Separación De Fluidos

CAPITULO III

SEPARACIÓN DE LOS FLUIDOS PRODUCIDOS

Son equipos que se usan para separar mezclas de líquido y gas. Estos se presentan en los pozos por las siguientes causas:

- Por lo general los pozos producen líquidos y gas mezclados en un solo flujo

- Hay tuberías en las que aparentemente se maneja sólo líquido o gas; pero debido a los cambios de presión y temperatura que se producen a través de la tubería, hay vaporización de líquido o condensación de gas, dando lugar al flujo de dos fases

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

- En campos de gas y aceite, donde no se cuenta con el equipo de separación adecuado una cantidad considerable de aceite ligero que es arrastrado por el flujo del gas también es quemado ocasionando grandes pérdidas si se considera que el aceite ligero es el de más alto valor comercial.

- Aunque el gas se transporte a una cierta distancia para tratarlo, es conveniente eliminarle la mayor cantidad de líquido, ya que este ocasiona problemas, tales como: corrosión y abrasión del equipo de transporte, aumento en las caídas de presión.

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

En la industria petrolera, entre los equipos de separación aplicados con mayor frecuencia, están los siguientes:

- Separadores: Son equipos utilizados para separar corrientes de aceite y gas que provienen directamente de los pozos.

- Separadores a baja temperatura.- Estos dispositivos se utilizan para la separación de gas y condensados, a baja temperatura, mediante una expansión.

- Eliminadores.- Estos dispositivos se utilizan para eliminar los líquidos (hidrocarburos y agua) de una corriente de gas a alta presión. Se utilizan generalmente en los sistemas de separación a baja temperatura.

- Depuradores.-Son dispositivos que se utilizan para manejar corrientes con muy altas relaciones gas-líquido.

DESCRIPCIÓN Y CLASIFICACIÓN DEL EQUIPO DE SEPARACIÓN

Descripción de un separador. Un separador consta de las siguientes secciones:

a) Sección de separación primaria b) Sección de separación secundaria

c) Sección de extracción de niebla

d) Sección de almacenamiento de líquido

1. 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.

2. Sección de separación secundaria.-.En esta sección 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, 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

3. Sección de extracción de niebla.- En esta sección se separan del flujo de gas, las gotas pequeñas de líquido que no se lograron eliminar en las secciones primaria y secundaria del se parador. Esta constituido generalmente por un conjunto de veletas o aspas; por alambre entretejido, o por tubos ciclónicos.

4. Sección de almacenamiento de líquidos.- En esta sección se almacena y descarga el líquido separado de la corriente de gas. Aparte de las 4 secciones antes descritas, el separador debe tener dispositivos de seguridad tales como: una válvula de seguridad, un tubo desviador de seguridad y controles de contra presión adecuados.

Tipos de extractores de niebla. Los principios mecánicos bajo los cuales operan los extractores de niebla son el asentamiento por gravedad, la fuerza centrífuga, el choque y la filtración.

1. Extractores de niebla tipo veleta.-Consisten de placas metálicas paralelas formando un laberinto. Cada una de estas placas, cuenta con varias bolsas para retener el líquido. La eficiencia de un extractor de niebla de este tipo, aumenta al colocar las placas de metal más juntas o al instalar más bolsas para retener el líquido.

2. Extractores de niebla de malla de alambre entretejido.-Este tipo de extractores aunque se emplea poco, ha dado resultados favorables y es de bajo costo.Consisten básicamente de un cojinete de malla de alambre, que tiene aberturas asimétricas y desalineadas. La eficiencia de estos extractores, depende de la velocidad del flujo de gas.

3. Extractores de niebla tipo ciclónico. - Este tipo de extractores, consiste de un conjunto de pares de tubos concéntricos. Los tubos concéntricos están provistos de entradas tangenciales para el gas, La velocidad del flujo de gas en este tipo de extractores es crítica.

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

Separadores convencionales.- Se acostumbra designar separadores convencionales a los separadores de dos fases en cualquiera de sus 3 tipos: verticales, horizontales y esféricos. A los primeros se les conoce como de simple barril, y a estos últimos como de doble barril.

Separadores verticales.

Ventajas:

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

o 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.

o Hay menor tendencia de re vaporización de líquidos.

Desventajas:

o Son más costosos que los horizontales.

o Son más difíciles de instalar que los horizontales.

o Se necesita un diámetro mayor que el de los horizontales para manejar la misma cantidad de gas.

Separadores Horizontales.

Ventajas:

o Tienen mayor capacidad para manejar gas que los verticales.

o Son más económicos que los verticales.

o Son más fáciles de instalar que los verticales.

Desventajas:

o No son adecuados para manejar flujos de pozos que contienen materiales sólidos como arena o lodo, pues es difícil limpiar este tipo de separadores.

o El control de nivel

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