trabajo para gas ii

8/8/2019 Trabajo Para Gas II

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PROCESOS DE GAS NATURAL II PET 240

TRABAJO DE INVESTIGACION

SEPARADORES

Los separadores son los artefactos ms ampliamente conocidos en la

industria petrolera, debido a que se los necesita para un sinnmero

de aplicaciones, comenzando en las cercanas del pozo y siguiendo

con ellos a la entrada de cualquier planta de procesamiento de gas o

de lquido. Su uso puede ser resumido de la siguiente manera:

Ocasionar una separacin primaria de los fluidos que son

lquidos de aquellos que son gases, ya que la corriente que

viene del pozo es una mezcla compleja de variados

hidrocarburos en estado lquido y gaseoso, agua, vapor de

agua, slidos, que fluye de manera turbulenta y a alta velocidad

Mejorar la separacin primaria removiendo los lquidos

atrapados en el gas

Mejorar la separacin an ms, removiendo el gas atrapado en

el lquido

Descargar ambos fluidos en forma separada desde el

recipiente sin posibilidad de que vuelvan a mezclarse

An cuando las operaciones a realizar parecen sencillas, son en

realidad uno de los puntos crticos en la industria del petrleo y gas.

Una separacin que no cumpla las especificaciones de entrega trae

aparejado graves problemas, ya sea que se encuentre lquido en las

lneas de gas, como encontrar gas en los tanques de petrleo. Es por

ello que debe ponerse especial atencin cuando se dimensiona un

separador, a fin de seleccionar el recipiente que mejor se desempee

de acuerdo a las caractersticas del fluido que va a pasar a su travs.-

Uno de los problemas que se presenta en la prctica es que los

separadores existentes, que fueron calculados para unas

determinadas condiciones de operacin, para fluidos de una

determinada composicin, son, a veces, puestos a funcionar en otros

lugares para condiciones de operacin totalmente distintas, debido a

lo cual no es posible lograr una buena separacin, a menos que se

ABEL ESTRADA RODRIGUEZ REG 200759922


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rehagan los clculos y se haga funcionar al separador dentro de los

lmites establecidos para estas nuevas condiciones

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: Los tres fluidos a separar conservan en la

mezcla diferentes densidades, actuando el efecto de la gravitacin,

de manera que los fluidos se separan por diferencia en el peso de

cada componente.

Decantacin: 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: Es la propiedad de las gotas de un mismo fluido a

atraerse y unirse entre s, facilitando el proceso de decantacin

CONDICIONES DE OPERACIN

Para que los fluidos cuenten con las mejores condiciones en el interior

del equipo para la separacin, ser necesario considerar algunos

aspectos fundamentales:

Temperatura: Que los fluidos estn a una adecuada temperatura a fin

de bajar lo suficiente la viscosidad del petrleo como para ayudar al

desprendimiento de las burbujas de gas, disminuyendo las

necesidades de tiempo de residencia.

En la fase lquida mejorar la disociacin petrleo-agua mejorando la

separacin.

Se debe considerar el tipo de petrleo, pues si la temperatura es muy

alta, evaporar algunos livianos que luego puede ser necesario

condensar por enfriamiento y recuperar.

Presin: Que estn sometidos a la menor presin posible de trabajo a

los efectos de aumentar la diferencia de densidades entre gas y

lquido, lo que tambin favorecer la separacin del gas libre y del



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gas disuelto. En la mayora de los casos la mnima presin de trabajo

deber ser compatible con la necesaria para el drenaje de los lquidos

por el fondo.

Las limitaciones a las bajas presiones, estn dadas tambin por el

aumento del volumen del gas al disminuirlas, dado que a tal

aumento, le corresponder un incremento de la velocidad de su

pasaje por el separador

PROCESO DE SEPARACION

Los fluidos ingresan al separador por su sector medio, circulan por el

interior del equipo durante un cierto tiempo mientras se produce el

fenmeno de separacin debido a la diferencia de peso entre el gas y

el lquido.

Durante este proceso las burbujas de gas ascienden a la parte

superior del separador por ser ms livianas, y los lquidos van

descendiendo por ser ms pesados y se acumulan en la parte inferior.

Si el caudal que recibe el separador es alto, la velocidad de

circulacin del gas en el interior del mismo ser elevada y puede

arrastrar hacia la parte superior a las gotas ms pequeas de

petrleo pulverizado. Para evitar estas prdidas y favorecer la

separacin, se disean deflectores de turbulencia, deflectores de

condensacin y filtros rejillas como elementos internos del equipo.

Estos dispositivos, como los extractores de nieblas, que se colocan en

el interior de un separador, normalmente se disean para permitir

que el gas pase a travs de los mismos pero efectuando bruscos

cambios de direccin. Al mismo tiempo, esta corriente de gas impacta

contra una superficie de choque, producindose la coalescencia

(agrupacin) de las partculas, las que al aumentar de tamao caen

por gravedad a la parte inferior del equipo.

Adems, por el hecho de que la corriente de gas y lquido es

conducida por el interior de una caera dentro de la cual existe una

determinada presin, y que al ingresar al separador se produce una

brusca expansin en una cmara ms amplia, el flujo pierde



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velocidad, cortando el arrastre de partculas, permitiendo la cada

gravitacional de las mismas hacia el lecho lquido.

El proceso de separacin ser entonces:

1. Asegurar las condiciones ptimas de temperatura y presin de

trabajo.

2. Disminuir la velocidad de flujo de la mezcla al ingresar al equipo;

3. Ayudar a la separacin mecnicamente con barreras de choque,

tubos ciclnicos y mallas de retencin de niebla

4. Darle al flujo el tiempo de residencia necesario dentro del equipo.

Un tiempo de retencin de 1 a 3 minutos puede ser suficiente si no

existe la formacin de espuma, en caso contrario puede ser

necesario 5 a 20 minutos, dependiendo de la estabilidad de la

espuma y de la configuracin del equipo.

CONDICIONES MECANICAS DEL SEPARADOR

Entre los mecanismos de separacin, que tienen que ver con la

estructura y diseo del equipo, se puede considerar como ms

importantes:

Choque: El choque de la mezcla a la entrada del separador propondr

la dispersin de los fluidos de diferente densidad.

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: Existe la tendencia a la separacin entre fases,

cuando al fluido se le modifica su direccin, generada por la

diferencia de densidad de los fluidos.

Tiempo de residencia: O de retencin, 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.

Un aumento de estos parmetros causar un aumento en el tiempo

de residencia.



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El tiempo de residencia es necesario para obtener una buena

separacin, pero posee una estrecha vinculacin con la presin,

temperatura y caractersticas del fluido:

Ms viscosidad = Mayor tiempo de residencia

Menor viscosidad = Menor tiempo de residencia

Superficie interfase: Es importante la mayor superficie en el rea de

contacto entre las fases. De aqu la conveniencia, en muchos casos,

de utilizar separadores horizontales en lugar de los verticales.

El equipamiento bsico para separar lquidos de vapores utiliza tanto

las fuerzas gravitacionales como las centrfugas. Las primeras se

utilizan al reducir la velocidad de modo que el lquido pueda

asentarse en el espacio provisto a tal fin. Las fuerzas centrfugas se

usan para cambiar la direccin del flujo. Ambas fuerzas necesitan de

un tiempo para actuar. Por lo cual la verdadera funcin de un

separador es proveer un espacio fsico, es decir, un recipiente, en

donde los fluidos puedan permanecer el tiempo necesario para

asegurar la separacin de los componentes gaseosos de los lquidos

An cuando cada fabricante tiene sus propias normas de diseo y

construccin de los separadores, stos deben tener cuatro secciones

principales:

a) Seccin de entrada o separacin primaria

Unas placas deflectoras, o algn otro artefacto, recibe el choque de la

corriente que ingresa, la cual disipa parte de su energa, permitiendo

a los gases una primera separacin. Aqu hay cambio de velocidad y

de direccinde la corriente.


SeccinSeccinPrimariaPrimaria


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b) Seccin de las fuerzas gravitacionales:

Las gotas de lquido contenido en el gas tratan de separarse al

mximo. El gas asciende a una velocidad menor a la inicial, y las

gotas de lquido decantan. En esta zona pueden generarse

turbulencias, las cuales a su vez favorecen la formacin de espumas.

La colocacin de placas paralelas minimiza la turbulencia y ayuda a

deshacer las incipientes espumas.

c) Seccin de extraccin de neblina:

En esta zona se separan las gotitas ms pequeas de lquido que

acompaan todava al gas, mediante dispositivos que operan con

fuerzas de choque o fuerza centrfuga. Se las retiene mediante unas

almohadillas o mallas tejidas, o tambin mediante placas de metal

corrugadas, desde donde caen a la seccin de lquidos.-


SeccinSeccinSecundariaSecundaria


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d) Seccin de acumulacin de lquido:

Los lquidos que se han ido separando se van acumulando en la parte

inferior del recipiente, lo cual requiere de un tiempo mnimo para que

la operacin se efecte. Cuando se alcanza un determinado nivel, se

produce la descarga hacia la lnea correspondiente. En la parte

inferior de esta seccin, y especialmente en los separadores

verticales, suele colocarse un dispositivo rompe vrtices, con el fin deevitar la formacin de remolinos en la salida del lquido.-

EFICIENCIA DE UN SEPARADOR

Si el separador es eficiente en su operacin, el gas captado ser

limpio, sin humedad y sin lquidos. A la salida del separador no


Extraccin deExtraccin deNieblaNiebla

Almacenamiento deAlmacenamiento delquidolquido


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deber ensuciar la mano o una placa que se interponga. En caso

contrario, si el gas sale sucio, no es eficiente la separacin, lo que

puede deberse a varios factores tales como: alta velocidad de

circulacin del fluido (mucho caudal a tratar), temperatura excesiva

(se producen muchos livianos); retenedor de niebla roto o tapado (no

retienen las partculas de lquidos) etc.

Si habitualmente un separador entrega un gas limpio y en un

determinado momento se produce un rebase o salida de petrleo por

la salida de gas, puede ser que est ingresando ms lquido del que

puede tratar o que no sea adecuada la salida de lquidos (mucha

prdida de carga por bajo dimetro en la caera de descarga), o que

alguno de los parmetros no estn bien regulados, como por ejemplo

una temperatura ms baja que lo conveniente lo que provoca elevar

la viscosidad del petrleo y aumentar las dificultades para movilizarlo

hacia afuera del equipo.

A fin de desempear las funciones para las cuales ha sido diseado,

un separador debe cumplir con lo siguiente:

a) Controlar y disipar la energa de la corriente del pozo, a medida

que entra al separador

b) Asegurar que las velocidades del lquido y del gas sean lo

suficientemente bajas para que tengan lugar la segregacin

gravitacional y el equilibrio vapor-lquido

c) Minimizar la turbulencia en la seccin de gas del separador, y

reducir la velocidad

d) Controlar la acumulacin de espumas en el recipiente

e) Eliminar la posibilidad de mezcla de los fluidos separados

f) Proveer una salida para los gases con controles apropiados

para mantener la presin de operacin prefijada.

g) Proveer una salida para lquidos con apropiados controles de

nivel de lquidos.

h) Proveer puertas y puntos en donde puedan acumularse los

slidos, si los hubiera.



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i) Proveer vlvulas de alivio para el gas en caso de presiones

excesivas, y de salidas de lquido en caso de taponamiento de

las lneas.

j) Poseer el equipamiento necesario (manmetros, termmetros,

medidores de nivel con ventanas de vidrio, etc.) para verificar

visualmente las operaciones.-

Adems, de acuerdo con el tipo de fluido y las condiciones de

operacin, dentro del recipiente se encontrarn dispuestos de

diferentes maneras, diversos accesorios tales como placas

deflectoras, venas enderezadoras de flujo, placas rompeolas, placas

rompe vrtices, tabiques, mallas, ciclones, etc.-

TIPOS DE SEPARADORES

Hay cuatro tipos de separadores usados en la industria: separadores

verticales, horizontales de un solo cuerpo, o barril, horizontales de

doble cuerpo, o doble barril, y Separadores esfricos. Cada uno de

estos tipos tiene ventajas y desventajas que deben ser tenidas en

cuenta cuando se selecciona un separador. En la tabla 1, ms abajo,

aparece una comparacin de las caractersticas de cada uno, en

donde se ha adjudicado nmeros para evaluar la conveniencia, o el

mejor desempeo de cada tipo, con el nmero uno indicando el

mejor, y el dos el que le sigue, etc.-


Separador Horizontal Bitubo SeparadorEsfrico


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Dimensionamiento y seleccin de un separador:

Un separador debe proveer el espacio para que un determinado

caudal del fluido que se quiere separar pueda permanecer el tiempo

necesario para que se produzca la separacin. Para ello se debe

conocer los siguientes datos:

a) El caudal de lquido (petrleo y agua) en barriles por da (el mnimo

y el mximo pico que pueda alcanzarse en un instante).-

b) Caudal de gas, en millones de pies3 por da (MMscfd).

c) Gravedades especficas de petrleo, agua y gas.

d) Tiempo de retencin de los fluidos requerido dentro del separador.

El tiempo de retencin es una funcin de las propiedades fsicas de

los fluidos.

e) Temperatura y presin a las cuales va a operar el separador, y

presin de diseo del mismo.

f) Si el separador va a ser de dos fases (lquido y gas) o de tres fases

(agua, petrleo y gas)


Separador Vertical


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g) Si hay o no impurezas slidas, tales como arenas, o parafinas

h) Si el fluido tiene o no tendencia espumante.

ACUMULADOR

Un acumulador de gas para el almacenamiento de gases a presin,

en particular combustibles gaseosos tales como hidrgeno o

similares, que el acumulador de gas tiene una olla sellada, que

cuenta con una lnea de alimentacin de la vlvula accionada y la

lnea de salida para el gas a presin y con un relleno slido de

carbono nanoestructuras. Para aumentar la capacidad de

almacenamiento de un acumulador de gas de este tipo de manera

significativa, las partculas de las nanoestructuras de carbono se

compactan para formar grandes conglomerados coherente con

una densidad aparente que se incrementa en comparacin con la

densidad aparente de las partculas sueltas originalmente. La

compactacin se puede realizar, por ejemplo, al ordenar la

nanoestructuras de carbono en su orientacin a otros, o bien

formando los conglomerados pulsando nanoestructuras de carbono

no ordenado. En cada caso, minimizando los intersticios entre el

carbono individuales nanoestructuras significa que el importe de la

nanoestructuras de carbono que pueden introducirse en el vaso y

as la cantidad del gas a presin que puede ser almacenada en

estos se puede aumentar.

Slugcatcher

Las tuberas que transportan gas y lquidos juntos, conocido comoflujo de dos fases, puede operar en un rgimen de flujo conocidocomo slugging de flujo o caudal slug. Bajo la influencia de la gravedadlquidos tienden a asentarse en la parte inferior de la tubera,mientras que los gases ocupan la parte superior de la tubera. Bajodeterminadas condiciones de funcionamiento de gas y lquido no sedistribuyen uniformemente a lo largo de la tubera, pero el viaje comolos tapones de grande con todo lquidos o gases en su mayora atravs de la tubera. Estos tapones se llaman grandes slugs.Los slugs de salir de la tubera puede sobrecargar el gas y lacapacidad de manejo de lquidos de la planta a la salida del

gasoducto, ya que a menudo se producen a un ritmo mucho msgrande que el equipo est diseado para.



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Los slugs se pueden generar por diferentes mecanismos en unatubera: Terreno de slugging es causada por las elevaciones en la tubera,que sigue a la elevacin del terreno o el fondo del mar. El lquidopuede acumularse en un punto bajo de la tubera hasta que la presin

se acumula suficiente detrs de l. Una vez que el lquido se salga delpunto ms bajo, puede formar un lingote. slugging hidrodinmica es causada por el gas que fluye a un ritmoacelerado durante un lento flujo de la fase lquida. El gas se formanondas en la superficie del lquido, que puede llegar a salvar la toda laseccin transversal de la lnea. Esto crea un bloqueo en el flujo de gasque viaja como una bala a travs de la lnea. slugging vertical basada, tambin conocido como slugging grave, seasocia con el gasoducto bandas menudo se encuentran en alta marlas instalaciones petroleras. Los lquidos se acumulan en la parteinferior del elevador hasta que la presin suficiente se genera detrsde l para empujar el lquido sobre la parte superior del elevador, lasuperacin de la carga esttica. Detrs de este golpe de lquido sigueun slug de gas, hasta que los lquidos se han acumulado suficientesen la parte inferior para formar un lingote lquido nuevo. pigging slugs son causados por las operaciones de raspado en latubera. El cerdo ha sido diseado para empujar todos o la mayora delos lquidos contenidos de la tubera a la salida. Esto creaintencionalmente un lingote lquido.Las babosas formado por slugging terreno, slugging hidrodinmicos ode slugging vertical basada en la naturaleza son peridicas. Ya sea un

slugs es capaz de llegar a la salida de la tubera depende de lavelocidad a la que se aaden a los lquidos de la babosa en el frente(es decir, en la direccin del flujo) y el ritmo de los que los lquidosdejar la bala en la espalda. Algunos slugs crecer a medida que viajande la tubera, mientras que otros son humedecido y desaparecenantes de llegar a la salida de la tubera.Objeto de la slugcatcherUn slugcatcher es un recipiente con un volumen de reserva suficientepara almacenar la mayor babosas espera del sistema de aguas arriba.El slugcatcher est situado entre la salida de la tubera y el equipo deprocesamiento. Los lquidos se pueden drenar tamponada al equipo

de procesamiento a un ritmo mucho ms lento para evitar lasobrecarga del sistema. Como los slugs son un fenmeno peridico, elslugcatcher debe vaciarse antes de la bala llegue el prximo.Slugcatchers se puede utilizar de forma continua o bajo demanda. Unslugcatcher permanentemente conectado a la tubera deamortiguamiento toda la produccin, incluyendo los lingotes, antes deser enviada al gas e instalaciones de manejo de lquidos. Esto seutiliza para predecir el comportamiento difcil de slugging en sluggingterreno, slugging hidrodinmicos o de slugging elevador-based. Porotra parte, el colector de slugs pueden ser anuladas durante elfuncionamiento normal y ponerse en lnea cuando se espera un slug,por lo general durante las operaciones de raspado. Una ventaja de



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esta configuracin es que la inspeccin y mantenimiento en laslugcatcher se puede hacer sin interrumpir el funcionamiento normal.Slugcatcher diseoSlugcatchers se han diseado en diferentes formas: Un slugcatcher tipo de embarcacin es esencialmente un buque

convencional. Este tipo es simple en diseo y mantenimiento. Un tipo slugcatcher dedo se compone de varios pedazos largos detubera ("dedos"), que forman conjuntamente el volumen deamortiguamiento. La ventaja de este tipo de slugcatcher es que lossegmentos de tubera son ms fciles de diseo para altas presiones,que se encuentran a menudo en sistemas de tuberas, de un granbarco. Una desventaja es que su presencia puede llegar a serexcesivamente grande. Un ejemplo de un gran dedo slugcatcher tipose puede ver en Den Helder, Holanda, a travs de Google Maps. Un aparcamiento slugcatcher Loop combina las caractersticas delbuque y los tipos de dedo. El gas / lquido de separacin se produceen el buque, mientras que el lquido se almacena en el bucle deestacionamiento en forma de dedos.Un diseo slug catcher de base contiene el volumen deamortiguamiento para el gas y lquido. Un sistema de control seutiliza para la salida controlada de gas y lquidos de las instalacionesde elaboracin secundaria. La seccin de entrada est diseada parapromover la separacin de gas y lquido.

INTERCAMBIADORESCONCEPTO.- Son equipos en los q dos fluidos de diferentes

temperaturas intercambian calor a travs de una interfase metlicaaprovechando la energa de un fluido q necesita ser enfriado y latransfiere a otro que necesita ser calentado reduciendo las perdidas ymejorando el rendimiento.

CLASIFICACION DE LOS INTERCAMBIADORESPARA CALENTAR:PRECALENTADOR.- Calienta un fluido recibiendo calor sensible devapor de agua o de otro fluido caliente

REVOILER.- Vaporiza un liquido recibiendo calor de vapor de agua ode otro fluido calienteGENERADOR DE VAPOR.- Genera vapor de agua recibiendo calor deotro fluido caliente

PARA ENFRIAR:ENFRIARDOR O COOLER.enfria fluido cediendo calor al aguaCONDENSADOR.condensa vapores sediendo calor al agua,empleandopara recuperar vapores de destilacin y vapores de la turbinareduciendo la presin de descarga.



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INTERCAMBIADORES DE CALOR

Para comprender el proceso de refrigeracin, es necesario conocer elmecanismo del intercambio de calor.

Un intercambiador de calor, en su sentido ms amplio, es cualquierdispositivo en el que se verifica un intercambio de calor entre dosfluidos separados por una pared slida. El fluido caliente cede calorpara calentar el fluido mas fro y de esta manera, el primer fluidosufre un enfriamiento o se refrigera. Teniendo en cuenta quecualquiera de los dos fluidos puede ser un lquido, un gas, un vaporcondensante o un lquido en ebullicin, el nmero de aplicaciones

diferentes de intercambiadores de calor, es elevadsimo: Tubos decaldera, condensadores, refrigerantes, evaporadores, reboilers,chillers, calefaccin con vapor o agua caliente, etc.Segn su forma de trabajo, los intercambiadores de calor puedenclasificarse en: Recuperadores (sin almacenamiento), regeneradores(con almacenamiento) y aparatos de contacto directo.De acuerdo a su configuracin, los intercambiadores de calor puedenser: de tubo y casco, tubo en tubo, tubo en espiral, bancos de tubos,tipo placa, etc.

Para los intercambiadores de tubo y casco (que son los msempleados) se toma en cuenta el nmero de pasos por el casco ocoraza y el nmero de pasos por el lado de los tubos.

TIPOS DE INTERCAMBIADORES. Para la eleccin dependen de lacaracterstica de los fluidos, el costo, la facilidad de mantenimiento yla experiencia del diseador.

a) Cascos y tubos. consiste en un casco que tiene en su interior unmazo de tubo, uno de los fluidos pasa por el casco y el otro por

el mazo siendo el intercambio de calor a travs de las paredesde los fluidos.



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b) Tipo tubo doble o bitubulares. son dos tubos montadosconcntricos, un fluido pasa por el tubo interno y el otro por elanillo formado entre los dos tubos.

c) Enfriadores de aire. consiste en serpentines de tubos con aletas

transversales y colectores, el aire de refrigeracin esproporcionado por ventiladores, aspirado en la vertical pasandopor el mazo horizontal.

d) Intercambiadores de placase) Intercambiadores espirales

CLASIFICACION GENERAL

CLASE R. condiciones severas de proceso de petrleo y productosqumicos, servicio riguroso en los que se desea obtener seguridad ydurabilidadCLASE C.para condiciones moderadas de operacin teniendo encuenta la mayor economa y el mismo tamaoCLASE A.para condiciones severas d temperatura y fluidos altamentecorrosivos.

CUIDADOS EN LA OPERACIN.

a)en el arranque entra el fluido mas frio si el fluido esta precalentado

dejar entrar mas lento cuando mas caliente el fluido mas lenta debeser su penetracin.b)en el pozo primero se bloquea la entrada del fluido caliente.c)tanto para el arranque como en el pozo los intercambiadores debenser calentados o enfriados lentamente especialmente cuando latemperatura de operacin son elevadasd)la falta de agua en el enfriador y el otro fluido esta muy clienteprovoca un calentamiento elevado, si el agua vuelve hay unenfriamiento brusco de temperatura .

MANTENIMIENTO.

la eficiencia depende de la limpieza de los tubos que son acumuladodentro y fuera de los tubos como: sales, arena, grasa.

BOMBASSon unas maquinas hidrulicas que entregan energa a un liquido afin de transportarlo de un punto a otro.

El tipo ms utilizado es el de desplazamiento positivo, teniendoen cuenta las siguientes consideraciones:



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La velocidad de la bomba estara limitada de 300 350r.p.m.

El lubricante no puede estar en contacto con el glicol. La mxima temperatura de bombeo podra limitarse a 170

F. Para asegurar el bombeo se instala un cumulador de glicol.

TIPOS DE BOMBASExisten dos tipos bsicos de bombas comnmente usado en laindustria petrolera:

Bombas Centrfugas; son usados cuando el volumen dellquido a ser bombeado es relativamente mayor y laspresiones diferenciales son moderadas.

Bombas Reciprocantes; o tambin llamada bomba dedesplazamiento positivo o de pistn, son usados parabombear pequeos volmenes de lquidos a altaspresiones diferenciales y altas velocidades de operacin.Este tipo de bomba es mayormente usado en los sistemasde oleoductos y para la inyeccin de agua dentro de laformacin productora; logrando de esta manera elevar lapresin.

La eleccin del tipo de bomba depende primordialmente del volumena ser bombeado y las presiones que debe vencer. Para la eleccin de

la bomba se debe hacer el estudio de las curvas de comportamientode las diferentes bombas y determinar cual operar con mayoreficiencia (estas curvas son realizados por el fabricante); pero comola experiencia con relacin a otros diseos ya realizados a camposcercanos; nos han demostrado que las bombas centrfugas son lasms convenientes y de mayor eficiencia.

BOMBAS CENTRFUGAS

La forma de operacin de una bomba centrfuga consiste de unimpulsor y una caera; el impulsor es girado por el conductor debomba a travs de un eje, lanzado al lquido dentro de la caera dela bomba, luego se realiza el incremento de energa del lquido pormedio de una fuerza centrfuga. Este incremento en energa causa elflujo del lquido a travs de la lnea de descarga. La descarga dellquido fuera del impulsor reduce la presin del impulsor de entrada;permitiendo el ingreso de nuevo fluido desde la lnea de succin.

POTENCIA EMPLEADA POR LA BOMBA



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En muchos casos ms de una bomba es requerida para una estacin,las cuales pueden ser conectadas en diferentes maneras; paraproveer un mayor rango de operacin y capacidad.Un arreglo en paralelo; es cuando la primera bomba empieza la

succin desde un tanque de almacenamiento mediante un maniflodde succin, el cual consiste en un lnea de succin individual quesalen y entran de su unidad respectiva.Luego cada bomba descarga separadamente a un manifold dedescarga conectado a la lnea del oleoducto. Esta conexin enparalelo de las bombas opera aproximadamente a la misma presinde succin y descarga; con un volumen del flujo total igual a la sumadel caudal individual de cada bomba.La bomba tambin puede ser conectad en serie en este caso, una delas bombas toma la succin del fluido almacenado luego realiza ladescarga a la succin de la segunda bomba y la ltima bomba enserie descarga dentro de la lnea del oleoducto.La presin de succin para la segunda bomba es igual a la presin dedescarga de la primera bomba menos las prdidas producidas en lasconexiones de tuberas. Es este arreglo e volumen del flujo total esmanejado por cada bomba pero la carga diferencial es la sumatoriade cada carga diferencial producidas por cada bomba individual.La siguiente informacin es necesaria para la apropiada seleccin y eltamao de la lnea de la bomba:

1. Caractersticas del fluido, incluyendo la gravedad especficapara el bombeo, temperatura, presin de vapor de bombeo,y la presencia de algn material corrosivo.

2. Caudal de bombeo deseado y nuevos cambios futuros devolmenes requeridos.

3. Condiciones de presin, incluyendo la presin de succin yde descarga; la carga neta de succin disponible por elconductor de bomba y futuros cambios de esperada.

4. El tipo preferido del conductor de bomba y el tipo de sello

para el eje.5. Metalurgia especial requerido par manejar altas

temperaturas y fluido corrosivo y otras condiciones severas.

BOMBAS RECIPROCANTESPoseen un mecanismo de desplazamiento positivo, que desplaza unacantidad de lquido llenado (dentro del cilindro de la bomba) poraccin del pistn, vstago o diafragma de desplazamiento.Estos ofrecen una particular ventaja al bombear lquido con arrastre

de slidos pulverizados o emulsiones gelatinosas, alta viscosidad delfluido y cuando se requiere elevar a altas presiones.



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Existen dos tipos bsicos de conductor de la bomba: 1) Mediante unequipo externo ya sea una turbina, o un motor, etc. 2) O la accindirecta de la bomba.La desventaja bsica de una bomba reciprocante la velocidad de

oleaje que ocurre durante la carrera. Teniendo como solucin el usode dos o mas elementos de bombeo ubicados en paralelo.Finalmente, la eficiencia de bombeo para un abomba reciprocantecon conductor externo se encuentra entre el rango de 85 92%. Y laeficiencia de una bomba de accin directa se encuentra en el rango65 83% al mismo tiempo dependiendo primordialmente en susvelocidades.

Bombas de Carga para Amina (P201A/B)Bombas Booster para Amina (P-202A/B)



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Turbina de gas

Esquema de un ciclo Brayton. C representa al compresor, B alquemador y Ta la turbina.

Una turbina de gas, es una turbomquina motora, cuyo fluido detrabajo es un gas. Como la compresibilidad de los gases no puede serdespreciada, las turbinas a gas son turbomquinas trmicas.

Comnmente se habla de las turbinas a gas por separado de lasturbinas ya que, aunque funcionan con sustancias en estado gaseoso,sus caractersticas de diseo son diferentes, y, cuando en estostrminos se habla de gases, no se espera un posible cambio de fase,en cambio cuando se habla de vapores s.

Las turbinas de gas son usadas en los ciclos de potencia como el cicloBrayton y en algunos ciclos de refrigeracin .

Montaje de una turbina de gas.

Es comn en el lenguaje cotidiano referirse a los motores de losaviones como turbinas, pero esto es un error conceptual, ya que stosson turborreactores los cuales son mquinas que, entre otras cosas,contienen una turbina de gas.

Anlisis Termodinmico

Durante el paso del fluido de trabajo a travs de una turbina a gas elprimero le entrega energa a la segunda, y durante este proceso el

http://es.wikipedia.org/wiki/Turbom%C3%A1quinahttp://es.wikipedia.org/wiki/Fluidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Gashttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Ciclo_de_potencia&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_Braytonhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_Braytonhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_de_refrigeraci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Turborreactorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Gasturbine_Montage01.jpghttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Gasturbine_Montage01.jpghttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Gasturbine_principle.PNGhttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Gasturbine_principle.PNGhttp://es.wikipedia.org/wiki/Fluidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Gashttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Ciclo_de_potencia&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_Braytonhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_Braytonhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_de_refrigeraci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Turborreactorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Turbom%C3%A1quina


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fluido se expande y disminuye su temperatura. Podemos hacer unanlisis termodinmico de este proceso haciendo un balance deenerga:

Esta ecuacin es la primera ley de la termodinmica en propiedadesespecficas, pero a diferencia de otras nomenclaturas el trabajo L esconsiderado positivo si sale del volumen de control, el cual en estecaso contiene al fluido en su paso a travs de la turbina; c es lavelocidad, u es la energa interna,p es la presin,zes la altura, q esel calor transferido por unidad de masa y ves el volumen especfico.Los subndices s se refieren a la salida y e se refieren a la entrada.Para simplificar nuestro trabajo haremos las siguientesconsideraciones :

Consideraremos este proceso como adiabtico.q = 0

El cambio de energa potencial (gravitatoria) es despreciabledebido a la baja densidad de los gases.

gze gzs = 0

Entonces de la primera ley de la termodinmica podemos deducir laexpresin para obtener el trabajo especfico en funcin de laspropiedades de entrada y salida de la turbina del fluido de trabajo:

El termino h es la entalpa la cual se define como h = u +pv.

COMPRESORES

COMPRESIN DE GASES

Igual que para el estudio de fluidos la ecuacin resultante de la

combinacin de la primera y segunda ley de la termodinmica, es labase para calcular el trabajo necesario para comprimir los gases. Alser este trabajo adiabtico reversible y donde la energa potencial ycintica son nulas.

TIPOS DE COMPRESORES

Existen diversos tipos de compresores, pero los dos tipos decompresores mas utilizados en la industria petrolera para el manejo

del gas son:

http://es.wikipedia.org/wiki/Primera_ley_de_la_termodin%C3%A1micahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Propiedades_espec%C3%ADficas&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Propiedades_espec%C3%ADficas&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Entalp%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Primera_ley_de_la_termodin%C3%A1micahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Propiedades_espec%C3%ADficas&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Propiedades_espec%C3%ADficas&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Entalp%C3%ADa


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Compresores Reciprocantes. Consiste en uno o mscilindros y cada uno posee un pistn o embolo que semueve hacia atrs y hacia delante, desplazando elvolumen en cada carrera

Compresores Dinmicos Centrfugo. Cubierto por un tipolbulo, tornillo y paleta cada tipo tiene un tubo con uno oms elementos rotacionales que desplazan un volumenfijo en cada rotacin

Siendo las ventajas de un compresor centrfugo sobre un reciprocantelas siguientes:

Bajo costo de instalacin donde la presin y volumen sonfavorables.

Bajos gastos de mantenimiento. Mayor uso en plataformas marinas por su menor peso. Adaptables para altas velocidades Gran capacidad de volumen por unidad de rea grfica.

Las ventajas de un compresor reciprocante sobre un centrfugo son: Gran flexibilidad en el rango de capacidad y presin. Alta eficiencia del compresor y bajos costos en potencia. Capacidad de descargar altas presiones. Capacidad de manejar pequeos volmenes. Menos sensitivos a cambios de composicin del gas y su

densidad.Luego de dar a conocer a grandes rasgos las ventajas de cadacompresor; llegamos a la conclusin que el compresor reciprocantees el ideal y el ms usado en el diseo de una batera se separacin.Por lo tanto solo basaremos nuestros estudios en este tipo decompresin reciprocante.

COMPRESIN RECPROCAHay dos accesos bsicos que pueden ser usados para calculartericamente la potencia o caballos fuerzas requerida para comprimirel gas. Una es por medio de la expresin analtica, en el caso decompresin adiabtico, las relaciones son complicadas usualmenteestn basadas en las ecuaciones de gas ideal. Cuando usamos gasesreales donde la desviacin de la ley de gas ideal es apreciable, ellosson empricamente modificados para tomar en consideracin el factorde desviacin del gas.

El segundo acceso es por medio de entalpa entropa o el diagramade Mollier para gases reales, este diagrama provee un simple, directo



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y riguroso procedimiento para determinar tericamente la potencianecesaria para el compresor de gas.El procedimiento de compresin puede ser de accin simple o deaccin doble; conteniendo en cada cilindro dos vlvulas (una de

succin y otra de descarga). observamos los pasos que sigue elcompresor reciprocante para comprimir el gas durante un ciclo.El cilindro del compresor es llenado con gas a una presin de succin(P1) seguidamente el gas es comprimido hasta la presin de descarga(P2), a lo largo de la trayectoria C D y luego el gas es desplazadodel cilindro con una presin constante P2. Teniendo en cuenta que es imposible descargar todo el gascomprimido en condiciones actuales.Observamos un diagraman tpico ideal Presin Volumen, para uncompresor cilndrico con la localizacin del pistn correspondiente delcompresor durante la reciprocacin (ciclo).La vlvula de succin se abre y el cilindro comienza a ser llenado, acondiciones de presin de succin (P1) hasta completar el llenado delcilindro (punto 1). Seguidamente, el gas comienza a ser comprimido,llegando a cerrar automticamente el cierre de la vlvula de succin.La compresin contina hasta alcanzar una presin P2 (punto 2); -alinstante de tomar este valor- la vlvula de descarga se abre,liberando el gas a una presin constante P2.El gas contina descargando del cilindro hasta que el pistn tome la

posicin 3 o completar su carrera. Tan pronto que el pistn comienzasu carrera de retorno la presin en el cilindro cae y por consiguienteel cierre automtico de la vlvula de descarga; la vlvula de succinse abre aqu podemos observar que existe un volumen de gasatrapado en el cilindro, debido al llamado espacio muerto que poseeel cilindro; el cual nunca es descargado.El cilindro nuevamente empieza su llenado a presin constante P1,como observamos la trayectoria del punto 4 1; de esta manera elciclo del compresor es repetido sucesivamente.

Basndose en esta descripcin; ser ms fcil comprender lasdefiniciones y procedimientos que siguen a continuacin.Si analizamos el ciclo tpico de un cilindro reciprocante; observaremosque la lnea de compresin (puntos 1 2) y la lnea de expansin(puntos 3 - 4); esta representada por la siguiente ley general:

P * V ^K = constante

Ecuacin 1

Donde K es un exponente isoentrpico, dado por la relacin de calor

especfico.



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K = Cp / Cv Ecuacin 2

Cuando el gas real es comprimido en una simple etapa, la compresines politrpica; tendindose a encaminarse a condiciones adiabticas

o entropa constante.El clculo de compresin adiabtico dan como resultado el trabajomximo terico o HP necesario para comprimir el gas entre dospresiones lmites, mientras que los clculos por compresinisotrmica dan como resultado el trabajo mnimo terico o HPnecesarios para comprimir el gas. Por lo tanto el trabajo adiabtico eisotrmico dan los lmites superior e inferior del trabajo o HPnecesarios para comprimir el gas.En la practica, el gas del cilindro pasa a travs de unos equiposllamados COOLER o enfriadores; para as poder considerar unproceso de compresin adiabtico perfectamente reversible o sea unproceso isentrpico.Los coolers en un compresor multietapa, mayormente se los ubicaentre cada etapa de compresin y uno en la salida del compresor, porlo tanto reciben el nombre de INTERCOOLERS; cuyo objetivo esreducir los HPs necesarios para comprimir el gas.Para el proceso de compresin bajo las condiciones actuales(condiciones de prctica), se aplica la siguiente ecuacin similar a laecuacin:

P * V ^n = constante

Ecuacin 3

El exponente (n) es el exponente politrpico, aplicado para procesoactual con transferencia de calor y friccin; mientras que elexponente (k) es el exponente isoentrpico es aplicado para unproceso adiabtico.Otro factor importante, es el volumen del espacio muerto o V3

donde la relacin de volumen V3/ (V1-V3) es llamado Clearence oespacio muerto.

HORNOSEl calor es liberado por la combustin de un combustible y transferidoa un fluido o sea dar una cantidad de calor a un fluido de elevadastemperaturas.El calor liberado de la quema d un combustible es liberado dentro deuna cmara ya sea en la zona de combustin o en la zona de

radiaccion.Los intercambios son radiaccion conveccin y conduccin.



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CLASIFICACION.-segn su aplicacin: hornos de calentamiento por ejemplo destilacinatmosfrica ,hornos reactores por ejemplo la reaccin cataltica.

Segn su aspecto constructivo: hornos verticales por ejemplo elcilindro vertical, zona de radiacin. Hornos horizontales como porejemplo cilindro vertical y zona de radiaccion

VERTICALES HORIZONTALESBajo costoHorno de partidaBaja carga trmicaBaja eficienciaBaja cada de presin

Zona de conveccin extensaCarcaza externa tiene la formade cajaTubos horizontales

PARTES DE UN HORNO.-REFRACTORIO. Son capas de soportar altos temperaturas sindeformarse o fundirseAISLANTE TERMICO. Son capas q dificultan las transferencia de calorentre dos regmenes.QUEMADORES. Son dispositivos q generan calor a partir de lareaccin de un combustible su funcin: facilitar la quema, facilitar lamezcla de combustible y aire, permitir la quema estable y dar forma ala llama.

CHIMENEA. Lanzar los gases de combustin a una altura, brindar eltiraje necesario, permitir la diferencia de densidad d los gases suban.COMBUSTIBLE.se dividen en dos liquido y gaseoso, en los lquidos hayaceite, full oil y residuos de vaci y de asfalto en los gaseosos el gasrefinado y natural.COMBUSTION.se da por el triangulo de fuego que es combustinoxigeno y temperatura.TIRAJE ,esto afecta a la eficiencia del horno y la salida de los gases,laentrada del aire a los quemadores.

TANQUES DE ALMACENAMIENTO



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TIPOS DE

TANQUE DE ALMACENAMIENTOLos tipos de tanque de almacenamiento de mayor uso para elpetrleo/condensado son:

Tanques de acero abulonados: son diseados y equipadoscon elementos seccionales; el cual es ensamblado enposicin para proveer completa verticalidad cilndrica sobreel suelo. Segn las tablas de referencia del API estndar; lostanques abulonados estn disponibles en capacidades

nominales desde 100 10000 Bbls y estn diseados parasoportar una presin interna aproximada a la atmosfrica.Estos tanques ofrecen las siguientes ventajas:a) Son fcilmente transportado hasta la posicin deseada.b) Son construido con herramienta a mano.c) En caso de requerirse cambios por capacidad de

almacenaje, los tanques pueden ser fcilmentedesmantelados y volver a ser reconstruido en el mismolugar.

d) En caso de presentar corrosin o daos en las lminas deacero, estas pueden ser reemplazadas por otras lminasnuevas.

e) Los tanques don pintados, galvanizados y poseen unrevestimiento o capa protectora para evitar una rpidacorrosin del tanque.

Tanques de acero soldados: son de aspecto cilndricos,disponible en gran variedad de Dimensionamiento, son

construidos en las fbricas mismas y al igual que lostanques abulonados, estos son pintados, galvanizados.



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Tanques de acero soldados para campo de produccin:poseen gran variedad de capacidad de almacenaje en unasimple unidad; segn las especificaciones API.12D

estndar, los rangos de dimensionamiento van desde los500 10000 Bbls de capacidad nominal y poseen unespesor de como mnimo para las lminas del fondo3/18, para las lminas del techo y paredes.Los tanques anteriormente indicados pueden serconstruidos con las siguientes opciones como ser:

Techos fijos; es cuando el techo se encuentrapermanentemente sujeto al armazn del tanque. Y lapresin del fluido almacenado no debe exceder a lapresin equivalente del peso muerto del techo.

Techosflotantes; sonusados

primordialmente para el almacenaje de productos conpresiones cercanas a la atmosfrica. Los tanques sondiseados para moverse verticalmente con referenciaal armazn del tanque y de esta manera dar unaconstantes mnima de vaco entre la superficie del

producto almacenado y el techo; o sea reducen lasprdidas por vapor y ayudan en le programa deconservacin.



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De fondo cnico; ofrecen un punto medio para eldrenaje y remocin del agua de formacin o corte deagua, el cual se decanta en el fondo del tanque. La

remocin continua del agua de formacin permite quela corrosin del tanque sea mnima.

TANQUE ATMOSFERICO

CONTROL DE VAPOR Y CONSERVACIN DE LA GRAVEDAD EN ELTANQUE DE ALMACENAMIENTO

El petrleo/condensado son compuestos por diferentes tipos dehidrocarburos. Propano es el hidrocarburo ms liviano encontradoen una cantidad medible y tiene mayor tendencia a evaporarse ovaporizarse de lquido almacenado.

Cuando el propano y otros hidrocarburos pasan a la fase de vaporpor vaporizacin el volumen del lquido almacenado disminuye; aligual que la gravedad especfica. Por lo tanto se tiene una relacindefinida entre las prdidas por gravedad y el volumen perdido,

dependiendo de las caractersticas del crudo almacenado.

PRESIN DE TRABAJO DEL TANQUE

La presin de trabajo en los tanques para prevenir cualquier prdidadepende de la presin de vapor del lquido almacenado, lasvariaciones de temperatura (de la superficie del lquido y de la fasede vapor) y el asentamiento del vaco.

VALVULAS



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Generalmente se requiere un control de cambios de caudales en alsalida de una bomba o de un compresor. La Fig. 8.1 muestra tresmtodos para controlar la salida de una bomba. El primer mtodo seaplica en una bomba centrfuga impulsada por un motor elctrico.

En este caso, la vlvula de control regula el flujo modificando lapresin de descarga de la bomba mediante el Controlador Reguladorde Flujo (FRC = flor Recorder Controller).

SteamPiston

FRC

FRC

FRC

Muestra una curva de comportamiento tpico para una bombacentrfuga. Esta curva ha sido simplificada para mostrare solo lapresin de descarga. En este ejemplo se asume que no hay cambios

en la presin de succin, ni en la densidad del lquido que est siendobombeado.

Si la bomba esta operando a lo largo de la lnea segmentada A ycambiamos el punto de ajuste en el controlador par reducir el flujo, lavlvula cerrar parcialmente. Esto incrementa la presin de descargade la bomba de modo que se obtienen el caudal deseado tal comomuestra la lnea B.


Steam

Supply


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En el segundo mtodo el flujo de salida de la bomba reciprocante esregulado mediante el puenteo o bypass del flujo desde la descargahasta la succin. Aun cuando la salida de la bomba sea constante, elflujo del proceso vara en funcin de la cantidad de flujo puenteado.

En el tercer mtodo el flujo de una bomba impulsada por vapor deagua puede regularse mediante el ajuste de la presin de vapor

disponible hacia el arreglo del pistn impulsor.

CONTROL DE NIVELES: Son controlados mediante los Controladoresde Nivel que operan una vlvula de control. La muestra que losniveles pueden controlarse regulando la cantidad de lquido que entraa un recipiente o regulando la cantidad de lquido que sale de l.

El dispositivo sensor puede ser un flotador o un arreglo de diafragma(LC = Level Controller) para detectar e indicar el nivel de fluido en el

recipiente.

LiquidIn

LC



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LiquidOut

LiquidIn

LC

LiquidOut

CONTROL DE PRESIONES: Generalmente se controla regulado a lacantidad de vapor que sale de un recipiente. Muestra el control depresin de un tanque vaporizacin instantnea (Flash) de aceite rico,empleando un controlador de registro de presin (PRC = PressureRecord Controller) que abre o cierra una vlvula que controla lapresin del recipiente.

Vapor Out

Liquid y VaporIn PRC

LC



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PRC = Pressure Record Controller LiquidLC = Level Controller Out

CONTROL DE TEMPERATURAS: En la mayor parte de los casos, lastemperaturas de proceso son controlados mediante la regulacin dela cantidad de calor que se aade a la corriente del proceso.

Ilustra un mtodo de control del calor que entra a un intercambiadorde casco y tubo mediante un controlador registrador de temperaturas(TRC = Temperatura Recorder Controller) para regular el flujo delaceite caliente o de la corriente a lo largo del intercambiador.

Tambin se muestra un calentador de fuego directo que es reguladopar controlar el calor de entrada al calentador mediante un TRC quecontrola la cantidad de gas combustible que entra al calentador.

La eficiencia del control de procesos esta influenciada por larespuesta del sistema. La respuesta del sistema, es el tiempo

requerido para ajustar las variables del proceso al valor del punto deajuste. Un retrazo en la respuesta es causado por:a) El tiempo requerido por los componentes del circuito de control

para detectar cambios en el proceso, haces un ajuste de vlvula yobtener la retroalimentacin.

b) El tiempo requerido por el proceso para ajustar los cambios en elinstrumento.

Process OutProcess

InHot Oil or TRCSteam inProcess

Out



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TRC

ProcessIn Fuel Gas

SISTEMAS DE CONTROL

La seleccin de un sistema de control de proceso debe basarse enlas siguientes consideraciones:

a) Asegrese que el proceso es controlable;b) Asegrese que la medida es factible, representativa y ubicada

en la posicin correcta;c) Por simplicidad y economa, minimice el equipo requerido;d) Considere las condiciones de emergencia y de operacin no

usuales y suministro para operacin fuera de diseo ye) Considere balances de calor y de materia que puedan ser

realizadas por el control.ALGUNAS NOMENCLATURAS DE LOS SISTEMAS DE CONTROL.

PSV = Pressure Safety ValveFIC = Flor Indicador ControllerLC = Level ControllerLLA = Low-Level AlarmHLA = High-Level AlarmHLSD = High-Level Shut DownDPI = Differential Pressure IndicatorRR = Ratio Relay

DISPOSITIVOS DE CONTROL

ACONDICIONAMIENTO

Acondicionamiento de seal (I)

Elemento o elementos de un sistema de medida o control queprocesan la seal procedente de un transductor bien para adecuarla aun nuevo formato, bien para mejorar su calidad.



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ACONDICIONAMIENTO DE SEAL (II)CLASIFICACIN:

Cambios en niveles de seal Amplificacin. Atenuacin. Eliminacin de offset

Linealizacin. Interfase digital

Multiplexores. Muestreo y mantenimiento. Conversin A/ D.

Conversin D/ A. Filtrado y ajuste de impedancia.Conversiones de seales

Conversin corriente/ presin. Puente de Wheatstone

Transmisin de seal Conversin tensin/ corriente. Conversin corriente/ tensin. Conversin tensin/ frecuencia.

Modulacin.

ACONDICIONAMIENTO DE SEAL (III)DOS FORMAS DE IMPLEMENTACIN:

Analgica Circuitos pasivos (con resistencias, condensadores ybobinas). Circuitos activos (con Amplificadores operacionales).

Menor coste. Menor tiempo de procesado.



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Digital Menor incertidumbre (menor influencia de ruidos,impedancias, etc.). Rpido aumento del uso de computadores para medida

y control. Posibilidad de implementar procesamientos mscomplejos. Siempre es necesario un primer procesado analgicoaun cuando la mayor parte del procesado sea digital.

ACTUADORES

TIPOS DE ACTUADORES:

Elctricos Rels Solenoides Motores CC Motores AC Motores paso a paso

Hidrulicos o neumticos Vlvulas neumticas

Vlvulas de solenoide Cilindros y vlvulas piloto Motores

Elctricos

Motores de corriente continua

Alimentacin en continua.

Devanado inducido en el rotor. Muy verstiles. Fcil inversin del sentido de giro. Amplio rango de velocidades. Control preciso de velocidad y posicin (Control porarmadura) Posibilidad de frenado regenerativo. Baja inercia / baja inductancia = Respuesta rpida. Necesidad de conmutacin.

Distintos tipos:



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Segn conexin del devanado de excitacin (serie,derivacin,

Compuesto, independiente). De imn permanente en el estator (tiene escobillas).

Motores Brushless (conmutacin electrnica, necesitanunSensor de posicin angular, imn permanente en el

rotor).

MOTORES DE CORRIENTE ALTERNA

Alimentacin en alterna (monofsica o trifsica). Sin escobillas. Tradicionalmente para velocidad constante. Variadores de velocidad = Velocidad variable. El ms comn = Motor de induccin de jaula de ardilla. Devanado inducido en el rotor (cortocircuitado) ydevanado inductor en el estator. Campo magntico rotativo (velocidad de sincronismoque depende del nmero de polos y de la frecuencia de laalim.). Veloc. de giro < Veloc. de sincronismo (motor asncrono) Par motor deslizamiento (v. sinc - v. giro).

El monofsico necesita un devanado auxiliar paraarranque.

HIDRULICOS O NEUMTICOSActuadores neumticos.Vlvulas de control

* Elemento final de lazo de control* Interrumpe o deja pasar el fluido segn la seal correctora que le

llegue desde el controlador * Elementos:

Cuerpo y partes internas: regulan el paso del fluido Actuador o servomotor: acta sobre el obturador de la vlvulamodificando su apertura, en funcin de la seal que le llega.



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Clasificacin de las vlvulas segn los tipos de cuerpo

Mariposa:

* Ventajas: Alta capacidad con baja cada de presin a travs dela vlvula. Apta para un gran rango de temperaturas,dependiendo del tipo de cierre. Mnimo espacio para instalacin. Econmica, especialmente en grandes tamaos. Su menor peso le hace ms manejable en sumantenimiento.

* Desventajas: Necesita actuadores potentes o de gran recorrido siel tamao de la vlvula es grande o la presindiferencial es alta. No adecuada para fluidos cavitantes o aplicacionesde ruido.



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Clasificacin de las vlvulas segn los tipos de cuerpo Bola:* Ventajas:

Excelente control ante fluidos viscosos, erosivos, fibrosos o conslidos en suspensin. Alta rangeabilidad de control (aprox.: 300: 1). Mayor capacidad que las vlvulas de globo.

* Desventajas: Precio elevado. No adecuada para lquidos cavitantes. Puede provocar ruido con cadas de presin altas.

Clasificacin de las vlvulas segn los tipos de cuerpoGlobo:



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* El flujo lo restringe un obturador que se desplazaperpendicularmente al asunto de la vlvula.* Ventajas:

Disponibles en todos los ratings.

Amplia seleccin de materiales constructivos. Posibilidad de diversas caractersticas de caudal. Partes internas aptas para el tipo de estanqueidadrequerida.


Globo:

* Desventajas:

Considerables prdidas de carga a grandes caudales. Precios ms elevados que las vlvulas de mariposa en servicios debaja presin y temperatura.

* Formas constructivas: Simple asiento: ptimos cuando queremos alto nivel deestanqueidad. Doble asiento: Permiten trabajar con fluidos a alta presin, con unactuador Standard.



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Globo:* Formas constructivas:

Caja: El asiento de la vlvula esta agujereado. Membrana: Se usa para fluidos muy corrosivos, de alta viscosidad,en la industria alimentaria. Tres vas: Se usa para partir una corriente en dos o unir doscorrientes en una.

Actuadores

Neumtico de diafragma:



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* Son las ms usados en la industria.

* La seal de presin que llega al actuador desplaza el diafragmavenciendo la fuerza del muelle y el movimiento del diafragma es

transmitido al obturador a travs de un vstago.

* Dos tipos: Fallo de aire cierra Fallo de aire abre.

Actuadores

A. Neumtico de diafragma:

* Ventajas:

Fiabilidad y simplicidad de diseo.

Usados donde no son requeridos grandes fuerzas. Econmicos.- No necesitan posicionadores.

* Desventajas.

No pueden suministrar grandes fuerzas. No pueden ser aplicados a vlvulas con grandes recorridos.Actuadores

B. Neumtico de pistn:



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* Consta de un pistn en lugar de un diafragma.

* Ventajas:

Capaces de suministrar grandes fuerzas. Rpida respuesta. Validos para grandes recorridos.

* Desventajas:

Generalmente necesitan sistema de enclavamiento en caso de fallode alimentacin. Para control necesitan posicionador.

ActuadoresElctricos (electrohidrulicos o electromecnicos)

* Ventajas:

No necesitan instalacin neumtica. Mnimo consumo elctrico. Menores costes de instalacin y mantenimiento. Trabajan directamente con seales elctricas (nonecesitan convertidor)

* Desventajas:

Precio muy elevado. Proteccin elctrica necesaria. Riesgos de explosin. Para control necesitan posicionador. Menor potencia especfica. Ms lentos que los neumticos.

Posicin de seguridad.Elementos accesorios a las vlvulas:

* Posicionador:

Compara la seal del controlador con la apertura real de la vlvula(carrera del vstago), si no coinciden transmite una seal elctrica oneumtica al actuador.

* Filtro manoreductor de aire:



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Es un regulador de presin con filtro incorporado. Se utiliza paraalimentar al posicionador o convertidor neumtico.

* Transmisor de posicin:Emite una seal de salida proporcional al recorrido de la vlvula.Puede ser neumtico o elctrico.

* Convertidor electroneumtico I/ P.Convierte la seal elctrica en neumtica.* Interruptor final de carrera:

Es utilizado para indicar elctricamente la posicin de la vlvula, ascomo para operar sobre otros elementos como las vlvulas desolenoide.Seleccin de vlvulas de control

* Datos primarios: necesarios para el clculo de la seccin de paso dela vlvula:

Propiedades de fluido. Presin antes de la vlvula Cada de presin en la vlvula.

Teora del fluido: afecta al material de lavlvula. Caudal del fluido.

* Datos secundarios: Nivel de estanqueidad Caracterstica de caudal: relacin estructurala presin constante, entre el caudal queatraviesa la vlvula y su apertura.

Seleccin de vlvulas de control* Caracterstica de caudal: Caractersticas isoporcentual:

Incrementos iguales en el recorrido de la vlvula producen cambiosen igual porcentaje en el caudal existente. Caractersticas lineales:De capacidad de la vlvula varia lineal por con la carrera. Caracterstica todo nada:

El cambio de caudal es mximo a bajos recorridos, siendo luego muypequeo.



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Dimensionamiento

* Kv, coeficiente de caudal o de dimensionamiento de la vlvula. Sedefine como caudal de agua en metros cbicos por hora a 15 C que

pasa a travs de la vlvula para una apertura dada cuando la presindiferencial es de un bar.

* Cuando est totalmente abierta: Kvs. Su valor mnimo es Kvo.Rangeability Kvs/ Kvo, relacin de caudales que la vlvula puedecontrolar sin perder sus caractersticas. Para una isoporcentualsueleser de 50 a 1.

* Cv, y es el nmero de galones USA por minuto de agua a 60 F quepasa a travs de una vlvula totalmente abierta cuando la presindiferencia es de 1 psi.

* Kvs = 0.86 Cv

* Dan una idea de la capacidad de la vlvula* Otros factores: Cavitacin,Ruidos

VALVULAS REGULADORAS DE CAUDAL

Estas vlvulas reguladoras de caudal de cada pozo (placa demedicin) regulan la entrada del gas de inyeccin, con lo cualmantenemos el flujo de gas constante de inyeccin, generndose atravs de esta vlvula una cada de presin necesaria calculada parahacer que el pozo entre en produccin (apertura y cierre de vlvulasde Gas Lift).



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trabajo para gas ii

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