Metodología de medición de Gas Licuado de petroleo. Luis Ernesto Casallas Bello Cristian David Dallos Busto Director. Ing Andres Escobar Diaz M.

Transcripción

1 Metodología de medición de Gas Licuado de petroleo. Luis Ernesto Casallas Bello Cristian David Dallos Busto Director. Ing Andres Escobar Diaz M.Sc May 31, 2011

2 Contents 1 Metodologia de medicion GLP Introduccion Estado del arte Justicación Denición del problema Objetivos Resultados esperados: Metodología:

3 Chapter 1 Metodologia de medicion GLP. 1.1 Introduccion PARA realizar mediciones de hidrocarburos es muy importante cumplir con las normas establecidas por la API (American Petroleum Institute), además con estandares denidos por la misma institución, actualmente cuando es necesario realizar una implementación de sistemas de medición se debe recurrir a las normas y a la experiencia del personal encargado del diseño de los proyectos realizados en renerías, basandose en la documentación realizada en instalaciones construidas anteriormente, y las normas denidas por el Instituto Americano de Petroleo API; en el caso del GLP (Gas Licuado de Petroleo) es necesario tener en cuenta el std API 2510 [1], que es un estandar para las instalaciones de GLP; por otro lado se utilizan manuales de medición como por ejemplo el Manual of Petroleum Measurement Standards [2], o el Manual de Medición de Hidrocarburos [3], documento escrito por Ecopetrol basado en [2], de esta manera se tienen documentos extensos con metodologías no denidas, presentando las normas mínimas de manera general que se deben tener en cuenta para la medición de hidrocarburos, por lo tanto se propone construir un documento que se pueda utilizar como modelo en el momento del diseño de sistemas de medición en tanques de GLP, basandose en los documentos mencionados anteriormente y en las normas y estandares para mediciones de GLP. 1.2 Estado del arte A. Manual of Petroleum Measurement Standards El manual de estandares de medicion de petroleo del Instituto Americano de Petroleo, esta compuesto por 21 capitulos que describen: la medición y calibración de tanques de almacenameinto de hidrocarburos, Sistemas de prueba, mediciones estaticas y dinámi- 2

4 CHAPTER 1. METODOLOGIA DE MEDICION GLP. 3 cas, determinación de temperatura y densidad de los hidrocarburos, factores de correccion, cálculo de cantidades de petroleo, mediciones en embarcaciones, y medicion en sistemas de transporte de hidrocarburos; este documento es extenso y no hace un enfasis de un hidrocarburo especíco, como es el caso del GLP, la información que podemos tener en cuenta de esta documentación se encuentra en los capitulos: Capitulo 3 sección 1B (Practica estándar para la Determinación del Nivel de Hidrocarburos Líquidos por Medición Automática de Tanques estacionarios),capitulo 3 sección 3 (Practica estándar para la determinación del nivel de hidrocarburo liquido por medición automática de tanques de almacenamiento estacionarios presurizados), Capitulo 3 sección 4 (Practica Estándar por la Determinación del Nivel de Hidrocarburo Liquido por Medición Automática en buques tanques),capitulo 3 sección 5 (Practica Estándar por la Determinación del Nivel de Hidrocarburo liquido Volátil por Medición Automática en buques tanques),capitulo 5 sección 4 (Equipos Accesorios para Medición de Líquidos), Capitulo 7 (Determinación de Temperatura),Capitulo 11 sección 1 (Factores de Correccion de volumen, temperatura y presión),capitulo 12 sección 1 parte 2 (Cálculos de Cantidades de Petróleo por Medición Estática. Tanques cilíndricos verticales y tanques de buques),capitulo 17 (Medición en embarcaciones). B. Manual de Medición de Hidrocarburos Este es un documento realizado por la Empresa Ecopetrol basado en [2], escrito en español, en donde se dan las pautas para la correcta medición de hidrocarburos, esta compuesto por 25 capitulos, a continuación mencionamos los capitulos de interés en los que podemos encontrar información acerca de la medición de GLP: El capitulo 3: Da los criterios para la medición manual de volumen de producto líquido y de agua libre contenido en tanques de almacenamiento atmosféricos y presurizados, cubre desde la determinación de la altura del líquido hasta el cálculo del volumen bruto contenido en el tanque, además suministra información de Medición con Telemetría, El capitulo 6: provee guías genéricas para seleccionar el tipo y tamaño del medidor, para ser usado en mediciones para oleoductos en operación. Los tipos de accesorios e instrumentos que deben ser usados para estas especicaciones, y las relativas ventajas y desventajas del método de probadores para el medidor. Cubre los requerimientos de estaciones de medición para oleoductos y unidades LACT(Local Automatic Control Transfer), El capitulo 7: Establece las actividades para determinar la temperatura en tanques de almacenamiento de producto, El capitulo 11: Da las tablas apropiadas para determinar los factores de corrección por efecto de temperatura, presión y densidad. Especica el uso de las tablas para determinar los factores de corrección que intervienen en la liquidación volumétrica, El capitulo 14: Da guías para selección, instalación, funcionamiento y mantenimiento de los sistemas de medición utilizados para Gas Licuado de Petróleo, El capitulo 16: Establece los parámetros a utilizar en la instalación de Sistemas Hidrostáticos de Medición de Tanques (HTG), utilizando la medición directa de la masa contenida en tanques de almacenamiento de hidrocarburos, El capitulo 17: Da los parámetros a tener en cuenta en buques, botes o remolques y de tierra para determinar las cantidades de carga a bordo, capitulo 20: Determina guías para llevar a cabo medición por asignación. Provee las pautas de diseño y funcionamiento para

5 CHAPTER 1. METODOLOGIA DE MEDICION GLP. 4 los sistemas de medición por asignación de líquidos. Se Incluyen las recomendaciones para medición, medida estática, toma muestras, probador, calibrador y procedimientos de cálculo, El capitulo 21: Da los parámetros y criterios que permitan una efectiva utilización de los sistemas de medición electrónica para hidrocarburos líquidos,y por ultimo el capitulo 25: Establece los parámetros básicos para la Estimación de la Incertidumbre Estática y Dinámica en los puntos de Transferencia de Custodia. C. Norma Mínima para el Diseño, Construcción Operación y Mantenimiento para Plantas de Gas Licuado de Petróleo de Bajo Volumen de Almacenamiento para Sistemas de Distribución por Redes Instaladas en Vía Pública[4] El propósito de esta norma es jar las condiciones mínimas para el diseño, construcción, operación y mantenimiento de plantas de G.L.P. de bajo volumen de almacenamiento ligadas al servicio de distribución de gas por redes instaladas en vía pública, independientemente del número de usuarios atendidos y con el encuadre indicado en el artículo 12 de la Ley y su Decreto reglamentario.tomado de [4], este documento está compuesto de 12 secciones esta basado en el API std 2510, puede ser utilizado como guia para construír la primera parte del documento en la cual se planea construír la metodología para el diseño del sistema de medición de GLP, la cual describe de manera general el diseño de instalaciones de GLP basado en el API std III. METODOLOGÍA PROPUESTA Para el diseño del documento en donde se presentara la metodología de diseño de sistemas de medición de tanques de GLP, se utilizaran los siguientes pasos, primero: se debe hacer una descripción general del diseño de instalaciones de GLP, con esta información se genera un checklist para poder clasicar la información y así hacer enfasís en la medición estatica del producto, Segundo: se realiza el listado de normas que deben ser tenidas en cuenta para la medición de hidrocarburos y se clasica para obtener la información que nos compete en cuanto a la medición de GLP, aqui se debe incluír los manuales mencionados en el estado del arte, los cuales tomamos de guía para la construcción del documento, tercero: se construye el documento Metodología para el diseño de un sistema de mediciones en tanques de gas licuado de petroleo, incluyendo grácos donde se puedan ver los instrumentos instalados segun las normas; lo anterior hace parte de la ingeniería basica y conceptual, Cuarto: para continuar realizamos la ingeniería de detalle generando planos propuestos P&ID para la medición estática de GLP en tanques de almacenamiento, Quinto: para realizar la prueba de la metodología diseñada se construye un modelo de simulación para comparar los resultados obtenidos con valores de medición reales en un tanque de almacenamiento de GLP, esta información debe ser incluida en el documento. 1.3 Justicación. Para realizar diseños e implementaciones en las instalaciones del sector petrolero se deben cumplir las normas establecidas por el Instituto Americano de Petroleo (API), también son tomadas como base de diseño y construcción de instalaciones para el tratamiento de hidrocarburos, las prácticas recomendadas y los

6 CHAPTER 1. METODOLOGIA DE MEDICION GLP. 5 estandares de la API, y el Manual Estandar de Medición de Petroleo (MPMS), siendo la bibliografía de referencía muy extensa; al no existír información clasi- cada para la implementación de sistemas de medición de Gas Licuado del petroleo, se propone construír un documento en el que no solamente se reunan las normas y los estandares para este tipo de aplicación, si no que se dena una metodología para implementar sistemas de medición Estatica en Tanques de Gas licuado de petroleo, y sea tomado como modelo cumpliendo con la normatividad y los estandares requeridos. 1.4 Denición del problema. La empresa Grupo Atlas S.A requiere reunir los estandares, prácticas recomendadas, y normas utilizadas en la implementación de sistemas de medición estatica en tanques de Gas Licuado de Petroleo, para construír un documento que describa la metodología de diseño de esta práctica, y así pueda ser tomada como modelo en el momento de una implementación en un escenario real. 1.5 Objetivos. Objetivo General: Denir la metodología de implementación de sistemas de medición en tanques de Gas Licuado del Petroleo, basado en normas internacionales, para que sea tomado como modelo en procesos de medición reales. Objetivos especícos: Describir el modelo general para la construcción de instalaciones de LPG basado en estandar API Diseñar un checklist que permita clasicar la información y normatividad según el alcance del proyecto que se va a implementar. Realizar la prueba de la metodología mediante la simulación del modelo a traves de un software para la corroboración de resultados. 1.6 Resultados esperados: Las empresas petroleras como Ecopetrol han generado manuales basadas en su experiencia y la documentación de campo en donde se resumen las normas y las practicas recomendadas, reduciendo así el tiempo de planeación de los proyectos, sin dismuír la calidad ya que se hace uso de manuales construidos segun las necesidades propias. Se espera que este documento sea utilizado por las empresas que bríndan servicios de instrumentación al sector petrolero como guía para diseñar e implementar sistemas de medición en tanques de GLP

7 CHAPTER 1. METODOLOGIA DE MEDICION GLP Metodología: Para el diseño del documento en donde se presentara la metodología de diseño de sistemas de medición de tanques de GLP, se utilizaran los siguientes pasos, primero: se debe hacer una descripción general del diseño de instalaciones de GLP, con esta información se genera un checklist para poder clasicar la información y así hacer enfasís en la medición estatica del producto, Segundo: se realiza el listado de normas que deben ser tenidas en cuenta para la medición de hidrocarburos y se clasica para obtener la información que nos compete en cuanto a la medición de GLP, aqui se debe incluír los manuales mencionados en el estado del arte, los cuales tomamos de guía para la construcción del documento, tercero: se construye el documento Metodología para el diseño de un sistema de mediciones en tanques de gas licuado de petroleo, incluyendo grácos donde se puedan ver los instrumentos instalados segun las normas; lo anterior hace parte de la ingeniería basica y conceptual, Cuarto: para continuar realizamos la ingeniería de detalle generando planos propuestos P&ID para la medición estática de GLP en tanques de almacenamiento, Quinto: para realizar la prueba de la metodología diseñada se construye un modelo de simulación para comparar los resultados obtenidos con valores de medición reales en un tanque de almacenamiento de GLP, esta información debe ser incluida en el documento. Bibliografía [1] American Petroleum Institute, Design and Construction of LPG Installations. Octava edición, washington, Estados Unidos, mayo [2] American Petroleum Institute, Manual of Petroleum Measurement Standards. segunda edición, washington, Estados Unidos, [3] Ecopetrol, Manual de Medición de Hidrocarburos. primera edición, Colombia,2005. [4] Enargas, Norma Mínima para el Diseño, Construcción Operación y Mantenimiento para Plantas de Gas Licuado de Petróleo de Bajo Volumen de Almacenamiento para Sistemas de Distribución por Redes Instaladas en Vía Pública, dispnible en: