PRODUCCION II
ALMACENAJE DE FLUIDOSTANQUES
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 ).
ESQUEMA DE LA BATERIA
bombas triplex
TK Agua
dulce
TK Almacenaje
TK Almacenaje
TK control
TK control
TK F.W.K.O.
TK LPG
separador
gas liquido
a gasoducto
ESQUEMA DE LA PLAYA DE TANQUES
TK 1 Almacenaje
TK 2 Almacenaje
y Lavador
TK 3 Lavador
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
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•
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
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.
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
cilíndricos esféricos
(vacío total)
Dispositivos de seguridad: válvulas de presión, indicadores de
nivel y de temperatura.
TANQUES CORTADORES DE AGUA
(FREE WATER KNOW OUT- F.W.K.O)
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•
•
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
P1 = P2
P2 = 2 . H2
P1
P2
FWKO
Estimación de la altura de la fase petróleo o de la fase agua.
Rebalse fase mayor (agua-H2)
Rebalse fase menor (pet.-Hp)
Hp = H1 + H2
Hp . p = H2 . a
Hp  H1  ρp H1
ρa  ρp










 ρp  Hp 
H1  Hp  

 ρa

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
V  h  
d
2
4

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.
GRAFICO
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.
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.
CALCULO DE LA PROTECCION
CATODICA PARA FONDO DE TANQUE
a) superficie expuesta a la corrosión (St):
St  π 
2
d
4
 π  h  d  π .d e .L
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
Para un vida de V años del ánodo, el peso de cada uno
será:
P  V d
8760
D
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
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:
St
n
superficie
por ánodo
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
RED CONTRA INCENDIOS
Vol de agua para espuma = superficie horizontal . 30
Sup. horizontal

 .d
2
4
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
PLAYA DE TANQUES - RED CONTRA INCENDIOS
TK 1
TK 2
Tanque
espumíjeno
TK 3 Lavador
De batería
Manguera
Lanza
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.
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Almacenaje de fluidos