1ra Parte Monografia Tecno II

8/18/2019 1ra Parte Monografia Tecno II

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ESCUELA MILITAR DE INGENIERÍA“MCAL. ANTONIO JOSÉ DE SUCRE” “BOLIVIA”

MONOGRAFIA

TRABAJO EN GRUPO Y SIMULACION ASISTIDA POR

ORDENADOR COMO METODOLOGIA APLICATIVA MIXTA DE

ENSEÑANZA-APRENDIZAJE EN TECNOLOGIA DEL GAS II

SANTA CRUZ DE LA SIERRA !"#

ESCUELA MILITAR DE INGENIERÍA

“MCAL. ANTONIO JOSÉ DE SUCRE”

“BOLIVIA”

MONOGRAFIA

TRABAJO EN GRUPO Y SIMULACION ASISTIDA POR

ORDENADOR COMO METODOLOGIA APLICATIVA MIXTA DE

ENSEÑANZA-APRENDIZAJE EN TECNOLOGIA DEL GAS II

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TUTOR6 ING. ORLANDO MELGAR 7UEVEDO

SANTA CRUZ DE LA SIERRA, !"#


2/65

ÍNDICE

1 GENERALIDADES..............................................................................1

1.1 INTRODUCCIÓN.................................................................................1

1.2 ANTECEDENTES................................................................................4

1.3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.................................................5

1.3.1 IDENTIFICACIÓN DEL PROBLEMA...................................................5

1.3.2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA.....................................................5

1.3.3 DIAGRAMA ANÁLISIS CAUSA-EFECTO.........................................6

1.4 OBJETIVOS.........................................................................................7

1.4.1 OBJETIVO GENERAL.........................................................................7

1.4.2 OBJETIVOS ESPECFICOS...............................................................7

1.4.3 ACCIONES..........................................................................................7

1.5 METODOLOGIA..................................................................................!

1.6 ALCANCE..........................................................................................12

1.6.1 ALCANCE TEMÁTICO......................................................................12

1.6.2 ALCANCE GEOGRÁFICO................................................................12

1.6.3 ALCANCE TEMPORAL.....................................................................13

1.7 MARCO METODOLÓGICO...............................................................13

1.7.1 DISE"O DE INVESTIGACIÓN # TIPO DE ESTUDIO......................13

1.7.2 FUENTES DE INFORMACIÓN.........................................................13

2 MODULO DE RECOLECCION.........................................................14

2.1 INSTALACIONES DE SUPERFICIE.................................................14

2.1.1 SISTEMA DE PRODUCCIÓN...........................................................14


3/65

2.1.2 RECOLECCIÓN................................................................................14

2.1.2.1 E$%&'()*+',&$.................................................................................15

2.1.2.2 L/('$ , F+*0..................................................................................15

2.1.2.3 M+%+$ , R+(...................................................................16

2.1.2.4 C'+(%',&$......................................................................................17

2.1.2.5 T&''$ , L*,...........................................................................17

2.1.2.6 L/('$ , V(%...............................................................................18

2.1.2.7 P*(%$ , P&,*(......................................................................18

3 MODULO DE SEPARACION.............................................................21

3.1 DEFINICION DE UN SEPARADOR..................................................21

3.2 FUNCIONES DE UN SEPARADOR..................................................21

3.3 CONSIDERACIONES INICIALES PARA EL DISE"O DE UN

SEPARADOR.....................................................................................22

3.4 PARÁMETROS 9UE INTERVIENEN EN EL DISE"O DE

SEPARADORES................................................................................22

3.4.1 COMPOSICIÓN DEL FLUIDO 9UE SE VA A SEPARAR.................22

3.4.2 FLUJO NORMAL DE VAPOR............................................................23

3.4.3 PRESIÓN # TEMPERATURA DE OPERACIÓN...............................23

3.4.4 FACTOR DE COMPRESIBILIDAD DEL GAS :;< EN CONDICIONES

DE TRABAJO....................................................................................23

3.4.5 DENSIDAD DE LOS FLUIDOS EN LAS CONDICIONES DE

OPERACIÓN.....................................................................................23

3.4.6 VELOCIDAD CRTICA.......................................................................24

3.4.7 CONSTANTE DE = :SOUDERS > BRO?N


4/65

3.4.! RELACIÓN LONGITUD@DIÁMETRO.................................................25

3.4.1 DIMENSIONAMIENTO DEL SEPARADOR.......................................25

3.5 SECCIONES PRINCIPALES DE LOS SEPARADORES..................25

3.5.1 PRIMERA SECCIÓN DE SEPARACIÓN...........................................25

3.5.2 SECCIÓN DE LAS FUER;AS GRAVITACIONALES........................25

3.5.3 SECCIÓN DE ATRACCIÓN DE NIEBLA...........................................26

3.5.4 SECCIÓN DE ACUMULACIÓN DE L9UIDO...................................26

3.6 DISPOSITIVOS INTERNOS DEL SEPARADOR..............................28

3.6.1 DESVIADORES DE ENTRADA........................................................28

3.6.2 PLACAS ANTIESPUMA....................................................................28

3.6.3 ROMPEDORES DE VÓRTICES.......................................................2!

3.6.4 ETRACTOR DE NEBLINA..............................................................2!

3.6.5 ROMPEDORES DE OLAS................................................................3

3.7 ACCESORIOS ETERNOS..............................................................31

3.7.1 VÁLVULA DE SEGURIDAD # ALIVIO...............................................313.7.2 VÁLVULAS DE CONTROL DE CONTRA-PRESIÓN........................31

3.7.3 VÁLVULAS DE CONTROL DE L9UIDO..........................................31

3.7.4 DISPOSITIVOS DE ALIVIO...............................................................31

3.7.5 LNEAS DE DESCARGA...................................................................32

3.8 CLASIFICACIÓN DE LOS SEPARADORES.....................................32

3.8.1 SEPARADORES BIFÁSICOS...........................................................32

3.8.2 SEPARADORES TRIFÁSICOS.........................................................32

3.8.3 SEPARADORES ORI;ONTALES...................................................32

3.8.4 SEPARADORES VERTICALES........................................................34


5/65

3.! CONSIDERACIONES GENERALES PARA ESTIMAR LAS

DIMENSIONES EN SEPARADORES ORI;ONTALES..................35

3.1 CONSIDERACIONES GENERALES PARA ESTIMAR LAS

DIMENSIONES EN SEPARADORES VERTICALES........................35

3.11 PARÁMETROS 9UE INTERVIENEN EN EL DIMENSIONAMIENTO

DE SEPARADORES..........................................................................38

3.11.1 VOLUMEN DE OPERACIÓN............................................................38

3.11.2 TIEMPO DE RETENCIÓN.................................................................38

3.11.3 NIVEL BAJO-BAJO DE L9UIDO :O BAJO CUANDO APLI9UE


6/65

4.2.4 ENFRIADOR DE CONDENSADO.....................................................45

4.2.5 PRECALENTADOR...........................................................................46

4.2.6 ACUMULADOR DE REFLUJO..........................................................46

4.2.7 BOMBA DE REFLUJO.......................................................................46

5 MARCO PRÁCTICO..........................................................................48

BIBLIOGRAFÍA......................................................................................................4!

51


7/65

ÍNDICE DE TABLAS

P8&

TABLA 1. ACCIONES DE LA INVESTIGACIÓN........................................................8

TABLA 2. O&)'('( , +' &$'....................................................................1

TABLA 3. TIEMPO DE RETENCIÓN EN FUNCIÓN A LA GRAVEDAD DEL

PETRÓLEO.............................................................................................................24

TABLA 4. NOMENCLATURA PARA NIVELES DE L9UIDO..................................37

TABLA 5. RELACIÓN DE NIVELES DE L9UIDO..................................................37


8/65

ÍNDICE DE FIGURAS

P8&

FIGURA 1. ANÁLISIS CAUSA-EFECTO...................................................................6

FIGURA 2. C&()&'' , '%,',$..................................................................11

FIGURA 3. MHLTIPLE DE RECOLECCIÓN...........................................................16

FIGURA 4. LNEA DE FLUJO..................................................................................16

FIGURA 5. CALENTADOR......................................................................................17

FIGURA 6. LNEA DE VENTEO..............................................................................18

FIGURA 7. PUENTES DE PRODUCCIÓN..............................................................1!

FIGURA 8. SECCIONES DE UN SEPARADOR VERTICAL...................................27

FIGURA !. SECCIONES DE UN SEPARADOR ORI;ONTAL.............................27

FIGURA 1. DESVIADORES DE ENTRADA..........................................................28

FIGURA 11. ROMPEDOR DE VÓRTICE................................................................2!FIGURA 12. E%&'%& , N+('............................................................................2!

FIGURA 13. ETRACTOR DE NIEBLA TIPO ALETA..........................................3

FIGURA 14. ETRACTOR DE NIEBLA TIPO CICLÓN.......................................3

FIGURA 15. ROMPEDOR DE OLA.........................................................................31

FIGURA 16. SEPARADOR ORI;ONTAL..............................................................33

FIGURA 17. SEPARADOR VERTICAL...................................................................34

FIGURA 18. NIVELES DE L9UIDO :SEPARADOR ORI;ONTAL


9/65

PRESENTACION

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10/65

BCarlos Andres Velasquez Gutierrez

Gerente General EMIH


11/65

GENERALIDADES

ING. PETROLERA – EMI SANTA CRUZ

" GENERALIDADES

"." INTRODUCCI9N

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12/65

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13/65

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14/65

". ANTECEDENTES

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:#PFB


15/65


16/65


17/65

".:.: DIAGRAMA AN;LISIS CAUSA-EFECTO

FIGURA ". AN;LISIS CAUSA-EFECTO

7

- E F E C T O

3 & - 3 2 '


18/65

".< OBJETIVOS

".


19/65


20/65

F*(%Q +'&'( &'

".# METODOLOGIA

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1


21/65

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11


22/65

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12


23/65

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".H ALCANCE

".H." ALCANCE TEM;TICO

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".H. ALCANCE GEOGR;FICO

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13


24/65

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".H.: ALCANCE TEMPORAL

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". MARCO METODOL9GICO

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".." DISEÑO DE INVESTIGACI9N Y TIPO DE ESTUDIO

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".. FUENTES DE INFORMACI9N

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25/65

MARCO TEÓRICO



26/65

CAPITULO 2. MODULO DE RECOLECCION


2


27/65

MODULO DE RECOLECCION

." INSTALACIONES DE SUPERFICIE

."." SISTEMA DE PRODUCCI9N

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.". RECOLECCI9N

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3


28/65

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.".. LÍNEAS DE FLUJO

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4


29/65

FIGURA :. MLTIPLE DE RECOLECCI9N

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FIGURA


30/65

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."..< CALENTADORES

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31/65

."..H LÍNEAS DE VENTEO

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FIGURA H. LÍNEA DE VENTEO

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.".. PUENTES DE PRODUCCI9N

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7


32/65

FIGURA . PUENTES DE PRODUCCI9N

F*(%Q P+'(%' , T&'%'(% , G'$ C+'- P%&&'$ E(&)/' S.A.

8


33/65

CAPITULO 3. MODULO DE SEPARACION


!


34/65

: MODULO DE SEPARACION

:." DEFINICION DE UN SEPARADOR

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:. FUNCIONES DE UN SEPARADOR

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1


35/65

:.: CONSIDERACIONES INICIALES PARA EL DISEÑO DE UN

SEPARADOR

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E+ * $& &$% , +' ($%&*(%'( ',*',' '&' $* K*(('(%

',*', $)*& ( + '& , +' *(,',@+'(%' ' +' * &%(.

:.< PAR;METROS 7UE INTERVIENEN EN EL DISEÑO DE

SEPARADORES

:.


36/65

:.


37/65

:.$ T*+40$>40°API 1 ' 2

25-40°API 1 ' 3


38/65

:.


39/65

*$'( %'*$ %&$ %$ , %&'%&$ , (+' ( + K( , (%&+'& +'

K&'( , $*' +' %*&*+('.

:.#.: SECCI9N DE ATRACCI9N DE NIEBLA.

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:.#.< SECCI9N DE ACUMULACI9N DE LÍ7UIDO.

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,*&'(% +' &'(.

15


40/65

FIGURA . SECCIONES DE UN SEPARADOR VERTICAL

FIGURA Q. SECCIONES DE UN SEPARADOR ORIZONTAL

16


41/65

:.H DISPOSITIVOS INTERNOS DEL SEPARADOR

:.H." DESVIADORES DE ENTRADA

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FIGURA "!. DESVIADORES DE ENTRADA

:.H. PLACAS ANTIESPUMA

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$ +' &('+ '*$' '&' *( &(,(% & ( +$ $'&',&$. L' $'&'(

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17


42/65

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:.H.: ROMPEDORES DE V9RTICES

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&+' ( +' $'+,' , +/*,.

FIGURA "". ROMPEDOR DE V9RTICE

:.H.< EXTRACTOR DE NEBLINA

FIGURA ". E'(0$' / N254%(

18


43/65

R%(( +'$ '&%/*+'$ +/*,'$ '$%' * ',*&( *( %''$*K(%(% )&'(, '&' * + $ $*& %'(% +' %($($*&K'+ +' '( , '&&'$%& &,*,' & + )'$.

FIGURA ":. EXTRACTOR DE NIEBLA TIPO ALETA

C($$%( ( *( +'&(% K&', & +('$ , %'+ +','$'&'++'(% ( *(' $&$ , +$++$ &+%&$ , +/*,.

FIGURA "


44/65

FIGURA "#. ROMPEDOR DE OLA

:. ACCESORIOS EXTERNOS

:.." V;LVULA DE SEGURIDAD Y ALIVIO

S( +*+'$ * $ '+&'( ' +' ' &$( , &'( $&( '&'

&%)& +' (%)&,', K/$' ,+ * (%&' &$($ $'$ ( + '$ ,

$%& '+)*(' $%&*( ( +'$ $'+,'$ *( '*(% '(&'+ ( +' (%&','.

:.. V;LVULAS DE CONTROL DE CONTRA-PRESI9N

V'( +','$ ( +' %*&/' , $'+,' , )'$ ,+ $'&',& (%&+'( +' &$(

,+ $'&',&.

:..: V;LVULAS DE CONTROL DE LÍ7UIDO

V'( ( +'$ ,$'&)'$ , +/*,$ $( &)*+',&'$ ,'(% *( (%&+',& ,

(+ , +/*,$.

:..< DISPOSITIVOS DE ALIVIO

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,$$%$ , '+ , &$( *(' +*+' , '+ , &$(

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2


45/65

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'+.

:..# LÍNEAS DE DESCARGA

L'$ +/('$ , ,$'&)' , +$ ,$$%$ , '+ , &$( ,&(

($,&'&$ , '(&' (,,*'+ *(' ,$*$( ,%'++',' $& + '&%*+'& '

$ '++ ,+ '+'( , $%' $K'(.

:. CLASIFICACI9N DE LOS SEPARADORES

:.." SEPARADORES BIF;SICOS

S( &(%$ ''$ , $'&'& + )'$ +/*, ($+. S +'( '&'

,0'& + $ +& $+ + )'$ ,+ %&+ &$' ' &$($

%&'%*&'$ ,K(,'$.

:.. SEPARADORES TRIF;SICOS

S( &(%$ ''$ , $'&'& + )'$ +'$ ,$ K'$$ , +/*,$ ($+$.P& + )(&'+ &$*+%'( * )&'(,$ &* $ ,$'( '&' )'&'(%'& *

''$ K'$$ :%&+ ')*'$< $'+)'( +%'(% +&$ *(' , +' %&' :')*'

$( %&+ %&+ $( ')*'


46/65

K(, ,+ &(% , &+(. E$%' $( , &+( , +/*, &

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+/*, (%&+' +' +*+' , ,$'&)'.

E+ )'$ K+* $& + ,$',& , ()&$ +*) &(%'+(% & , , +'

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$%' $( )%'$ *'$ , +/*, * ( K*&( $'&','$ & + ,$',&

, ()&$ $( $'&','$ & +' )&',', '( ' +' (%&K' , )'$ - +/*,$.

A+)*('$ )%'$ $( , *( ,%& %'( * * ( $( K+(% $'&','$( +' $( , '$(%'(% , )&',',. P& + %'(% '(%$ * + )'$ $'+)'

,+ &(% '$' & *(' $( , K*(,( *( %&'%& , (+('. E$%'

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''& + &' , (%&K' , )'$ - +/*,$.

22


47/65

FIGURA "H. SEPARADOR ORIZONTAL

:..< SEPARADORES VERTICALES

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&(% +*) '0' ' +' $'+,' , +/*,$. C*'(, + +/*, ++)' '+ *+&

+'$ *&*0'$ , )'$ K+*( ( $(%, (%&'& ' +' ,&( ,+ K+*0 , +/*,$

(%*'+(% )&'( '+ $' , '&. E+ (%&+',& , (+ +' +*+' ,

,$'&)' , +/*,$ &' , +' $' K&' ( + $'&',& &(%'+.

E+ )'$ K+* $& + ,$',& , ()&$ +*) '&&' '' +' $'+,' , )'$. E(

+' $( , '$(%'(% , )&',', +'$ )%'$ , +/*, '( '' ''0 (

$(%, *$% ' +' ,&( ,+ K+*0 , )'$. E+ )'$ '$' & +' $( ,

K*(,(@%&'%& , (+(' '(%$ , $'+& ,+ &(%. L' &$( + (+ $(

'(%(,$ , +' $' K&' * ( + $'&',& &(%'+

FIGURA ". SEPARADOR VERTICAL

23


48/65

:.Q CONSIDERACIONES GENERALES PARA ESTIMAR LAS

DIMENSIONES EN SEPARADORES ORIZONTALES

• E+ (+ , +/*, , ,0'& *(' '+%*&' /(' , 15 *+)','$ '&'

+ $' , '& & (*(' $% (+ ,& $%'& & (' , +' +/('

,' ,+ $'&',&.• L'$ $'+,'$ , +/*, ++'&( '$&$ '(%&%$.• S $K'( '+&$ , L@D (%& 2.5 '$%' 6.• V+*( , &'( $' + +*( &(,, (%& + (+

:NAL< + (+ /( :NBL


49/65


50/65

NBB N+ '0-'0 , +/*, LLL

TABLA %6 E5(2$'(04% +'$+4(

R5(04% / %4?5 / 5*>4/$

ALTURASÍMBOL

OCRITERIOS

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%'& 1 1.3 15 , D :*$ + '& '+&<

E$' '&'&(

2

E$' '&'

&(3 2 5 , D :*$ + '& '+&<

A+'&' '+% (+ 4 1.3 [ \ :,%& , +' *++' , (%&','<

A+% (+ +/*, 59+@% , &$*$%' ,+ &',& :1-2(<

B'0 (+ +/*, 6 9+@% , &%((

A+'&' '0 (+ 79+@% , &$*$%' ,+ &',& :1-2(<

A+%*&' 8

C(%&+',& , (+ (( & +K(,].5

C(%&+',& , (+ (%',+'%&'+(%].!8

TABLA #. RELACI9N DE NIVELES DE LÍ7UIDO

F>%6 E5(2$'(04% +'$+4(

26


51/65

:."" PAR;METROS 7UE INTERVIENEN EN EL DIMENSIONAMIENTO

DE SEPARADORES

:.""." VOLUMEN DE OPERACI9N

E$ + +*( , +/*, $%(% (%& NAL NBL. E$% +*( %'(

(, +*( &%(, , +/*, ( ()+$ $*&) +*

+*, +,* $ K0' , '*&, ' +$ &*&(%$ ,+ &$ '&' '$)*&'&

*( (%&+ ',*', (%(*,', , +'$ &'($ ,*&'(% &%*&'($

&'('+$ '&' && $*K(% +*( , +/*, '&' *(' '&','

&,(',' $)*&' *'(, $ $*,( &%*&'($ '&$ , &'(.

:."". TIEMPO DE RETENCI9N

E$ + % &&$(,(% ( + *'+ + K+*0 , +/*, *, ++('& + +*(

, &'( ( + &(% '0 $%*,. L' '&/' , +'$ $ *'(, $

*& $K'& + +*( , &'( + * &'+(% $ (,' $ *(%$

(*%$ ,( %&'($*&&& (%& NAL NBL. T'( $ (, ( ()+$

$*&) %.

:."".: NIVEL BAJO-BAJO DE LÍ7UIDO KO BAJO, CUANDO APLI7UE

L' ,$%'(' /(' ,$, + (+ '0-'0 , +/*, $ $ %( *( I(%&&*%&

@ '+'&' , (+ '0-'0 , +/*, : (+ '0 $ ( $ %( *( (%&&*%&

@ '+'&' , (+ '0-'0


52/65


53/65

CAPITULO 4. ESTABILIZACIÓN DE CONDENSADOS


:.".: PAR;METROS A DETERMINAR PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE

SEPARADORES

E$ K*(,'(%'+ ,%&('& &%'$ '&'%&/$%'$ )%&'$ '&' %(& *('

$'&'( K(% , +$ K+*,$ &((%$ ,+ & + %'(% $ ($%'

,K(&Q

• C'',', , )'$.• C'',', , +/*,.• D%& ,+ $'&',&.• L()%*, ,+ $'&',&.• D($( *'( , +'$ ,$%(%'$ *++'$ ,+ $'&',& +

,$$% %&'%& , (+('.

2!


54/65

"

3


55/65

< ESTABILIZACION DE CONDENSADOS


56/65

*'+*& ,&'&*&. L'$ +*+'$ , %'( )+'( ( '& &', *

%&$ ,&'&*&$ & $% 0& *(' '& &$( ,(%& , *( $'&',&. E+

(% +*+'& , +$ ,&'&*&$ ( $ %$ , '&( $

* +(% & + * 0&( &$($ * *'$ ,(%& , *( $'&',&. L'

&$( , '& , *(' +' , ,&'&*&$ $ )*'+ ' +' $*' , +$

&,*%$ , +' &$( , '& & +' K&'( +'& ,+ ((% ( +'

+'.


57/65


58/65


59/65

S + (K&',& , '% + (,($',& , &K+*0 $( '$ ,+ % $+ '&

)(&'+(% $( (%',$ ( *(' $+' $%&*%*&' *$(,$ *( (%+',& (

'&' ''$ *(,',$.


60/65

MARCO PRÁCTICO

SIMULACION HYSYS


C( K&*(' $ ,$( , *(' ' , &+ +' *'+ $ ,(%' ' +'

*(,', ( &'(. E$%' $ *$' *'(, +' *(,', * $ (*(%&' ( &'(

, $& ,$(%',' '&' &&('&+ '(%((%.

36


61/65

37


62/65

# MARCO PR;CTICO

38


63/65


3!

BIBLIOGRAFÍA


64/65

BIBLIOGRAFÍA

4


65/65

CONCLUSIONES

1ra Parte Monografia Tecno II

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