Los separadores se clasifican como "dos fases" si gas separado de la corriente total de líquido y de "tres fases" si también separar la corriente de líquido en su petróleo crudo y componentes de agua. Este capítulo se ocupa de los separadores de dos fases. Además, se describen los requisitos de diseño de una buena separación y cómo los diversos dispositivos mecánicos tomar ventaja de las fuerzas físicas en la corriente producida para lograr una buena separación.

Los separadores son a veces llamado "depuradores de gases" cuando la relación de caudal de gas a líquido tasa es muy alta. Algunos operadores utilizan el término "trampas" para designar a los separadores que manejan directamente el flujo de los pozos. En cualquier caso, todos ellos tienen la misma configuración y están dimensionados de acuerdo con el mismo procedimiento.

Los separadores horizontales

Los separadores están diseñados en configuraciones horizontales, verticales, o esférica.La figura 4-1 es una vista esquemática de un separador horizontal. El fluido entra en el separador y realiza un desviador de entrada provoca un cambio repentino en el impulso. La separación inicial bruto de líquido y vapor se produce en el desviador de entrada.La fuerza de la gravedad hace que las gotitas de líquido a caer fuera de la corriente de gas a la parte inferior del recipiente donde se recoge. Esta sección de recogida de líquido proporciona el tiempo de retención necesario para que el gas arrastrado se desarrolle a partir del aceite y el incremento en el espacio de vapor. También proporciona un aumento de volumen, si es necesario, para manejar las burbujas intermitentes de líquido.

El líquido entonces abandona el recipiente a través de la válvula de descarga de líquido. La válvula de descarga de líquido está regulado por un controlador de nivel. Los sentidos de nivel de controlador de cambios en el nivel de líquido y controla la válvula de descarga en consecuencia.

Figura 4-1. Esquemático separador horizontal.

El gas fluye sobre el desviador de entrada y luego horizontalmente a través de la sección de asentamiento por gravedad sobre el líquido. A medida que el gas fluye a través de esta sección, las pequeñas gotas de líquido que se arrastradas en el gas y no separados por el desviador de entrada se separan por gravedad y la caen en la interfaz gas liquido.

Algunas de las gotas son de un diámetro tan pequeño que no se separan fácilmente en la sección de sedimentación por gravedad. Antes de que el gas sale del recipiente pasa a través de una sección de coalescencia o extractor de niebla. Esta sección utiliza elementos de paletas, malla de alambre o placas a coalescer y separar las gotitas muy

pequeñas de líquido en una separación final antes de que el gas sale del recipiente.

La presión en el separador se mantiene por un controlador de presión. Los sentidos del controlador de presión cambios en la presión en el separador y envía una señal para abrir o cerrar la válvula de control de presión en consecuencia.

Mediante el control de la velocidad a la que el gas sale de la fase de vapor del recipiente la presión en el recipiente se mantiene. Normalmente, los separadores horizontales son operados medio lleno de líquido para maximizar el área superficial de la interfase gas-líquido.

Los separadores verticales

La figura 4-2 es una vista esquemática de un separador vertical. En esta configuración el flujo de entrada entra en el recipiente a través del lado. Como en el separador horizontal, el desviador de entrada hace la separación en bruto inicial. El líquido fluye hacia abajo a la sección de recogida de líquido del recipiente. Líquido continúa fluyendo hacia abajo a través de esta sección para la salida de líquido. A medida que el líquido alcanza el equilibrio, el flujo de gas de las burbujas va en contra de la dirección del flujo de líquido y finalmente migrar al espacio de vapor. El controlador de nivel y válvula de descarga de líquido funcionan de la misma como en un separador horizontal.

El gas fluye sobre el desviador de entrada y después verticalmente hacia arriba, hacia la salida de gas. En la sección de asentamiento por gravedad de las gotas de líquido caiga verticalmente hacia abajo en contra del flujo de gas. Gas pasa a través de la sección de extractor de niebla antes de salir de la vasija. La presión y el nivel se mantuvo como en un separador horizontal.

FACTORES QUE AFECTAN LA SEPARACIÓNCaracterísticas de la corriente de flujo afectará en gran medida el diseño y el funcionamiento de un separador. Los siguientes factores deben ser determinados antes de diseño de separador:

• Gas y las tasas de flujo de líquido (mínimo, promedio y máximo)• Manual de diseño y presiones y temperaturas• Los crecientes o slugging tendencias de las corrientes de alimentación• Las propiedades físicas de los fluidos tales como la densidad y la compresibilidad• Diseñado grado de separación (por ejemplo, la eliminación del 100% de las partículas mayor que 10 micras)• Presencia de impurezas (parafina, arena, incrustaciones, etc)• tendencias de espumación de la petróleo crudo• tendencias corrosivas de los líquidos o de gas

DepuradoresUn depurador es un separador de dos fases que está diseñado para recuperar líquidos arrastrados de las salidas de gas de los separadores de producción o para capturar líquidos condensados debido a las caídas de presión o de enfriamiento. Carga de líquido en un lavador de gases es mucho más baja que en un separador. Las aplicaciones típicas incluyen: aguas arriba de los equipos mecánicos tales como compresores que puedan ser dañados, destruidos o dejada sin efecto por líquido libre, aguas abajo del equipo que puede causar que los líquidos se condensan a partir de una corriente de gas (como los refrigeradores), aguas arriba del equipo de gas deshidratación que haría perder eficiencia, dañarse o ser destruidos si está contaminada con hidrocarburos líquidos y aguas arriba de un orificio de ventilación o salida de bengala.

Lavadores verticales son los más comúnmente utilizados. Lavadores horizontales pueden utilizarse, pero las limitaciones de espacio normalmente dictan el uso de una configuración vertical.

VS HORIZONTAL. SELECCIÓN DEL BUQUE VERTICAL

Separadores horizontales son más pequeños y menos costosos que los separadores verticales para una capacidad dada de gas

. En la sección de asentamiento por gravedad , puesto que el área de interfase es mayor en un separador horizontal de un separador vertical, es más fácil para las burbujas de gas, que salen de la solución

Separadores horizontales ofrecen una mayor capacidad de líquido y son más adecuados para la separación líquido-líquido y crudos espumantes.

Así, a partir de un proceso de separación pura de gas / líquido, separadores horizontales, sería preferible. Sin embargo, tienen los siguientes inconvenientes, que podrían conducir a una preferencia por un separador vertical en ciertas situaciones:

1. Separadores horizontales no son tan buenos como separadores verticales en el manejo de sólidos. El vertedero de líquido de un separador vertical puede ser colocado en el centro de la cabeza inferior de modo que los sólidos no se acumula en el separador, Como alternativa, un drenaje podría ser colocado en esta ubicación para que los sólidos podrían ser eliminados periódicamente mientras el líquido sale del recipiente.

En un recipiente horizontal, es necesario colocar varios drenajes a lo largo de la longitud del recipiente. Los cuales deben estar espaciados a intervalos muy cercanos.

2. Recipientes horizontales requieren más área para realizar la misma separación que los recipientes verticales. Si bien esto puede no ser de importancia en un lugar de la tierra, que podría ser muy importante en alta mar.

3. Más pequeño, recipientes horizontales pueden tener capacidad de reacción menos líquidos que los recipientes verticales dimensionados para la misma velocidad de flujo en estado estacionario. Para un cambio dado en la elevación de la superficie líquida, típicamente hay un incremento mayor en el volumen de líquido para un separador horizontal que el que un separador vertical de tamaño para la misma velocidad de flujo. Sin embargo, la geometría de un recipiente horizontal hace que cualquier alto nivel de apagado del dispositivo que se encuentra cerca del nivel normal de funcionamiento. En un recipiente vertical del cierre podría ser colocado mucho más alto, dando tiempo al controlador de nivel y válvula de descarga más para reaccionar a la oleada. Además, los aumentos de recipientes horizontales podría crear ondas internas que podrían activar un sensor de nivel alto.

Cabe señalar que los separadores verticales también tienen algunos inconvenientes que no están relacionadas con el proceso y debe ser considerada en hacer una selección. Estos son:

1. La válvula de alivio y algunos de los controles pueden ser difíciles de servicio sin necesidad de escaleras y plataformas especiales.2. El recipiente puede tener que ser retirado de un patín de transporte debido a las restricciones de altura.

En general, recipientes horizontales son los más económicos para la normal separación de gas y aceite , sobre todo en los que puede haber problemas con emulsiones, espumas o altas proporciones de gas-oil. Recipientes verticales trabajar más eficazmente en aplicaciones de baja Gor. También se utilizan en algunas aplicaciones GOR muy altas, tales como depuradores donde sólo nieblas de fluidos están siendo retirados del gas.

Desviadores de entrada

Hay muchos tipos de desviadores de entrada. Dos tipos principales son placas deflectoras (se muestra en la Figura 4-6) y desviadores centrífugas (se muestra en la Figura 4 - 7). Una placa deflectora puede ser un plato esférico, placa plana, el ángulo de hierro, cono, o cualquier cosa que logre un cambio rápido en la dirección y la velocidad de los fluidos y de este modo desacoplar el gas y el líquido. El diseño de los deflectores se rige principalmente por los soportes estructurales requeridos para resistir la carga de impacto-

impulso. La ventaja de utilizar dispositivos tales como una esfera o un medio cono es que crean menos perturbación que las placas o ángulo de hierro, reduciendo el re-arrastre o problemas emulsionantes.

Desviadores centrífugas de entrada usar la fuerza centrífuga, en vez de agitación mecánica, para desenganchar el petróleo y el gas. Estos dispositivos pueden tener una chimenea ciclónico o puede usar una carrera tangencial de fluido alrededor de las paredes. Desviadores centrífugas de entrada son propiedad pero generalmente utilizan una boquilla de entrada suficiente para crear una velocidad de fluido de alrededor de 20 fps. Desviadores centrífugas trabajan bien en la separación inicial de gas y ayudar a prevenir la formación de espuma en los crudos.

rompeolasEn largos recipientes horizontales es necesario instalar rompiente de las olas, que son nada más que deflectores verticales que atraviesan la interfase gas-líquido y perpendicular al flujo.

Placas antiespumantesEspuma en la interfaz se puede producir cuando las burbujas de gas son liberados del líquido. Esta espuma se puede estabilizar con la adición de productos químicos en la entrada. Muchas veces una solución más eficaz es forzar a que la espuma se pasan a través de una serie de placas paralelas inclinadas o tubos como se muestra en la Figura 4-8, para ayudar en la coalescencia de las burbujas de espuma.

Vortex interruptorNormalmente es una buena idea para incluir un interruptor de vórtice simple como se muestra en la Figura 4-9 para mantener un vórtice de desarrollo cuando la válvula de control de líquido está abierto. Un vórtice podría absorber un poco de gas fuera del espacio de vapor y volver a arrastrar-que en la salida de líquido

Mist ExtractorExtractores de neblina puede estar hecho de malla de alambre, las paletas, los dispositivos de la fuerza centrífuga, o el embalaje. Almohadillas de malla de alambre (figura 4-10) están hechas de esteras finamente tejidas de alambre de acero inoxidable envuelto en un cilindro comprimido bien. Las gotitas de líquido incida sobre los cables enmarañados y se unen. La eficacia de la malla de alambre depende en gran medida del gas en el intervalo de velocidad adecuada. Si las velocidades son demasiado altos, los líquidos eliminados serán re-arrastrado. Si las velocidades son bajas, el vapor sólo se desplaza a través del elemento de malla sin las gotitas que inciden y coalescencia.

La construcción se especifica a menudo llamando para un cierto espesor (generalmente de 3 a 7 pulgadas) y la densidad de malla (por lo general 10 a 12 libras por pie cúbico). La experiencia ha indicado que un eliminador de malla de alambre de tamaño adecuado puede eliminar el 99% de 10-micrones y las gotitas más grandes. A pesar de los

eliminadores de malla de alambre son de bajo costo que son más fácilmente conectado a los otros tipos.

Eliminadores de paletas (figura 4-11) forzar el flujo de gas a ser laminar entre placas paralelas que contienen cambios de dirección. La figura 4-12 muestra una paleta extractor neblina hecha de hierro ángulo. En eliminadores de paletas, las gotas de incidir en la superficie de la placa donde coalescen y caen a un punto de recogida de líquido. Son enviadas a la sección de recogida de líquido del recipiente. Tipo Vane-eliminadores son clasificados por sus fabricantes para asegurar tanto el flujo laminar y una caída de presión mínima determinada.

Algunos separadores centrífugos tienen eliminadores de neblina (como se muestra en la figura 4-13) que hacen que el líquido desciende a separar por la fuerza centrífuga. Estos pueden ser más eficientes que los de malla de alambre ya sea o paletas y son los menos susceptibles a obstruirse. Sin embargo, no son de uso común en las operaciones de producción debido a que sus eficiencias de eliminación son sensibles a pequeños cambios en el flujo. Además, se requiere una presión relativamente grandes gotas para crear la fuerza centrífuga. En menor medida, relleno al azar se utiliza a veces para la extracción de niebla, tal como se muestra en la figura 4-14. Los actos de embalaje como aglutinador.

POSIBLES PROBLEMAS DE FUNCIONAMIENTOCrudos FoamyLa causa principal de la espuma en el petróleo crudo es la aparición de impurezas, distintos del agua, que son poco prácticos para eliminar antes de que la corriente alcanza el separador. Espuma no presenta ningún problema dentro de un separador de si el diseño interno asegura un tiempo adecuado o suficiente superficie de coalescencia para que la espuma "romper".

Formación de espuma en un recipiente de separación es un triple problema:1. El control mecánico del nivel de líquido se agrava debido a que cualquier dispositivo de control debe tratar esencialmente tres fases líquidas en lugar de dos.

2. Espuma tiene un gran volumen-a-peso. Por lo tanto, puede ocupar gran parte del espacio de recipiente que de otro modo estaría disponible en la recogida de líquido o secciones de asentamiento por gravedad.

3. En un banco de espuma controlada, se hace imposible quitar el gas separado o aceite desgasificado desde el recipiente sin arrastrar una parte del material espumoso ya sea en el líquido o salidas de gas.

Cabe señalar que la cantidad de espuma es dependiente de la caída de presión a que se somete el líquido de entrada, así como las características del líquido en condiciones de separación. En algunos casos, el efecto de la temperatura pueden ser significativas.

Depresores de espuma suelen hacer un buen trabajo en el aumento de la capacidad de un separador dado. Sin embargo, en el dimensionamiento de un separador para manejar un crudo particular, el uso de un depresor eficaz no debe suponerse porque características del crudo y de la espuma puede cambiar durante la vida del campo.

. Una vez puesto en operación, un depresor de espuma puede permitir mayor rendimiento de la capacidad de diseño.

Parafina

Separador de operación pueden ser afectados adversamente por una acumulación de parafina. Placas de coalescencia en la sección de líquido y extractores de malla almohadilla de niebla en la sección de gas son particularmente propensos a la obstrucción por la acumulación de parafina. Cuando se determine que la parafina es un problema real o potencial, el uso de tipo de placa o extractores centrífugos niebla debe ser considerado.

ArenaLa arena puede ser muy molesto en los separadores por causando recorte de guarnición de la válvula, el taponamiento de separadores internos, y la acumulación en el fondo del separador. Ajuste duro especial puede minimizar los efectos de la arena de las válvulas. Las acumulaciones de arena puede ser aliviado por el uso de chorros de arena y drena.

El taponamiento de los interiores de separación es un problema que debe ser considerado en el diseño del separador. Un diseño que promoverá una buena separación y tienen un mínimo de trampas para la acumulación de arena puede ser difícil de alcanzar, ya que el diseño que ofrece el mejor mecanismo para separar el gas, el aceite y las fases de agua probablemente también proporcionan áreas para la acumulación de arena. Un equilibrio práctico para estos factores es la mejor solución.

TEORIA

asentamiento

En la sección de asentamiento por gravedad de las gotas de líquido se conformará a una velocidad determinada por equiparar la fuerza de la gravedad en la gota con la fuerza de arrastre causado por su movimiento relativo a la fase gaseosa continua.

La fuerza de arrastre se determina a partir de la ecuación

dondeFD = fuerza de arrastre, IbCD = coeficiente de arrastreA = área de sección transversal de la gotita, ft2p = densidad de la fase continua, lb/ft3Vt = velocidad de sedimentación terminal de la gotita, ft / sg = constante gravitacional, el 32,2 pies/s2

Si el flujo alrededor de la gota eran laminar, entonces la ley de Stokes que gobiernan y:

donde Re = Número de Reynolds

Se puede demostrar que en un gas la velocidad de sedimentación de gotitas estaría dado por:

Donde

AS.G. = Diferencia en la gravedad específica relativa al agua de la gota y el gasdm = diámetro DE GOTA, micras(0, = viscosidad del gas, cp

Deducción de la ecuación 3

Para Reynolds bajos flujos de números, es decir, Re <1

La fuerza de arrastre es entonces

Fd=cdAPD

D = diámetro de la gota, ft| J, '= viscosidad, lb-sec/ft2FD = STCJI 'Dv (Stokes Law)

La fuerza de empuje sobre una esfera a partir de principios de Arquímedes es

Fb

Cuando la fuerza de arrastre es igual a la fuerza de flotación, la aceleración de la gota es cero, de manera que se mueve a una velocidad constante. Esta es la velocidad terminal.

FD=FB

Desafortunadamente, para el diseño de instalaciones de producción se puede demostrar que la Ley de Stokes no gobierna, y la siguiente fórmula más completa para el coeficiente de arrastre debe utilizarse:

CD=24/Re ec 4 4

Igualando arrastrar y fuerzas de flotación, la velocidad de sedimentación terminal está dada por:

Vt ec 4-5

donde

p1 = Densidad del líquido, lb/ft3pg = densidad del gas a la temperatura y la presión en el separador, lb/ft3

para cd 0.34

Ecuaciones 4-4 y 4-5 pueden ser resueltos por una solución iterativa de la siguiente

5. Ir al paso 2 y repetir.

Tamaño de la gota

El propósito de la sección de separación de gas del recipiente es para acondicionar el gas para el pulido final por el extractor de niebla. De la experiencia

de campo, parece que si 100 micras gotas se eliminan en esta sección, el extractor de niebla no se inundan y será capaz de realizar su trabajo de quitar esas gotas entre 10 - y 100 micras de diámetro.

Las ecuaciones de capacidad de gas de diseño en esta sección se basan en 100 - eliminación micras. En algunos casos, esto le dará una solución excesivamente conservador.

Las técnicas utilizadas aquí se puede modificar fácilmente para cualquier tamaño de gota. En este libro se ocupan de separadores empleados en las instalaciones de campo de petróleo. Estos separadores requieren generalmente una sección de separación de gas. Hay casos especiales en los que está diseñado el separador para eliminar solamente cantidades muy pequeñas de líquido que puede condensarse debido a cambios de temperatura o de presión en una corriente de gas que ya ha pasado a través de un separador y un extractor de niebla. Estos separadores, comúnmente llamados "depuradores de gas," podría ser diseñado para la eliminación de gotas del orden de 500 micras, sin temor a inundar sus extractores de neblina. Depuradores de gas combustible, depuradores de succión del compresor, y lavadores de contacto de entrada de la torre son ejemplos de buques a los que esto podría aplicarse.

Depuradores de flama o de ventilación están diseñados para mantener las burbujas grandes de líquido a la atmósfera a través de la rejilla de ventilación o sistemas de alivio. En los sistemas de ventilación del gas se descarga directamente a la atmósfera y es común para el diseño de los lavadores de gases para la eliminación de 300 - a 500 micras de gotitas en la sección de sedimentación por gravedad. Un extractor de niebla no se incluye debido a la posibilidad de que podría tapar la creación de un riesgo de seguridad. En sistemas de antorcha, donde el gas es descargado a través de una llama, existe la posibilidad de que la combustión de las gotas de líquido puede caer al suelo antes de ser consumido.

Todavía es común que el tamaño de la sedimentación por gravedad sección de 300 - a 500 Todavía es común que el tamaño de la sedimentación por gravedad sección de 300 - a 500 micras de remoción, que la directriz API para antorchas de refinería indica es suficiente para asegurar contra la llama de una caída. En lugares críticos, como las plataformas costa afuera, muchos operadores incluyen un extractor de niebla como una precaución adicional contra la llama de una caída. Si un extractor de niebla se utiliza, es necesario para proporcionar una protección de liberación de seguridad alrededor del extractor de niebla en el caso de que se tapa.

Tiempo de Retención

Para asegurar que el líquido y el equilibrio alcance gas a presión de un separador de almacenamiento de líquido se requiere cierta. Esto se define como "tiempo de retención" o el tiempo medio se conserva una molécula de líquido en el recipiente suponiendo flujo en pistón. El tiempo de retención es así, el volumen de almacenamiento del líquido en el recipiente dividido por el caudal de líquido.

Para la mayoría de aplicaciones de tiempos de retención de entre 30 segundos y 3 minutos se ha encontrado que ser suficiente. Cuando la formación de espuma crudo es la actualidad de retención de hasta cuatro veces esta cantidad puede ser necesaria.

Re-arrastre

Re-arrastre es un fenómeno causado por la alta velocidad del gas en la interfase gas-líquido en un separador. Transferencia de impulso desde el gas al líquido provoca olas y ondas en el líquido y, a continuación gotitas se rompen lejos de la fase líquida.

La regla general que exige limitar la relación de esbeltez a máximo de un 4 o 5 es aplicable para mediados separadores horizontales.

Re-arrastre debe ser especialmente considerado por alta presión separadores de tamaño en las limitaciones de capacidad de gas. Es más probable a presiones de funcionamiento más altas (> 1.000 psi) y viscosidades más altas de aceite (<30 ° API). Para obtener más límites específicos, consulte Viles [1],

SEPARADOR DE TALLAS

Los separadores horizontalesPara el dimensionamiento de un separador horizontal es necesario elegir una longitud de vaso costura-toseam y un diámetro. Esta elección debe satisfacer las condiciones para la capacidad de gas que permita que las gotas de líquido a caer desde el gas al volumen de líquido como los de gas atraviesa la longitud efectiva de la embarcación. También debe proporcionar un tiempo de retención suficiente para permitir que el líquido alcance el equilibrio.

Para un recipiente de 50% lleno de líquido, y separación de 100-líquido micrasgotas del gas, se aplican las siguientes ecuaciones:

donde d = diámetro del vaso interior, adentroLeff = longitud efectiva del buque en que se produce la separación, ftT = temperatura de funcionamiento, ° RGas Qg = caudal, MMscfdP = presión de trabajo, psiaZ = compresibilidad del gasCD = coeficiente de arrastredm = gota líquida a separar, micraspg = densidad del gas, lb/ft3p! = Densidad del líquido, lb/ft3

Deducción de la ecuación 4-6Supongamos recipiente es un medio lleno de líquido. Determinar la velocidad del gas, Vg. A está en D ft2, en pies, d en pulgadas, Q en m3 / s

Ajuste el tiempo de residencia del gas igual al tiempo requerido para que la gota cae a la interfaz gas-líquido:

Capacidad liquido

Costura a costura longitud y relación de esbeltez

La longitud de costura a costura del recipiente debe ser determinado a partir de la geometría de una longitud efectiva una vez que se ha determinado. Deben tenerse en cuenta para la toma de desvío y extractor de niebla. Para fines de selección la siguiente aproximación ha demostrado ser útil:

Ecuaciones 4-6 y 4-7 para permitir diversas opciones de diámetro y longitud. Se puede demostrar que el más pequeño es el diámetro menor es el recipiente tendrá un peso inferior y por lo tanto la de su costo. Hay un punto, sin embargo, cuando disminuye el diámetro aumenta la posibilidad de que la alta velocidad en el flujo de gas se crean ondas y líquidos re-arrastran en la interfase gas-líquido.

La experiencia ha demostrado que si los rige la capacidad de gas y la longitud dividida por el diámetro (relación de esbeltez) es mayor que 4 o 5, re-arrastre podría convertirse en un problema. 4-8 ecuación indica que relaciones de esbeltez debe ser al menos 1 o más. Separadores más comunes están diseñados para relaciones de esbeltez de 3 a 4.

Procedimiento para el dimensionamiento de separadores horizontales

Calcular los valores de d, Leff que satisfacen la restricción de capacidad de gas.

2. Calcular los valores de d, Leff que satisfacen la restricción de tiempo de retención.3. Estimar la costura a costura longitud.4. Seleccionar un tamaño de diámetro y la longitud razonable. Relaciones de esbeltez (12 LSS / d) en el orden de 3 a 4 son comunes. No exceda una relación de esbeltez de 5 sin mayor estudio de re-arrastre.

Para otros separadores de 50% lleno de líquido, las ecuaciones se pueden derivar de manera similar, utilizando el gas real y áreas líquidas para calcular la velocidad del gas y

volumen de líquido. Las ecuaciones se obtienen utilizando los mismos principios.

Los separadores verticalesEn los separadores verticales, un diámetro mínimo debe mantenerse para permitir que las gotas de líquido se separe del gas de movimiento vertical. El requisito de tiempo de retención de líquido especifica una combinación de diámetro y altura volumen de líquido. Cualquier diámetro mayor que el mínimo requerido para la capacidad de gas puede ser elegido. La figura 4-15 muestra el modelo utilizado para un separador vertical.

capacidad gas

Deducción de la ecuación 4-9

Para que las gotitas caen, la velocidad del gas debe ser inferior a la velocidad terminal de la gotita. Recordemos que:

Determinar la velocidad del gas, Vg. A está en D ft2, en pies, d en pulgadas, Q en m3 / s.

Capacidad liquido

donde h = altura del volumen de líquido, pulg

Deducción de la ecuación 4-10

t está en s, t en ft3, Q en m3 / s, h en pulgadas

Costura a costura Longitud y Relación de Slendemess

La longitud de costura a costura del recipiente debe ser determinado a partir de la geometría de una vez al diámetro y la altura del volumen de líquido se conocen.

Como se muestra en la figura 4-16, deberá tenerse en cuenta para la sección de separación de gas y extractor de neblina y para cualquier espacio por debajo de la salida de agua.

Para fines de selección la siguiente aproximación ha demostrado ser útil. Utilice el mayor de los dos valores:

Como con separadores horizontales, cuanto mayor sea la relación de esbeltez del buque, el menos caro. En los separadores verticales cuyo tamaño es dominado líquido, es común elegir relaciones de esbeltez no mayor que 4 para mantener la altura de la sección de recogida de líquido a un nivel razonable. La elección de entre 3 y 4 son comunes, aunque

las restricciones de altura puede obligar a la elección de una relación de esbeltez inferior.EJEMPLOS

Ejemplo 4-1: Dimensionamiento de un separador verticalDado: Fila de Tarifas: 10 MMscfd a 0,6 peso específico2.000 bpd a 40 ° APIPresión de trabajo: 1.000 psiaTemperatura de servicio: 60 ° Fsolución:1. Calcular CDGas restricción de capacidadZ = 0,84 (del Capítulo 3)3. Restricción de capacidad Liquid4. Calcular combinaciones de d y h para diversos tj. (Tabla 4-1).5. Compute costura a costura longitud (Tabla 4-1). donde d es el diámetro mínimo para la capacidad de gas6. Calcule relación de esbeltez (12 Lss / d). Las opciones en el rango de 3 a 4 son las más comunes (Tabla 4-1).

7. Elija un tamaño razonable, con un diámetro mayor que la determinada por la capacidad de gas. A 36-in. X 10-ft separador proporciona un poco más de tres minutos el tiempo de retención con un diámetro mayor de 21,8 pulgadas y una relación de esbeltez de 3,2.

Ejemplo 4-2: Dimensionamiento de un Separador Horizontal

Dado: Caudal: 10 MMscfd a 0,6 peso específico2.000 bpd a 40 ° APIPresión de trabajo: 1.000 psiaTemperatura de servicio: 60 ° Fsolución:1. Cálculo de CD (igual que en el Ejemplo 4-1)2. Gas restricción de capacidad3. Restricción de capacidad Liquid4. Calcular combinaciones de d y LSS para el gas y la capacidad de líquido.5. Compute costura a costura longitud para diferentes d (Tabla 4-2).6. Calcular relaciones de esbeltez (12 Lss / d). Las opciones en el intervalo de 3 a 4 son comunes.7. Elija un tamaño razonable, con un diámetro y una longitud de combinación por encima tanto de la capacidad de gas y las líneas de capacidad de líquido de restricción.

A 36-in. X 10-ft separador proporciona alrededor de 3 minutos el tiempo de retención.