UNIVERSIDAD AUTONOMA GABRIEL RENE MORENO

EQUIPOS INDUSTRIALES PETROLEROS

PRACTICO N°1

FERNANDEZ LOZANO NICOLAS

26/08/2015DOCENTE: ING. ROMULO SANCHEZ HERBAS

MANIFOLD DE ENTRADA

FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA – INGENIERIA PETROLERA

Los manifold de producción o también llamado múltiples de producción son construidos de manera tal, que permitan desviar la corriente total de la producción de uno o varios pozos cualquiera, hacia un separador de prueba con el objeto de poder cuantificar su producción.

El manifold tiene dos cabezales, de manera que la producción de cada pozo puede encausarse por el separador de prueba o por el separador de producción general abriendo o cerrando dos válvulas en el manifold.

Los objetivos del manifold son:

Centralizar en un solo lugar el control de los pozos.

Distribuir los pozos a diferentes separadores según el pozo este siendo medido (pozo en prueba o producción).

Enviar la producción de los demás pozos al separador general a los separadores de grupo.

GOLPEADORES DE LÍQUIDO

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(SLUG CATCHER)

Es un recipiente o un volumen de reserva suficiente para almacenar la mayor cantidad de líquido y gas esperado del sistema de aguas arriba.

Está situado entre la salida de la tuberia y el equipo de procesamiento, es un recipinte separador y amortiguador

Slugcatcher

Es el nombre de una unidad en el gas de refinería o de la industria petrolera en la que los lingotes a la salida de las tuberías están recogidos o capturados. Una babosa es una gran cantidad de gas o líquido que sale de la tubería.

Las babosas

Tuberías que transportan gas y líquidos juntos, conocido como flujo de dos fases , puede operar en un régimen de flujo conocido como slugging de flujo o flujo de lodo. Bajo la influencia de la gravedad los líquidos tienden a asentarse en la parte inferior de la tubería, mientras que los gases ocupan la parte superior de la tubería. En virtud de explotación determinadas condiciones de gas y líquidos no están distribuidos uniformemente a lo largo de la tubería, pero el viaje como los tapones con gran mayoría de líquidos o gases en su mayoría a través de la tubería. Estos tapones grandes se llaman las babosas.

Las babosas de salir de la tubería puede sobrecargar el gas / la capacidad de manejo de líquidos de la planta a la salida del ducto, ya que a menudo se producen a un ritmo mucho más grande que el equipo está diseñado para.

Objeto de la slugcatcher

Un slugcatcher es un recipiente con un volumen de reserva suficiente para almacenar la mayor babosas espera del sistema de aguas arriba. El slugcatcher está situado entre la salida de la tubería y el equipo de procesamiento. Los líquidos tampón puede ser drenado al equipo de procesamiento a un ritmo mucho más lento para evitar la sobrecarga del sistema. Como las babosas son un fenómeno periódico, el slugcatcher debe vaciarse antes de la bala llegue el próximo.

Slugcatchers se puede utilizar de forma continua o bajo demanda. Un slugcatcher permanentemente conectado a la tubería de búfer toda la producción, incluyendo las babosas, antes de ser enviada al gas e instalaciones de manejo de líquidos. Esto se utiliza para difícil predecir el comportamiento de slugging en slugging terreno, slugging hidrodinámicos o de slugging vertical basada en. Por otra parte, el colector de babosas pueden ser anuladas durante el funcionamiento normal y poner en línea cuando una

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bala se espera, por lo general durante las operaciones de limpieza con tacos. Una ventaja de esta configuración es que la inspección y el mantenimiento de la slugcatcher se puede hacer sin interrumpir el funcionamiento normal.

AEROENFRIADORES

Este tipo de equipo es muy aplicado en toda la industria de procesos, petroleras, químicas, plásticas, etc.

El aeroenfriador es un equipo que permite la transferencia de calor del fluido que lo

recorre al medio ambiente.

Funcionamiento

El fluido de proceso (petróleo, gas o condensado) que entra al aeroenfriador cede calor

al ambiente al pasar por un intercambiador de calor agua/aire y unos ventiladores que

generan una corriente de aire que pasa a través de dicho intercambiador. En el caso de

que la temperatura del aire (caso de verano) sea muy alta, el aeroenfriador por acción

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de su controlador de temperatura abrirá una válvula solenoide permitiendo el pasaje de

agua a presión para efectuar un spray de agua sobre el aire de entrada al aeroenfriador

bajando su temperatura y consecuentemente consiguiendo una menor temperatura en

el agua de salida del agua al proceso.

Ubicación:

Debe ubicarse en un lugar muy bien ventilado, o cuyo volumen pueda absorber sin

inconvenientes el calor a transferir. Desconocerlo implica además de crear un ambiente

caluroso para el personal, una creciente disminución del rendimiento de la unidad.

Si se dispone en el exterior, debe ubicarse en sombra permanente, de otra forma

recibirá radiación solar, reduciendo su capacidad útil de enfriamiento.

El aeroenfriador es apto para instalación a intemperie sin embargo el controlador no es

apto para intemperie. aun cuando el aeroenfriador puede estar a la intemperie, no

ocurre lo mismo con el controlador electrónico, que deberá remotizarse para que no lo

afecte vientos, lluvias, radiación solar, etc.

El piso deberá ser una superficie aceptablemente horizontal y nivelada, a fin de evitar

vibraciones.

Es necesario fijar el equipo al suelo para que eventualmente no "camine" aun cuando

esté relacionado por la cañería

Es importante dejar una distancia libre de no menos de 2m de cada lado en el sentido

del flujo de aire. no hay restricciones en el otro sentido, excepto que en el futuro

deseen incorporarse más unidades en paralelo.

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SEPARADORES

El principal y más utilizado método de separación en la refinería es la destilación fraccionada. Los aparatos fraccionadores de laboratorio son de varios diseños: la columna de punto de ebullición real, la columna hempel, la columna de banda giratoria, etc. estos aparatos difieran solamente por el método empleado para obtener el fraccionamiento y no por el principio de evaluación.

El procedimiento en si es el siguiente: se pone en una caldera la carga de petróleo crudo, 2000 – 19000ml, y a medida que se va aplicando el calor los vapores son rectificados, llevados a un condensador y recogidos en fracciones separadas suficientemente grandes para la determinación del grado a.p.i., la viscosidad, el calor y el índice de refracción.El principio básico en la refinación del crudo radica en los procesos de destilación y de conversión, donde se calienta el petróleo en hornos de proceso y se hace pasar por torres de separación o fraccionamiento y plantas de conversión. En las distintas unidades se separan los productos de acuerdo a las exigencias del mercado.

Tipos de separadores En primera instancia es conveniente aclarar que la primera clasificación está en función del número de fases que separa; se les llama separadores bifásicos  (cuando separan dos fases, como petróleo y gas o agua y petróleo).  Siempre se deberá especificar las fases que entran en juego. Se conoce como separadores trifásicos a los que se diseñan para separar tres fases (agua,  petróleo y gas) y tetrafásicos, aquellos en los cuales se ha previsto, adicionalmente, una sección para la separación de la espuma que suele formarse en algunos tipos de fluidos.

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Los separadores pueden clasificarse por su forma y geometría en horizontales, verticales y esféricos

Horizontales

Ventajas:

tienen mayor capacidad para manejar gas que los verticales. son más económicos que los verticales. son más fáciles de instalar que los verticales. son muy adecuados para manejar aceite con alto contenido de espuma. para

esto, donde queda la interface gas-líquido, se instalan placas rompedoras de espuma.

Desventajas:

no son adecuados para manejar flujos de pozos que contienen materiales sólidos como arena o lodo, pues es difícil limpiar este

tipo de separadores.

el control de nivel de líquido es

más crítico que en los se paradores

verticales.

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Verticales

Ventajas:

es fácil mantenerlos limpios, por lo que se recomiendan para manejar flujos de pozos con alto contenido de lodo, arena o cualquier material sólido.

el control de nivel de líquido no es crítico, puesto que se puede emplear un flotador vertical, logrando que el control de nivel sea más sensible a los cambios.

debido a que el nivel de líquido se puede mover en forma moderada, son muy recomendables para flujos de pozos que producen por bombeo neumático, con el fin de manejar baches imprevistos de líquido que entren al separador.

Desventajas:

son más costosos que los horizontales. son más difíciles de instalar que los horizontales. se necesita un diámetro mayor que el de los horizontales para manejar la misma

cantidad de gas.

 

  

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Esféricos Ventajas:

más baratos que los horizontales o verticales. más compactos que los horizontales o los verticales, por lo que se usan en

plataformas costa afuera. son más fáciles de limpiar que los separadores verticales. los diferentes tamaños disponibles los hacen el tipo más económico para

instalaciones individuales de pozos de alta presión. Desventajas:

tienen un espacio de separación muy limitado.

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ACUMULADORES

Un acumulador consiste en un depósito destinado a almacenar una cantidad de fluido incompresible y conservarlo a una cierta presión mediante una fuerza externa.

El fluido hidráulico bajo presión entra a las cámaras del acumulador y hace una de estas tres funciones: comprime un resorte, comprime un gas o levanta un peso, y posteriormente cualquier caída de presión en el sistema provoca que el elemento reaccione y fuerce al fluido hacia fuera otra vez.

Acumulador de contrapeso

El acumulador cargado por peso, ejerce una fuerza sobre el líquido almacenado, por medio de grandes pesos que actúan sobre el pistón o émbolo. Los pesos pueden fabricarse de cualquier material pesado, como hierro, concreto e incluso agua.

Su capacidad para almacenar fluidos a presión relativamente constante, tanto si se encuentran llenos como casi vacíos, representa una ventaja con respecto a otros tipos de acumuladores que no poseen esta característica.

Generalmente los acumuladores cargados por peso son de gran tamaño. Pueden prestar servicio a varios sistemas hidráulicos al mismo tiempo y usualmente son utilizados en fábricas y sistemas hidráulicos centrales.

Una circunstancia desventajosa de los acumuladores cargados por peso es que generan sobrepresiones.

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Acumulador cargado por muelle

En los acumuladores cargados por resorte, la fuerza se aplica al líquido almacenado por medio de un pistón sobre el cual actúa un resorte. Suelen ser más pequeños que los cargados por peso y su capacidad es de sólo algunos litros. Usualmente dan servicio a sistemas hidráulicos individuales y operan a baja presión en la mayoría de los casos.

Acumulador de Pistón

Un acumulador de tipo pistón consiste en un cuerpo cilíndrico y un pistón móvil con sellos elásticos. El gas ocupa el volumen por encima del pistón y se comprime cuando el fluido entra al interior del cuerpo cilíndrico. Al salir el fluido del acumulador la presión del gas desciende. Una vez que todo el líquido ha sido descargado, el pistón alcanza el final de su carrera y cubre la salida manteniendo el gas dentro del acumulador.

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Acumulador de gas no separado

Los acumuladores de gas no separado consisten en un depósito en el que se coloca un volumen de fluido y a continuación se le da la presión al gas. Normalmente se instalan en circuitos donde el volumen de aceite tiene un máximo y un mínimo dentro del acumulador.

Este acumulador es sencillo de construcción, económico y se puede realizar para caudales medianos. Tiene el inconveniente de que existe el peligro de que el gas se mezcle con el aceite

Acumulador de Diafragma

El acumulador de tipo diafragma se compone de dos hemisferios metálicos atornillados juntos, pero cuyo volumen interior se halla separado por un diafragma de hule sintético, el gas ocupa el hemisferio superior. Cuando el fluido entra en el espacio inferior, el gas se comprime. Al descargar todo el líquido, el diafragma desciende hasta la salida y mantiene el gas dentro del acumulador.

Este tipo de acumuladores son para caudales relativamente pequeños y presiones medias.

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Acumulador de vejiga

El acumulador de tipo vejiga se compone de un casco de metal en cuyo interior se encuentra una vejiga de hule sintético que contiene al gas. Cuando el fluido entra al interior del casco, el gas en la vejiga se comprime.

La presión disminuye conforme el fluido sale del casco, una vez que todo el líquido ha sido descargado, la presión del gas intenta empujar la vejiga a través de la salida del acumulador. Sin embargo, una válvula colocada encima del puerto de salida, interrumpe automáticamente el flujo cuando la vejiga presiona el tapón de la misma.

FILTROS

Los filtros son dispositivos usados en la industria que sirven para remover impurezas del flujo ya sean estas partículas de sólidos, contaminantes químicos, residuos de fluidos de perforación, agua de formación, partículas originadas por desgaste o erosión, etc.

La principal razón por la cual se usa filtros es para evitar el desgaste prematuro de todos los componentes del equipo de refinación y aumentar así su vida útil, y también limpiar el Flujo de gas

Existen dos tipos principales de filtros los cuales son:

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Filtro de Carbón Activado

Se utilizan generalmente en procesos de purificación de aire, purificación de agua, endulzamiento de gas natural, y otros procesos.

Es un absorbente que está diseñado para quitar los contaminantes orgánicos solubles, tales como los ácidos e hidrocarburos líquidos.

El carbón activado se utiliza en la extracción de metales.

Es un material que se caracteriza por poseer una cantidad muy grande de microporos (poros menores a 1nanómetro de radio).

Filtros Mecánicos de particulas

Los filtros mecánicos tienen la función de remover principalmente las partículas de sólidos que existe en el flujo que pueden causar taponamientos de las líneas de flujo o del equipo. Estos filtros generalmente se componen de un elemento filtrante que puede ser de diversos materiales como mallas, materiales porosos sintéticos o metálicos, etc.

Los filtros mecánicos vienen con especificaciones para trabajar con cierto tamaño de partículas. Estos rangos pueden estar disponibles hasta partículas tan pequeñas como 1 a 100 micrones.

INTERCAMBIADORES

Son equipos en los que dos fluidos de diferentes temperaturas intercambian calor a través de una interface metálica aprovechando la energía de un fluido q necesita ser enfriado y la transfiere a otro que necesita ser calentado reduciendo las perdidas y mejorando el rendimiento.

Clasificación de los intercambiadores

Para calentar:

Precalentador: calienta un fluido recibiendo calor sensible de vapor de agua o de otro fluido caliente

Reboiler: vaporiza un líquido recibiendo calor de vapor de agua o de otro fluido caliente

Generador de vapor: genera vapor de agua recibiendo calor de otro fluido caliente

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Para enfriar:

Enfriardor o cooler: enfría fluido cediendo calor al agua Condensador: condensa vapores cediendo calor al agua, empleando para

recuperar vapores de destilación y vapores de la turbina reduciendo la presión de descarga.

Tipos de intercambiadores. Para la elección dependen de la característica de los fluidos, el costo, la facilidad de mantenimiento y la experiencia del diseñador.

a) cascos y tubos. Consiste en un casco que tiene en su interior un mazo de tubo, uno de los fluidos pasa por el casco y el otro por el mazo siendo el intercambio de calor a través de las paredes de los fluidos.

b) tipo tubo doble o bitubulares. Son dos tubos montados concéntricos, un fluido pasa por el tubo interno y el otro por el anillo formado entre los dos tubos.

c) enfriadores de aire. Consiste en serpentines de tubos con aletas transversales y colectores, el aire de refrigeración es proporcionado por ventiladores, aspirado en la vertical pasando por el mazo horizontal.

d) intercambiadores de placase) intercambiadores espirales

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Clasificación general:

Clase r. condiciones severas de proceso de petróleo y productos químicos, servicio riguroso en los que se desea obtener seguridad y durabilidad

Clase c. para condiciones moderadas de operación teniendo en cuenta la mayor economía y el mismo tamaño

Clase a. para condiciones severas d temperatura y fluidos altamente corrosivos.

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HORNOS

Entendemos por hornos industriales los equipos o dispositivos utilizados en la industria, en los que se calientan las piezas o elementos colocados en su interior por encima de la temperatura ambiente. El objeto de este calentamiento puede ser muy variado, por ejemplo:

ablandar para una operación de conformación posterior. tratar térmicamente para impartir determinadas propiedadesla energía calorífica requerida para el calentamiento de los hornos puede proceder de: gases calientes producidos en la combustión de combustibles sólidos, líquidos o

gaseosos que calientan las piezas por contacto directo entre ambos o indirectamente a través de tubos radiantes o intercambiadores en general.

energía eléctrica en diversas formas arco voltaico de corriente alterna o continua inducción electromagnética alta frecuencia en forma de dielectricidad o microondas resistencia óhmica directa de las piezas resistencias eléctricas dispuestas en el horno que se calientan por efecto joule y

ceden calor a la carga por las diversas formas de transmisión de calor. a los hornos industriales que se calientan por este medio se denominan hornos de resistencias.

Tipos de hornos

Cubilotes:

Los cubilotes son hornos cilíndricos verticales compuestos de una envoltura de chapa de acero dulce de 5 a 10mm. De espesor, con un revestimiento interior de mampostería refractaria de unos 250mm. de espesor. El horno descansa sobre cuatro columnas metálicas denominadas pies de sostén del cubilote.

Hornos rotativos:

Los hornos rotativos están formados por una envoltura cilíndrica de acero, de eje sensiblemente horizontal, que termina con dos troncos de cono, uno en cada extremo. en uno de los extremos está situado el quemador y en el otro la salida de los gases quemados, que generalmente pasan por un sistema de recuperación de calor para precalentar el aire de soplado antes de ser evacuados por la chimenea

Hornos de crisoles:

Los crisoles so recipientes de arcilla mezclada con grafito y otras substancias, provistos de tapa para cierre hermético, que una vez cargados y cerrados se caldean en los denominados hornos de crisoles, utilizando como combustible carbón o, más modernamente, gasoil.

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La fusión en crisoles es uno de los procedimientos más antiguos y sencillos para elaborar metales, y todavía se emplea, y probablemente se empleara siempre por la economía de su instalación sobre todo para fundir pequeñas cantidades.

Hornos eléctricos:

Los hornos eléctricos tienen grandes ventajas para la fusión de los metales, siendo las más destacadas las siguientes:

pueden obtenerse temperaturas muy elevadas hasta de 3500ºc en algunos tipos de hornos eléctricos.

puede controlarse la velocidad de elevación de temperatura, y mantener esta entre límites muy precisos, con regulaciones completamente automáticas.

la carga queda por completo libre de contaminación del gas combustible. tienen mayor duración los revestimientos que en los demás tipos de hornos. se instalan en espacio reducido. su operación se realiza con mayor higiene que la de los hornos otros tipos.

TURBINA DE GASUna turbina de gas, es una turbomáquina motora, cuyo fluido de trabajo es un gas. Como la compresibilidad de los gases no puede ser despreciada, las turbinas a gas son turbomáquinas térmicas. Comúnmente se habla de las turbinas a gas por separado de las turbinas ya que, aunque funcionan con sustancias en estado gaseoso, sus características de diseño son diferentes, y, cuando en estos términos se habla de gases, no se espera un posible cambio de fase, en cambio cuando se habla de vapores sí.

Las turbinas de gas son usadas en los ciclos de potencia como el ciclo brayton y en algunos ciclos de refrigeración .

Montaje de una turbina de gas.

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

TORRE CONTACTORA

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Es un recipiente cilíndrico en una columna de absorción que produce el contacto entre dos fluidos en los cuales se desea realizar un intercambio de masas. Se instala en las plantas de deshidratación o de endulzamiento. Se dice de las torres de absorción encargadas de poner en contacto el glicol, amina u otros absorbentes, con el gas natural que se está procesando.

TORRE REGENERADORA

Es unos de los equipos de una planta diseñada para regenerar el producto. Es un lugar donde se pueden recuperar los solventes, tales como el glicol o amina rica, dejando la solución limpia en condiciones de continuar absorbiendo las impureza.

COMPRESORES

Compresores de reciclo de gas

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Un compresor es una máquina de fluido que está construida para aumentar la presión y desplazar cierto tipo de fluidos llamados compresibles, tal como lo son los gases y los vapores. Esto se realiza a través de un intercambio de energía entre la máquina y el fluido en el cual el trabajo ejercido por el compresor es transferido a la substancia que pasa por él convirtiéndose en energía de flujo, aumentando su presión y energía cinética impulsándola a fluir. Son máquinas de flujo continuo en donde se transforma la energía cinética (velocidad) en presión.

 Son máquinas térmicas, ya que su fluido de trabajo es compresible, sufre un cambio apreciable de densidad y, generalmente, también de temperatura.

Tipos de compresores

Compresores de desplazamiento positivo

Los tipos de desplazamiento positivo son de dos categorías básicas: Reciprocantes y Rotatorias. El compresor reciprocante tiene uno o más cilindros en los cuales hay un pistón o embolo de movimiento alternativo que desplaza un volumen positivo en cada carrera. Los rotatorios incluyen los tipos de lóbulos, espiral, aspas o paletas y anillo de líquido. Cada uno con una carcasa, o con más elementos rotatorios que se acoplan entre sí, como los lóbulos o las espirales, o desplazan un volumen fijo en cada rotación.

Compresores reciprocantes (compresor de diafragma o de membrana)

Compresor de diafragma de tres etapas:

 Los compresores reciprocantes abarcan desde una capacidad muy pequeña hasta unos 3000 PCMS. Para equipo de procesos, por lo general, no se utilizan mucho los tamaños grandes y se prefieren los centrífugos. Si hay alta presión y un gasto más bien bajo, se necesitan los reciprocantes.

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El número de etapas o cilindros se debe seleccionar con relación a las o temperaturas de descarga, tamaño disponible para los cilindros y carga en el cuerpo o biela del compresor. Los tamaños más bien pequeños, hasta unos 100 hp, pueden tener cilindros de acción sencilla, enfriamiento con aire, y se pueden permitir que los valores de aceite en el depósito se mezclen con el aire o gas comprimidos. Estos tipos sólo son deseables en diseños especiales modificados.

Los tipos pequeños para procesos, de un cilindro y 25 o 200 hp, tienen enfriamiento por agua, pitón de doble acción, prensaestopas separado que permite fugas controladas y pueden ser del tipo no lubricado, en el cual el lubricante no toca el aire o gas comprimido. Se utilizan para aire para instrumentos o en aplicaciones pequeñas para gas de proceso, son los más utilizados para la compresión de gas natural y de hidrógeno. Los compresores más grandes para aire o gas son de dos o más cilindros. En casi todas las instalaciones, los cilindros se disponen en forma horizontal y en serie de modo que presenten dos o más etapas de compresión.

Compresores rotatorios

 Los sopladores, bombas de vacío y compresores rotatorios son todos de desplazamiento positivo, en los cuales un elemento rotatorio desplaza un volumen fijo con cada revolución.

El más antiguo y conocido es el soplador de lóbulos, en el cual dos o tres rotores en forma de ·8· se acoplan entre sí y se impulsan con engranes de sincronización montados en cada eje. Los sopladores de lóbulos van desde muy pequeños, para compresores producidos en serie, desde unos 2ft3/min., hasta los más grandes, para unos 20000 PCMS. Se usan principalmente como sopladores de baja presión, que

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comprimen el aire o gases desde la presión atmosférica hasta 5 a 7 psig y, algunos hasta 25 psig, en tipos especiales.

También se utilizan mucho como bombas de vacío, que son en realidad compresores que funcionan con presiones de succión inferiores a la atmosférica y con presiones de descarga iguales a la atmosférica o un poco mayores. El segundo estilo es el de aspas o paletas deslizantes, que tiene un rotor con ranuras, dentro de las cuales se deslizan las aspas hacia dentro y afuera en cada revolución. Las aspas atrapan el aire o gas y en forma gradual reducen su volumen y aumentan la presión, hasta que escapa por orificios en la carcasa. En las industrias de procesos químicos los tipos de lóbulos y de aspas tienen aplicación limitada porque producen presiones bajas y sólo se pueden obtener, en general con carcasa de hierro fundido, que los hacen inadecuados para ciertos gases corrosivos o peligrosos.

Un tercer tipo es el compresor de espiral rotatorio que se utilizan para altas presiones y vienen en tamaños grandes. Están disponibles en estructuras enfriadas por aceite y secas. Sus capacidades van desde unos 50 hasta 3500 PCMS en el tipo inundado por aceite, y de 1000 a 20000 PCMS en los de tipo seco, estos pueden funcionar a velocidades de 10000 a 12000 rpm y con presiones de descarga de 200 a 400 psig, o sea un aumento de 50 psig por carcasa.

Compresores centrífugos

Los compresores centrífugos son el tipo que más se emplea en la industria de procesos químicos porque su construcción sencilla, libre de mantenimiento permite un funcionamiento continuo durante largos periodos.

 El compresor centrífugo más sencillo es el suspendido, de una sola etapa. Los hay disponible para flujo desde 3000 hasta 150000 PCMS. El impulsor convencional, cerrado o con placas se utilizaría para cargas adiabáticas hasta de unas 12000(ft-lb)/lb. El impulsor abierto, de álabes radiales producirá mas carga con los mismos diámetros y velocidad, sus variantes, con inductor o alabes tridimensionales producirá hasta 20000(ft-lb)/lb de carga.

 Se utilizan diseños similares, hechos con materiales más resistentes y a velocidades más altas, en aplicaciones especiales como compresores de aire con engranes integrales, para aplicaciones aeroespaciales, en los turbocargadores para motores de combustión, compresores de carga, etc.

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COMPRESORES DE FLUJO AXIAL.

En estos compresores, el flujo del gas es paralelo al eje o al árbol del compresor y no cambia de sentido como en los centrífugos de flujo radial. La carga por etapa del axial es mucho menor (menos de la mitad) que la de un tipo centrifugo, por ello, la mayor parte de los axiales son de cierto numero de etapas en serie. Cada etapa consta de aspas rotatorias y fijas. En un diseño de reacción de 50 %, la mitad del aumento de la presión ocurre en las aspas del rotor, y las de la segunda mitad en las del estator.

Los compresores de flujo axial están disponibles desde unos 20000 PCMS hasta más de 40000 PCMS y producen presiones de hasta 65 psig en un compresor industrial típico de 12 etapas, o de un poco más de 100 psig, con los turbocompresores de 15 etapas, estos tipos se emplean en turbinas de gas y motores de reacción (jet) para aviones, excepto los muy pequeños. También se emplean mucho en aplicaciones que requieren flujos de gas superiores a 75000 o 100000 PCMS en especial porque son más eficientes que los centrífugos de etapas múltiples, de tamaño comparable. El axial suele costar más que el centrífugo y, en tamaños más pequeños, solo se justifica por su mayor eficiencia.

Uso de los compresores

El aire comprimido se utiliza para la operación de máquinas y herramientas, taladrar, pintar, soplar hollín, en transportadores neumáticos, en la preparación de alimentos, en la operación de instrumentos y para operaciones en el sitio de uso (por ejemplo, combustión subterránea) las presiones van desde 25 psig (172 kpa)hasta 60000 psig (413,8 kpa). El empleo más frecuente es a presiones de 90 a 110 psig, que son los límites de la presión normal en casi todas las fábricas.

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 Los compresores para gas se emplean para refrigeración, acondicionamiento de aire, calefacción transporte por tuberías. Acopio de gas natural, ·craqueo · catalítico, polimerización y en otros procesos químicos.

COMPRESOR DE PROPANO

Sistema que conforma el mecanismo inicial para el proceso de enfriamiento del gas natural, parte componente de una planta de procesamiento de Gas Natural Licuado (GNL).

Función específica

• La función específica es comprimir el gas propano, previamente a su ingreso a los circuitos de refrigeración, comprimiéndolo hasta en cuatro etapas.

• Dicho tren de compresión está constituida por elementos individualizados, que se encuentran unidos entre si, diseñados para realizar conjuntamente un función definida, la cual es comprimir el gas propano como una parte del proceso de licuefacción del gas natural.

Componentes principales

Compresor de propano de alta presión 3MCL 1404, compresor de propano BCL 804, motor auxiliar de arranque, turbina de gas integral MS 7001 EA, sistema de filtro de aire, sistema cerrado de enfriamiento de agua, ventiladores y ductos de ventilación, tanque removedor de dióxido de carbono, separador de vapor de aceites, filtros armónicos, convertidor de frecuencia, transformador, ventilador de aspas refrigerante, rotor adicional 3MCL 1404, rotor adicional BCL 804.

El compresor de propano

Corresponde a un sistema que permite tratar previamente al gas propano antes de su ingreso a los circuitos de refrigeración, mediante mecanismo de compresión en varias etapas, que tiene como función principal la compresión del gas; consta de una serie de máquinas y dispositivos que actúan en forma conjunta.

VÁLVULAS

Una válvula se puede definir como un aparato mecánico con el cual se puede iniciar, detener o regular la circulación (paso) de líquidos o gases mediante una pieza movible que abre, cierra u obstruye en forma parcial uno o más orificios o conductos.

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Sus tamaños van desde una fracción de pulgada hasta 30 ft (9 m) o más de diámetro. Pueden trabajar con presiones que van desde el vació hasta más de 20000 lb/in² (140 mpa) y temperaturas desde las criogénicas hasta 1500 °f (815 °c). En algunas instalaciones se requiere un sellado absoluto; en otras, las fugas o escurrimientos no tienen importancia.

Válvula de control

La válvula automática de control generalmente constituye el último elemento en un lazo de control instalado en la línea de proceso y se comporta como un orificio cuya sección de paso varia continuamente con la finalidad de controlar un caudal en una forma determinada.

Tipos de válvulas:

Válvulas de compuerta. La válvula de compuerta es de vueltas múltiples, en la cual se cierra el orificio con un disco vertical de cara plana que se desliza en ángulos rectos sobre el asiento.

Recomendada para servicio con apertura total o cierre total, sin estrangulación. para uso poco frecuente. para resistencia mínima a la circulación. para mínimas cantidades de fluido o liquido atrapado en la tubería.

Aplicaciones

Servicio general, aceites y petróleo, gas, aire, pastas semilíquidas, líquidos espesos, vapor, gases y líquidos no condensables, líquidos corrosivos.

Ventajas

alta capacidad. cierre hermético. bajo costo. diseño y funcionamiento sencillos. poca resistencia a la circulación. Desventajas

control deficiente de la circulación. se requiere mucha fuerza para accionarla. produce cavitación con baja caída de presión. debe estar cubierta o cerrada por completo.

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la posición para estrangulación producirá erosión del asiento y del disco.

Válvulas de machoLa válvula de macho es de ¼ de vuelta, que controla la circulación por medio de un macho cilíndrico o cónico que tiene un agujero en el centro, que se puede mover de la posición abierta a la cerrada mediante un giro de 90°.

Recomendada para

servicio con apertura total o cierre total. para accionamiento frecuente. para baja caída de presión a través de la válvula. para resistencia mínima a la circulación. para cantidad mínima de fluido atrapado en la tubería

Aplicaciones

Servicio general, pastas semilíquidas, líquidos, vapores, gases, corrosivos.

Ventajas

alta capacidad. bajo costo. cierre hermético. funcionamiento rápido

Válvulas de globoUna válvula de globo es de vueltas múltiples, en la cual el cierre se logra por medio de un disco o tapón que sierra o corta el paso del fluido en un asiento que suele estar paralelo con la circulación en la tubería.

Recomendada para

estrangulación o regulación de circulación. para accionamiento frecuente. para corte positivo de gases o aire. cuando es aceptable cierta resistencia a la circulación. Aplicaciones

Servicio general, líquidos, vapores, gases, corrosivos, pastas semilíquidas.

Válvulas de bola

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Las válvulas de bola son de ¼ de vuelta, en las cuales una bola taladrada gira entre asientos elásticos, lo cual permite la circulación directa en la posición abierta y corta el paso cuando se gira la bola 90° y cierra el conducto.

Recomendada para

para servicio de conducción y corte, sin estrangulación. cuando se requiere apertura rápida. para temperaturas moderadas. cuando se necesita resistencia mínima a la circulación. Aplicaciones

Servicio general, altas temperaturas, pastas semilíquidas.

Ventajas

bajo costo. alta capacidad. corte bidireccional. circulación en línea recta. pocas fugas. se limpia por sí sola. poco mantenimiento. no requiere lubricación. tamaño compacto. cierre hermético con baja torsión (par).

Válvulas de mariposaLa válvula de mariposa es de ¼ de vuelta y controla la circulación por medio de un disco circular, con el eje de su orificio en ángulos rectos con el sentido de la circulación.

Recomendada para

servicio con apertura total o cierre total. servicio con estrangulación. para accionamiento frecuente. cuando se requiere corte positivo para gases o líquidos.

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cuando solo se permite un mínimo de fluido atrapado en la tubería. para baja caída de presión a través de la válvula. Aplicaciones

Servicio general, líquidos, gases, pastas semilíquidas, líquidos con sólidos en suspensión.

Válvulas de diafragmaLas válvulas de diafragma son de vueltas múltiples y efectúan el cierre por medio de un diafragma flexible sujeto a un compresor. Cuando el vástago de la válvula hace descender el compresor, el diafragma produce sellamiento y corta la circulación.

Recomendada para

servicio con apertura total o cierre total. para servicio de estrangulación. para servicio con bajas presiones de operación. Aplicaciones

Fluidos corrosivos, materiales pegajosos o viscosos, pastas semilíquidas fibrosas, lodos, alimentos, productos farmacéuticos.

Válvulas de apriete

La válvula de apriete es de vueltas múltiples y efectúa el cierre por medio de uno o más elementos flexibles, como diafragmas o tubos de caucho que se pueden apretar u oprimir entre sí para cortar la circulación.

Recomendada para

servicio de apertura y cierre. servicio de estrangulación. para temperaturas moderadas. cuando hay baja caída de presión a través de la válvula. para servicios que requieren poco mantenimiento. Aplicaciones

Pastas semilíquidas, lodos y pastas de minas, líquidos con grandes cantidades de sólidos en suspensión, sistemas para conducción neumática de sólidos, servicio de alimentos.

Válvulas de retención (check)La válvula de retención está destinada a impedir una inversión de la circulación. La circulación del líquido en el sentido deseado abre la válvula; al invertirse la circulación,

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se cierra. Hay tres tipos básicos de válvulas de retención: 1) válvulas de retención de columpio, 2) de elevación y 3) de mariposa.

Válvulas de retención de columpio.Esta válvula tiene un disco embisagrado o de charnela que se abre por completo con la presión en la tubería y se cierra cuando se interrumpe la presión y empieza la circulación inversa. Hay dos diseños: uno en "y" que tiene una abertura de acceso en el cuerpo para el esmerilado fácil del disco sin desmontar la válvula de la tubería y un tipo de circulación en línea recta que tiene anillos de asiento reemplazables.

Recomendada para

cuando se necesita resistencia mínima a la circulación. cuando hay cambios poco frecuentes del sentido de circulación en la tubería. para servicio en tuberías que tienen válvulas de compuerta. para tuberías verticales que tienen circulación ascendente. Aplicaciones

Para servicio con líquidos a baja velocidad

Válvulas de retención de elevaciónUna válvula de retención de elevación es similar a la válvula de globo, excepto que el disco se eleva con la presión normal en la tubería y se cierra por gravedad y la circulación inversa

Recomendada para

cuando hay cambios frecuentes de circulación en la tubería. para uso con válvulas de globo y angulares. para uso cuando la caída de presión a través de la válvula no es problema. Aplicaciones

Tuberías para vapor de agua, aire, gas, agua y vapores con altas velocidades de circulación.

Válvula de retención de mariposaUna válvula de retención de mariposa tiene un disco dividido embisagrado en un eje en el centro del disco, de modo que un sello

Flexible sujeto al disco este a 45° con el cuerpo de la válvula, cuando esta se encuentra cerrada. Luego, el disco solo se mueve una distancia corta desde el cuerpo hacia el centro de la válvula para abrir por completo.

Recomendada para

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cuando se necesita resistencia mínima a la circulación en la tubería. cuando hay cambios frecuentes en el sentido de la circulación. para uso con las válvulas de mariposa, macho, bola, diafragma o de apriete. Aplicaciones

Servicio para líquidos o gases.

Válvulas de desahogo (alivio)Una válvula de desahogo (fig. 1-9) es de acción automática para tener regulación automática de la presión. El uso principal de esta válvula es para servicio no comprimible y se abre con lentitud conforme aumenta la presión, para regularla.

El tamaño de las válvulas de desahogo es muy importante y se determina mediante fórmulas específicas.

Válvula de seguridad

La válvula de seguridad es similar a la válvula de desahogo y se abre con rapidez con un "salto" para descargar la presión excesiva ocasionada por gases o líquidos comprimibles.

Recomendada para: sistemas en donde se necesita una gama predeterminada de presiones.

Aplicaciones: agua caliente, vapor de agua, gases, vapores

BOMBAS

Son unas máquinas hidráulicas que entregan energía a un líquido a fin de transportarlo de un punto a otro.

El tipo más utilizado es el de desplazamiento positivo, teniendo en cuenta las siguientes consideraciones:

la velocidad de la bomba estaría limitada de 300 – 350 r.p.m. el lubricante no puede estar en contacto con el glicol. la máxima temperatura de bombeo podría limitarse a 170 °f.

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para asegurar el bombeo se instala un cumulador de glicol.

Tipos de bombas

Existen dos tipos básicos de bombas comúnmente usado en la industria petrolera:

•Bombas centrífugas; son usados cuando el volumen del líquido a ser bombeado es relativamente mayor y las presiones diferenciales son moderadas.

•Bombas reciprocantes; o también llamada bomba de desplazamiento positivo o de pistón, son usados para bombear pequeños volúmenes de líquidos a altas presiones diferenciales y altas velocidades de operación. Este tipo de bomba es mayormente usado en los sistemas de oleoductos y para la inyección de agua dentro de la formación productora; logrando de esta manera elevar la presión.

La elección del tipo de bomba depende primordialmente del volumen a ser bombeado y las presiones que debe vencer. Para la elección de la bomba se debe hacer el estudio de las curvas de comportamiento de las diferentes bombas y determinar cuál operará con mayor eficiencia (estas curvas son realizados por el fabricante); pero como la experiencia con relación a otros diseños ya realizados a campos cercanos; nos han demostrado que las bombas centrífugas son las más convenientes y de mayor eficiencia.

Bombas centrífugas

La forma de operación de una bomba centrífuga consiste de un impulsor y una cañería; el impulsor es girado por el conductor de bomba a través de un eje, lanzado al líquido dentro de la cañería de la bomba, luego se realiza el incremento de energía del líquido por medio de una fuerza centrífuga. este incremento en energía causa el flujo del líquido a través de la línea de descarga. la descarga del líquido fuera del impulsor reduce la presión del impulsor de entrada; permitiendo el ingreso de nuevo fluido desde la línea de succión.

Potencia empleada por la bomba

En muchos casos más de una bomba es requerida para una estación, las cuales pueden ser conectadas en diferentes maneras; para proveer un mayor rango de operación y capacidad.

Un arreglo en paralelo; es cuando la primera bomba empieza la succión desde un tanque de almacenamiento mediante un maniflod de succión, el cual consiste en un línea de succión individual que salen y entran de su unidad respectiva.

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Luego cada bomba descarga separadamente a un manifold de descarga conectado a la línea del oleoducto. Esta conexión en paralelo de las bombas opera aproximadamente a la misma presión de succión y descarga; con un volumen del flujo total igual a la suma del caudal individual de cada bomba.

la bomba también puede ser conectad en serie en este caso, una de las bombas toma la succión del fluido almacenado luego realiza la descarga a la succión de la segunda bomba y la última bomba en serie descarga dentro de la línea del oleoducto.

La presión de succión para la segunda bomba es igual a la presión de descarga de la primera bomba menos las pérdidas producidas en las conexiones de tuberías. Es este arreglo e volumen del flujo total es manejado por cada bomba pero la carga diferencial es la sumatoria de cada carga diferencial producidas por cada bomba individual.

La siguiente información es necesaria para la apropiada selección y el tamaño de la línea de la bomba:

1. características del fluido, incluyendo la gravedad específica para el bombeo, temperatura, presión de vapor de bombeo, y la presencia de algún material corrosivo.

2. caudal de bombeo deseado y nuevos cambios futuros de volúmenes requeridos.

3. condiciones de presión, incluyendo la presión de succión y de descarga; la carga neta de succión disponible por el conductor de bomba y futuros cambios de esperada.

4. el tipo preferido del conductor de bomba y el tipo de sello para el eje.

5. metalurgia especial requerido par manejar altas temperaturas y fluido corrosivo y otras condiciones severas.

Bombas reciprocantes

Poseen un mecanismo de desplazamiento positivo, que desplaza una cantidad de líquido llenado (dentro del cilindro de la bomba) por acción del pistón, vástago o diafragma de desplazamiento.

Estos ofrecen una particular ventaja al bombear líquido con arrastre de sólidos pulverizados o emulsiones gelatinosas, alta viscosidad del fluido y cuando se requiere elevar a altas presiones.

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Existen dos tipos básicos de conductor de la bomba: 1) mediante un equipo externo ya sea una turbina, o un motor, etc. 2) o la acción directa de la bomba.

La desventaja básica de una bomba reciprocante la velocidad de oleaje que ocurre durante la carrera. Teniendo como solución el uso de dos o más elementos de bombeo ubicados en paralelo.

Finalmente, la eficiencia de bombeo para un abomba reciprocante con conductor externo se encuentra entre el rango de 85 – 92%. y la eficiencia de una bomba de acción directa se encuentra en el rango 65 – 83% al mismo tiempo dependiendo primordialmente en sus velocidades.

Bombas de carga para amina (p201a/b)

Bombas booster para amina (p-202a/b)

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