3rd Edition)-Vol.ICap 3

Estos se usan comúnmente en aplicaciones donde hay altos índices de flujo de gas y donde existe la posibilidad de grandes babosas, por ejemplo, receptores de babosas Los separadores horizontales de un solo barril pueden manejar grandes caudales de gas, pero ofrecen capacidades deficientes de sobretensión. La corriente de flujo entra en el recipiente en el barril superior y golpea el desviador de entrada. El gas fluye a través de la sección de asentamiento por gravedad, donde se encuentra con los extractores de niebla de tipo desconcertante en ruta hacia la salida del gas. La Figura 3.11 es una vista recortada de un separador de doble cilindro equipado con un extractor de niebla de tipo deflector. Los deflectores ayudan a que los líquidos libres caigan al barril inferior a través de las tuberías de flujo. Los líquidos drenan a través del tubo de flujo hacia el barril inferior. Pequeñas cantidades de gas arrastrado en el líquido se liberan en el barril de recolección de líquido y fluyen hacia arriba a través de las tuberías de flujo. Estos no son ampliamente utilizados en sistemas de campos petroleros debido a l costo adicional y l ausencia de problemas con separadores de un solo vaso.

Estos se utilizan normalmente en el manejo, acondicionamiento y procesamiento de gases. Instalaciones como lavadores de gases en la entrada de compresores, contacto con glicol.

Imagen. Tomada y modificada de: Ken Arnold - Surface ProductionOperations (3rd Edition)-Vol.ICap 3

torres y sistemas de tratamiento de gas donde el caudal de líquido es extremadamente bajo en relación con el caudal de gas. 3.3.7 Separador horizontal con una bota o olla de agua La Figura 3.12 muestra un caso especial de un separador de dos barriles. Es un separador de un solo barril con una “bota” líquida o “olla de agua” en la salida

fin. El cuerpo principal del separador funciona esencialmente seco como en un separador de dos barriles. Las pequeñas cantidades de líquido en el fondo fluyen hacia el extremo del maletero, que proporciona la sección de recolección de líquido. Estos recipientes son menos costosos que los separadores de dos barriles, pero también contienen menos capacidad de manejo de líquidos. Se utiliza cuando hay caudales de líquido muy bajos, especialmente cuando los caudales son lo suficientemente bajos como para que la bota también sirva como separador líquido-líquido. 3.3.8 Separador de filtro El separador de filtro se usa frecuentemente en algunas aplicaciones de alto flujo de gas / bajo líquido. Está diseñado para eliminar pequeñas partículas líquidas y sólidas de la corriente de gas. Estos se utilizan en aplicaciones donde los separadores convencionales que emplean fuerza gravitacional o centrífuga son ineficaces. La Figura 3.13 muestra un diseño de separador de filtro horizontal de dos barriles. Los tubos de filtro en la sección de separación inicial causan la coalescencia de cualquier Niebla líquida en gotas más grandes a medida que el gas pasa a través de los tubos. Una sección secundaria de paletas u otros elementos extractores de niebla elimina estas gotitas unidas. Se usan comúnmente en entradas de compresores en

estaciones de compresores de campo, depuradores finales aguas arriba de las torres de contacto de glicol y aplicaciones de instrumentos / gas combustible. El diseño es propiedad y depende del tipo de elemento de filtro empleado. Algunos elementos pueden eliminar el 100% de las partículas de 1 mm y el 99% de las partículas de ½ mm cuando funcionan a la capacidad nominal y los intervalos recomendados de cambio de filtro.

La figura 3.14 muestra un elemento de filtro típico. El elemento consiste en l un cilindro de metal perforado con extremos sellados para compresión sellado y l un cilindro de fibra de vidrio, típicamente ½ pulg. (1,25 cm) de espesor, rodea el cilindro de metal perforado.

3.3.9 Fregadoras Un depurador es un separador de dos fases que está diseñado para recuperar líquidos arrastrados de las salidas de gas de los separadores de

producción o para atrapar líquidos condensados debido a enfriamiento o caídas de presión. La carga de líquido es mucho más baja que la de un separador. Las aplicaciones típicas incluyen: l aguas arriba de equipos mecánicos tales como compresores que podrían dañarse, destruirse o quedar ineficaces por el líquido libre; l aguas abajo del equipo que puede hacer que los líquidos se condensen a partir de una corriente de gas (como refrigeradores); l aguas arriba del equipo de deshidratación de gas que perdería eficiencia, ser dañado o destruido si está contaminado con hidrocarburos líquidos; y l aguas arriba de una salida de ventilación o bengala. Los lavadores verticales son los más utilizados. Se pueden usar depuradores horizontales, pero las limitaciones de espacio generalmente dictan el uso de una configuración vertical.

3.3.10 Atrapascos Un "receptor de babosas", comúnmente utilizado en las tuberías de recolección de gases, es un caso especial de un separador de gaslíquido de dos fases que está diseñado para manejar grandes capacidades de gas y babosas de líquidos de forma regular. La Figura 3.15 es un esquema de un receptor horizontal de babosas de dos fases con líquido "dedos."

FIGURA 3.15. Representación esquemática de un receptor de bala horizontal de dos fases con líquido dedos.

El gas y el líquido del sistema de recolección ingresan a la porción horizontal del recipiente de dos fases, donde se realiza la separación primaria de gas y líquido. El gas sale por la parte superior del separador a través del extractor de neblina, mientras que el líquido sale por la parte inferior del recipiente a través de una serie de tubos o dedos de gran diámetro. Los tubos brindan un gran volumen de retención de líquido y envían el líquido a un nocaut de agua libre trifásico (FWKO) para una mayor separación líquido-líquido.