TANQUES DE ALMACENAMIENTO DE HIDROCARBUROS
Almacenamiento del petróleo El almacenamiento constituye un elemento de sumo valor en la explotación de los servicios de hidrocarburos ya que : • Actúa como un pulmón/resorte entre producción y transporte para absorber las variaciones del consumo. • Permite la sedimentación de agua y barros del crudo antes de despacharlo por el oleoducto o a destilación. • Brindan flexibilidad operativa a las refinerías. • Actúan como punto de referencia en la medición de despachos de producto.
Tipos de tanques de almacenamiento para hidrocarburos Se clasifican de la siguiente manera: A. Por su construcción •
Vertical :
-Techo fijo -Techo flotante
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Horizontal : -A Patm (camiones) -A P>Patm (cigarros)
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Esferas
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Doble pared (criogénicos GNL)
B. Por su uso •
Producción ( refinería)
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Yacimiento
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Terminal de despacho
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Reserva
C. Producto •
Crudo
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Naftas
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LPG ,etc
Tanques Verticales Tanques verticales – techo flotante Constan de una membrana solidaria al espejo de producto que evita la formación del espacio vapor, minimizando pérdidas por evaporación al exterior y reduciendo el daño medio ambiental y el riesgo de formación de mezclas explosivas en las cercanías del tanque. El techo flotante puede ser interno (existe un techo fijo colocado en el tanque) o externo (se encuentra a cielo abierto). En cualquier caso, entre la membrana y la envolvente del tanque, debe existir un sello. Los nuevos techos internos se construyen en aluminio, y se coloca un domo geodésico como techo fijo del tanque. Las ventajas que presenta el domo con respecto a un techo convencional son: •Es un techo autoportante , es decir, no necesita columnas que lo sostenga. Esto evita el tener que perforar la membrana. •Se construye en aluminio, lo cual lo hace más liviano. •Se construyen en el suelo y se montan armados mediante una grúa, evitando trabajos riesgosos en altura.
Tanques Flotantes Plegables Los tanques flotantes RO-TANK han sido desarrollados para el almacenamiento de hidrocarburos recuperados por embarcaciones antipolución que no disponen de tanques propios o cuya capacidad es insuficiente. Los RO-TANK pueden ser remolcados llenos o vacíos a velocidades de hasta 7 nudos en función del estado del mar. Gracias a sus conexiones rápidas ASTM es posible unir varios tanques para su remolque o fondeo conjunto.
Los RO-TANK están fabricados de una gruesa plancha de caucho Neopreno reforzado con 4 capas interiores de tejido de poliéster, un material extraordinariamente resistente a la abrasión y a la perforación. Su recubrimiento de caucho Hypalon los hace especialmente resistentes a los hidrocarburos y a los agentes atmosféricos (rayos ultravioleta, ozono, salitre). Los RO-TANK vacíos se almacenan enrollados en una caja de madera de reducidas dimensiones. También es posible estibar hasta 10 tanques de 15m3 en un sólo carretel de accionamiento hidráulico. Los RO-TANK pueden ser abiertos en ambos extremos para su limpieza interior mediante agua a presión o con detergentes. Dimensiones (lleno)
Dimensiones (embalado)
Peso en seco
Ro-Tank 5m3
5,3 x 2,2 x 0,8 m
2,2 x 0,5 x 0,5 m
125 Kg.
Ro-Tank 10m3
9,5 x 2,2 x 0,8 m
2,2 x 0,8 x 0,8 m
195 Kg.
Ro-Tank 15m3
14 x 2,2 x 0,8 m
2,2 x 1,0 x 1,0 m
265 Kg.
Ro-Tank 25m3
22 x 2,2 x 0,8 m
2,2 x 1,2 x 1,2 m
575 Kg.
Ro-Tank 50m3
14 x 3,8 x 1,8 m
4 x 1 x 0,8 m
650 Kg.
DATOS TÉCNICOS
Tanques Horizontales Los recipientes horizontales (cigarros) son de mediana capacidad de almacenaje. Para recipientes mayores, se utilizan las esferas. Los casquetes de los cigarros son toriesféricos, semielípticos o semiesféricos. Sus espesores están en el orden de (para una misma p, T y φ): •semielíptico: es casi igual al de la envolvente. •toriesférico: es aproximadamente un 75% mayor que el semielíptico. •semiesférico: es casi la mitad del semielíptico.
Esferas y Cigarros para el almacenamiento de LPG Cigarros Si se dispusiera almacenar gas licuado de petróleo a presión atmosférica ,se requerirían tanques que mantuvieran una temperatura de -42˚C , con toda la complejidad que ello implica. Por esta, se utilizan recipientes a presión con forma esférica o cilíndrica que trabajan a una presión interior de 15kg/cm² aprox. Y a temperatura ambiente. Estos recipientes se diseñan de acuerdo a normas API, que consideran el diseño del recipiente. Comparados con un tanque, la ventaja fundamental que presentan estos equipos es que cuando se los saca de servicio se los puede inspeccionar visualmente a ambos lados de la chapa en su totalidad (piso de tanques). La línea de llenado ingresa al recipiente por la parte superior, y la de aspiración toma producto por la parte inferior. Por norma de seguridad, deben contar con válvulas de bloqueo de accionamiento remoto para el caso de siniestros que pudieran ocurrir. Como todo recipiente critico a presión, deben contar con doble válvula de seguridad independientes, doble sistema para la lectura de niveles independientes, dos medios independientes para la lectura de presión.
Cuentan también con su instalación contra incendios, comprendida por rociadores, monitores, instalaciones de espuma, etc Estos recipientes no utilizan VPV (válvulas de presión y vacio) ni ningún otro sistema para el vaciado o llenado. Esto se debe a que se trabaja con el equilibrio liquido-vapor del GLP que se haya en su interior .Al bajar la presión (vaciado), más producto pasa a la fase vapor. Durante el llenado, el aumento de presión hace que el producto vuelva a la fase liquida. Esferas Las esferas se construyen en gajos utilizando chapas de acero. Se sostienen mediante columnas que deben ser calculadas para soportar el peso de la esfera durante la prueba hidráulica (pandeo). Al igual que en los cigarros, todas las soldaduras deben ser radiografiadas para descartar fisuras internas que se hubieran haber producido durante el montaje. Cuentan con una escalera para acceder a la parte superior para el mantenimiento de las válvulas de seguridad, aparatos de telemedición, etc
Normas Aplicables Las normas internacionales para la construcción de tanques son: o o o o
ASTM: American Society for Testing Materials API: American Petroleum Institute NFPA: National Fire Protection Association STI: Steel Tank Institute
Normas y códigos de diseño
a) Tanques de almacenaje Para el cálculo, diseño y construcción de estos equipos existen varias Normas y Códigos, pero las más difundidas y empleadas en las industrias de procesos son las del American Petroleum Institute (API), siendo los estándares aplicables los siguientes API Standard 620 (1990) : es aplicable a grandes tanques horizontales o verticales soldados en el campo, aéreos que operan a presiones en el espacio vapor menores a 2.5 psig y a temperaturas no superiores a 93°C API Standard 650 (1998) : es la norma que fija la construcción de tanques soldados para el almacenamiento de petróleo. La presión interna al que puede estar sometido es de 15 psig y una temperatura máxima de 90˚C .Con estas características ,son aptos para almacenar la mayoría de productos producidos en una refinería. API Specification 12D: es aplicable a tanques horizontales o verticales soldados en el campo para almacenaje de líquidos de producción y con capacidades estandarizadas entre 75 y 1500 m3 API Specification 12F: es aplicable a tanques horizontales o verticales soldados en taller para almacenaje de líquidos de producción y con capacidades estandarizadas entre 13.5 y 75 m3 API Standard 653 (1991): es aplicable a la inspección, reparación, alteración desmontaje y reconstrucción de tanques horizontales o verticales, basándose en las recomendaciones del STD API 650. Recomienda también la aplicación de las técnicas de ensayos no destructivos aplicables Estos estándares cubren el diseño, fabricación, inspección, montaje ensayos y mantenimiento de los mismos y fueron desarrollados para el almacenaje de productos de la industria petrolera y petroquímica, pero su aceptación ha sido aplicada al almacenaje de numerosos productos en otras industrias. Si bien estas normas cubren muchos aspectos, no todos están contemplados, razón por la que existen otras normas complementarias a las mismas. Existen además de los mencionados estándares otras normas que también son aplicables a estos casos, pero cubriendo no solo materiales constructivos metálicos sino también otros materiales (plásticos, fibra de vidrio), etc.
Estas normas son: •
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ASME, Boiler and Pressure Vessel Code ( edith 2001), Section VIII y X: es aplicable para el diseño de diferentes recipientes y tanques tanto cilíndricos, esféricos como de sección rectangular. Se trata de los estándares más reconocidos mundialmente en este campo de aplicación Underwriters Laboratories (UL) Standard UL 142: es aplicable a tanques de acero de diferentes diseños soldados en taller para almacenaje de líquidos inflamables y combustibles British Standard (BS) 2594: es aplicable a tanques cilíndricos horizontales de acero al carbono soldados BS 4994: comprende las especificaciones para el diseño y construcción de recipientes y tanques en plásticos reforzados BS 6374: comprende las especificaciones para el recubrimiento de recipientes y tanques con materiales poliméricos ASTM D 3299 / 4021 / 4097: comprende las especificaciones para tanques plásticos reforzados con fibra de vidrio
b) Recipientes a presión Para el cálculo, diseño y construcción de estos equipos son tres las Normas y Códigos más difundidos y aceptados internacionalmente: ASME, Boiler and Pressure Vessel Code ( edith 2001) # Secction VIII, Division 1 – Rules for construction of pressure vessels # Secction VIII, Division 2 – Alternatives Rules for construction of pressure vessels # Secction VIII, Division 3 – Alternatives Rules for high pressure vessels # Section X – Fiber Reinforced Plastic Pressure Vessels British Standards Institution (BSI) # BS 5500 – Specification for unfired fusion welded pressure vessels # BS 5169 - Specification for fusion welded steel air receivers
European Commitee for Standarization (CEN) # EN 286: Part 1 – Specification for simple unfired pressure vessels designed to contain air or nitrogen # CODAP 95 – French Code for Construction of Unfired Pressure Vessels Todos estas Normas y Códigos han sido a su vez reconocidos y aceptados en 1997 por el National Board of Boilers and Pressure Vessels Inspectors de USA. Los estándares especifican los requerimientos para el diseño, construcción, inspección, ensayos y verificación de cumplimiento de los recipientes a presión, esto es, la consideración de aspectos tales como: 1. 2. 3. 4. 5. 6.
selección de materiales, propiedades y composición tamaños y capacidades preferidos métodos de calculo, inspección y fabricación códigos de practica para la operación y seguridad de planta análisis y determinación de cargas estáticas y dinámicas sobre los equipos tensiones residuales, stress térmico, fatiga de materiales, concentración de tensiones 7. mecanismos de desgaste, erosión, corrosión, abrasión. Tipos de recubrimientos 8. conexiones a tanques – recipientes, de cañerías y válvulas, etc.
