MEDICION DE HIDROCARBUROS LIQUIDOS, BALANCES VOLUMETRICOS E INSTRUMENTACION Perú, Junio 2016 ROBERTO MARTINEZ PRADA [email protected] Cel 57 300 5660437 Bucaramanga Colombia
MEDICION DE HIDROCARBUROS LIQUIDOS, BALANCES VOLUMETRICOS E
INSTRUMENTACION
Perú, Junio 2016
ROBERTO MARTINEZ [email protected]
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