22-04-2015

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PROCESAMIENTO DEL GAS NATURAL

INTRODUCCION

El gas natural es un combustible que se obtiene de rocas porosas delinterior de la corteza terrestre y se encuentra mezclado con el petrleo crudocerca de los yacimientos.

El gas natural arrastra desde los yacimientos componentes indeseablescomo son: el cido sulfhdrico (H2S), dixido de carbono (CO2) y agua enfase gaseosa, por lo que se dice que el gas que se recibe es un gas hmedo,amargo e hidratado; amargo por los componentes cidos que contiene,hmedo por la presencia de hidrocarburos lquidos e hidratado por lapresencia de agua que arrastra desde los yacimientos.

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PROCESOS DE SEPARACION FLASH(SEPARADORES)

Los separadores son dispositivos empleados para la separacin de mezclas de lquido y gas.

Las razones principales por las que es importante efectuar una separacin adecuada de lquido y gas, son:

Aunque el gas se transporte a una cierta distancia para tratarlo, es conveniente eliminarle la mayor cantidad de lquido, ya que este ocasiona problemas, tales como: corrosin y abrasin del equipo de transporte, aumento en las cadas de presin y reduccin en la capacidad de transporte de las lneas.

Como se menciona, el flujo de gas frecuentemente arrastra lquidos de proceso, como el glicol, los cuales se deben recuperar ya que tienen un valor considerable.

SEPARADORES

Para una operacin eficiente y estable sobre un amplio rango de condiciones, un separador est constituido por los siguientes componentes:

Una seccin de separacin primaria

Una seccin de separacin secundaria

Una seccin de extraccin de niebla

Una seccin de almacenamiento de lquidos

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Es donde se efecta la separacin de la mayor porcin de lquido de la corriente y reduce la turbulencia del flujo. Esta separacin se efecta a travs de un cambio de direccin mediante una entrada tangencial, la cual imparte un movimiento circular a los fluidos (induciendo una fuerza centrfuga al flujo), reduciendo a la vez, la velocidad de los mismos.

SECCION PRIMARIA

Seccin Primaria

Es donde se remueve las pequeas gotas de lquido. La mayor fuerza de separacin en esta seccin es la gravedad, por lo que es importante minimizar la turbulencia y velocidad del gas a la entrada y disponer de una longitud suficiente de separador.

SECCION SECUNDARIA

Seccin Secundaria

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Esta seccin remueve las gotas ms pequeas de lquido que no lograron eliminar las secciones primaria y secundaria. El choque y/o fuerza centrfuga son los mecanismos de separacin en esta parte del separador.

SECCION DE EXTRACCION DE NIEBLA

Extraccin de Niebla

En esta seccin se almacena y descarga el lquido separado de la corriente de gas. Esta parte del separador debe tener suficiente capacidad para manejar posibles baches de lquido, de tal manera que el lquido separado, no sea arrastrado por la corriente de gas.

SECCION DE ALMACENAMIENTODE LIQUIDOS

Almacenamiento de Lquidos

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Los principios fsicos bsicos para la separacin son:

1. Insolubilidad entre los fluidos. El estado gaseoso y el lquido en condiciones estables de temperatura y presin, as como el agua y el petrleo, no son solubles, es decir que si bien se mezclan, no son miscibles, conservando su estructura original.

2. Diferencia de densidades. se separan por diferencia de pesos

3. Decantacin. Es el efecto de la gravedad sobre los diferentes pesos de los fluidos a separar, haciendo que el ms pesado tenga la tendencia a acumularse en lo ms profundo.

4. Coalescencia. Las gotas muy pequeas no pueden ser separadas por gravedad. Estas se unen, por medio del proceso de coalescencia, para formar gotas mayores, las cuales se acercan lo suficiente como para superar las tensiones superficiales individuales y poder de esta forma separarse por gravedad.

PRINCIPIOS DE SEPARACIN

El tamao de las partculas de liquido. Cuando la separacin es por choque, el tamao de las partculas es un factor importante en la determinacin de la velocidad de asentamiento en la separacin por gravedad, por fuerza centrifuga y en la determinacin de la distancia de paro (distancia que una partcula de cierto dimetro viaja a travs de una lnea de corriente de gas)

Velocidad del Gas . Los separadores se disean de tal forma que las partculas mayores de 100 micras sean separados en la seccin secundaria y las partculas mas pequeas en la seccin de extraccin de niebla.

Presin de Separacin. La presin de separacin afecta a la capacidad de los separadores, al aumentar la presin de separacin, aumenta la capacidad de separacin de gas y viceversa.

FACTORES QUE AFECTAN A LA EFICIENCIA DE SEPARACION

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Temperatura de Separacin. En cuanto a la recuperacin de lquidos, a medida que disminuye la temperatura de separacin, se incrementa la recuperacin de lquidos en el separador (pero ocasiona grandes prdidas por evaporacin en tanque) y el efecto neto de un aumento en la temperatura de separacin es la disminucin de la capacidad de separacin de gas.

Densidad del Liquido y Gas.- Estos factores afectan la capacidad de manejo de gas en los separadores ya que la capacidad es directamente proporcional a la diferencia de densidades e inversamente proporcional a la densidad del gas

Viscosidad del Gas. Utilizando la ley de Stokes para determinar la velocidad de asentamiento de las partculas de cierto dimetro, se deduce que a medida que aumenta la viscosidad del gas, disminuye la velocidad de asentamiento y por lo tanto, la capacidad de manejo de gas del separador.

FACTORES QUE AFECTAN A LA EFICIENCIA DE SEPARACION

Separacin Gravitacional.

Si el flujo es vertical hacia arriba, como en los separadores verticales, las partculas de lquido que se van a separar caen a contra flujo del gas. Estas partculas de lquido que descienden por la accin de la gravedad se aceleran, hasta que la fuerza de arrastre se balancea con la fuerza gravitacional. Despus de este momento, las partculas continan cayendo a una velocidad constante conocida como velocidad de asentamiento o velocidad terminal.

MECANISMOS DE SEPARACION

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Separacin por fuerza centrifuga.

La fuerza centrifuga que se induce a las partculas de lquidos suspendidas en la corriente de gas, varios cientos de veces mayor que la fuerza de gravedad que acta sobre las mismas partculas. Este principio se aplica en la seccin primaria y seccin de extraccin de niebla del separador

MECANISMOS DE SEPARACION

Separacin por choque.

Es el que mas se emplea en la eliminacin de pequeas partculas de lquidos suspendidas en una corriente de gas, chocan con las obstrucciones de los internos del separador donde quedan adheridas.

MECANISMOS DE SEPARACION

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Tiempo de residencia. Es el tiempo que le lleva al fluido pasar por el separador. Para un determinado caudal o flujo, ste tiempo est fundamentado por el volumen disponible. Est dado por el dimetro del separador el largo, y el nivel de lquido de operacin.

Cambio de velocidad. Asociado al principio de inercia, los cambios de velocidad se manifestarn en una reduccin de velocidad de cada una de las fases en forma diferente y consecuente con sus densidades.

MECANISMOS DE SEPARACION

1. Por Funcin

a) Bifsicos

b. Trifsicos

2. Por Configuracin

a) Vertical

b) Horizontal

c) Esfrico

CLASIFICACION DE SEPARADORES

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El separador bifsico.

Separa el fluido del pozo en lquido y gas, descargando por la parte superior del dispositivo el gas y el lquido por la parte inferior.

El separador trifsico.

Separa el fluido del pozo en condensado, gas y agua, el gas es descargado por la parte superior, el condensado por la parte intermedia y el agua, por la parte inferior del separador.

TIPOS DE SEPARADORESPOR FUNCION

TIPOS DE SEPARADORESPOR SU CONFIGURACION

SEPARADORES VERTICALES

Ventajas:

Es fcil mantenerlos limpios, por lo que se recomienda para manejar flujos de pozos con alto contenido de lodo, arena o cualquier material solido.

Hay menor tendencia de evaporizacin de lquidos.

Debido a que el nivel del liquido se pueda mover en forma moderada son muy recomendados para flujos de pozos que producen por bombeo neumtico.

Desventajas:

Son mas costos que los horizontales.

Son mas difciles de instalar que los horizontales.

Se necesita un dimetro mayor que los horizontales para manejar la misma cantidad de gas.

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TIPOS DE SEPARADORESPOR SU CONFIGURACION

SEPARADORES HORIZONTALES

Ventajas:

Tienen mayor capacidad para manejar gas que los verticales.

Mas econmicos que los verticales.

Son mas fciles de instalar que los verticales.

Desventajas:

No son adecuados para manejar fluidos de pozo que contiene materiales solidos, como arenas o lodos, pues es difcil limpiar este tipo de separadores.

El control de nivel de liquido es mas critico que en los separadores verticales.

TIPOS DE SEPARADORESPOR SU CONFIGURACION

SEPARADORES ESFERICOS

Ventajas:

Mas baratos que los horizontales o verticales.

Mas compactos que los horizontales o los verticales, por lo que se usan plataforma fuera.

Son mas fciles de limpiar que los separadores verticales.

Desventajas:

Tienen un espacio de separacin muy limitado.