Principios Básicos

PDVSA
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
SEPARACION FISICA
TAMBORES SEPARADORES
PDVSA N°
MDP–03–S–01
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E1994
TITULO
PRINCIPIOS BASICOS
29
DESCRIPCION
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APROB. APROB.
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ESPECIALISTAS
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Indice
1 OBJETIVO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
2 ALCANCE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
3 REFERENCIAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
4 CONSIDERACIONES BASICAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
Separadores físicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Principios de la separación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Proceso de separación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Consideraciones iniciales en el diseño de un separador vapor–líquido .
Definiciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Clasificación y descripción de los separadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Descripción de los internos de un separador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Problemas operacionales típicos a tomar en cuenta en el diseño . . . . . .
3
3
5
6
6
8
11
15
5 GUÍA GENERAL PARA EL DISEÑO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16
5.1
5.2
5.3
Separadores de producción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Consideraciones iniciales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Guía a Seguir para todo tipo de tambores separadores . . . . . . . . . . . . . .
16
16
17
6 NOMENCLATURA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
20
7 APENDICE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
21
Figura
Figura
Figura
Figura
Figura
Figura
Figura
Figura
1 Separadores gas–liquido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2 Separador vertical . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3 Separador horizontal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4 Separador centrifugo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5 Separador filtro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6 Tipos de deflectores y distribuidores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7 Tipos de eliminadores de niebla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8 Otros internos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
22
23
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25
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27
28
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OBJETIVO
El objetivo de esta sección es proporcionar los fundamentos teóricos que permitan
una óptima comprensión de la terminología relacionada con el área de las
separaciones físicas de fluídos, haciendo énfasis en la separación vapor–líquido.
El tema “Tambores Separadores”, dentro del área de “Separación Física”, en el
Manual de Diseño de Procesos (MDP), está cubierto por los siguientes
documentos:
PDVSA–MDP–
Descripción de Documento
03–S–01
Tambores Separadores: Principios Básicos (Este documento)
03–S–03
Tambores Separadores, Procedimientos de Diseño: Separadores
Líquido–Vapor
03–S–04
Tambores Separadores, Procedimientos de Diseño: Separadores
Líquido–Líquido
03–S–05
Tambores Separadores, Procedimientos de Diseño: Separadores
Líquido–Líquido–Vapor
Este documento, junto con los demás que cubren el tema de “Tambores
Separadores”, dentro del Manual de Diseño de Procesos (MDP) de PDVSA, son
una actualización de la Práctica de Diseño “TAMBORES”, presentada en la versión
de Junio de 1986 del MDP (Sección 5).
2
ALCANCE
Este documento presenta los conceptos requeridos en el diseño de tambores
separadores de mezclas de vapor–líquido, líquido–líquido y líquido–líquido–vapor;
tales como: principios básicos de la separación de mezclas, descripción de los
diferentes tipos de separadores e internos que lo conforman, y los fundamentos
teóricos que rigen el diseño de los mismos.
3
REFERENCIAS
1. PDVSA, MANUAL DE DISEÑO DE PROCESOS, PRACTICAS DE DISEÑO,
Vol 2, Sección 5: “TAMBORES”, Junio 1986.
2. Garcia, S. y Madriz J., “Evaluación de técnicas de separación
Gas–Petróleo. INT–EPPR–00019,94 Septiembre 1994. Los Teques.
3. Gas Processor Suppliers Association (GPSA) Engineering Data Book, Vol
1, Section 7 “Separators and Filter”. Tenth Edition, 1987.
4. International Human Resources Development Corporation, “Two–phase
Separators”. 1984.
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CONSIDERACIONES BASICAS
4.1
Separadores físicos
Prácticamente cada proceso en la IPPCN requiere de algún tipo de separación de
fases. El término separador es aplicado a una gran variedad de equipos usados
para separar mezclas de dos o más fases. Estas mezclas pueden estar formadas
por: una fase vapor y una líquida; una fase vapor y una sólida; dos fases líquidas
inmiscibles (aceite/agua); una fase vapor y dos líquidas o alguna otra combinación
de las anteriores.
El diseño apropiado de los separadores es de suma importancia, debido a que
estos tipos de recipientes son normalmente los equipos iniciales en muchos
procesos. Un diseño inadecuado puede crear un cuello de botella que reduzca la
capacidad de producción de la instalación completa.
4.2
Principios de la separación
En el diseño de separadores es necesario tomar en cuenta los diferentes estados
en que pueden encontrarse los fluídos y el efecto que sobre éstos puedan tener las
diferentes fuerzas o principios físicos.
Los principios fundamentalmente considerados para realizar la separación física
de vapor, líquidos o sólidos son: el momentum ó cantidad de movimiento, la fuerza
de gravedad y la coalescencia. Toda separación puede emplear uno o más de
estos principios, pero siempre las fases de los fluídos deben ser inmiscibles y de
diferentes densidades para que ocurra la separación.
4.2.1
Momentum (Cantidad de Movimiento)
Fluídos con diferentes densidades tienen diferentes momentum. Si una corriente
de dos fases se cambia bruscamente de dirección, el fuerte momentum o la gran
velocidad adquirida por las fases, no permiten que la partículas de la fase pesada
se muevan tan rápidamente como las de la fase liviana, este fenómeno provoca la
separación.
4.2.2
Fuerza de gravedad
Las gotas de líquido se separan de la fase gaseosa, cuando la fuerza gravitacional
que actúa sobre las gotas de líquido es mayor que la fuerza de arrastre del fluído de
gas sobre la gota. Estas fuerzas definen la velocidad terminal, la cual
matemáticamente se presenta usando la ecuación siguiente: [Ec. (1)]
V t=
Ǹ
4g d p ǒρ l–ρ gǓ
3ρ gCȀ
Ec. (1)
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ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
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ÁÁÁÁÁÁÁ
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ÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
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ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁ
ÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
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ÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
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ÁÁÁ
ÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁ
ÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
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ÁÁÁ
ÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁ
ÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁ
ÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
donde:
Vt
g
dp
ρg
ρl
C’
=
=
=
=
=
=
Velocidad terminal de la gota de líquido
Aceleración de la gravedad
Diámetro de la gota
Densidad del gas
Densidad del líquido
Coeficiente de arrastre que depende
del Número de Reynolds
En unidades
En unidades
SI
inglesas
m/s
pie/s
2
9.807 m/s
32.174 pie/s2
m
pie
3
kg/m
lb/pie 3
kg/m3
lb/pie 3
adimensional
Para el caso de decantación de una fase pesada líquida discontinua en una fase
liviana líquida continua, aplica la ley de Stokes [Ec. (2)]:
V t=
F 1 g d p 2 ǒρ P _ ρ LǓ
18 m
Ec. (2)
ÁÁÁÁ
ÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁ
ÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁ
ÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
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ÁÁÁÁ
ÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁ
ÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁ
ÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁ
ÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁ
ÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁ
ÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁ
ÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
donde:
Vt
dp
F1
=
=
=
g
ρP
ρL
m
=
=
=
=
Velocidad terminal de decantación
Diámetro de la gota.
Factor cuyo valor depende de las
unidades usadas
Aceleración de la gravedad.
Densidad de la fase pesada.
Densidad de la fase liviana.
Viscosidad de la fase continua.
En unidades
SI
m/s
m
1000
En unidades
inglesas
pie/s
pie
1
9.807 m/s2
kg/m3
kg/m3
mPa.s
32.174 pie/s2
lb/pie 3
lb/pie 3
lb/pie/s
Esta relación aplica para números de Reynolds de gota menores de 2, y puede
demostrarse que la mayoría de los casos de decantación caen en el rango de la ley
de Stokes.
Básicamente, la ley de Stokes puede usarse para la “flotación” de una fase liviana
líquida discontinua en una fase pesada líquida continua, teniendo en cuenta que la
viscosidad es de la fase continua, en este caso, la fase pesada.
4.2.3
Coalescencia
Las gotas muy pequeñas no pueden ser separadas por gravedad. Estas gotas se
unen, por medio del fenómeno de coalescencia, para formar gotas mayores, las
cuales se acercan lo suficientemente como para superar las tensiones
superficiales individuales y poder de esta forma separarse por gravedad.
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Proceso de separación
En el caso de mezclas vapor–líquido, la mezcla de fases entra al separador y, si
existe, choca contra un aditamento interno ubicado en la entrada, lo cual hace que
cambie el momentum de la mezcla, provocando así una separación gruesa de las
fases. Seguidamente, en la sección de decantación (espacio libre) del separador,
actúa la fuerza de gravedad sobre el fluído permitiendo que el líquido abandone la
fase vapor y caiga hacia el fondo del separador (sección de acumulación de
líquido). Esta sección provee del tiempo de retención suficiente para que los
equipos aguas abajo pueden operar satisfactoriamente y, si se ha tomado la
previsión correspondiente, liberar el líquido de las burbujas de gas atrapadas.
En el caso de separaciones que incluyan dos fases líquidas, se necesita tener un
tiempo de residencia adicional, dentro del tambor, lo suficientemente alto para la
decantación de una fase líquida pesada, y la “flotación” de una fase líquida liviana
Normalmente, pueden identificarse cuatro zonas principales en los separadores
(Fig. 1.):
Separación primaria
El cambio en la cantidad de movimiento de las fases a la entrada del separador
genera la separación gruesa de las fases. Esta zona incluye las boquillas de
entrada y los aditamentos de entrada, tales como deflectores ó distribuidores.
Separación secundaria
Durante la separación secundaria se observan zonas de fase continua con gotas
dispersas (fase discontinua), sobre la cual actúa la fuerza de gravedad. Esta fuerza
se encarga de decantar hasta cierto tamaño de gotas de la fase pesada discontinua
en la fase liviana continua. También produce la flotación de hasta un cierto tamaño
de gotas de la fase líquida liviana (fase discontinua), en la fase pesada continua. En
esta parte del recipiente la fase liviana se mueve a una velocidad relativamente
baja y con muy poca turbulencia.
Separación por coalescencia
En ciertas situaciones, no es aceptable que gotas muy finas de la fase pesada
discontinua sean arrastradas en la fase liviana: por ello es necesario que, por
coalescencia, tales gotas finas alcancen un tamaño lo suficientemente grande para
separarse por gravedad: para lograrlo se hace necesario tener elementos como los
eliminadores de niebla ó Mallas para el caso de separadores líquido–vapor, o las
esponjas o platos coalescedores, en el caso de la separación líquido–líquido (No
está dentro del alcance de esta versión del MDP).
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Recolección de las fases líquidas
Las fases líquidas ya separadas requieren de un volumen de control y emergencia
para una operación confiable y segura de los equipos aguas abajo.
4.4
Consideraciones iniciales
vapor–líquido
en
el
diseño
de
un
separador
Para el diseño adecuado de un separador vapor–líquido, es necesario tomar en
cuenta los puntos siguientes:
4.5
4.5.1
a.
La energía que posee el fluído al entrar al recipiente debe ser controlada.
b.
Los flujos de las fases líquida y gaseosa deben estar comprendidos dentro
de los límites adecuados que permitan su separación a través de las fuerzas
gravitacionales que actúan sobre esos fluídos y que establezcan el equilibrio
entre las fases líquido–vapor.
c.
La turbulencia que ocurre en la sección ocupada principalmente por el vapor
debe ser minimizada
d.
La acumulación de espuma y partículas contaminantes deben ser
controladas.
e.
Las fases líquidas y vapor no deben ponerse en contacto una vez separadas.
f.
Las regiones del separador donde se puedan acumular sólidos deben, en lo
posible, estar provistos de facilidades adecuadas para su remoción.
g.
El equipo será provisto de la instrumentación adecuada para su
funcionamiento adecuado y seguro en el marco de la unidad/planta a la que
pertenece
Definiciones
Fases (en operaciones de Producción y Refinación de Petróleo)
En operaciones de separación de fases en Producción y/ó Refinación de Petróleo,
normalmente se hablará de las siguientes:
Vapor–Líquido: El vapor ó gas es la fase liviana continua, y el líquido es la fase
pesada discontinua.
HC líq–Agua: El hidrocarburo líquido (HC líq) es la fase liviana continua y el agua
es la fase pesada discontinua (Decantación de Agua en aceite)
Agua–HC líq.: El agua es la fase pesada continua y el hidrocarburo ó aceite es
la fase liviana discontinua (Flotación de Aceite en agua).
4.5.2
Velocidad crítica
La velocidad crítica es una velocidad de vapor calculada empíricamente que se
utiliza para asegurar que la velocidad superficial de vapor, a través del tambor
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separador, sea lo suficientemente baja para prevenir un arrastre excesivo de
líquido. Tal velocidad no está relacionada con la velocidad sónica. La velocidad
crítica viene definida por la Ec. (3).
Vc + F 2
Ǹρ ρ–ρ
l
g
Ec. (3)
g
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁ
ÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁ
ÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
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ÁÁ
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ÁÁÁÁÁ
ÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁ
ÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
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ÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
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ÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
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ÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
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ÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁ
donde:
4.5.3
Vc
ρl
=
=
ρg
=
F2
=
Velocidad crítica
Densidad del líquido a condiciones de
operación
Densidad del vapor a condiciones de
operación
Factor cuyo valor depende de las
unidades usadas
En unidades
SI
En unidades
inglesas
m/s
kg/m3
pie/s
lb/pie 3
kg/m3
lb/pie 3
0.048
0.157
Flujo normal de vapor
El flujo normal de vapor (o gas), es la cantidad máxima de vapor alimentada a un
tambor separador a condiciones típicas de operación (es decir, en ausencia de
perturbaciones tales como las que aparecen a consecuencia de inestabilidades del
proceso o a pérdidas de la capacidad de condensación aguas arriba del mismo).
Los tambores separadores son altamente efectivos para flujos de vapor del orden
de 150% del flujo normal y, por lo tanto, no es necesario considerar un sobrediseño
en el dimensionamiento de tales tambores. Si se predicen flujos mayores al 150%,
el diseño del tambor debe considerar dicho aumento.
4.5.4
Eficiencia de la separación
La eficiencia de separación del líquido se define según la Ec.(4).
E + 100
(F–C)
F
Ec. (4)
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ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
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ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
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ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁ
ÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁ
ÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁ
ÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁ
ÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
donde:
E
F
C
=
=
=
4.5.5
Eficiencia de separación, %
Flujo del líquido alimentado al tambor
líquido arrastrado hacia la cabecera del
tambor
En unidades
SI
En unidades
inglesas
kg/s
kg/s
lb/h
lb/h
Internos
Para ayudar al proceso de separación y/ó impedir problemas de operación aguas
abajo del equipo separador, dentro del tambor se incluyen ciertos aparatos, los
cuales serán conocidos genéricamente como “Internos”.
Entre los internos más usados se tienen:
– Deflectores / Distribuidores / Ciclones de entrada: Estos aditamentos
internos adosados a la(s) boquilla(s) de entrada, se emplean para producir
un cambio de cantidad de movimiento o de dirección de flujo de la corriente
de entrada, y así producir la primera separación mecánica de las fases,
además de generar (en el caso de los distribuidores), un patrón de flujo
dentro del recipiente que facilite la separación final de las fases, reduciendo
posiblemente el tamaño de la boquilla de entrada y, en cierta medida, las
dimensiones del equipo mismo.
– Eliminadores de Niebla: Los eliminadores de niebla son aditamentos para
eliminar pequeñas gotas de líquido que no pueden ser separadas por la
simple acción de la gravedad en separadores vapor–líquido. Entre los
diferentes tipos existentes, destacan las mallas de alambre ó plástico,
conocidos popularmente como “demisters” ó “Mallas”
– Rompe vórtices: Están adosados internamente a las boquillas de líquido,
y su función es evitar el arrastre de burbujas de vapor/gas en la corriente
líquida que deja el tambor.
4.6
Clasificación y descripción de los separadores
Los separadores pueden clasificarse, según su forma en:
– Separadores cilíndricos
– Separadores esféricos
– Separadores de dos barriles
También los separadores cilíndricos pueden clasificarse según su orientación en:
– Separadores verticales
– Separadores horizontales
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Otra clasificación sería de acuerdo a la manera de inducir físicamente la
separación:
– Separadores por gravedad (típico separador vertical gas–líquido)
– Separadores por impacto (separadores de filtro)
– Separadores por fuerza centrífuga (separadores centrífugos)
A continuación se hace una breve descripción de algunos de estos tipos de
separadores y, en el caso de los separadores más usados (verticales y
horizontales), se presentan algunas ventajas y desventajas.
4.6.1
Separadores verticales (Fig. 2.)
En estos equipos, la fase pesada decanta en dirección opuesta al flujo vertical de la
fase liviana. Por consiguiente, si la velocidad de flujo de la fase liviana excede
levemente la velocidad de decantación de la fase pesada, no se producirá la
separación de fases, a menos que esta fase pesada coalesca en una gota más
grande. Entre las ventajas y desventajas del separador vertical están:
Ventajas
– Normalmente empleados cuando la relación gas o vapor–líquido es alta y/o
cuando se esperan grandes variaciones en el flujo de vapor/gas.
– Mayor facilidad, que un tambor horizontal, para el control del nivel del líquido,
y para la instalación física de la instrumentación de control, alarmas e
interruptores.
– Ocupa poco espacio horizontal
– La capacidad de separación de la fase liviana no se afecta por variaciones
en el nivel de la fase pesada.
– Facilidad en remoción de sólidos acumulados.
Desventajas
– El manejo de grandes cantidades de líquido, fuertes variaciones en la
entrada de líquido, ó separación líquido–líquido, obliga a tener excesivos
tamaños de recipientes, cuando se selecciona esta configuración.
– Requieren mayor diámetro, que un tambor horizontal, para una capacidad
dada de gas.
– Requieren de mucho espacio vertical para su instalación
– Fundaciones más costosas cuando se comparan con tambores horizontales
equivalentes.
– Cuando hay formación de espuma, o quiere desgasificarse líquido ya
recolectado, se requieren grandes volúmenes de líquido y, por lo tanto,
tamaños grandes de tambores verticales.
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Como ejemplos de separadores verticales, tenemos:
– Tambor KO de succión de compresor: Se requiere una separación
líquido–vapor muy eficiente, especialmente para tambores asociados a
compresores reciprocantes. Estos tambores KO se diseñan para incluir
malla separadora de gotas y, algunas veces, se incluye calentamiento por
trazas de la salida vapor para evitar condensación en la línea
– Tambor KO de la alimentación al Absorbedor de Gas Acido: Se requiere
una separación líquido–vapor muy eficiente, para evitar la formación de
espuma en el absorbedor.
4.6.2
Separador horizontal (Fig. 3.)
En estos equipos, la fase pesada decanta perpendicularmente a la dirección
horizontal de flujo de la fase liviana, permitiendo que la fase liviana continua pueda
viajar a una velocidad superior a la velocidad de decantación de la fase pesada
discontinua (hasta un cierto límite). Entre las ventajas y desventajas de este tipo de
separadores están:
Ventajas
–
–
–
–
–
Normalmente empleados cuando la relación gas ó vapor–líquido es baja.
Requieren de poco espacio vertical para su instalación.
Fundaciones más económicas que las de un tambor vertical equivalente.
Por lo general, son más económicos.
Requieren menor diámetro, que un tambor vertical, para una capacidad dada
de gas.
– Manejan grandes cantidades de líquido, fuertes variaciones en la entrada de
líquido, ó separación líquido–líquido, optimizando el volumen de operación
requerido.
– Los volúmenes de retención facilitan la desgasificación de líquido y el manejo
de espuma, si se forma.
Desventajas
– Variaciones de nivel de la fase pesada afectan la separación de la fase
liviana.
– Ocupan mucho espacio horizontal.
– Difícil remoción de sólidos acumulados (Necesidad de inclinar el recipiente
ó añadir internos como tuberías de lavado)
Como ejemplo de separadores horizontales, tenemos:
– Separadores de producción: (también conocidos como Tambores “Free
Water Knock Out” (FWKO)); se requiere de un separación vapor–líquido
eficiente, especialmente cuando el gas fluye hacia un compresor. Además
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la separación del aceite o petróleo de la fase acuosa (Separador
líquido–líquido–vapor), debe ser razonablemente buena para evitar
sobrecargar los equipos aguas abajo de tratamiento de agua. Muy a
menudo, se requiere de inyección de químicos desemulsificantes y
rompedores de espuma.
– Tambores de alivio: .Se requiere de una separación vapor–líquido
razonablemente buena, para así evitar arrastre de gotas de material
hidrocarburo que arderían en el mechurrio asociado, ya que dichas gotas
producirían una excesiva radiación en el mechurrio, además que podrían
caer gotas de material ardiendo desde el mechurrio, generando posibles
emergencias.
4.6.3
Separador centrífugo (Fig. 4.)
Ofrecen un espacio eficiente, pero son muy sensibles a la tasa de flujo y requieren
una mayor caída de presión que la configuración estándar de un separador. Este
tipo de separadores no será cubierto por el MDP de Tambores.
4.6.4
Separador de filtro (Fig. 5.)
Los separadores de filtro usan el principio de aglomeramiento de goticas de líquido
en un medio filtrante seguido por un elemento eliminador de niebla. Este tipo de
separadores no será cubierto por el MDP de Tambores.
El aglomeramiento más común y eficiente está compuesto de un medio filtrante
tubular de fibra de vidrio, el cual es capaz de retener partículas de líquido hasta
tamaños de submicrones. El gas fluye dentro de la parte superior del empaque del
filtro, pasa a través de los elementos y luego viaja hacia afuera por medio de los
tubos. Las partículas pequeñas secas (si las hay, por arrastres de sólidos ó
productos de corrosión), son retenidas en los elementos filtrantes y el líquido se
aglutina para formar gotas más grandes.
La eficiencia de un separador de filtro depende mayormente del diseño apropiado
del empaque del filtro y que este produzca una caída de presión mínima, mientras
retiene una eficiencia de extracción.
Los separadores filtro son utilizados en aplicaciones de alto flujo de gas / bajo flujo
de líquido y pueden tener ambas configuraciones horizontal o vertical. Son
utilizados comúnmente a la entrada de los compresores en las estaciones
compresoras, como un despojador final aguas arriba de la torre contractora de
glicol y en aplicaciones de gas de instrumentación / combustible.
4.7
Descripción de los internos de un separador
Los internos de un separador prestan una gran variedad de funciones, todas con el
objetivo de mejorar la separación de las fases y/o garantizar una operación
confiable y segura de los equipos aguas abajo. Entre tales funciones están:
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– Separación primaria de las fases: Reducción del momentum de las fases
o cambio en la dirección del flujo de las mismas (deflectores, distribuidores
de entrada).
– Reducción en oleaje o salpicaduras: evita o reduce el “re–arrastre” de
gotas de líquido por la corriente de vapor o reduce la turbulencia en
separaciones líquido–líquido (planchas rompe olas).
– Coalescencia de gotas muy pequeñas: Para separaciones vapor–líquido,
los eliminadores de niebla (mallas de alambre, laberinto de aletas, etc). Para
separación líquido–líquido, los platos o esponjas coalescedoras (no
cubiertos por el MDP de tambores).
– Reducción del arrastre de burbujas de vapor/gas en la salida de líquido:
rompe vórtices.
– Reducción mecánica de formación de espuma: placas rompe espuma.
– Limpieza interna de recipientes: Cuando se espera una deposición
continua de sólidos que no pueden ser fácilmente removibles (tuberías
internas: No cubierto por el MDP de tambores).
– Reducción del tiempo de decantación: en el caso de separaciones
líquido–líquido, se busca reducir el tiempo en que una gota de la fase pesada
discontinua alcance la interfase pesada–liviana (placas de decantación).
A continuación se presenta una breve descripción de algunos ejemplos de
internos:
4.7.1
Deflectores (Fig 6.)
Los deflectores tienen una gran variedad de formas; pueden ser de placa, ángulo,
cono, codo de 90°, o semiesfera. El diseño y forma del deflector depende
principalmente del soporte requerido para resistir la carga de impacto a la cual es
sometido. Estas fuerzas de impacto pueden llegar a desprender el elemento y
ocasionar serios problemas de arrastre. Para efectos de lo cubierto en el MDP de
tambores, el tipo de deflector a usar (cuando no se empleen distribuidores) es el
codo de 90°.
4.7.2
Distribuidores de entrada (Fig 6.)
Los distribuidores son aditamentos de tubería internamente colocados
perpendicularmente a la boquilla de entrada, los cuales tienen ranuras ú orificios,
por los cuales salen las dos fases a una baja velocidad. Estos aparatos, además,
ayudan a una distribución pareja de las fases en el área disponible de flujo, que
favorece la separación de la mismas.
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4.7.3
Ciclones (Fig 6.)
Los ciclones funcionan de forma que la separación mecánica se efectúa por la
fuerza centrífuga que actúa sobre las partículas al provocar el movimiento giratorio
sobre la corriente de alimentación. Para lograr este efecto se coloca una chimenea
ciclónica cerca de la boquilla de alimentación. Esta chimenea produce una alta
velocidad y una gran caída de presión.
4.7.4
Eliminador de niebla tipo malla (“Mallas”) (Fig 7.)
Descrito en general como “demister” ó “Malla de Alambre”, consiste en un filtro
trenzado de alambre, normalmente de acero inoxidable empacado en forma de
esponja cilíndrica, con un espesor entre 3 y 7 pulgadas y densidad entre 10 y 12
lb/pie3. Este elemento retiene las partículas líquidas hasta que adquieren un
tamaño suficientemente grande como para que el peso supere tanto la tensión
superficial como la acción de arrastre producida por el gas. Posee una de las más
altas eficiencias de remoción y es preferido debido a su bajo costo de instalación.
Para efectos de los MDP de tambores, se usará el genérico “Mallas” para describir
este tipo de eliminador de niebla.
Estos eliminadores tienen la ventaja de que producen una baja caída de presión, y
son altamente efectivos si la velocidad del vapor puede mantenerse dentro de un
rango apropiado. La desventaja principal respecto a los otros tipos de eliminadores
radica en el hecho que el gas es forzado a pasar a través de éstos por los mismos
canales por los que el líquido es drenado bajo la influencia de la gravedad, es decir,
en el área libre del eliminador existe flujo en dos sentidos. Si no son especificados
apropiadamente, puede suceder que:
– El líquido no pueda abandonar el elemento y se acumule en éste.
– El flujo de gas sea restringido como consecuencia de esta acumulación.
– La caída de presión llegue a tal valor que el líquido sea expulsado aguas
abajo del separador, ocasionando arrastre.
La desventaja con respecto a otros eliminadores de niebla, es que si hay sólidos
pegajosos en la corriente de gas ó es un servicio sucio, el sistema es más propenso
a obstruirse.
4.7.5
Eliminador de niebla tipo aleta (Fig 7.)
Los eliminadores tipo aleta consisten en un laberinto formado por láminas de metal
colocadas paralelamente, con una series de bolsillos recolectores de líquido.
El gas es conducido entre las placas, sometido a sucesivos cambios de dirección,
mientras que las partículas líquidas tienden a seguir en línea recta y son atrapadas
en los bolsillos del eliminador. Una vez allí, coalescen y son conducidas en
dirección perpendicular al flujo de gas hasta el fondo del recipiente. Una
característica de este elemento es que el líquido recolectado no es drenado en
contracorriente al flujo de gas; en consecuencia la eficiencia de separación con
respecto al eliminador tipo malla aumenta considerablemente.
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Las ventajas de este eliminador son su alta eficiencia y durabilidad.
Adicionalmente, debido a que se construyen en forma compacta no son propensos
a desarmarse.
Las desventajas son su susceptibilidad a taponarse cuando manejan crudos
parafinosos o asfalténicos, además su alto costo en relación a los otros tipos de
eliminadores. Este tipo de eliminadores de niebla no está dentro del alcance de
esta versión del MDP de Tambores.
4.7.6
Eliminador de niebla tipo ciclón (Fig 7.)
Estos dispositivos producen la separación debido a un cambio en la cantidad
angular de movimiento de la corriente bifásica. Estos elementos tienen forma de
ciclón, es decir, un cilindro hueco con aberturas que permiten la entrada de la
corriente en forma tangencial. El gas gira en torno al eje del cilindro y abandona la
parte superior, mientras que las partículas líquidas por efecto de la diferencia de
densidades salen desprendidas de la corriente la fuerza centrífuga aplicada sobre
ellas debido a la rotación, golpeando las paredes del elemento y goteando por la
parte inferior. Su principal uso se limita a corrientes formadas básicamente por gas
o cuando la diferencia de densidad relativa entre las fases es pequeña.
Un aspecto importante respecto a estos eliminadores es que la eficiencia de
separación depende mucho de la velocidad del gas y por lo tanto del caudal
manejado. Cuando este cae por debajo de los valores recomendados por el
fabricante, la eficiencia de separación disminuye drasticaménte, por esta razón no
son recomendados cuando el flujo de alimentación es variable, como por ejemplo
en los separadores de estaciones de flujo. Por otra parte, cuando la velocidad es
muy alta se produce abrasión y desgaste excesivo, obligando al cambio frecuente
del mismo y generando caídas de presión de hasta 140 pulg de agua. Este tipo de
eliminadores de niebla no está dentro del alcance de esta versión del MDP de
Tambores.
4.7.7
Rompe – vórtices (Fig. 8.)
Cuando un liquido es drenado de un recipiente, se pueden producir condiciones
que originen la formación de un remolino. Este efecto en separadores ocasiona el
escape de la fase de vapor por la boquilla de desalojo de líquido, lo cual es
indeseable sobre todo desde el punto de vista de seguridad. Para solventar este
problema es usual dotar a los recipientes de elementos que obstruyan o dificulten la
formación de remolinos.
4.7.8
Placas rompe – espumas (Fig. 8.)
Consiste en una serie de placas paralelas longitudinales direccionadoras del flujo,
colocadas en la zona de retención de líquidos de los separadores horizontales.
Estas placas evitan que las burbujas de gas que ascienden a través del líquido
colapsen y produzcan la agitación necesaria para formar la espuma. La
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especificación de este tipo de placas no está dentro del alcance de esta versión del
MDP de Tambores.
4.7.9
Rompe – olas (Fig. 8.)
Cuando se tienen separadores horizontales muy largos, se debe evitar la
propagación de las ondulaciones y los cambios de nivel en dirección longitudinal
que son producidos por la entrada súbita de tapones de líquido dentro del
separador. Para eliminar dichas ondulaciones es usual colocar placas en sentido
transversal al separador, conocidas como rompe–olas. Dichas placas son de gran
utilidad para las labores de control de nivel, evitando medidas erróneas producto
del oleaje interno. La especificación de este tipo de placas no está dentro del
alcance de esta versión del MDP de Tambores.
4.7.10
Tuberías internas (Fig. 8.)
Cuando se manejan crudos y productos sucios, es recomendable adecuar tanto el
separador horizontal como el vertical, con un sistema interno de tuberías que
permitan la inyección de agua, vapor o solventes para eliminar las impurezas que
se depositan en el equipo durante su operación o para desplazar a los
hidrocarburos antes de proceder a la apertura del recipiente, por lo cual estos
equipos son muy útiles cuando se efectúan paradas por manteamiento.
4.8
Problemas operacionales típicos a tomar en cuenta en el diseño
4.8.1
Formación de espuma
La tendencia a formar espuma de una mezcla vapor–líquido o
vapor–líquido–líquido afectará severamente el desempeño del separador.
Generalmente, si se sabe que la espuma es un problema antes de instalar el
recipiente, pueden incorporarse deflectores de espuma como el método más
económico de eliminar el problema. Sin embargo en algunos casos puede ser
necesario resolver un problema en particular, usando soluciones más efectivas
como agregar longitud extra al recipiente o usar aditivos químicos. Cualquier
información que pueda obtenerse sobre la dispersión de espuma por análisis de
laboratorio, antes del diseño del separador es de mucha ayuda. Un caso específico
de esta situación son los separadores de Producción (gas–petróleo o
gas–petróleo–agua).
4.8.2
Flujo de avance
Algunas lineas de flujo bifásico muestran la tendencia a un tipo de flujo inestable, de
oleaje, que se denomina flujo de avance. Obviamente la presencia del flujo avance
requiere incluir placas rompe olas en el separador.
4.8.3
Materiales pegajosos
Alimentaciones con materiales pegajosos, como es el caso de crudos parafinosos,
pueden presentar problemas operativos, debido al ensuciamiento o incrustación
de los elementos internos.
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Presencia y acumulación de sólidos
Cuando se conoce que un servicio tendrá arrastre de sólidos, deberán tomarse las
prensiones correspondientes: tuberías de lavado (si aplica), boquillas de limpieza
por inyección de líquidos, boquillas de remoción de sólidos, inclinación de
recipientes horizontales, etc. Para separadores de producción, considerables
cantidades de arena pueden ser producidas con el crudo. En los separadores en
servicio de petróleo arenoso deben proveerse aberturas para la limpieza.
5
GUÍA GENERAL PARA EL DISEÑO
5.1
Separadores de producción
Los criterios de diseño que aplican a este tipo de separadores serán
posteriormente incluidos en el MDP de tambores. Mientras tanto, se debe usar la
guía de Ingeniería PDVSA 90616.1.027 “Separadores Líquido–Vapor”, la cual
forma parte del volumen 15 del Manual de Ingeniería de Diseño (MID) de PDVSA.
5.2
Consideraciones iniciales
De acuerdo a lo mencionado en el aparte 4.6, hay aspectos que favorecerían la
utilización de un tipo de separador con respecto a otro, especialmente hablando de
separadores verticales y horizontales, los cuales son los de mayor uso en la
IPPCN, y los que serán cubiertos con mayor detalle en los documentos siguientes.
Sin embargo, de acuerdo a cada situación, puede que la selección “obvia” del tipo
de separador no aplique, ya que pueden existir otros factores, que normalmente
son de menor importancia, pero que en una aplicación específica son privativos en
la selección de un tipo de separador. A continuación presentamos algunos
ejemplos:
– Normalmente, un tambor de alivio que maneje un volumen importante de
descargas líquidas, será un tambor horizontal con flujo dividido, lo cual
reduce el diámetro del recipiente pero alarga su longitud. Sin embargo, si
está ubicado en una plataforma de producción costa afuera, donde el
espacio es extremadamente costoso, la selección podría ser un tambor
horizontal sin flujo dividido o, si la situación es extrema, un tambor vertical.
– En la remodelación de una unidad a la cual se le aumenta la capacidad, la
selección obvia para un tambor separador de gotas o Tambor KO, es un
tambor vertical, pero si el tambor está ubicado en el piso intermedio de una
estructura de tres pisos, la cual no se le pueden abrir perforaciones por tener
ubicados equipos encima del tambor KO en cuestión, se impone tener un
tambor horizontal.
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Guía a seguir para todo tipo de tambores separadores
La siguiente metodología es con la finalidad de ser utilizada como una guía general
para el diseño de separadores.
Paso 1.–
Obtención de la información de proceso (propiedades de las
corrientes) y de la función que se espera realizar. De acuerdo a los
procedimientos que se presentarán en los documentos siguientes,
se requiere obtener la siguiente información:
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ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ
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Información
Vapor/gas
Líquido(s)
Densidad
Viscosidad
Tensión Superficial
Flujo (másico ó
volumétrico)
X
X
X
X
X
X
X
Presión de Operación
Temperatura de Operación
Material pegajoso?
Arrastre de Sólidos?
Variaciones fuertes en el flujo de vapor/gas?
Variaciones fuertes en el flujo de líquido(s)?
Paso 2.–
General
X
X
X
X
X
X
Definición del tipo de separador y de servicio. Los siguientes
documentos, los cuales forman parte del MDP de tambores
deberán ser consultados, para efectos de identificación del
servicio específico a realizar:
PDVSA–MDP–
Descripción de Documento
03–S–03
Tambores Separadores, Procedimientos de Diseño: Separadores
Líquido–Vapor
03–S–04
Tambores Separadores, Procedimientos de Diseño: Separadores
Líquido–Líquido
03–S–05
Tambores Separadores, Procedimientos de Diseño: Separadores
Líquido–Líquido–Vapor
Estos documentos, que presentan procedimientos detallados de
diseño, también incluyen descripción del tipo de separador a
emplear para aplicaciones específicas de Refinación de Petróleo
En el caso que no se halle un servicio específico que identifique el
caso bajo estudio, usar la tabla siguiente para una identificación
genérica del tipo se separador a usar
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Situación
Alta relación
vapor/líquido
Alto “turndown”
de flujo de gas
Baja relación
vapor/líquido
Alto “turndown”
de flujo de líquido
Presencia de
sólidos /
materiales
pegajosos
Separación
líquido–líquido
solamente
Recomendación de Tipo de Separador
Vertical sin
Vertical con
Horizontal sin
Malla
Malla
Malla
Muy
recomendable
Muy
recomendable
Moderado
Muy
recomendable
Muy
recomendable
Moderado
Moderado
Moderado
Recomendable
Moderado:
Considerar
internos
especiales
No recomendable No recomendable
Separación
líquido –
líquido–vapor
Moderado
Moderado
Horizontal con
Malla
Moderado
Moderado
Moderado
Moderado
Muy
recomendable
Muy
recomendable
Moderado:
Considerar
internos
especiales /
Inclinación
Muy
recomendable
Muy
recomendable
Moderado:
Considerar
internos
especiales /
Inclinación
Recomendable
No aplica
Muy
recomendable
Muy
recomendable
Limitaciones en
Recomendable
Recomendable No recomendable No recomendable
área de Planta
Limitaciones en No recomendable No recomendable Recomendable
Recomendable
espacio vertical ó
altura
Paso 3.–
Localización de los criterios de diseño típicos para el servicio en
cuestión, criterios y consideraciones adicionales y la configuración
del tambor: Tales criterios estarán en los documentos
PDVSA–MDP antes mencionados, de acuerdo a la selección
hecha de tipo de separador.
Paso 4.–
Dimensionamiento del tambor a través del calculo de:
– Velocidad crítica del vapor
– Area de flujo de vapor requerida disponible
– Relación L/D
– Volumen de retención de líquido en el tambor
– Niveles bajo–bajo, bajo, alto, alto–alto del líquido, cuando se
trate de separadores vapor líquido. Para separación
vapor–líquido–líquido, añadir nivel bajo y nivel alto de interfase.
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Paso 5.–
Paso 6.–
Paso 7.–
Paso 8.–
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– Diseño/especificación de Internos que afecten el diseño de
Proceso del recipiente
– Volumen del tambor
Definición y dimensionamiento de las boquillas de entrada y de
salida
Especificación de los internos faltantes del separador (parte de
esta información se localizaría en el MID)
Cálculo de la caída de presión del equipo: como la suma de la
caída de presión de la boquilla de entrada, de salida de gas y de los
internos (cuando aplique)
Búsqueda de información adicional, en el Manual de Ingeniería de
Diseño y otros documentos técnicos, para completar la
Especificación de Proceso del Tambor Separador bajo estudio.
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NOMENCLATURA
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C
=
C’
=
Dp
E
F
F1
=
=
=
=
F2
=
g
Vc
Vt
=
=
m
ρg
ρl
ρP
ρL
=
=
=
=
=
=
líquido arrastrado hacia la cabecera del
tambor
Coeficiente de arrastre que depende de
el Número de Reynolds
Diámetro de la gota
Eficiencia de separación, %
Flujo del líquido alimentado al tambor
Factor cuyo valor depende de las
unidades usadas (Ec. (2))
Factor cuyo valor depende de las
unidades usadas (Ec. (3))
Aceleración debido a la gravedad
Velocidad crítica
Velocidad terminal de la gota de líquido.
Velocidad terminal de decantación
Viscosidad de la fase continua.
Densidad del gas
Densidad del líquido
Densidad de la fase pesada.
Densidad de la fase liviana
En unidades
SI
kg/s
En unidades
inglesas
lb/h
adimensional
m
pie
kg/s
1000
lb/h
1
0.048
0.157
9.807 m/s2
m/s
32.174 pie/s2
pie/s
m/s
pie/s
mPa.s
kg/m3
kg/m3
kg/m3
kg/m3
lb/pie.s
lb/pie 3
lb/pie 3
lb/pie 3
lb/pie 3
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APENDICE
Figura 1 Separadores gas–liquido
Figura 2 Separador vertical
Figura 3 Separador horizontal
Figura 4 Separador centrifugo
Figura 5 Separador filtro
Figura 6 Tipos de deflectores y distribuidores
Figura 7 Tipos de eliminadores de niebla
Figura 8 Otros internos
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Fig 1. SEPARADORES GAS–LIQUIDO
SALIDA DE GAS
SEPARADOR HORIZONTAL
SEPARACION
PRIMARIA
SEPARACION POR
COALESCENCIA
SEPARACION SECUNDARIA
RECOLECCION DE LAS FASES LIQUIDAS
SALIDA DE VAPOR
SALIDA DE LIQUIDO
SEPARACION POR
COALESCENCIA
SEPARACION
SECUNDARIA
ALIMENTACION
SEPARACION
PRIMARIA
RECOLECCION DE LAS
FASES LIQUIDAS
SEPARADOR VERTICAL
SALIDA DE LIQUIDO
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Fig 2. SEPARADOR VERTICAL
SALIDA DE VAPOR
MALLA SEPARADORA
DE GOTAS
ALIMENTACION
NAAL
DEFLECTOR
NAL
NBL
NBBL
SALIDA DE LIQUIDO
NAAL : NIVEL ALTO–ALTO DE LIQUIDO
NAL : NIVEL ALTO DE LIQUIDO
NBL : NIVEL BAJO DE LIQUIDO
NBBL : NIVEL BAJO–BAJO DE LIQUIDO
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Fig 3. SEPARADOR HORIZONTAL
ALIMENTACION
DISTRIBUIDOR EN T”
NAAL
NAL
NBL
NBBL
SALIDA DE LIQUIDO
NAAL : NIVEL ALTO–ALTO DE LIQUIDO
NAL : NIVEL ALTO DE LIQUIDO
NBL : NIVEL BAJO DE LIQUIDO
NBBL : NIVEL BAJO–BAJO DE LIQUIDO
SALIDA DE GAS
MALLA
SEPARADORA
DE GOTAS
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Fig 4. SEPARADOR CENTRIFUGO
ALIMENTACION
A
SALIDA DE GAS
SALIDA DE LIQUIDO
CORTE A–A
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A
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Fig 5. SEPARADOR FILTRO
CAMARA DE SEPARACION
DE ENTRADA
ENTRADA
DE GAS
ELIMINADOR DE
NIEBLA FINAL
TUBOS FILTROS
SALIDA
DE GAS
TAPA DE
ABERTURA RAPIDA
RESERVORIO
DE LIQUIDO
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Fig 6. TIPOS DE DEFLECTORES Y DISTRIBUIDORES
DEFLECTOR
COMPUESTO POR
MEDIA SECCION
DE TUBERIA
BOQUILLA DE
ENTRADA
BOQUILLA DE
ENTRADA
PARED DEL
RECIPIENTE
DEFLECTOR DE ENTRADA
(PDVSA–MID–10603.2.303)
BOQUILLA DE
ENTRADA
BOQUILLA DE
ENTRADA
DEFLECTOR
PARED DEL
RECIPIENTE
PARED DEL
RECIPIENTE
CODO DE 90°
PLANCHA DEFLECTORA
1700mm (67 pulg.)
D.E.=610mm(24 pulg.)
545mm (21.5 pulg.)
545mm (21.5 pulg.)
D.E.=610mm
(24 pulg.)
25mm
25mm
(1 pulg.)
25mm
(1 pulg.)
(1 pulg.)
15mm
(.6 pulg.)
EJEMPLO DE DISTRIBUIDOR EN “T”
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Fig 7. TIPOS DE ELIMINADORES DE NIEBLA
TIPO MALLA DE ALAMBRE
BOLSILLOS
DIRECCION DE LAS
PARTICULAS LIQUIDAS
RETENIDAS
GAS
TIPO ALETA
SALIDA DE GAS
SALIDA DE LIQUIDO
ENTRADA DE FLUJO
TIPO CICLON
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Fig 8. OTROS INTERNOS
BOQUILLA (DESCARGA UNICA)
O CIRCULO ENVOLVENTE
(DESCARGA MULTIPLE)
PARED DEL RECIPIENTE
CIRCUNFERENCIA
DEL RECIPIENTE
5 D (250 mm.)
D
DIAMETRO DE
BOQUILLA
DE SALIDA
DE LIQUIDO
(PDVSA–MID–10603.2.308)
TIPO PLACA
REJILLA SOLDADA DE 3 CAPAS, FORMADA
POR BARRAS PLANAS DE 25 x 6, SEPARADAS
25 mm ENTRE EJES E INTERCONECTADAS POR
BARRAS TRANSVERSALES A CADA 5O mm.
(PDVSA–MID–10603.2.309)
TIPO REJILLA
ROMPE–VORTICES
PLACAS ROMPE–ESPUMA
PLACAS ROMPE–OLAS
TUBERIAS INTERNAS