CONTENIDO

1. Introduccin 3
2. Planteamiento del problema 5
3. Formulacin del problema 7
4. Objetivos 7
4.1..Objetivos generales 7
4.2.Objetivos especficos 7
5. Objeto de estudio 7
6. Campo de accin 7
7. Justificacin 8
7.1.Justificacin cientfica 8
7.2.Justificacin econmica 9
7.3.Justificacin social 9
7.4.Justificacin personal 9
8. Marco terico 9
8.1. Destilacin atmosfrica de crudo 9
8.2.Unidades de Separacin Preflash 11
8.3.Refinacin de Hidrocarburos 13
8.3.1. Funciones de las operaciones de separacin en la refinacin 13
8.4.Separacin de Hidrocarburos 13
8.4.1. Clasificacin de Separadores 13
8.4.1.1.Separadores bifsicos 14
8.4.1.1.1. Horizontales 14
8.4.1.1.2. Verticales 15
8.4.1.2.Separadores trifsicos 16
8.4.1.3.Tabla comparativa 16
8.4.1.4.Elementos Internos 18
8.4.1.4.1. Deflectores 18
8.4.1.4.2. Eliminador de niebla 18
8.4.2. Criterios para disear separadores 18

1
8.4.2.1.Constante de Souders y Brown K 19
8.4.2.1.1. Criterio del fabricante 19
8.4.2.1.1.1.Separadores verticales 19
8.4.2.1.1.2.Separadores horizontales 19
8.4.2.1.2. Sistema Britnico 20
8.4.2.1.3. Normativa GPSA 20
8.4.2.1.4. Norma API 12J 20
8.4.2.1.5. Velocidad crtica del gas 21
8.4.2.1.5.1.Separadores verticales y horizontales 21
8.4.2.1.5.2.Separador horizontal 21
8.5.Tiempo de retencin de lquido 22
8.5.1. Dimensionamiento de separadores 23
8.5.1.1.Consideraciones generales para estimar las dimensiones en
separadores horizontales 23
8.5.1.2.Consideraciones generales para estimar las dimensiones en
separadores verticales. 24
8.5.2. Parmetros que intervienen en el dimensionamiento de separadores
28
9. Metodologa 28
10. Cronograma 30
11. Bibliografa 31

2
DISEO DE UN SEPARADOR PRE-FLASH PARA EL PROCESAMIENTO DE
CRUDOS DE ALTA DENSIDAD EN LA REFINERIA GUALBERTO
VILLARROEL/INCREMENTO DE LA DENSIDAD DE LOS CRUDOS A
PROCESAR EN LA REFINERIA GUALBERTO VILLARROEL MEDIANTE EL
DISEO DE UN SEPARADOR PREFLASH

1. INTRODUCCIN.
La refinera Gualberto Villarroel est instalada en la ciudad de Cochabamba y
ubicada en la Avenida Petrolera, Kilmetro 6 de la carretera antigua a Santa Cruz.
Su gran infraestructura fue desarrollada en varias etapas desde el ao 1949, cuando
se inici la construccin de la primera planta de Topping (CRBO). Entre 1953 y
1957 se construy la primera planta de lubricantes, asumiendo el reto de la
produccin de aceites, grasas, asfaltos y parafinas. En 1967 se ampli la planta
Topping y al mismo tiempo se adecuaron tcnicas de operacin para la produccin
de gasolinas, Jet Fuel, Fuel Oil, Solventes y GLP entre otros productos. En 1976 se
instal una nueva planta de Topping de 12.500 barriles por da para cubrir las
necesidades del mercado local. En 1979 se inaugur el Complejo de Refinacin, con
una capacidad de procesamiento de 27.500 barriles por da en la Unidad de
Carburantes.

Actualmente las plantas producen:

Gas Licuado de Petrleo (GLP)

Gasolina Especial
Gasolina de Aviacin
Jef Fuel
Kerosene
Diesel Oil
Aceites y Grasas Automotrices e Industriales
Cemento Asfltico

3
 Solventes y otros

La separacin de hidrocarburos es el proceso por medio del cual se separan los

componentes livianos de los componentes pesados de una mezcla de hidrocarburos.

Consta de una o ms etapas de separacin, dependiendo del componente final que se

quiera obtener.

La refinera Gualberto Villarroel, ubicada en la ciudad de Cochabamba, presenta

problemas en sus unidades de destilacin, debido a la disminucin en la densidad de
los crudos que produce Bolivia, lo que hace necesario aplicar una tecnologa que
permita mejorar esta caracterstica en los crudos procesados.

Los crudos obtenidos en diferentes campos productores bolivianos son livianos con
una gravedad API que oscila entre 58 API y 60 API, hecho que dificulta el

4
 proceso de refinacin ya que la refinera fue diseada para procesar crudos que
varan en un rango de entre 49,7 API y 53,1 API.

La empresa YPFB Refinacin S.A. considera la aplicacin de un sistema de

Preflash, este es un equipo que permite separar los componentes ms livianos de los
pesados en el crudo, obteniendo de esta forma un crudo que se encuentre dentro de
los parmetros de diseo de la unidad de destilacin.

2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.

- Las refineras se encuentran disminuidas en su capacidad operativa por los

crudos livianos que se producen en Bolivia. Se hace necesario invertir en la
readecuacin de estas para procesar mayores volmenes de crudo.

- La refinera Gualberto Villarroel, ubicada en la ciudad de Cochabamba, presenta

problemas en sus unidades de destilacin, debido a la disminucin en la
densidad de los crudos que produce Bolivia, lo que hace necesario aplicar una
tecnologa que permita mejorar esta caracterstica en los crudos procesados.

- Los equipos de la refinera Gualberto Villarroel, estn diseados para procesar

crudos de mayor densidad, respecto a los crudos que se producen actualmente.

- Los equipos de proceso con los que cuenta la refinera en la actualidad estn
diseados para procesar crudos de entre 49,7 API y 53,1 API.

- El condensado que se extrae de los campos productores Bolivianos tiene una

densidad de 58 API a 60 API. La proyeccin es que la densidad de este crudo
llegue a 61API, parmetro para el cual no estn diseados los equipos en la
refinera. Esto exige buscar un proceso que permita mejorar la calidad de este

5
 crudo eliminando los componentes livianos para as obtener un crudo de mejor
calidad que evite la formacin de cuellos de botella en el proceso.
- Cuando se menciona cuellos de botella se refiere a diferentes actividades que
disminuyen la velocidad de los procesos, incrementan los tiempos de espera y
reducen la productividad, trayendo como consecuencia final el aumento en los
costos. Los cuellos de botella producen una cada considerable de la eficiencia
en un rea determinada del sistema, y se presentan tanto en el personal como en
la maquinaria, debido a diferentes factores como falta de preparacin,
entrenamiento o capacitacin en el caso del personal, o la falta de
mantenimiento apropiado para el caso de las mquinas y equipos. Los cuellos de
botella incrementan los tiempos de espera y reducen la productividad, lo que
genera un aumento de los costos.

- La unidad de destilacin atmosfrica presenta cuellos de botella en los equipos

que conforman el sistema de condensacin de cabeza de la torre de destilacin
atmosfrica: Intercambiador de calor I-1001, intercambiador de calor E-1001,
aeroenfriador E-1006, acumulador D-1001 y bomba de reflujo P-1002.

- La unidad de crudo de la refinera Gualberto Villarroel actualmente no opera en

sus condiciones de diseo, hecho que conlleva a que la refinera tenga una
menor capacidad de operacin, y generando un menor ingreso de dinero por
concepto de margen de refino.

- Actualmente la refinera procesa crudos livianos lo cual implica una prdida de

energa en la unidad de destilacin atmosfrica significando esto una prdida
econmica.

- Si el volumen de derivados obtenidos mediante el proceso de refinacin es

menor redunda en menor oferta para los consumidores, aumentando de esta
manera los gastos por importacin de carburantes.

6
3. FORMULACIN DEL PROBLEMA.

Cmo mejorar las condiciones de operacin de la Refinera Gualberto Villarroel

para el procesamiento de crudos de alta densidad?

4. OBJETIVOS.
4.1. Objetivo General.

Disear un Separador Pre-flash para aumentar la densidad de los crudos a procesar

en la refinera Gualberto Villarroel.

4.2. Objetivos especficos.

Identificar y analizar la tecnologa con la que cuenta la refinera Gualberto

Villarroel de la ciudad de Cochabamba.
Realizar el diseo y la ingeniera para la aplicacin del sistema de Separacin
Pre-flash.
Determinar la relacin costo-beneficio.
5. OBJETO DE ESTUDIO.

En el presente proyecto se estudiar las diferentes caractersticas de un separador

Pre-flash y su aplicacin en procesos de refinacin.

6. CAMPO DE ACCIN.

El presente proyecto tiene como campo de accin la unidad de destilacin

atmosfrica de la Refinera Gualberto Villarroel de la ciudad de Cochabamba.

7
7. JUSTIFICACIN.
La creciente demanda en el pas de carburantes va en aumento y la produccin de
crudo para abastecer esta necesidad disminuye en cuanto a su densidad originando
cuellos de botella en la unidad de destilacin atmosfrica por lo que se requiere de
nuevas tecnologas o implementaciones que permitan mejorar la densidad de los
crudos antes de ser procesados, esto para la optimizacin de la produccin de la
refinera Gualberto Villarroel, tecnologa que no demore mucho tiempo en su
implementacin, que no modifique las condiciones de operacin y el dimetro de
las lneas de tuberas de la unidad de destilacin atmosfrica, que no requiera de
mucha inversin y egresos por concepto de mantenimiento, que aumente la
capacidad de procesamiento de crudo para la posterior obtencin de productos
refinados y que sea una tecnologa que tenga una vida til larga.
La unidad de destilacin atmosfrica est trabajando a su mxima capacidad y fuera
de su diseo original, necesitando una nueva implementacin y mejora mediante la
instalacin de un nuevo equipo o modificando las condiciones de operacin del
mismo, no pudiendo cubrir la totalidad del mercado interno del Pas conllevando a
importar mayores volmenes de productos refinados afectando la economa
nacional por la creciente subvencin de hidrocarburos.
La refinera Gualberto Villarroel no cuenta con una unidad de separacin Preflash
que aumente la densidad del crudo procesado en la unidad de destilacin
atmosfrica donde se da un cuello de botella en el Sistema de condensacin de
cabeza que se encuentra sobrecargado originando venteo de gases hacia el sistema
de quemado (Flare), es por esta razn que necesita de un separador Preflash para
procesar un crudo con una densidad que este dentro del rango de operacin de los
equipos y evitar un cuello de botella.

7.1. JUSTIFICACIN CIENTFICA.

8
 El presente proyecto es para disear un separador Preflash que permita aumentar la
densidad de los crudos a ser procesados en la refinera Gualberto Villarroel, para
que estos estn dentro del rango de proceso de la refinera.

7.2. JUSTIFICACIN ECONMICA.

El impacto econmico del presente proyecto consiste en el ahorro en mayores

inversiones para cambiar equipos de la unidad de destilacin atmosfrica para
procesar mayor cantidad de crudo, evitando cambiar condiciones de operacin,
dimetros de tuberas y equipos. La implementacin del sistema Preflash permitir
operar la unidad de crudo de la refinera Gualberto Villarroel en sus condiciones de
diseo, logrando mxima capacidad de operacin, y generando un mayor ingreso de
dinero por concepto de margen de refino.

7.3. JUSTIFICACIN SOCIAL.

La ejecucin del proyecto permitir a la empresa seguir preservando su imagen,
brindando confiabilidad en los trabajos que ejecuta, brindando seguridad al mercado
interno al tener un margen adicional para cubrir la demanda nacional de productos
refinados.
7.4. JUSTIFICACIN PERSONAL.
Aplicar los conocimientos adquiridos durante la etapa de formacin acadmica y as
mismo adquirir nuevos conocimientos para poder cumplir con las exigencias de la
universidad para la titulacin de Ingeniera en Petrleo y Gas Natural.

8. MARCO TERICO.

El refino del petrleo recurre a una variedad de procesos.

a) Separacin. Divide la carga en fracciones ms simples.

b) Transformacin. Generan nuevos compuestos, con caractersticas apropiadas
a la utilizacin del producto.
c) Acabado. Eliminan (normalmente por hidrogenacin) los compuestos
indeseables.

9
 d) Proteccin al medio ambiente. Consideran los gases de refinera, humos y
aguas residuales.

8.1. DESTILACIN ATMOSFRICA DE CRUDO.

La destilacin de crudos se basa en la transferencia de masa entre las fases lquidas
y vapor de una mezcla de hidrocarburos.
El objetivo es extraer los hidrocarburos presentes naturalmente en el crudo por
destilacin, sin afectar la estructura molecular de los componentes.
Se obtienen combustibles terminados y cortes de hidrocarburos para ser procesados
en otras unidades.

La vaporizacin comienza en el horno previo a la torre, y contina en la zona de

carga a la misma.
Variables de proceso que pueden afectar al equilibrio lquido vapor:

10
 - Temperatura de transferencia: mxima temperatura a la que se eleva al crudo
para vaporizarlo. El rendimiento que tenga la torre depender de ella.
- Presin de trabajo (tpicamente 1 kg/cm2g).
- Temperatura de cabeza.
- Inyeccin de vapor: el vapor disminuye la presin parcial de los
hidrocarburos estableciendo nuevos equilibrios lquido vapor y
favoreciendo la vaporizacin de los componentes ms voltiles.

Variables de proceso que pueden afectar al equilibrio lquido vapor (cont.):

- Temperatura del corte: es la de extraccin de cada producto, y se controla

con el reflujo de cabeza y los circulantes.

- Caudal de extraccin de productos.

- La temperatura de la zona flash y la presin parcial se pueden variar con la

presin total de la zona flash y/o el caudal de vapor de agua inyectado.

- Relacin volumtrica reflujo - carga: incide en la eficiencia de la separacin

de los productos, consiguindose una mejor separacin si aumenta esta
relacin.

- Reflujos circulantes (PA)

Productos y destinos tpicos:

- Gases: unidad de concentracin de gases

- Nafta liviana: isomerizacin

- Nafta pesada: reforming de nafta

- Kerosene: Merox / producto final

- Gasoil liviano: pool de gasoil / hidrotratamiento de gasoil

11
 - Gasoil pesado: cracking cataltico / hydrocracking

- Crudo reducido: destilacin al vaco

8.2. UNIDADES DE SEPARACIN PRE-FLASH.

Son columnas diseadas para separar las fracciones ms livianas del crudo antes de
que el crudo sea alimentado a la fraccionadora principal. Se considera una etapa
terica adicional que permite ahorro energtico. Las fracciones livianas son
enviadas a la seccin de rectificacin de la fraccionadora principal. Esta es una
columna de destilacin pequea ubicada antes de la entrada del horno, en la cual se
separa una fraccin liviana de crudo la cual no requiere de un calentamiento tan
elevado como el del horno para separarse del crudo. Esto se hace para reducir la
cantidad de alimentacin en el horno y por lo tanto disminuir la cada de presin en
el mismo. Teniendo una disminucin de la cada de presin se necesitara menos
trabajo de la bomba que mueve el crudo y por lo tanto menor energa. Adems de
que al reducir la masa alimentada en el horno tambin se reduce la cantidad de
combustible a quemar para calentarla hasta la temperatura requerida en el proceso.
Estudios realizados han establecido que las columnas pre-flash permiten un ahorro
de energa de 3,5% para crudos livianos y 1,5% para crudos pesados.

12
 Diagrama de la planta.

8.3. REFINACIN DE HIDROCARBUROS.

Con el fin de obtener productos derivados del petrleo que cumplan alguna
especificacin, es necesario separar las diferentes fracciones o cortes, que luego
deben ser purificados o transformados, especialmente cuando estn diseados para
ser utilizadas por la industria petroqumica.

8.3.1. FUNCIONES DE LAS OPERACIONES DE SEPARACIN EN LA

REFINACIN.

13
 En las refineras de petrleo, los procesos de separacin tienen tres funciones
principales:

a) Fraccionamiento. Destilacin realizada a presin atmosfrica, que fracciona el

crudo en gas licuado de petrleo, gasolina, keroseno, diesel.

b) Reciclo. Los procesos qumicos se caracterizan por pasar una sola vez por el
reactor y por lo tanto, se requiere de una etapa de separacin para separar y reciclar
los elementos no convertidos.

c) Purificacin. Ciertas impurezas toxicas que son dainas al medio ambiente o son
incompatibles con el uso del producto final pueden ser eliminadas con procesos de
separacin.

8.4. SEPARACIN DE HIDROCARBUROS.

Procedimiento mediante el cual se logran separar los componentes livianos de los

componentes pesados en una mezcla de hidrocarburos. Segn el objetivo que se
quiera alcanzar, se pueden modificar las condiciones de presin y temperatura de
operacin.

8.4.1. CLASIFICACIN DE SEPARADORES.

Segn su funcin se pueden clasificar en:

8.4.1.1. Separadores bifsicos.

Separa el fluido del pozo en lquido y gas, descargando por la parte superior del
dispositivo el gas y el lquido por la parte inferior.

14
 Hay tres tipos de separadores bifsicos:

8.4.1.1.1. Horizontales.

El fluido entra al separador donde choca con un deflector causando la separacin del
vapor y el lquido. La fuerza de gravedad causa que el lquido vaya hacia el fondo
del recipiente y el vapor se dirija hacia el domo. El lquido que termina en el fondo
se queda retenido durante un tiempo para lograr que los lquidos y los gases
encuentren el equilibrio a una presin. Se utilizan cuando el volumen de lquido es
mayor que el volumen de gas.

Se presenta el esquema de un separador horizontal bifsico.

SEPARADOR HORIZONTAL BIFSICO

Fuente: Tesis digitales Figura 2.1

8.4.1.1.2. Verticales.

El principio de funcionamiento es similar al del separador horizontal. Es utilizado

cuando la cantidad de gas es mayor que la de lquido.

15
 SEPARADOR VERTICAL BIFSICO

Fuente: Tesis digitales Figura 2.2

8.4.1.2. Separadores trifsicos.

Separa el fluido del pozo en condensado, gas y agua. El gas es descargado por la
parte superior, el condensado por la parte intermedia, y el agua, por la parte inferior
del separador.

El colector mantiene el nivel de aceite, la vlvula de control de nivel se acciona al

tener un nivel apropiado, y se cierra cuando el nivel baja. La vlvula de nivel de
agua funciona de igual manera. El gas fluye hacia una seccin de extraccin de
niebla, la cual tiene la funcin de no dejar pasar partculas de agua.

16
 SEPARADOR HORIZONTAL TRIFSICO

Fuente: Tesis digitales Figura 2.3

8.4.1.3. Tabla comparativa.
Se presenta una comparacin de ventajas y desventajas de cada separador.
TABLA COMPARATIVA
Separador Ventajas Desventajas Observaciones

Presentan una Ocupan un espacio Si setiene que manejar

mayor eficiencia mayor que un grandes volmenes de
de separacin. separador vertical. lquido, el contenido de
Horizontal
slidos es depreciable
Son fciles de Difcil remocin de y el flujo es constante,
instalar. slidos acumulados. conviene utilizar un

17
 separador horizontal,
Manejan Control de nivel de ya que es econmico y
volmenes de lquido crtico, ya que fcil de instalar.
lquido altos. afecta la separacin de
la fase gaseosa.
Son econmicos
en relacin a los
separadores
verticales.
Son fciles de Mayor costo que los En caso que se trabaje
limpiar. horizontales. con flujos irregulares
de lquido o el espacio
El control de nivel Su instalacin es disponible, adems de
no es crtico. complicada. tener un contenido alto
Vertical de slidos, es ms
Manejan El mantenimiento que conveniente utilizar un
fcilmente requieren es separador vertical.
volmenes complicado.
imprevistos de
lquidos.
Fuente: Oblitas Tabla 2.1

8.4.1.4. Elementos Internos.

Son elementos que permiten tener una separacin eficiente. Entre estos se tiene:

8.4.1.4.1. Deflectores.

Permiten cambiar la direccin del flujo ocasionando un impacto que logra la

primera separacin lquido-gas.

18
8.4.1.4.2. Eliminador de niebla.

Filtro de alambres trenzados o lminas de metal con bolsillos recolectores de

lquido, que retienen las partculas lquidas que el gas arrastra, estas partculas al
hacerse grandes caen nuevamente por su efecto de gravedad.

8.4.2. CRITERIOS PARA DISEAR SEPARADORES.

Para disear un separador de hidrocarburos se requiere conocer la informacin

siguiente:

Caudal de gas.
Caudal de lquido.
Presin de operacin.
Temperatura de operacin.
Densidad del gas.
Densidad del lquido.
Peso molecular del gas.

Hay trminos que se deben definir antes de empezar a realizar el diseo.

8.4.2.1. Constante de Souders y Brown K.

Valor que est en funcin de la configuracin del separador y de las condiciones de

operacin.

Los valores de K se adaptan, segn las mejoras tecnolgicas del diseo. Adems,
existen normativas que dan una gua para seleccionar este valor.

Se describen los diferentes criterios para seleccionar el valor de K:

19
8.4.2.1.1. Criterio del fabricante.

Los valores dependen de la configuracin del separador.

8.4.2.1.1.1. Separadores verticales.

Se tiene los valores siguientes:

Compaa Natco-Peerles. K = 0,16

Compaa EPRCO. K = 0,157
Compaa Exxon. K = 0,167

8.4.2.1.1.2. Separadores horizontales.

Se tiene los valores siguientes:

Compaa Natco-Peerles. K = 0,16

Compaa EPRCO. K = 0,157
Compaa Exxon. K = 0,4

8.4.2.1.2. Sistema Britnico.

El valor de K se encuentra en funcin del flujo msico del lquido (wl) y del flujo
msico del gas (wg).

Para separadores verticales se tiene:

Si (wl/wg) < 0,1 K = 0,35

Si 0,1 < (wl/wg) < 1 K = 0,25

20
 Si (wl/wg) > 1 K = 0,2

Para separadores horizontales:

0,4 < K < 0,5

8.4.2.1.3. Normativa GPSA.

El valor de K est en funcin de la longitud (L) y el dimetro (D).

Si 2,5 < (L/D) < 4,0 K = 0,4

Si 4,0 < (L/D) < 6,0 K = 0,5

8.4.2.1.4. Norma API 12J.

Indica lo siguiente:

Vertical de 5pies de alto 0,12 K 0,24

Vertical de 10 pies o ms de alto 0,18 K 0,35
Horizontal de10pies de largo 0,40 K 0,50
L 0,56
Horizontal de otra longitud (L) K = (0,40 o 0,50) (10)

8.4.2.1.5. Velocidad crtica del gas.

Velocidad por encima de la cual las gotas de lquido que el gas arrastra no logran
separarse del gas. No se puede disear un separador por encima de la velocidad
crtica.

Se presentan las ecuaciones de clculo de velocidad crtica para separadores

verticales y horizontales:

21
8.4.2.1.5.1. Separadores verticales y horizontales.

Los valores de K dependen del fabricante, o de la normativa que se utilice.

l g
VC = K Ecuacin 6.1
g

Donde:

Vc: Velocidad critica del gas.

K: Constante de Souders y Brown.
l: Densidad del lquido.
g: Densidad del gas.

8.4.2.1.5.2. Separador horizontal.

Se dispone de ecuaciones en las que se reemplaza el valor de K. (inciso a.1.2)

Ecuacin de la compaa Natco.

l g
VC = K (L)0,5 Ecuacin 6.2
g

Ecuacin de la compaa EPRCO.

l g L 0,5
VC = K (20) Ecuacin 6.3
g

22
 Ecuacin de la compaa Exxon.

l g L 0,5
VC = K (20) Ecuacin 6.4
g

Donde:

Vc: Velocidad critica del gas.

K: Constante de Souders y Brown.
l: Densidad del lquido, libras sobre pie cubico.
g: Densidad del gas, libras sobre pie cubico.
L: Longitud del separador, pies.

8.5. Tiempo de retencin de lquido.

Tiempo necesario para lograr una separacin adecuada entre lquido y gas.
Hay los criterios siguientes:

Gravedad API Tiempo de retencin en minutos

Mayor a 35 API 1
20 API 30 API 1a2
10 API 20 API 2a4

8.5.1. DIMENSIONAMIENTO DE SEPARADORES.

El procedimiento de clculo tanto para separadores horizontales como verticales es

similar. El recipiente a disear opera con volmenes altos de lquido.
8.5.1.1. CONSIDERACIONES GENERALES PARA ESTIMAR LAS
DIMENSIONES EN SEPARADORES HORIZONTALES.

23
 El mximo nivel de lquido debe dejar una altura mnima de 15 pulgadas
para el espacio de vapor, pero nunca este nivel deber estar por encima de la
lnea media del separador.
El volumen de los cabezales no se toma en cuenta en los clculos de las
dimensiones del separador.
Las boquillas de entrada y salida debern ubicarse tan cerca, como sea
prctico, de las lneas tangentes del separador.
Las salidas de lquido llevarn accesorios antivrtices.
Se especifican valores de L/D entre 2.5 hasta 6 pero ciertas empresas
fabricantes utilizan 3,4 y 5 como valores econmicos de esta relacin.
Volumen de operacin, o sea el volumen comprendido entre el nivel
mximo (NAL) y el nivel mnimo (NBL) (Fig 23).
Bajo nivel de lquido 1.31pie.
La distancia entre la parte baja de la malla y el NAAL debera ser de 12
pulgadas.

Fuente: DISEO Y EVALUACIN DE SEPARADORES BIFSICOS Y TRIFSICOS (PRESENTADO ANTE LA ILUSTRE

24
UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA POR LOS BRS. REQUENA G. JOS L RODRGUEZ M, MAURICIO F PARA
OPTAR POR EL TTULO DE INGENIERO DE PETRLEO CARACAS, 2006)

8.5.1.2. CONSIDERACIONES GENERALES PARA ESTIMAR LAS

DIMENSIONES EN SEPARADORES VERTICALES.
La altura del nivel de lquido en un separador vertical depende esencialmente del
tiempo de retencin, el cual a su vez se fija sobre la base de consideraciones del
proceso.
La mxima velocidad permisible del vapor en un separador ser igual a la velocidad
lmite y el dimetro calculado en base a sta ser redondeado en 6 pulgadas, Sin
embargo, en caso de no instalar dicho eliminador, Vp no ser mayor que el 80% de
la velocidad lmite
El espacio para el desprendimiento y sedimentacin de las gotas, es decir, la
distancia entre la parte superior del tubo de entrada y la parte inferior del eliminador
de neblina, deber ser igual al dimetro del separador. Sin embargo, cuando el
dimetro del separador es menor a 3 pie, el espacio de sedimentacin ser como
mnimo 3 pie.
La distancia entre la boquilla de entrada y el mximo nivel de lquido ser igual a la
mitad del dimetro o por lo menos 2 pie.
La distancia entre la lnea tangente superior del separador y el fondo del eliminador
de neblina ser por lo menos de 3 pie.
Los dimetros de los recipientes de 3 pie y mayores debern especificarse en
incrementos de 6 pulgadas. En los separadores cuya carcaza se fabrique con
plancha, se especificarn sus dimetros internos, sus longitudes sern especificadas
en incrementos de 3 pulgadas.
Los separadores de 30 pulgadas de dimetro y menores debern fabricarse con
tubera, se especificarn sus dimetros externos; los cabezales superiores sern
bridas del mismo dimetro que el tubo, provistas con tapas o bridas ciegas; el fondo
podr fabricarse con cabezales estndar o casquetes de tuberas.
Las entradas debern tener un accesorio interno para desviar el flujo hacia el fondo
del separador, los recipientes de 3 pie de dimetro y mayores tendrn como
accesorio de entrada una caja abierta por el fondo, soldada a la boca de entrada, por

25
 la parte interior del equipo, para los recipientes hechos con tubo, el accesorio se
fabricar con un codo de 90.
Las salidas debern tener dispositivos antivrtices.
Los eliminadores de neblina tipo malla, debern tener 4 pulgadas de espesor,
9lb/pie3 de densidad y ser hechos de acero inoxidable. No deben aceptarse las
mallas fabricadas con alambre de acero inoxidable en espiral.
La figura indica todos los parmetros de diseo, incluyendo las alturas para los
espacios de lquidos y vapor.
Los criterios para estimar las alturas se resumen en la siguiente tabla

26
Fuente: DISEO Y EVALUACIN DE SEPARADORES BIFSICOS Y TRIFSICOS (PRESENTADO ANTE LA
ILUSTRE UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA POR LOS BRS. REQUENA G. JOS L RODRGUEZ M,
MAURICIO F PARA OPTAR POR EL TTULO DE INGENIERO DE PETRLEO CARACAS, 2006)

Fuente: DISEO Y EVALUACIN DE SEPARADORES BIFSICOS Y TRIFSICOS (PRESENTADO ANTE LA

ILUSTRE UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA POR LOS BRS. REQUENA G. JOS L RODRGUEZ M,
MAURICIO F PARA OPTAR POR EL TTULO DE INGENIERO DE PETRLEO CARACAS, 2006)

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Fuente: DISEO Y EVALUACIN DE SEPARADORES BIFSICOS Y TRIFSICOS (PRESENTADO ANTE LA
ILUSTRE
UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA POR LOS BRS. REQUENA G. JOS L RODRGUEZ M,
MAURICIO F PARA OPTAR POR EL TTULO DE INGENIERO DE PETRLEO CARACAS, 2006)

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 Fuente: DISEO Y EVALUACIN DE SEPARADORES BIFSICOS Y TRIFSICOS (PRESENTADO ANTE LA
ILUSTRE
UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA POR LOS BRS. REQUENA G. JOS L RODRGUEZ M,
MAURICIO F PARA OPTAR POR EL TTULO DE INGENIERO DE PETRLEO CARACAS, 2006)

8.5.2. PARMETROS QUE INTERVIENEN EN EL

DIMENSIONAMIENTO DE SEPARADORES.
Volumen de operacin
Es el volumen de lquido existente entre NAL y NBL. Este volumen, tambin
conocido como volumen retenido de lquido, y en ingls como surge volume o

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 liquid holdup, se fija de acuerdo a los requerimientos del proceso, para asegurar
un control adecuado, continuidad de las operaciones durante perturbaciones
operacionales, y para proveer suficiente volumen de lquido para una parada
ordenada y segura cuando se suceden perturbaciones mayores de operacin.
Tiempo de retencin
Es el tiempo correspondiente en el cual el flujo de lquido puede llenar el volumen
de operacin en el recipiente bajo estudio. La mayora de las veces, cuando se
quiere especificar el volumen de operacin, lo que realmente se indica es cuntos
minutos deben transcurrir entre NAL y NBL. Tambin es conocido en ingls como
surge time.
Nivel bajo-bajo de lquido (o bajo, cuando aplique)
La distancia mnima desde el nivel bajo-bajo de lquido, si se tiene un Interruptor
y/o alarma de nivel bajo-bajo de lquido, (o nivel bajo, si no se tiene un interruptor
y/o alarma de nivel bajo-bajo), hasta la boquilla de salida del lquido es 230 mm
mnimo (9 pulg). Este criterio aplicar tanto para separadores verticales como
horizontales.
Longitud efectiva de operacin (Leff)
Es la longitud (altura) de tambor requerida para que se suceda la separacin
vapor/gas-lquido, y se puedan tener los volmenes requeridos de lquido, tanto de
operacin como de emergencia. Esta es la longitud que normalmente se obtiene por
puros clculos de proceso.
En el caso de tambores horizontales de una sola boquilla de alimentacin,
corresponde a la distancia entre la boquilla de entrada y la de salida de gas, la cual
es la distancia horizontal que viaja una gota de lquido desde la boquilla de entrada,
hasta que se decanta totalmente y se une al lquido retenido en el recipiente, sin ser
arrastrada por la fase vapor que sale por la boquilla de salida de gas.

9. METODOLOGA.
Para el presente proyecto se utilizara el mtodo Cientfico - Deductivo, el cual
permite obtener conclusiones particulares a partir de un anlisis general, donde se
presentan formulaciones y leyes ya establecidas. Se emplearan herramientas

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 necesarias recomendadas por el mtodo Cientfico en la recopilacin de informacin
y procesamiento de datos. Una vez concluida la recopilacin de informacin, se
proceder a la seleccin de material bibliogrfico necesario para desarrollar los
conceptos fundamentales en lo que respecta al diseo de un separador Preflash.
10. CRONOGRAMA.
TIEMPO
ACTIVIDADES
MES 1 MES 2 MES 3 MES 4 MES 5 MES 6

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

DEFINIR EL NOMBRE DEL

PROYECTO
DEFINIR EL OBJETIVO GENERAL Y
ESPECIFICOS
INVESTIGAR REFERENTE AL TEMA
INVESTIGAR GENERALIDADES
TERMINAR GENERALIDADES
INVESTIGAR ELEMENTOS QUE
INTEGRAN UNA UNIDAD DE
DESTILACIN ATMOSFRICA
TERMINAR ELEMENTOS QUE
INTEGRAN UNA UNIDAD DE
DESTILACIN ATMOSFRICA
REALIZAR ESTUDIOS DE DISEO DE
UN SEPARADOR PREFLASH
REALIZAR SELECCIN DE TIPO DE
SEPARADOR PREFLASH
DEFINIR TIPO DE SEPARADOR
PREFLASH
INICIAR DISEO DEL SEPARADOR
PREFLASH
INVESTIGAR Y REVISAR DISEO
DEL NUEVO SEPARADOR
PREFLASH
TERMINAR DISEO DEL NUEVO
SEPARADOR PREFLASH
REALIZAR ESTUDIO DE INVERSION,
MANTENIMIENTO, INGRESOS Y
EGRESOS Y BENEFICIOS DEL
PROYECTO
REALIZAR ESTUDIO
BENEFICIO/COSTO
SACAR CONCLUSIONES
REVISAR CONCLUSIONES Y
REVISAR DETALLES
REALIZAR LOS ANEXOS
PROYECTO TERMINADO

11. BIBLIOGRAFA.

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