Revisión del proceso de separación de fases del gas natural a alta presión en la industria Oil&Gas

espanolResumen La separacion fisica de liquidos y gases es una de las operaciones de produccion, procesamiento y tratamiento en la industria petrolera, necesaria para prevenir danos en equipos rotativos, evitar corrosion en tuberias y cumplir con las especificaciones de calidad del gas natural para uso domestico. Cuando la presion de operacion aumenta, la diferencia de densidades entre las fases disminuye, lo cual dificulta el proceso de separacion. Se realiza la revision del estado del arte, desde los anos 90 hasta el presente, de las diferentes metodologias para separar las fases liquida y gaseosa del gas natural, asi como las variables de diseno con aplicacion a sistemas que operan a alta presion; prestando especial enfasis en los avances encontrados utilizando Dinamica de Fluidos Computacional. Los resultados muestran que, aunque los separadores centrifugos y los separadores supersonicos son mas compactos y de facil mantenimiento comparados con los separadores gravitacionales, estos ultimos continuan siendo la estrategia mas favorable cuando se combinan alta presion y baja cantidad de liquido (menos del 4% vol), como es el caso del gas natural. Conclusion adjudicada, en parte, a la falta de estudios experimentales/numericos que involucren al gas natural en equipos alternativos al separador gravitacional portuguesResumo A separacao fisica de liquidos e gases e uma das principais operacoes de producao, processamento e tratamento na industria do petroleo, necessaria para evitar danos ao equipamento rotativo, para evitar a corrosao nos tubos e para cumprir as especificacoes de qualidade do gas natural para uso domestico. Quando a pressao de operacao aumenta, a diferenca de densidade entre as fases diminui, o que torna o processo de separacao dificil ou, em alguns casos, impossivel. Neste trabalho, e realizada a avaliacao do estado da arte de diferentes metodologias para separar as fases liquida e gasosa do gas natural e as variaveis de design com aplicacao para sistemas que operam a alta pressao a partir dos anos 90 ate a data atual; com enfase especial nos avancos encontrados usando a Dinâmica dos Fluidos Computacional. Os resultados mostram que, embora ambos os separadores centrifugos e supersonicos sao mais compactos e de facil manutencao comparado com separadores gravitacionais, o ultimo continua a ser a estrategia favorecida quando a alta pressao e de baixa quantidade de liquido sao combinados (menos de 4% vol), como e o caso do gas natural; Conclusao concedida, em parte, a falta de estudos experimentais/numericos envolvendo gas natural em equipamentos alternativos ao separador gravitacional EnglishAbstract The Physical separation of liquids and gases is one of the main operations of production, processing and treatment in the oil industry; it is necessary to prevent damage to rotating equipment, to avoid corrosion in pipes and to achieve with the natural gas quality specifications for domestic use. When the operating pressure increases, the density difference between the phases decreases, which makes the separation process difficult or in some cases impossible. In this work, the state of the art of the different methodologies to separate the liquid and gaseous phases of natural gas is reviewed , as well as the design variables applied to systems that operate at high pressure from the 90's to the present; with special emphasis on the advances found using Computational Fluid Dynamics. The results show that, although both centrifugal and supersonic separators are more compact and easy to maintain compared to gravitational separators, gravitational separators remain the most favorable strategy when combining high pressure and low liquid load (less than 4%vol), as is the case of natural gas. Conclusion awarded, in part, to the lack of experimental/numerical studies involving natural gas in alternative equipment to the gravitational separator