MDP 03-S-05 SEPARADORES LÍQUIDO - LÍQUIDO - VAPOR
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PDVSA N° TITULO
REV. FECHA DESCRIPCION PAG. REV. APROB. APROB.
APROB. FECHAAPROB.FECHA
SEPARACION FISICA
�1994
MDP–03–S–05 TAMBORES SEPARADORES LIQUIDO – LIQUIDO –VAPOR
TAMBORES SEPARADORES
64
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
ESPECIALISTAS
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MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
SEPARACION FISICASEPARADORES LIQUIDO–LIQUIDO–VAPOR
PROCEDIMIENTOS DE DISEÑOAGO.950
PDVSA MDP–03–S–05
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Indice1 OBJETIVO 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2 ALCANCE 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3 REFERENCIAS 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4 CONSIDERACIONES DE DISEÑO 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1 Consideraciones generales 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2 Decantación de las fases líquidas 6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3 Niveles/tiempos de residencia 8. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4 Botas decantadoras 14. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5 Evaluación de la capacidad de separación líquido–líquido
de acuerdo al separador a usar 15. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.6 Consideraciones de diseño para algunos servicios específicos 20. . . . . . . . 4.7 Información complementaria en otros documentos técnicos
de PDVSA 22. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5 METODOLOGIA DE DISEÑO 23. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1 Procedimiento de diseño para tambores horizontales con bota
decantadora, una sola entrada. 23. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2 Procedimiento de diseño para tambores horizontales con bota
decantadora, dos entradas. (PENDIENTE) 33. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3 Procedimiento de diseño para tambores horizontales con las
dos fases líquidas dentro del cuerpo cilíndrico, una sola entrada 33. . . . . . 5.4 Procedimiento de diseño para tambores horizontales con las dos
fases líquidas dentro del cuerpo cilíndrico, dos entradas. 44. . . . . . . . . . . . . 5.5 Procedimiento de diseño para tambores horizontales con
compartimientos separados . 44. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6 NOMENCLATURA 54. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7 APENDICE 58. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 1. Identificación de niveles y dimensiones en un tambor separador
vapor–líquido–líquido con bota decantadora (una sola entrada) 59Figura 2. Identificación de niveles y dimensiones en un tambor separador
vapor–líquido–líquido con dos fases líquidas en el cuerpo principal (unasola entrada) 61. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Figura 3. Identificación de niveles y dimensiones en un tambor separadorvapor–líquido–líquido con compartimientos separados 63. . . . . . . . .
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1 OBJETIVOEntregar suficiente información para el Diseño de Procesos completo de TamboresSeparadores Vapor–Líquido–Líquido horizontales.El tema “Tambores separadores”, dentro del área de “Separación Física”, en elManual de Diseño de Procesos (MDP), está cubierto por los siguientesdocumentos:
PDVSA–MDP– Descripción de Documento03–S–00 Tambores Separadores: Indice General
03–S–01 Tambores Separadores: Principios Básicos
03–S–03 Tambores Separadores, Procedimientos de Diseño: SeparadoresLíquido–Vapor
03–S–04 Tambores Separadores, Procedimientos de Diseño: SeparadoresLíquido–Líquido
03–S–05 Tambores Separadores, Procedimientos de Diseño: SeparadoresLíquido–Líquido–Vapor (Este documento)
Este documento, junto con los demás que cubren el tema de “TamboresSeparadores”, dentro del Manual de Diseño de Procesos (MDP) de PDVSA, sonuna actualización de la Práctica de Diseño “TAMBORES”, presentada en la versiónde Junio de 1986 del MDP (Sección 5).
2 ALCANCESe cubrirá el cálculo de proceso de tambores separadores vapor–líquido– líquidohorizontales, principalmente para operaciones de Refinación y manejo de Gas enla IPPCN, incluyendo el diseño/especificación de boquillas de proceso e internosnecesarios para una operación confiable del equipo con respecto a la instalacióndonde está presente. El uso de separadores verticales no se considera, debido alos grandes volúmenes requeridos de líquido para la separación líquido–líquido.
Los líquidos aquí considerados se suponen esencialmente inmiscibles,aproximación bastante buena para las operaciones que normalmente maneja laIPPCN, como es la separación gases–hidrocarburos líquidos–agua.
Esencialmente, se cubrirá el diseño de tres tipos principales de tamboresseparadores vapor–líquido–líquido:
1. Tambores horizontales con bota decantadora (Ver Figura 1.).
2. Tambores horizontales con las dos fases líquidas dentro del cuerpo cilíndrico(Ver Figura 2.).
3. Tambores horizontales con compartimientos separados (Ver Figura 3.).
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Los criterios de diseño que aplican a Separadores de Producción, seránposteriormente incluidos en el MDP de tambores. Mientras tanto, usar la guía deIngeniería PDVSA 90616.1.027 “Separadores Líquido–Vapor”, la cual formaparte del volumen 15 del Manual de Ingeniería de Diseño (MID) de PDVSA.
3 REFERENCIAS
Manual de Diseño de Proceso
PDVSA–MDP–04–CF–01 Torres de Fraccionamiento
PDVSA–MDP–02–FF–01 Flujo de Fluidos
PDVSA–MDP–07–IC–01 Instrumentación
PDVSA–MDP–02–K–01 Compresores
PDVSA–MDP–06–RC–01 Craqueo Catalítico en Lecho Fluidizado
PDVSA–MDP–03–S–01 Tambores Separadores: Principios Básicos
PDVSA–MDP–08–SD–01 Sistemas de Disposición
Manual de Ingeniería de Diseño
PDVSA–MID–90616.1.027 Separadores Líquido–Vapor
PDVSA–MID–10603.2.302 Deflector de Entrada y Salida de Vapor
PDVSA–MID–10603.2.306 Separador de Malla Metálica y Soporte
PDVSA–MID–10603.2.308 Plancha típica rompe–vórtice
PDVSA–MID–10603.2.309 Rompe vórtice–tipo rejilla
Otras Referencias
1. PDVSA, MANUAL DE DISEÑO DE PROCESOS, PRACTICAS DE DISEÑO,Vol 2, Sección 5: ”TAMBORES”, Junio 1986.
4 CONSIDERACIONES DE DISEÑO
4.1 Consideraciones generalesTres tipos principales de separadores vapor–líquido–líquido serán estudiados enestos procedimientos de diseño:
Tambores horizontales con bota decantadora (Ver Figura 1.)
Se usan cuando la cantidad de fase líquida pesada a contener por el separador esbastante pequeña (muy poco tiempo de residencia y/o muy bajos flujos de faselíquida pesada).
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En este tipo de separadores, el criterio primordial de diseño es que la fase líquidaliviana esté libre de gotas de líquido pesado.
Cuando se inicia el diseño de un separador vapor–líquido–líquido, son los primerosa tratar de diseñar, ya que ahorran costos al no poner en el cilindro principal elvolumen del líquido pesado, ahorrando diámetro (y longitud también), en el cuerpoprincipal del recipiente, teniendo un costo extra por tener la bota decantadora, peroeste costo es menor que si se tuviera la fase líquida pesada dentro del cuerpoprincipal del separador.
En estos equipos, existe un control de nivel gas–líquido en el cuerpo principal, yun control de nivel de interfase líquido–líquido en la bota decantadora. (Deberecordarse que el control de nivel de interfase es más difícil y, a veces, menosconfiable que el control de nivel gas–líquido.
El volumen de operación y de emergencia para la fase líquida liviana estácontenido en el cuerpo principal del separador. El volumen de operación (en estoscasos, casi nunca se tiene volumen de emergencia), para el líquido pesado, locontiene la bota decantadora.
Tambores horizontales con las dos fases líquidas dentro del cuerpocilíndrico (Ver Figura 2.)
Cuando la cantidad de fase líquida pesada a retener es tal que no puede tenerseen una bota decantadora, ya que ésta sería más grande que lo que las buenasprácticas de construcción mecánica permitirían, la siguiente alternativa a escogeres un separador con las dos fases líquidas dentro del cuerpo cilíndrico.
Esta alternativa es más costosa que la anterior, ya que el tener la fase líquidapesada también dentro del cuerpo, aumenta el diámetro del recipiente, haciéndolomás pesado y más costoso.
En este tipo de separadores, el criterio primordial de diseño es que la fase líquidaliviana esté libre de gotas de líquido pesado.
En estos equipos, se tiene control de nivel gas–líquido y control de interfaselíquido–líquido, dentro del mismo cuerpo cilíndrico, lo cual hace más complicadala operación del equipo y su relación con los procesos aguas abajo.
Obviamente, el volumen de operación y de emergencia para la fase líquida livianay el volumen de operación (en estos casos, casi nunca se tiene volumen deemergencia), para el líquido pesado está contenido en el cuerpo principal delseparador.
Tambores horizontales con compartimientos separados (Ver Figura 3.)
En los casos cuando la fase líquida pesada es la más importante, es decir, la quecontrola el procesamiento aguas abajo, como serían los despojadores de aguasagrias o los de aminas, el tiempo de residencia de operación (y tiempo de respuesta
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de operador a emergencias en la operación), y el flujo del líquido pesado sonmucho mayores que los correspondientes de la fase líquida pesada.
En este tipo de separadores, el criterio primordial de diseño es que la fase líquidapesada esté libre de gotas de líquido liviano.
Estos equipos, también llamados separadores de balde (“bucket”), y de vertedero(“weir”), tienen fijo el nivel de líquido con respecto a la fase vapor/gas, debido alrebosadero de fase liviana hacia el compartimiento de fase líquida liviana (baldeo “bucket” de líquido liviano), el cual fija dicha altura.
En la zona del separador antes del balde de líquido liviano, es donde se producela separación de las gotas de líquido liviano, de la fase pesada continua: aquí nose controla interfase líquido–líquido, ya que la posición de dicha interfase se fija(más o menos), por la diferencia de alturas entre el rebosadero de líquido livianohacia el balde, y el vertedero de fase pesada hacia el compartimiento del tamborque contiene dicho líquido pesado. Es conveniente notar que las densidades de lasfases líquidas involucradas, y el flujo de la fase pesada, afectan también la posiciónde dicha interfase y, si tales características varían, cambiará la posición de dichainterfase.
Los requerimientos de volumen de operación y de emergencia para el líquidopesado, son satisfechos en el compartimiento de pesados que está limitado por elvertedero de pesados. Los requerimientos de volumen de operación y deemergencia para el líquido liviano, son satisfechos en el balde de líquido liviano delseparador.
De acuerdo a lo anterior, este es el diseño más costoso, ya que la longitud delseparador es aumentada, con respecto a los otros tipos ya mencionados, por elbalde y el compartimiento de líquido pesado limitado por el vertederocorrespondiente.
Debido a que no “importante”, la medición de interfase líquido–líquido, es más fácilde operar, ya que sólo tiene control de nivel vapor líquido en el balde de livianos,y sólo control de nivel vapor líquido en el compartimiento de pesados.
Para todos los efectos de este documento, cuando se hable de separadores decompartimientos separados, se usará el término “balde”, como genérico delcompartimiento del líquido liviano, y “vertedero”, como genérico del vertedero y elcompartimiento de la fase líquida pesada.
Consideraciones con respecto al área de flujo de vapor, arrastre en lasuperficie de líquido, diseño y uso de mallas, otros internos y cálculo deboquillas de proceso
Con respecto al área de flujo de vapor, arrastre en la superficie de líquido,consideraciones para el diseño y uso de mallas, otros internos y cálculo deboquillas de proceso, se recomienda consultar el documento
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PDVSA–MDP–03–S–03: Tambores Separadores, Procedimientos de Diseño:Separadores Líquido–Vapor. Dicho documento cubre exhaustivamente talestemas. Como guía, se presenta la siguiente tabla:ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
TemaÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Sección enMDP–03–S–03
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Comentarios /Modificaciones
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Area de Flujo de vaporÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
4.1ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Si el líquido liviano es más del 5%en vol de la fase líquida total, usarsu densidad para el cálculo de lavelocidad crítica; en casocontrario, usar la densidadpromedio de la fase líquida total
Sólo se consideran tamboresseparadores horizontales
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Arrastre en la superficie delíquido
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
4.4 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Sólo se consideran tamboresseparadores horizontales
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Boquillas de Proceso ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
4.5 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Boquillas elevadas o con exten–siones rectas, para el retiro dellíquido livianoÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Consideraciones para eldiseño y uso de mallas
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
4.6ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Sólo se consideran tamboresseparadores horizontales
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Otros internos ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
4.7 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Codos de 90º, distribuidores enforma de “T”, rompe vórtices,recolectores de gas
4.2 Decantación de las fases líquidas
4.2.1 Velocidad de decantación y de flotación
De acuerdo a la literatura, el proceso de decantación (o de flotación, según sea elcaso), de gotas líquidas dispersas en una fase líquida continua, puede describirsepor tres mecanismos diferentes, de acuerdo al rango de número de Reynolds degota en el cual se esté operando:
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Rango del No. de Reynolds ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Ley o mecanismo de decantación
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
< 2 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Stokes
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
� 2, � 500 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Intermedia
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
> 500 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Newton
Sin embargo, para efectos de diseño, se ha impuesto un límite superior a lavelocidad de decantación (flotación) que se pueda usar para diseñar un equipo quetenga alguna forma de decantación (flotación) líquido–líquido: dicha velocidadmáxima es de 4.2 mm/s o 10 pulg/min (4.2 x 10–3 m/s o 1.39 x 10–2 pie/s): estarestricción tomaría en cuenta la compensación de variables no involucradas en elcálculo, como la velocidad de coalescencia y el grado de turbulencia, en el diseñode la sección de decantación del separador. Puede probarse que, de acuerdo a
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este límite superior, todos los casos prácticos de decantación pueden describirseapropiadamente, para diseño, usando la ley de Stokes [Ec. (1)]:
V �t �
F1 g D2p�ρP – ρL
�18 �
Ec. (1)
donde:ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
En unidadesSI
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
En unidadesinglesas
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Vt’ÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Velocidad terminal de decantación(flotación).
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
m/sÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pie/s
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
DpÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Diámetro de la gota. ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
m ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pieÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
F1ÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Factor cuyo valor depende de lasunidades usadas.
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
1000 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
1
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
g ÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Aceleración de la gravedad. ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
9.807 m/s2 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
32.174 pie/s2
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ρP ÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Densidad de la fase pesada. ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
kg/m3 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
lb/pie3
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ρL ÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Densidad de la fase liviana. ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
kg/m3 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
lb/pie3
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
�’ ÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Viscosidad de la fase continua. ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
mPa.s ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
lb/pie/s
Llevando la ecuación de la ley de Stokes a una forma más amigable, se tiene (Ecs.(2), (3)):
Vt � F12 x d2 x �ρP – ρL� � � Ec. (2)
Re �F15 x d Vt �c
�Ec. (3)
donde:ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
En unidadesSI
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
En unidadesinglesas
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Vt ÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Velocidad terminal de decantación(flotación).
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
m/s ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pie/s
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
d ÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Diámetro de la gota. ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
mm ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pulg
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
Re ÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Número de Reynolds de gota. ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Adimensional
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ρc ÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Densidad de la fase continua. ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
kg/m3 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
lb/pie3
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ρP ÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Densidad de la fase pesada. ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
kg/m3 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
lb/pie3
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ρL ÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Densidad de la fase liviana. ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
kg/m3 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
lb/pie3
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
� ÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Viscosidad de la fase continua. ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
mPa.s ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
cPÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
F12 ÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Factor cuyo valor depende de lasunidades usadas.
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
0.545 x 10–3 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
18.4663
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
F15 ÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Factor cuyo valor depende de lasunidades usadas.
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
1 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
123.871
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Para efectos de este manual, la ley de Stokes será empleada siempre para elcálculo de las velocidades de flotación y decantación de gotas de fases líquidas.
4.2.2 Tamaño de gota de líquido a separar
Normalmente, la separación líquido líquido considera, para efectos de diseño, untamaño de gota de líquido de 127 µm o 127 mm (0.005 pulg). Sin embargo, comola mayoría de las operaciones de separación líquido–líquido en la IPPCN, tienenque ver con separación hidrocarburos–agua a medida que la densidad de loshidrocarburos se acerca a la del agua, más difícil es la separación y se necesitaseparar gotas más pequeñas.
Tomando en cuenta lo anterior y, para efectos de guía en la escogencia del tamañode gota de líquido a emplear en el diseño, usar la siguiente tabla:
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Tamaño de gotas para separación líquido–líquidoÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Fase Líquida Liviana ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Fase LíquidaPesada
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Tamaño de la Gota,(ambas fases)
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
mm ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pulgÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Hidrocarburos ° API < 35 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Agua o soda cáusticaÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
0.127 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
0.005ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Hidrocarburos ° API > 35 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Agua o soda cáusticaÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
0.089 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
0.0035ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Agua ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Furfural ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
0.089 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
0.0035ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Metil–Etil–Cetona ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Agua ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
0.089 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
0.0035ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Sec–butil–alcoholÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
AguaÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
0.089ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
0.0035ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Metil–isobutil–CetonaÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
AguaÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
0.089ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
0.0035ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁOtros casos
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ0.127
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ0.005
4.3 Niveles/tiempos de residencia
A continuación se presentarán definiciones y comentarios sobre niveles de líquido,tiempos de residencia y temas relacionados, con el objetivo de justificar criteriosy procedimientos de diseño que se mostrarán posteriormente.
4.3.1 Identificación de los niveles en un recipiente
De acuerdo a lo normalmente empleado en la IPPCN para hablar de niveles en unrecipiente líquido–vapor, tenemos la siguiente tabla (Ver Figs. 1. y 2.)
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ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Siglas típicas enespañol
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Descripción típica ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Siglas típicasen inglés
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
NAAL ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Nivel alto–alto de líquido ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
HHLL
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
NAL ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Nivel alto de líquido ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
HLL
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
NNL ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Nivel normal de líquido ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
NLLÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
NBL ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Nivel bajo de líquido ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
LLLÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
NBBL ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Nivel bajo–bajo de líquido ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
LLLLÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
NAI ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Nivel alto de interfase ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
HILÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
NBI ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Nivel bajo de interfase ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
LIL
Para efectos de consistencia en la discusión en el MDP de tambores, se usarán lassiglas típicas en español para identificar los diferentes niveles.
4.3.2 Volumen de operación de la fase liviana
Es el volumen de líquido liviano existente entre NAL y NBL. Este volumen, tambiénconocido como volumen retenido de líquido liviano, y en inglés como “light liquidsurge volume” o “light liquid holdup”, se fija de acuerdo a los requerimientos delproceso, para asegurar un control adecuado, continuidad de las operacionesdurante perturbaciones operacionales, y para proveer suficiente volumen delíquido liviano para una parada ordenada y segura cuando se sucedenperturbaciones mayores de operación.
4.3.3 Tiempo de residencia de operación de la fase liviana
Es el tiempo correspondiente en el cual el flujo de líquido liviano puede llenar elvolumen de operación de la fase liviana en el recipiente bajo estudio. La mayoríade las veces, cuando se quiere especificar el volumen de operación de la faseliviana, lo que realmente se indica es cuantos minutos deben transcurrir entre NALy NBL. También es conocido en inglés como “light liquid surge time”.
4.3.4 Volumen de operación de la fase pesada
Es el volumen de líquido pesado existente entre NAI y NBI. Este volumen, tambiénconocido como volumen retenido de líquido pesado, y en inglés como “heavy liquidsurge volume” o “heavy liquid holdup”, se fija de acuerdo a los requerimientos delproceso, para asegurar un control adecuado, continuidad de las operacionesdurante perturbaciones operacionales, y para proveer suficiente volumen delíquido pesado para una parada ordenada y segura cuando se sucedenperturbaciones mayores de operación.
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4.3.5 Tiempo de residencia de operación de la fase pesada
Es el tiempo correspondiente en el cual el flujo de líquido pesado puede llenar elvolumen de operación de la fase pesada en el recipiente bajo estudio. La mayoríade las veces, cuando se quiere especificar el volumen de operación de la fasepesada, lo que realmente se indica es cuantos minutos deben transcurrir entre NAIy NBI. También es conocido en inglés como “heavy liquid surge time”.
4.3.6 Tiempo de respuesta o de intervención del operador
Es el tiempo que tarda el operador (o grupo de operadores), en responder cuandosuena una alarma de nivel en el panel y resolver la perturbación operativa queoriginó la alarma, antes que otros sistemas automatizados (Interruptores o“switches” de nivel), originen paradas seguras de equipos aguas abajo y/o de laplanta completa.
Si de un tambor separador estamos alimentando a una bomba, sería muyengorroso que la bomba se quedara “seca”, es decir, que no tuviera líquido quebombear, ya que eso podría dañar al equipo; y si, a su vez, la bomba alimenta aun horno, se podría generar una emergencia mayor en la planta por rotura de untubo del horno, ya que éste, a su vez, ha quedado “seco”. Por esa razón, el tamboralimentador de la bomba se equipa con alarmas de nivel de NAL y NBL, y coninterruptores y/o alarmas de NAAL y NBBL: al sonar la alarma de NBL, losoperadores investigarían y resolverían, en menos del llamado “tiempo derespuesta del operador”, el problema que originó la reducción de nivel; en el casoque no pudieran resolver el problema en el tiempo indicado, el interruptor de NBBLactivaría una parada segura de la bomba y, seguramente, una parada segura delhorno y de toda la planta.
Debido a las diferentes tradiciones operativas que existen en la IPPCN, es dífícilestablecer un criterio uniforme acerca de cuál es el “tiempo promedio de respuestadel operador”; sin embargo, se usará, como criterio general, que el tiempo derespuesta de un operador es de cinco minutos: esto significa que el tiempo deretención de líquido entre NAL y NAAL (o entre NBL y NBBL), será de cincominutos.
4.3.7 Volumen de emergencia
Es el volumen adicional que corresponde al líquido que debe satisfacer el llamado“tiempo de respuesta o de intervención del operador”: de acuerdo a lo expresadoen 4.3.6, cuando se tengan interruptores y/o alarmas de NAAL o NBBL, se tendráncinco minutos adicionales de tiempo de residencia de líquido porinterruptor/alarma, lo que indica que, cuando se tiene NAAL y NBBL, se añaden 10minutos de tiempo de residencia, a lo cual corresponde un volumen de líquido deemergencia de 10 minutos del máximo flujo de líquido.
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4.3.8 Nivel bajo–bajo de líquido liviano (o bajo, cuando aplique)
La distancia mínima desde el nivel bajo–bajo de líquido liviano, si se tiene unInterruptor y/o alarma de nivel bajo–bajo de líquido liviano, (o nivel bajo, si no setiene un Interruptor y/o alarma de nivel bajo–bajo), hasta el Nivel alto de interfase(cuando se tengan dos fases líquidas en el tambor), o hasta el fondo del recipiente(cuando existe una bota decantadora), es 230 mm mínimo (9 pulg).
Sin embargo, este valor puede cambiar debido a requerimientos de tiempo deresidencia del líquido liviano, para lograr decantación exitosa del líquido pesado,como se verá posteriormente en los procedimientos de diseño.
Para el caso del balde de líquido liviano, de separadores con compartimientosseparados, medido desde el fondo del balde, este valor se conoce comohBBALDE–NBL.
Para el caso del compartimiento de líquido pesado, de separadores concompartimientos separados, medido desde el fondo del tambor, este valor seconoce como hVNBBL.
4.3.9 Nivel bajo de interfase
La distancia mínima desde el nivel bajo de interfase, hasta el fondo del recipiente,ya esté en una bota decantadora, o en un tambor con líquido pesado en el cuerpocilíndrico, es 230 mm mínimo (9 pulg).
4.3.10 Criterios para fijar el volumen de operación/tiempo de residencia
La tabla siguiente, presenta criterios para fijar el volumen de operación o tiempode residencia de líquido, para ciertos servicios específicos:
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Descripción (para una fase líquida) ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Tiempo deResidencia de
Operación, min
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Tambores de Alimentación a Unidades ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Alimentación desde otra unidad(diferente cuarto de control)
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
20
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Alimentación desde otra unidad (mismocuarto de control)
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
15
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Alimentación desde tanquería lejos delarea de operación
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
15–20
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ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Otros Tambores ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Alimentación a una columna (diferentecuarto de control)
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
7
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Alimentación a una columna (mismocuarto de control)
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
5
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Producto a tanquería lejos del áreaoperativa o a otro tambor dealimentación, directo, sin bomba
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
2
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Producto a tanquería lejos del áreaoperativa o a otro tambor dealimentación, directo, con bomba
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
5
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Producto a tanquería lejos del áreaoperativa o a otro tambor dealimentación, con bomba, que pasa através de un sistema de intercambiocalórico
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
3–5
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁUnica carga a un horno de fuego directo
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ10
4.3.11 Tiempos de residencia de las fases líquidas pesada y liviana, calidad deseparación de las fases y efectos sobre el diseño del separador
La mayoría de las aplicaciones de la IPPCN para tambores separadores vaporlíquido líquido, incluyen, como fase líquida pesada, una relativamente pequeñacantidad de agua, y como fase líquida liviana, una relativamente grande cantidadde hidrocarburos líquidos.
Además, casi siempre el procesamiento aguas abajo de los hidrocarburos líquidoses de capital importancia, por lo que se le fijan relativamente altos tiempos deresidencia de operación en el separador, con el objetivo de garantizar unaoperación confiable y “ayudar” a que la separación líquido–líquido sea óptima.
Mientras tanto, casi siempre el procesamiento posterior del agua separada, es demenor cuantía y no afecta partes críticas del proceso, por lo cual, regularmente,se le asignan tiempos de residencia de operación relativamente bajos. En el casoque este último criterio no aplique, como es el caso de alimentación a despojadoresde aguas agrias, los tiempos de residencia del agua aumentan dramáticamente.
4.3.12 Longitud efectiva de operación (Leff)
Es la longitud de tambor requerida para que se suceda la separaciónvapor/gas–líquido–líquido, y se puedan tener los volúmenes requeridos de líquido,tanto de operación como de emergencia. Esta es la longitud que normalmente seobtiene por puros cálculos de proceso.
En el caso de tambores horizontales de una sola boquilla de alimentación,corresponde a la distancia entre la boquilla de entrada y la de salida de gas, la cual
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es la distancia horizontal que viaja una gota de líquido desde la boquilla de entrada,hasta que se decanta totalmente y se une al líquido retenido en el recipiente, sinser arrastrada por la fase vapor que sale por la boquilla de salida de gas.
Sin embargo, para obtener la longitud tangente–tangente del tambor horizontal, esnecesario sumar los tamaños de las boquillas antes mencionadas, las toleranciasde construcción necesarias para soldar dichas boquillas, soldar los cabezales oextremos del tambor y cualquier otra cosa que obligue a aumentar la longitud deltambor.
A criterio del diseñador de procesos, éste puede aproximar la longitud efectiva ala longitud tangente–tangente, y esperar que la especialidad mecánica completeel diseño del tambor, para luego verificar si se cumple la separación.
4.3.13 Diferencia mínima de nivel entre NAAL y NBBL
Se fija como diferencia mínima de nivel entre NAAL y NBBL, 360 mm o 14 pulg, locual supone el uso de instrumentos de nivel que puedan trabajar en este rango.Si esto no fuera posible, como sería el caso de instrumentos de nivel condesplazadores externos, deberá ajustarse este valor mínimo apropiadamente.
4.3.14 Diferencia mínima de nivel entre NAI y NBI
Se fija como diferencia mínima de nivel entre NAI y NBI, 360 mm o 14 pulg, lo cualsupone el uso de instrumentos de nivel que puedan trabajar en este rango. Si estono fuera posible, como sería el caso de instrumentos de nivel con desplazadoresexternos, deberá ajustarse este valor mínimo apropiadamente.
4.3.15 Interfase en separadores con compartimientos separados
Como ya fue mencionado en 4.1, el nivel de interfase viene fijado por laspropiedades de las fases líquidas, el flujo de la fase líquida pesada, y la diferenciade alturas entre el rebosadero del balde de fase líquida liviana, y el vertedero dellíquido pesado Las alturas de dichas placas de rebose del líquido liviano y dellíquido pesado, se ajustan para mantener, por lo menos, una capa de líquido livianode 230 mm (9 pulg) de profundidad, en el compartimiento de decantación. Ladiferencia de dichas alturas es (Ec. (4)):
hOB–hWB � �hOW� 1–
ρQρW� F11 QW
Lc Ec. (4)
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donde:
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
En unidadesSI
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
En unidadesinglesasÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
hOBÁÁÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Distancia vertical del fondo del tamboral tope del rebosadero del balde delíquido liviano
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
mÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pulg
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
hWBÁÁÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Distancia vertical del fondo del tamboral tope del vertedero de líquidopesado
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
mm ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pulg
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
hOWÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Distancia vertical desde la interfaselíquido liviano/líquido pesado hasta eltope del rebosadero del balde delíquido liviano (230 mm (9 pulg)mínimo)
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
mm ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pulg
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
QW ÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Flujo de líquido pesado ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
m3/s ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pie3/sÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
LC ÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Longitud de la cuerda en el tope delvertedero de líquido pesado
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
mm ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pie
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
�O ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Densidad (a condiciones deoperación), de la corriente máspesada de líquido liviano alimentadaal tambor. Si la densidad del líquidoliviano es desconocida, use 900 kg/m3
(56 lb/pie3)
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
kg/m3 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
lb/pie3
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
�W ÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Densidad líquido pesado acondiciones de operación
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
kg/m3 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
lb/pie3
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
F11ÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Factor que depende de las unidadesusadas
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
67025.7ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
5.384
La ecuación (4), la cual se basa en el flujo de un vertedero rectangular, toma encuenta la presencia de las dos fases líquidas en el compartimiento de decantacióny de un cabezal de líquido pesado por encima del tope del vertedero de líquidopesado.
4.4 Botas decantadoras
Cuando existe una cantidad relativamente pequeña de la fase líquida pesada (porejemplo, agua), ésta, a veces, se retira a través de una bota localizada en el fondodel tambor. La bota permite una reducción en el tamaño del tambor eliminando lacapa de la fase pesada en el fondo del mismo. Para satisfacer las consideracionesmecánicas y económicas, los diámetros de las botas no deberían exceder lossiguientes valores:
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ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Dtamb ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Dbota (máx.)ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
mm ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pulg ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ�1000 ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁ�40 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ0.5 x Dtamb
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
>1000, <1500ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
>40, <60 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
500 mm (20 pulg.)
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
�1500 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
�60 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
1/3 x Dtamb
Los criterios para el diseño de botas son los siguientes:
1. Las botas se dimensionan para que la velocidad de la fase líquida pesada seamenor que la velocidad de ascenso de las gotas de la fase líquida liviana. Lavelocidad de ascenso o de flotación de las gotas se estima usando laecuación (2). El criterio de velocidad de la fase líquida pesada a usar en estedocumento, será del 85% de la velocidad de flotación de la fase líquida liviana.
2. La distancia entre el NBI y el NAI se basa en el volumen de operaciónrequerido para control (usualmente dos minutos), o en las dimensiones delinstrumento de nivel (las distancias entre las tomas de instrumento es, por lomenos, de 360 mm (14 pulg)). Para los instrumentos de nivel con desplazadorexterno, la distancia mínima entre la toma superior y la pared del tambordebería ser de 510 mm (20 pulg).
4.5 Evaluación de la capacidad de separación líquido–líquido de acuerdoal separador a usar
4.5.1 Filosofía de diseño y tipo de separador a usar
De acuerdo a lo mencionado en 4.3.11, los esfuerzos de diseño se enfocan,principalmente, en la separación de las gotas de agua del hidrocarburo líquido, yaque este último deberá estar “libre” de agua (del agua que pueda separarse porpura gravedad), para procesamiento posterior: éste es el concepto base que seusa en los procedimientos de diseño que posteriormente se presentarán paraseparadores con dos fases líquidas en el cuerpo cilíndrico y para separadores conbota de decantación.
Sin embargo, hay casos donde el esfuerzo de diseño está enfocado principalmenteen la separación de las gotas de la fase líquida liviana de la fase líquida pesada:en estos casos, existe una cantidad relativamente grande de fase líquida pesaday una cantidad relativamente pequeña de líquido liviano: éste es el concepto baseque se usa en los procedimientos de diseño que posteriormente se presentaránpara separadores con compartimientos para retirar la fase liviana y la fase pesada.
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4.5.2 Análisis de la decantación de la fase líquida pesada, cuando es el criteriodeterminante de diseño
En un tambor separador horizontal, al estudiar la decantación de las gotas de faselíquida pesada (fase discontinua), en la fase líquida liviana (fase continua), seobserva que la gota viaja en una dirección inclinada hacia abajo, con una velocidadque está compuesta por un componente vertical hacia abajo, que corresponde ala velocidad de decantación, y un componente horizontal, en el sentido del flujo dela corriente líquida liviana, que corresponde a la velocidad de flujo de dicha fase,la cual se calcula por la división del flujo volumétrico entre el área transversal queocupa dicha fase.
No importa los niveles que en un momento el tambor tenga, la separación de la fasepesada de la fase liviana debe garantizarse: por lo tanto el diseño del separadordebe ser tal que, si se está a máximo nivel ó a minimo nivel (ó cualquier valorintermedio), la decantación de las gotas de fase líquida pesada (fase discontinua),en la fase líquida liviana (fase continua) debe sucederse exitosamente.
La separación de la fase pesada de la fase liviana se sucederá cuando el tiempode residencia de la gota a separar, sea mayor que el tiempo requerido paradecantar en la fase continua. En términos de distancias en el separador, esto setraduce en que la distancia horizontal que la gota recorre, cuando ha decantadototalmente (es decir, cuando ha tocado el fondo del recipiente para el caso detambores con bota decantadora; o cuando llega a la interfase, para el caso de dosfases líquidas en el cuerpo), es menor que la distancia horizontal entre la entradade la alimentación y la boquilla elevada de salida del líquido liviano (para tamborescon dos fases líquidas en el cuerpo cilíndrico), o el extremo horizontal más alejadode la bota (para tambores con bota decantadora), también conocida tal distanciacomo longitud efectiva de separación (Leff ).
4.5.3 Análisis de la flotación de la fase líquida liviana, cuando es el criteriodeterminante de diseño
En un tambor separador horizontal, al estudiar la flotación de las gotas de faselíquida liviana (fase discontinua), en la fase líquida pesada (fase continua), seobserva que la gota viaja en una dirección inclinada hacia abajo, con una velocidadque está compuesta por un componente vertical hacia arriba, que corresponde ala velocidad de flotación, y un componente horizontal, en el sentido del flujo de lacorriente líquida pesada, que corresponde a la velocidad de flujo de dicha fase, lacual se calcula por la división del flujo volumétrico entre el área transversal queocupa dicha fase.
No importa los niveles que en un momento el tambor tenga, la separación de la faseliviana de la fase pesada debe garantizarse: por lo tanto el diseño del separadordebe ser tal que, la flotación de las gotas de fase líquida liviana (fase discontinua),en la fase líquida pesada (fase continua) debe sucederse exitosamente.
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La separación de la fase liviana de la fase pesada se sucederá cuando el tiempode residencia de la gota a separar, sea mayor que el tiempo requerido para flotaren la fase continua. En términos de distancias en el separador, esto se traduce enque la distancia horizontal que la gota recorre, cuando se ha separado totalmente(es decir, cuando ha subido hasta la interfase líq. pesado/líq. liviano), es menor quela distancia horizontal entre la entrada de la alimentación y el rebosadero del baldedel líquido liviano.
4.5.4 Evaluación de la capacidad de decantación en tambores con botadecantadora (Ver Figura 1.)
En este caso, no existe fase líquida pesada en el cuerpo principal del equipo, sóloen la bota decantadora.
El punto de partida es un separador trifásico, con un diámetro y una longitudcalculados para separación vapor líquido solamente, donde el volumen total delíquido está compuesto de dos volúmenes aditivos:
1. Volumen de operación más volumen de emergencia para la fase líquidaliviana, es decir, el volumen entre NAAL y NBBL.
2. Volumen de líquido liviano necesario para la separación de la fase pesada,es decir el volumen entre NBBL y el fondo del recipiente.
Con el separador diseñado como se dijo anteriormente, debe verificarse si sedecanta la fase pesada, independientemente de donde esté el nivel operativo,NAAL o NBBL. Si las gotas de la fase líquida pesada llegan a la bota decantadoraantes de llegar al extremo horizontal más alejado de la bota, entonces dicha fasepesada se separará e irá a la bota de decantación.
El separador se revisa para saber si decanta la fase pesada de la siguiente manera:
1. Del diseño ya obtenido, se calculan las áreas transversales de flujo de líquidoliviano, tanto para NAAL como para NBBL, y se calculan las correspondientesvelocidades de flujo de líquido liviano dentro del recipiente ( VfL ).
2. Se calcula la velocidad de decantación de la fase líquida pesada ( VtP ),usando la ecuación (2) del aparte 4.2.1
3. Se calcula la longitud horizontal que las gotas de líquido pesado tienen querecorrer ( XH ), mediante la siguiente ecuación (Ec. (5)):
XH � VfL x h � VtP Ec. (5)
4. donde h es el nivel al cual se está evaluando la operación, es decir NAAL oNBBL (medido desde el fondo del recipiente).
5. Si XH (evaluado tanto para NAAL, como para NBBL), es menor que ladistancia horizontal existente entre la boquilla de entrada de la alimentación
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y el extremo horizontal más alejado de la bota, habrá separación de la fasepesada, y el diseño del tambor es satisfactorio para la decantación de la fasepesada.
6. Si XH ( evaluado tanto para NAAL, como para NBBL ), es mayor que ladistancia horizontal existente entre la boquilla de entrada de la alimentacióny el extremo horizontal más alejado de la bota, no habrá separación completade la fase pesada, y el diseño del tambor no es satisfactorio para ladecantación de la fase pesada. Por lo tanto habrá que aumentar lasdimensiones del mismo y, al hacer cálculos, se mantendrán constantes lasáreas transversales de flujo de vapor y del líquido liviano (desde el NAALhasta el NBBL), lo cual también aumentaría el tiempo de residencia de lasdiferentes fases.
4.5.5 Evaluación de la capacidad de decantación en tambores con las dos faseslíquidas dentro del cuerpo cilíndrico (Ver Figura 2.)
Dado un separador trifásico, el cual tiene un diámetro y una longitud calculadospara separación vapor líquido solamente, el volumen total de líquido estácompuesto de dos volúmenes aditivos:
1. Volumen de operación más volumen de emergencia para la fase líquidaliviana, es decir, el volumen entre NAAL y NBBL.
2. Volumen de líquido liviano necesario para la separación de la fase pesada,es decir el volumen entre NBBL y NAI.
Con el separador diseñado para tener los volúmenes de líquido antesmencionados, y los correspondientes a NAI/NBI, debe verificarse si se decanta lafase pesada, independientemente de donde esté el nivel operativo, NAAL o NBBL.Si las gotas de la fase líquida pesada llegan a la interfase líquido pesado / líquidoliviano antes de llegar a la boquilla elevada de salida del líquido liviano, entoncesdicha fase pesada se separará.
El separador se revisa para saber si decanta la fase pesada de la siguiente manera:
1. Del diseño ya obtenido, se calculan las áreas transversales de flujo de líquidoliviano,para NAAL/NAI, NAAL/NBI, NBBL/NAI y NBBL/NBI, y se calculan lascorrespondientes velocidades de flujo de líquido liviano dentro del recipiente( VfL ).
2. Se calcula la velocidad de decantación de la fase líquida pesada ( VtP ),usando la ecuación (2) del aparte 4.2.1.
3. Se calcula la longitud horizontal que las gotas de líquido pesado tienen querecorrer ( XH ), mediante la ecuación (5), del aparte 4.5.4:
XH � VfL x h � VtP Ec. (5)
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donde h es la distancia vertical hacia abajo que recorren las gotas de líquidopesado, es decir desde NAAL hasta NAI, NAAL hasta NBI, NBBL hasta NBIy NBBL hasta NAI.
4. Si XH (en cualquiera de los casos antes mencionados), es menor que ladistancia horizontal existente entre la boquilla de entrada de la alimentacióny la boquilla de salida del líquido liviano, habrá separación de la fase pesada,y el diseño del tambor es satisfactorio para la decantación de la fase pesada.
5. Si XH (en cualquiera de los casos mencionados), es mayor que la distanciahorizontal existente entre la boquilla de entrada de la alimentación y laboquilla de salida del líquido liviano, no habrá separación completa de la fasepesada, y el diseño del tambor no es satisfactorio para la decantación de lafase pesada. Por lo tanto habrá que aumentar las dimensiones del mismo y,al hacer cálculos, se mantendrán constantes las áreas transversales de flujode vapor y del líquido liviano (desde el NAAL hasta el NBBL), lo cual tambiénaumentaría el tiempo de residencia de las diferentes fases.
4.5.6 Evaluación de la capacidad de decantación en tambores concompartimientos separados (Ver Figura 3.)
Este tipo de separadores son diseñados en forma algo diferente de los dos tiposcubiertos anteriormente, ya que el criterio controlante es la remoción de gotas delíquido liviano de la fase líquida pesada. Aquí el volumen total de líquido presenteen la llamada zona o compartimiento de decantación, está compuesto de dosvolúmenes aditivos:
1. Volumen de líquido pesado necesario para la separación de la fase liviana,es decir el volumen entre el fondo del recipiente y la interfase líquido líquido.
2. Volumen de la fase líquida liviana, producto del espesor de la capa de líquidoliviano (valor fijado con anterioridad, de manera “arbitraria”), por la longitudefectiva de operación (Leff ), la cual, para este tipo de separadores, se midehorizontalmente desde la boquilla de entrada de alimentación, hasta elrebosadero del balde de líquido liviano.
Con un diámetro fijo para el tambor, calcular cuál debe ser Leff para poder separarlas gotas del líquido liviano de la fase continua pesada. Si las gotas de la faselíquida liviana llegan (flotando), a la interfase líquido liviano–líquido pesado antesde llegar, horizontalmente, a la pared del “balde” o compartimiento del líquidoliviano, entonces dicha fase liviana se separará.
El separador se calcula para saber si separa la fase liviana de la siguiente manera:
1. Del diámetro ya obtenido, se calculan el área transversal de flujo de líquidopesado, y se calcula la correspondiente velocidad de flujo de líquido pesadodentro del recipiente ( VfP ).
2. Se calcula la velocidad de flotación de la fase líquida liviana ( VtL ), usandola ecuación (2) del aparte 4.2.1.
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3. Se calcula la longitud horizontal que las gotas de líquido liviano tienen querecorrer( XH ), mediante la ecuación (6):
XH � VfP x �hOB–hOW� � VtL Ec. (6)
donde hOB–hOW es la distancia vertical que las gotas de líquido liviano tienenque recorrer, hacia arriba, para poder separarse de la fase pesada (medidodesde el fondo del recipiente).
4. Si XH es menor que dos y medio veces el diámetro del tambor, el diámetro deltambor es satisfactorio y la longitud efectiva de operación será 115% de XH.
5. Si XH es mayor que dos y medio veces el diámetro del tambor, el diseño deltambor no es satisfactorio para la separación de la fase liviana. Por lo tanto,habrá que aumentar las dimensiones del mismo, hasta que se logre cumplircon lo dicho en el párrafo anterior.
4.6 Consideraciones de diseño para algunos servicios específicos
4.6.1 Tambores de destilado o de cabecera de columnas de destilación
Estos equipos reciben agua producto de la condensación del vapor de agua usadopara despojar en la columna, más los hidrocarburos destilados. El agua recogidanormalmente no es de mayor importancia (puede enviarse a despojamiento deaguas agrias), mientras que el destilado, el cual debe estar relativamente “seco”,es, en parte, reflujado a la columna para control de temperatura, y el resto enviadoa almacenamiento y/o procesamiento posterior. Esto indica que la fase líquidaliviana es la controlante en el diseño (aparte de los gases/vapores nocondensables).
Con respecto al tipo de separador a emplear, se recomienda primero tratar contambores que incluyen bota decantadora (Ver Fig. 1.): en el caso que la botadecantadora sea muy grande, probar con tambores que incluyan las dos faseslíquidas dentro del cuerpo cilíndrico (Ver Fig. 2.).
Con respecto al tiempo de residencia de operación de la fase líquida liviana(destilados), seguir las recomendaciones presentadas en la Tabla 1 del documentoMDP–03–S–03, referido a tambores de destilado.
Con respecto al tiempo de residencia de operación de la fase líquida pesada(aguas agrias), seguir las recomendaciones presentadas en 4.3.10, para ”OtrosTambores”.
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4.6.2 Tambores separadores de alimentación para despojadores de aguas agrias
Estos equipos recogen aguas agrias de muchas fuentes y, normalmente, no seconoce exactamente la cantidad de aceite que arrastran consigo. Como es paraalimentar una columna de despojamiento de aguas agrias, se quiere la menorcantidad de aceite posible en el agua a despojar, para evitar problemas operativosy de seguridad en la instalación. Esto indica que la fase líquida pesada es lacontrolante en el diseño. El aceite normalmente recogido se envía a un tanque dedesechos para reprocesamiento o al Separador API.
Como no se conocen los datos del aceite arrastrado, seguir las siguientesrecomendaciones:
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Información ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Líquido livianoÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Densidad ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
700 kg/m3 ( 43.6 lb/pie3 )ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Viscosidad ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
0.7 mPas ( 0.7 cP )
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Tensión SuperficialÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
30 N/m ( 30 dyn/cm )
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Flujo másico ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
0.1% en peso del flujo de aguasagrias o aminas
Con respecto al tipo de separador a emplear, usar tambores de compartimientosseparados (Ver Fig. 3.).
El área de flujo del vapor por arriba del balde del aceite se debería dimensionarpara 100%, de la velocidad crítica a un caudal de flujo normal de gas. La alturamínima del espacio de vapor es el mayor valor entre 300 mm (12 pulg) o el 20%del diámetro del tambor
Con respecto al tiempo de residencia de operación de la fase líquida pesada(aguas agrias), usar 15 min, para poder alimentar el despojador bajo control deflujo.
Con respecto al tiempo de residencia de operación de la fase líquida liviana(aceite), seguir las recomendaciones presentadas en 4.3.10, para “OtrosTambores”.
Muchas veces, como el gas que se separa en el tambor es bastante poca, no setiene mallas separadora de gotas.
4.6.3 Tambores separadores de alimentación para regeneradores de aminas
Normalmente, no se conoce exactamente la cantidad de aceite que arrastranconsigo las aminas. Como es para alimentar una columna regenadora de aminas,se quiere la menor cantidad de aceite posible en la amina a despojar, para evitarproblemas operativos y de seguridad en la instalación. Esto indica que la faselíquida pesada es la controlante en el diseño. El aceite normalmente recogido seenvía a un tanque de desechos para reprocesamiento o al Separador API.
Como no se conocen los datos del aceite arrastrado, seguir las siguientesrecomendaciones:
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Información ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Líquido livianoÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Densidad ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
700 kg/m3 ( 43.6 lb/pie3 )ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ViscosidadÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
0.7 mPas ( 0.7 cP )
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Tensión SuperficialÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
30 N/m ( 30 dyn/cm )
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Flujo másico ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
0.1% en peso del flujo de aguasagrias o aminas
Con respecto al tipo de separador a emplear, usar tambores de compartimientosseparados (Ver Fig. 3.).
El área de flujo del vapor por arriba del balde del aceite se debería dimensionarpara 100%, de la velocidad crítica a un caudal de flujo normal de gas. La alturamínima del espacio de vapor es el mayor valor entre 300 mm (12 pulg) o el 20%del diámetro del tambor
Con respecto al tiempo de residencia de operación de la fase líquida pesada(aminas), usar 5 min.
Con respecto al tiempo de residencia de operación de la fase líquida liviana(aceite), seguir las recomendaciones presentadas en 4.3.10, para “OtrosTambores”.
4.7 Información complementaria en otros documentos técnicos dePDVSA
Aún cuando el objetivo de los documentos que forman parte del MDP de tambores,es proveer la información necesaria para hacer diseño de procesos de talesequipos, normalmente esto no es suficiente para completar una especificación deprocesos con miras al diseño mecánico y/o compra del equipo en cuestión.
Es por eso que a continuación se presentará una lista de documentos técnicos dePDVSA, la cual ayudará a obtener información adicional para la completación dedicha especificación.
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Información Adicional ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Fuente PDVSAÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Presión y Temperatura de Diseño (Criterios aaplicar)
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
(Pendiente) (Consultar MDP versión 1986,Sección 2), MID–D–211–PRT
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Boquillas de conexión de Instrumentos arecipientes (Tamaños normalizados)
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
MID–HF–201
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Detalle de Mallas Separadoras de Gotas ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
MID–10603.2.306 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁDetalle de Rompe–vórtices
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁMID–10603.2.308, MID–10603.2.309 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁDetalle de deflector a la entradaÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁMID–10603.2.302 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁSelección de MaterialesÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ(Pendiente), MID–D–211–PRT
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁAislamiento térmico
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁMID–L–212
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5 METODOLOGIA DE DISEÑO
5.1 Procedimiento de diseño para tambores horizontales con botadecantadora , una sola entrada
Ver Figura 1. para orientación y seguimiento de ciertas tolerancias de diseño,identificación de alturas y niveles. (Ver nomenclatura en Sección 6).
Paso 1.– Información mínima requerida.
Ubicar la información mínima requerida según la siguiente tabla:
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Información ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Vapor/gasÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Líquidoliviano
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Líquidopesado
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
General
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Densidad ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
X ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
X ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
X ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁViscosidad ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁX ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁX ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁX ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Tensión Superficial ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
X ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
X ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Flujo (másico ovolumétrico)
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
X ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
X ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
X ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁPresión de Operación ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁX
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Temperatura de Operación ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
XÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Material pegajoso? ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
XÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Arrastre de Sólidos? ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
X
Paso 2.– Definición de los criterios de diseño.
Consultar detalladamente la información contenida en este documento y lassecciones 4.2, 4.4, 4.5, 4.6 y 4.7 del PDVSA–MDP–03–S–03, para identificar loscriterios de diseño para el servicio en cuestión, (configuración del tambor, tiemposde residencia, relación F24 L/D, velocidad permisible de vapor).
Debido a que se va a dimensionar con bota decantadora , no se consideraretención de líquido pesado dentro del cuerpo cilíndrico principal del recipiente.
Paso 3.– Obtenga la distancia mínima permisible entre NBBL y el fondo deltambor.
Para la definición de los niveles, consultar 4.3.1. Se supone que el tambor tendráun Interruptor y/o alarma de nivel bajo–bajo. Si no es el caso, estaríamos hablandode hNBL. Esta distancia, hNBBL, se obtiene con la información del aparte 4.3.8.
Paso 4.– Calcule la Velocidad permisible del flujo de vapor.
Usar la Ec. (11) en el MDP–03–S–03, aparte 4.2, tomando en cuenta que, si ellíquido liviano es más del 5% vol del total de las fases líquidas, usar su densidadcomo densidad de líquido; en caso contrario, usar el promedio volumétrico de lasdensidades líquidas como densidad de líquido.
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Paso 5.– Calcule el área vertical requerida (Av), para el flujo de vapor porencima de NAAL.
El área vertical para el flujo de vapor Av, por encima del NAAL, requerida parasatisfacer los criterios de velocidad permisible, se calcula con la Ec. (12) delMDP–03–S–03, aparte 4.2.
Paso 6.– Dimensionamiento del tambor separador horizontal.
El estimado del tamaño óptimo del tambor es un procedimiento de tanteo paratambores horizontales. Primero, se supone un tamaño de tambor, luego se verificasi el tambor es adecuado para el servicio. Este procedimiento se debería repetirhasta que se optimice el tamaño del tambor, ya que el objetivo es diseñar el tambormás pequeño adecuado para el servicio.
a. Calcular los volúmenes de líquido liviano de operación y deemergencia.
a.1. El volumen de operación de líquido liviano, entre el NAL y el NBL, seobtiene multiplicando el flujo de alimentación líquida liviana por eltiempo de retención (Ec (7)):
Vr1 � QL1 x tr1 Ec. (7)
Donde QL1 es el flujo volumétrico de líquido liviano, y tr1 es el tiempode residencia de operación del líquido liviano.
a.2. El volumen de líquido liviano por tiempo de respuesta del operador alaccionarse una alarma (sea de alta o sea de baja), entre NAAL y NAL(o entre NBBL y NBL), se obtiene multiplicando el flujo dealimentación líquida liviana por el tiempo de respuesta supuesto, elcual es 5 min (300 s), desde NAL hasta NAAL, y 5 min más (300 s),desde NBL hasta NBBL (Ec (8)):
Vr2 � QL1 x (600s) Ec. (8)
En el caso que no se tengan Interruptores y/o alarmas de NBBL yNAAL, este volumen adicional es nulo. Aún cuando se ha supuestoen este documento que el tiempo de respuesta del operador es de 5minutos, puede sucederse que, por experiencias típicas de lainstalación para la cual se está haciendo este diseño, los valores detiempos de respuesta cambien: esto dependerá de cada caso enparticular y, si no hay otra indicación se usará 5 minutos entre NAAL yNAL (o entre NBBL y NBL).
Primer Tanteo
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b. Asumir un valor inicial de la relación F24 Leff/D, donde Leff es la longitudefectiva de operación, es decir, la requerida para que el proceso deseparación vapor–líquido se cumpla, la cual varía según la presión deoperación en los siguientes rangos:
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
P < 250 psig ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
1.5 < F24Leff/D < 3.0
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
250 < P< 500 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
3.0 < F24Leff/D <4.0
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
P > 500 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
4.0 < F24Leff/D < 6.0
c. Asumir un diámetro y a partir de la relación F24 Leff/D calcular la longitud(Leff).
d. El área vertical entre el NBL y el NAL ( ANBL–NAL ), se obtiene dividiendoel volumen de operación de líquido liviano (Vr1), entre la longitud (Leff)(Ec (9)).
ANBL–NAL � Vr1�Leff Ec. (9)
e. Calcule el área fraccional (A1*) de la sección transversal localizadaentre el fondo del tambor y el NBBL (Afon–NBBL), a la altura del NBBL(hNBBL).
e.1. El término “área fraccional” se usará genéricamente como la razónde una área transversal sobre el área transversal total del tamborhorizontal
e.2. Para calcular el área fraccional de la sección transversal (A1*), seutiliza la Tabla 5 del MDP–03–S–03, en donde con el valor de R1*=hNBBL/D se lee el valor correspondiente a A1*.
e.3. (Nota: La Tabla 5 del MDP–03–S–03 se usará para todos loscálculos subsiguientes del diámetro de tambor y del área de lasección transversal).
e.4. El término “altura fraccional” se usará genéricamente como la razónde una altura sobre el diámetro del tambor horizontal.
f. Calcule el área vertical entre el NBBL y el fondo del tambor (Afon–NBBL)
Esta área se calcula multiplicando el área fraccional de la seccióntransversal A1* por el área del tambor (Ecs (10), (11)):
ATAMB � ��4 x �D�F24�2 Ec. (10)
Afon–NBBL � A1 * x ATAMB Ec. (11)
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g. Obtenga el área transversal entre el fondo y el NAL ( Afon–NAL ),mediante la Ec (12):
Afon–NAL � Afon–NBBL � ANAL–NBL � Vr2 � Leff � 2 Ec. (12)
h. Calcule el área vertical entre el NBBL y el NAAL (ANBBL–NAAL), y laaltura de la sección transversal correspondiente( hNBBL–NAAL ):
h.1. El área vertical entre el NBBL y el NAAL se obtiene mediante la Ec(13).
ANBBL–NAAL � ANBL–NAL � Vr2�Leff Ec. (13)
h.2. El área vertical entre el fondo y el NAAL se obtiene mediante la Ec(14).
Afon–NAAL � ANBBL–NAAL � Afon–NBBL Ec. (14)
h.3. Obtenga el área fraccional de la sección transversal (A5*), mediantela Ec (15):
A5 * � Afon–NAAL � ATAMB Ec. (15)
h.4. Utilizando la Tabla 5 del MDP–03–S–03, con el valor de A5*, se leeel valor correspondiente a R5*.
h.5. Obtenga la altura entre el fondo del tambor y el NAL (hfon–NAAL) (Ec(16)):
Afon–NAAL � R5 * x D Ec. (16)
h.6. Obtenga la altura entre el NAAL y el NBBL (hNBBL – NAAL) (Ec (17)):
hNBBL–NAAL � hfon–NAAL– hNBBL Ec. (17)
i. Calcule el área vertical disponible para el flujo de vapor
El área de sección transversal vertical disponible para este flujo, AVD,es (Ec (19)):
AVD � ATAMB–Afon–NAAL Ec. (19)
j. Comparar el valor obtenido del área requerida (Av) con el áreadisponible para el flujo de vapor (AVD ).
Si Av es igual a AVD, el diámetro asumido en el paso 6b es correcto. SiAVD es significativamente mayor que Av, el tamaño de tambor que se
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supuso es demasiado grande para el servicio, y si AVD essignificativamente menor que Av, el tamaño de tambor que se supusoes demasiado pequeño.
Siguientes Tanteos
De acuerdo a lo expresado en el aparte j, se debe repetir el procedimiento desde6b con un valor de diámetro mayor o menor según sea el caso, hasta encontrar elvalor para el diámetro óptimo; cuando se obtenga tal diámetro, redondear aldiámetro comercial, por arriba, más cercano. Al lograr esto, se obtendrá un valormínimo de longitud de operación o longitud efectiva del tambor (Leff). Esta longitudhorizontal o longitud efectiva del tambor (Leff), se mide desde la boquilla de entradade alimentación, hasta el extremo horizontal más alejado de la bota de decantación
Como producto de este paso, se tendrá un diseño del tambor separador, el cualdeberá verificarse para saber si es apropiado para la separación líquido–líquido:esto se hará en el paso siguiente.
Paso 7.– Evaluación de la capacidad de separación líquido–líquido yestimación final de las dimensiones del recipiente.
Seguir las instrucciones presentadas en el aparte 4.5.4, para evaluar si, con lasdimensiones actuales, el tambor es capaz de separar la fase pesada de la liviana.
En el caso que el tambor logre la separación, las dimensiones actuales, serán lasdimensiones finales del equipo, y se procederá a continuar con otros cálculosasociados.
En el caso que el tambor no logre la separación, es necesario ir aumentando lasdimensiones del tambor hasta que se logre la separación de la fase pesada.
Este tanteo tendrá fijo los valores de las áreas transversales de flujo de vapor y deflujo de la fase líquida liviana (área entre NAAL y NBBL). Esto se traduce en unaumento del área transversal por debajo de NBBL, lo cual significa que habrá unmayor tiempo de residencia para la separación del líquido pesado del líquido livianoy, cuando se obtenga el tamaño apropiado de tambor, tal tiempo de residencia serásuperior al tiempo necesario para decantar las gotas de la fase líquida pesada.
El tanteo será como sigue:
1. Se aumenta el diámetro (D). Usando la relación F24 x Leff / D, obtener lalongitud efectiva de separación ( Leff ).
2. Se calcula el área transversal del tambor (ATAMB).
3. Se calcula el área transversal desde el NAAL hasta el fondo (Afon–NAAL)(Ec.(20)):
Afon–NAAL � ATAMB – AV Ec. (20)
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donde AV es el área transversal de flujo de vapor
4. Se calcula el área entre el fondo y el NBBL (Afon–NBBL) (Ec.(21)):
Afon–NBBL � Afon–NAAL – ANBBL–NAAL Ec. (21)
5. Se calculan las áreas fraccionales A6*, A7* (Ecs.(22), (23)):
A6 * � Afon–NBBL � ATAMB Ec. (22)
A7 * � Afon–NAAL � ATAMB Ec. (23)
6. De la Tabla 5 del MDP–03–S–03, con los valores de A6*y A7*, se leen losvalores correspondientes a R6* y R7*.
7. Se calcula el nivel bajo–bajo de líquido ( hNBBL ), y el nivel alto–alto de líquido(hfon–NAAL ) (Ecs.(24), (25)):
hNBBL � R6 * x D Ec. (24)
hfon–NAAL � R7 * x D Ec. (25)
8. Nótese que el valor fijo de hNBBL en 230 mm (9”), cambia aquí pornecesidades de la decantación.
9. Se calcula la velocidad de decantación de la fase líquida pesada ( VtP ),usando la ecuación (2) del aparte 4.2.1.
10. Se calcula la velocidad de flujo de la fase líquida liviana ( VfL ), mediante lassiguientes ecuaciones (Ecs. (26), (27)):
VfL � QL1 � �Afon–NAAL� (para NAAL) Ec. (26)
VfL � QL1 � �Afon–NBBL� (para NBBL) Ec. (27)
11. Se calcula la longitud horizontal que las gotas de líquido pesado tienen querecorrer( XH ), mediante la ecuación (5) del aparte 4.5.4:
XH � VfL x h � VtP Ec. (5)
12. donde h es el nivel al cual se está evaluando la operación, es decir hfon–NAALo hNBBL (medido desde el fondo del recipiente), y VtP es la velocidad dedecantación de la fase líquida pesada.
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13. Si XH ( evaluado tanto para NAAL, como para NBBL ), es menor que Leff,habrá separación de la fase pesada, y el diseño del tambor es satisfactoriopara la decantación de la fase pesada.
14. Si XH ( evaluado tanto para NAAL, como para NBBL ), es mayor que Leff, nohabrá separación completa de la fase pesada, y el diseño del tambor no essatisfactorio para la decantación de la fase pesada: regresar al inicio deltanteo.
Paso 8.– Calcule la bota decantadora.
a. De acuerdo a lo indicado en la sección 4.2, calcule la velocidad deflotación de la fase dispersa liviana en la fase continua pesada, (VtL),usando la Ec (2). Si el valor calculado excede 4.2 mm/s (10 pulg/min),fijar dicha velocidad de flotación en 4.2 mm/s (10 pulg/min).
b. Cálculo del diámetro de la bota (DB).
b.1. El área transversal de la bota AB, es (Ec (28)):
AB � QL2 � �0.85 x VfL� Ec. (28)
Donde QL2 es el flujo volumétrico de líquido pesado.
b.2. El diámetro mínimo de la bota es (Ec (29)):
DB � �4 x AB � � �1�2
x F24 Ec. (29)
b.3. Usando la tabla de diámetros de bota, que aparece en la sección 4.4,comparar el diámetro de bota obtenido con los valores de dichatabla: si el valor obtenido excede el máximo allí indicado, significaque el volumen de líquido pesado es muy grande para ser manejadopor una bota, y que se debe cambiar el tipo de separador, por unoque tenga volumen de líquido pesado dentro del cuerpo del tambor.
Si el diámetro de la bota es menor que el máximo indicado en la Tabla1, continuar con los cálculos de este tipo de separador.
c. Cálculo de la longitud de la bota (LB):
c.1. La altura del fondo hasta el NBI ( hNBI ), es 230 mm (9”), de acuerdo alo indicado en el aparte 4.3.9.
c.2. La altura entre NAI y NBI ( hNBI–NAI ), es (Ec (30)):
hNBl–NAl � QL2 x tr3 x 60 � AB Ec. (30)
Donde QL2 es el flujo volumétrico de líquido pesado, y tr3 es el tiempode residencia de operación del líquido pesado.
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Si hNBI–NAI es menor que 360 mm (14”), entonces (Ec (31)):
hNBl–NAl � 360mm (14”) Ec. (31)
c.3 La longitud de la bota (LB), es (Ec (32)):
LB � hNBl � hNBl–NAl Ec. (32)
Paso 9.– Calcule otras áreas y distancias verticales dentro del tambor.
El área vertical entre el NBBL y NBL(ANBBL–NBL), corresponde al volumen delíquido de cinco minutos (300 s), de tiempo de residencia del líquido, dividido porLeff (Ec (33)):
ANBBL–NBL � QL x (300) � Leff Ec. (33)
El área vertical entre el NAAL y NAL(ANAAL–NAL), es igual a ANBBL–NBL (Ec (34)):
ANAAL–NAL � ANBBL–NBL Ec. (34)
El área vertical entre el fondo y NBL(Afon–NBL), se obtiene por (Ec (35)):
Afon–NBL � Afon–NBBL � ANBBL–NBL Ec. (35)
El área vertical entre el fondo y NAL(Afon–NAL), se obtiene por (Ec (36)):
Afon–NAL � Afon–NAAL– ANAAL–NAL Ec. (36)
La distancia vertical entre el fondo del tambor y el NBL es (Ec (37)):
Afon–NBL � R3 * x D Ec. (37)
Donde R3* se calcula a partir de la Tabla 5 del MDP–03–S–03, con el valor deA3*= Afon–NBL / ATAMB.
La distancia vertical entre el fondo del tambor y el NAL es (Ec (38)):
hfon–NAL � R4 * x D Ec. (38)
Donde R4* se calcula a partir de la Tabla 5 del MDP–03–S–03, con el valor deA4*= Afon–NAL / ATAMB.
Paso 10.– Verifique que el tambor cumple con las limitaciones de distanciasmínimas.
a. Verifique que hNBBL – NAAL sea mayor o igual a 360 mm (14”):
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a.1. Obtenga la altura entre el NAAL y el NBBL (hNBBL – NAAL) (Ec (62)):
hNBBL–NAAL � hfon–NAAL – hfon–NBBL Ec. (62)
a.2. Si hNBBL – NAAL es menor que 360 mm (14”), entonces (Ec (63)):
hNBBL–NAAL � 360 mm (14”) Ec. (63)
a.3. Modificar (hfon–NAAL), manteniendo todas las demás alturasincrementales que ya se habían calculado (Ec (111)):
hfon–NAAL � hNBBL–NAAL – hfon–NBBL Ec. (111)
a.4. Aumentar el diámetro en una cantidad igual a hNBBL – NAAL. Alterar lalongitud efectiva de separación acorde a la relación F24 x Leff / D.
b. Verifique que la altura de la zona de flujo de vapor sea mayor que elmayor de 300 mm (12”) y el 20% del diámetro del tambor. En caso quesea así, no alterar los cálculo realizados hasta ahora. En caso que nosea así, proceda a:
b.1. Aumentar la altura de la zona de vapor hasta cumplir con la limitaciónantes mencionada
b.2. Aumentar el diámetro en la misma cantidad que aumentó la altura dela zona de flujo de vapor
b.3. No modificar las alturas que ya se habían calculado.
Paso 11.– Dimensionamiento de la boquilla de entrada.
a. Estimación del diámetro de la boquilla (dp)Si no se tiene el diámetro de la tubería de entrada, y la aplicación exigetener flujo bifásico anular, de acuerdo a lo expresado en el aparte 4.5 delMDP–03–S–03, seguir lo indicado en PDVSA–MDP–(Pendiente)(Consultar con MDP versión 1986, sección 14D), para obtener undiámetro que produzca flujo anular a la entrada del recipiente. En laespecificación de proceso del recipiente, se deberá exigir que la tuberíade entrada a este tambor tenga el diámetro aquí obtenido, en unadistancia de al menos cinco diámetros de boquilla medidos desde la bridade la boquilla de entrada.
Si no se tiene el diámetro de la tubería de entrada, y la aplicación no exigetener flujo bifásico anular, de acuerdo a lo expresado en el aparte 4.5 delMDP–03–S–03, usar la tabla mostrada en dicho aparte para estimar eldiámetro de la boquilla de entrada.
b. Calcule la velocidad real de la mezcla a la entrada Vs (en el caso que aúnno se conozca) (Ec (39))
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Vs �F20 x 4 x QM
� d 2p
Ec. (39)
c. Chequee el criterio de máxima velocidad en la boquilla, de acuerdo a lopresentado en el aparte 4.4.2 del MDP–03–S–03.
En caso que la boquilla seleccionada requiera de un distribuidor en “T”con ranuras, diseñe el distribuidor de acuerdo a lo presentado en elaparte 4.7.2 del MDP–03–S–03.
Paso 12.– Dimensionamiento de las boquillas de salida del gas y de líquidospesado y liviano.
Usar las recomendaciones de la tabla presentada en el aparte 4.5 delMDP–03–S–03
Paso 13.– Cálculo de la longitud tangente a tangente del tambor.
Conociendo el tamaño de la(s) boquilla(s) de entrada y de salida de gas, se tieneque la longitud tangente a tangente del tambor (L) es la suma, en unidadesconsistentes, de Leff y todos los tamaños nominales de las boquillas de entrada yde salida de gas, más tolerancias mecánicas de construcción.
Paso 14.– Diseño de la malla separadora de gotas.a. Cálculo del área de la malla.
Seguir las recomendaciones presentadas en los apartes 4.6.2 y 4.6.3 delMDP–03–S–03. Conociendo el criterio a emplear, calcular la velocidadpermisible de gas, VV,, como un porcentaje de la velocidad crítica. Luego,obtener el área requerida de malla con la Ec (40):
AMalla � QV � VV Ec. (40)
b. Seleccione el espesor y densidad de la malla, según los criterios de diseño yaseleccionados.
c. Cálculo del ancho de la malla cuadrada (aMalla) (Ec (41)):
aMalla � F25�AMalla
�1�2Ec. (41)
d. Cálculo de la distancia mínima permisible ho entre el tope de la malla y laboquilla de salida del gas: usar la Ec.(5a), en el aparte 4.6.4 del
MDP–03–S–03.
e. Calcule la distancia vertical disponible entre el fondo de la malla y NAAL(hMalla–NAAL) (Ec (42)):
hMalla–NAAL � D–�hfon–NAAL�–ho–eMalla Ec. (42)
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Nota: el hMalla–NAAL mínimo requerido en de 300 mm (12 pulg), paraprevenir un salpiqueo excesivo en la malla.
f. Verifique si el espacio de vapor es adecuado para montar una malla:Calcule la distancia de la cuerda disponible para instalar la Malla, usandola Tabla 5 del MDP–03–S–03, o directamente por medio de la siguienteecuación (Ec (43)):
h � D x sen cos–1 �1– 2D� x �D–hMalla–NAAL – hfon–NAAL
� Ec. (43)
Paso 15.– Especificación de rompe–vórtices.
Siguiendo las recomendaciones del aparte 4.7.3 del MDP–03–S–03, escoger eltipo de rompe–vórtice y anexar el estándar PDVSA aplicable.
5.2 Procedimiento de diseño para tambores horizontales con botadecantadora, dos entradas (PENDIENTE)
5.3 Procedimiento de diseño para tambores horizontales con las dosfases líquidas dentro del cuerpo cilíndrico, una sola entrada
Ver Figura 2. para orientación y seguimiento de ciertas tolerancias de diseño,identificación de alturas y niveles. (Ver nomenclatura en Sección 6)
Paso 1.– Información mínima requerida.Ubicar la información mínima requerida según la siguiente tabla.
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Información ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Vapor/gasÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Líquidoliviano
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Líquidopesado
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
General
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Densidad ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
X ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
X ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
X ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁViscosidad ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁX ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁX ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁX ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Tensión Superficial ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
X ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
X ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Flujo (másico ovolumétrico)
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
X ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
X ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
X ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁPresión de Operación ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁX
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Temperatura de Operación ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
XÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Material pegajoso? ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
XÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Arrastre de Sólidos? ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
X
Paso 2.– Definición de los criterios de diseño.
Consultar detalladamente la información contenida en este documento y lassecciones 4.2, 4.4, 4.5, 4.6 y 4.7 del PDVSA–MDP–03–S–03, para identificar loscriterios de diseño para el servicio en cuestión, (configuración del tambor, tiemposde residencia, relación F24 L/D, velocidad permisible de vapor).
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Antes de probar con este arreglo, se recomienda primero evaluar la posibilidad deusar un arreglo de tambor con bota decantadora, el cual es el más económico, yaque el diámetro principal es menor que este arreglo.
Paso 3.– Obtenga la distancia mínima permisible entre NBI y el fondo deltambor.
Para la definición de los niveles, consultar 4.3.1. Esta distancia, hNBI, se obtienecon la información del aparte 4.3.9.
Paso 4.– Obtenga la distancia mínima permisible entre NBBL y NAI.
Para la definición de los niveles, consultar 4.3.1. Se supone que el tambor tendráun interruptor y/o alarma de nivel bajo–bajo. Si no es el caso, estaríamos hablandode hNBL–NAI. Esta distancia, hNBBL–NAI, se obtiene con la información del aparte4.3.9.
Paso 5.– Calcule la velocidad permisible del flujo de vapor.
Usar la Ec. (11) en el MDP–03–S–03, aparte 4.2, tomando en cuenta que, si ellíquido liviano es más del 5% vol del total de las fases líquidas, usar su densidadcomo densidad de líquido; en caso contrario, usar el promedio volumétrico de lasdensidades líquidas como densidad de líquido.
Paso 6.– Calcule el área vertical requerida (Av), para el flujo de vapor porencima de NAAL.
El área vertical para el flujo de vapor Av, por encima del NAAL, requerida parasatisfacer los criterios de velocidad permisible, se calcula con la Ec. (12) delMDP–03–S–03, aparte 4.2.
Paso 7.– Dimensionamiento del tambor separador horizontal.
El estimado del tamaño óptimo del tambor es un procedimiento de tanteo paratambores horizontales. Primero, se supone un tamaño de tambor, luego se verificasi el tambor es adecuado para el servicio. Este procedimiento se debería repetirhasta que se optimice el tamaño del tambor, ya que el objetivo es diseñar el tambormás pequeño adecuado para el servicio.
a. Calcular los volúmenes de retención de líquido liviano y líquido pesadode operación y de emergencia.
a.1. El volumen de retención de operación de líquido liviano, entre elNAL y el NBL, se obtiene multiplicando el flujo de alimentaciónlíquida liviana por el tiempo de residencia correspondiente (Ec(44)):
Vr1 � QL1 x tr1 Ec. (44)
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Donde QL1 es el flujo volumétrico de líquido liviano, y tr1 es el tiempode residencia de operación del líquido liviano.
a.2. El volumen de retención de líquido liviano por tiempo de respuestadel operador al accionarse una alarma (sea de alta o sea de baja),entre NAAL y NAL (o entre NBBL y NBL), se obtiene multiplicando elflujo de alimentación líquida liviana por el tiempo de respuestasupuesto, el cual es 5 min (300 s), desde NAL hasta NAAL, y 5 minmás (300 s), desde NBL hasta NBBL (Ec (45)):
Vr2 � QL1 x (600s) Ec. (45)
En el caso que no se tengan interruptores y/o alarmas de NBBL yNAAL, este volumen adicional es nulo. Aún cuando se ha supuestoen este documento que el tiempo de respuesta del operador es de 5minutos, puede sucederse que, por experiencias típicas de lainstalación para la cual se está haciendo este diseño, los valores detiempos de respuesta cambien: esto dependerá de cada caso enparticular y, si no hay otra indicación se usará 5 minutos entre NAAL yNAL (o entre NBBL y NBL).
a.3. El volumen de retención de operación de líquido pesado, entre elNAI y el NBI, se obtiene multiplicando el flujo de alimentación líquidapesada por el tiempo de residencia correspondiente (Ec (46)):
Vr3 � QL2 x tr3 Ec. (46)
Donde QL2 es el flujo volumétrico de líquido pesado, y tr3 es el tiempode residencia de operación del líquido pesado.
Primer Tanteo
b. Asumir un valor inicial de la relación F24 Leff/D, donde Leff es la longitudefectiva de operación, es decir, la requerida para que el proceso deseparación vapor–líquido se cumpla, la cual varía según la presión deoperación en los siguientes rangos:
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
P < 250 psig ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
1.5 < F24Leff/D < 3.0
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
250 < P< 500 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
3.0 < F24Leff/D <4.0ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
P > 500 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
4.0 < F24Leff/D < 6.0
c. Asumir un diámetro y a partir de la relación F24 Leff/D calcular la longitud(Leff).
d. El área vertical entre el NBL y el NAL se obtiene dividiendo el volumende retención de operación del líquido liviano (Vr1) entre la longitud (Leff)(Ec (47)).
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ANBL–NAL � Vr1 � Leff Ec. (47)
e. El área vertical entre el NBI y el NAI se obtiene dividiendo el volumen deretención de operación del líquido pesado (Vr3) entre la longitud (Leff)(Ec (48)):
ANBl–NAl � Vr3�Leff Ec. (48)
f. Calcule el área fraccional (A8*) de la sección transversal localizadaentre el fondo del tambor y el NBI(Afon–NBI), a la altura del NBI (hNBI),utilizando la Tabla 5 del MDP–03–S–03, en donde con el valor deR8*= hNBI/D se lee el valor correspondiente a A8*.
g. Calcule el área vertical entre el NBI y el fondo del tambor (Afon–NBI)
Esta área se calcula multiplicando el área fraccional de la seccióntransversal A8* por el área del tambor (Ecs (49), (50)):
ATAMB � ��4 x �D�F24�2 Ec. (49)
Afon–NBl � A8 * x ATAMB Ec. (50)
h. Calcular el área vertical entre el fondo del tambor y el NAI (Afon–NAI), laaltura entre el fondo y el NAI ( hfon – NAI ), y la altura entre el NAI y el NBI (hNBI–NAI )
h.1. Se calcula el área vertical entre el fondo del tambor y el NAI (Afon–NAI)(Ec (51)):
Afon–NAl � ANBl–NAl � Afon–NBl Ec. (51)
h.2. La distancia vertical entre el fondo del tambor y el NAI es (Ec (52)):
hfon–NAl � R9 * x D Ec. (52)
Donde R9* se calcula a partir de la Tabla 5 con el valor de A9*=Afon–NAI / ATAMB.
i. Calcule el área fraccional (A1*) de la sección transversal localizadaentre el fondo del tambor y el NBBL(Afon–NBBL), a la altura del NBBL(hNBBL).
i.1. La distancia vertical entre el fondo del tambor y el NBBL es (Ec (55)):
hfon–NBBL � hfon–NAl � hNBBL–NAl Ec. (55)
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i.2. Calcule el área fraccional (A1*) de la sección transversal localizadaentre el fondo del tambor y el NBBL(Afon–NBBL), a la altura del NBBL(hfon–NBBL), utilizando la Tabla 5 del MDP–03–S–03, en donde conel valor de R10*= hfon–NBBL/D se lee el valor correspondiente a A1*.
j. Calcule el área vertical entre el NBBL y el fondo del tambor (Afon–NBBL)
Esta área se calcula multiplicando el área fraccional de la seccióntransversal A1* por el área del tambor (Ec (56)):
Afon–NBBL � A1 * x ATAMB Ec. (56)
k. Obtenga el área transversal entre el fondo y el NAL ( Afon–NAL ),mediante la Ec (57):
Afon–NAL � Afon–NBBL � ANAL–NBL � Vr2 � Leff � 2 Ec. (57)
l. Calcule el área vertical entre el NBBL y el NAAL (ANBBL–NAAL), y laaltura de la sección transversal correspondiente ( hNBBL–NAAL ):
l.1. El área vertical entre el NBBL y el NAAL se obtiene mediante la Ec(58).
ANBBL–NAAL � ANBL–NAL � Vr2 � Leff Ec. (58)
l.2. El área vertical entre el fondo y el NAAL se obtiene mediante la Ec(59).
Afon–NAAL � ANBBL–NAAL � Afon–NBBL Ec. (59)
l.3. Obtenga el área fraccional de la sección transversal (A5*), mediantela Ec (60):
A5 * � Afon–NAAL � ATAMB Ec. (60)
l.4. Utilizando la Tabla 5 del MDP–03–S–03, con el valor de A5*, se leeel valor correspondiente a R5*.
l.5. Obtenga la altura entre el fondo del tambor y el NAL (hfon–NAAL) (Ec(51)):
hfon–NAAL � R5 * x D Ec. (51)
m. Calcule el área vertical disponible para el flujo de vapor
El área de sección transversal vertical disponible para este flujo, AVD,es (Ec (64)):
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AVD � ATAMB–Afon–NAAL Ec. (64)
n. Comparar el valor obtenido del área requerida (Av) con el áreadisponible para el flujo de vapor (AVD).
Si Av es igual a AVD, el diámetro asumido en el paso 7b es correcto. SiAVD es significativamente mayor que Av, el tamaño de tambor que sesupuso es demasiado grande para el servicio, y si AVD essignificativamente menor que Av, el tamaño de tambor que se supusoes demasiado pequeño.
Siguientes Tanteos
De acuerdo a lo expresado en el aparte m, se debe repetir el procedimiento desde7b con un valor de diámetro mayor o menor según sea el caso, hasta encontrar elvalor para el diámetro óptimo; cuando se obtenga tal diámetro, redondear aldiámetro comercial, por arriba, más cercano. Al lograr esto, se obtendrá un valormínimo de longitud de operación o longitud efectiva del tambor (Leff). Esta longitudhorizontal o longitud efectiva del tambor (Leff), se mide desde la boquilla de entradade alimentación, hasta la boquilla de salida del líquido liviano.
Como producto de este paso, se tendrá un diseño del tambor separador, el cualdeberá verificarse para saber si es apropiado para la separación líquido–líquido:esto se hará en el paso siguiente.
Paso 8.– Evaluación de la capacidad de separación líquido–líquido yestimación final de las dimensiones del tambor separador.
Seguir las instrucciones presentadas en el aparte 4.5.5, para evaluar si, con lasdimensiones actuales, el tambor es capaz de separar la fase pesada de la liviana.
En el caso que el tambor logre la separación, las dimensiones actuales, serán lasdimensiones finales del equipo, y se procederá a continuar con otros cálculosasociados.
En el caso que el tambor no logre la separación, es necesario ir aumentando lasdimensiones del tambor hasta que se logre la separación de la fase pesada.
Este tanteo tendrá fijo los valores de las áreas transversales de flujo de vapor, deflujo de la fase líquida liviana (área entre NAAL y NBBLo ANBBL–NAAL ), y de flujode la fase líquida pesada (área entre NAI y NBI o ANBI–NAI ). Esto se traduce en unaumento del área transversal por debajo de NBBL y por encima de NAI, lo cualsignifica que habrá un mayor tiempo de residencia para la separación del líquidopesado del líquido liviano y, cuando se obtenga el tamaño apropiado de tambor, taltiempo de residencia será superior al tiempo necesario para decantar las gotas dela fase líquida pesada.
El tanteo será como sigue:
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1. Se aumenta el diámetro (D). Usando la relación F24 x Leff / D, obtener lalongitud efectiva de separación ( Leff ).
2. Se calcula el área transversal del tambor (ATAMB).
3. Se calcula el área transversal desde el NAAL hasta el fondo (Afon–NAAL)(Ec.(65)):
Afon–NAAL � ATAMB–AV Ec. (65)
4. donde AV es el área transversal de flujo de vapor
5. Se calcula el área entre el fondo y el NBBL (Afon–NBBL) (Ec.(66)):
Afon–NBBL � Afon–NAAL–ANBBL–NAAL Ec. (66)
6. Se calculan las áreas fraccionales A6*, A7* (Ecs.(67), (68)):
A6 * � Afon–NBBL � ATAMB Ec. (67)
A7 * � Afon–NAAL � ATAMB Ec. (68)
7. De la Tabla 5 del MDP–03–S–03, con los valores de A6*y A7*, se leen losvalores correspondientes a R6* y R7*.
8. Se calcula el Nivel bajo–bajo de líquido (hNBBL), y el nivel alto–alto de líquido( hfon–NAAL ) (Ecs.(69), (70)):
hNBBL � R6 * x D Ec. (69)
hfon–NAAL � R7 * x D Ec. (70)
9. Se calcula el área entre el fondo y el NBI ( Afon–NBI ), usando R11* = hNBI / Dy, de la Tabla 5 del MDP–03–S–03, con el valor de R11*, se lee el valorcorrespondiente a A11* ; y se calcula dicha área con (Ec.(71)):
Afon–NBl � A11 * x ATAMB Ec. (71)
10. Se calcula el área entre el fondo y NAI ( Afon–NAI ) (Ec.(72)):
Afon–NAl � Afon–NBl � ANBl–NAl Ec. (72)
11. Se calcula la velocidad de decantación de la fase líquida pesada ( VtP ),usando la ecuación (2) del aparte 4.2.1.
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12. Se calcula la velocidad de flujo de la fase líquida liviana ( VfL ), mediante lassiguiente ecuaciones (Ecs. (73) (73’), (74) (74’):
VfL � QL1 � �Afon–NAAL–Afon–NAl� (para NAAL�NAI) Ec. (73)
VfL � QL1 � �Afon–NAAL–Afon–NBl� (para NAAL�NBI) Ec. (73’)
VfL � QL1 � �Afon–NBBL–Afon–NAl� (para NBBL�NAI) Ec. (74)
VfL � QL1 � �Afon–NBBL–Afon–NBl� (para NBBL�NBI) Ec. (74’)
13. Se calcula la longitud horizontal que las gotas de líquido pesado tienen querecorrer ( XH ), mediante la ecuación (5) del aparte 4.5.4:
XH � VfL x h � VtP Ec. (5)
donde h es la distancia vertical que recorren las gotas, es decir, NAAL / NAI,NAAL / NBI, NBBL / NAI y NBBL / NBI.
14. Si XH ( evaluado para los casos anteriormente mencionados ), es menor queLeff, habrá separación de la fase pesada, y el diseño del tambor essatisfactorio para la decantación de la fase pesada.
15. Si XH ( evaluado para los casos anteriormente mencionados ), es mayor queLeff, no habrá separación completa de la fase pesada, y el diseño del tamborno es satisfactorio para la decantación de la fase pesada: regresar al iniciodel tanteo.
Paso 9.– Calcule otras áreas y distancias verticales dentro del tambor.
El área vertical entre el NBBL y NBL (ANBBL–NBL), corresponde al volumen delíquido de cinco minutos (300 s), de tiempo de residencia del líquido, dividido porLeff (Ec (75)):
ANBBL–NBL � QL x (300) � Leff Ec. (75)
El área vertical entre el NAAL y NAL(ANAAL–NAL), es igual a ANBBL–NBL (Ec (76)):
ANAAL–NAL � ANBBL–NBL Ec. (76)
El área vertical entre el fondo y NBL(Afon–NBL), se obtiene por (Ec (77)):
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Afon–NBL � Afon–NBBL � ANBBL–NBL Ec. (77)
El área vertical entre el fondo y NAL(Afon–NAL), se obtiene por (Ec (78)):
Afon–NAL � Afon–NAAL � ANAAL–NAL Ec. (78)
La distancia vertical entre el fondo del tambor y el NBL es (Ec (79)):
hfon–NBL � R3 * x D Ec. (79)
Donde R3* se calcula a partir de la Tabla 5 del MDP–03–S–03, con el valor deA3*= Afon–NBL / ATAMB.
La distancia vertical entre el fondo del tambor y el NAL es (Ec (80)):
hfon–NAL � R4 * x D Ec. (80)
Donde R4* se calcula a partir de la Tabla 5 del MDP–03–S–03, con el valor deA4*= Afon–NAL / ATAMB.
Paso 10.– Verifique que el tambor cumple con las limitaciones de distanciasmínimas.
a. Verifique que hNBBL – NAAL sea mayor o igual a 360 mm (14”):
a.1. Obtenga la altura entre el NAAL y el NBBL (hNBBL – NAAL) (Ec (62)):
hNBBL–NAAL � hfon–NAAL–hfon–NBBL Ec. (62)
a.2. Si hNBBL – NAAL es menor que 360 mm (14”), entonces (Ec (63)):
hNBBL–NAAL � 360 mm (14”) Ec. (63)
a.3. Modificar (hfon–NAAL), manteniendo todas las demás alturasincrementales que ya se habían calculado (Ec (111)):
hfon–NALL � hNBBL–NAAL–hfon–NBBL Ec. (111)
a.4. Aumentar el diámetro en una cantidad igual a hNBBL – NAAL. Alterar lalongitud efectiva de separación acorde a la relación F24 x Leff / D.
b. Verifique que hNBI – NAI sea mayor o igual a 360 mm (14”):
b.1. Obtenga la altura entre el NAI y el NBI (hNBI – NAI) (Ec (53)):
hNBl–NAl � hfon–NAl–hfon–NBL Ec. (53)
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b.2. Si hNBI – NAI es menor que 360 mm (14”), entonces (Ec (54)):
hNBI – NAI = 360 mm (14”)
b.3. Modificar (hfon–NAI), manteniendo todas las demás alturasincrementales que ya se habían calculado (Ec (112)):
hfon–NAl � hNBl–NAl–hfon–NBl Ec. (112)
b.4. Aumentar el diámetro en una cantidad igual a hNBI – NAI. Alterar lalongitud efectiva de separación acorde a la relación F24 x Leff/D.
c. Verifique que la altura de la zona de flujo de vapor sea mayor que elmayor de 300 mm (12”) y el 20% del diámetro del tambor. En caso quesea así, no alterar los cálculo realizados hasta ahora. En caso que nosea así, proceda a:
c.1. Aumentar la altura de la zona de vapor hasta cumplir con la limitaciónantes mencionada.
c.2. Aumentar el diámetro en la misma cantidad que aumentó la altura dela zona de flujo de vapor.
c.3. No modificar las alturas que ya se habían calculado.
Paso 11.– Dimensionamiento de la boquilla de entrada.
a. Estimación del diámetro de la boquilla (dp)Si no se tiene el diámetro de la tubería de entrada, y la aplicación exigetener flujo bifásico anular, de acuerdo a lo expresado en el aparte 4.5 delMDP–03–S–03, seguir lo indicado en PDVSA–MDP–(Pendiente)(Consultar con MDP versión 1986, sección 14D), para obtener undiámetro que produzca flujo anular a la entrada del recipiente. En laespecificación de proceso del recipiente, se deberá exigir que la tuberíade entrada a este tambor tenga el diámetro aquí obtenido, en unadistancia de al menos cinco diámetros de boquilla medidos desde la bridade la boquilla de entrada.
Si no se tiene el diámetro de la tubería de entrada, y la aplicación no exigetener flujo bifásico anular, de acuerdo a lo expresado en el aparte 4.5 delMDP–03–S–03, usar la tabla mostrada en dicho aparte para estimar eldiámetro de la boquilla de entrada.
b. Calcule la velocidad real de la mezcla a la entrada Vs (en el caso que aún nose conozca) (Ec (81))
Vs �F20 x 4 x QM
� d 2p
Ec. (81)
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c. Chequee el criterio de máxima velocidad en la boquilla, de acuerdo a lo
presentado en el aparte 4.4.2 del MDP–03–S–03.
En caso que la boquilla seleccionada requiera de un distribuidor en “T”con ranuras, diseñe el distribuidor de acuerdo a lo presentado en elaparte 4.7.2 del MDP–03–S–03.
Paso 12.– Dimensionamiento de las boquillas de salida del gas y de líquidospesado y liviano.
Usar las recomendaciones de la tabla presentada en el aparte 4.5 delMDP–03–S–03
Paso 13.– Cálculo de la longitud tangente a tangente del tambor.
Conociendo el tamaño de la(s) boquilla(s) de entrada y de salida de gas, se tieneque la longitud tangente a tangente del tambor (L) es la suma, en unidadesconsistentes, de Leff y todos los tamaños nominales de las boquillas de entrada yde salida de gas, más tolerancias mecánicas de construcción.
Paso 14.– Diseño de la malla separadora de gotas.
a. Cálculo del área de la malla.Seguir las recomendaciones presentadas en los apartes 4.6.2 y 4.6.3 delMDP–03–S–03. Conociendo el criterio a emplear, calcular la velocidadpermisible de gas, VV,, como un porcentaje de la velocidad crítica. Luego,obtener el área requerida de malla con la Ec (82):
AMalla � QV � VV Ec. (82)
b. Seleccione el espesor y densidad de la malla, según los criterios de diseño yaseleccionados.
c. Cálculo del ancho de la malla cuadrada (aMalla) (Ec (83)):
aMalla � F25�AMalla
�1�2Ec. (83)
d. Cálculo de la distancia mínima permisible ho entre el tope de la malla y laboquilla de salida del gas: usar la Ec.(5a), en el aparte 4.6.4 del
MDP–03–S–03.
e. Calcule la distancia vertical disponible entre el fondo de la malla y NAAL(hMalla–NAAL) (Ec (84)):
hMalla–NAAL � D– �hfon–NAAL�–ho–eMalla Ec. (84)
Nota: el hMalla–NAAL mínimo requerido en de 300 mm (12 pulg), paraprevenir un salpiqueo excesivo en la malla.
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f. Verifique si el espacio de vapor es adecuado para montar una malla:Calcule la distancia de la cuerda disponible para instalar la malla, usandola Tabla 5 del MDP–03–S–03, o directamente por medio de la siguienteecuación (Ec (85)):
h � D x sen cos–1 �1– 2D� x �D–hMalla–NAAL – hfon–NAAL
� Ec. (85)
Paso 15.– Especificación de rompe–vórtices.
Siguiendo las recomendaciones del aparte 4.7.3 del MDP–03–S–03, escoger eltipo de rompe–vórtice y anexar el estándar PDVSA aplicable.
Paso 16.– Comentarios adicionales.
Colocar la instrumentación de nivel (gas/líquido e interfase líquido–líquido), locerca de la zona donde salen los productos gaseosos y líquidos, ya que aquí estánmejor desarrolladas las fases líquidas.
5.4 Procedimiento de diseño para tambores horizontales con las dosfases líquidas dentro del cuerpo cilíndrico, dos entradas
Este procedimiento no ha sido desarrollado en su totalidad. Mientras tanto, elsiguiente procedimiento temporal entrega resultados lo suficientementeconfiables:
1. Ir al procedimiento presentado en 5.3.
2. Cumplir con el paso 1.
3. Dividir entre dos los flujos alimentados y la relación longitud/diámetro.
4. Continuar con el procedimiento presentado en 5.3, usando los nuevosvalores de flujos y de relación longitud/diámetro.
5. Al obtener los resultados del procedimiento, multiplicar por dos la longitudobtenida del tambor, manteniendo todos los demás resultados de alturas oniveles, boquillas de entrada y diámetro como se obtuvieron: estas son lasdimensiones finales del tambor.
6. Recalcular las boquillas de salida de gas/vapor, líquido liviano y líquidopesado, usando los flujos alimentados reales: así se tendrá los valorescorrectos de tales boquillas.
5.5 Procedimiento de diseño para tambores horizontales concompartimientos separados
Ver Figura 3. para orientación y seguimiento de ciertas tolerancias de diseño,identificación de alturas y niveles. (Ver nomenclatura en Sección 6).
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Paso 1.– Información mínima requerida.
Ubicar la información mínima requerida según la siguiente tabla.
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Información ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Vapor/gasÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Líquidoliviano
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Líquidopesado
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
General
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Densidad ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
X ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
X ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
X ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁViscosidad ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁX ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁX ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁX ÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Tensión Superficial ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
X ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
X ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Flujo (másico ovolumétrico)
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
X ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
X ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
X ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁPresión de Operación ÁÁÁÁÁÁÁXÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁTemperatura de OperaciónÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁXÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁMaterial pegajoso?
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
XÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Arrastre de Sólidos? ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
X
Para tambores alimentando a despojadoras de aguas agrias o regeneradoras deaminas, (caso en el cual no se tenga información de la fase liviana o aceitearrastrado), hacer las siguiente suposiciones:
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Información ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Líquido liviano
ÁÁÁÁÁÁÁÁDensidad ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ700 kg/m3 ( 43.6 lb/pie3 )ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁViscosidad
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ0.7 mPas ( 0.7 cP )ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁTensión SuperficialÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ30 N/m ( 30 dyn/cm )ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Flujo másicoÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
0.1% en peso del flujo de aguasagrias ó aminas
Paso 2.– Definición de los criterios de diseño.
Consultar detalladamente la información contenida en este documento(especialmente la Figura 3.), y las secciones 4.2, 4.4, 4.5, 4.6 y 4.7 delPDVSA–MDP–03–S–03, para identificar los criterios de diseño para el servicioen cuestión:
1. La velocidad permisible del vapor es 100% de la llamada velocidad crítica delgas.
2. La configuración del tambor, es la correspondiente a un tambor separadorvapor líquido líquido de compartimientos separados.
3. Para los tiempos de residencia, usar las recomendaciones aquí presentadaspara ciertos servicios específicos, o valores conocidos por requerimientos delproceso, o las recomendaciones presentadas en el aparte 4.3.7 delMDP–03–S–03 (Separadores vapor líquido).
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Paso 3.– Calcule la velocidad permisible del flujo de vapor.
Usar la Ec. (11) en el MDP–03–S–03, aparte 4.2, tomando en cuenta que, si ellíquido liviano es más del 5% vol del total de las fases líquidas, usar su densidadcomo densidad de líquido; en caso contrario, usar el promedio volumétrico de lasdensidades líquidas como densidad de líquido.
Paso 5.– Calcule el área vertical requerida (Av), para el flujo de vapor porencima del nivel de líquido en la zona de decantación.
El área vertical para el flujo de vapor Av, por encima del nivel de líquido en la zonade decantación, requerida para satisfacer los criterios de velocidad permisible, secalcula con la Ec. (12) del MDP–03–S–03, aparte 4.2.
Paso 6.– Fije el ancho de la capa de fase líquida liviana en el compartimientode decantación ( hOW ).
Este valor se fija arbitrariamente por preferencias del diseñador o por experienciadel personal de operaciones. En el caso que no exista requerimiento o preferencia,usar como valor mínimo 230 mm (9 pulg).
Paso 7.– Dimensionamiento del tambor separador horizontal.
El estimado del tamaño óptimo del tambor es un procedimiento de tanteo paratambores horizontales. Primero, se supone un tamaño de tambor, luego se verificasi el tambor es adecuado para el servicio. Este procedimiento se debería repetirhasta que se optimice el tamaño del tambor, ya que el objetivo es diseñar el tambormás pequeño adecuado para el servicio.
a. Preparación para el tanteo:
a1. Suponer que el tambor está 80% lleno. Esto considera que la alturadisponible para el flujo de vapor es un 20% del diámetro del mismo. Portanto (Ecs (86), (86’)):
ATAMB � AV � 0.142 Ec. (86)
D � F24 x �4 x ATAMB � ��1�2
Ec. (86’)
a1. Obtener la altura de vapor ( hV ), medida desde el tope del tambor,como 0.2 x D. Si tal altura es menor que 300 mm (12 pulg), aumentar talaltura hasta que cumpla con este criterio, y aumentar el diámetro Dapropiadamente, si aplica. Este valor de D será el valor inicial para eltanteo de diseño
Tanteo
b. Obtener el área del tambor con el diámetro del tanteo ( ATAMB = π/4 x(D/F24)2 ).
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b1. Obtener la altura de líquido ( hL ), medida desde el fondo del tambor,como hL = D – hV
b2 Obtener la altura de la interfase líquido pesado/líquido liviano ( hI ),medida desde el fondo del tambor, como hI = hL – hOW.
b.3 Calcule el área fraccional (A21*) de la sección transversal localizadaentre el fondo del tambor y hI, utilizando la Tabla 5 delMDP–03–S–03, en donde con el valor de R21*= hI/D se lee el valorcorrespondiente a A21*.
b.4 Obtener el área de flujo correspondiente al líquido pesado (AOBW),medida desde la altura de la interfase hasta el fondo del tambor (Ec(88)):
AOBW � A*21 x ATAMB Ec. (88)
b.5 Calcular la velocidad de flujo del líquido pesado ( VfP ), como (Ec (89)):
VfP � QL2 � AOBW Ec. (89)
c. Calcule la velocidad de flotación de la fase líquida liviana ( VtL ), usandola ecuación (2) del aparte 4.2.1.
d. Calcule la longitud horizontal que las gotas de líquido liviano tienen querecorrer( XH ), mediante la siguiente ecuación (Ec. (90)):
XH � VfP x �hOB–hOW� � VfL Ec. (90)
donde hOB–hOW es la distancia vertical que las gotas de líquido livianotienen que recorrer, hacia arriba, para poder separarse de la fasepesada (medido desde el fondo del recipiente).
e. Si XH es menor que dos y medio veces el diámetro del tambor,entonces el diámetro actual es satisfactorio y la longitud efectiva deoperación ( Leff ), será 1.15 veces XH, o 2 veces el diámetro, lo que seamayor. Luego proceda al paso 8.
f. Si XH es mayor que dos y medio veces el diámetro del tambor, eldiámetro del tambor es muy pequeño para la separación de la faseliviana. Por lo tanto habrá que aumentar dicho diámetro, hasta que selogre cumplir con lo dicho en el párrafo anterior.
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Paso 8.– Calcule el area vertical de flujo de líquido pesado ( Afon–BALDE ), y laaltura desde el fondo del recipiente hasta debajo del balde de líquido liviano(hfon–BALDE ).
Sea Vmin = 0.15 m/s (0.5 pie/s). Calcule el área vertical de flujo de líquido pesadodesde el fondo del recipiente hasta debajo del balde de líquido liviano ( Afon–BALDE) (Ec. (91)):
Afon–BALDE � QL2 � Vmin Ec. (91)
Calcule el área fraccional A22* = Afon–BALDE / ATAMB
En la Tabla 5 del MDP–03–S–03, leer, para A22*, el valor correspondiente de R22*
Calcule la altura desde el fondo del recipiente hasta debajo del balde de líquidoliviano ( hfon–BALDE ) (Ec. (92)):
hfon–BALDE � R22 * x D x F8 Ec. (92)
Si hfon–BALDE < F8 x D / 8, entonces hfon–BALDE = F8 x D / 8.
Paso 9.– Calcule las dimensiones del balde de líquido liviano.
Para la definición de los niveles, consultar 4.3.1. Se supone que el balde solotendrá alarma de nivel bajo. La altura desde el fondo del balde hasta el nivel bajodel balde, hBBALDE–NBL, se obtiene con la información del aparte 4.3.8.
La altura hBNBL, medida desde el fondo del recipiente hasta el rebosadero delbalde, se obtiene como (Ec. (93)):
hBNBL � hBBALDE–NBL � hfon–BALDE Ec. (93)
Calcule la altura fraccional R23* = F8 x hBNBL / D
En la Tabla 5 del MDP–03–S–03, leer, para R23*, el valor correspondiente de A23*
Obtener el área transversal entre el fondo y hBNBL ( ABfon–NBL ) (Ec. (94)):
ABfon–NBL � A23 * x ATAMB Ec. (94)
En la Tabla 5 del MDP–03–S–03, leer, para R30* =( 1 – hL / D), el valorcorrespondiente de L30* (Valor de la cuerda fraccional correspondiente).
Obtener la altura del rebosadero del balde ( hOB ) (Ec. (111)):
hOB � hL–F11 x �QL � �D x L30 * ��0.67
Ec. (111)
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En la Tabla 5 del MDP–03–S–03, leer, para R31* =( hOB / D), el valorcorrespondiente de A31*. Obtener el área transversal desde el fondo del recipientehasta el rebosadero del balde (Afon–OB ) (Ec. (112)):
Afon–OB � A31 * x ATAMB Ec. (112)
El área activa para variación de nivel de líquido liviano en el balde (ABOB–NBL), es(Ec. (95)):
ABOB–NBL � Afon–OB–ABfon–NBL Ec. (95)
El volumen de líquido liviano a ser contenido en el área activa (Vr1) es (Ec.(96)):
Vr1 � QL1 x tr1 x 60 Ec. (96)
La longitud horizontal del balde de líquido liviano ( LBALDE ), es (Ec. (97)):
LBALDE � F1 x Vr1 � ABOB–NBL Ec. (97)
Paso 10.– Calcule la altura del vertedero del compartimiento de líquidopesado ( hWB ) y el area transversal correspondiente ( Afon–WB ).
De acuerdo a la ecuación (4), presentada en el aparte 4.3.15, hWB depende de lalongitud de la cuerda del tope del vertedero ( Lc ), y ésta, a su vez depende de hWB,por tanto, es necesario un pequeño tanteo:
Preparación
Estimar por primera vez hWB, usando la Ec. (98):
hWB � hOB–hOW x �1–�L��P� Ec. (98)
Tanteo
Sea R24* = 1 – F8 x hWB / D. En la Tabla 5 del MDP–03–S–03, leer, para R24*, elvalor correspondiente de L24*
Obtener Lc como (Ec. (99)):
Lc � L24 * x D Ec. (99)
Calcule el nuevo hWB como (Ec. (4)):
nuevo hWB = hOB – hOW x (1 – ρL/ρP ) – F11 x ( QL2 / Lc ) 0.67
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Si el nuevo hWB está muy alejado de hWB, regresar al inicio del tanteo usando elnuevo hWB para todos los cálculos.
Si el nuevo hWB está bastante cerca de hWB, el nuevo hWB será el valor final: Salirdel tanteo.
Sea R26* = F8 x hWB / D. En la Tabla 5 del MDP–03–S–03, leer, para R26*, el valorcorrespondiente de A26*
Obtener el area transversal correspondiente a hWB (Afon–WB) como (Ec. (100)):
Afon–WB � A26 * x ATAMB Ec. (100)
Paso 11.– Calcule las dimensiones del compartimiento de líquido pesado.
Para la definición de los niveles, consultar 4.3.1. La altura desde el fondo deltambor hasta el nivel bajo–bajo del compartimiento de líquido pesado, hVNBBL, seobtiene con la información del aparte 4.3.8. Se supone que el compartimiento delíquido pesado tendrá un Interruptor y/o alarma de nivel bajo–bajo. Si no es el caso,estaríamos hablando de hVNBL.
Sea R25* = F8 x hVNBBL / D. En la Tabla 5 del MDP–03–S–03, leer, para R25*, elvalor correspondiente de A25*
Obtener el área transversal para hVNBBL en el compartimiento del líquido pesado( AVNBBL ), como (Ec. (101)):
AVNBBL � A25 * x ATAMB Ec. (101)
El volumen de retención de operación de líquido pesado, entre el NAL y el NBL, seobtiene multiplicando el flujo de alimentación líquida pesada por el tiempo deresidencia correspondiente (Ec (102)):
Vr3 � QL2 x tr3 Ec. (102)
Donde QL2 es el flujo volumétrico de líquido pesado, y tr3 es el tiempo de residenciade operación del líquido pesado.
El volumen de retención de líquido pesado por tiempo de respuesta del operador(en el compartimiento del vertedero), al accionarse una alarma (sea de alta o seade baja), entre NAAL y NAL (o entre NBBL y NBL), se obtiene multiplicando el flujode alimentación líquida pesada por el tiempo de respuesta supuesto, el cual es 5min (300 s), desde NAL hasta NAAL, y 5 min más (300 s), desde NBL hasta NBBL(Ec (103)):
Vr4 � QL2 x (600s) Ec. (103)
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En el caso que no se tengan Interruptores y/o alarmas de NBBL y NAAL, estevolumen adicional es nulo. Aún cuando se ha supuesto en este documento que eltiempo de respuesta del operador es de 5 minutos, puede sucederse que, porexperiencias típicas de la instalación para la cual se está haciendo este diseño, losvalores de tiempos de respuesta cambien: esto dependerá de cada caso enparticular y, si no hay otra indicación se usará 5 minutos entre NAAL y NAL (o entreNBBL y NBL).
El área activa del líquido pesado, desde NBBL hasta el tope del vertedero(AWB–NBBL ), es (Ec. (104)):
AWB–NBBL � Afon–WB–AVfon–NBBL Ec. (104)
La longitud del compartimiento de líquido pesado ( LVER ), es (Ec. (105)):
LVER � �Vr3 � Vr4� � AWB–NBBL Ec. (105)
Paso 12.– Verificar que la zona de flujo del vapor cumpla con las alturasmínimas.
De acuerdo a la Figura 3., la zona de flujo del vapor deberá tener una altura mínimade 300 mm (12”), o 20% del diámetro, lo que sea mayor. En el caso que no sea así:
Aumentar la altura que ocupa el espacio de flujo de vapor, hasta que se cumpla conlas limitaciones antes mencionadas. Aumentar el diámetro (D) en la cantidad enque se aumentó la zona de flujo de vapor.
Paso 13.– Fije otras medidas horizontales del tambor.
La distancia entre el balde y el vertedero ( LBAL–VER ), será igual a D / 8.
Paso 14.– Dimensionamiento de la boquilla de entrada.
a. Estimación del diámetro de la boquilla (dp)Si no se tiene el diámetro de la tubería de entrada, y la aplicación exigetener flujo bifásico anular, de acuerdo a lo expresado en el aparte 4.5 delMDP–03–S–03, seguir lo indicado en PDVSA–MDP–(Pendiente)(Consultar con MDP versión 1986, sección 14D), para obtener undiámetro que produzca flujo anular a la entrada del recipiente. En laespecificación de proceso del recipiente, se deberá exigir que la tuberíade entrada a este tambor tenga el diámetro aquí obtenido, en unadistancia de al menos cinco diámetros de boquilla medidos desde la bridade la boquilla de entrada.
Si no se tiene el diámetro de la tubería de entrada, y la aplicación no exigetener flujo bifásico anular, de acuerdo a lo expresado en el aparte 4.5 delMDP–03–S–03, usar la tabla mostrada en dicho aparte para estimar eldiámetro de la boquilla de entrada.
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b. Calcule la velocidad real de la mezcla a la entrada Vs (en el caso que aúnno se conozca) (Ec (106))
Vs �F20 x 4 x QM
� d 2p
Ec. (106)
c. Chequee el criterio de máxima velocidad en la boquilla, de acuerdo a lopresentado en el aparte 4.4.2 del MDP–03–S–03.
En caso que la boquilla seleccionada requiera de un distribuidor en “T”con ranuras, diseñe el distribuidor de acuerdo a lo presentado en elaparte 4.7.2 del MDP–03–S–03.
Paso 15.– Dimensionamiento de las boquillas de salida del gas y de líquidospesado y liviano.
Usar las recomendaciones de la tabla presentada en el aparte 4.5 delMDP–03–S–03
Paso 16.– Cálculo de la longitud tangente a tangente del tambor.
Aún cuando no se conocen las tolerancias mecánicas de construcción, (valoresmínimos de distancia entre las boquillas y las tangentes de los cabezales, anilloque tienen los cabezales para soldarse al cuerpo cilíndrico del tambor, espesor delas láminas que forman el balde y el vertedero ), la longitud mínima tangente atangente del tambor ( L ) es:
L = Leff + LBALDE + LVER + LBAL–VER
A este valor habría que añadir las tolerancias mecánicas de construcción.
Paso 17.– Diseño de la Malla separadora de gotas.
La posición de la malla será tal que se ubique exactamente por encima del baldede líquido liviano, ya que la lámina más alejada del balde subirá por encima de laaltura del rebosadero de dicho balde, y si la malla es ubicada más allá de la posicióndel balde, podría sucederse arrastre de líquido (Ver Fig 3.).
a. Cálculo del área de la malla.Seguir las recomendaciones presentadas en los apartes 4.6.2 y 4.6.3 delMDP–03–S–03. Conociendo el criterio a emplear, calcular la velocidadpermisible de gas, VV,, como un porcentaje de la velocidad crítica. Luego,obtener el área requerida de malla con la Ec (107):
AMalla � QV � VV Ec. (107)
b. Seleccione el espesor y densidad de la Malla, según los criterios dediseño ya seleccionados.
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c. Cálculo del ancho de la malla cuadrada (aMalla) (Ec (108)):
aMalla � F25�AMalla
�1�2Ec. (108)
d. Cálculo de la distancia mínima permisible ho entre el tope de la malla yla boquilla de salida del gas: usar la Ec.(5a), en el aparte 4.6.4 delMDP–03–S–03.
e. Calcule la distancia vertical disponible entre el fondo de la malla y NAAL(hMalla–NAAL) (Ec (109)):
hMalla–NAAL � D–�hfon–NAAL�–ho–eMalla Ec. (109)
Nota: el hMalla–NAAL mínimo requerido en de 300 mm (12 pulg), paraprevenir un salpiqueo excesivo en la Malla.
f. Verifique si el espacio de vapor es adecuado para montar una malla:Calcule la distancia de la cuerda disponible para instalar la malla, usandola Tabla 5 del MDP–03–S–03, o directamente por medio de la siguienteecuación (Ec (110)):
h � D x sen cos–1 �1– 2D� x �D–hMalla–NAAL – hfon–NAAL
� Ec. (110)
Paso 18.– Especificación de rompe–vórtices.
Siguiendo las recomendaciones del aparte 4.7.3 del MDP–03–S–03, escoger eltipo de rompe–vórtice y anexar el estándar PDVSA aplicable.
Paso 19.– Consideraciones adicionales.
Debido a que no se mide la interfase en el compartimiento de decantación, y paraefectos de diagnóstico de funcionamiento del equipo cuando hay problemasoperativos, sería recomendable instalar boquillas pequeñas con válvulas(“trycocks”), lo más cercanas al balde de líquido liviano, a diferentes alturasalrededor de la altura calculada de dicha interfase.
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6 NOMENCLATURAÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Enunidades
SI
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Enunidadesinglesas
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
A* ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Area fraccional o relación de un áreatransversal vs el área transversaltotal del tambor. Normalmenteobtenida al conocerse una alturafraccional, y leída de la Tabla 5 deldocumento MDP–03–S–03
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Adimensional
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ABÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Area transversal de la botadecantadora.
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
m2 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pie2
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Afon–NAAL ÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Area vertical entre el NAAL y el fondodel tambor, para tamboreshorizontales.
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
m2 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pie2
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Afon–NALÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Area vertical entre el NAI y el fondo deltambor, para tambores horizontales.
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
m2ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pie2
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Afon–NBLÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Area vertical entre el NBI y el fondo deltambor, para tambores horizontales.
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
m2 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pie2
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Afon–NBBL ÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Area vertical entre el NBBL y el fondodel tambor, para tamboreshorizontales.
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
m2 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pie2
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
AMALLA
ÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Area requerida de malla separadora degotas.
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
m2ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pie2
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ANAL–NAALÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Area vertical entre el NAAL y el NAL,para tambores horizontales.
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
m2 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pie2
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ANBI–NAIÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Area vertical entre el NAI y el NBI, paratambores horizontales.
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
m2 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pie2
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ANBL–NAL ÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Area vertical entre el NAL y el NBL, paratambores horizontales.
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
m2 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pie2
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ANBBL–NAAL ÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Area vertical entre el NBBL y el NAAL,para tambores horizontales.
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
m2 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pie2
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ANBBL–NBLÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Area vertical entre el NBBL y NBL, paratambores horizontales.
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
m2ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pie2
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ATAMBÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Area de sección transversal paratambores horizontales.
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
m2 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pie2
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
AV ÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Area para el flujo de vapor. ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
m2 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pie2
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
AVD ÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Area disponible para el flujo de vapor.ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
m2 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pie2
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
aran ÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Area de flujo de una ranura en elcolector o distribuidor de gas.
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
mm2 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pulg2
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
D ÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Diámetro del tambor. ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
mm ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pie
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ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Enunidades
SI
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Enunidadesinglesas
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
DB ÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Diámetro de la bota decantadora. ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
mm ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pieÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
DMalla ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Diámetro de una malla circular, o ladomás largo de una malla rectangular.
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
mm ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pie
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Dp ÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Diámetro de la gota. ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
m ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pie
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
d ÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Diámetro de la gota. ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
mm ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pulg
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
hBNBBL ÁÁÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Altura mínima desde el nivel bajo bajode líquido hasta el fondo del balde delíquido liviano, para tambores decompartimientos separados
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
mm ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pulg
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
hboq–MallaÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Distancia entre la boquilla de entrada yel fondo de la malla.
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
mm ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pulg
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
hboq–tan ÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Distancia entre la boquilla de entrada yla línea tangente superior.
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
mm ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pulg
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
hfon – NAAL ÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Distancia vertical entre el fondo deltambor y el NAAL.
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
mm ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pulg
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
hfon – NAIÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Distancia vertical entre el fondo deltambor y el NAI.
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
mmÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pulg
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
hfon – NALÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Distancia vertical entre el fondo deltambor y el NAL.
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
mm ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pulg
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
hfon – NBL ÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Distancia vertical entre el fondo deltambor y el NBL.
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
mm ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pulg
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
hfon – NBBL ÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Distancia vertical entre el fondo deltambor y el NBBL.
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
mm ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pulg
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
hMalla–NAALÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Distancia vertical disponible entre elfondo de la malla y NAAL.
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
mmÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pulg
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
hNAAL – boqÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Altura desde NAAL hasta la boquilla deentrada.
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
mmÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pulg
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
hNBBLÁÁÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Altura desde el nivel bajo bajo delíquido hasta el NAI ó el fondo delrecipiente
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
mm ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pulg
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
hNBBL – NAAL ÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Altura de líquido entre NAAL y NBBL. ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
mm ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pulg
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
hNAI ÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Altura del nivel alto de la interfase,medida desde el fondo del recipiente, odesde el fondo de la bota decantadora
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
mm ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pulg
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
hNBIÁÁÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Altura del nivel bajo de la interfase,medida desde el fondo del recipiente, odesde el fondo de la bota decantadora
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
mm ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pulg
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
hOB ÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Distancia vertical del fondo del tamboral tope del rebosadero del balde delíquido liviano
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
mm ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pulg
REVISION FECHA
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
SEPARACION FISICASEPARADORES LIQUIDO–LIQUIDO–VAPOR
PROCEDIMIENTOS DE DISEÑOAGO.950
PDVSA MDP–03–S–05
Página 56
�����
.Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Enunidades
SI
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
EnunidadesinglesasÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
hOW
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Distancia vertical desde la interfaselíquido liviano/líquido pesado hasta eltope del rebosadero del balde delíquido liviano (230 mm (9 pulg) mínimo)
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
mmÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pulg
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
hVNBBL ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Altura mínima desde el nivel bajo bajode líquido hasta el fondo del recipiente,en el compartimiento de líquido pesadopara separadores con compartimientosseparados
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
mm ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pulg
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
hWBÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Distancia vertical del fondo del tamboral tope del vertedero de líquido pesado
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
mm ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pulg
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
L ÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Longitud tangente a tangente deltambor horizontal.
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
m ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pie
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁLB
ÁÁÁÁ=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁLongitud de la bota decantadora.
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁm
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁpieÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
LBALDEÁÁÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Longitud del Balde de líquido liviano, enseparadores con compartimientosseparados
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
mÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pie
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
LBAL–VERÁÁÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Distancia entre el Balde de líquidoliviano y el vertedero de líquido pesado,en separadores con compartimientosseparados
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
m ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pie
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
LCÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Longitud de la cuerda en el tope delvertedero de líquido pesado
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
mmÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pie
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
LeffÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Longitud efectiva de operación ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
m ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pieÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
LVERÁÁÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Longitud vertedero de líquido pesado,en separadores con compartimientosseparados
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
m ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pie
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
NAAL ÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Nivel alto–alto de líquido ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁNAL ÁÁ
ÁÁ=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Nivel alto de líquido ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁNNL ÁÁ
ÁÁ=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Nivel normal de líquido ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁNBL ÁÁ
ÁÁ=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Nivel bajo de líquido ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁNBBL ÁÁ
ÁÁ=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Nivel bajo–bajo de líquido ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁNAI ÁÁ
ÁÁ=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Nivel alto de interfase líquido–líquido ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁNBI ÁÁ
ÁÁ=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Nivel bajo de interfase líquido–líquidoÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
QMÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Flujo volumétrico total de mezclavapor/líquido por boquilla de entrada
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
m3/s ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pie3/s
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
QL1 ÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Flujo de alimentación líquida liviana ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
m3/s ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pie3/sÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
QL2 ÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Flujo de alimentación líquida pesada ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
m3/s ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pie3/sÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
QWÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Flujo de líquido pesado ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
m3/s ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pie3/sÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Re ÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Número de Reynolds de gota ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Adimensional
REVISION FECHA
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
SEPARACION FISICASEPARADORES LIQUIDO–LIQUIDO–VAPOR
PROCEDIMIENTOS DE DISEÑOAGO.950
PDVSA MDP–03–S–05
Página 57
�����
.Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Enunidades
SI
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
EnunidadesinglesasÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
tr3ÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Tiempo de residencia de operacióndel líquido pesado
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
minÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
min
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
VfLÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Velocidad de flujo de líquido livianodentro del recipiente
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
m/sÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pie/s
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
VfPÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Velocidad de flujo de líquido pesadodentro del recipiente
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
m/s ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pie/s
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Vr1 ÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Volumen de operación de líquidoliviano, entre el NAL y el NBL
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
m3 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pie3
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Vr2 ÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Volumen de líquido liviano portiempo de respuesta del operador
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
m3 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pie3
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Vr3ÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Volumen de operación de líquidopesado, entre el NAI y el NBI
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
m3ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pie3
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
VtÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Velocidad terminal de decantación(flotación)
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
m/s ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pie/s
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Vt’ ÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Velocidad terminal de decantación(flotación)
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
m/s ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pie/s
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
VtL ÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Velocidad de flotación de la faselíquida liviana
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
m/s ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pie/s
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
VtPÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Velocidad de decantación de la faselíquida pesada
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
m/sÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pie/s
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
XHÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Longitud horizontal recorrida por lasgotas de la fase líquida discontinua,al separarse en tambores concompartimiento separados
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
mm ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
pulg
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ρO ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Densidad (a condiciones deoperación), de la corriente máspesada de líquido liviano alimentadaal tambor separador concompartimientos separados.
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
kg/m3 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
lb/pie3
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ρP ÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Densidad de la fase pesada. ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
kg/m3 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
lb/pie3
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ρL ÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Densidad de la fase liviana. ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
kg/m3 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
lb/pie3
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ρW ÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Densidad líquido pesado acondiciones de operación
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
kg/m3 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
lb/pie3
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
µ’ ÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Viscosidad de la fase continua. ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
mPa.s ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
lb/pie/s
REVISION FECHA
MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
SEPARACION FISICASEPARADORES LIQUIDO–LIQUIDO–VAPOR
PROCEDIMIENTOS DE DISEÑOAGO.950
PDVSA MDP–03–S–05
Página 58
�����
.Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Factores que dependen de las unidades usadasÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Enunidades
SI
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Enunidadesinglesas
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
F1
ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Sub sección 4.2.1, Ec. (1)ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
1000ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
1
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
F8 ÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Sub sección 5.1, 5.3, 5.5 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
1 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
12
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
F11 ÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Sub Sección 4.3.15, Ec.(4) ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
67025.7ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
5.384
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
F12 ÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Sub Sección 4.2.1, Ec.(2) ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
0.545 x 10–3ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
18.4663
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
F15 ÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Sub Sección 4.4.1, Ec.(3) ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
1 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
123.871
ÁÁÁÁÁÁÁÁ
F24 ÁÁÁÁÁÁ
=ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
Sub sección 5.1, 5.3, 5.5 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
1000 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
1
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Sub sección 5.3, Ec (87) ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
1 ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ
12
7 APENDICEFigura 1. Identificación de niveles y dimensiones en un tambor separadorvapor–líquido–líquido con bota decantadora (una sola entrada).
Figura 2. Identificación de niveles y dimensiones en un tambor separadorvapor–líquido–líquido con dos fases líquidas en el cuerpo principal (una solaentrada).
Figura 3. Identificación de niveles y dimensiones en un tambor separadorvapor–líquido–líquido con compartimientos separados.
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MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO
SEPARACION FISICASEPARADORES LIQUIDO–LIQUIDO–VAPOR
PROCEDIMIENTOS DE DISEÑOAGO.950
PDVSA MDP–03–S–05
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Fig 1. IDENTIFICACION DE NIVELES Y DIMENSIONES EN UN TAMBOR SEPARADORVAPOR–LIQUIDO–LIQUIDO CON BOTA DECANTADORA (UNA SOLA ENTRADA)
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SEPARACION FISICASEPARADORES LIQUIDO–LIQUIDO–VAPOR
PROCEDIMIENTOS DE DISEÑOAGO.950
PDVSA MDP–03–S–05
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NOTAS:
1. Si se instala una malla separadora de gotas, la distancia mínima entre NAAL y el fondo de la malladeberá ser 300 mm (12”).
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Fig 2. IDENTIFICACION DE NIVELES Y DIMENSIONES EN UN TAMBOR SEPARADORVAPOR–LIQUIDO–LIQUIDO CON DOS FASES LIQUIDAS EN EL CUERPO PRINCIPAL
(UNA SOLA ENTRADA)
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PROCEDIMIENTOS DE DISEÑOAGO.950
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.Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma
NOTAS:
1. Si se instala una malla separadora de gotas, la distancia mínima entre NAAL y el fondo de la malladeberá ser 300 mm (12”).
h
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NOTAS:
1. Colocar una boca de inspección en cada extremo del tambor. Evaluar la necesidad de tenerinstrumentos de nivel en el compartimiento de decantación, ó ”trycocks” solamente.
2. Las placas deberán estar niveladas, y la tolerancia en las alturas de las placas no excederá los 3mm (1/8 pulg.).
3. Ver PDVSA–MID–0603.1.101.
4. La distancia mínima, considerando refuerzos y requerimientos de fabricación, se presentan en
PDVSA–MID–0603.1.101 y PDVSA–MID–10603.2.002.
5. La placa difusora debe extenderse de pared a pared.6. Instale rompe vórtices directamente encima de la boquilla de salida del líquido liviano, adyacente
a la pared del tambor.7. Si se instala una malla separadora de gotas, la distancia mínima entre NAAL y el fondo de la malla
deberá ser 300 mm (12”).