DISEÑO Y SIMULACION DE TUBERIA DE TANSPORTE DE

HIDROCARBUROS

Ejercicio 1

Una tubería de 24 pulgadas de diámetro transporta crudo 200 Km sobre una

elevación de 400 m. La presión deseada de entrega es 10 bar y la temperatura

ambiental es de 20 °C

Se estima que dicha línea transporte un flujo aproximado de 500000 Kg/hr.

Utilizar unidades métricas para todo, a excepción de las longitudes pequeñas,

las cuales deben establecerse en pulgadas.

Determinar:

Caudal óptimo para cumplir con las especificaciones deseadas.

¿A las condiciones del fluido, se cruza la envolvente de fases?

¿La temperatura del fluido cae por debajo de la ambiental?

¿Cuánto tiempo toman los cálculos?

Condiciones de la Alimentación

Componente % Molar Componente % Molar

H2S 5.4 NC5 2.9

C1 2.0 NC6 4.1

C2 14.3 C78 8.5

C3 16.3 C910 4.0

IC4 2.9 C11+ 20.0

NC4 8.6 C20+ 7.9

IC5 3.1

Presion, Bar 74

Temp. ºC 74

Propiedades de los Pseudocomponentes

Componente

de Petróleo

Peso

Molecular

Densidad

(kg/m3)

Punto de

Ebullición (ºC)

C78 109 748

C910 137 795

C11+ 207 944

C20+ 354 1.036 547

Ejercicio 2

Un Crudo fluye a través de una tubería con un diámetro interno de 10 pulg y

una rugosidad de 0,002 pulg. La tubería tiene una diferencia de 1.000 pies

entre el inicio y el final de sus 20.000 pies de longitud.

Parte A. Crear un paquete BLAK OIL. La presión de la fuente es 1.000 psig y la

del sumidero 500 psig. Usar 100.000 bbl/dia como estimación inicial de caudal

tanto para la fuente como para el sumidero.

Para estas condiciones:

¿Cuál es el caudal de crudo?

¿Cuál es el caudal de agua?

Parte B. El cliente desea saber cuál sería la presión de llegada si realmente se

desean transportar 100.000 BPSD de crudo.

Ejercicio 03:

Recolección de Gas Natural.

El Gas natural es recogido de dos macollas y conectados a un pipeline. En la

salida las macollas se encuentran un compresor tipo booster el cual provee

1100 psig de descarga. En el pipeline se encuentran sistemas de recolección

de condensados los cuales deben poseer una presión mínima de 650 psig en la

entrega.

Basado en la data suministrada determinar:

A. Requerimientos de potencia del compresor.

B. Presión estimada en cada punto de despacho.

Source main data: Pressure = 1010 psig Temperature = 100ºF Flowrate = 180000 lb/hr (estimado) Source IN1 data: Temperatura = 85ºF Flowrate = 150000 lb/hr (Fijo)

Ejercicio 4

Dimensionamiento de un Pipeline de gas.

Un pipeline existente de 14 pulgadas es usado para transportar 50 MMscfd de

gas a través del campo a una estación de distribución gasífera. Un nuevo

campo es desarrollado y un adicional de 50 MMscfd será transportado por el

mismo pipeline a la facilidad de distribución de gas. La presión de llegada

requerida en la estación de distribución es 250 PSIG. La siguiente figura

muestra el esquema del sistema. Las condiciones del proceso se encuentran

anexas.

Tu trabajo si lo aceptas es:

1. Determinar la mínima presión de descarga de los pozos para satisfacer los

requerimientos de presión aguas abajo con el nuevo caudal.

2. Determinar el mínimo diámetro interno requerido para la sección 02 del

pipeline asumiendo que la presión máxima de descarga está limitada a 650

psig y el cambio en una sección del pipeline es aceptable.

Ejercicio 05:

Tubería de crudo pesado.

Una tubería de 24 pulgadas sale de una plataforma, el crudo tiene una

densidad de 20 API, La temperatura del crudo en la plataforma es 110 °F y la

del océano a 35 ºF a lo largo de todo el año. Los parámetros de diseño de la

tubería tienen a la descarga una presión de 300 psig y a la llegada de 150 psig,

y una capacidad de por lo menos 80.000 barriles/día.

El tubo 2 está enterrado en el suelo del océano y el tubo 3 está enterrado en

tierra seca, Ambos están a 3 pies de profundidad, Utilice una conductividad

térmica de 0,3 BTU/hr.ft.ºF para tierra seca y de 1,2 BTU/ hr.ft.ºF para terreno

húmedo.

Determine como las variaciones de temporada en la temperatura del aire

afectan la capacidad de flujo de la tubería.

Realice un caso estudio en la tubería a las temperaturas ambientales del aire

mostradas en la siguiente tabla. La temperatura ambiente para los tubos 1 y 2

debería permanecer constante a 35 ºF durante todo el año. Utilice el Results

Access System (RAS) para hacer una gráfica que muestre un perfil de

temperatura para cada caso.

Ejercicio 06:

Lazo Cerrado de una red de Distribución de Crudo

Una instalación para distribución de petróleo se muestra en la figura de abajo.

El Crudo es recolectado desde cuatro diferentes campos de producción y

transportados a dos puntos terminales de almacenamiento (B y C), Este

sistema consiste en líneas independientes y otras que se cruzan.

Los caudales de tres de los cuatro pozos productores son conocidos por

mediciones en el campo, mientras que el pozo restante tiene fallas en la

medición. Se requiere determinar los caudales tanto de el pozo productor

desconocido como de cada uno de los terminales receptores de la producción,

y adicionalmente los caudales entre cada punto de unión de manera de

determinar posibles puntos de embotellamiento del sistema. Para determinar

los puntos de embotellamiento se debe determinar la caída de presión por

longitud de tubería para cada link, de manera de poder realizar la comparación,

Un valor grande de caída de presión podría indicar altas pérdidas friccionales

las cuales se podrían aliviar tanto incrementando el diámetro de la tubería

como añadiendo una segunda y paralela tubería.

Los datos de las fuentes se muestran en la tabla siguiente y los números en cursiva corresponden a estimados iniciales para los valores con problemas de medición.

Como estimado inicial para los sumideros, utilizar 20.000 BPSD para el C y 40.000

BPSD para el B.

Responder la siguiente pregunta:

Cuál es la dirección del flujo entre las uniones J2 y J4? Entre J5 y J6? Y entre J0 y J1?

Nota: Recuerde que un flujo positivo en un link indica que el flujo está en la misma

dirección que el link y uno negativo que se encuentra en dirección opuesta a la

propuesta en el link.