RC-DISEÑO CONCEPTUAL SEPARADORES BIFÁSICOS-W2007-M

República Bolivariana de Venezuela

Ministerio del Poder Popular para la Educación Universitaria

Universidad Bolivariana de Venezuela

Programa Formación de Grado en Gas

Aldea: IUTM

U.C: DISEÑO y OPERACIÓN DE SISTEMAS DE ACONDICIONAMIENTO DE GAS

ACTIVIDAD:

Profesor: Ing. FERNANDO MARTÍNEZ

Realizado por:

TSU RAMÓN E. COELLO S.

C.I: 8.507.279

Maracaibo, 14 de mayo de 2.011

1er PLANTEAMIENTO DEL DISEÑO CONCEPTUAL:

Separador Vertical Bifásico – con Extractor de Neblina tipo Malla

PARÁMETROS VALORESPresión de Operación, psia 850

Presión @ CN, psia 14.7

Temperatura de Operación, °F 160

Temperatura @ CN, °F 60

°API 45

Peso Molecular del Gas, Lb/Lbmol 20

Relación Gas Líquido (RGL), PCN / BN 8500

Flujo Volumétrico de Líquido @ CN, MBND 46,06

Flujo Volumétrico de Gas @ CN, MMPCND 400

I. PROCEDIMIENTO y CÁLCULOS

1. Velocidad del Gas dentro del Separador; velocidad de Asentamiento; Velocidad

Terminal.

Vcg=k √ ρl−ρgpg

-Gravedad Específica del Petróleo

γ o=141,5

131,5+° API= 141,5131,5+45

=0,8017

-Densidad del Petróleo

ρo=ρl=62,43∗¿ γ o ¿62,43∗0,8017=50,050lb / pie3

-Gravedad Específica del Gas

γ g=Mg28,96

=¿ 2028,96

=0,6906

-Presión Crítica

Pc=677+15 γ g−37,5 γ g2 ¿677+15 (0,6906 )−37,5 (0,6906 )2=669,5 psia .

-Temperatura Crítica

Tc=168+325 γ g−12,5 γ g2=168+325 (0,6906 )−12,5 (0,6906 )2=386,5 ° R

-Presión Seudorreducida

Pr¿ PoPc

= 850 psia669,5 psia

=1,2696

-Temperatura Seudorreducida

Tr= ¿Tc

= 620 ° R386,5 ° R

=1,6041

-Factor de Compresibilidad (Método de Papay)

Z=1−( 3,52 Pr100,9813Tr )+( 0,274 Pr2100,8157Tr )=1−( 3,52∗1,2696100,9813∗1,6041 )+( 0,274∗1,26962100,8157∗1,6041 )=0,9026

-Densidad del Gas

ρg=28,9625∗γ g∗Po

10,732∗Z∗¿=28,9625∗0,6906∗85010,732∗0,9026∗620

=2,8308 lbpie3

-Flujo Másico del Líquido (petróleo)

Wo=Wl=5,61∗Qocn∗ρo

86.400=5,61∗45,06 x 10

3∗50,05086.400

=146,43 lbs

-Flujo Másico del Gas

Wg=28,9625∗Qgcn∗γ g

379,73∗86.400=28,9625∗400 x10

6∗0,6906379,73∗86.400

=243,86 Lbs

-Relación de Flujos Másicos

WlWg

=146,43 lb /s243,86 lb /s

=0,6

Según PDVSA:

Wl / Wg ≤ 0,1 K = 0,35

0,1 ˂ Wl / Wg ≤ 1,0 K = 0,25

Wl / Wg > 1,0 K = 0,20

Vcg=K √ ρl−ρgρg

=0,25√ 50,050−2.8312,831=1,02 pies /s

2. Tasa de Flujo Volumétrico del Gas @ Condiciones de Operación

Qgop=Wgρg

= 243,86 lb /s2,831 lb / pie3

¿86,14 Pie3

s

3. Área Sección Transversal del Separador

Ag= QgVcg

=86,14

pie3

s

1,02pies

=84,45 pie2

4. Diámetro Interno del Recipiente

Di=Dv=√ 4 Agπ

=√ 4∗84,453,14159=10,37 pies=124,44 pulg (¿ )

(*) = Se asume un Di = 126’’ (10,5 pies), ya que no se cuenta con la información técnica-

comercial disponible para diámetros de carcasa de separadores-depuradores, contenida en

manuales y normas específicas, como ASME - Sección VIII, ASTM, PDVSA, API y NACE. En

consecuencia, se recalculó el Área de la Sección Transversal del Separador (Ag) a partir de

este valor asumido como Diámetro Interno del Separador:

Ag= Di2∗π4

=(10,5 )2∗3,14159

4=86,59Pie2

5. Flujo Volumétrico del Líquido @ Condiciones de Operación

Ql=Wlρl

=146,4350,050

=2,926 pie3/ s

6. Volumen de Retención de Líquidos

Vl=60∗Ql∗Tr=60 smin

∗2,926 pie3

s∗1,5min¿263,31 pie3

°API del Crudo Características del Líquido Tiempo de Retención, Tr

°API ≥ 40 Destilados y petróleos crudos 1,5 min

25 ≤ °API ≤ 40 Petróleos crudos tipificados como no espumosos 3 min

°API ≤ 25 Petróleos crudos considerados espumosos 5 min

7. Altura del Líquido en el Separador

hl= VlAg

=263,31 pie3

86,59 pie2=3,04 pies=36,5 pulg≈3,1 pies=37,2 pulg*

¿hl=Capacidad del Líquido de l Separador→h6 (PDVSA )=h7(GPSA )

8. Densidad de la Mezcla

ρm=Wl+WgQl+Qg

=146,43+243,862,926+86,14

=4,382 lb

pie3

9. Velocidad del Fluido en la Boquilla de Entrada

Vbe= 80

√ρm= 80

√4.382=38,22 pie

s(¿ )

(*) Según norma, Vbe≤30 pie / s; por lo tanto, Vbe = 30 pie/s.

10. Velocidad Máxima del Gas en la Boquilla de Salida de Gas del Separador

Vbg= 80

√ ρg= 80

√2.8308=47,55 pie /s (*)

(*) Vbg ≤ 90 pie/s (60 pie/s ~ 90 pie/s); por lo tanto se asume Vbg = 60 pie/s

11. Velocidad Máxima del Crudo a la Salida de la Boquilla del Separador (Velocidad del

Líquido a la Descarga del Separador)

Vbo= 80

√ ρo= 80

√50,050=11,31 pie / s (*)

(*) Vbo ≤ 3 pie/s; por lo tanto, Vbo = 3 pie/s

12. Diámetro de la Boquilla de Entrada

Dbe=√ 4 (Ql+Qg )πVbe

=√ 4 (2,926+86,14 )3,14159∗30

=1,94 pies ≈2 pies=24 ' 'de DN

13. Diámetro de la Boquilla de Salida de Gas

Dbg=√ 4QgπVbg

=√ 4∗86,143,14159∗60

=1,35 pies=16,2 pulg

Dbg=16,2+0,5=16,7' '→18' 'de DN ≈1,5 pies

14. Diámetro de la Boquilla de Salida de Líquido (petróleo)

Dbo=√ 4QlπVbo

=√ 4∗2,9263,14159∗3

=1,1144 pies=13,3725' '

Dbo=13,3725' '+0,5' '=13,8725→14 ' ' de DN ≈1,17 pies

NOTA: A continuación, se procede a establecer las proporciones del dimensionamiento del

Separador Bifásico Vertical, según PDVSA y GPSA. Pero antes, se deben recalcular para

ajustarse a la normativa GPSA los siguientes parámetros:

Valor de la Constante de K (GPSA). Según la GPSA, K = 0,35 @ 100 psig y por

cada 100 psig de aumento de Po, K disminuye 0,01. Por lo tanto:

Po=850 psia−14,7=835,3 psig

835,6 psig100,0 psig

x0,01=0,0835≈0,08

K=0,35−0,08=0,27

KGPSA=0,27

Velocidad de Asentamiento en el Separador, Vcg. Se recalcula con el valor de

K(GPSA):

Vcg=K √ ρl−ρgρg

=0,27∗√ 50,050−2,8312,831=1,10 pie /s

Área Transversal del Separador, Ag.

Ag= QgVcg

=86,14 pie3/s1,10 pie /s

=78,31 pie2(Recalculadomás tarde)

Diámetro Interno del Separador, Di (Dv).

Di=√ 4 Agπ

=√ 4∗78,313,14159=9,985 pies→10 pie s=120 ' '

Recálculo de Ag.

Ag= Di2∗π4

=102∗3,141594

=78,54 pies2

Los demás parámetros quedan en igual condición

II. DIMENSIONAMIENTO DEL SEPARADOR BIFÁSICO VERTICAL

Según Normativa PDVSA Según Normativa GPSA

Nivel de

AlturaEspecificación Resultado

Nivel de


h0 h0= Dv/4 2,63’ h0 h0= Dv/4 2,5’

h1 h1= (Dv-Di)/2 – h0 1,875’ h1 h1= (Dv-Di)/2 – h0 1,5’

h2 h2 = 6’’ = 0,5’ 0,5’ h2 h2 = 6’’ = 0,5’ 0,5’

h3 h3 = 0,6Dv o 3’’(mín) 8,5’ h3 h3 = Dv o 2’ (mín) 10’

h4 h4 = Di 2’ h4 h4 = 2Di 4’

h5 h5 = 0,3Dv o 2’ (mín) 6,2’ h5 1’ (mín) 3,1’

h6 h6 = Cap. Líq. = 1’ (min) 3,1’ h6 1’ (mín) 3,1’

h7 N/A N/A h7 h7 = Cap. Líq. = 1’ (mín) 3,1’

h0 h0= Dv/4 2,63’ h0 h0= Dv/4 2,5’

L - 27,435’ L - 30,3’

Dv - 10,5’ Dv - 10’

L/Di 2,5 ≤ L/D ≤ 6,0 2,61 L/Di 2,0 ≤ L/D ≤ 4,0 3,03

NOTA. Como podemos apreciar, el dimensionamiento cumple tanto con las especificaciones de PDVSA como de GPSA. Sin embargo, es preciso acotar que para obtener los valores apropiados de h3, h5 y h6 para el cumplimiento de la normativa PDVSA y, en el caso de la normativa GPSA, h5, h6 y h7, se procedió a establecer la siguiente relación de proporciones:

PDVSA → h6 = Altura Normal del Líquido = 3,1’; por consiguiente, si la especificación mínima dice que h3 y h5 deben ser 3’ y 2’, respectivamente, entonces:

h5 = 2h6 = 2x3,1’ = 6,2’h3 = 3h6 = 3x3,1’ = 9,3’. En este caso primó el aspecto económico, ya que sólo hacían falta 8,5’ para cumplir con al menos una L/D = 2,5+0,1=2,6. Con 9,3’ el valor de L/D = 2,68.

GPSA → h7 = Altura Normal del Líquido = 3,1’; por consiguiente, de acuerdo a las especificaciones mínimas de h5 y h6:h5 y h6 = h7 = 3,1’ ; en consecuencia: h5 y h6 = 3,1’.

III. ESPESORES DEL SEPARADOR BIFÁSICO VERTICAL

Por ser un recipiente a presión, el diseño mecánico de un separador puede realizarse con el

código ASME Sección VIII División 1.

Espesor de Pared de la Carcasa. Se consideró junta longitudinal y como material del

recipiente acero al carbono, con esfuerzo a la tensión del material de 20.000 lpcm,

con eficiencia del 85% (0,85) y espesor por corrosión de 0,125’’. La tabla siguiente

muestra los parámetros para el cálculo y sus respectivos valores y unidades:

PARÁMETROS REQUERIDOS PARA ESPESOR DE CARCASA

Descripción Símbolo UnidadValor

Parámetro / Resultado

Espesor Nominal ts Pulgadas Por Calcular ?

Presión de Operación P LpcmEstablecido

por Requerimiento

835,3

Radio Interno del Sep. R Pulgadas Calculado 60

Valor Máximo de Esfuerzo Permisible S Lpcm Asumido 20.000

Eficiencia de Junta Longitudinal E Fracción de 1 Asumido 0,85

Espesor por Corrosión C.A. Pulgadas Asumido 0,125

ts= P . RS . E−0,6. P

+C . A .

ts= 835,3 x60(20.000 x 0,85 )−(0,6 x835,3)

+0,125=3,16 pulg 3,1875 pulg=3316 pulg

Espesor de los Casquetes. Se consideró para el diseño los casquetes elípticos, ya

que ofrecen mayor resistencia a la presión. La tabla siguiente muestra los parámetros

para el cálculo y sus respectivos valores y unidades:

PARÁMETROS REQUERIDOS PARA

ESPESOR DE CASQUETES


Parámetro / Resultado

Espesor Nominal tc Pulgadas Por Calcular ?


por Requerimiento

835,3

Diámetro Interno del Separador D Pulgadas Calculado 120




tc= P . D2.S .E−0,2. P

+C . A

tc= 835,3 x120(2 x20.000 x 0,85 )−(0,2 x835,3)

+0,125=3,0877 pulg 3332 pulg .

Espesor de Pared de las Boquillas. De las normas API 5L / ASTM A53 / A106 se

obtienen los diámetros nominales de las tuberías de acero para las tuberías de

Schedule estándar. Opcionalmente, pueden tomarse datos de las tablas contenidas en

el Apéndice A de Marcías Martínez. Adicional a eso, se consideró para el cálculo

que al espesor nominal se le sustraiga el 12,5% de tolerancia permitida más el margen

por corrosión, tal como lo muestra la expresión:

tb (b )=t tub. estándar∗(1−0,125 )+C . A=(t tub .estándar∗0,875)+0,125 ' '

En donde:

tb (b )=Espesor Mínimode Pared

t tub. estándar=Espesor Nominalde TuberíaEstándar

Boquilla de Entrada

Dbe=24' ' DN→t=0,46875' '

(Tomado de Ap. A de M. Martínez, @ Po = 984 lpcm, S = 35.000 lpcm y F = 0,72)

t 24 ¨ (b )=(0,46875∗0,875 )+0,125=0,5625' '→0,5625' 'Tipo30

Boquilla de Salida de Gas

Dbg=18 ' ' DN→t=0,34375 ' '


t 20¨ (b)= (0,34375∗0,875 )+0,125=0,4258' ' →0,43750 ' ' Tipo30

Boquilla de Salida de Líquido (petróleo)

Dbo=14 ' ' DN→t10=0,2500' '


t 14 ¨(b)=(0,2500∗0,875 )+0.125=0,34375' '→0,34400' '

2do PLANTEAMIENTO DEL DISEÑO CONCEPTUAL:

Separador Horizontal Bifásico – con Extractor de Neblina tipo Malla

PARÁMETROS VALORESPresión de Operación, psia 500

Presión @ CN, psia 14.7

Temperatura de Operación, °F 160

Temperatura @ CN, °F 60

°API 45

Peso Molecular del Gas, Lb/Lbmol 20

Relación Gas Líquido (RGL), PCN / BN 2667

Flujo Volumétrico de Líquido @ CN, MBND 7,50

Flujo Volumétrico de Gas @ CN, MMPCND 20

I. PROCEDIMIENTO y CÁLCULOS

1. Velocidad de Asentamiento o Velocidad Terminal.

Vt=K∗√ ρo−ρgρg

∗( L10 )

0,56

- γo=0,8017(calculadoanteriormente)

- γg=0,6906(calculadoanteriormente)

- ρo=50,050 lb

pie3(calculadoanteriormente)

- Pc=669,5 psia ;Tc=386,5 ° R (calculados anteriormente )

- Pr¿PopPc

=500 psia669,5 psia

=0,747

¿¿

- Tr=TopTc

= 620 ° R386,5 ° R

=1,604

- Z (Mét .Papay )=1−( 3,52∗Pr100,9813∗Tr )+( 0,274∗Pr2

100,8157∗Tr )

Z=1−(3,52∗0,747100,9813∗1,604 )+( 0,274∗0,7472100,8157∗1,604 )=0,9374- ρg=28,9625∗γg∗Pop

10,732∗Z∗Top=28,9625∗0,6906∗50010,732∗0,9374∗620

=1,603 Lb/ pie3

Asumiendo un L = 10 pies y un K = 0,40 → 2,5<LD

<4,0

Vt=0,40∗√ 50,050−1,6031,603∗( 1010 )

0,56

=2,2 pies/s

2. Velocidad del Gas.

Vg=0,85∗Vt=0,85∗2,2 pies /s ¿1,87 pie /s

3. Flujo Másico del Gas.

Wg=28,9625∗Qgcn∗γg379,73∗86.400

=28,9625∗20 x106∗0,6906

379,73∗86.400=12,19lb / s

4. Flujo Volumétrico del Gas @ Cond. Operación.

Qg=Wgρg

= 12,19 lb /s1,603 lb / pie3

=7,61 pie 3/s

5. Área de la Sección Transversal de Gas.

Ag=Qg@cond .opVg

=7,61 pie3/s1,87 pie /s

=4,07 pie2

6. Área Total en el Separador.

At=2∗Ag=2∗4,07 pie2=8,14 pie2

7. Diámetro del Separador.

D=√ 4∗Atπ

=√ 4∗8,14 pie2

3,14159=3,22 pies=38,64 pulg≈ 40 pulg=3,33 pies

8. Longitud del Separador.

L=10 pies (asumida )

- Relaci ónde Esbeltez= LD

= 103,33

=3→2,5≤LD

≤4,0 → (OK)

9. Flujo Volumétrico del Líquido (petróleo).

Qo=Woρo

- Wo=5,61∗Qocn∗ρo86.400

=5,61∗7,5 x103∗50,050

86.400=24,37 lb /s

Qo=Woρo

= 24,37 lb / s50,050lb / pie3

=0,487 pie3/s

10. Volumen para el Líquido.

Vl=Al∗L→ Al=Ag

Vl=4,07 pie2∗10 pie=40,7 pie3

11. Tiempo de Retención del Líquido.

tr= Vl60∗Ql

= 40,7 pie3

60sm

∗0,487 pie3/s=1,39m 1,5minutos

12. Velocidad de la Boquilla de Entrada.

Vbe≤25

√ ρm

- ρm= ρo .Qo+ρg .QgQo+Qg

=50,050∗0,487+1,603∗7,610,487+7,61

=4,517 lb

pie3

Vbe≤25

√4,517≤11,76 pie /s

13. Diámetro de la Boquilla de Entrada.

Dbe=√ 4∗(Qo+Qg )π∗Vbe

=√ 4∗(0,487+7,61)3,14159∗11,76

=0,9363 pies ≈1 pie ≈12 pulgDN

14. Velocidad de la Boquilla de Salida de Gas.

Vbg≤50

√ ρg≤

50

√1,603≤39,49 pies /s

15. Diámetro de la Boquilla de Salida de Gas.

Dbg=√ 4∗Qgπ∗Vbg

=√ 4∗7,613,14159∗39,49

=0,4953 pies ≈0,5 pies=6 pulgDN

16. Velocidad de la Boquilla de Salida de Líquido.

Vbl oVbo˂3,3pies

→Se asumeVbl=3,2 pie / s

17. Diámetro de la Boquilla de Salida de Líquido.

Dbo=√ 4∗Qoπ∗Vbo

=√ 4∗0,4873,14159∗3,2

=0,44 pies ≈0,5 pies=6 pulgDN

II. DIMENSIONAMIENTO DE ESPESOR DE PAREDES

Para los cálculos de espesor de paredes de carcasa, casquetes y boquillas se tomaron en

cuenta las mismas consideraciones que en el caso del Separador Vertical. Por consiguiente,

se procede directamente con los cálculos, empezando por el espesor de la carcasa cilíndrica:

PARÁMETROS REQUERIDOS PARA ESPESOR DE CARCASA


Parámetro Resultado



por Requerimiento

485,3

Radio Interno del Sep. R Pulgadas Calculado 20




Espesor de Pared de Carcasa

ts= P . RS . E−0,6. P

+C . A .

ts= 485,3 x20(20.000 x 0,85 )−(0,6 x 485,3)

+0,125=0,7059' ' 0,71875' '=23/32 ' '

PARÁMETROS REQUERIDOS PARA ESPESOR DE CASQUETES


Parámetro Resultado



por Requerimiento

485,3

Diámetro Interno del Separador D Pulgadas Calculado 40




Espesor de Pared de Casquete

tc= P . D2.S .E−0,2. P

+C . A

tc= 485,3 x 40(2 x20.000 x 0,85 )−(0,2 x 485,3)

+0,125=0,6976' ' 0,703125' '=45 /64 ' '

Espesor de Pared de las Boquillas. Se aplicaron las mismas consideraciones que

en el caso del Separador Vertical, procediéndose a continuación a calcular los

espesores correspondientes a las Boquillas de Entrada, de Salida de Gas y de Salida

de Líquido.

Boquilla de Entrada

Dbe=12' ' DN (DExt=12,75' ' )→=t 100,1800 ' '

(Tomado de Ap. A de M. Martínez, @ P = 712 lpcm, S = 35.000 lpcm y F = 0,72)

t 12¨ (b)=(0,1800∗0,875 )+0,125=0,2825 ' ' →0,3000 ' '

Boquilla de Salida de Gas

Dbg=6 ' ' DN (DExt=6,625' ')→t 5=0,10900 ' '


t 6 ¨(b)=(0,10900∗0,875 )+0,125=0,220375' '→0,2500 ' '

Boquilla de Salida de Líquido (petróleo)

Dbo=6 ' ' DN (DExt=6,625' ')→t 5=0,10900 ' '


t 6 ¨(b)=(0,10900∗0,875 )+0,125=0,220375' '→0,2500 ' '

CONSIDERACIONES y COMENTARIOS FINALES

1. Para el dimensionamiento de los Separadores Verticales fue necesario la aplicación

de criterios técnicos amplios, con sentido lógico y con proporciones basadas en las

relaciones dimensionales entre cada uno de los niveles de altura del separador. Por

ejemplo, parea el cálculo del nivel h6 (PDVSA) = h7 (GPSA) fue tomado como base la

altura del líquido (hl = Capacidad del Líquido = 3,1’), aunque la especificación fuese

12’’ mín. (1’) en cada caso. A partir de este valor, se establecieron las dimensiones de

otros niveles de altura relacionados con hl, en las que cada uno guarda una relación

proporcional de especificación mínima con los demás. Todo eso se emplea sólo en el

caso eventual en que se tuviese algún inconveniente para cumplir con la Relación de

Esbeltez (L/D) especificada.

2. En varias ocasiones fue preciso asumir valores de algunos parámetros, ya que el valor

calculado según las fórmulas establecidas no cumplía con las especificaciones

máximas o mínimas exigidas. Como muestra de ello se mencionan las velocidades en

las boquillas de entrada y salida de fluidos. No obstante, esta disposición de asumir

valores máximos o mínimos no implica de ningún modo que haya existido algún error

en los cálculos o una equivocación al momento de elegir una constante; sino más bien

lo contrario, ya que con esto estamos evaluando de manera crítica y analítica los

criterios técnicos más estrictos para cumplir minuciosamente con las exigencias de

diseño, en concordancia con las especificaciones propuestas por fabricantes,

operadoras industriales, empresas del ramo, asociaciones profesionales, normas

internacionales, entre otras.

3. Para el caso del Separador Horizontal, se consideró una Longitud L = 10 pìes, la cual

resultó excelente para el dimensionamiento, debido a la Relación de Esbeltez del

Separador (L/D = 3), siendo el rango seleccionado para ésta de 2.5 ~ 4.0, la cual

implicaba un ahorro de espacio y de inversión económica. Esta selección conllevó a

tomar un valor de la Constante de Souders & Brown (K) = 0.4, de acuerdo a los

criterios de selección establecidos para esta constante por la normativa consultada. La

misma consideración se aplicó para la selección de la fórmula para el cálculo de la

Velocidad Crítica del Gas (Vcg), elegida a partir del valor de L asumido.

4. Como consideración final, se realizó una evaluación de los Separadores Bifásicos

Diseñados, para establecer su Recomendación de Uso, de acuerdo a la siguiente

tabla:

Tal como podemos apreciar en la tabla comparativa, para RGL altas, como en el caso

propuesto tanto para Separadores Verticales (RGL = 8500 PCN/BN) como para

Separadores Horizontales (RGL = 2667 PCN/BN), ambos con Extractor de Malla, se

establece una valoración de uso de “MUY RECOMENDABLE” en el caso del Separador

Vertical y de “MANEJO MODERADO” para el caso del Separador Horizontal. Esto se

deduce perfectamente porque altas RGL producen una mayor proporción de gas y menor

proporción de líquidos que bajas RGL, con lo cual un Separador Bifásico Vertical resulta

idóneo para este caso; mientras que los Separadores Bifásicos Horizontales son especiales

para el manejo de mayores cantidades de líquido y menores cantidades de gas, sobre todo

para separación trifásica líquido-líquido-gas, de allí su diseño con mayor capacidad de

almacenaje y separación de líquidos.

FE DE ERRATA

RECOMENDACIÓN DEL TIPO DE SEPARADOR

Situación Vertical sin malla Vertical con malla Horizontal sin malla Horizontal con malla

Alta RGL Muy Recomendable Muy Recomendable Manejo Moderado Manejo Moderado

Alto "turndown" de flujo de gas

Muy Recomendable Muy Recomendable Manejo Moderado Manejo Moderado

Baja RGL Manejo Moderado Manejo Moderado Muy Recomendable Muy Recomendable

Alto "turndown" de flujo de liquido

Manejo Moderado Manejo Moderado Muy Recomendable Muy Recomendable

Presencia de Sólidos/Materiales

PegajososRecomendado

Manejo Moderado Considerar Internos

Especiales


Especiales/Inclinados


Especiales/Inclinados

Separación liquido-liquido solamente

No Recomendable No Recomendable Recomendable No Aplica

Separación liquido-liquido-vapor

Manejo Moderado Manejo Moderado Muy Recomendable Muy Recomendable

Limitaciones en área de planta

Recomendable Recomendable No Recomendable No Recomendable

Limitaciones en espacio vertical o

alturaNo Recomendable No Recomendable Recomendable Recomendable

El cálculo de la L/D realizado inicialmente en el Separador Bifásico Vertical (PDVSA y GPSA)

fue hecho tomando en cuenta la altura de los casquetes, lo cual constituye un error, ya que

estos no forman parte del cuerpo cilíndrico de la carcasa y no deben considerarse para el

cálculo, según norma. Por consiguiente, se recalculó la L/D para cada caso y la misma dio

los siguientes resultados:

Tabla: Recálculo de L/D (sin los Casquetes)

Según Normativa PDVSA Según Normativa GPSA

Nivel de


Nivel de


h0 h0= Dv/4 2,63’ h0 h0= Dv/4 2,5’

h1 h1= (Dv-Di)/2 – h0 1,875’ h1 h1= (Dv-Di)/2 – h0 1,5’

h2 h2 = 6’’ = 0,5’ 0,5’ h2 h2 = 6’’ = 0,5’ 0,5’

h3 h3 = 0,6Dv o 3’’(mín) 8,5’ h3 h3 = Dv o 2’ (mín) 10’

h4 h4 = Di 2’ h4 h4 = 2Di 4’

h5 h5 = 0,3Dv o 2’ (mín) 6,2’ h5 1’ (mín) 3,1’

h6 h6 = Cap. Líq. = 1’ (min) 3,1’ h6 1’ (mín) 3,1’

h7 N/A N/A h7 h7 = Cap. Líq. = 1’ (mín) 3,1’

h0 h0= Dv/4 2,63’ h0 h0= Dv/4 2,5’

L - 22,175’ L - 25,3’

Dv - 10,5’ Dv - 10’

L/Di 2,5 ≤ L/D ≤ 6,0 2,11 L/Di 2,0 ≤ L/D ≤ 4,0 2,53

Tal como podemos apreciar, en la L/D basada en la normativa de PDVSA se obtuvo un valor

por debajo de la especificación mínima exigida (0,39 por debajo). En tanto que para la

normativa GPSA se obtuvo un valor de L/D más bajo, pero acorde con la especificación

mínima (0,53 por encima). En conclusión, se tuvo que efectuar un ajuste para el primer caso,

el cual se fundamentó en el siguiente planteamiento:

Valor de L requerido para una L/D = 2,60:

L ideal=D∗( LD )=10,5∗2,60=27,30 '

Diferencia requerida de L para una L/D = 2,60:

LReq=Lideal−Lcalc .=27,30−22,175=5,125 '

Como técnicamente es incorrecto el ajuste de todos los niveles de altura del cilindro,

ya que resulta algo arbitrario, se tomaron en consideración solamente aquellos en los

cuales puedan hacerse ajustes y que cumplan con las especificaciones establecidas

para el caso (PDVSA) una vez ajustados. Dichos niveles de altura son: h3, h5 y h6,

ubicándose el primero por encima de la boquilla de entrada y los dos últimos por

debajo de la misma. En concreto, se debe entonces distribuir el valor de L requerido

(5,125 pies) entre estos tres niveles, adicionando un valor proporcional a cada uno de

acuerdo a lo mostrado en la siguiente tabla:

Nivel Valor Previo Fracción (F)Valor Adicional:

F * L Req

Valor Ajustado:V. Previo + V. Adic.

h3 8,5 8,5 / 17,8 0,48 0,48 * 5,125 = 2,46 ~ 2,5 8,5 + 2,5 = 11’

h5 6,2 6,2 / 17,8 0,35 0,35 * 5,125 = 1,79 ~ 1,80 6,2 + 1,80 = 8’

h6 3,1 3,1 / 17,8 0,17 0,17 * 5,125 = 0,87~ 1,0 3,1 + 1 = 4,1’

Total 17,8 17,8 / 17,8 1,00 Total Adicionado = 5,3’

De acuerdo a estos resultados, se muestra nuevamente la tabla con el

dimensionamiento ajustado para las especificaciones de PDVSA y su respectiva

Relación de Esbeltez basada en dichos ajustes:

DIMENSIONAMIENTO AJUSTADO DEL SEPARADOR BIFÁSICO VERTICAL

Según Normativa PDVSA

Nivel de Altura Especificación Resultado

h0 h0= Dv/4 2,63’

h1 h1= (Dv-Di)/2 – h0 1,875’

h2 h2 = 6’’ = 0,5’ 0,5’

h3 h3 = 0,6Dv o 3’’(mín) 11’

h4 h4 = Di 2’

h5 h5 = 0,3Dv o 2’ (mín) 8’

h6 h6 = Cap. Líq. = 1’ (min) 4,1’

h7 N/A N/A

h0 h0= Dv/4 2,63’

L - 27,475’

Dv - 10,5’

L/Di 2,5 ≤ L/D ≤ 6,0 2,62

ANEXO Nº 1:

h0 = 2,5’

h1 = 1,5’

h2 = 0,5’

h3 = 10’

h4 = 4’

h5 = 3,1’

h6 = 3,1’

h7 = 3,1’

h0 = 2,5’

DIMENSIONAMIENTO DE SEPARADOR BIFÁSICO VERTICAL (GPSA)

ANEXO Nº 2:

DIMENSIONAMIENTO DE SEPARADOR BIFÁSICO VERTICAL (PDVSA)

Di = 2’

De =

Dv = 10’

D = 1,17’

h0 = 2,63’

h1 = 1,875’

h2 = 0,5’

h3 = 8,5’

h4 = 2’

h5 = 6,2’

h6 = 3,1’

h0 = 2,63’

ANEXO Nº 3:

DIMENSIONAMIENTO DE SEPARADOR BIFÁSICO VERTICAL (PDVSA)

Di = 2’

D = 1,17’

De = 1,5’

Dv = 10,5’

h0 = 2,63’

h1 = 1,875’

h2 = 0,5’

h3 = 11’

h4 = 2’

h5 = 8’

h6 = 4,1’

h0 = 2,63’

RECALCULANDO “L” SIN LOS CASQUETES

De = 1,5’

Di = 2’

D = 1,17’

Dv = 10,5’

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