Cálculo de Cantidades Estáticas de Petróleo Crudo y Productos Derivados MPMS API Cap. 12.1.1 Oil, Gas & Chemicals Servi
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Cálculo de Cantidades Estáticas de Petróleo Crudo y Productos Derivados MPMS API Cap. 12.1.1
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NOTA Parte de las imágenes que se incluyen en este módulo son reproducidas por cortesía del Petroleum Extension Service (Petex), de la University of Texas at Austin, para ser empleadas exclusivamente en los programas de entrenamiento interno de SGS Oil, Gas & Chemicals Services.
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Procedimiento de Cálculo / Derivados Inicial
Final
- Sonda Total - Agua Libre - Temperatura
- Sonda Total - Agua Libre - Temperatura
Tabla Calibración
TOV
FW
TOV
Tabla Calibración
GOV Oil, Gas & Chemicals Services
FW
GOV 3
Inicial
Final
GOV
GOV
X FCV
X Tabla 6B / 54B API 60° / D 15°C
GSV / NSV
FCV
GSV / NSV
1
X
X
WCF
Tabla 13 / 56 API 60° / D 15°C
WCF
PESO B/N
2
PESO B/N
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Niveles de Precisión de los Datos Unidades Litros (l) Galones (gal) Barriles (Bbls) Metros Cúbicos (m3) Kilogramos (kg) Toneladas Métricas (TM) Gravedad API @ 60°F Densidad (kg/l) Densidad (kg/m3) Densidad Relativa Oil, Gas & Chemicals Services
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N° de Decimales 0 0 2 3 0 3 1 4 1 4
Datos de Entrada (Directos o Primarios) Tks de Tierra
Tks de Nave
Altura de Referencia Altura de Ref. Observada Nivel de Líquido (S/U) Nivel de Agua Libre Temperatura Promedio Gravedad API @ 60°F Temperatura Ambiente % Agua y Sedim. (S+W)
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Altura de Referencia Altura de Ref. Observada Nivel de Líquido (S/U) Nivel de Agua Libre Temperatura Promedio Gravedad API @ 60°F Calados de Proa y Popa Escora
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Datos Calculados (Indirectos o Secundarios) Tks de Tierra
Tks de Nave
Corr. Techo Flotante Volumen Total Obs. (TOV) Volumen Agua Libre Volumen Bruto Obs. (GOV) Factor Corr. Volumen (VCF) Volumen Bruto Est. (GSV) Volumen de Agua y Sedim. Volumen Neto Est. (NSV) Factor Conversión de Peso Peso en Aire Oil, Gas & Chemicals Services
Corr. Por Trim y Escora Volumen Total Obs. (TOV) Volumen Agua Libre Volumen Bruto Obs. (GOV) Factor Corr. Vol. (VCF) Volumen Bruto Est. (GSV) Vol. Agua y Sedimentos Volumen Neto Est. (NSV) Factor Conversión Peso Peso en Aire 7
Principales Factores de Corrección Corr. Techo Flotante (CTF):
Compensa el efecto de desplazamiento del líquido debido al peso del techo.
Factor Corr. de Vol. (VCF):
Compensa el efecto de la temperatura sobre el líquido.
Factor Conv. De Peso (WCF):
Convierte el Volumen Estándar (m3 a 60°F o 15°C) en Peso en Aire (TM). En realidad se trata de una Densidad en Aire.
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Clasificación de Volumenes A) Según su Composición: TOTAL
Incluye a todo el material contenido en un estanque o transferido: Producto / Agua Libre / Agua+Sedimentos en Suspensión
BRUTO
Incluye Producto y Agua+Sedimentos en Suspensión
NETO
Incluye sólo Producto sin impurezas
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Clasificación de Volúmenes B) Según su Temperatura: OBSERVADO
Es un volumen a la temperatura medida en el estanque (Vol. Natural)
ESTANDAR
Es un volumen corregido a la Temperatura de Referencia o Estándar (60°F o 15°C)
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Volumen Total Observado (TOV) A)
Definición Es el volumen total de líquido medido en un estanque a la temperatura observada al momento de la medición. Incluye al volumen de producto y al de impurezas presentes (Agua Libre, Agua+Sedimentos)
B)
Estanques de Tierra En los estanques de tierra el TOV se obtiene de la Tabla de Calibración, a partir del nivel de líquido medido en el estanque.
C)
Estanques de Nave También se obtiene de la Tabla de Calibración, pero normalmente hay que corregir previamente el nivel de líquido (Ullage) debido a los efectos del Trim y la Escora.
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Correcciones por Trim y Escora A)
Corrección por Trim Se aplica esta corrección para compensar el cambio en el nivel de líquido cuando el plano longitudinal del buque no está en posición horizontal (paralelo a la línea de agua). TRIM = CALADO POPA - CALADO PROA
B)
(m/pies)
Corrección por Escora Esta corrección se aplica para compensar el cambio de nivel del líquido cuando el plano vertical del buque no se encuentra perpendicular con el plano horizontal de la superficie del agua. Puede medirse con un inclinómetro o a partir de las lecturas de los calados de babor y estribor.
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Petex
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13
Petex
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14
Petex
Oil, Gas & Chemicals Services
15
Petex
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Corrección por Techo Flotante u Es una corrección debida al desplazamiento que produce el peso del techo flotante sobre el líquido. Puede ser determinada de dos formas: u METODO 1: La corrección se incluye en los volumenes que entrega la Tabla de Calibración, es decir, el volumen desplazado por el techo se ha descontado en la Tabla, usando una densidad de referencia para el producto almacenado. Sin embargo, se requiere de una corrección adicional en caso de que la densidad real observada sea diferente de la densidad de referencia. Oil, Gas & Chemicals Services
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Corrección por Techo Flotante METODO 2: Si la Tabla de Calibración no incluye la corrección por techo flotante, ésta puede calcularse dividiendo el peso del techo flotante por la densidad (en aire) del líquido a la temperatura observada.
CTF
=
-
PESO DEL TECHO (kg) DENSIDAD (Aire) A T° (kg/l)
Donde:
T : Temperatura observada del líquido
Nota: la corrección por este método es siempre negativa
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Corrección por Techo Flotante Ejemplo: Petróleo Crudo de API @ 60°F Peso del Techo Temperatura del líquido Densidad (Aire) @ 60°F (T-13)
= = = = = =
VCF (Tabla 6A)
33,5 551610 kg 72°F 0,13604 TM/Bbls 0,85567 kg/l 0,9944
PESO DEL TECHO (kg) CTF
=
DENSIDAD @ 60°F x VCF
CTF = - 551610 / (0,85567 x 0,9944) CTF = - 648283 litros (- 4077,58 Bbls) Oil, Gas & Chemicals Services
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Volumen Bruto Observado (GOV) A)
Definición Es el volumen total de líquido presente en un estanque, excluyendo el Agua Libre, a la temperatura observada al momento de la medición.
B)
Estanques de Tierra En los estanques de tierra el GOV se obtiene restando el Agua Libre (FW) del TOV y aplicando la Corrección por Techo Flotante, cuando corresponda.
C)
GOV = (TOV - FW) +/- CTF Estanques de Nave El GOV se obtiene sustrayendo el volumen de Agua Libre desde el Volumen Total Observado (TOV).
GOV = Oil, Gas & Chemicals Services
TOV - FW
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Agua Libre en Tanques de Buque. Situación Probable
Petex
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Volumen Bruto Estandar (GSV) A)
Definición Es el volumen total de líquido presente en un estanque, excluyendo el Agua Libre, a la temperatura de referencia o estándar (60°F o 15°C).
B)
Cálculo El GSV se calcula multiplicando el Volumen Bruto Observado (GOV) por el Factor de Corrección de Volumen (VCF).
GSV = C)
GOV x VCF
Factor de Corrección de Volumen (VCF) El VCF se obtiene de tablas ASTM/API/IP. Existen diferentes tablas de VCF, según sea el tipo de producto, la temperatura de referencia empleada y el parámetro de densidad utilizado.
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Tablas de VCF TABLA 6A 6B 6C 6D 24A 24B 24C 54A 54B 54C 54D ASTM D 4311
PRODUCTO Petroleo Crudo Derivados General Aceites Lubricantes Petroleo Crudo Derivados General Petroleo Crudo Derivados General Aceites Lubricantes Asfalto a 60°F T-1 Asfalto a 15°C T-2
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T° REF. °F °F °F °F °F °F °F °C °C °C °C °F °C
DENSIDAD Grav. API 60°F Grav. API 60°F Coef. Exp. Termica Grav. API 60°F Dens. Rel. 60/60°F Dens. Rel. 60/60°F Coef. Exp. Termica Densidad a 15°C Densidad a 15°C Coef. Exp. Termica Densidad a 15°C API a 60°F Densidad a 15°C
Volumen Neto Estandar (NSV) A)
Definición Es el volumen total de producto “puro” presente en un estanque, excluyendo el Agua Libre y las impurezas en emulsión/suspensión (S+W), a la temperatura de referencia o estándar (60°F o 15°C).
B)
Cálculo El NSV se calcula sustrayendo el volumen de Agua y Sedimentos (S+W) del Volumen Bruto Estándar (GSV).
C)
NSV = GSV - S+W Agua y Sedimentos en Suspensión (S+W) (S&W) Por medio del análisis de una muestra del producto se obtiene el % de S+W, que son las impurezas que se encuentran en emulsión y/o suspensión. El volumen de S+W se obtiene aplicando este porcentaje al GSV.
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Volumen Neto Estandar (NSV) è EN PRODUCTOS DERIVADOS, TALES COMO LAS GASOLINAS Y EL DIESEL OIL, LA DETERMINACION DE AGUA Y SEDIMENTOS EN EMULSION/SUSPENSION (S+W) NO ES APLICABLE, POR LO TANTO:
VOL. BRUTO ESTANDAR = VOL. NETO ESTANDAR
GSV = Oil, Gas & Chemicals Services
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NSV
Volumen Total Calculado (TCV) Definición Es la suma del Volumen Bruto Estándar (GSV) y del Agua Libre (FW). Es un parámetro que se utiliza siempre en operaciones ce carga/descarga de buques para determinar el volumen total de líquido entregado/recibido, a temperatura estándar (60°F o 15°C).
TCV =
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GSV +
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FW
Esquema de la Relación de Volumenes TOV @ t°
S&W
PRODUCTO
FW GOV @ t°
FW FW
S&W
PRODUCTO x VCF
GSV @ T° T= Estandar
S&W S&W
NSV @ T° T= Estandar
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PRODUCTO PRODUCTO PRODUCTO PRODUCTO
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t° < 60°F t° > 60°F t° < 60°F t° > 60°F
Peso Bruto Estandar (En Aire) Cálculo El Peso Bruto se obtiene multiplicando el Volumen Bruto Estándar por la Densidad Aparente (en Aire) del producto a la misma temperatura de referencia.
Peso Bruto
= GSV60°F
x
Dap60°F
Peso Bruto
= GSV15°C
x
Dap15°C
NOTA: el Factor de Conversion de Peso (Weight Conversion Factor, WCF) es una Densidad en Aire
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Peso Bruto Estandar (En Aire) Procedimiento El procedimiento para calcular el Peso Bruto en Aire depende de la temperatura de referencia empleada en el GSV.
Peso Bruto
= GSV60°F
x
WCFTABLA 13
Peso Bruto
= GSV15°C
x
WCFTABLA 56
NOTA: La Tabla 13 entrega la densidad aparente en TM/Bbls. En Chile se utiliza normalmente una Tabla 13 Modificada, que entrega el factor en TM/m3. La Tabla 56 entrega un factor en kg/m3.
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Peso Bruto Estandar (En Aire) Procedimiento TM
= Bbls60°F
TM
= m360°F x WCFT-13 Mod (TM/m3 @ 60°F)
kg
=
m315°C
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x WCFT-13
x
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(TM/Bbls @ 60°F)
WCFT-56
(kg/m3 @ 15°C)
Peso Neto Estandar (En Aire) Procedimiento En Productos Derivados, tales como el Diesel Oil y las Gasolinas, el Peso Neto es igual al Peso Bruto, ya que no tienen Agua y Sedimentos en Suspensión:
Peso Bruto =
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Peso Neto
Procedimiento de Cálculo / Derivados Inicial
Final
- Sonda Total - Agua Libre - Temperatura
- Sonda Total - Agua Libre - Temperatura
Tabla Calibración
TOV
FW
TOV
Tabla Calibración
GOV
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FW
GOV
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Inicial
Final
GOV
GOV
X FCV
X Tabla 6B / 54B API 60° / D 15°C
GSV / NSV
FCV
GSV / NSV
1
X
X
WCF
Tabla 13 / 56 API 60° / D 15°C
WCF
PESO B/N
2
PESO B/N
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1
GSV Final - GSV Inicial = GSV Recibido
2
Peso Final - Peso Inicial = Peso Recibido
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API
Densidad
Densidad Relativa
Parámetros de Densidad
Densidad Relativa Aparente
Densidad Aparente
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Densidad (En Vacío) Definición (ASTM E 12): Es la masa por unidad de volumen de un material a una temperatura determinada (gr/ml, kg/l, kg/m3).
Masa Oil, Gas & Chemicals Services
=
Peso en Vacío 36
Densidad Aparente (En Aire) Definición (ASTM E 12):
Es el peso en aire por unidad de volumen de un material a una temperatura determinada (gr/ml, kg/l, kg/m3).
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Densidad Relativa (En Vacío) Definición (ASTM E 12):
Es la razón (cuociente) entre la densidad de un material a una Tº dada, y la densidad del agua destilada a una Tº dada (generalmente la misma Tº). NO TIENE UNIDADES. DR 20/20ºC
Dt
DR 60/60ºF
=
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DR 15/4ºC
DRt/t x Dt Agua 38
Dens. Relativa Aparente (En Aire) Definición (ASTM E 12):
Es la razón (cuociente) entre la densidad aparente de un material a una Tº dada, y la densidad aparente del agua destilada a una Tº dada (generalmente la misma Tº). NO TIENE UNIDADES. DRap 20/20ºC
Dapt
=
DRap 60/60ºF
DRap 15/4ºC
DRapt/t x Dapt Agua
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Gravedad API Es una escala numérica utilizada en la industria petrolera para expresar la Densidad Relativa de un líquido. La Gravedad API se mide a través de un hidrómetro que posee una escala graduada en grados API. 141,5 Grav. API 60°F = - 131,5 DR 60/60°F
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Densidad (Vacío) v/s Densidad Aparente Se puede determinar la Densidad Aparente a partir de la Densidad en Vacío, aplicando la corrección por efecto de la flotabilidad en aire: Densidad (Vac) 0,600 - 1,000 1,000 - 1,700
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Corrección -0,0011 -0,0010
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Densidad (Vacío) v/s Densidad Aparente Empleando la Tabla 56 ASTM/API se puede encontrar la equivalencia entre la densidad en vacío (kg/m3) y la densidad aparente (kg/m3) o el factor para convertir el Peso en Vacío en Peso en Aire (y viceversa).
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Corrección por el Efecto de la Temperatura sobre la Longitud de la Cinta de Medición • La longitud de una cinta metálica varía con los cambios de temperatura. Este cambio es proporcional al Coeficiente de Expansión Lineal (Cel) del material. • Para Acero Inoxidable, Cel = 0.00000883/°F
Ctt = 1 + {Cel x (T - 68)} Oil, Gas & Chemicals Services
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Ejemplo: Altura Total de Líquido: Temperatura del Líquido: Coef. Exp. Líneal:
10,000 m 120 °F 0,00000883
Corr. Cinta = 1 + 0,00000883 x (120-68) Corr. Cinta = 1 + 0,000459 Corr. Cinta = 1,000459 Altura Real de Líquido = 10,000 x 1,000459 = 10,005 m Oil, Gas & Chemicals Services
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