Alcances de la Investigacion MATERIALES Y METODOLOGIA

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- Conocer el uso de los separadores de hidrocarburo

MARCO CONCEPTUAL

Hidrocarburos

La palabra hidrocarburos designa un grupo de compuestos orgánicos constituidos principalmente por átomos de carbono e hidrógeno. La conformación y estructura de sus moléculas abarca desde la más simple, el metano (CH4), hasta aquellas de elevada complejidad como las correspondientes a los hidrocarburos aromáticos policíclicos.

Dentro de ellos existen familias de compuestos agrupadas según su configuración (estructura molecular) y propiedades. Los átomos de carbono se unen entre si formando el esqueleto básico, pudiendo hacerlo en estructuras lineales simples y/o ramificadas o en estructuras cíclicas en forma de anillos

Separadores de Hidrocarburos

Es un cilindro de acero que por lo general se utiliza en los procesos de producción, procesamiento y tratamiento de los hidrocarburos para disgregar la mezcla en sus componentes básicos, petróleo y gas. Adicionalmente, el recipiente permite aislar los hidrocarburos de otros componentes indeseables como arena y agua

Principios de separación

En los campos petroleros los efectos de separación más usados son:

Fuerza de Gravedad: Las gotas de líquido se separan de la fase gaseosa, cuando la fuerza gravitacional que actúa sobre las gotas de líquido es mayor que la fuerza de arrastre del fluido de gas sobre la gota.

Fuerza Centrifuga: El agua contaminada con sólidos e hidrocarburos se inyecta tangencialmente a lo largo de la circunferencia del estanque cilindro-cónico para permitir la separación de las partículas pesadas.

Cambios en la cantidad del movimiento

Fuerzas electrostáticas

En el procesamiento de gas los efectos más usados son

Absorción: Este es uno de los procesos de mayor utilidad en la industria del gas natural. Consiste en remover el vapor de agua de la corriente de gas natural, por medio de un contacto líquido.

Adsorción: Proceso mediante el cual un sólido poroso es capaz de retener partículas de gas en su superficie tras entrar en contacto con éste

Descripción de un Separador de hidrocarburos

Un separador consta de las siguientes secciones

Sección de separación primaria

Sección de separación secundaria

Sección de extracción de niebla

Sección de almacenamiento de líquido

Sección de separación primaria.

La separación en esta sección se realiza mediante un cambio de dirección de flujo. El cambio de dirección se puede efectuar con una entrada tangencial de los fluidos al separador; o bien, instalando adecuadamente una placa desviadora a la entrada. Con cualquiera de las dos formas se le induce una fuerza centrífuga al flujo, con la que se separan grandes volúmenes de líquido.

Sección de separación secundaria.

Se separa la máxima cantidad de gotas de líquido de la corriente de gas. Las gotas se separan principalmente por la gravedad por lo que la turbulencia del flujo debe ser mínima. Para esto, el separador debe tener suficiente longitud. En algunos diseños se utilizan veletas o aspas alineadas para reducir aún más la turbulencia, sirviendo al mismo tiempo como superficies colectoras de gotas de líquido. La eficiencia de separación en esta sección, depende principalmente de las propiedades físicas del gas y del líquido, del tamaño de las gotas de líquido suspendidas en el flujo de gas y del grado de turbulencia

Sección de extracción de niebla.

En esta sección se separan del flujo de gas, las gotas pequeñas de liquido que no se lograron eliminar en las secciones primaria y secundaria del se parador. En esta parte del separador se utilizan el efecto de choque y/o la fuerza centrífuga como mecanismos de separación. Mediante estos mecanismos se logra que las pequeñas gotas de líquido, se colecten sobre una superficie en donde se acumulan y forman gotas más grandes, que se drenan a través de un conducto a la sección de acumulación de líquidos o bien caen contra la corriente de gas a la sección de separación primaria. El dispositivo utilizado en esta sección, conocido como extractor de niebla, esta constituido generalmente por un conjunto de veletas o aspas; por alambre entretejido, o por tubos ciclónicos

Sección de almacenamiento de líquidos.

En esta sección se almacena y descarga el líquido separado de la corriente de gas. Esta parte del separador debe tener la capacidad suficiente para manejar los posibles baches de líquido que se pueden presentar en una operación normal. Además debe tener la instrumentación adecuada para controlar el nivel de líquido en el separador. Esta instrumentación está formada por un controlador y un indicador de nivel, un flotador y una válvula de descarga.

Clasificación de los Separadores

Los separadores pueden clasificarse por su forma y geometría en horizontales, verticales y esféricos para separar dos fases (gas y líquido) o tres gas, aceite y aguas

Separadores convencionales: Se acostumbra designar separadores convencionales a los separadores de dos fases en cualquiera de sus 3 tipos: verticales, horizontales y esféricos. Los separadores horizontales pueden estar formados por un tanque horizontal, o bien por dos

Separadores verticales.

Ventajas:

1.- Es fácil mantenerlos limpios, por lo que se recomiendan para manejar flujos de pozos con alto contenido de lodo, arena o cualquier material sólido.

2. El control de nivel de líquido no es crítico, puesto que se puede emplear un flotador vertical, logrando que el control de nivel sea más sensible a los cambios. 3.- Debido a que el nivel de líquido se puede mover en forma moderada, son muy recomendables para flujos de pozos que producen por bombeo neumático, con el fin de manejar baches imprevistos de líquido que entren al separador.