2013 Mod1 04B Separacion

SeparacinSeparaciSeparacinn

Ing. Nelson Cabrera Marz, [email protected]

UAGRM-UPFT Santa CruzMayo-Junio 2013

Modulo 1Modulo 1

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Sistema de Recoleccin de Crudo

Este sistema depende de la ubicacin de los pozos de desarrollo y de la Planta de Tratamiento de Crudo.

Petrleo crudo gas asociado

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Sistema de Recoleccin de Crudo on-shore

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Midstream

Aminas LTS MEGA

Turboexpansin

3 Plantas LTS1 Dew Point

37Mm3/d

Planta Aminas

10Mm3/d

Turboex

6Mm3/d

MEGA

41Mm3/d

USP

Upstream

Baterias

15USP

Pozo

336Pozos

C5+C3

C4C5+

C6+

N2H2O

CO2

C1 C6+

CondensadoPetroleo Agua

H2O

Compresin

100500HP

DioxidoCarbono

CO2

Gasolina

C5+

PropanoButano

Gasolina

C3C4 C5+

EtanoPropanoButano

Gasolina

C3C4

C2

Agua

H2O

Procesamiento del GasProcesamiento del GasProcesamiento del Gas

Downstream

Transporte Di

C

i

t

y

G

a

t

e

TGNTGS

V

C2

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Instalaciones de superficieLa delimitacin de un campo se logra por medio de perforaciones adicionales al pozo exploratorio que se conocen como pozos de desarrollo o pozos de avanzada. Estos permiten delimitar la extensin del yacimiento y calcular el volumen de hidrocarburo contenido en este, as como la calidad del mismo y los requisitos de tratamiento productivo.

Luego se procede al diseo y construccin de las instalaciones de superficie (facilidades de superficie) requeridas para la extraccin del crudo: de produccin, tratamiento, almacenamiento y transporte. En conjunto se denominan a estas instalaciones como Estaciones de recoleccin, y estn conformadas por los siguientes equipos: Separadores, Tanques de almacenamiento, Tratadores trmicos, Bombas de transferencia y Tuberas de flujo.

Produccin

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A sketch of a petroleum production system

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Esquema de produccin de petrleo y/o gas.

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General Lease service installation

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Typical Gas Plant

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A process flow schematic

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Campo de Separacin y Procesos de Acondicionamiento del Hidrocarburo

MODULO DE PROCESAMIENTO

DE GAS

SEPARACION DEL PETROLEO CRUDO

RESERVORIO Y POZOS

TRATAMIENTO DEL AGUA PRODUCIDA

TRATAMIENTO DEL PETROLEO CRUDO

SISTEMA DE ALMACENAMIENTO

GAS NATURAL COMERCIAL O REINYECCION

GNLCO2 , H2S

QUEMA DE GAS

GAS

PETROLEO

AGUA DISPONIBILIDAD DE AGUA

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Rich gas is separated by gas processing into dry gas and NGLs. The NGLs may be sold to a refinery or petrochemical complex, or separated by fractionation into individual hydrocarbon liquids.

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Main process flow scheme (PFS)

Low Temperature

Separation (LTS)

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NGL Fractionation Plant

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Gas SeparationFacilities

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Typical stock tank vapor recover system

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Flow diagram of a multi-lease automatic custody transfer system

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Separadores de gas y Petrleo(Oil and Gas Separators)

Separadores de gas y PetrSeparadores de gas y Petrleoleo(Oil (Oil andand Gas Gas SeparatorsSeparators))

Segunda Parte

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Instalaciones de superficie

SEPARADORES. Los fluidos son bombeados desde el pozo o pozos a una batera de tanques en los cuales se lleva a cabo la recuperacin de sus componentes. Es as como entran en un proceso de separacin que puede darse por medios qumicos, administrando desemulsificantes que fraccionan los fluidos del componente inicial y facilitan la separacin; por medios mecnicos, aislando los componentes de la mezcla por cambios de presin; por medios trmicos, separando los gases y el agua del petrleo por medio de evaporacin; o bien por medios elctricos, sometiendo la emulsin a un campo elctrico de corriente alterna o continua de alto potencial.

Culminada la separacin, cada componente tiene un tratamiento especial: los gases obtenidos del proceso de separacin se tratan para retirar las sustancias que se acompaan, como el sulfuro de hidrogeno y el dixido de carbono conocidos como gases agrios. El agua pasa por los desnatadores o separadores de aceite constituyendo las aguas residuales de la produccin petrolera. El petrleo obtenido pasa a los tanques de almacenamiento.

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Instalaciones de superficieEn los separadores convencionales, el fluido fluye hacia uno de los extremos de un recipiente cilndrico en el que golpea una placa deflectora de acero. La combinacin de volumen expandido y velocidad reducida permite que la fuerza de gravedad inicie el proceso de separacin natural de los fluidos del yacimiento agua, petrleo y gas- de densidad variable. La eficiencia de esta metodologa depende del tiempo, de modo que la clave para la separacin optima de fases es el tiempo de retencin. Cuanto mas tiempo puede mantenerse los fluidos en el recipiente, mas completa es la separacin.

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SeparadoresPara mantener los fluidos un tiempo suficiente en los recipientes, existen placas vertedero que generan secciones independientes enel fondo del separador. En la primera seccin despus de la entrada, el petrleo y el agua se acumulan en el fondo del recipiente; el petrleo sube hacia la parte superior y fluye hacia una segunda seccin por encima de la placa vertedero, mientras que el agua mas pesada queda en el fondo del recipiente en la primera seccin. Dado que los fluidos pueden permanecer mas tiempo en el separador, el gas escapa hacia el espacio vaco que existe por encima de los lquidos y es liberado a travs de un extractor de vapores, en la parte superior del recipiente. El ascenso de los niveles de petrleo y gas levanta los flotadores que, al alcanzar un valor predeterminado, disparan las vlvulas de accionamiento neumtico situadas en el fondo del recipiente. Esto permite que el petrleo y el agua drenen hacia las lneas separadas, provistas de medidores que el gas sale por salida situada en la parte superior del separador.

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Facilidades para el manejo del gas

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Ciclo del Gas Natural

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Necesidad de separacin

- La separacin es el primer paso en el procesamiento del gas- El objetivo es remover los lquidos del flujo de gas con prioridad de transporte, proceso y distribucin del gas.- El flujo de fluido es separado en: Gas, Hidrocarburos pesados (condensado) y agua

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Locacin de la separacin

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Separacin Multi-etapa

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Oil and gas process schematic

ProductSpecifications

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Land basedproductionfacilities

A simple gathering station

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Funciones de los separadoresPRIMARIASPRIMARIAS

- Remover el petrleo del gas- Remover el gas del petrleo- Separar el agua de gas

SECUNDARIASSECUNDARIAS- Mantener la presin optima del separador- Mantener el sello del liquido en el separador

PROBLEMAS ESPECIALES EN LA SEPARACIONPROBLEMAS ESPECIALES EN LA SEPARACION- Separacin de la espuma del petrleo crudo- Parafina- Arena, limo, lodo, sal, etc.- Corrosin

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Mtodos usados para remover petrleo del gas en los separadores

- Diferencia de Densidad (Separacin por Gravedad) - Impacto (Impingement)- Cambio de la direccin del flujo- Cambio de la velocidad de flujo- Fuerza centrifuga- Coalescencia (Fusin o conglutinacin)- Filtrado (Filtering)

Extractores de niebla usados en separadores de Extractores de niebla usados en separadores de petrpetrleo y gasleo y gas- Tipo Aleta- Tipo fibroso

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Mtodos usados para remover GAS del petrleo en los separadores

- Asentamiento (Settling)- Agitacin - Desviacin (Baffling)- Calor (Heat)- Qumicos (Chemical)- Fuerza Centrifuga

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Clasificacin de los separadores

ClasificaciClasificacin por configuracin por configuracinn- Vertical - Horizontal- Esfrico

ClasificaciClasificacin por funcin por funcinn- Dos Fase (gas y liquido)- Tres Fases (gas, petrleo y agua)

Horizontal three-phase separator

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Horizontal monotube two-phase oil and gas separator. Unit isskid mounted with accesories

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Typical horizontal dual-tube two-phase oil and gas separator

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Separacin Primaria

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Schematic of typical vertical three-phase oil/gas/water separator

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Vertical two-phase separator

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A typicalvertical

separator

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Typical field installationof a vertical two-phase

oil and gas separator

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Diagrama de flujo para un separador y calentador vertical

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Schematic of spherical three-phase oil/gas/water separator

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A typical spherical low-pressure separator

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ClasificaciClasificacin por presin por presin de operacin de operacinn- 20 a 1500 psi, 4000 a 5000 psi- Baja presin: 10-20 hasta 180-225 psi- Media presin: 230-250 a 600-700 psi- Alta presin: 750-1500 psi

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ClasificaciClasificacin por aplicacin por aplicacinn- Separador de prueba- Separador de produccin- Separador de baja temperatura- Separador de medicin- Separador de espumas (foam)- Separador Elevado- Separador de fase

ClasificaciClasificacin por principio usado para la n por principio usado para la separaciseparacin primarian primaria

- Diferencia de densidad- Impacto y/o coalescencia- Fuerza Centrifuga

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Separadores centrifugos y depuradores de gas

- Separadores centrfugos- Separadores de vortice divergentes- Depuradores de gas centrfugos

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Etapas de separacin

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Etapas de separacin

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Tres etapas con dos separadores y un tanque de almacenaje

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Una vez se obtiene el petrleo y el gas son llevados a las refineras o puertos de exportacin el primero, o bien a las plantas de tratamiento para aprovecharlo en el mismo campo y/o despacharlo a los centros de consumo.

En el campo del petrleo el medio de transporte mas utilizado es el oleoducto pero tambin pueden usarse carrotanques, ferrocarril y las barcazas en los ros. El oleoducto consiste en una lnea de tubos de acero unidos a lo largo de un trayecto determinado desde el campo productor hasta el punto de refinacin o embarque. Su capacidad de transporte varia y depende del dimetro de la tubera: a mayor dimetro mayor capacidad. La lnea puede ir sobre la superficie o bajo tierra. Existe una estacin de bombeo en su inicio que impulsa el petrleo y de ser necesarias otras estaciones son puestas a lo largo del trayecto. Igualmente vlvulas de control de flujo son puestas en diferentes puntos para atender posibles situaciones de emergencia.

El gas natural se transporta en idnticas circunstancias, pero en este caso la tubera se denomina gasoducto.

Transporte

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2013 Mod1 04B Separacion

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