Diseño conceptual de un sistema de separación (knockout drum) para la prevención de fallas por arrastre de líquido en compresores de gas
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Abstract
In the present work, the design of a two-phase separation system (gas-liq) is carried out in a Diesel hydrotreating unit in Cartagena, with the central equipment being the knock out drum (KNO). The KNO is a device used in several industrial applications to separate vapor-liq phases, whose main objective will be to avoid the dragging of liquids to a compressor of the process. Which, is responsible for sending the sulfuric acid-free hydrogen to other sections where required. To achieve the proposed objective, initially the operational information of the teams involved in the process was collected, such as the gas stripping device, the rich amine drum and the compressor already mentioned above. Subsequently, a sequence of calculations was established for the design of the gasliq separator where parameters such as the compressibility factor, viscosity and gas capacity, critical speed and settling speed, nozzle diameter of the inlet, liquid capacity among others intervened. factors necessary for the proper sizing of the equipment. Finally, an economic analysis was carried out to know the viability of the project. It was implemented when the initial investment started compared to the United States. Ultimately, the compressor failure only represents 0.12% of the cost of repairs and the cost of production for the stops required in this time...
Resumen en español
En el presente trabajo se realiza el diseño de un sistema de separación bifásico (gas-liq) en una unidad de Hidrotratamiento de Diésel de Cartagena, siendo el equipo central, el knock out drum (KNO). El KNO es un dispositivo utilizado en varias aplicaciones industriales para separar fases vapor-liq, cuyo objetivo principal consistirá en evitar el arrastre de líquidos a un compresor del proceso. El cual, es el encargado de enviar el hidrogeno libre de ácido sulfúrico a otras secciones donde sea requerido. Para alcanzar el objetivo propuesto, inicialmente se recopiló la información operacional de los equipos intervinientes en el proceso como la despojadora de gas de reciclo, el tambor de amina rica y el compresor ya mencionado anteriormente. Posteriormente se estableció una secuencia de cálculos para el diseño del separador gas-liq, donde intervinieron parámetros como el factor de compresibilidad, viscosidad y capacidad del gas, velocidad crítica y velocidad de asentamiento, diámetro de la boquilla de la entrada, capacidad de líquido entre otros factores necesarios para el dimensionamiento adecuado del equipo. Finalmente se realizó un análisis económico para saber la viabilidad del proyecto a implementar donde se encontró que la inversión inicial en comparación con las pérdidas en un eventual fallo del compresor solo representa un 0.12% del costo de las reparaciones y del cese en la producción por las paradas requeridas en este tiempo. El material seleccionado fue acero A516-grado 70 siendo estos los más adecuado para prevenir daños en el equipo por corrosión y soportar las presiones presentes en del proceso. Las dimensiones obtenidas para el KNO fueron de 7653.4 mm de altura incluyendo cabezales, 1348 mm de diámetro interno, la boquilla de alimento se coloca a 88.6 cm y el eliminador de niebla se coloca a 61.05 cm desde el tope del separador