MEDICION DE HIDROCARBUROS LIQUIDOS, BALANCES VOLUMETRICOS E

INSTRUMENTACION

Perú, Junio 2016

ROBERTO MARTINEZ PRADAromartinez_2000@yahoo.com

Cel 57 300 5660437 Bucaramanga Colombia

OBJETIVO

• Desarrollar análisis y presentarherramientas tendientes a mejorar lamedición y la toma de dicisiones en lacontabilización y balancesvolumétricos en los procesos deliquidación de hidrocarburos líquidos.

MODULO 3

Metodologías para la liquidación de hidrocarburoslíquidos usando Medición Estática.

OBJETIVO

Describir la metodología API para la liquidación decontenido de hidrocarburo en tanques, utilizandomedición estática.

Liquidación de TanquesTipos de Tanques

TANQUE CILÍNDRICO VERTICAL CON TECHO CÓNICONo soportan presiones ni vacíos, por lo tanto están equipados de respiraderos y/o válvulas de presión y vacío. Usados para almacenar crudos y productos con presiones de vapor menores a la atmosférica. Ej. Crudos, combustoleos, diesel, kero.

TANQUE CILÍNDRICO VERTICAL CON TECHO FLOTANTEEstos tanque se construyen de tal forma que el techo flota sobre la superficie del producto, eliminando así el espacio para la formación de gases. Los techos flotantes son en la actualidad los más eficaces ya que se reducen las pérdidas por evaporación, Sin embargo tienen uso limitado ya que la empaquetadura de caucho del techo tiene un límite de presión de operación. Apto para almacenar gasolinas.

TANQUE CILÍNDRICO VERTICAL CON TECHO GEODÉSICOLa forma en la parte superior es ovalada, cuenta con una membrana que se posesiona sobre el fluido y se mueve con él, disminuyendo las perdidas por evaporación. Su principal ventaja respecto al de techo flotante es que nunca el agua lluvia ingresa al tanque.

Estos tanques deben tener un dique de retención con capacidad de 1,5 veces la capacidad del tanque.

Liquidación de TanquesTipos de Tanques

TANQUE CILÍNDRICO HORIZONTAL A PRESIÓN

Estos tanques son utilizados para el almacenamiento de GLP. Debe contener dispositivos

de medición del nivel tipo ROTOGAUGE (medición directa del nivel de líquido) o

MAGNETROL (inferencia del nivel por medio de flotadores), y medición de temperatura

con un termómetro instalado en la parte inferior para medir la temperatura de la FASE

LIQUIDA (5%-10%) y en la parte superior para la medición de la presión de la FASE

VAPOR de un manómetro (95%-100%). Estos elementos de diseño limitan la capacidad

del tanque dando una ventana operativa entre el 5%mínimo - 95%máximo.

TANQUE ESFÉRICO A PRESIÓN

Estos tanques son utilizados para el almacenamiento de GLP. Para la medición del nivel

de liquido se emplean equipos electrónicos tipos radar localizados en la parte superior.

Para la medición de la temperatura y presión aplica lo dicho en los tanques cilíndricos

horizontales.

Liquidación de TanquesTipos de Tanques

La calibración y aforo de un tanque es el proceso por medio del cual se determinan susdimensiones, para luego calcular su tabla de capacidades que relaciona el volumencorrespondiente para cada altura de líquido.

La exactitud de la tabla de calibración es de suma importancia.

Cualquier error en las medidas o cálculos de las tablas de calibración producen unERROR SISTEMATICO.

Las tablas de calibración pueden ser elaboradas aplicando varios métodos. El métodoseleccionado depende del tipo y tamaño del tanque, el tiempo, personal y equipodisponible. A continuación se presentan tres métodos aplicables a tanques cilíndricosverticales:

1. Método de “STRAPPING”.2. Método de “WATER DRAW” CALIBRACIÓN LÍQUIDA.3. Método ÓPTICO.

Liquidación de TanquesCalibración o Aforo de Tanques

METODO DE STRAPPING

Medir las circunferencias externas en cada anillo Establecer la altura de referencia Medir espesor de las láminas en los anillos Medir altura de los anillos Medir los volúmenes muertos Medir la pendiente del tanque Hacer mediciones en el fondo

Liquidación de TanquesCalibración o Aforo de Tanques

METODO DE CALIBRACION LIQUIDA

El tanque es llenado con cantidades conocidas de agua o cualquier otro líquido novolátil, y medido con:

Serafín Medidor dinámico maestro

En el procedimiento se hacen llenados y paradas sucesivas para establecer la alturade nivel correspondiente al volumen transferido.

Liquidación de TanquesCalibración o Aforo de Tanques

METODO OPTICO (OPTISTRAP)

Medir la circunferencia del anillo de referencia Dividir el tanque en estaciones horizontales Medir los offsets al 20% y 80% de cada anillo en cada estación Establecer el nivel del líquido y gravedad API Medir la temperatura ambiente adyacente al casco Medir la altura total del casco del tanque Medir las alturas individuales de cada anillo Medir la altura de referencia Ubicación de la altura de medición tanto vertical como horizontal

Liquidación de TanquesCalibración o Aforo de Tanques

Liquidación de TanquesTabla de Aforo de Tanques

Punto de

Lectura

Vacío

Nivel del Líquido

Fondo

Datum Plate

Liquidación de TanquesMedición al vacío VS Medición a Fondo

ERRORES EN EL SISTEMA DE MEDICION ESTATICA

- Cambio en la altura de referencia vs La tabla de aforo por asentamiento

del tanque

- Cambio en el peso del techo flotante no reportado en la tabla de aforo

- Errores en la lectura de la temperatura.(equipo no adecuado ó mal uso)

- Cinta de medición no calibrada ni certificada por un patrón primario

- Determinación errada del corte de agua libre en el tanque

- Error en el muestreo manual. ( muestra no representativa)

- Error en el desarrollo de los análisis de calidad (API, Cont. de Agua y

Sedimento)

Liquidación de TanquesErrores Potenciales

ERRORES EN EL SISTEMA DE MEDICION ESTATICA

- Temperatura no uniforme (Error en T Error VCF)

- Estratificación del tanque para el muestreo (Muestreo a tres nivelesPerfil del tanque agitación)

- Asentamiento del tanque : Calibración periódica API 650; cada 5 años esrecomendable inspección (Punto de referencia, verticalidad y anillos).Cada 15 años se recalibra.

- Tabla de aforo corregida por deformación de los anillos- Deposito de cera, corrosión en las paredes del tanque- Errores en el peso del techo flotante; sistema de drenaje adecuado

Liquidación de TanquesErrores Potenciales

Formación de Depósitos de cera

Liquidación de TanquesErrores en el Cálculo de Volumen de un Tanque

Techo Flotante

Agua, Nieve

Los tanques deben tener un sistema de Drenaje adecuado

Peso del Techo flotante

Liquidación de TanquesErrores en el Cálculo de Volumen de un Tanque

Inclinación del Tanque

Liquidación de TanquesErrores en en Cálculo de Volumen de un Tanque

Datos

Nivel de líquido Observada

Nivel de agua libre Observada

Temperatura del líquido ºF Observada

Temperatura ambiente ºF Observada

Temperatura de la lámina del tanque ºF Por cálculo

Gravedad API @ 60ºF Análisis

Porcentaje de agua y sedimento(%BS&W) Análisis

Liquidación de TanquesOrigen de Datos

Agua libre se mide utilizando elprocedimiento de medición a fondo, yagregando pasta de corte de agua , lacual es untada en la plomada, en doslados opuestos de ella, a lado de lasmarcas de la escala, la cual debe quedarlibre.

Cuando la altura de agua excede laaltura de la plomada, se puede agregarpasta de corte de agua a la cinta.

Liquidación de TanquesMedición Agua Libre

Proceso

medición

hidrocarburos

Datos

Observados

Datos

corregidos

Cálculo

Volúmenes

Volumen

Temperatura

Presión

Densidad

Muestra

condiciones

estándar

Dato de agua y sedimento

Densidad @ CE

CTL

CPL

CST

Volumen

bruto

Volumen

estándar

Volumen

Estándar neto

Liquidación de TanquesDatos

Nivel del producto

Nivel de agualibre

Temperatura

Muestreo

Tabla de aforo

TABLAS 5GRAVEDAD API

@STD

ContenidoSedimento

Contenido de Agua

GRAVEDAD APIObservada

@Temp. Observada

G.O.V.

Ajuste por techo flotante

Corrección Temp. Lámina TK

VCFTablas 6

GSV

Volumen de Agua y Sedimento

NSV

Datos de campo Análisis Cálculos

=

--x

-

CTSh

CTL

Liquidación de TanquesProcedimiento

Nivel del producto

Nivel de agualibre

Temperatura

Muestreo

Tabla de aforo

TABLAS 5GRAVEDAD API

@STD

GRAVEDAD APIObservada

@Temp. Observada

G.O.V.

Ajuste por techo flotante

Corrección Temp. Lámina TK

Procedimiento de Ajuste por techo flotante

• Valor de gravedad API observado

• Valor de temperatura del tanque en °F

• Obtener API @ 60°F de API MPMS 11.1 Tabla 5A

Correc. Techo Flotante = (API ref – API obs)*bbl/°API

Bbl/°API = Cte de corrección por unidad de volumen suministrada en la tabla de aforo del tanque

Liquidación de TanquesAjuste por Techo Flotante

TOV Volumen observado y extraído de la tabla de aforo

GOV Volumen Bruto (sin agua libre y sin efecto del techo)

GSV Volumen a condiciones de temperatura

NSV Volumen Estándar NetoFW Agua libre medidaCTSh Factor por corrección de

la temperatura del tanqueFRA Factor de ajuste por techo

flotante

ΔT = Temperatura de la lámina menos 60oFTL = Temperatura del líquidoTa = Temperatura ambiente

Para tanques sin aislamiento

Para tanques con aislamiento

Liquidación de TanquesAjuste por Temperatura de lámina

CTSh = 1 + 12.4E-06*ΔTS+3.8E-11* ΔTS2

Factor de Corrección por Agua y Sedimento

(CS&W) = (1-%BSW/100) Cálculo

Volumen Estándar Neto, se puede por dos formas

(NSV) = GSV*CS&W(NSV) = GSV – (GSV *(%BSW/100)) Cálculo

Liquidación de TanquesAjuste de Volumen por Agua y Sedimento

Liquidación de TanquesCoeficientes de Expansión Térmica de Lámina

Liquidación de TanquesEjercicios de Cálculos