Volumen Tanque Cilindrico Horizontal 4y3n5k

DIMENSIONAMIENTO KOD BASADO EN NORMA API 521

SIMBOLOGÍA: Simb.

Descripción

g

Unidad

Aceleración de Gravedad

ft/s

Simb.

2

Descripción

Unidad

VC

Velocidad de Asentamiento

3

ft/s

ρ

Densidad

lb/ft

C

Coeficiente de Arrastre

Q

Flujo Volumétrico

ft3/hr

d

Diámetro de la Particula

ft

W

Flujo Másico

lb/hr

A

Área Transversal

ft2

MW

Peso Molecular del Gas

lb/lbmol

Am

Minima área requerida.

ft2

SG

Gravedad Específica

h

Altura destinada al vapor.

ft.

µ

Viscosidad



D

Diámetro del recipiente.

ft

tr

Tiempo de Residencia

min

L

Longitud del recipiente

ft.

Sub-Indices: V: Vapor

L:

Líquido

M: Mezcla

FORMULAS USADAS EN LOS CALCULOS ●

Velocidad de Asentamiento (Vc):

●

Coeficiente de Arrastre, C (Re)2 =

●

Volumen estimado dentro del recipiente (Vol):

g d (ρL - ρV)

Vc = 1.15 *

ρV ( C )

0.95 x 108 (ρV) (d)3 (ρL - ρV)

(Ver Figura 16 pag.119 API 521)

µv2

Vol = QL * tr

Con el tiempo de residencia se estima un volumen de líquido.

●

Area Minima Requerida (Am):

●

Dimensiones del Recipiente (D, L):

Am =

QV Vc

●

Diámetro Minimo (Dm):

Dm =

Am * 4 π

RECIPIENTE HORIZONTAL: Debido a que el área transversal no es constante se requiere un tanteo:

A AVV

hh

rr

r

AV

h q/2 q/2

q/2

Primeramente se supone un diámetro ( D > Dm ). Luego se supone una altura de vapor ( h > 0.2 * D ). Area de Vapor

D D

Area Total

=

AV AD

=

r2 (Θ - SenΘ) 2πr

=

2

Θ - SenΘ 2π

D A ALL AL

Θ [rad] = 2 Cos-1(1 - 2h/D)

AD = AV + AL =

π D2 4

LCalc = Lmin =

Vol AL VG X h VL X AV

El siguiente paso es verificar que la relación (L/D) se encuentre dentro de los valores recomendados. Si no se cumple, se deben variar los valores propuestos de diámetro (D) y/o altura de vapor (h), y recalcular la longitud del recipiente (L).

En este caso el área transversal se mantiene constante

RECIPIENTE VERTICAL :

Am =

QV

Dm =

Vc

Am * 4

L = hL + hV =

π

Vol AD

AD = AV = AL

+ hV

AJUSTE DE LOS NIVELES DE LÍQUIDO RECIPIENTE HORIZONTAL:

RECIPIENTE VERTICAL :

h

●

h

HLL

HLL

NLL

NLL

LLL

LLL

Nivel Bajo (LLL):

●

Se calcula la altura del nivel, usando el volumen estimado. Se recomienda que este valor tenga un mínimo de 9".

Nivel Alto (HLL): Se reajusta el volumen de líquido. Entre el LLL y HLL (Volumen de operación).

DIMENSIONAMIENTO DE LAS BOQUILLAS PRINCIPALES DEL RECIPIENTE: ● Boquilla de Entrada: Para su dimensionamiento se recomienda que el fluido cumpla con el siguiente criterio de Velocidad máxima: VM <

60 ρM

ρM =

WV + WL QV + QL

Ai =

QV + QL VM

Di =

Ai * 4 π

Este diámetro es el mínimo requerido para la boquilla de entrada, y debe ser aumentado al diámetro comercial más cercano. ● Boquilla de Salida del Gas: Para su dimensionamiento se recomienda que el gas cumpla con el siguiente criterio de Velocidad máxima: VV <

60 ρV

AV =

QV VV

DV =

AV * 4 π

Este diámetro es el mínimo requerido para la boquilla, y debe ser aumentado al diámetro comercial más cercano. ● Boquilla de Salida del Líquido: Para su dimensionamiento se recomienda que el líquido cumpla con el siguiente criterio de Velocidad máxima: VL < 3 ft/s

AL =

QL VL

DL =

AL * 4 π

Este diámetro es el mínimo requerido para la boquilla, y debe ser aumentado al diámetro comercial más cercano.

DIMENSIONAMIENTO KOD BASADO EN INEDON 903-HM120-P09-GUD-065

Dimensionamiento de los Separadores Horizontales 1.- Determinación de la velocidad terminal de las gotas Sin Extractor de Niebla Con Extractor de Niebla : la velocidad terminal se calcula igual que para separadores sin extractor; pero se considera un diámetro de partícula de 150 μm para el dimensionamiento. 2.- Determinación del diámetro inicial del separador 2.1.- Se obtiene un estimado de la relación L/D de acuerdo a los siguientes criterios basados en la presión de operación:

2.2.- Seleccione el valor del parámetro K de acuerdo al Cuadro 8 (INEDON). Luego, calcule un factor φ que es utilizado para la velocidad crítica:

2.3.- Se seleccionan los tiempos de residencia de líquido (Cuadro 7) Se determina el volumen de líquido que se desea retener entre los distintos niveles:

2.4.- Se calcula el diámetro necesario para almacenar el volumen de líquido deseado:

2.5.- Se calcula el diámetro necesario para cumplir con la máxima velocidad crítica permisible:

2.6.- Se selecciona el mayor valor entre DL y DG como el diámetro inicial del separador. Se aproxima el valor del diámetro al siguiente múltiplo de 6 in (150 mm), que por lo general corresponde a las medidas estándar 3.- Determinación de la longitud requerida para almacenamiento de líquido

Se aproxima este valor al próximo múltiplo de 6 in (150 mm). La longitud calculada LL debe ser suficiente para almacenar los volúmenes deseados entre cada nivel de líquido, es decir debe cumplir:

Si no se cumplen estas ecuaciones, se modifican los niveles de líquido hasta donde sea posible (de acuerdo al rango permitido), y si alguna no se verifica entonces se incrementa la longitud L L hasta donde sea necesario. 4.- Determinación de la longitud requerida para la separación gas - líquido Se calcula la velocidad del gas: Se determina la longitud efectiva de separación (LEF): Se determina la longitud necesaria para la colocación del extractor de niebla (LD):

Se calcula la longitud total requerida para la separación gas-líquido: LG = LEF + LD Se aproxima este valor al próximo múltiplo de 6 in (150 mm). Si el separador no posee extractor de niebla, entonces LD = 0 5.- Determinación de la longitud del separador 5.1.- Si LL < LG en un rango menor de 20 % (1 ≥ LL / LG ≥ 0,8), entonces la longitud del recipiente (L) es igual a LG y sólo se añadirá un pequeño volumen adicional para el almacenamiento de líquido. Si LL < LG en un rango mayor de 20 %, se sugiere incrementar el valor de HV y repetir el procedimiento desde el paso 3, aunque si HV se encuentra en el valor máximo posible (para cumplir con los requerimientos mínimos de nivel de líquido) entonces L = LG y se continúa con el procedimiento.

5.2.- Si LL > LG en un rango menor de 20 % (1 ≤ LL / LG ≤ 1,2), entonces la longitud del recipiente es igual a LL y el dimensionamiento se considera aceptable para la separación gas-líquido. Si LL > LG en un rango mayor a 20 %, se sugiere disminuir el valor de HV y repetir el procedimiento desde el paso 3, aunque si HV es el mínimo permitido o se desea proporcionar mayor espacio de gas para cumplir con las verificaciones presentes en el paso 6, entonces L = LL y se continúa con el procedimiento. 6.- Verificaciones del dimensionamiento 6.1.- Se verifica que la longitud del separador sea suficiente para que la mayor cantidad de burbujas de gas sea separada de la corriente de líquido 6.2.- Comprobar que la velocidad del gas a través del separador sea menor que la velocidad crítica 6.3.- Comprobar que la relación L/D se encuentra en los rangos apropiados de acuerdo a requerimientos económicos y de operación

6.4.- Si se emplea extractor de niebla tipo malla, verifique que la distancia entre la malla y la boquilla de salida de gas sea suficiente para obtener una buena distribución de gas 6.5.- Se selecciona el tipo de entrada a utilizar en el separador como sección de separación primaria 6.6.- Verificar el diámetro, si se espera presencia de espuma dentro del separador