¡Descarga Ejercicio - Reductores de flujo y más Ejercicios en PDF de Procesos de Producción solo en Docsity!
1 .Ungasconunagravedadespecificade0,7fluyehaciaunatuberíade
1 ,5pulgadasatravésdeunreductorde3/4pulgadas,tipoorificio.La
presión de cabezalson los primeros 4 números de su cédula y
temperaturadecabezalde9 5 F.Lapresiónaguasabajodelreductor
(presióndelínea)esel 80 %delapresióndelcabezalsisucédulatermina
entre0a2, 60 %siterminade3a5, 30 %siterminade6a9.Estapresión
esmedida a 2 piesagua abajo delreductor.La relación decalores
específicoses1, 25 .Determine:Laproduccióndiariadegas?(1puntos),
Cualeslapresiónesperadaenlasalidadelreductor?( 0 ,5punto),El
sistema requiere calentamiento sila temperatura de formación de
hidratos es 5 2 F? ( 0 ,5 punto),asuma una relación de factores de
compresibilidaddegas(Z 1 /Z 2 )iguala 1
Datos:
Gravedadespecifica 0 , 7
Diámetrodetuberia(plg) 1 , 5
Reductortipoorificio(plg) 3 / 4
PresiónCabezal(4primerosnum) 2663
Temperaturadecabezal(°F) 95
Presióndelínea( 60 %) 1597 , 8
K 1 , 25
Temperaturadecabezal(°R) 555
Z 1 /Z 2 1
1 .Laproduccióndiariadegas?
a.Determinareltipodeflujo,atravésdelassiguientesformulas:
Si <
(
P
2
P
1
)
real
(
P
2
P
1
)
c
Flujocritico,locontrarioessubcritico
Si 0 , 6 < 0 , 554928
EsunflujoSubcritico
(
P
2
P
1
)
c
(
k+ 1
)
(
k
k- 1
)
(
P
2
P
1
)
c
(
)
(
1 , 25
1 , 25 - 1
)
(
P
2
P
1
)
c
2 .SeprocedeacalcularCD
Paraellodebemosrealizarlosiguiente:
diametroreductor
diametrodetuberia
Ahoraasumiendo un número deReynoldsde1x 10
6
,yconociendo la
relacióndediámetro0,5entramosenlagráficadereductorestipoorificio,
obteniendodeestamaneraelvalordeCD
CD= 0 , 62
A =π*
2
D
2
A
2
2
plg
2
3 .Secalculalatasadiariadegasatravésdelafórmuladeflujo
subcritico.
T=
1
T
2
(
P
2
P
1
)
k- 1
k
Z
2
Z
1
T =
1
1 , 25 - 1
1 , 25
T = 567 , 07 °R
1
Estatemperaturacorrespondealadelsistema,yaqueesmayorala
temperaturadeformacióndehidratos;Noesnecesariocalentaraúnmás
elsistema.Siestatemperaturafuesemenor,sisetendríaquecalentar
debidoaquelosenfriamientospordebajodelaT indicanlaformaciónde
2
hidratosenlatubería
2 .DeacuerdoalpotencialdeuncampodelorientedeVenezuela,se
decideconstruirunaestacióndeflujoparamanejardichaproducción.
Dentrodelosequiposserequieredeunseparadorhorizontalqueoperará
a4 5 0LPCy 95 °F,ymanejaráXXMMPCED(XXlosdosprimerosnúmeros
decédula)yXXXXBPD (XXXXlos4últimosnúmerosdecédula,siel
primerodeestosúltimoscuatronúmerosescero“ 0 ”sustituirpor 5 ).Las
propiedadesesperadasdelosfluidosson:unpesomoleculardelgasde
20 , 27 2lb/lb-molygravedadespecificade 3 0API.Eldiámetroestimadode
las gotas de líquido son XXX (tres primeros números de cédula).
Determinarvariasconfiguracionesdediámetroylongitudquecumplan
conelcriteriode3
Qg(MMPCED) 26
Qo(BPD) 2055
Mg(lb/lb-mol) 20 , 272
API 30
3
ρ =
l
γρ
o. w
ρw=6 2 , 4 3Lb/pies
3
γ = = 0 , 876
o
ρl= 0 , 876160991 =5 4 , 672 4lb/pies
3
viscosidaddelgas,aplicandocorrelacionesdeLee,GonzálezyEuker.
Mg= 20 , 27 2Lb/lb-mol
ρg= 1 , 816566.. = 0 , 02911
Lb
ft
3
1 ft
3
28316 , 8 cc
453 , 592 gr
1 Lb
gr
cc
X= 3 , 5 + + 0 , 01 *
(
986
T
)
M
g
X= 3 , 5 + + 0 , 01 = 5 , 47929
Y= 2 , 4 - 0 , 2 *(X)
Y=2, 4 – 0 , 2 ( 5 , 479 )= 1 , 3041
K=
( 9 , 4 + 0 , 02 Mg)T
1 , 5
209 + 19 Mg+T
K= = 111 , 5637
1 , 5
μ =
g
K*exp (
x*ρ
g
y
)
μg= = 0 , 01178 cps
111 , 564 *exp
( 5 , 479 )( 0 , 02911 )
1 , 304
10000
Capacidaddelgas
dL = 420 *
eff (
TZQg
P
) [
(
ρg
ρl-ρg
)
C
D
dm
]
1 / 2
Donde:
C = + + 0 , 34
D
Re
Re
1
2
Re= 0 , 0049
ρgdmVd
μ
Vd= 0 , 0119
[
(
ρl-ρg
ρg
)
dm
C
D
]
1 / 2
Nota:ElprimervalordeCdesiguala0, 34 ,yaqueseasumequeelnúmerode
Reynoldsescero,y noposeoelvalordelavelocidaddeasentamiento(vd)
paraelcálculodeReynolds.
CdAsumido vd Re cdcalculado
0 , 34 1 , 79543338 360 , 8667183 0 , 564430441
0 , 564430441 1 , 200137906 241 , 2174311 0 , 63265517
0 , 63265517 1 , 133581727 227 , 8402096 0 , 644086493
0 , 644086493 1 , 123477221 225 , 8092906 0 , 645925661
0 , 645925661 1 , 121876622 225 , 4875839 0 , 646219663
0 , 646219663 1 , 12162139 225 , 4362844 0 , 646266613
0 , 646266613 1 , 121580647 225 , 4280955 0 , 646274109
0 , 646274109 1 , 121574142 225 , 4267881 0 , 646275306
0 , 646275306 1 , 121573104 225 , 4265794 0 , 646275497
0 , 646275497 1 , 121572938 225 , 4265461 0 , 646275528
0 , 646275528 1 , 121572911 225 , 4265407 0 , 646275533
0 , 646275533 1 , 121572907 225 , 4265399 0 , 646275534
Obtenido elvalorde Cd= 0 , 6462275534 ,se procede a sustituirlos valores
obtenidosenlaecuacióndecapacidaddelgas:
dL = 420 *
eff (
TZQg
P
) [
(
ρg
ρl-ρg
)
C
D
dm
]
1 / 2
dL = 420 *
eff
(
)
[
(
)
]
1
2
dL = 103 , 7803728 ft.pulg
eff
Capacidaddellíquido
d = = = 8807 , 142857 ft.pulg
2
L
eff
Tr*Ql
Nota:DeacuerdoalagravedadAPI,seseleccionauntiempoderetención,
paraestecasola°API=3 0 ,comprendidaenelrango°API 25 - 4 0ParaTr= 3
min.
Cálculodeleffparadeterminarlafasepredominante
leff=
8807 , 142857 ft.pulg
d
2
leff= = 34 , 4029018 ft
8807 , 142857 ft.pulg
2
leff= = 6 , 4862733 ft
Predominalafaselíquida.
lss= *leff
lss= * 34 , 4029018 ft
lss= 45 , 87053 ft
Deacuerdoalarelaciónestablecida 3 Vboq= = 37 , 120607
pie
s
Qf=Qo+Qg
Qf= 0 , 1335 + 8 , 734165
Qf= 0 , 1335 + 8 , 734165
Qf= 8 , 8677
pie
3
seg
Dboq= * 12 = 6 , 6197 pulg
[
π* 37 , 1206
]
Secolocaráeldiámetrocomercialmáspróximo,paraestecasoseríaparael
diámetrodeentrada8pulg
Cálculodelasboquillasdesalida
Vsalgas= = 44 , 516967
ft
seg
dsalgas= * = 6 pulg
π* 44 , 516967
12 pulg
1 ft
Capacidaddelgas
dL = *
eff
(
1 - β
1 - α
) (
TZQg
P
)
[
(
ρg
ρl-ρg
)
C
D
dm
]
1 / 2
dL = 392 *
eff
(
)
[
(
)
]
1
2
dL = 96 , 86 ft.pulg
eff
β=0, 3 α= 0 , 28 1 - β
1 - α
Capacidaddellíquido
d = = = 18348 , 2143 ft.pulg
2
L
eff
Tr*Ql
1 , 4 *α
TabladeDiseño
Cálculodelleffparaellíquido:
leff= = 71 , 673
2
CálculodelleffParaelgas:
leff= = 6 , 0539
Predominaellíquido:
lss= *leff
lss= * 71 , 673
L
D
Barrilesbrutos(BBPD) 80000
%AyS 25
Xa(mg/L) 16000
%AyS 0 , 5
Xd(mg/L) 1500
Qw(BAD) 20000
1 .CantidaddePTBquetieneelcrudoalaentrada:
16000 * * * = 5 , 60317181
mg
L
158 , 99 L
1 Bl
1 gr
1000 mg
1 lb
454 gr
Lb
Bls
Acontinuaciónmultiplicarporelcaudaldeaguaparacalcularla
cantidaddesalqueestáentrando:
5 , 60317181 *Qw= 5 , 60317181 * 20000 BAD
Lb
Bls
Lb
Bls
5 , 60317181 *Qw= 112063 , 4361
Lb
Bls
Lb
D
Luegosedivideporelcaudaldecrudo,paradeestamanerarepresentar
lasalpresenteenelcrudo:
Lb
Bls
Qw
Qo
Lb
D
Peroparasabercuantoahíporcada1 00 0blslomultiplicamospor
mil:
PTB = 1 , 867723935 * 1000 =
entrada
PTB * 1000 =
entrada
1867 , 7
2 .CantidaddePTBdecrudoalasalida:
Conociendoqueel%AySes0, 5 %,sepuedecalcularcuantoesel
caudalenlasalidadeldeshidratador:
Qw = 0 , 005 * 80000 = 400
salidadesidratador
SabiendoademásqueXa= 16000 ,setiene:
mg
L
