PDVSAMANUAL DE DISEÑO DE PROCESO EYECTORES PDVSA N ° MDP–02–J–01 0 NOV.97 REV. FECHA APROB. E1994 TITULO EYECTORES APROBADO 38 DESCRIPCION FECHA NOV.97 L.R. PAG. REV. APROB. F.C. APROB. APROB. FECHA NOV.97 ESPECIALISTAS MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO PDVSA EYECTORES PDVSA MDP–02–J–01 REVISION FECHA 0 NOV.97 Página 1 .Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma Indice 1 ALCANCE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2 REFERENCIAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 3 ANTECEDENTES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 4 DEFINICIONES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 5 CONSIDERACIONES BASICAS DE DISEÑO . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 6 PROCEDIMIENTO DE DISEÑO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 7 INFORMACION REQUERIDA PARA LA ESPECIFICACION . . . . . 14 8 NOMENCLATURA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO EYECTORES PDVSA PDVSA MDP–02–J–01 REVISION FECHA 0 NOV.97 Página 2 .Menú Principal 1 Indice manual Indice volumen Indice norma ALCANCE Este Documento cubre el diseño y los requerimientos de Servicios en eyectores, con algunos antecedentes pertenecientes a la selección de equipos. Debido a que la mayoría de las aplicaciones usan vapor de agua como fluido motriz del eyector, los eyectores con chorro de vapor de agua son cubiertas en mayor detalle. 2 REFERENCIAS PDVSA SN–252, MID, Vol. 16 “Control de Ruido en Equipos”ó OTRAS REFERENCIAS Gibbs, C.W., ed., “Compressed Air and Gas Data”, Ingersoll Rand Company, 1969. Scheel, L.F., “Gas and Air Compressor Machinery”, McGraw Hill Book Company, 1961. Ludwig, E.E., “Applied Process Design for Chemical and Petrochemical Plants”, Vol. III, Gulf Publishing Company, 1994. Frumerman, R., “Steam Jet Ejectors”, Chemical Engineering, June, 1956. Power, R.B., “How To Specify, Evaluate and Operate Steam–Jet–Air Ejectors”, Hydrocarbon Processing and Petroleum Refiner, February 1964, Vol. 43, No. 2, pp. 121 to 126; March 1964, Vol. 43 No. 3, pp. 138 to 142; April 1964, Vol. 43 No. 4, pp. 149 to 152. Newman, E.F., “How to Specify Steam–Jet Ejectors”, Chemical Engineering, April 10, 1967, pp. 203 to 208. “Standards for Steam Jet Ejectors”, Heat Exchange Institute, New York, 1956. Perry’s Chemical Eng. (Handbook, Seventh Edition, 19977. Maxwell Data Book on Hydrocarbons, Applications to Process Engineering. 3 ANTECEDENTES Los eyectores son dispositivos para elevar la presión de líquidos o vapores, los cuales operan por el arrastre del fluido que se desea bombear por un chorro a alta velocidad de un fluido motriz, el cual está a mayor presión. (Ver Figura 1 para observar la sección transversal de un eyector). Los eyectores no tienen partes movibles, pero son mucho menos eficiente que bombas y compresores mecánicos y por lo tanto son aplicados solamente donde hay grandes cantidades de vapor motriz de baja presión o gas comprimido disponible a bajo costo. Debido a que ellos pueden manejar grandes cantidades de flujo a las bajas presiones requeridas, éstos son comúnmente usados en torres de destilación al vacío y a la presión de entrada del fluido de arrastre. Fluido de Arrastre El fluido de servicio. P1. son normalmente diseñados y suplidos por el suplidor del condensador y no requiere Especificaciones de Diseño detalladas. y usualmente con una relación de compresión menor que 2 (flujo sub–crítico). P1. operando bajo las mismas condiciones. para comprimir vapores los cuales no son condensables a las temperaturas disponibles de agua de enfriamiento. Los eyectores para condensadores de descarga del vapor de agua de turbinas. Relación de Presión La relación de la máxima presión de descarga.97 Página 3 . Relación de Expansión La relación de la presión de entrada del fluido motriz Pm. el cual el eyector comprime. Eyectores de Relevo Eyectores utilizados para las etapas con alto volumen o baja presión de un sistema de multietapa. P2. Este término es preferido que fluido “bombeado” en ingeniería de eyectores. Relación de Arrastre La relación de arrastre de pesos moleculares es la relación del flujo másico del gas arrastrado al flujo másico de aire que podría ser arrastrado por el mismo eyector.Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma condensadores de superficie de vapor de agua. a las presiones que pueden ser condensados o venteados del sistema de vacío. hasta un nivel de presión donde los condensadores son efectivos a la temperatura disponible del agua de enfriamiento.MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO EYECTORES PDVSA PDVSA MDP–02–J–01 REVISION FECHA 0 NOV. La información en este documento puede ser usada para estimados de servicios y para evaluaciones de sistemas de eyectores diseñados por suplidores de condensadores. a la presión de entrada del fluido de arrastre. 4 DEFINICIONES Compresor Término (Termocompresor) Un eyector que opera con presión de succión por encima de la atmosférica. La relación de arrastre de temperaturas es la relación entre el flujo másico de aire o vapor de agua a una temperatura de 20°C (70°F) y el flujo másico de aire o vapor de agua a una temperatura superior a la cual sería arrastrado por el mismo eyector operando bajo las mismas condiciones. El Instituto de Transferencia de Calor (ITC) ha establecido el procedimiento para evaluar el comportamiento de un eyector en la base a +20°C . Clasificación Clasificación por Servicio – Los servicios en los cuales los eyectores son aplicados pueden ser clasificados de la siguiente manera: . Tolerancia para los líquidos de arrastre.97 Página 4 . no tiene partes movibles. S No se requiere sello con prensaestopa. Por lo tanto. Las pruebas por ITC han producido las curvas de relaciones de arrastre.Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma (+70°F) de aire equivalente. Las relaciones arriba indicadas son usadas para relacionar el comportamiento del eyector al estándar de 20°C (70°F) de aire equivalente. aun con sólidos suspendidos intermitentemente. 5 CONSIDERACIONES BASICAS DE DISEÑO Incentivo para la Aplicación de Eyectores Los eyectores son alternativas atractivas en ciertos servicios de compresión o vacío por las siguientes razones: S S S S Bajo costo de equipos. Presión de Corrección (Punto de conexión) es la presión a la cual flujo estable se restablece a través del eyector después de la “ruptura” debido a la conexión de la presión del fluido motriz o de descarga. para distintos pesos moleculares y temperaturas de entrada del gas. las cuales se indican en la Figura 8. Bajo costo de instalación. Presión de Ruptura (Punto de Ruptura) en un eyector es la presión a la cual ocurre flujo inestable.MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO EYECTORES PDVSA PDVSA MDP–02–J–01 REVISION FECHA 0 NOV. ellos son una selección económica solamente si hay vapor de agua a baja presión o gas comprimido disponible a bajo costo. Este Documento también contiene un gráfico mostrando el rango de operación aplicable de eyectores. Mayor confiabilidad en servicios severos. La desventaja principal de los eyectores es su baja eficiencia (de 1 a 20%). S Operación simple. debido a la reducción de la presión del flujo motriz o al aumento de la presión de descarga. cuando es comparada con compresores mecánicos. Ver MDP–02–K–03 para comparación de eyectores y compresores mecánicos en servicios de vacío. S Daños por corrosión son reparados fácilmente y a un costo relativamente bajo. 5. 3. Una sola Etapa o Multietapa – La selección depende de la relación de presión requerida. Fluido Arrastrado (de Proceso) – Líquido o vapor. aquellos con presión de entrada positiva son llamados “termocompresores” 6. por la cual no deben ser usados en el diseño de los otros tipos de eyectores. Los eyectores a flujo crítico son usados en la vasta mayoría de los servicios de vacío para minimizar el número de etapas. Los otros tipos (vapor–líquido. tendrán flujo crítico (velocidad sónica) a través de la garganta difusora (Ver Figura 1). 2.)) y son siempre eyectores de etapa sencilla. Los eyectores diseñados para relaciones de presión mayores que. Para relaciones de presión inferiores. Principios de Operación El principio esencial que regula (flujo crítico) la operación del eyector es que ese chorro del fluido a alta velocidad (reducción de presión estática) puede arrastrar . Fluido Motriz – Líquido o. Las relaciones de presión nominales son usualmente mantenidas entre 6 y 10 para mejor eficiencia. líquido. flujo sub–crítico (subsónico) ocurre a través de la garganta difusora. Presión de Entrada Superior o Inferior a la Presión Atmosférica – La mayoría de los eyectores son aplicados en servicios de vacío. líquido–líquido y vapor–mezcla) son usados para otras aplicaciones y procesos especiales. Eyectores a flujo subcrítico son normalmente aplicados con presiones de entrada superiores a 50 kPa (15 pulg de Hg abs (380 mm de Hg abs. Líquido de Arrastre (de proceso) – Líquido o vapor. líquido–vapor. Condensable o No–Condensable – Los servicios continuos casi siempre tienen condensadores en el sistema de eyectores. Es importante aclarar que los procedimientos y figuras aquí presentados corresponden a la aplicación vapor–vapor. aire. pero pueden ser tan altas como 20 para servicios intermitentes con flujo muy bajo. Flujo Crítico o Subcrítico a través de la garganta difusora El eyector “vapor–vapor” es el único tipo ampliamente usado en refinerías. Operación Continua o Intermitente – Máquinas de Procesos y máquinas auxiliares son continuas.97 Página 5 .Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma 1. 4. Clasificación por el Tipo de Eyector – El diseño de una unidad de eyectores puede ser clasificado de la siguiente manera: 1. Fluido Motriz Empleado – Vapor de agua. evacuación para el arranque es intermitente. permitiendo un rango significativamente más amplio de capacidad de control.o alrededor de 2. 2. gas de proceso. vapor o mezcla líquido vapor. 3. los servicios intermitentes normalmente no los tienen.MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO EYECTORES PDVSA PDVSA MDP–02–J–01 REVISION FECHA 0 NOV. mezclándose los dos fluidos. Una etapa de un eyector realiza esto con tres partes: una tobera. en contacto con el gas a ser comprimido. arrastra el gas formando una mezcla con alta velocidad y una presión de entrada P1. y flujo de entrada para ambos tipos de eyectores vapor–vapor. EFECTOS DEL RENDIMIENTO DE LA PRESION DEL EYECTOR PARA CAMBIOS EN VARIOS PARAMETROS Cambio Efecto sobre el Rendimiento Tipo de Flujo Crítico Tipo de Flujo Subcrítico Aumento en el flujo de vapor de agua (5 a 10% máximo. mientras la mezcla se desacelera a través del difusor. debido a un aumento de la presión del vapor de agua motriz o disminución del sobrecalentamiento). Aumenta la presión máxima de descarga. prácticamente sin ningún otro cambio. tiene lugar a medida que la energía de velocidad es convertida en presión. Este chorro a alta velocidad. Aumenta la relación. Disminuye la presión de entrada. La tobera del vapor de agua (supersónico) permite la expansión del vapor motriz. el cual permite una eficiente y completa transición entre los flujos supersónicos y subsónico) y un difusor subsónico. Alternativamente.97 Página 6 . el cual se acelera a aproximadamente 1000 m/s (3000 pie/s). Características de Rendimiento Hay una diferencia definida entre las características de comportamiento de la operación de un eyector con flujo crítico en la garganta del difusor y aquellos que operan con flujo subcrítico.Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma otro fluido que está en contacto con el. La compresión de la mezcla a la presión de descarga. Reduce la relación. una garganta (una sección extendida de diámetro constante.MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO PDVSA EYECTORES PDVSA MDP–02–J–01 REVISION FECHA 0 NOV. La siguiente tabla resume el efecto de variar el flujo de vapor de agua motriz (vía cambios en presión de suministro). El difusor contiene tres secciones: un difusor supersónico. Reduce la relación. puede operar a relación constante y con aumento de capacidad. una cámara de succión y un difusor. aumenta la capacidad. el cual entra a la cámara de succión a aproximadamente 60 m/s (200 pie/s). La Figura 2 muestra las curvas de comportamiento típico para eyectores con flujo crítico y subcrítico. . aumenta la capacidad. El flujo crítico ocurre con relaciones de presión cercanas o mayores a dos. La Figura 1 ilustra las presiones y velocidades relativas en un eyector de vapor de agua manejando gas. causando velocidad sónica en la garganta del difusor. Las Figuras 3 y 4 indican el efecto sobre el comportamiento de cambios en el peso molecular y la temperatura de entrada del gas para eyectores con flujo crítico. La velocidad de salida de la mezcla es alrededor de 50 m/s (150 pie/s). P2. Aumento de la presión de entrada. presiones de entrada y salida. La curva de máxima presión de descarga. nótese que la línea de presión de descarga representa el máximo obtenible.97 Página 7 . el flujo estables es restablecido a un nivel de presión ligeramente superior llamado “punto de conexión”. Este nivel es llamado “punto de ruptura”. Por esta razón. Sin embargo. típicamente aumenta desde flujo cero (cierre) a máximo flujo. obtenible de un eyector. especialmente en sistemas de etapas múltiples. Aumento de Capacidad. La relación varía tan alto como 20:1. en el cual el flujo comienza a ser inestable. son características únicas de cada eyector y tienen que ser ubicados fuera del rango de operación especificado por el diseñador del eyector. por eficiencia.Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma Cambio Efecto sobre el Rendimiento Tipo de Flujo Crítico Tipo de Flujo Subcrítico Aumento de la presión de descarga. la presión mínima de entrada a una etapa debe ser inferior a la máxima presión de descarga de la etapa previa. éste es mantenido entre 3:1 y 10:1. aumenta la presión de entrada. Las curvas de comportamiento típico en la Figura 6 ilustran este efecto. La relación de presión obtenible va opuesta a esta tendencia y es mayor a flujo cero (cierre). La presión de descarga real puede ser menor que la máxima sin cambio en la curva de capacidad de presión de succión. Como la presión máxima de descarga puede ser aumentada por el incremento de la presión (flujo) del vapor de agua motriz. La Figura 5 muestra el efecto de la relación de presión sobre la eficiencia.MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO PDVSA EYECTORES PDVSA MDP–02–J–01 REVISION FECHA 0 NOV. La relación permanece prácticamente constante. aumenta la presión de entrada. Sin cambio (hasta que se alcance la presión de ruptura). Reduce la relación. un nivel de presión es alcanzado. los valores especificados en el diseño de servicio del eyector para presión mínima de la corriente motriz (o el máximo sobrecalentamiento) y máxima presión de descarga son muy significativos. sin embargo. el beneficio del aumento de flujo del vapor de agua motriz para este . Reduce la relación. A medida que la presión del fluido motriz al eyector es disminuida (o la presión de carga es aumentada). En el comportamiento de las curvas para eyectores con flujo crítico. Para evitar esta inestabilidad en sistemas de eyectores de etapas múltiples. Los punto de ruptura y de conexión. A medida que la presión del fluido motriz es aumentada de nuevo hacia la nominal (o la presión de descarga es disminuida). La familia entera de curvas se mueve con la descarga. un rango de operación de flujo ligeramente más amplio puede ser obtenido aumentando la presión del vapor de agua motriz a un valor superior a su nivel normal. reduciendo el arrastre de flujo de gas. Presión del Vapor de Agua – Presiones de operación entre 420 y 2500 kPa (60 y 350 psig) son normalmente usadas para el vapor de agua motriz del eyector. Vapor de agua limpio y seco para un comportamiento adecuado. 2. Debido a su condensabilidad. Fluidos Motrices Vapor de Agua – El vapor de agua es el fluido motriz más comúnmente usado en servicios de plantas de procesos. Presión Máxima es la presión más alta que será encontrada a la entrada del eyector del lado del vapor de agua en una operación normal. aplicaciones en servicios continuos de etapas múltiples usualmente tienen intercondensadores para remover el vapor de agua motriz (y cualquier otro condensable) entre etapas y reducir así la carga a las etapas subsiguientes. la disminución de la densidad del vapor de agua reduce la masa que puede fluir a través de la tobera fijada para unas condiciones de presión dadas.Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma propósito es limitado de 5 a 10%. Sin embargo. debido a que un aumento posterior restringirá la garganta del difusor. Más de 2 a 3% de humedad en el vapor de agua de entrada reducirá la capacidad y erosionará la tobera excesivamente. Este valor . Este tiene relativamente bajo valor económico y está disponible rápidamente. Este valor es seleccionado igual a la presión de diseño de la línea de suministro de vapor de agua. Asimismo. perderá capacidad si el vapor es sobrecalentado porque. en la terminología de la industria de eyectores. asumiendo que el factor de seguridad por corrosión es agotado. la eficiencia del eyector tiende a aumentar con la presión.97 Página 8 . Presión de Diseño Mecánico es la presión mínima a la cual el eyector y sus bridas deben ser estructuralmente seguras a la temperatura de diseño. el término “presión de diseño” es reservado para otro significado y “presión máxima de la línea de vapor de agua” es utilizado para especificar el nivel de “seguridad estructural”.MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO PDVSA EYECTORES PDVSA MDP–02–J–01 REVISION FECHA 0 NOV. si se suministra un menor sobrecalentamiento que el usado como base en el diseño. Entre este rango. fácilmente recuperable por condensadores y es compatible con la mayoría de los fluidos a ser comprimidos. Especificaciones de diseño deben incluir una presión mínima debido a que el eyector será diseñado para comportamiento nominal a esta presión y con una presión de conexión seguramente por debajo de esta presión. reduciendo el flujo de gas arrastrado. La cantidad de sobrecalentamiento es crítica para un diseño apropiado del eyector. la capacidad aumentará (5 a 10% máximo) hasta que la garganta del difusor comienza a restringirse. Un eyector diseñado para vapor de agua saturado. pero la energía de sobrecalentamiento no es convertida en capacidad adicional del eyector. El sobrecalentamiento asegura el secado. Los siguientes niveles de presión de vapor de agua son significativo en el diseño de servicio y modelo de selección: 1. debido a que ésta influencia el diseño de la tobera de vapor de agua y de la garganta. Este valor no afecta el diseño del eyector y no es requerido en las especificaciones del eyector. Aire comprimido es usado como fluido motriz en eyectores de servicios portátiles. Presión de Diseño del Vapor de Agua Motriz es un término convencional usado por diseñadores de eyectores para describir la presión mínima para la cual el eyector debe ser diseñado y operar siempre establemente. Presión Mínima del Vapor de Agua es la presión más baja encontrada a la entrada del eyector del lado del vapor de agua en operación normal. Otros Fluidos Motrices – Gas natural y gas de refinería son usados ocasionalmente como fluidos motrices de eyectores cuando la mezcla del gas motriz y el gas arrastrado es requerida a un nivel de presión intermedio. La presión de conexión no será ubicada en un valor superior a este valor especificado. Por ejemplo.MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO PDVSA EYECTORES PDVSA MDP–02–J–01 REVISION FECHA 0 NOV. gas natural a alta presión puede ser usado para comprimir gas de cola o gas provenientes de unidades a un nivel de presión intermedio apropiado para ser utilizado como combustible de refinería o un sistema de distribución de servicio público. Presión Normal del Vapor de Agua es la presión normal de operación a la entrada del eyector del lado del vapor de agua motriz. 5. como un margen para fluctuaciones momentáneas y debe ser decidido en ingeniería de detalle en conjunto con el suplidor del eyector. Esto permite la operación a una presión de entrada inferior que la obtenible con el anillo líquido del compresor. Temperatura del Vapor de Agua – Para cada presión arriba señalada. los cuales descargan en la entrada de un anillo de líquido de una bomba de vacío. Aire atmosférico es usado como fluido motriz en eyectores especiales de una sola etapa. 4. 3. pero casi nunca es aplicado en servicios de proceso. para mantener el comportamiento especifico del eyector. sólo con la temperatura del agua de enfriamiento disponible. . pero a una eficiencia muy baja y para flujos de vapor muy bajos. El eyector será diseñado para un comportamiento nominal a esta presión. para evacuación general y servicios de bombeo. Agua y otros líquidos pueden también ser usados como fluidos motrices de eyectores de vapor. Este valor es normalmente ubicado en 70 kPa (10 psi) o de 5 a 10% por debajo de la presión mínima de entrada del vapor de agua.Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma afecta el tamaño interno de la garganta del eyector y puede necesitar una estación de reducción de presión en la línea de suministro del vapor de agua motriz. la temperatura y el rango de sobrecalentamiento apropiados deben ser especificados.97 Página 9 . Cada uno de éstos es discutido seguidamente. Típicamente esto es debido a que las bridas. Esta carga es reducida algunas veces instalando un precondensador antes de la primera etapa del eyector. las cantidades varían entre 43 y 170 kg/h (95 y 375 lb/h) de aproximadamente 30 en peso molecular del gas por cada 1000 m3/d (1000 B/D) de alimentación. Si están disponibles datos reales de columnas de destilación con alimentaciones similares.MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO PDVSA EYECTORES PDVSA MDP–02–J–01 REVISION FECHA 0 NOV. Las curvas dadas en el Figura 7 son para varios valores de presión “absoluta”. son diseñados para operar bajo condiciones de vacío. empacaduras. etc. Ellas indican que los sistemas con mayor presión “absoluta” presentan menos entrada de aire que aquellos que operan a presiones cercanas a la atmosférica. Carga de Vapor Condensable – La carga de vapor condensable para columnas de destilación) consiste en el vapor de agua y los hidrocarburos condensables presentes debido a un despojamiento incompleto o arrastre del plato superior de la torre de vacío hacia la cabecera. A menos que la alimentación contenga un alto porcentaje de fracciones livianas o las temperaturas estén en el rango de craqueo. Entrada de Aire – Los sistemas de procesos a presiones subatmosféricas presentan escapes de aire hacia el sistema por bridas. mientras que el equipo para aplicaciones de presiones cercanas a la atmosférica son usualmente la misma que aquellas diseñada para usarla en presiones superior a la atmosférica. Gases no Condensables (Diferentes de entrada de Aire) – Hay cantidades despreciables de no condensables en tuberías de vapor de agua conectada a tuberías de vapor u otra unidad de proceso. otros gases no condensables y vapores condensables (hidrocarburos y vapor de agua son considerados separadamente). en unidades de destilación.. para usarlos en aplicaciones de baja presión absoluta. Debido a que las bases para estimar esta entrada de aire son crudos. La Figura 7 muestra la entrada de aire esperado en sistemas comercialmente herméticos según lo sugerido por el Instituto de Transferencia de Calor (ITC). prensaempaque de las válvulas. éstos deben ser utilizados en las bases de diseño. Sin embargo. 115 kg/h por cada 1000 m3/d (253 lb/h por cada 1000 B/D) debe ser supuesto para propósito de diseño. vástagos de válvulas etc.97 Página 10 . .Menú Principal 6 Indice manual Indice volumen Indice norma PROCEDIMIENTO DE DISEÑO Diseño de Eyectores Según Servicios La capacidad total requerida es determinada por la suma de entrada de aire hacia el sistema. los no condensables pueden estar presentes en la corriente de alimentación y más si son formados por craqueo térmico en el horno y en la línea de transferencia. En general. es recomendado (por ITC) que se inclya el doble del valor de entrada de aire obtenido de la Figura 7 en los requerimientos de capacidad total cuando se está especificando la capacidad del eyector. Método para una o dos Etapas – Cada componente de carga (aire. La temperatura disponible del agua de enfriamiento y las características de la porción condensable de la carga determinan la justificación económica de los condensables y. Los condensadores no son usados a menos que una porción significativa de la carga total pueda ser condensada. Un post condensador es usualmente requerido para prevenir una pluma de vapor de agua visible en la descarga. El número de etapas puede ser estimado de la Fig. El número de condensadores a ser utilizados está basado en la economía por requerimientos de servicios y consideraciones ambientales. para el cual todos los eyectores son diseñados.Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma La carga de vapor de agua puede ser calculada por el método señalado en la Tabla 3. 4 de Rango de Aplicación para los intervalos de vacío señalados en el Documento MDP–02–K–03. justo con las curvas de arrastre del Instituto de . la temperatura disponible del agua de enfriamiento y las características de la porción condensable de la carga. Sistemas de eyectores de dos etapas de servicio continuo tendrán usualmente un intercondensador para condensar el vapor de agua motriz de la primera etapa. Si más de una alternativa para el número de etapas está disponible. Esto depende de la presión de vapor de la porción condensable a la temperatura disponible del agua de enfriamiento. vapores de condensables y vapor de agua) son calculados y corregidos a partir de su peso molecular y temperatura real a Aire Equivalente a 20°C (70°F).MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO PDVSA EYECTORES PDVSA MDP–02–J–01 REVISION FECHA 0 NOV. Un pre–condensador puede ser justificado si la temperatura disponible del agua de enfriamiento es suficientemente baja para condensar una porción significativa de la carga a la primera etapa.3 por ciento del volumen de líquido alimentado a la columna de destilación cuando un dispositivo de separación por arrastre es instalado en el tope de la torre (malla separadora) y 1. en un sistema de eyectores de tres etapas. usando el método señalado en la Tabla 3. el cual da la presión de saturación del vapor de agua.0% del volumen de líquido sin este dispositivo. la relación de presión de la primera etapa puede ser seleccionada menor que la relación de las últimas dos etapas para comprimir justo por encima de la presión de condensación a la temperatura disponible. la carga de hidrocarburos es estudiada conservadoramente como 0. otros vapores no condensables. las presiones de operación interetapa. Si no hay precondensador. la selección debe estar basada en economía por requerimientos de servicios. Determinación de la Temperatura y presión del Fluido de Arrastre – La Tabla 2 da guías sugeridas para fijar las condiciones de diseño de presión y temperatura para el fluido de arrastre. De manera que. algunas veces.97 Página 11 . el número de condensadores. Requerimientos de Servicios Generalidades – Los requerimientos de vapor de agua motriz y agua de enfriamiento para eyectores depende del número de etapas del eyector. Las cargas de componentes son corregidos a Aire Equivalente a 20°C (70°F) por el método señalado en los puntos del 1 al 10 de la Tabla 3. 4. adicione un 10% de margen de seguridad a los requerimientos de vapor de agua. Debido a que la presión de vapor es constante con la temperatura disponible de agua de enfriamiento. Este requerimiento de vapor de agua no requiere corrección por la presión del vapor de agua. Si un pre–condensador ha sido utilizado para reducir la carga de entrada. Presión de Descarga La presión de descarga afecta directamente la relación de compresión y por ello. excepto: 1. el efecto de la presión parcial de los vapores condensables es reducido a una presión interetapa superior.97 Página 12 .MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO PDVSA EYECTORES PDVSA MDP–02–J–01 REVISION FECHA 0 NOV. Por lo tanto. Si no hay post–condensador (descarga atmosférica). los requerimientos de agua de enfriamiento pueden ser obtenidos de la Figura 11. 3. (1 psig) (Fig. se puede usar una relación más grande en la primera etapa de un eyector de dos etapas con un post–condensador para reducir la carga a la segunda etapa. Los requerimientos de vapor de agua motriz para cada etapa son calculados por el método descrito en la Figura 13 El nomograma da el comportamiento promedio del eyector sin factor de seguridad. la relación de la última etapa es mayor alrededor de un tercio. 12). 2. afecta directamente el comportamiento del eyector.Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma Transferencia de Calor (Figura 8). el consumo de vapor de agua puede ser estimado sobre una base etapa–por–etapa usando el nomograma señalado en la Figura 13. Método Alterno para Eyectores de Etapas Múltiples – Para eyectores con más de dos etapas o eyectores de dos etapas cuya contrapresión sea superior a 7 kPa man. Si la presión de entrada es inferior a la presión de condensación con la temperatura disponible del agua de enfriamiento. Para eyectores de dos etapas con intercondensador barométrico. Si los condensables constituyen una fracción significativa de la carga. Estos requerimientos de vapor de agua son entonces corregidos a las condiciones reales del vapor de agua (Figura 8) y presión de descarga real superior a 7 kPa man. El consumo de vapor de agua motriz es estimado de las Figuras 9 y 10 para eyectores de una sola o de dos etapas. El agua de enfriamiento es calculada por la formula indicada en el punto 15 de la Tabla 3 para condensación de vapor de agua solamente. La máxima presión real de . la relación de la primera etapa de un eyector de tres etapas es seleccionada para comprimir justo por encima de la presión de condensación. Asuma relaciones de presión aproximadamente iguales para cada etapa. con el fin de eliminar una gran porción de la carga en un inter–condensador. la relación de la primera etapa es seleccionada como óptima por reducir el efecto de la presión parcial de los condensables. (1 psig). un repuesto de 50% de la capacidad. Se asume también. Los inter y post–condensadores (uno de cada uno. V= Volumen del sistema.MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO PDVSA EYECTORES PDVSA MDP–02–J–01 REVISION FECHA 0 NOV. silenciadores y válvulas de retención. el tiempo deseado de evacuación y la presión absoluta a la cual el sistema debe ser evacuado. .97 Página 13 . sirviendo para varios sistemas adyacentes. En algunos casos dos eyectores con 100% de la capacidad son usados para reducir los costos de válvulas y tuberías.Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma descarga debe ser ajustada considerando todas las fuentes de caídas de presión aguas abajo tales como. éste puede ser reducido aumentando el flujo de diseño de la última etapa del eyector. tuberías de escape. espacio de vapor m3 pie3 Ca = Capacidad de aire de diseño del eyector kg/h lb/h F15= Factor cuyo valor depende de las unidades usadas 37 2. En otros servicios. El tiempo estimado de evacuación es: T e + F 15 V Ca donde: Te = Tiempo para evacuar el sistema desde la presión atmosférica a la presión de diseño del eyector En unidades métricas En unidades inglesas min. se asume que la capacidad promedio de manejo de aire durante el período de evacuación es dos veces la capacidad de diseño de manejo de aire. Multiplicidad. o añadiendo un eyector sin condensación en paralelo con el eyector primario que operaría solamente para evacuación. Para estimar el tiempo requerido para que un eyector pueda evacuar un sistema desde presión atmosférica a la presión de diseño. Repuesto y Evacuación Usualmente diseños de columnas de destilación al vacío incluyen la instalación de tres eyectores de 50% de capacidad total cada uno (dos etapas de condensación). El comportamiento de la evacuación deseada es especificado indicando el volumen del sistema. min. el tiempo de evacuación puede dictar la selección de un repuesto.3 Si este período aproximado de evacuación es muy largo para un arranque práctico de operación. post–condensadores. sin repuesto) son diseñados para manejar la carga de los tres eyectores operando simultáneamente. Un eyector sin condensación puede ser usado como un evacuador o como un eyector de repuesto de emergencia. que la entrada de aire hacia el sistema es despreciable. kPa (psia). .03937 pulg de Hg 1 psi = 2. Se puede drenar por gravedad si el tambor de descarga está cerca y en baja presión. En el caso de eyectores de vacío. Virtualmente. S Capacidad: kg/h (lb/h) de cada constituyente identificado por nombre y peso molecular (indique el peso molecular promedio de la mezcla de hidrocarburos). Unidades Convencionales de la Presión de Entrada La presión de entrada del eyector debe ser especificada en presión absoluta.036 pulg de Hg 1 pulg de H2O = 0. S Temperatura de entrada del líquido de arrastre. si se requieren. Se deben usar bombas si el punto de descarga es remoto a la alta presión. pero permiten recobrar algún condensable valioso o eliminar la pluma de vapor de agua en la descarga. Los factores de conversión más usados son: 1 pulg de Hg = 25. respectivamente) para remover los vapores condensables y reducir el flujo a la siguiente etapa. la siguiente información debe ser incluida: S Número de unidades requeridas para operación normal y repuestos. indique un rango. S Presión de entrada: kPa abs. el eyector es ubicado a un nivel superior del tambor colector de condensado. Incluya propiedades físicas y corrosividad de gases no comunes. o pulg de Hg abs. Para condiciones de vacío comúnmente se usa mm de Hg o pulg de Hg.) para evitar error de interpretación. Esto reduce los requerimientos de vapor de agua motriz y mejora la eficiencia global del eyector. En este caso.07349 pulg de Hg 7 INFORMACION REQUERIDA PARA LA ESPECIFICACION Para especificar apropiadamente un eyector de vapor de agua. (mm de Hg abs.MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO EYECTORES PDVSA PDVSA MDP–02–J–01 REVISION FECHA 0 NOV.97 Página 14 . el condensado puede ser removido del condensador por bomba o drenándolo por gravedad. Especifique rango de operación estable requerido.Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma Condensadores para Eyectores Los condensadores son usados antes de la primera etapa y/o entre etapas (llamados pre e inter–condensadores. Indique si el comportamiento es o no condensable con el agua de enfriamiento de planta. debido a que este equipo produce la mínima contaminación del agua efluente. Post–condensadores (después de la última etapa) no mejorarán la eficiencia del eyector.4 mm Hg 1 mm de Hg = 0. todos los condensadores aplicados actualmente en sistemas de eyectores de refinería son del tipo de superficie. (Vea Manual de Materiales de Construcción.34 mol ń h . Sección de Destilación al Vacío). Un estudio previo indicó que es económicamente atractivo usar un eyector pre–condensador el cual tendría una caída de presión de 0. Especifique el rango de sobrecalentamiento. S Presión máxima y mínima de agua de enfriamiento. y máxima caída de presión aceptable. si lo hay. si los hay.17 mol ń h (10.Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma S Máxima presión de descarga: kPa (psia) (temperatura. incluyendo columnas barométricas o bomba de condensado y sus condiciones de descarga. si algún límite) Especifique donde existen estas condiciones. algún otro requerimiento futuro.MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO PDVSA EYECTORES PDVSA MDP–02–J–01 REVISION FECHA 0 NOV. Una torre húmeda de distilación al vacío opera con un condensador de cabecera y el tambor de destilación de vacío está a 35°C (95°F) y 7 kPa abs (50 mm Hg). si existe. Pérdidas de presión adicionales a la entrada del eyector por tuberías son estimados en 0. orientación. ej. etc.7 kPa (5 mm Hg).97 Página 15 . S Condiciones del vapor de agua: mínima presión y temperatura esperada en la brida del eyector.7 kPa (5 mm Hg). ej. El estimado de entrada de aire hacia el sistema es de 150 kg/h (300 lb/h) de Figura 7. basada en 115 kg/h por 1000 m3/d (40 lb/h por 1000 BPD) de alimentación (M = 30). rendimiento de evacuación. PROBLEMA DE EJEMPLO (Siga el procedimiento descrito en la Tabla 3). silenciadores (especifique que nivel de ruido debe ser alcanzado según PDVSA SN–252). S Tipos y números de condensadores requeridos: especifique las características del sello deseadas.: a la salida del post–condensador. S Materiales de construcción: especifique si los materiales estándar del fabricante son aceptable o haga una lista de alternativas aceptables. Total de no condensable es entonces: 150 kgńh @ M : 29 + 5.). S Accesorios: filtros tipo “Y” en la línea de suministro de vapor de agua. así como la presión y temperatura (máxima) de la caldera o línea principal. etc.. S Temperatura máxima del agua de enfriamiento y máximo aumento aceptable de temperatura. S Requerimientos secundarios o futuros. Otra carga de vapor no condensable es de 600 kg/h (1200 lb/h). S Requerimientos de instalación si los hay (sitio de montaje. pero reduciría la carga de vapor de agua significativamente por condensación a 27°C (80°F) (a 24°C (75°F) está disponible el agua de enfriamiento). Presión de vapor de agua (saturado) a 27°C = 3. Punto 5.797 lbń lbmol) 25. Fm = 0.564 KPa (a 80°F 1. la presión de vapor por extrapolación de las curvas del Maxwell Databook on Hydrocarbons = 0.17 mol ńh (40 mol ń h) (40 mol ń h) 750 kg ń h + 29.999. Punto 1. Punto 3.57 kPa = 2.0076 mm Hg) Presión parcial de no condensables = 5.999 (1. el punto de ebullición promedio volumétrico es de 305°C (580°F) y el peso molecular promedio = 250. Punto 6.Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma 600 kg ń h 20.81)Ǔ + 983 kgńh ǒ2126 lbńhǓ .999 ǒ Punto 7. (Basado en una densidad promedio de 865 kg/m3 (32° API).03 kPa (13. Punto 4.60 KPa – 3.97 Página 16 . Punto 2.17 mol ń h O sea: 29.797 kg ń mol (29. Fm = 1.797 ǒ Ǔ kg/h (lb/h) de Aire Equivalente a 20°C de otros no condensables (Ft gas = 0.999 de Figura 8) = 150 kgńh + 150 kgńh ǒ300 lbńhǓ 0.564 18(750) + 795 kgńhǒ1720 lbńhǓ 2.2 mm Hg) Debido a que el pre–condensador enfría hasta 27°C (80°F).01 de Figura 8) = 600 kgńh + 595 kgńh ǒ1189 lbńhǓ 0.032/pulg Hg = 26.00 mol ń h @ M : 30 + 750 kg ń h 25.MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO EYECTORES PDVSA PDVSA MDP–02–J–01 REVISION FECHA 0 NOV.999795(0.999.03 29. Ǔ kg/h (lb/h) de vapores de hidrocarburos condensables es despreciable kg/h (lb/h) de carga de Aire Equivalente a 20°C (70°F) de aire (Ft aire @ 27°C (80°F) = 0.001 kPa (0.01) ǒ Punto 8.81 de Figura 8)= ǒ0.8 mm Hg) kg/h (lb/h) de vapor de agua = 3. la presión de vapor de los hidrocarburos condensables es despreciable. Ǔǒ Ǔ kg/h (lb/h) de Aire Equivalente a 20°C (70°F) de vapor de agua (Ft vapor de agua = 0.797 es el peso molecular promedio del total de no condensables. 7 psia ń mm HgǓ 5.85 kg vapor de agua motriz (0.999) (0.6 kPa abs (40 mm Hg = 1. Esto debe ser corregido “hacia atrás” para la carga de Aire Equivalente a 20°C (70°F) (multiplicada por Ft vapor de agua Fm vapor de agua). 150 + 595 + 983 = 1728 kg/h (3615 lb/h) Este sistema de eyector es para operar con un post–condensador para eliminar la pluma de vapor de agua en la descarga.6 kpa abs La presión interetapa es aproximada. kg/h (lb/h) de Aire Equivalente a 20°C (70°F) de carga total a la entrada del eyector.7 kPa (5 mm Hg) de caída en la segunda etapa.6 KPa) (6.81) kg de vapor de saturada R 3 corregido + 2.999) (0. Presión de entrada = R1 7. La contra–presión debido a tuberías y el post–condensador es de 56 kPa (8 Psig).31) (1728) = 3992 kg/h (8351 lb/h) de vapor de agua motriz requerido Esto comprimirá la carga de la primera etapa a (5. la presión de entrada es 32.7 KPa por caída en tubería = 5.Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma Punto 9. Del nomograma R3 = 2. Punto 10.31 kg (lb) vapor de agua motriz kg (lb) de aire Equivalente a 20°C (70°F) kg/h (lb/h) de vapor de agua motriz de la primera etapa = (2. Debido a que el agua de enfriamiento es costosa en este lugar. R3 corregido = 2. El vapor de agua disponible es saturado a 875 kPa (125 psig). La relación referida para permitir 0.85 + motriz ƪkgkg devaporvaporde deaguasaturada ƫ (0.MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO EYECTORES PDVSA PDVSA MDP–02–J–01 REVISION FECHA 0 NOV.81) 2.9 kPa abs (235 mm Hg abs).575 pulg Hg) 976 kpa abs 174 ǒ88.0) = 33.7 kpa de caída de presión del pre–condensador – 0. asumiendo una relación 20% mayor en la primera etapa debido a que los condensables forman una porción significativa de la carga. kg/h (lb/h) de Aire Equivalente a 20°C (70°F) de vapores de hidrocarburos condensables es despreciable. Por lo tanto los cálculos de requerimientos de vapor de agua motriz deben ser hechos por el método descrito en la Figura 13. se ha decidido usar el flujo de agua en serie a través del inter y post–condensador. La carga total a la segunda etapa cambiará porque la presión parcial relativa de los componentes condensables (en este caso vapor de agua solamente) ha cambiado.0 – 0.6 kPa abs (240 mm Hg abs) Permitiendo 0.85 para la primera etapa. A 17°C (30°F) de .97 Página 17 .7 kPa (5 mm Hg) de caída en la tubería interetapa e intercondensador es 6 = R2 para la primera etapa y 5 = R2 para la segunda etapa. R 1 976 kPa 29.9 kPa – 9.81) = 3.6 kPa = 23.2 mm Hg abs) kg/h (lb/h) de vapor de agua 9.5 (o. mientras también se reduce la carga a la segunda etapa a una cantidad práctica.Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma aumento de temperatura a través del intercondensador es tentativamente decidido mantener el condensador de superficie a un mínimo.7494 pulg Hg) 32.99) de la Figura 8 = 187 231 kg ń h ǒ473 lb ń hǓ (0. Vapor de agua motriz de la primera etapa + 10% de factor de seguridad = 4391 Carga de vapor de agua a la primera etapa = 795 . Punto 4.1 psia ń pulg HgǓ 32. Punto 1.0 Del nomograma.81) Punto 10. R3 = 4.6 ƫƪ 18750 ƫ + 187 kg ń h ǒ383 lb ń hǓ ƪ23. kg/h (lb/h) de Aire Equivalente a 20°C (70°F) de vapor de agua (Ft vapor de agua = 0. Punto 2.5 R3 corregido = 4.9 kPa R2 = 5.58 KPa (2.64 Kg/h (lb/h) de vapor de agua motriz de la segunda etapa = (3.797 Punto 8.97 Página 18 . Por lo tanto.999) (0.3 29.7 ǒ15.MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO PDVSA EYECTORES PDVSA MDP–02–J–01 REVISION FECHA 0 NOV.3 kPa (165.64) (976) = 3553 kg/h (7142 lb/h) Flujo de vapor de agua motriz a las dos etapas = 3992 + 3553 = 7545 kg/h (15493 lb/h) Añadiendo 10% de factor de seguridad: el vapor de agua motriz requerido = 8300 kg/h (17042 lb/h) Los requerimiento de agua de enfriamiento basada en flujo de serie a través del inter y post–condensador: Vapor de agua condensado en el inter–condensador es el vapor de agua motriz más parte del vapor de agua de la carga. kg/h (lb/h) de Aire Equivalente a 20°C (70°F) de carga total = 150 + 595 + 231 = 976 kg/h (1162 lb/h). Presión del vapor de agua a 45°C (112°F) = 9.999) (0. el agua de enfriamiento a la segunda etapa es 24 + 17 = 41°C (105°F) y la temperatura de entrada a la segunda etapa del eyector es 41 + 4 = 45°C (112°F) (de la Tabla 2). MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO EYECTORES PDVSA PDVSA MDP–02–J–01 REVISION FECHA 0 NOV. FT = Relación de arrastre para una temperatura de entrada diferente a 20°C (70°F).Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma Carga de vapor de agua a la segunda etapa = –187 Total de vapor de agua condensado = 4999 kg/h (10524 lb/h) Para 17°C (30°F) de aumento de temperatura en el intercondensador: 31. (100 psig).3 F16 = (Tabla 3) 2208 kj / kg 950 BTU /Lb F17 = (Tabla 3) 4. kPa abs (mm Hg o pulg Hg abs) P2 = Presión de descarga. min. kPa man. m3 (pie3) W= Flujo másico.186 kj / kg °C 1 BTU/Lb °F .0 x 4999 = 154969 kg/h = 2583 dm3/min (663 gpm) (de Tabla 3) Debido a que 4999 kg/h (10524 lb/h) es mayor que la cantidad de vapor condensado en el post–condensador (3553 + 10%) este mismo 2583 dm3/min (663 gpm) tendrá un aumento menor de 17°C (30°F) en el post–condensador. kPa abs (Psia) R1 = Relación de expansión = Pm/P1 R2 = Relación de presión = P2/P1 Te = Tiempo para evacuar el sistema desde la presión atmosférica a la presión de diseño del eyector. V= Volumen del sistema. (Psig) P1= Presión de entrada. 8 NOMENCLATURA Ca = Capacidad de aire de diseño del eyector.97 Página 19 . M = Peso molecular Pm = Presión del fluido motriz. kg/h (lb/h) Factores Cuyo Valor Depende de las Unidades Usadas F15= En unidades métricas En unidades inglesas 37 2. espacio de vapor. kg/h (lb/h) Fi = Factor cuyo valor depende de las unidades usadas (Ver tabla al final FM = Relación de arrastre para un peso molecular promedio del gas diferente al de aire = 29 FM y Ft = Factores por los cuales el flujo de gas es dividido para obtener Aire Equivalente a 20°C (70°F) Fs = Factor de conexión de presión del vapor de agua para presiones diferentes a 7000 kPa man. 065 2.9 138.33 51.94 20.46 36.03 26.635 7.35 12.0 2.82 60.599 1.8 125.987 3.0 3.67 45.7 120.171 3.46 84.0 19.0 2.21 41.99 38.49 80.63 11.0 6.59 57.597 10.10 10.403 1.56 33.57 40.94 94.82 75.0 12.313 1.0 4.499 4.7573 .785 4.0 7.31 23.0 1.86 14.812 5.88 21.5 .6 116.49 81.12 72.0 129.653 15.04 60.228 1.29 97.0 8.12 62.17 19.212 5.646 2.939 2.0 5.68 90.61 78.387 7.98 35.950 6.8 112.35 53.18 11.706 1.6562 .148 10.0 108.7052 .011 30.790 8.33 18.489 2.91 43.17 27.36 28.037 9.0 9.53 17.75 50.9347 1.4 133.762 2.0 47.98 13.8128 .249 4.50 64.0 1.02 15.0 4.86 70.072 1.631 5.570 3.63 8.8719 .0 0.199 20.0 31. PRESION DE VAPOR DE AGUA PRESION DE VAPOR DE AGUA SATURADO EN KPa DE 0° A 100°C (*) Temp.0 .0 7.75 100.498 1.340 2.327 5.002 1.96 67.0 70.93 25.52 87.97 Página 20 .38 49.43 55.812 2.19 32.0 101.76 16.Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma TABLA 1.59 29.6103 .115 9.365 3.50 90.3 105.°C (**) 0.002 40.MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO PDVSA MDP–02–J–01 EYECTORES PDVSA REVISION FECHA 0 NOV.819 1.285 6. por encima de la temperatura de entrada del agua de enfriamiento (a menos que se disponga de datos más precisos acerca del comportamiento del condensador Condensadores contacto Directo Datos del Maxwell Data Book Tabla 1 (usualmente los condensables se supone que estan saturados a la temperatura de entrada del eyector si provienen de un condensador) Presión Total menos Presión Parcial de los condensables.2°C (7.97 Página 21 .de No – condenArriba de la bles sables Entrada del Eyector. . Proceso De proceso Presión de Proceso menos caída de Presión en Tubería de 3°C (5°F) por encima de la temperatura de entrada del agua de enfriamiento Presión de Proceso menos Pérdidas Condensador de Superficie (para vapor de agua) 4. DETERMINACION DE LA PRESION Y TEMPERATURA DE ENTRADA PARA SER USADAS EN LOS CALCULOS DE CAPACIDAD Equipos Inmediata Temperatura de Presión Total de Presión Parcial Presión Parcial mente Aguas Entrada Entrada de Condensa.MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO EYECTORES PDVSA PDVSA MDP–02–J–01 REVISION FECHA 0 NOV.Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma TABLA 2.5°F) por debajo de saturación del vapor de agua a la presión de entrada del condensador Presión de Proceso menos pérdidas en tuberías Condensador de Superficie (proceso) 4°C (7°F) mayor. ejemplo comúnmente después de un condensador.97 Página 22 .Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma TABLA 3. como las cabeceras de columnas de destilación sin precondensador. el Punto 1 puede ser recalculado del Punto 4. Este valor aplica solamente para la condición de vapor saturado.MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO EYECTORES PDVSA PDVSA MDP–02–J–01 REVISION FECHA 0 NOV. CALCULOS DE REQUERIMIENTOS DE CARGA DE COMPONENTES Y SERVICIOS Punto 1 2 3 4 Cálculos de Carga de Componentes Determine la presión de vapor de agua de la Tabla 1. Si la corriente no está saturada. Determine la presión de vapor de hidrocarburos condensables a la temperatura de entrada. Reste los Puntos 1 y 2 de la presión total de entrada para obtener la presión parcial de los no condensables kg/h (lb/h) de vapor de agua = Punto 1 x Punto 2 18 x kgńh (lbńh) de aire más otros no condensables M promedio de aire más otros no condensables kg/h (lb/h) vapor de hidrocarburos condensables = x 5 6 Punto 2 x A Punto 3 M promedio de aire más otros no condensables kg/h (lb/h) de aire equivalente a 20°C (70°F) de la carga del componente aire = kgńh (lbńh ) de carga de aire Ftaire 7 8 kg/h (lb/h) de aire equivalente a 20°C (70°F) de los otros componentes no condensables = kg/h (lb/h) de otros no condensables Ft gas x FmM promedio de otros no condensables = Kg/h (lb/h) de aire equivalente a 20°C (70°F) de vapor de agua + Punto 4 F t (vapor de agua motriz) x F m de vapor de agua + Punto 4 F t (vapor de agua x 0.81 . MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO EYECTORES PDVSA PDVSA MDP–02–J–01 REVISION FECHA 0 NOV. + Nota: . Si se está calculando los requerimientos de vapor de agua para eyector de dos etapas con una contrapresión superior a 7 kPa man. CALCULOS DE REQUERIMIENTO DE CARGA DE COMPONENTES Y SERVICIOS 15 Requerimientos de Agua de Enfriamiento (para condensación de vapor de agua solamente) F 16 F 17 (T 2 – T 1) = 31 kg de agua/kg de vapor de agua. Obtenga la relación kg (lb) de vapor de agua motriz de la kg (lb) de fluido arrastrado Figura 9 ó 10 Obtenga el factor de conexión de contra presión de la Figura 12.Menú Principal Indice manual 9 Indice norma kg/h (lb/h) de aire equivalente a 20°C (70°F) de vapores de hidrocarburos condensables = + 10 Indice volumen Punto 5 F t gas x F m M promedio de vapores de hidrocarburos condensados kg/h (lb/h) de aire equivalente a 20°C (70°F) de carga total de la entrada del eyector = = Punto 6 + Punto 7 + Punto 8 + Punto 9 CALCULOS PARA REQUERIMIENTOS DE VAPOR DE AGUA MOTRIZ Y AGUA DE ENFRIAMIENTO 11 12 13 14 Obtenga Fs (factor de conexión de presión del vapor de agua) de la Figura 8. use el método descrito en la Figura 13). F16 = 2208 kJ/kg (950 BTU/lb) es el calor de vaporización del vapor de agua y F17 = 4.97 Página 23 . para 17°C de T en el agua de enfriamiento (0. (Esto es para eyectores de una sola etapa solamente. Permiten mayor requerimiento de agua de enfriamiento para vapor de agua sobrecalentado.186 kJ/kg °C (1 BTU/Lb °F) es el calor específico del agua. (1 psig). kg/h (lb/h) de Vapor de Agua Motriz = Punto 10 x Punto 11 x Punto 12 x Punto 13.063 x lb/h de vapor de agua para 30°F de T en el agua de enfriamiento). S Para sistemas de eyectores de columnas de destilación al vacío – uso del agua de enfriamiento en serie a través del inter y luego al post–condensador puede ser usado. .97 Página 24 .MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO PDVSA EYECTORES PDVSA MDP–02–J–01 REVISION FECHA 0 NOV.Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma Los requerimientos de agua de enfriamiento pueden ser reducidos dependiendo del aumento total de temperatura del agua permitido: S Para sistemas de eyectores de condensadores de vapor de agua de turbinas – condensado en la descarga de la turbina es usado como medio enfriante para el inter y post–condensador. 97 Página 25 .MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO PDVSA EYECTORES PDVSA MDP–02–J–01 REVISION FECHA 0 NOV. VARIACIONES DE PRESION Y VELOCIDAD DENTRO DE UN EYECTOR DE VAPOR DE AGUA MANEJANDO GAS (FLUJO CRITICO) .Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma Fig 1. COMPARACION DE LAS CARACTERISTICAS DE OPERACION DE UN EYECTOR DE VACIO Y UN COMPRESOR TERMICO .Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma Fig 2.MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO PDVSA EYECTORES PDVSA MDP–02–J–01 REVISION FECHA 0 NOV.97 Página 26 . CURVA TIPICA DE COMPORTAMIENTO DE UN EYECTOR MOSTRANDO EL EFECTO DE CAMBIOS EN EL PESO MOLECULAR (BASADO EN GAS SECO SOLAMENTE) .97 Página 27 .MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO PDVSA EYECTORES PDVSA MDP–02–J–01 REVISION FECHA 0 NOV.Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma Fig 3. MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO PDVSA EYECTORES PDVSA MDP–02–J–01 REVISION FECHA 0 NOV. CURVA TIPICA DEL COMPORTAMIENTO DE UN EYECTOR MOSTRANDO EL EFECTO DE CAMBIOS EN LA TEMPERATURA DE ENTRADA DEL GAS (BASADO EN GAS SECO SOLAMENTE) .Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma Fig 4.97 Página 28 . MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO PDVSA EYECTORES PDVSA MDP–02–J–01 REVISION FECHA 0 NOV. RANGO DE EFICIENCIAS ALCANZABLES PARA EYECTORES DE VAPOR DE AGUA MANEJANDO AIRE .Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma Fig 5.97 Página 29 . EFECTOS DE INCREMENTOS EN LA PRESION DEL VAPOR DE AGUA SOBRE LA CURVA CARACTERISTICAS DE EYECTORES TIPICOS DE DOS ETAPAS .97 Página 30 .MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO PDVSA EYECTORES PDVSA MDP–02–J–01 REVISION FECHA 0 NOV.Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma lb/h Fig 6. Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma Fig 7.MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO PDVSA EYECTORES PDVSA MDP–02–J–01 REVISION FECHA 0 NOV. VALORES MAXIMOS DE ENTRADA DE AIRE PARA SISTEMAS COMERCIALMENTE HERMETICOS MAXIMA ENTRADA DE AIRE .97 Página 31 . 97 Página 32 .MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO PDVSA EYECTORES PDVSA MDP–02–J–01 REVISION FECHA 0 NOV.Menú Principal Indice manual Indice volumen Fig 8. FACTORES DE CORRECCION Indice norma . MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO PDVSA EYECTORES PDVSA MDP–02–J–01 REVISION FECHA 0 NOV.97 Página 33 .Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma Fig 9. REQUERIMIENTOS DE VAPOR DE AGUA MOTRIZ PARA EYECTORES . REQUERIMIENTOS DE VAPOR DE AGUA MOTRIZ PARA UN EYECTOR DE LA 2da ETAPA CON CONDENSADOR 25% (AIRE + GAS NO CONDENSABLE) .MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO PDVSA EYECTORES PDVSA MDP–02–J–01 REVISION FECHA 0 NOV.Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma Fig 10.97 Página 34 . Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma Pulg Hg KPa.MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO PDVSA PDVSA MDP–02–J–01 EYECTORES REVISION FECHA 0 NOV.97 Página 35 . abs Fig 11. REQUERIMIENTOS DE AGUA DE ENFRIAMIENTO PARA UN EYECTOR DE LA SEGUNDA ETAPA CON UN INTERCONDENSADOR BAROMETRICO . MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO PDVSA EYECTORES PDVSA MDP–02–J–01 REVISION FECHA 0 NOV. EFECTO DE LA PRESION DE DESCARGA ACTUAL EN UN EYECTOR DE ETAPA SENCILLA Indice norma .Menú Principal Indice manual Indice volumen Fig 12.97 Página 36 . MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO PDVSA EYECTORES PDVSA MDP–02–J–01 REVISION FECHA 0 NOV. traze una línea entre los dos y lea R3.97 Página 37 .81 y Ft = 1 para vapor de agua para devolverse a aire equivalente a 20°C (70°F) multiplique por Fm y Ft por tanto R3 = corregido = 1.Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma Fig 13. Este vapor debe ser corregido por el peso molecular y la temperatura vapor de agua del impulsor R3 + + 1. fm = 0.81) 50 kg/h = 63 kg/h vapor de vapor (124 lb/h) . CONSUMO DE VAPOR DE AGUA DE LOS EYECTORES Entre al monograma con R1 y R2.55 (0. los requerimientos de vapor de agua del impulsor para comprimir 1 lb de vapor de agua.55 (0.81) vapor de agua del impulsor kg 20°C (70°F) aire equivalente Requerimiento total de vapor de agua = 1.55 vapor de agua saturado De las curvas de correción para M y temperatura en la figura 8.