DESHIDRATACION EN EQUIPOS DE SEPARACION TRIFASICADeshidratacin BacabSERVICIO INTEGRAL PARA EL TRATAMIENTO QUMICO DE CRUDO PESADO Y OPERACIN DEL SISTEMA DE SEPARACIN TRIFSICA, EN LA PLATAFORMA PP-BACAB-A DEL ACTIVO INTEGRAL KU-MALOOB-ZAAP

Contrato N 422200812

OBJETIVO GENERAL:

Al termino de este curso el personal Tcnico y Administrativo de Qumica Apollo, conocer el Sistema Trifsico, as como la operacin confiable para la deshidratacin de crudo pesado con la finalidad de incrementar el nivel de conocimientos de quien opere estos sistemas y as dar un mejor servicio al cliente.

ANTECEDENTESPetrleos Mexicanos (Pemex) es una empresa publica paraestatal creada en 1938, que cuenta con un Rgimen Constitucional para la explotacin de los recursos energticos (principalmente petrleo y gas natural)en territorio mexicano, por ejemplo: El AIKMZ se encuentra localizado a 105 km al noreste de Cd del Carmen, Campeche. Se encuentra constituido por los campos Ku, Maloob, Zaap, Bacab y Lum. Actualmente es el activo mas productivo en la Repblica Mexicana con una produccin de 850,000BPD de crudo maya en su mayora y 330 MMPCD de gas asociado, con 141 pozos operando. 53 pozos del campo Ku, 38 pozos del campo Maloob, 45 pozos del campo Zaap y 8 pozos del campo Bacab-A.

OBJETIVO PARTICULAR:

Al termino de este tema el personal tendr losconocimientos bsicos para realizar sus actividades en los trabajos de deshidratacin mediante la operacin de el sistema de separacin trifsica (aceite/agua/gas) logrando elevar el nivel de confiabilidad.

QUE ES UN SEPARADOR

Es un recipiente cilndrico normalmente horizontal, donde la velocidad de la corriente crudo, gas, agua reduce su velocidad para lograr separarlas. En la caera las 3 fases van mezcladas por la elevada velocidad. Dndole un tiempo de reposo la fase acuosa va al fondo del tanque, el crudo en una capa intermedia y el gas por encima. Se coloca un bafle dentro del tanque para separar las dos fases liquidas por caeras distintas, y por la parte superior se retira la corriente gaseosa. En la salida de la corriente gaseosa puede colocarse una malla de alambre (llamada demister) para eliminar las gotas que puedan ser arrastradas

Funciones de los Separadores

La energa del fluido al entrar al recipiente debe ser controlada. Las tasas de flujo de las fases liquida y gaseosa deben estar comprendidas dentro de ciertos lmites, que sern definidos a medida que se analice el diseo. Esto hace posible que la separacin inicial se efecte gracias a las fuerzas gravitacionales, las cuales actan sobre esos fluidos. La turbulencia que ocurre en la seccin ocupada por el gas debe ser minimizada. Las fases lquidas y gaseosas; luego de ser separadas, no pueden volverse a poner en contacto.

Las salidas de lquido deben estar provistas de controles de presin y nivel. Las regiones del separador donde se pueden acumular slidos deben en lo posible tener las provisiones para la remocin de los mismos. El separador requiere de vlvulas de alivio para evitar presiones excesivas. El separador debe poseer manmetros, termmetros y controles de nivel. Es conveniente que cada recipiente posea boquillas para inspeccin; para ciertas dimensiones la ASME exige bocas de visita (manholes).

PROCESO DE SEPARACION DE FASES EN UN SEPARADOR

El separador es un recipiente horizontal al cul ingresa el fluido proveniente de los pozos. Este fluido est compuesto por gas, petrleo y agua, que se separan en el equipo por gravedad.

Para la separacin de las fases, es utilizar un nico equipo: un Free Water Knock Out (FWKO). Este es un separador horizontal diseado a presin, en el cual se separan gas, agua y petrleo.

PASOS DE LA SEPARACIN1. El agua es la fase ms pesada, y es la que primero se retira, por el fondo del recipiente. 2. El petrleo es ms liviano que el agua y una vez separados rebalsa por encima del bafle, y se retira del recipiente por el fondo en el extremo opuesto a la entrada de fluido. 3. El gas es la fase ms liviana y la ms fcil de separar en este caso, se retira del separador por la parte superior en el extremo del recipiente, hacindolo pasar previamente por la caja de chicanas donde se desprende de las ltimas gotas de lquido que pudieron haber quedado suspendidas en la fase gaseosa.

Para que la separacin fase lquidas tenga lugar, las gotas deben:

Formarse. Crecer en tamao. Desplazarse Verticalmente. Las gotas de agua que se formen en el seno de la fase de petrleo descienden, y las de petrleo que se forman en la fase acuosa, ascienden.

FACTORES QUE INTERVIENEN EN LA SEPARACION

La separacin de las fases depende de diversos factores como:a) Tiempo de residencia en el equipo. b) Densidad y viscosidad de los fluidos, que a su vez dependen fuertemente de la: c) Temperatura de operacin. d) Distribucin de los tamaos de gotas de agua y petrleo en la entrada del equipo e) Velocidad del gas en el equipo. f) Presin de operacin.

TIEMPO DE RESIDENCIA

Para garantizar un tiempo de residencia adecuado para una fase lquida (petrleo y agua), se calcula el volumen necesario del separador, considerando los caudales de cada fase que se pretende separar. Quedan as determinados los niveles normales (NLL) de cada fase lquida dentro del recipiente. Estos niveles se controlan mediante vlvulas de control de nivel . Se debe controlar la altura de la interface petrleo-agua.

TEMPERATURA Para garantizar la temperatura adecuada, la corriente proveniente del pozo debe calentarse hasta 50C como mnimo. De ser necesario, se debe realizar un calentamiento previo.

PRESIN En muchos casos, para garantizar una presin de operacin adecuada, se establece un control de presin con una vlvula de control en la lnea de salida de gas.

VELOCIDAD DE GAS

Para garantizar una velocidad de gas adecuada, se dimensiona, considerando el flujo transversal de gas en el equipo, la seccin que se requiere para lograr la separacin gas-lquido. Esto determina, junto con otras consideraciones, el dimetro del separador.

CONDICIONES EXTERNAS Dependiendo de las condiciones y propiedades del fluido a separar, se deben considerar las siguientes condiciones: Inyeccin de desemulsificante: Ayuda a la coalescencia (formacin y crecimiento) de las gotas, favoreciendo la separacin de las fases de petrleo y agua.

Sin desemulsificante, y para valores de caudal cercanos a los de diseo, el espesor de la interface y la estabilidad de la emulsin petrleo-agua pueden interferir seriamente con la performance deseada para el separador.

Calentamiento previo: La separacin de las fases depende, entre otras variables, de la temperatura. Si la temperatura es muy baja, la viscosidad del petrleo es muy alta y se dificulta notablemente la separacin de fases, es decir, el ascenso del petrleo desde el seno de la fase acuosa, as como la formacin y el descenso de las gotas de agua desde la fase de petrleo.

DISPOSITIVOS INTERNOS DE UN SEPARADOR TRIFASICO

Porta-Test RevolutionTMFabricado por: NATCO GroupCaractersticasEl Porta-Test Revolution es un dispositivo ciclnico de entrada que controla la formacin de espumas y mejora el manejo de fluidos en el separador. Son una serie de tubos centrfugos conectados, a la boquilla de entrada del separador. La entrada de los fluidos es tangencial y llegan a utilizar una fuerza centrfuga equivalente a 200 veces la fuerza de gravedad.

Porta-Test RevolutionTMFabricado por: NATCO Group

DISPOSITIVOS INTERNOS DE UN SEPARADOR TRIFASICO

Eliminador de neblina tipo vane de configuracin radialFabricado por: NATCO GroupCaractersticasEs un eliminador de neblina con diseo circular, instalado de manera que el vapor fluya radialmente desde el centro del extractor hacia los bordes traseros. El diseo radial es especialmente beneficioso para equipos existentes en los que se requiere aumentar la capacidad sin cambiar todo el recipiente. Debido a que el rea superficial de entrada de la vena es muy pequea, las velocidades alcanzadas por el vapor son ms elevadas, lo que aumenta la eficiencia de captura de la partcula.

DISPOSITIVOS INTERNOS DE UN SEPARADOR TRIFASICO

Rejillas rompe vrtices

Los rompe vrtices tipo rejilla, estn compuestos por un tro de placas cuadradas colocadas en posicin horizontal y de forma tal que su centro est alineado con la boquilla de salida del lquido

DISPOSITIVOS INTERNOS DE UN SEPARADOR TRIFASICO

INTERNOS DEL SEPARADOR TRIFASICO FA-1101

DIAGRAMA INSTRUMENTACION DEL SEPARADOR TRIFASICO FA-1101

Diagrama de inyeccin de desemulsificanteP-1DP-24P-21P-3P-62Pozo LetrinaMezcla a KU-APatn de inyeccinLnea de MezclaLnea de DesemulsificanteLnea de Mezcla DeshidratadaLnea de GasLnea de Agua

DATOS DE PROCESO/OPERACIONPresin Diseo ( psig) 356Presin Operacin ( psig) 256 (Max)Temperatura Diseo (oF) 225Temperatura Operacin (oF) 167 (Max)Aceite Flujo (bpd) 15,000 (Max)Gravedad Especifica 15Viscosidad @ 212 oF 20.79AguaCorte de Agua BPD 6000 (Max)Gravedad Especifica 1.05GasFlujo (mmpcd) 4 (Max)Peso Molecular 22.16

Nivel Normal del Liquido: NLL 34 (863.6 mm) 45%Nivel Alto del Liquido: HLL 36 (914.4 mm) 47%Nivel Bajo del Liquido: LLL 31 (787.4mm) 41%Nivel de Interface: NIL 14 (355.6 mm) 18%

ENTRADA DE MEZCLA ACEITE-AGUA Y DESEMULSIFICANTESALIDADE GASACEITEMANPARASPERFORADASGASGASSALIDADE ACEITEA OLEOGASODUCTOA OLEOGASODUCTOSALIDA DEAGUASACEITOSASAL POZO LETRINAINTERNOSREVOLUTIONAGUAROMPEDORDE VORTICEINDICADOR DE NIVELLILITTRANSMISOR DE NIVELTRANSDUCTORSEALELECTRICASEALNEUMATICAINDICADOR DE NIVEL OPTICOACEITEAGUAAIRE DE INSTRUMENTOSANTENA TRANSMISORA DE NIVELVERTEDORPAQUETE DE REGULACIONDE AGUAS ACEITOSASPAQUETEDE VANESFilosofa Operacional

Filosofa del Tratamiento y OperacinEntra la mezcla (hidrocarburo-Agua-Gas-Desemulsificante) por la entrada de mezcla y pasa por los Internos tipo Revolution de Porta-Test.En las mamparas perforadas (inclinada y vertical), el aceite colisiona y por diferencia de densidad se continua la separacin de fases (agua, interfase, aceite y gas).Al alcanzar un cierto nivel dentro del recipiente, el aceite empezar a derramarse sobre el vertedor (mampara slida) hacia el rea colectora de aceite.El gas se dirige hacia la parte superior del tanque y pasa a travs de un paquete de vanes donde se filtra y posteriormente sale por la lnea de salida de gas y se enva al oleogasoducto de salida hacia Ku-A. Se cuenta con un control de presin que recibe la seal de presin, la compara con el punto de ajuste y manda a abrir o cerrar la vlvula automtica de salida de gas.

El agua separada sale por la lnea de salida de agua hacia el pozo letrina B-62 C/5. Un transmisor de nivel (LIT) manda una seal elctrica hacia un transductor y a su vez convierte la seal elctrica a neumtica hacia la vlvula de control la cual apertura cuando se alcanza su punto de ajuste para drenar el agua separada al pozo letrina.

El aceite sale por la lnea de salida de aceite y es enviado al Oleogasoducto de salida hacia Ku-A. En el rea de aceite del separador se tiene instalado un indicador de nivel para visualizar el nivel de aceite, cuenta tambin un controlador de nivel que recibe la seal del transmisor de nivel que la compara con el punto de ajuste y manda a abrir o cerrar la vlvula automtica de salida de aceite.

Salida de aceitePierna de nivel LG magntico

Separador TrifsicoBy Pass salida de aceite hacia Ku-AVlvula automtica de salida de aguaMedidor corolisVlvula Fisher salida aceiteBy Pass salida de agua hacia pozo letrina

SALIDA DE GASBy Pass salida de gas hacia Ku-AVlvula Fisher salida de gas

REGISTRADOR DE PRESION

REGISTRADOR DE FLUJO DE GAS

MEDIDOR DE FLUJO DE ACEITE TIPO CORIOLIS

CONTROL AMOT (NIVEL DE INTERFASE)

CONTROL DE NIVEL DE LIQUIDOS

Vlvula reguladora de aceite (Fisher)

CONTROL DE PRESION

Vlvula reguladora de Gas (Fisher)

POZO B-1D INYECCION BAJANTE Y CAPILARInyeccin de reactivo Apollo EB-784 por bajanteInyeccin de reactivo Apollo EB-784 por capilar

POZO B-3 INYECCION BAJANTE Y CAPILARInyeccin de reactivo Apollo EB-784 por bajanteInyeccin de reactivo Apollo EB-784 por capilar

PATIN DE INYECCIN DE DESEMULSIFICANTE APOLLO EB-784

NOMENCLATURATF: TUBERIA FLEXIBLETP= TUBERIA DE PRODUCCION TR= TUBERIA DE REVESTIMIENTOPB= PRESION DE BAJANTETB= TEMPERATURA DE LA BAJANTEPSV= VLVULA DE SEGURIDAD DE PRESINSSV= VLVULA DE SEGURIDAD SUPERFICIALSSSV= VLVULA DE SEGURIDAD SUBSUPERFICIALPR= REGISTRADOR DE PRESINFR= REGISTRADOR DE FLUJOLG= NIVEL PTICO

NOMENCLATURASDV= VLVULA DE SEGURIDAD DE SECCIONAMIENTOLV= VLVULA REGULADORA DE NIVEL (FISHER)ULA=UNIDAD LINEA DE ACEROLI= INDICADOR DE NIVELLIT= TRANSMISOR DE NIVEL

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