Diseño computacional de un hidrociclón para la recuperación de hidrocarburos en residuos oleosos de tanques de almacenamiento de petróleo de la Refinería Talara utilizando la herramienta de simulación ANSYS-CFX 2021 R2

Abstract

Propone el diseño computacional de un hidrociclón para la recuperación de hidrocarburos presente en los residuos oleosos generados en los tanques de almacenamiento de petróleo de la Refinería Talara (Perú). Se utilizó la herramienta de simulación ANSYS-cfx 2021 R2 para analizar la geometría interna del hidrociclón mediante técnicas de dinámica de fluidos computacional (CFD). El dominio fue discretizado en un mallado que pasó por un estudio de independencia y calibración con datos experimentales de separación de agua y arena. Las simulaciones fueron validadas al comparar los valores de recuperación de hidrocarburos del diseño computacional frente a un diseño de hidrociclón convencional. El diseño computacional, se establecieron dos medidas de longitud para el hidrociclón, siendo estas de 750 mm y 800 mm. Posteriormente, se evaluó en un rango de velocidades de entrada al hidrociclón, Vi, para determinar su efecto en la recuperación de hidrocarburos. Se obtuvo información de las características fisicoquímicas de dos muestras de residuos oleosos proporcionadas por el laboratorio de la Refinería Talara. Se determinó que la malla convergió en el estudio de independencia con una recuperación de hidrocarburo de 97,15 %, utilizando 323 958 elementos y un error relativo de 1,04 %, por lo que sí fue factible diseñar un modelo computacional. Los resultados de las simulaciones del diseño del hidrociclón computacional lograron un mayor porcentaje de recuperación de hidrocarburo en el hidrociclón de longitud L2 de 750 mm, alcanzando valores del 99,73 % y 99,21 % a velocidades de 25,32 m/s y 16,00 m/s para la muestra compuesta de grados API 16,60 y la muestra de grados API 30,6, respectivamente. Mientras que el hidrociclón convencional solo logró una recuperación de hidrocarburos de hasta el 91,81 % y 91,52 % a velocidades 20,53 m/s y 25,00 m/s para la muestra de grados API 30,60 y la muestra compuesta de grados API 16,60 respectivamente.