PRODUCCION II

ALMACENAJE DE FLUIDOS-TANQUES

Ing. Mario Sánchez

PRODUCCION II

• TEMA 5 : Almacenaje de fluidos

• Distintos tipos de tanques. Tanques de almacenaje, control. Tanque cortador y tanque lavador. Diseño y cálculo. Protección térmica y anticorrosiva. Baterías y Playas de tanques. Protección contra contingencias ambientales. Muros de contención. Red contra incendios. Diseño, cálculo, construcción y mantenimiento de acuerdo a las normativas legales.

TANQUES

• Los tanques cumplen la función primaria de almacenar los fluidos.

• El diseño esta en función de la función secundaria:

• Control• Almacenamiento• Tratamiento • Entrega

BATERIA

• Los tanques se ubican en zonas llamadas baterías o plantas de tratamiento.

• Las baterías son instalaciones adecuadas para recibir el fluido de un grupo de pozos, calentarlo, separar el gas y el agua separada, medir el fluido por pozo, medir el fluido total y bombearlo a las plantas de tratamiento.

• Desde los tanques de almacenaje se impulsa el fluido semitratado hasta playa de tanques ( planta de tratamiento ).

TK control

TK Almacenaje

separador

de control

GENERAL

CON

TROL

Separador 1

separador

de control

gas

Separador 3

TK F.W.K.O.

bombas triplex

a playa de tanques

retorno

Separador 2

liquido

separadorgas liquido

a gasoducto

ESQUEMA DE LA BATERIA

Adición de productos

químicos desemulsionantes

separador

de control

TK control

TK Agua dulce

TK LPG

A pileta API

TK Almacenaje

químico

s A gasoducto

Adición de productos

químicos desemulsionantes

en manyfold

TK 1 Almacenaje

TK 2 Almacenajey Lavador

RECINTO

Agua

dulce

A Unidad LACT

ESQUEMA DE LA PLAYA DE TANQUES

TK 3 Lavador

De Batería

retorno

A pileta API

TIPOS DE TANQUE

• TANQUES DE TECHO FIJO

• TANQUES DE TECHO FLOTANTE

• TANQUES DE PRESION

TANQUES DE TECHO FIJO• Totalmente soldados, aunque se utilizan remachados o

abulonados.

• Costura: totalmente hermética; mantenimiento adicional.

• Virolas curvadas antes de soldarse.

• Norma API 12-F p/ cap. Nominal 90-500 bbl.

• Norma API 12-D p/ cap. Nominal 500-10000 bbl.

• Norma API estándar 650 p/ cap. 150000 bbl. ó +

• Normas: material, diseño, fabricación, armado y pruebas requeridas p/ tanques de acero soldados.

TANQUES DE TECHO FIJO• Fácil transporte a la locación.• Pueden desmantelarse y rearmarse.• Fácil recambio de placas de ser necesario.• Disponibles con pintura, galvanizado y

recubrimientos especiales.• Amplia variedad de tamaños.• Adecuada seguridad y costos razonables.• Provistos de aberturas p/medir, muestrear, ventear,

limpiar hermeticidad (perdida de livianos).• Tapas con ajuste de goma, o abulonadas con junta.• Válvula de presión y vacío.

TANQUES DE TECHO FIJO

• Se pueden proveer con accesorios: mezcladores, calentadores, plataformas, escaleras, caudalímetros, medidores de temperatura y una variedad de conexiones.

TANQUES DE TECHO FLOTANTE

• Se anula la cámara de gases menor posibilidad de incendio y corrosión.

• Usado p/ líq. Volátiles almacenados a PPatm .

• Cubierta móvil espacio mínimo y cte.

• Diseñados p/ proveer sello entre techo y casco del tanque, en los 3 casos cierre de anillo de caucho que la da hermeticidad.

Tipos de diseño:• tipo Bandeja• tipo Pontón

• tipo Doble Cubierta

TANQUES DE TECHO FLOTANTE• TB: cubierta simple c/ pendiente al centro descubierto a

la atmósfera, (calor, peso)

• TP: cubierta simple con pontones no se hunde y da una cámara de gas.

• TDC: techo flotante interior y fijo exterior; ambas reducen la pérdida de vapores y minimizan el calentamiento.

TANQUES DE PRESION• Herméticos no permiten pérdida de volátiles.

• Baja presión 2,5 psi - 15 psi (pequeño vacío)

techo fijo y abovedado-fondo plano-reforzados c/ largueros

hemesferoidal: techo y fondo curvos

• Alta presión hasta 250 psi (vacío total)

cilíndricos esféricos

Dispositivos de seguridad: válvulas de presión, indicadores de nivel y de temperatura.

TANQUES CORTADORES DE AGUA (FREE WATER KNOW OUT- F.W.K.O)

• Función: Separadores bifásicos o trifásicos.

• Agua fondo Petróleo lateral superior

• interfase a 1/3 de altura util del tanque.

• Optimo rendimiento caudal cte., interfase estable, tpo. de residencia, aporte de temp., dosificación de desemulsif.

• Sin válvulas de presión y vacío gas a Patm.

• Difusores y válvulas c/ 50 cm.

Principio de funcionamiento: vasos comunicantes y tubos en U

P1 = 1 . h1 y P2 = 2 . H2

P1 = P2

P1P2

FWKOEstimación de la altura de la fase petróleo o de la fase agua.

H1

Hp

d1

Oil

Water

H2

Rebalse fase mayor (agua-H2)

Rebalse fase menor (pet.-Hp)

Hp = H1 + H2

Hp . p = H2 . a

ρpρaH1ρpH1Hp

ρa

HpρpHpH1

FWKO

• Calidad de la fase petróleo: según tipo de emulsión.

Factores de diseño del tanque:

– tiempo de residencia

– período de lavado

– aporte de temperatura– inyección de desemulsificantes (en el pto. más

alejado del tanque bombas)

• Calidad de la fase agua: relacionada con la ausencia de HC en la misma corrección de factor o falla de diseño.

FWKO

Diseño del Tanque Cortador

Vascencional (máx) = 1 m/h

datos necesarios:

• Qbruto = Qb

• Qdiseño = Qd

• volumen asumido = V

• altura asumida = h

4

dhV

2

d

Capacidad del tanque C [m3/m] = 1[m] . . d2 . / 4

V ascen. = Q d/C

TANQUE LAVADOR

• Similar a los FWKO.

• Ingresa crudo deshidratado a través de un colchón lavador de agua dulce desala

• Ingreso de agua por el fondo con purga contínua.

• Ingreso de crudo a través de difusor.

• Colchón caliente serpentines de calefacción.

PROTECCION ANTICORROSIVA DE LOS TANQUES

• Fondo con ánodos de sacrificio f(sup.) y pintura anticorrosiva: prótex o epoxi.

• Purgas o salidas de agua 30 cm por encima de la altura del ánodo.

• Techo y paredes con epoxi.

• Exterior con epoxi o latex según uso del tanque.

Revestimiento interno corrosión - contaminación

Especificación: tipos de revestimiento disponible, tipos de superficie a ser recubiertas, compatibilidad de revestimiento, número de revestimientos requeridos.

PROTECCION ANTICORROSIVA

Factores a tener en cuenta para un revestimiento de calidad:

• Compatibilidad: problemas heredados de fabricación

(formulación de los materiales usados) y medioambientales.

• Espesor de la película: será variable dependiendo del

revestimiento, la superf. y la severidad ambiental.

• Preparación de la superficie: inadecuada o no preparada es

el factor que más influye en el “fracaso del revestimiento”.

Tipo de preparación según la naturaleza de la superficie, las

condiciones de operación y el tipo de revestimiento.

TIPOS DE REVESTIMIENTO• ALQUITRAN DE HULLA: más antiguo y más usado;

permeabilidad baja;exclusión mecánica de humedad y aire. Es resistente al agua, ácidos minerales débiles, álcalis, sales, soluciones ácidas y otros agentes químicos agresivos.

• RESINA EPOXI: excelente adherencia, resistencia a la abrasión, alta durabilidad, buena resistencia a químicos y humedad.

• FORROS DE CAUCHO: recubrimiento interior para sustancias altamente corrosivas (cloruros concentrados, ácidos).

• GALVANIZADO: revestimiento de zc. Mediante un proceso de inmersión caliente. Apropiado para tanques abulonados y remachados. Recomendado para producciones con sulfuros, y en áreas marinas.

• REVESTIMIENTOS EXTERNOS: proteger de la

exposición ambiental, y aspecto.

• PRTECCION CATODICA: para controlar la corrosión de

naturaleza electroquímica, forzando a fluir una corriente,

haciendo un cátodo estado NO corrosivo. Anodos de

sacrificio para fondos.

TIPOS DE REVESTIMIENTO

CALCULO DE LA PROTECCION CATODICA PARA FONDO DE TANQUE

a) superficie expuesta a la corrosión (St):

.L.d π dhπ4

dπS e

2

t

d = diámetro interno del tanque de = diámetro externo del serpentínL = longitud del serpentính = altura del colchón de agua en el tanque Luego :St =superficie expuesta a la corrosión

b) corriente necesaria de protección: se considera 50 mA/m2 y -0,6 V de diferencia de potencial.

c) adopción del tipo de ánodo de sacrificio:

para Mg fijamos que cubra una superf, efectiva de 2m de radio, superf. Cubierta = 12,56 m2 = ( . d2 / 4)

corriente total de gasto 628 mA = 50 mA/m2 . 12.56 m2

Para un vida de V años del ánodo, el peso de cada uno será:

D

8760dVP

P = peso del ánodo en lbsD = drenaje real del Mg por lbs (500 A . h/lb)V = vida del ánodo en añosd = drenaje del ánodo en Amp, para la superficie a cubrir8760 hs que tiene el año

se adoptan ánodos comerciales que tengan un peso aproximado al calculado (por ejemplo 23 kg). estos se colocan en el fondo del tanque a una distancia entre si de 2 m en el sentido del radio del tanque.

La cantidad de ánodos necesaria (n) se calcula como:

ánodo por superficie

Stn

RED CONTRA INCENDIOSEl riesgo mayor es el posible incendio del tanque de mayor diámetro refrigeración de tanques adyacentes.

•Cálculo del caudal de agua total– Agua para la generación de espuma del tanque

incendiado– Agua para refrigerar los tanques adyacentes– Agua para hidrantes

a) agua para la generación de espuma

ley 13.660 establece que la cantidad de espuma a enviar es de 30 lts / min / m2

RED CONTRA INCENDIOS

4

2d . horizontal Sup.

Vol de agua para espuma = superficie horizontal . 30

a) agua para refrigeración de los tanques

se realiza mediante rociadores, para enfriar tanques vecinos.

Superf. Techo = . d2 4

Superf. Envolvente = . D . H

Superf. Exterior = superf. Techo + superf. Envolvente

ley 13.660, art. 302-b: régimen de refrigeración debe ser de 30 lts / h / m2

RED CONTRA INCENDIOS• Vol de agua para refrigeración = Superf. Exterior . 30

[m3 / h ]

c) agua para hidrantes

la ley 13.660, art. 302 a, establece que toda red contra

incendio para una playa de tanques deberá tener

hidrantes estratégicamente ubicados de modo de poder

conectar 6 líneas de mangueras de 2 ½“ de diámetro a

tomas independientes capaces de aportar 30 m3 / h,

con longitudes que no superen los 120 m.

Volumen de agua para hidrantes = 6 . 30 [ m3 / h]

RED CONTRA INCENDIOS

De acuerdo a lo calculado en los apartados a), b), y c) se obtiene volumen de agua total requerido para la red contra incendios.

Vol total agua = vol p/espuma + vol p/ refrigeración + vol p/ hidrantes

TK 3 Lavador

TK 1 TK 2

Lanza

Manguera

PLAYA DE TANQUES - RED CONTRA INCENDIOS

Tanque espumíjeno

De batería

TANQUES METALICOS

• Se fabrican usualmente con aceros al C de calidad media. Los más usados son acero estructural A-36 y A-283 de grado C.

• Las virolas deben resistir como mínimo una tensión de 52000 psi.

• Para almacenar sulfuros se utilizan gralmente. tanques de aluminio, o recubiertos con el.

• Las normas API dan los procedimientos de soldado, inspección y prueba.

TANQUES NO METALICOS• Construidos normalmente a partir de materiales plásticos.

• No son corrosivos, son durables, de bajo costo y livianos.

• Materiales más usados: cloruro de polivinilo, polietileno, polipropileno, fibras de poliéster reforzado (FRP).

• Limitados por temperatura.

• Deben pintarse para protección de la radiación UV del sol.

• Protección contra abusos mecánicos de ser necesario.

• No deben localizarse próximos a fuentes de calor o inflamables.

• Extrema seguridad: material inflamable almacenado en recipiente inflamable.

• Deben equiparse con válvulas de alivio de presión y vacío.

Protección ambiental contra derrames

• Alrededor de todo recipiente que contenga fluidos deben hacerse muros de contención para contener posibles rupturas o derrames de los tanques, Estos deben estar construidos de hormigón impermeabilizado y tener un volumen capaz de contener una vez y media la capacidad del tanque , como mínimo. Cuando los muros contienen en su interior mas de un tanque, el volumen debe ser una vez y media el volumen del tanque mayor.