PETROLEOS MEXICANOS
DICTAMEN NORMATIVO
USO DE TECHOS FLOTANTES EXTERNOS EN TANQUES ATMOSFERICOS VERTICALES DN.07.0.03
septiembre de 1990.
EN LA ELABORACION DE ESTE DICTAMEN NORMATIVO PARTICIPARON LAS DEPENDENCIAS SIGUIENTES:
GERENCIA DE VENTAS GERENCIA DE SERVS. GRALES. Y ADMON. PATRIMONIAL GERENCIA DE SEGURIDAD INDUSTRIAL Y PROTECCION AMBIENTAL GERENCIA DE DESARROLLO INSTITUCIONAL GERENCIA DE INGENIERIA DE PROYECTO SUBGERENCIA DE CONSERVACION Y AHORRO DE ENERGIA GERENCIA DE TRANSPORTE MARITIMO Y ADMON. PORTUARIA GERENCIA DE SEGURIDAD E HIGIENE INDUSTRIAL INSTITUCIONAL
INDICE PAGINA 1.-
INTRODUCCION
4
2.-
OBJETIVO
5
3.-
ALCANCE
5
4.-
CONSIDERACIONES
5
5.-
DICTAMEN
6
1.
INTRODUCCION
1.1
Los tanques atmosféricos para almacenamiento de hidrocarburos son diseñados y construidos para operar a una presión aproximadamente igual a la atmosférica; se usan generalmente para crudo, gasolinas, gasavión, turbosina, kerosina, tractogas, diesel y otros productos con presión de vapor similares. Comunmente estos tanques cumplen con lo establecido en el código API-65O
1.2
Los techos más comunes para tanques atmosféricos de almacenamiento cilíndricos verticales son:
1.2.1
Techo cónico fijo.
caras tenga la superficie del techo. 1.2.2
1.2.2.1 Se diseñan para evitar la formación de vapores entre el techo y la superficie del líquido, y proporcionar la máxima seguridad y conservación del producto almacenado puede ser de: CUBIERTA SIMPLE: Está formada de una red de barras con el propósito de dar rigidez o atirantamiento al techo y mantenerlo en flotación sobre el producto almacenado. PONTON PERIMETRAL: Tienen un anillo exterior formado de pontones completamente herméticos y distribuidos en el canto del perímetro de la plataforma, permitiendo flotar al techo en contacto con el producto almacenado.
1.2.1.1 En este tipo de techo existe un espacio entre éste y el líquido almacenado, lo que permite la formación de vapores que trae consigo un aumento del riesgo de incendio motivado por la generación de mezclas inflamables y/o explosivas.
DOBLE CUBIERTA: Está formado por dos plataformas, una superior y otra inferior; separadas por bordes circulares que dividen el espacio interior en una serie de pontones concéntricos. Está diseñado para flotar en contacto con el producto almacenado.
1.2.1.2 Pueden ser de varios tipos: TECHO CONICO SOPORTADO: Tiene forma de cono; está apoyado ya sea en largueros sobre vigas y columnas o largueros sobre armaduras con o sin columnas.
BOYAS: Son cuerpos cilíndricos que ayudan a la flotación del techo en condiciones críticas de operación dándole mayor seguridad; se combinan con los pontones y su utilización dentro de Pemex es en tanques de capacidad mayores a 200 mil barriles.
TECHO CONICO AUTOSOPORTADO: Se soporta por sí mismo; está apoyado sólo en su periferia y tiene forma de cono. TECHO TIPO DOMO AUTOSOPORTADO: Se soporta por sí mismo y tiene su superficie curvada. TECHO TIPO SOMBRILLA AUTOSOPORTADO: Tipo domo, modificado de tal manera que cualquier sección horizontal es un polígono regular con tantos lados como
Techo flotante externo.
1.2.3
Techo flotante flotante)
interno
(membrana
Con el mismo objetivo que el techo flotante externo, se puede adicionar un techo flotante dentro de un tanque de techo fijo. Los materiales y los diseños de junta son iguales al diseño básico,
4
aunque se pueden fabricar de otros materiales como el aluminio. La selección de sistemas alternativos que mejoren la protección al ambiente, la seguridad y el ahorro de energía se encuentra en experimentación para definir el tipo de techo interno a emplear. 2.
OBJETIVO
2.1
Normar el uso de techos flotantes externos en tanques de almacenamiento atmosféricos mayores de 5 mil barriles para servicio de hidrocarburos y otros produc1 tos cuya presión de vapor se encuentre 2 2 entre 0.14 k g / c m (2.0 lb/puIg ) y 0.84 2 2 k g / c m (12 lb/pu lg ); con objeto de disminuir el riesgo de incendio por la formación de mezclas explosivas, la posibilidad de accidentes originados por emanaciones de gases tóxicos, las pérdidas por evaporación de producto almacenado y, consecuentemente, reducir la contaminación del medio ambiente.
1
terísticas de trabajo y la presión de vapor del producto a almacenar requieren techo interno flotante. 3.2
1 La presión de vapor está medida en unidades absolutas .
4.
CONSIDERACIONES
4.1
Los tanques se pueden clasificar según el grado de seguridad que ofrecen para su operación, comparando los diseños de diferentes tanques de almacenamiento atmosféricos con un tanque ideal". Un criterio de comparación se encuentra en el "Fire protection manual for hidrocarbon processing plants", second edición, editado por Charles H. Vervalin, el que en su capítulo No. 2, página 112, toma en consideración cinco factores básicos mediante los cuales se define el grado de seguridad; se le asigna un 20 por ciento a cada uno de esos factores, obteniéndose como resultado la tabla siguiente:
1 La presión de vapor está medida en unidades absolutas.
3.
ALCANCE
3.1
Los tanques que se construyan en Petróleos Mexicanos para el almacenamiento de hidrocarburos deben estar sujetos a un análisis por parte de la rama operativa para dterminar si por sus carac-
Cuando por alguna causa justificada se saque de operación un tanque vertical atmosférico de techo fijo al servicio de un 1 producto cuya presión de vapor se en2 cuentra en el rango de 0.14 kg /cm (2.0 2 2 2 lb/puIg ) a 0.84 kg/cm (12 lb/pulg ) debe de contemplarse la posibilidad de instalarle techo interno flotante.
TABLA 4.1 EJEMPLOS DE EVALUACION DE SEGURIDAD CONTRAINCENDIO, COMPARACION ENTRE TIPOS DE TANQUES CONTRA EL TANQUE DE TECHO CONICO ESTANDAR.
TIPO DE
PORCENTAJE DE SEGURIDAD
TANQUES
SUSCEPTIBILIDAD A LA EXPLOSION
SUSCEPTIBILIDAD AL FUEGO PROVOCADO POR LOS VENTEOS DE VAPORES
SUSCEPTIBILIDAD AL DA ÑO POR EFECTO DE EXPOSICION AL FUEGO
DEPENDENCIA DE LA EFICIENCIA DE LOS SISTEMAS CONTRA INCENDIO
DEPENDENCIA DE LA SEGURIDAD MECANICA DE LOS COMPONENTES
VALORACION DE SEGURIDAD CONTRA INCENDIO
TANQUE IDEAL
20
20
20
20
20
100
TANQUE DE TECHO FLOTANTE
20
15
20
20
10
85
TANQUE TECHO CONICO FIJO ESTANDAR
5
5
5
5
15
35
TANQUE TECHO CONICO FIJO SIN PROTECCION
0
0
0
0
20
20
5
Las ventajas que presenta el techo flotante externo respecto al techo fijo se enumeran a continuación: a) Es el más seguro después del “tanque ideal" b) Al estar en contacto con la superficie del líquido almacenado evita las emanaciones de producto. c) Reduce el riesgo de incendio al evitar la formación de mezclas inflamables y/o explosivas. d) Disminuye la probabilidad de accidentes a consecuencia de inhalaciones de gases tóxicos. e) El ahorro en pérdidas por evaporación es tal, que en un tiempo relativamente corto, se amortiza el costo adicional de fabricación. f) Contribuye al abatimiento de la contaminación ambiental bajo las mismas condiciones de operación. g) El gasto de espuma mecánica para protección cotraincendio es menor. h) Está diseñado operar a la presión atmosférica y hasta un máximo de 2 2 0.84 kg /cm (12 Ib/pu lg ) de presión 1 de vapor del producto almacenado. i) Los costos por mantenimiento son menores por tenerse un mínimo de corrosión al estar en contacto con la superficie del líquido. 1 La presión de vapor está medida en unidades absolutas.
4.3
Presiones de vapor "Reid" de algunos hidrocarburos líquidos a una temperatura de 37.8 ° c ( 100 ° f )
PRODUCTO
PRESION DE VAPOR 2
Lbs/pulg GASES 190 52
PROPANO BUTANO
2
Kg/cm
13.36 3.65
LIQUIDOS 1 a 12
0.07 a 0.84
GASOLINA PARA MOTOR
6 a 12
0.42 a 0.84
GAS AVION
5.5 a 7
0.38 a 0.49
GASOLINA REFINADA
4 y Superior
0.28 y Superior
TURBOSINA
2a3
0.14 a 0.21
CARGA DE DESTILADOS LIGEROS Y SPIRITS DE PUNTOS DE EBULLICION ESPECIAL
1a4
0.07 a 0.28
ACEITE CRUDO
KEROSINA Y TRACTO GAS 0.05 a 0.5 GASOLEO, DIESEL Y ACEITES PESADOS. REFERENCIA:
ARRIBA 0.1
0.0035 a 0.035 ARRIBA 0.007
STORAGE AND HANDLING OF PETROLEUM LIQUIDS. HUGES GRIFFIN SECOND - EDICION.
5.
DICTAMEN
5.1
Techo fijo en tanques atmosféricos verticales.
5.1.1
Los tanques con este tipo de techo deben almacenar productos cuya presión 1 de vapor se encuentre entre 0.007 2
2
2
k g / c m (0.1 lb/pu Ig ) y 0.14 kg /c m (2.0 2 l b / p u l g ).
5.2
Techo flotante en tanques atmosféricos verticales.
5.2.1
Los tanques con este tipo de techo deben almacenar productos cuya presión 1 2 de vapor sea superior a 0.14 kg/cm 2 (2.0 lb/pulg ) pero no mayor a 0.84 2
2
k g / c m (12 lb/pu lg ). 1 La presión de vapor está medida en unidades absolutas.
6
5.3
Este dictamen cancela y sustituye a:
5.3.1
lncisos A y C del capítulo 8, de la norma de seguridad All-1, "Protección contraincendio de las terminales para distribución de pro-ductos y unidades de mezcla o envasado", revisión 1o. de octubre de 1966.
5.3.2
Párrafo 6.1.1 del capítulo 6, de la norma de seguridad All-2, "Protección contraincendio de las agencias regionales de ventas y de las bodegas foráneas con capacidad de almacenamiento hasta 50 mil barriles", septiembre de 1972.
5.3.3
lncisos A y B del capítulo 8, de la norma de seguridad Al-1, "Protección contraincendio de las instalaciones de proceso", octubre de 1966.
5.3.4
Párrafos 4.5 y 4.6 del capítulo 4, del documento normativo SPCO CR-E-05, "Criterio normativo de diseño de áreas de almacenamiento", primera edición 1987.
7
