PROCESAMIENTO DEL GAS NATURALPROCESOS DE SEPARACION DE FLUIDOS

INTRODUCCIONEl gas natural es un combustible que se obtiene de rocas porosas del interior de la corteza terrestre y se encuentra mezclado con el petrleo crudo cerca de los yacimientos.El gas natural arrastra desde los yacimientos componentes indeseables como son: el cido sulfhdrico (H2S), dixido de carbono (CO2) y agua en fase 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 la presencia de agua que arrastra desde los yacimientos.

PROCESAMIENTO DEL GAS NATURAL

PROCESAMIENTO DEL GAS NATURAL

PROCESAMIENTO DEL GAS NATURAL

CAPTACION Y SEPARACION Captacin. son las instalaciones de superficie requeridas para recolectar el gas de los pozos, para su posterior procesamiento en la Planta de Tratamiento.Captacin en Alta Presin. Se refiere a la recoleccin de aquellos pozos con presin suficiente para llegar a la Planta de TratamientoCaptacin en Baja Presin. Abarca la recoleccin de gases asociados al petrleo producido en los separadores de bateras de crudo

BATERIASBateras. son aquellas instalaciones cuyo objetivo es reunir las lneas provenientes de los pozos productores de gas en un radio aproximado de 4 Km.Bateras Tradicionales. Separan el gas, el hidrocarburo y el agua proveniente del pozo, a una presin suficiente para llegar a la Planta de tratamientoBateras tipo Cluster. Colecta el gas de diferentes pozos en un manifold, y transporta el fluido en forma bifsica hasta la planta, donde se produce la separacin

FUNDAMENTOS DE LA SEPARACIN DE FLUIDOSLos 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 las siguientes:En campos de gas y condensado donde no se cuenta con el equipo adecuado de separacin y adems se quema el gas, una cantidad considerable de condensado que es arrastrado por el flujo de gas tambin es quemado, ocasionando prdidas considerables.

FUNDAMENTOS DE LA SEPARACIN DE FLUIDOS

Muchas veces es necesario transportar el gas a cierta distancia para tratarlo, por lo que, es conveniente eliminarle la mayor cantidad posible de lquido para evitar problemas tales como:

CorrosinAumento en las cadas de presinDisminucin de la capacidad de transporte de las lneas.

FUNDAMENTOS DE LA SEPARACIN DE FLUIDOS

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

FUNDAMENTOS DE LA SEPARACIN DE FLUIDOS

SECCION PRIMARIAEs 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 SECUNDARIAEs 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 DE EXTRACCION DE NIEBLAEsta 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 ALMACENAMIENTO DE LIQUIDOSEn 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.

PRINCIPIOS DE SEPARACIN Los principios fsicos bsicos para la separacin son: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.Diferencia de densidades. se separan por diferencia de pesosDecantacin. 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. 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.

FACTORES QUE AFECTAN A LA EFICIENCIA DE SEPARACIONA) 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)B) 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.

FACTORES QUE AFECTAN A LA EFICIENCIA DE SEPARACIONC) 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. D) 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.

FACTORES QUE AFECTAN A LA EFICIENCIA DE SEPARACIONE) 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 gasF) 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.

MECANISMOS DE SEPARACION Separacin Gravitacional. se basa en las leyes de Stokes, pero tambin toma en cuenta los aspectos no ideales y los efectos de la turbulencia. Se calcula la mxima velocidad horizontal y se compara con la velocidad terminal de la partcula de petrleo que asciende. La ley de Stokes se refiere a la fuerza de friccin experimentada por objetos esfricos movindose en el seno de un fluido viscoso en un rgimen laminar de bajos nmeros de Reynolds.

MECANISMOS DE SEPARACIONSeparacin 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 ( extractores de niebla tipo ciclnico)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 SEPARACIONTiempo 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.Cambio de direccin Superficie interfase

TIPOS DE SEPARADORESLos separadores de petrleo y gas son generalmente de dos tipos: dos fases (bifsico) y tres fases (trifsico).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.

CLASIFICACION DE SEPARADORES1. Por Configuracina. Verticalb. Horizontal c. Esfrico2. Por Funcin a. Bifsicosb. Trifsicos

CLASIFICACION DE SEPARADORES3. Por Presiones de Operacina. Baja presin (20 a 250 psi)b. Mediana presin (250 a 750 psi)c. Alta presin (750 a 1500 psi).4. Por Aplicacina. Separador de pruebab. Separador de produccinc. Separador de baja temperatura

TIPOS DE SEPARADORES POR FUNCIONLos separadores de petrleo y gas son generalmente de dos tipos por la funcin que cumplen: dos fases (bifsico) y tres fases (trifsico).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.

BIFASICOSTIPOS DE SEPARADORES POR FUNCION

TRIFASICOSTIPOS DE SEPARADORES POR FUNCION

FILTRO SEPARADORTIPOS DE SEPARADORES POR FUNCIN

Ambos tipos de separadores pueden ser diseados de las siguientes formas:Horizontales

Monotubos (De un solo barril) Doble tubo (De dos barriles, uno encima del otro). Verticales

EsfricosTIPOS DE SEPARADORES POR LA CONFIGURACION

TIPOS DE SEPARADORES

TIPOS DE SEPARADORES POR LA CONFIGURACION

TIPOS DE SEPARADORES POR LA CONFIGURACION

TIPOS DE SEPARADORES POR LA CONFIGURACION