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PRODUCCION II

PRODUCCION II . ALMACENAJE DE FLUIDOS-TANQUES Ing. Mario Sánchez. PRODUCCION II. TEMA 5 : Almacenaje de fluidos

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  1. PRODUCCION II ALMACENAJE DE FLUIDOS-TANQUES Ing. Mario Sánchez

  2. 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.

  3. TANQUES • Los tanques cumplen la función primaria de almacenar los fluidos. • El diseño esta en función de la función secundaria: • Control • Almacenamiento • Tratamiento • Entrega

  4. 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 ).

  5. ESQUEMA DE LA BATERIA TK Almacenaje TK Agua dulce TK Almacenaje bombas triplex Adición de productos químicos desemulsionantes TK control retorno TK control a playa de tanques químicos separador de control separador de control A gasoducto separador de control liquido Separador 3 TK F.W.K.O. Separador 2 CONTROL A pileta API gas Separador 1 GENERAL TK LPG Adición de productos químicos desemulsionantes en manyfold a gasoducto separador gas liquido

  6. ESQUEMA DE LA PLAYA DE TANQUES A Unidad LACT TK 1 Almacenaje retorno TK 2 Almacenaje y Lavador A pileta API TK 3 Lavador RECINTO De Batería Agua dulce

  7. TIPOS DE TANQUE • TANQUES DE TECHO FIJO • TANQUES DE TECHO FLOTANTE • TANQUES DE PRESION

  8. 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.

  9. 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.

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

  11. TANQUES DE TECHO FLOTANTE Tipos de diseño: • tipo Bandeja • tipo Pontón • tipo Doble Cubierta • Se anula la cámara de gases  menor posibilidad de incendio y corrosión. • Usado p/ líq. Volátiles almacenados a PPatm . • 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.

  12. 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.

  13. 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.

  14. 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

  15. FWKO Rebalse fase mayor (agua-H2) Rebalse fase menor (pet.-Hp) Hp = H1 + H2 Hp . p = H2 . a Estimación de la altura de la fase petróleo o de la fase agua.

  16. 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.

  17. FWKO Diseño del Tanque Cortador Vascencional (máx) = 1 m/h datos necesarios: • Qbruto = Qb • Qdiseño = Qd • volumen asumido = V • altura asumida = h  d • Capacidad del tanque C [m3/m] = 1[m] .  . d2 . / 4 • V ascen. = Q d/C

  18. 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.

  19. 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.

  20. 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.

  21. 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.

  22. TIPOS DE REVESTIMIENTO • 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.

  23. CALCULO DE LA PROTECCION CATODICA PARA FONDO DE TANQUE a) superficie expuesta a la corrosión (St): d = diámetro interno del tanque de = diámetro externo del serpentín L = longitud del serpentín h = 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

  24. P = peso del ánodo en lbs D = drenaje real del Mg por lbs (500 A . h/lb) V = vida del ánodo en años d = drenaje del ánodo en Amp, para la superficie a cubrir 8760 hs que tiene el año Para un vida de V años del ánodo, el peso de cada uno será: 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:

  25. RED CONTRA INCENDIOS El 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

  26. RED CONTRA INCENDIOS • 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

  27. 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]

  28. 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

  29. PLAYA DE TANQUES - RED CONTRA INCENDIOS TK 1 TK 2 Tanque espumíjeno TK 3 Lavador Manguera De batería Lanza

  30. 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.

  31. 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.

  32. 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.

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