Ing de petroleo. DISEÑO DE UN DEPURADOR DE GAS

                                                    INTRODUCCION

La finalidad de la  siguiente sección  es la aplicación de los CODIGOS, NORMA Y REGULACIONES, para el Diseño y Fabricación de un RECIPIENTES A PRESION.

En este caso se ha seleccionado como ejemplo de diseño de un recipiente a   presión el de un DEPURADOR DE GAS a ser instalado en la succión de una unidad compresora de gas. El diseño comprende el dimensionamiento del depurador, según las condiciones de operación establecidas:

Máxima Presión de operación =     270   psig

Temperatura de operación  = 86 °F

Todo basado en los estándares  internacionales del CODIGO ASME SECCION VIII  DIVISION 1, Y LAS NORMAS PDVSA y se incluyen las etapas de :

Ingeniería conceptual e

Ingeniería básica

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DISEÑO DE UN DEPURADOR DE GAS

FUNCION DEL DEPURADOR DE GAS SELECCIONADO:                                                         

La función básica del depurador de gas seleccionado para este ejemplo es la de minimizar la presencia ó arrastre de líquido dentro de una unidad compresora, por lo cual debe ser instalado en la succión de un compresor.

DISEÑO CONCEPTUAL DE UN DEPURADOR DE GAS

a.- CONDICIONES DE OPERACIÓN  (Datos)

Máxima presión de operación:             270 Psig.                   Temperatura de operación:                  86 °F

b.- CARACTERÍSTICAS DE L0S FLUIDOS.

En el anexo N° 1 ,página  N° 17B  se muestra la composición molar de los fluidos que      salen del depurador y las cuales fueron obtenidas mediante análisis cromatograficos

En el Anexo N°2 , página N°19 se muestra un diagrama y los resultados de  la simulación del proceso que ocurre en el depurador. Para ello se utilizó el simulador HYSIN con el cual se logro calcular las propiedades requeridas en el diseño conceptual del depurador.

c.- GAS

ρg =  0,2527 lbm/pie³  (DENSIDAD DEL GAS)               (Anexo N°2 página N°20 )

Z  =  0,9797 (FACTOR DE COMPRESIBILIDAD)              (Anexo N°2 página N°20)

Mwg =  24,0 lbm/lbmol ( PESO MOLECULAR DEL GAS)(Anexo N°2 página N°20)

FLUJO VOLUMETRICO  QUE RECIBE EL COMPRESOR

Qsc = 17 Mmscfd    (dato)       [ Mmscfd  (Millones de píes³ estándar por día )]  

                                                 Condiciones estándar :  60° F y 14.7 Psia.

FLUJO DE GAS EXPRESADO A CONDICIONES OPERACIONALES (Qop)

Qop = Qsc x  Psc  x  Top   x   Z

  Pop     Tsc       

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Donde: Psc  y   Tsc    son condiciones estándar

  Psc = 14,7 Psia.

  Tsc  =  60  °F  +  460  =  520  °R

  Pop y Top  son  las condiciones de operación                                                                                                                          

  Pop =  270 Psig + 14,7 =  284,7 Psia

 Top =  86 ºF + 460        =  546 ºR

Qop =  17 x10x 14,7  x  546  x 0,9797 =  0,90 x10 pie³

      284,7    520                                       día

FLUJO  VOLUMETRICO DE DISEÑO (Gas)

Obteniendo el flujo volumétrico de operación podemos calcular el flujo volumétrico de Diseño que es el flujo de operación mas un incremento de un 20 %, sustituyendo:

Qdg  = 1,2 x Qop = 1,2 x 0,90 x10 pie³ =  1,08 x 10 pie³  =  12,5 pie³

    día                          día              seg

FLUJO MASICO DE DISEÑO 

mg = 2636 x Mwg  x Qg / 24

Donde: 2636 es un factor de conversión que corresponde a 2636 lbmol por cada millón de pies³ a condiciones estándar (Ver Anexo N° 3, página N° 22 )

Horas por día (24)

Mwg = Peso molecular del gas = 24.01  lbm/mol  .

Qsc =  Flujo volumétrico de  gas (a condiciones estándar ) =  17 Mmscfd

mg =  2636 x 24,01 x (1,2 x 17 )/24 = 53.796,81 lbm/hr

d.- LIQUIDO

Flujo de líquido = 253.71 Barriles/ día   (dato)  (Anexo No 2,  página N°20)

 Qopl = (253,71 barriles/ día)(42 galones/ barril) /(24 horas/ día)(60 minutos /h)

          =  7,4 galones/ minuto.

ρL = 44,3227 lbm/pie³ (Ver Anexo N°2 página N°20  )

FLUJO VOLUMETRICO DE    DISEÑO

Qdl = 1,2 x Qopl = 1,2 x 7,4  = 8,88 Gpm x 0,1336 pie³/ min

                                                                                   Gpm

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Qdl =  l,19  pie cúbico/ minuto. 

FLUJO MASICO DE DISEÑO 

ml  =  ρl  x Qdl = 44,3227 lbm/ pie³ x 1,19 pie³/ min  x 60 min/1 hora

ml =  3.165,35  lbm/hr

[pic 1]

E.- DIMENSIONAMIENTO PRELIMINAR DEL RECIPIENTE.

Selección de la posición normal del recipiente de acuerdo con la norma  PDVSA Nº MDP- 03- S- 03, en su pagina  # 47. (Anexo Nº4 página N°25). De acuerdo con esta norma, se recomienda, utilizar el depurador en posición vertical en la succión del compresor.

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