Zonas de separación en separadores de fluidos: funcionamiento y componentes

Resumen

El documento describe las zonas de separación de un separador de fluidos, desde la separación primaria de la corriente de alimentación hasta la acumulación de líquido. Explica cómo actúan la fuerza gravitatoria, la coalescencia de gotitas y los controles de nivel, y el papel de los elementos que evitan vórtices y arrastres.

Puntos clave

La separación primaria es la primera etapa, donde la corriente choca con el casquete (horizontales) o con bafles de entrada (verticales).
La fuerza gravitatoria hace caer las partículas de líquido; para lograrlo hay que igualar o disminuir la fuerza de arrastre del gas.
Para determinar la velocidad máxima del gas (Vmax) se trabaja con un valor menor y se aumenta el diámetro del separador.
La coalescencia une gotitas pequeñas en gotas mayores, que caen al atravesar un rompedor de neblina o demister.
La acumulación de líquido requiere controladores de nivel (flotadores) para mantener el nivel de operación normal.
El Vortex Breaker o rompedor de remolinos evita vórtices en la salida de líquido que podrían arrastrar vapor o causar cavitación en bombas.

Ponte a prueba

Zonas de Separación

A) Separación Primaria

Esta sección representa la primera etapa de separación de la corriente de alimentación (que posee una mezcla de dos fases). En los separadores horizontales, la corriente choca con el casquete, mientras que en los verticales choca con bafles de entrada. El objetivo es separar el flujo de líquido, que escurre y cae a la sección de acumulación de líquido, del flujo de vapor, minimizando el arrastre.

B) Fuerza Gravitacional

Las partículas de líquido que atraviesan el separador son direccionadas por dos tipos de fuerza: la fuerza gravitatoria (relacionada con la masa y la aceleración de la gravedad) y la fuerza de arrastre (dada por la velocidad del gas). El objetivo es igualar o disminuir la fuerza de arrastre para que las partículas caigan a la zona de acumulación de líquido. (Para esto, se determina la V_max del gas, trabajando con un valor menor y aumentando el diámetro del separador).

C) Coalescencia

Se define como la unión de las partículas de líquido diminutas (gotitas) para formar gotas mayores. Cuando el gas pasa la separación primaria, sigue conteniendo una cierta cantidad de partículas del líquido atomizadas que no pueden competir con la fuerza de arrastre. Por lo que antes de la salida del gas se coloca un (deneburizador, rompedor de neblina, demister o meshpad) para que el gas fluya a través de él y las partículas de líquido se agrupen y caigan al contener una cantidad de masa apreciable.

D) Acumulación de Líquido

Los separadores se deben mantener con un nivel de líquido diseñado para evitar la salida del gas por el fondo y el líquido por el tope. Se deben instalar controladores de nivel (flotadores) para saber el nivel y mantenerlo en las condiciones de operación normal. Para evitar en la salida de líquido la formación de vórtices (que pueden arrastrar vapor lo que conduce a una mala separación en los pasos de proceso o causar cavitación de bombas aguas abajo) se instala un Vortex Breaker o rompedor de remolinos.

Preguntas frecuentes

¿Para qué sirve el rompedor de neblina o demister en un separador?

Sirve para que el gas que sale de la separación primaria atraviese un material donde las gotitas de líquido se agrupan por coalescencia y caen. Así se reduce el arrastre de líquido en la salida del gas.

¿Qué función cumple el Vortex Breaker?

Evita la formación de vórtices en la salida de líquido, que podrían arrastrar vapor y provocar una mala separación o cavitación de bombas aguas abajo.