Presentacin de PowerPoint
Alejandro Chacn MantillaCarolina Pereira SantanaJuan Camilo MolanoGroup D1
MSc. Nicols Santos Santos
School of Petroleum EngineeringGas engineeringBucaramanga 2015
OIL AND GAS SEPARATIONEquipment and Design
Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.co1SALUD OCUPACIONAL - TEMA EXPOSICIONAGENDAFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.co
INTRODUCTIONSource: Bothamley, Mark; Campbell, J M. 2013 Quantifying Separation Performance, Gas/Liquid SeparatorsFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coTHEORY
SettlingSource: Arnol, K. Surface Production Operations. Volume 1. Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coTHEORYSettlingSource: Arnol, K. Surface Production Operations. Volume 1. Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coNewton Coefficient of Drag, CD104103102101Spheres (observed)Disks (observed)Cylinder (observed)length = 5 diametersStokes'LawReynolds Number, Re10-310-210-1110102103104105106THEORYSettlingSource: Arnol, K. Surface Production Operations. Volume 1. Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coCollisionTHEORYFuente: Arnol, K. Surface Production Operations. Volume 1. Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coPRINCIPAL FACTORS AFFECTING THE EFFICIENCY OF GAS-LIQUID SEPARATIONFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coSEPARATOR COMPONENTS
Functional Section of Gas Liquid SeparadorABInlet DeviceGas gravity separationCDLiquid gravity separationMist ExtraccinLiquid OutletGas OutletTwo PhaseInletLiquid OutletTwo PhaseInletGas OutletMesh PadVortex BreakerAABBCCDDFuente: Arnol, K. Surface Production Operations. Volume 1. Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.co
Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.co
VESSEL INTERNALSBaffle platesInlet Diverters Wave BreakersDefoaming PlatesVortex BreakerStilling WellSand Jets and DrainsMist ExtractorVessel InternalsCentrifugal divertersElbowsImpingement TypeBafflesWire MeshMicro FiberCentrifugalCoalescing packFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coVESSEL INTERNALSBaffle platesInlet Diverters Centrifugal divertersElbowsDiverter BaffleTangential Baffle
Liquid OutletTwo Phase InletGas OutletVortex Breaker
Liquid OutletGas OutletMesh PadInlet diverterTwo Phase InletFuente: Arnol, K. Surface Production Operations. Volume 1. Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coVESSEL INTERNALSBaffle platesInlet Diverters Centrifugal divertersElbows
CycloneBaffleInlet FlowInlet FlowFuente: Arnol, K. Surface Production Operations. Volume 1. Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coVESSEL INTERNALSWave BreakersDefoaming PlatesFuente: Arnol, K. Surface Production Operations. Volume 1.
Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coVortex BreakerVESSEL INTERNALS
Sand Jets and DrainsJet Water Outlet (Typical Every Five FeetSand Jet Water Inlet (Typical Every Five Feet)Fuente: Arnol, K. Surface Production Operations. Volume 1. Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coVESSEL INTERNALSMist ExtractorImpingement TypeBafflesWire MeshCentrifugalCoalescing packInertial ImpactionBrownian ImpactionDirect ImpactionFuente: Arnol, K. Surface Production Operations. Volume 1. Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coVESSEL INTERNALSMist ExtractorImpingement TypeBafflesWire MeshCentrifugalCoalescing pack
Fuente: Arnol, K. Surface Production Operations. Volume 1. Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coVESSEL INTERNALSMist ExtractorImpingement TypeBafflesWire MeshCentrifugalCoalescing pack
Fuente: Arnol, K. Surface Production Operations. Volume 1. Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coVESSEL INTERNALSMist ExtractorImpingement TypeBafflesWire MeshCentrifugalCoalescing pack
Fuente: Arnol, K. Surface Production Operations. Volume 1. Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coVESSEL INTERNALSMist ExtractorImpingement TypeBafflesWire MeshCentrifugalCoalescing pack
Fuente: Arnol, K. Surface Production Operations. Volume 1. Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coHorizontal (advantages) SEPARATOR SELECTIONFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coHorizontal (disadvantages) SEPARATOR SELECTIONFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coVertical (advantages) SEPARATOR SELECTIONFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coVertical (disadvantages) SEPARATOR SELECTIONFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.co
SEPARATOR SELECTIONSource: Gamboa Gmez, Diego Felipe y Pea Saenz, Yuly Paola. Determinacin de estndares operativos para separadores. 2007Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.co
SLUG CATCHERSource: Arnol, K. Surface Production Operations. Volume 1. Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coInletFlowstreamOutlet toGas Processing FacilitiesLiquidFingersLiquidFingersTo FWKOHeaderFWKOSLUG CATCHERSource: Arnol, K. Surface Production Operations. Volume 1. Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.co
Pressure ControlPressure ReliefValveInletLiquid LevelControlLiquid OutletReleaseGas outletVERTICAL SEPARATORSSource: Gamboa Gmez, Diego Felipe y Pea Saenz, Yuly Paola. Determinacin de estndares operativos para separadores. 2007Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.co
Pressure controlGas outletPressure Relief ValveInletLiquid Level ControlLiquid OutletReleaseCyclonic Inlet DeflectorLevel Control FloatMist ExtractorVERTICAL SEPARATORSSource: Gamboa Gmez, Diego Felipe y Pea Saenz, Yuly Paola. Determinacin de estndares operativos para separadores. 2007Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coVERTICAL SEPARATORSdGas OutLiquid DropletFD =Drag ForceFB =Bouyant (Settling) ForceVgVt = SettingVelocityRelative ToGas PhaseDesign Source: Arnol, K. Surface Production Operations. Volume 1. Where
d =vessel internal diameter, in. ,T =operating temperature, (R),Qg =gas flow rate, MMscfd,P =operating pressure, psia (kPa),Z =gas compressibility,CD =drag coefficient, dm=liquid droplet to be separated, micron,g=density of gas, lb/ft3,l=density of liquid, lb/ft3.Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coGas OutletMist ExtractorInletDiverterSectionLiquidCollectionSectionInletd4"h24" Min.d + 6" or 42" Min.6"Liquid OutletGravitySettlingSectionVERTICAL SEPARATORSDesign Source: Arnol, K. Surface Production Operations. Volume 1. Where
d =vessel internal diameter, in,h = height of the liquid volume, in,tr= desired retention time for the liquid, min,Ql= liquid flow rate, bpd.Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coGas OutletMist ExtractorGravitySettlingSectionInletDiverterSectionLiquidCollectionSectionInletd4"h24" Min.d + 6" or 42" Min.6"Liquid OutletFor diameters 36 inFor diameters > 36 inShell LengthVERTICAL SEPARATORSDesign Source: Arnol, K. Surface Production Operations. Volume 1. Where
Lss = seam-to-seam length, ft, h = height of liquid level, in,d = vessel ID, in.Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coVERTICAL SEPARATORSDesign (Procedure)Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coGas flow rate10 MMSCFD at 0.6 specific gravityOil flow rate2,000 BOPD at 40APIOperating pressure1,000 psiaOperating temperature60FDroplet size removal140 micronsRetention time3 minVERTICAL SEPARATORSDesign (Example)Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.co1. Calculate CDVERTICAL SEPARATORSDesign (Example)Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.co1. Calculate CDAssume CD = 0.34VERTICAL SEPARATORSDesign (Example)Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.co1. Calculate CDAssume CD = 0.712Assume CD = 0.822VERTICAL SEPARATORSDesign (Example)Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.co1. Calculate CDAssume CD = 0.844Assume CD = 0.85VERTICAL SEPARATORSDesign (Example)Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.co2. Gas capacity constrainVERTICAL SEPARATORSDesign (Example)Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coVertical Separator Example Diameter vs. Length for Liquid Capacity ConstraintTr (min)d (in.)h (in.)Lss (ft)12Lss / d32486.813.66.83055.611.04.43638.69.63.24228.38.72.54821.78.12.022457.911.25.63037.09.43.83625.78.52.84218.97.92.312428.98.74.43018.57.93.23612.97.42.5VERTICAL SEPARATORSDesign (Example)Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.co
TWO PHASE SEPARATIONHORIZONTAL SEPARATOREntrada de fluidosVlvula de alivioDisco de rupturaManmetroControlador de PresinSalida GasVisorSalida de lquidoDrenajeBasesFuente: Gamboa Gmez, Diego Felipe y Pea Saenz, Yuly Paola. Determinacin de estndares operativos para separadores. 2007Equipment Description: Exterior view Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.co
TWO PHASE SEPARATIONHORIZONTAL SEPARATORFuente: Gamboa Gmez, Diego Felipe y Pea Saenz, Yuly Paola. Determinacin de estndares operativos para separadores. 2007Equipment Description: Internal viewEntrada de fluidosDeflector de entradaPlatos CoalescentesManmetroSalida GasVisorSalida de lquidoDrenajeFlotadorRompedor de remolinosExtractor de nieblaFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coTWO PHASE SEPARATIONHORIZONTAL SEPARATORFuente: Gamboa Gmez, Diego Felipe y Pea Saenz, Yuly Paola. Determinacin de estndares operativos para separadores. 2007Equipment Description: Lateral view
Entrada de fluidosPlatos CoalescentesSalida GasSalida de lquidoDrenajeExtractor de nieblaFlotadorSeccin de separacin gravitacionalAlmacenamiento de lquidoSeccin de separacin primariaFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coHORIZONTAL SEPARATORFIELD UNITS:
WHERE:
d = vessel internal diameter, inLeff = effective length of the vessel separation occurs, ftT = operating temperatura, RQg = gas flow rate, MMscfdP = operating pressure, psia
Z = gas compressibility CD = drag coefficient dm = liquid droplet to be separated, microng = density of gas, lb/ftcubl = density of liquid, lb/ftcub
GAS CAPACITY CONSTRAINTDesignFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coEQUATIONS ARE DERIVED AS FOLLOWS
Determine gas velocity:Where:A = ft*ft D = ft d = inchesQ = ftcub/s.
Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coQg is in MMscfd:EQUATIONS ARE DERIVED AS FOLLOWS
Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coEQUATIONS ARE DERIVED AS FOLLOWSSet the residence time of the gas equal to the time required for thedroplet to fall to the gas-liquid interface:
Recalling thatFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.co
EQUATIONS ARE DERIVED AS FOLLOWS
we have:Setting tg = tdFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.co
WHERE:
tr = desired retention time for the liquid, min.
Ql = liquid flow rate, bpd FIELD UNITS:LIQUID CAPACITY CONSTRAINTDesignHORIZONTAL SEPARATORFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coEQUATIONS ARE DERIVED AS FOLLOWS
Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coEQUATIONS ARE DERIVED AS FOLLOWSQL is in BPD,
Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFIELD UNITS:
For gas capacitySEAM-TO-SEAM LENGTHSeam-to-Seam Length = Lss InletEffective Length = LeffExitTrajectory of Liquid Design Liquid Drop. dmmVgVgVtFBFuente: Arnol, K. Surface Production Operations. Volume 1. DesignHORIZONTAL SEPARATORFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coSEAM-TO-SEAM LENGTH 3 < (12Lss / d) > 4Optimum rankFor liquid capacitySLENDERNESS RATIODesignHORIZONTAL SEPARATORFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coGiven:
Gas flow rate: 10 MMscfd at 0.6 specific gravity
Oil flow rate: 2,000 BOPD at 40API
Operating pressure: 1,000 psia
Operating temperature: 60F
Droplet size removal: 140 microns
Retention time: 3 minutesEXAMPLE SIZING (FIELD UNITS) Design (Example)HORIZONTAL SEPARATORFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coCalculate CD
Gas capacity constraint
dLeff = 39.85 SOLUTION CD= 0.85112Design (Example)HORIZONTAL SEPARATORFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coLiquid capacity constraint
3Design (Example)HORIZONTAL SEPARATORFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coCompute seam-to-seam length for various d
For gas capacityFor liquid capacity5Compute slenderness ratios, 12Lss/d. Choices in the range of 3 to 4 are common.Choose a reasonable size with a diameter and length combination above both the gas capacity and the liquid capacity constraint lines.3 < (12Lss / d) < 4Optimum rank64Design (Example)HORIZONTAL SEPARATORFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coHORIZONTAL SEPARATOR EXAMPLE DIAMETER VS. LENGTHd (n)Gas Leff (ft)Liquid leff (ft)Lss (ft)12Lss/d20221.428.517.1241.714.919.910301.39.512.75.1361.16.69.13.03420.94.97.42.1Design (Example)HORIZONTAL SEPARATORFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.co
THREE PHASE SEPARATIONFuente: Arnol, K. Surface Production Operations. Volume 1. Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coTHREE PHASE SEPARATIONFuente: Arnol, K. Surface Production Operations. Volume 1.
FIELD UNITS
Vt = terminal settling velocity, ft/s (m/s),SG = difference in specific gravity relative to water between the oil and the water phasesdm = drop size, microns, = viscosity of continuous phase, cp.Gas SeparationOil - Water SeparationFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coVertical Separators SizingTHREE PHASE SEPARATION1The first step in sizing a horizontal separator is to establish the design basis. This includes specifying:
maximum and minimum flow ratesOperating pressure and temperatureDroplet size to be removedOil gravityGas gravityRetention time Oil and WaterViscosity Oil and WaterDrag coefficient
Oil Retention TimeCondensate25 Light crude oil (3040)57.5Intermediate crude oil (2030)7.510Heavy crude oil (less than 20)10+Fuente: Arnol, K. Surface Production Operations. Volume 1. Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coVertical Separators SizingTHREE PHASE SEPARATIONFIELD UNITS:WHERE:
d = vessel internal diameter, inLeff = effective length of the vessel separation occurs, ftT = operating temperatura, RQg = gas flow rate, MMscfdP = operating pressure, psia
Z = gas compressibility CD = drag coefficient dm = liquid droplet to be separated, microng = density of gas, lb/ftcubl = density of liquid, lb/ftcub
GAS CAPACITY CONSTRAINT
2Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coVertical Separators SizingTHREE PHASE SEPARATIONFIELD UNITS:LIQUID CAPACITY CONSTRAINT3Settling water droplets from oil phase
FIELD UNITS:Settling oil from water phase
Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coVertical Separators SizingTHREE PHASE SEPARATIONRETENTION TIME CONSTRAINT4
FIELD UNITS:SEAM TO SEAM LENGTH5FIELD UNITS:
Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.co
Vertical Separators SizingSLENDERNESS RATIO6Check the slenderness ratios. Slenderness ratios between 1.5 and 3are common.THREE PHASE SEPARATIONFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coEXAMPLE SIZING (FIELD UNITS) Design (Example)VERTICAL SEPARATORFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coSolution Design (Example)VERTICAL SEPARATOR12The minimum diameter required to settle a liquid droplet through the gas phase.
Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coDesign (Example)VERTICAL SEPARATOR3The minimum diameter required for water droplets to settle through the oil phase
4The minimum diameter required for oil droplets to settle through the water phase
Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coDesign (Example)VERTICAL SEPARATOR5Select the largest diameter from steps 24 as the minimum inside diameter required.
67Compute seam-to-seam length (Lss). Select the larger value from. Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coDesign (Example)VERTICAL SEPARATORFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coDesign (Example)VERTICAL SEPARATOR8Compute the slenderness ratio. Select a reasonable diameter and length. Slenderness ratios (12Lss/d) on the order of 1.5 to 3 are common.8Select 90 in outside diameter (OD) 20 ft seam-to-seamlength (s/s). Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coTHREE PHASE SEPARATIONEquipment Description Horizontal Separators
Fuente: Arnol, K. Surface Production Operations. Volume 1. Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.co
THREE PHASE SEPARATIONEquipment Description Horizontal SeparatorsFuente: Gamboa Gmez, Diego Felipe y Pea Saenz, Yuly Paola. Determinacin de estndares operativos para separadores. 2007Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coHorizontal Separators Sizing Half Full THREE PHASE SEPARATION1The first step in sizing a horizontal separator is to establish the design basis. This includes specifying:
maximum and minimum flow ratesOperating pressure and temperatureDroplet size to be removedOil gravityGas gravityRetention time Oil and WaterViscosity Oil and WaterDrag coefficient
Oil Retention TimeCondensate25 Light crude oil (3040)57.5Intermediate crude oil (2030)7.510Heavy crude oil (less than 20)10+Fuente: Arnol, K. Surface Production Operations. Volume 1. Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coHorizontal Separators Sizing Half Full THREE PHASE SEPARATIONFIELD UNITS:WHERE:
d = vessel internal diameter, inLeff = effective length of the vessel separation occurs, ftT = operating temperatura, RQg = gas flow rate, MMscfdP = operating pressure, psia
Z = gas compressibility CD = drag coefficient dm = liquid droplet to be separated, microng = density of gas, lb/ftcubl = density of liquid, lb/ftcub
GAS CAPACITY CONSTRAINT
Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coHorizontal Separators Sizing Half Full THREE PHASE SEPARATIONFIELD UNITS:WHERE:
Qw = water flow rate, BPD(tr)w = water retention time, min,Qo = oil flow rate, BPD (tr)o = oil retention time, min.
LIQUID CAPACITY CONSTRAINTFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coHorizontal Separators Sizing Half Full THREE PHASE SEPARATIONFIELD UNITS:SETTLING WATER DROPLETS FROM OIL PHASE
2FIELD UNITS:SEPARATING OIL DROPLETS FROM WATER PHASE2
Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coHorizontal Separators Sizing Half Full THREE PHASE SEPARATION
Size distribution varies widely for different process condition and crude and wter propertiesFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coHorizontal Separators Sizing Half Full THREE PHASE SEPARATIONMAXIMUM DIAMETERFor a given oil retention time [tro] and a given water retention time [(trw]Compute (ho)max. Use 500-micron droplet if no other information is available. Compute (hw)max. 12Calculate the fraction of the vessel cross-sectional area occupied by the water phase.
3Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.co
Determine the coefficient .Calculate dmax fromTHREE PHASE SEPARATIONMAXIMUM DIAMETER34Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coCalculate dmax for gas capacity constraintTHREE PHASE SEPARATIONMAXIMUM DIAMETER5
>>Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coGAS CAPACITY CONSTRAINT
FIELD UNITS:
LIQUID CAPACITY CONSTRAINTFIELD UNITS:Horizontal Separators Sizing Half Full THREE PHASE SEPARATION4Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coHorizontal Separators Sizing Half Full THREE PHASE SEPARATIONFIELD UNITS:SEAM TO SEAM LENGTH
For vessels sized on a liquid capacity basis, some portion of the vessel length is required for inlet diverter flow distribution and liquid outlet.The seam-to-seam length should not exceed the following:(Gas capacity)(Liquid capacity)5Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coHorizontal Separators Sizing Half Full THREE PHASE SEPARATIONSLENDERNESS RATIO6Select a reasonable diameter and length. Slenderness ratios (12Lss/d) on the order of 3 to 5 are common.Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coEXAMPLE SIZING (FIELD UNITS) Design (Example)HORIZONTAL SEPARATORFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coSolution Design (Example)12Calculate maximum oil pad thickness (ho)max. Use 500-micron droplet size if no other information is available.
HORIZONTAL SEPARATORFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.co3Design (Example)45Calculate dmax.HORIZONTAL SEPARATORFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.co
Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.co6Design (Example)Calculate combinations of d, Leff for d less than dmax that satisfy the gas capacity constraint. Use 100-micron droplet size if no other information is available.Horizontal Three-Phase Separator Diameter vs. Length for Gas Capacity Constraintd (n)Leff (ft)601.7721.4841.2961.1Since the values of Leff are low, the gas capacity does not govern. HORIZONTAL SEPARATORFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.co7Design (Example)Calculate combinations of d, Leff for d less than dmax that satisfy the oil and water retention time constraints.8Estimate seam-to-seam length
(Gas capacity)(Liquid capacity)HORIZONTAL SEPARATORFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coHORIZONTAL SEPARATORDesign (Example)Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coDesign (Example)9Compute the slenderness ratio. Select a reasonable diameter and length. Slenderness ratios (12Lss/d) on the order of 3 to 5 are common.10Possible choices are 72 in diameter by 30 ft seam-by-seam and 84 in diameter by 25 ft seam-by-seam.HORIZONTAL SEPARATORFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coPOTENTIAL OPERATING PROBLEMSFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coBIBLIOGRAPHY
Arnol, K. Surface Production Operations. Volume 1.
Gamboa Gmez, Diego Felipe y Pea Saenz, Yuly Paola. Determinacin de estndares operativos para separadores. Tesis de grado UIS. 2007.
M.Campbell. Gas conditioning and processing. Volume 2: The Equipment Modules. 1984
Gas Processors Suppleters Association. Engineering Data Book. 2004. Facultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.coFacultad de Ciencias Facultad de Ingenieras Fsicos Qumicas Facultad de Ingenieras Fsicos Mecnicas Facultad de Ciencias Humanas Facultad de Salud Instituto de Proyeccin Regional y Educacin a Distanciawww.uis.edu.co
