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• Luis Sanabria

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1. INTRODUCCION El almacenamiento de los derivados del petróleo y gas constituye un elemento de suma importancia en la explotación de los servicios de hidrocarburos, ya que actúa como un medio entre producción y transporte para absorber las variaciones de consumo. Los Tanques de Almacenamiento son estructuras de diversos materiales, usadas para almacenar y/o preservar líquidos o gases a presión atmosférica o presión interna relativamente baja.

2. OBJETIVOS

2.1 OBJETIVO GENERAL Diseñar tipos de tanques de almacenamiento para los hidrocarburos en Senkata. 2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS 

Determinar la ubicación y características del City Gate.



Analizar las características de los hidrocarburos comerciales.



Realizar el diseño de los tanques bajo aplicación de la norma API 650.



Realizar análisis técnico y económico

3. MARCO TEORICO Los hidrocarburos son el grupo de compuestos orgánicos más fundamental, formados únicamente por átomos de carbono tetravalente en su estructura, a la cual se unen átomos de hidrógeno monovalentes. A temperatura ambiente se los puede encontrar como gases, líquidos o sólidos. Todos los productos de origen petrolífero son hidrocarburos que pueden tener composiciones muy simples como los gases pero también muy complejas al tratarse de líquidos, además los productos

hidrocarburíferos comerciales, generalmente son mezclas de fracciones complejas como: naftas, aceites, carburantes para reactores, etc. Algunas de las propiedades importantes de los hidrocarburos petrolíferos son las siguientes: 

Tensión de vapor.-

Es la medida de la tendencia de las moléculas de dispersarse en una fase líquida para generar una fase de vapor manteniendo un equilibrio termodinámico. Por medio de esta propiedad se puede determinar el contenido de productos livianos, para establecer las pérdidas en el almacenamiento, seguridad en el transporte y la volatilidad de las naftas. Las especificaciones de las naftas ubican la presión de vapor en un rango entre 800 g/cm2 absolutos en invierno y 650 g/cm2 absolutos en verano.



Densidad específica.-

Es la relación de peso de un volumen de muestra cierta temperatura y el peso del mismo volumen de agua a una temperatura determinada; en el Ecuador se usa comúnmente la medida americana de PDF created with pdfFactory Pro trial version www.softwarelabs.com 8 densidad que es la Gravedad A.P.I., la cual relaciona las densidades del agua con la del petróleo y si el grado API de un hidrocarburo es mayor a 10 significa que es más liviano que el agua por lo tanto flota en ella. 

Viscosidad.-

Es la medida de la resistencia al flujo de un fluido producto del frotamiento de las moléculas que se deslizan unas contra otras. La viscosidad es determinante en las condiciones de combustión por lo tanto en la emisión de contaminantes, además que determina las condiciones de bombeo de los productos y los ductos necesarios para su transporte.



Número de octano.-

Es la capacidad de los carburantes de comprimirse sin producir auto detonación, es una característica fundamental de las naftas utilizadas en motores de combustión interna con encendido por chisma (MECH), En la escala de octanaje mientras mayor sea el valor, mayor es la capacidad de compresión del carburante sin auto detonar. 

Índice de cetano.-

El cetano es un hidrocarburo parafínico de 16 átomos de carbono, y su índice indica el porcentaje volumétrico de cetano en una mezcla de referencia con el mismo punto de inflamación que el carburante sometido a prueba. Mientras mayor sea el número de cetano, menor es el retraso de la ignición y mejor es la calidad del combustible. 

Temperatura de inflamación y temperatura de ignición.-

La temperatura de inflamación es la temperatura mínima a la cual el material se gasifica, es decir comienza a emitir vapores que pueden inflamarse ante una fuente de calor, este parámetro presenta especial importancia en combustibles líquidos. La temperatura de ignición es la temperatura mínima a la que debe ser calentado un material en el aire, para que en ella se pueda iniciar y mantener una combustión independiente de la fuente de calor. Este parámetro también se conoce como temperatura de auto ignición.

3.1 CARACTERISTICAS DE LOS HIDROCARBUROS EN LOS TANQUES En base de productos almacenados que es contemplada en la aplicación del código de construcción API y códigos relacionados describe aspectos de construcción tales como:









Seguridad



Prevención de evaporación de líquidos con alta evaporación.



Presión de vapor de los líquidos contenidos.



Retención, mantenimiento y disposición final del tanque.



Operación del tanque.



Dispositivos de protección y prevención de incendios.



Válvulas de control de sobrepresión interna.

Accesos y escapes de personal del tanque 

Accesos y escapes de y al techo del tanque para inspección,



Protección antiácidas de personal de operación y mantenimiento.

Sistemas de protección eléctrica e iluminación, 

Iluminación nocturna,



Protección contra rayos y tormentas,



Protección catódica anticorrosión,

Pintura 

Pintura exterior,



Carteles y/o letreros informativos del producto y capacidad,

Las características de volumen, especificaciones de acabado, de protección interna contra corrosión y otras más son hechas de acuerdo a las necesidades del usuario final.

3.1.1 CARACTERISTICAS DEL GAS NATURAL El gas natural es una mezcla homogénea de hidrocarburos por los miembros mas volátiles de la serie para farafínica cuyo componente principal es el metano con cantidades menores de etano, propano, butano, pentano y pequeños porcentajes de compuestos mas pasados. Además es posible encontrar en el gas natural

cantidades variables de otros gases no hidrocarburiferos como dióxido de carbono

 CO  , 2

sulfuro de hidrógeno

H S, 2

nitrógeno

N , 2

helio

 He 

y agua. A

continuación se indica los componentes del gas natural según sus características.

-

Hidrocarburos Parafinicos liviano: Gas seco constituido por metano

 CH  y etano  C H  siendo el metano el componente más abundante que 4

2

6

está siempre presente en forma gaseosa. -

Hidrocarbuos

Parafínicos

Licuables:

Constituidos

por

fracciones

pequeñas de pentanos (C5 H12 ) , hexanos  C6 H 14  y heptanos  C7 H16  si están presente son siempre líquidos. Una de las propiedades principales de estos componente, al igual que la de los anteriores, es la de aumentar el poder calorífico de la mezcla estos componentes son conocidos como gasolinas. -

Impurezas: Constituidas por gases no combustibles e inertes, como el dióxido de carbono  CO2  , ácido sulhídrico  H 2 S  , monóxido de carbono

CO  , nitrógeno  N  , helio  He  2

hay trazas de criptón

 Kr  ,

y argón

randon

 Ar  , ocasionalmente también

 Rn  y

xenón

 Xe  .

El dióxido de

carbono y el helio pueden ser de valor comercial si se presentan en concentraciones alta, mientras que el sulfuro de hidrógeno y el dióxido de carbono no comercial son removidos mediante procesos químico. El nitrógeno es inerte pero si está presente en cantidades apreciables reduce el poder calorífico de la mezcla de gas.

La mayoría de las partes innumerables tambien contienen agua derivada del agua combinada de las rocas del reservorio, la cual tiene que ser removido mediante algun proceso antes de la etapa de comercialización. Cuando una cantidad apreciable de sulfuro de hidrógeno esta presente en el gas se denómina agro, aparte de sus propiedades nocivas del sulfuto de hidrógeno es activamente corrosivo y es removido mediante tratamiento con soluciones acuosas de etiamina.

Cuando la proporción de hidrocarburos líquidos extractables es muy pequeña menos de 0.1 gas/Mpc de gas tratado, el gas se denomina “seco”. Si la proporción cae entre 0.1 y 0.3 gas/Mpc el gas es “pobre” y si la proporcion es mayor a 0.3 gas/Mpc el gas es “humedo”. Estos términos por supuesto no se refiernte al contenido de gua de los gases.

3.1.2 CARACTERISTICAS DEL GAS LICUADO DE PETROLEO Los GLP son una mezcla de hidrocarburos ligeros obtenidos en el proceso de refino del petróleo, compuestos principalmente por butano y propano en proporciones variables, que suelen ser del orden del 60% de butano y un 40% de propano. A presión atmosférica su punto de ebullición es de -17ºC. Se almacenan y transportan en forma líquida (de ahí el nombre) aunque van siempre acompañados de una bolsa o cámara de fase gaseosa. El elevado índice de octano y su poder calorífico, superior al de los combustibles líquidos, juntamente con el hecho de que con presiones entre 5 y 15 bares son líquidos, hace que su utilización como sustituto de los combustibles líquidos en vehículos sea viable desde hace ya más de treinta años. Composición Es un combustible que tiene una composición química donde predominan los hidrocarburos butano y propano o sus mezclas, las cuales contienen impurezas principales, como son el propileno o butileno o una mezcla de estos. Los gases butano y propano, en estado puro, son hidrocarburos del tipo: 

CnH2n+2: o

Butano: C4H10

o

Propano: C3H8

Obtención Las fuentes de obtención de este combustible son las refinerías (destilación del petróleo) y las plantas de proceso de gas natural, las cuales aportan alrededor de un 25% y un 75% de GLP respectivamente.

3.1.3 CARACTERISTICAS DE CLORURO DE VINILO El cloruro de vinilo es un gas incoloro, inestable a altas temperaturas y que se incendia fácilmente. Tiene un olor levemente dulce. Es una sustancia manufacturada y no ocurre naturalmente. Se puede formar por la descomposición de otras sustancias tales como el tricloroetano, tricloroetileno y el [tetracloroetileno]. El cloruro de vinilo se usa para fabricar cloruro de polivinilo(PVC). El PVC se usa para fabricar una variedad de productos plásticos, incluyendo tuberías, revestimientos de alambres y cables y productos para empacar. El cloruro de vinilo es conocido también como cloroeteno, cloroetileno y monocloruro de etileno. Se fabrica a través de la combinación por adición de gas clorhídrico al acetileno, o por la descomposición del 1,2-dicloretano, originándose como producto secundario gas clorhídrico. El cloruro de vinilo contiene dos grupos funcionales: el cloro y el doble enlace. El átomo de cloro, como todos los átomos de halógenos unidos a un carbono con doble enlace, es muy inactivo en comparación con el halógeno del haluro alquílico saturado correspondiente. Este carácter inerte es tan pronunciado que el cloruro de vinilo no reacciona con magnesio para formar un reactivo de Grignard. Justamente por esta inercia, se puede preparar cloruro de vinilo por eliminación sólo de una molécula de cloruro de hidrógeno de 1,2-dicloroetano. El cloruro de vinilo es tan resistente a reaccionar por pirólisis o por hidrólisis que no es difícil impedir la eliminación de otra molécula de cloruro de hidrógeno para formar acetileno. Las reacciones del doble enlace son normales, y una de las más importantes del monómero es la rotura del doble enelace con entrada de otro átomo de cloro en la molécula.

3.2 DISEÑO DE TANQUES

Clasificación de tanques

Tamaños Los tamaños de los tanques están especificados sugun la autonomica del estado plurinacional y de acuerdo a códigos establecidos por la A.P.I. . A continuación se tabulan los volúmenes, diámetros y alturas usadas comúnmente en los tanques de almacenamiento atmosférico. La unidad BLS significa barriles estándar de petroleo, la que es equivalente a 42 galones (158,98 Litros).

Capacidad en BLS Diámetro en pies Altura en pies

500

15

18

1000

20

18

2000

24'6"

24

3000

30

24

5000

31'8"

36

10000

42'6"

40'

15000

58

32

20000

60

40

30000

73'4"

40

55000

100

40

80000

120

40

100000

134

40

150000

150

48

200000

180

48

500000

280

48

Tipos de tanques Los tipos de tanques, de almacenamiento son muchos y variados, y requieren numerosos tipos de precauciones de seguridad. La mayor parte de dichos tanques en la industria son del tipo sobre tierra. Los principales tipos para líquidos son: ● Tanques atmosféricos con techos flotantes. ● Tanques atmosféricos con techos fijos o ligeramente variables. ● Tanques de almacenamiento para presiones moderadas (desde presión atmosférica a 300 psig). ● Almacenaje para altas presiones (desde 300 psig a 1000 psig). Existen varios diseños para tanques de almacenamiento que contienen líquidos inflamables; sin embargo se dividen en tres categorías generales según la presión de diseño: ● Tanques atmosféricos para presiones de 0 a 0’5 psig. ● Tanques atmosféricos para bajas presiones, presiones de 0’5 a 15 psig. ● Tanques atmosféricos para presiones mayores, de 1’5 psig. en adelante.

Riesgos en Tanques La causa principal de casi todos los accidentes destructivos en tanques que contienen materiales inflamables, es el incendio. Consecuentemente, los riesgos principales que tratan de eliminarse, son aquellos que causan fuego. Otra causa de accidentes de tanques es lo que se llama falsa operación; que consiste en abrir válvulas equivocadas, derrames, uso impropio de técnicas de limpieza y reparación del tanque. Otro aspecto a tener en cuenta, es lo concerniente a equipo defectuoso. Los defectos en el equipo incluyen derrames causados por corrosión, grietas en las soldaduras, válvulas de alivio de presión o de vacío que no funcionan adecuadamente, sistemas de venteo diseñados incorrectamente, y protección inadecuada contra electricidad estática. La pérdida de material por derrames en tanques y tuberías, puede traer consigo riesgos a otras propiedades y al personal a considerables distancias, y en el mejor de los casos una continua pérdida económica por el posible escape de materiales valiosos. Otros de los riesgos a los que están sometidos son: 

Colapso de la estructura portante de bancada y caída de un depósito arrastrando a otros en efecto dominó.



Caída de rayos.



Lavado de depósitos con agua u otros materiales que puedan producir reacciones exotérmicas en los restos de líquidos almacenados.

Según el lugar del tanque al que afecte las averías se clasifican en: Avería en el Fondo del Tanque Corrosión Interior del fondo: El fondo del tanque puede verse afectado por la corrosión, esta se presenta especialmente en su cara superior y de diversas formas:



Pitting Generalizado.

Su origen se debe a la presencia del agua decantada en el fondo del tanque. Cuando el pitting es profundo, la corrosión es severa y puede originar una disminución de espesor del fondo del tanque en gran importancia. 

Corrosión en uniones de Chapas

Es un tipo de corrosión que afecta a soldaduras o los roblones de unión de chapa. Provoca grietas por las que se fuga el producto. Corrosión Exterior del Fondo Su origen está en la presencia del agua en contacto con la chapa y a la acidez del suelo. Es una corrosión difícil de medir y controlar ya que no puede verse, una forma de evitarla es instalando un sistema de protección catódica. Avería en paredes de tanques. Estas averías puedes presentarse debido a fenómenos de corrosión en la parte interior y exterior del tanque. Averías en paredes internar de tanque 

En virola inferior.

Su origen se debe a la presencia de agua en decantación no drenada adecuadamente en el fondo del tanque. Esta corrosión es muy intensa en la parte inferior de la primera virola del tanque y va acompañada de una considerable perdida de espesor. 

En virola intermedia.

Su origen se debe a la oxidación originada por condensación del agua ambiental y al arrastre de óxido por la pantalla al oscilar la altura del líquido en el tanque.

Averías en paredes externas de tanques 

En virola inferior.

Este tipo de avería se debe a una corrosión localizada que provoca pérdidas de espesor. Su causa se debe a una acumulación agua-tierra-arena que cubre hasta 20 cm. Por encima de la unión fondo-envolvente. 

En virolas intermedias y superiores.

No son frecuentes ya que normalmente los tanques son pintados. Instalación de Tanques Los tanques se encuentran montados a una distancia de seguridad de 8 a 12 metros entre tanques, la superficie total es variable, de acuerdo al tamaño de la planta y el número de tanques instalados. El montado de los tanques se hará de tal forma que evite la concentración de cargas excesivas en los apoyos o soportes, los que deberán ser de hormigón armado. El montaje sobre los soportes deberá permitir la libre expansión y contracción del tanque y sus conexiones. La cubierta del área de recepción y despacho consta de una estructura metálica, arma con tubería de 4” o 6” que soporta la cubierta, cuya dimensión está de acuerdo al tamaño del sistema de manifold, con un techo de calamina de acero recubierta con pintura anticorrosiva.

Red de Seguridad Industrial Constituido por una red de hidrantes montados y conectados, cuyo número está de acuerdo al número de tanques instalados, sistema que consta de un monitor para manguera de alta presión, alimentados desde un tanque de almacenaje para agua.

El sistema de pararrayos, instalado sobre una torre metálica ubicada fuera del área de tanques, cuya altura determina el radio de seguridad, que está en función a la superficie de la planta, cuya descarga es conectada al sistema red de tierra, a través de una línea de cobre. Los muros cortafuego construidos en esta área, cumplen la función de seguridad y resguardo para control de derrames, muro diseñado para disminuir la propagación del fuego. Su construcción será en función a las dimensiones de la superficie y volumen de los tanques. El material de construcción del muro cortafuegos, es cimiento de piedra, sobre el que estructura el muro de ladrillo gambote. Seguridad Industrial Se tienen las siguientes normas de protección y seguridad industrial: Protección contra la corrosión. Se debe tener especial cuidado en la protección contra la corrosión principalmente en los tanques enterrados o semienterrados. Se aplicara los sistemas de: -

Protección Pasiva.

-

Protección Activa.

Hidrantes Montados Un sistema contra incendio a base de agua tiene tres elementos principales: La reserva o almacenamiento de agua, el equipo de bombeo y la instalación hidráulica. Muros Cortafuego El muro cortafuegos debe construirse cuando una edificación se encuentra adosada al deslinde común del vecino. Posee alta resistencia frente a las llamas. Algunos cortafuegos tienen en su composición, celdas cerradas llenas de aire en su interior lo cual permite que el

material ofrezca gran resistencia frente a la transmisión del calor. Estos muros no son inflamables. Existen materiales de construcción de uso relativamente amplio adaptables a distintos sistemas de construcción. Los paneles de revestimiento cortafuegos pueden colocarse tanto sobre una estructura metálica como sobre una estructura de hormigón. Los muros cortafuegos, con espesores desde 15 cm., pueden resistir al fuego aproximadamente 6 horas. La resistencia al fuego depende del concepto global del muro cortafuego. Al diseñar un edificio, debe dividirse en compartimentos, para que cada uno de ellos impida que el incendio se propague a los compartimentos vecinos durante un determinado lapso de tiempo. El objetivo de la compartimentación es controlar el incendio, garantizar la seguridad de todos los ocupantes del edificio y reducir del techo. Del mismo modo, la resistencia al fuego de los muros externos es muy importante ya que está demostrado que muchos de los incendios se originan fuera del edificio, por lo que se entiende la importancia de los muros externos en la protección del edificio y, por otra parte, con la extensión de los edificios, los muros externos se convierten en muros internos y probablemente, muros de separación entre divisiones y por tanto, muros cortafuegos. Al elegir el sistema de construcción, conviene tener en cuenta las exigencias futuras de resistencia al fuego del muro externo provisional. Tanque Espumígeno de Seguridad. Es un equipo diseñado para la extinción de incendios a base de espuma, para la protección de tanques de almacenaje de hidrocarburos líquidos inflamables. El tanque consta de los siguientes accesorios: Válvula de corte tipo cortina o globo.

Dosificadores con válvulas de corte. Las conexiones en el sistema de tubería y accesorios, están interconectada desde el área de recepción a los tanques y área de despacho, mediante válvulas de paso, distribuidores de dos vías y codos para adecuar la conexión en función a la ubicación de los puntos de operación. Sistemas de seguridad 

Sistema espumígeno

El tanque espumígeno será de acero inoxidable en función a la mayor resistencia a la oxidación y presiones de operación. Material y Equipos. El sistema espumígeno tiene los siguientes equipos y accesorios: -

Tanque metálico de acero inoxidable capacidad 2000 litros (horizontal)

-

Válvulas de 3” dosificadores tipo esclusa (p/agua) bridadas ANSI 300 ECH – 40

-

Bridas de 3” (para conexión de tubería a la cámara de espuma)

-

Válvula de 1. ½” (para conexión auxiliar a manguera)

-

Pernos prisioneros de 5/8” x 3. ½”

-

Empaquetaduras metálicas de 3”.



Red de hidrantes

Sistema de seguridad diseñado para la extinción de incendios en base de agua, consta de un tanque de agua, tubería, monitores y accesorios, instalado en el área perimetral a los tanques de almacenaje. Material y Equipos La red de hidrantes contraincendios requiere de la implementación de un mayor número de hidrantes.

-

Monitores de bronce de 4” entrada bridada y salida roscada 2. ½” ANSI-150, flujo de 250 GPN. Movimiento horizontal de 360° y vertical 180° caudal 750 regulable.

-

Tee de 4” SCH-40, sin costura SCH-40.

-

Reductor concéntrico de 2” a 3” SCH-40.

-

Boquillas de bronce de 2. ½”

-

Perno prisionero de 5/8” x 3. ½”

-

Empaquetadura metálica de 3”.

-

Tubería de 4”.



Señalización letreros de seguridad

Son elementos de seguridad industrial que norman la conducta del personal en las distintas áreas de trabajo, cuyo objeto es prevenir sobre los riesgos que pudieran presentarse. Material y Equipos. El material necesario para la fabricación de letreros y señalización es: -

Fierro laminado (plancha) de 1/16” x 2 x 3 M

-

Fierro angular 1/8” x 1”

-

Tubería galvanizada de 1. ½”

-

Tubería galvanizada de 1. ¼”

-

Soldadura tipo 60/13

-

Pintura de diversos colores x 16 litros (rojo, blanco, negro, amarillo)



Implementación de extintores

Los extintores portátiles o matafuegos de polvo químico seco, son artefactos de seguridad que sirven para apagar fuegos. Equipos y/o accesorios. Los equipos y accesorios a implementarse son: -

Extintores portátiles capacidad 30 lb

-

Extintor manual de 50 kg con ruedas

-

Tipo ABC, polvo químico purplek, con cartucho CO2, protección metálica ANSI/UL 299-711 (certificado), tapa de aluminio forjado, placas delantera, trasera, manguera di amina de etileno de propileno 400 psi, cilindro conjunto de acero tres piezas 600 psi, manguera aleación de aluminio anticorrosivo. Cuerpo de la boquilla, aleación de aluminio inoxidable, extintor con gancho de fijación.



Alarmas sonoras de emergencia.

Es un mecanismo o dispositivo de seguridad que activa una señal sonora o visual que advierte sobre un peligro inmediato como incendios, derrame de producto, accidentes de trabajo, otros. Equipos y/o accesorios. Los equipos y accesorios a implementarse son: -

Panel central de alarmar (recibe y activa las alarmas).

-

Sensor de señales (reporta las señales al panel central).

-

Bocina sonora (instrumento que producen sonido).



Muros de contención contraincendios.

De acuerdo a los requerimientos del Código de Líquidos Inflamables Y Combustibles NFPA N° 30 , los muros de contención deberán cumplir con lo siguiente: a. Debe existir una pendiente no menor al uno por ciento (1%), comenzando en el tanque, que se prolongue al menos 50 pies (15 m) o hasta la base del muro, lo que resulte menor. b. La capacidad volumétrica del área de contención de los muros cortafuego no debe ser inferior a la mayor cantidad de líquido que puede ser liberado del tanque de mayor capacidad dentro del área con muros, suponiendo el tanque lleno. Para considerar el volumen ocupado por los otros tanques, la capacidad del muro que encierre más de un tanque se calculará luego de

deducir el volumen de los tanques, excluyendo el mayor de los tanques, por debajo de la altura del muro exterior. c. Para permitir el acceso, la base exterior del dique a nivel del terreno no estará a menos de 10 pies (3 m) de cualquier lindero sobre el cual existan o puedan existir construcciones. d. Los muros del tanque serán de tierra, acero, hormigón o mampostería sólida diseñados de manera de que resulten herméticos a los líquidos que albergan y capaces de soportar la carga hidrostática correspondiente a la condición de llenado. Los muros de tierra de 3 pies (0.9 m) de altura o más, deben tener en su parte superior una sección plana no menor a 2 pies (0.6 m) de ancho. La pendiente de los muros de tierra debe ser consistente con el ángulo de reposo del material con el cual se construya el muro. Las áreas con muros para tanques que contiene líquidos Clase I ubicados en suelos extremadamente porosos pueden requerir tratamientos especiales para impedir la filtración de cantidades peligrosas de líquido hacia las zonas bajas o cursos de agua en caso de derrames. e. A excepción de lo indicado en el punto f) siguiente, los muros deben estar restringidos a una altura promedio de 6 pies (1.8 m) por encima del nivel interior. f. Está permitido que los muros sean más altos que un promedio de 6 pies (1.8 m) por encima del nivel interior cuando se tomen las precauciones necesarias para permitir el acceso normal y el acceso en caso de emergencia hacia los tanques, válvulas y demás equipos, además de permitir una salida segura del recinto. i. Las tuberías que atraviesen los muros se diseñarán para evitar tensiones excesivas resultantes de los asentamientos o de la exposición a incendios. ii. La mínima distancia entre los tanques y el pie de los muros interiores debe ser de 5 pies (1.5 m). g. Cada una de las áreas dentro del muro que contengan dos o más tanques debe estar subdividida, preferentemente mediante canales de drenaje o al

menos mediante muros intermedios, para impedir que los derrames pongan en peligro los tanques adyacentes dentro del área del muro, de la siguiente manera: i. Cuando se almacenen líquidos normalmente estables en tanques verticales con techo cónico construidos con junta débil entre el techo y el cuerpo del tanque o tanques de techo flotante, una subdivisión por cada tanque de más de 10000 Bbl (1.590 m3) de capacidad y una subdivisión por cada grupo de tanques (ninguno de los cuales supere los 10.000 Bbl de capacidad) que posea una capacidad acumulada que no supere los 15.000 Bbl (2.385 m3). ii. Los canales de drenaje o muros intermedios deben estar ubicados entre los tanque de manera de aprovechar completamente el espacio disponible con la debida consideración de las capacidades individuales de los tanques. Los diques intermedios tendrán una altura no inferior a los 45 cm. h. Cuando se hayan dispuesto instalaciones para drenar el agua de las áreas dentro de los muros, dichos drenajes deben controlarse de forma que impidan el ingreso de líquidos inflamables o combustibles a los cursos de agua naturales, desagües pluviales públicos, si es que su presencia se constituye en un riesgo. El control del drenaje debe ser accesible bajo condiciones de incendio desde el exterior del muro. i.

No debe permitirse almacenar materiales combustibles, tambores vacíos o llenos o barriles dentro del área de diques.

El objetivo del control preventivo de un tanque es evitar el deterioro del mismo para que no se produzca una avería. El principal enemigo es la corrosión por ello deben tomarse medidas especiales para impedir su formación. Se tomarán medidas en: ● Fondos de tanques ● Paredes de tanque ● Techos fijos

● Techos flotantes Fondos de tanques Se aplicará un recubrimiento que impida la corrosión en el interior del tanque debido al agua que pueda encontrarse en el mismo. * Paredes de tanque El mantenimiento en el interior del tanque se centrará en la primera virola; de forma que se evite la corrosión por agua decantada. Para ello se aplicará un revestimiento protector. Cuando se almacenan productos pesados, éstos ya actúan como protector anticorrosivo. Si se almacenan gasolinas en tanques de pantalla flotante se producirá una pérdida de espesor debido a las oscilaciones de las mismas por lo que es necesario aplicar un revestimiento protector. Externamente el tanque también debe protegerse aplicando un revestimiento adecuado dependiendo de la zona en la que el tanque se ubique, mejorando así la estética de la instalación y disminuyendo las pérdidas de producto. Es importante inspeccionar externamente el tanque cada 5 años por un inspector cualificado. * Techos fijos Las chapas del techo del tanque pueden verse afectadas por la corrosión debido a la condensación del vapor de agua presente en la atmósfera o a vapores de productos agresivos, por lo que se debe aplicar un revestimiento protector. * Techos flotantes La inspección del techo flotante presenta variaciones en lo referente a inspección mensual rutinaria ya que en estos tanques se debe controlar el sistema de drenaje, la presencia de agua o producto sobre el techo, el asentamiento del tanque y el estado de los sellos. Para pantallas flotantes se debe aplicar un revestimiento protector, del tipo de la cara inferior del techo flotante. 7.2 Mantenimiento correctivo Se llevará a cabo este tipo de control cuando se produzca una avería en una de las partes sensibles del tanque o bien si se alcanza el límite de vida esperado de alguna de las partes sensibles del tanque. La sustitución de elementos del depósito, tanto del equipo de trasiego, como del sistema de seguridad, deberá realizarse respetando el diseño inicial o normas estándar de seguridad. Se deberán tomar medidas de seguridad en todas las operaciones de corte y soldadura por el peligro que éstas llevan consigo.



Control de riesgos

Para evitar que se produzca un incendio o una explosión en los tanques deberán tomarse una serie de medidas. Para el caso de almacenaje de inflamables en tanques fijos, estas medidas son las siguientes: 1. Conectar el tanque debidamente a tierra. 2. Asegurarse que tienen sus apagallamas, y que estén éstos estén bien anclados. Además la tubería de descargas al tanque debe llegar hasta el fondo. 3. Evitar que las tapas de las entradas de los tanques tengan rozamiento con el cuerpo del tanque. 4. Comprobar que los indicadores de presión y temperatura funcionan correctamente. 5. Debe de haber muros de retención para el caso de derrames. 6. Deben tener instalado un equipo de pararrayos. 7. El motor del sistema de agitación debe ser a prueba de explosión. 8. Existirá señalización indicando la prohibición de fumar y la limitación de áreas. La construcción del tanque será tal, que en caso de una explosión sólo se desprenda el cono que sirve como techo. 10. Se instalarán válvulas de control remoto para impedir cualquier fuga. En lo referente a riesgos eléctricos debe tenerse en cuenta que la electricidad presenta un peligro continuo de incendio en áreas o tanques donde es posible la presencia de gases o vapores inflamables si existen cables sueltos mal aislados. Por ello al hacer una instalación se hará de forma sólida y permanente. Estarán debidamente aisladas y entubadas, y bien sujetas. Como medida de seguridad se recomienda que la tubería de descarga siempre se encuentre bajo el nivel del líquido, es decir, que llegue al fondo, o bien cuando no pueda efectuarse esto y si el flujo del líquido no es grande, se deje resbalar por las paredes del tanques para que las cargas que pudieran crearse se disipen en la armadura conectada a tierra. Se instalarán muros de contención o retención en los tanques. Estos diques se pueden construir de concreto o de concreto y acero, para soportar la presión lateral del líquido en total. Es conveniente que cada tanque disponga de su dique independientemente de los otros. Todo tanque de almacenamiento que contenga líquidos inflamables debe proveerse de un venteo apropiado que permita el flujo de vapor o aire, compensando así, el flujo máximo de líquido según se va llenando o vaciando el tanque. Al llenar un tanque, los venteos

descargan vapores inflamables, por ello se deben descargar alejados de ventanas o puertas, donde los vapores podrían entrar a edificios. El uso de los apagallamas es importante ya que se encargan de prevenir y evitar la propagación al fuego mediante la absorción y disipación del calor proveniente del fuego de un lado del tanque, hacia el otro lado del mismo. Los apagallamas se utilizan en venteos para que cuando se queme lo de fuera la llama no entre dentro.

3.3 TIPOS DE TANQUES DE ALMACENAMIENTO 3.3.1 TANQUE ESFERICO Las esferas se construyen en gajos utilizando chapas de acero. Se sostienen mediante columnas que deben ser calculadas para soportar el peso de la esfera durante la prueba hidráulica (pandeo). Al igual que en los cigarros, todas las soldaduras deben ser radiografiadas para descartar fisuras internas que se pudieran haber producido durante el montaje. Cuentan

con

una

escalera

para

acceder

a

la

parte

superior

para

el mantenimiento de las válvulas de seguridad, aparatos de telemedición, etc.

3.3.2 TANQUE HORIZONTAL Los

recipientes

horizontales

(cigarros)

se

emplean

hasta

un

determinado volumen de capacidad. Para recipientes mayores, se utilizan las esferas. Los casquetes de los cigarros son toriesféricos, semielípticos o semiesféricos. Sus espesores están en el orden de (para una misma p, T y φ): •semielíptico: es casi igual al de la envolvente. •toriesférico: es aproximadamente un 75% mayor que el semielíptico. •semiesférico: es casi la mitad del semielíptico.

3.3.3 TANQUE VERTICAL Constan de una membrana solidaria al espejo de producto que evita la formación del espacio vapor, minimizando pérdidas por evaporación al exterior y reduciendo el daño medio ambiental y el riesgo de formación de mezclas explosivas en las cercanías del tanque. El techo flotante puede ser interno (existe un techo fijo colocado en el tanque) o externo (se encuentra a cielo abierto). En cualquier caso, entre la membrana y la envolvente del tanque, debe existir un sello. Los nuevos techos internos se construyen en aluminio, y se coloca un domo geodésico como techo fijo del tanque. Las ventajas que presenta el domo con respecto a un techo convencional son: 

Es un techo autoportante, es decir, no necesita columnas que lo sostenga. Esto evita el tener que perforar la membrana.



Se construye en aluminio, lo cual lo hace más liviano.



Se construyen en el suelo y se montan armados mediante una grúa, evitando trabajos riesgosos en altura.

4. MARCO PRACTICO

4.1 CARACTERIZACION DE LOS HIDROCARBUROS 

Peso molecular

El análisis de una mezcla de gas puede expresarse en términos de fracción molar, y de cada componente que se define como la relación del número de moles de un componente entre el número total de moles presentes en la mezclas. Al mismo tiempo puede expresarse en términos de vo0lñumen, peso y presión en parcial de cada componente.

El peso molecular de una mezcla de gas es igual a la sumatoria de las fracciones molares por el peso molecular de cada componente. Matemáticamente se define como: M T1 y1  M 1

Donde: M  peso molecular de la mezcla.

M 1  peso molecular del i-enesimo componente en la mezcla. 

Gravedad especifica

La gravedad especifica de la mezcla de gas se define como la relación de la densidad de la mezcla gaseosa con respecto al aire, ambas densidades deben ser determinadas a la misma presión y temperatura. La gravedad especifica del gas es proporcional a su peso molecular si se mide a baja presión el gas se aproxima al ideal.

Yg 

pz Paire

Convencionalmente la gravedad especifica representa el peso molecular de una mezcla gaseosa dividido entre el peso molecular aparente del aire igual a 28.96. teniendo en cuenta el comportameinto del aire y la mezcloa gaseoasa la relación puede se descrita por la siguiente ecuación. pM M Yg  RT  pM aire M aire RT Yg 

Donde:

M 28.96

Yg  Gravedad especifica del gas Pg  Densidad del gas.

Paire  Densidad del aire, 0.0805lb/ft3 Paire  Peso Molecular aparente del aire, 28.96.



Poder calorífico

El Poder calorífico del gas natural es la cantidad de calor liberado o generado por unidad de volumen del mismo durante el proceso de combustión perfecta puede ser determinado a partir del análisis del gas y los poderes caloríficos de cada constituyente. Matemáticamente se expresa como la sumatoria de las fracciones molares por el poder calorífico de cada componente.

PC   yPC Donde:

PC  Poder Calorífico de la Mezcla, BTU/ pc

PC1  Poder Calorifico del i-ésimo componente en la mezcla



La viscosidad de un fluido

Es la medida de su resistencia al flujo cuando se le aplica una fuerza externa, se define como la relación del esfuerxo cortante por unidad de area en el gradiente de velo0cidad local.

g 

FA dvdL

Las viscosidades de todos los fluidos dependen fuertemente de la temperatura aumentando en el caso de los gases y disminuyendo en el de los liquidos cuando aumenta la temperatura. Lee, Gonzales. Eakin en 1966 desarrollaron una equivalencia para el calculo de la viscosidad del gas expresada en función de la temperatura de flujo densidad y peso molecular del gas, representada como sigue. Y

 g  104  k  e

 p  X z   62.4   

Donde:

K

9.4  0.02M )T 1.5 209  19M  T

X  3.5 

986  0.01M T

Y  2.4  0.2 X

  Viscocidad de ga, CP pe =Densidad del gas lb/ft3 M = Peso molecular de la mezcla

T= Temperatura de flujo 530º R

5. METODOS CONSTRUCTIVOS Los métodos constructivos son aquellos que nos permiten referenciar materiales, procedimientos y métodos que serán empleados al momento de desarrollar un proyecto, estos tienen una gran importancia en un proyecto ya que ayudaran a la construcción del análisis de precios unitarios. Los métodos constructivos serán desarrollados por cada ítem que se tendrá al momento de construir. Es también de este modo que el proceso de construcción será más claro así mismo cuanto material y mano de obra será necesaria para el proyecto. 5.1. OBRAS PRELIMINARES I. Instalación de faenas y movilización Las Faenas se definen como construcciones temporales, las cuales son utilizadas para el almacenamiento de herramientas menores como por ejemplo: 

Palas



Picotas



Martillos



Cinceles



Escobas y Basureros

Las Faenas serán de mismo modo utilizadas para almacenar el equipo que se tenga en alquiler, para que sea protegido de la intemperie, equipos como ser la moto soldadora, perforador neumático, compactador manual tipo Canguro, etc. A lo largo del trayecto del proyecto. Para la construcción de las faenas se utilizara: 

Madera de Construcción



Calamina ondulada



Puerta Metálica



Ventana Metálica



Clavos y Alambre de amarre

Para realizar el trabajo se empleara un albañil y 2 ayudantes. Todos los materiales serán transportados en un camión de 2 Ton, un chofer y su ayudante también serán necesarios. II. Trazado y estudio topográfico Antes de proceder con la construcción se desarrolla un replanteado, trazado y control topográfico para reconocer y familiarizarse con el lugar a trabajar, este proceso es muy útil para ayudar a evitar posibles errores de data del perfil topográfico o incluso para el conocimiento propio de la composición del estrato (Excavaciones de sondeo). Comúnmente este trabajo es realizado cada 20 m con un teodolito, pero actualmente al usar una estación total, se incrementa la precisión, se puede utilizar a una distancia de 40m.Por este motivo a pesar de su costo más elevado se utilizara una estación total. Para realizar el replanteo, trazado y control topográfico se empleara de 1 topógrafo, 1 alarife y 1 ayudante. Los materiales a emplear serán bastantes simples como ser estacas de madera, yeso, pintura látex, lienzo y clavos. Además de herramientas menores como ser martillos, brochas. III. Letrero de obra El proyecto debe tener letreros de información acerca de el mismo, es decir, que se construye, porque se construye y la empresa que lo hace. Por estos anteriores motivos se colocaran 100 letreros, espaciados aproximadamente 5Km entre sí, deberán ser transportados en un camión de 2Torr (Por su gran numero). De otro modo a! no tener un grado real de complejidad para montar los letreros serán colocados por un ayudante. IV. Elaboración de planos topográficos y de construcción Comprende la elaboración y presentación del libro de datos del proyecto de todas las instalaciones y construcción a ser efectuadas. De forma referencial, como mínimo deberá contener:



Piano General de todas las instalaciones efectuadas en Escala reducida, de todas las instalaciones construidas.



Pianos Topográficos en Planta y Perfil Escala: 1:1.000.



Planos Topográficos en Planta y Perfil, Escala: 1:10.000.



Planos de Detalles, Mecánicos y Civiles.



Planos Isométricos, y Diagrama General en Formato Doble Carta.

5.2. OBRAS CIVILES I. Movilización de personal y herramientas Para la obra se debe trasladar al personal desde la ciudad de La Paz, serán requeridas 4 camionetas 4x4 de 1 Ton. Las Herramientas serán transportadas aparte en un camión de 2 Ton, con su chofer y ayudante, entre las herramientas a trasportar estarán palas, picotas, martillos, etc. II. Movilización-e Instalación de Señalización Preventiva Por razones de seguridad, del público común y de los trabajadores, es que se deben instalar letreros de seguridad a lo largo del tramo. Se debe instalar un letrero de precaución cada 100m, además de precintos de seguridad a lo largo del recorrido en zonas donde pueda haber paso de personas o vehículos, como ser cruce de calles, ríos u otras zonas pobladas. Se empleara 1 ayudante para el montado de esta señalización. Además que será transportado en una Camioneta 4x4 con su respectivo chofer. III. Instalación de campamento Al transportar a la gente a la obra se debe velar por su comodidad y otorgarles la mayor cantidad de facilidades posibles, es por eso que se instalara el campamento. Se emplearan 20 carpas de lona de 6 personas, se hará la adquisición de 2 Letrinas con baño químico, las cuales podrán ser utilizadas por relleno, para esto un acople cisterna de 6000lt será empleado.

Para poderse instalar un comedor y cocina se requerirá de una carpa de lona con capacidad de hasta 24 personas. El campamento necesitara de luz porto que se adquirirá un generador a gasolina, el mismo conectado a 7 reflectores a lo largo del campamento. De este modo es que en cuestión de transporte se empleara 2 camiones de 2 Ton, además una camioneta 4x4 de 1 Ton para el anclaje del acople cisterna. De mismo modo se requerirá el servicio de un camión cisterna para llenar el acople. IV. Excavación y acondicionamiento del terreno para los tanques de almacenamiento Se excavara un foso de profundidad de 3 metros para la construcción del los tanques de almacenamiento de hidrocarburos. En la excavación se empleara el alquiler de retro excavadoras, palas, picotas, barrenos y se contratara de personal a un conductor clase T y obreros y ayudantes durante la excavación de fosa para los tanques. 5.3 OBRAS MECANICAS I. Construcción, soldado y alineado del tanque Todas las actividades de construcción, de cualquier especialidad o disciplina, deberán ser efectuadas dando estricto cumplimiento a tos requisitos de salud, seguridad, medio ambiente y social, establecido en el manual del Contratista, además de los instructivos, planes y procedimientos. La empresa será responsable de cumplir las normativas de Calidad y las de Salud, Seguridad, Medio Ambiente y Social. Se hará el pedido respectivo a la empresa de láminas de acero ASTM A-36, electrodos de 1/8, nanómetros. Tubos de acero negro Válvulas de giro, nanómetros, caudalimetros, equipo de soldador, etc. Serán entregadas al campamento por medio de camiones. Se empleara una Grúa transportadora y a su operador para la debida descarga de los materiales.

Durante la construcción del tanque se contratara dos soldadores calificación 6G, ayudantes, maestro metal mecánico y operador de grúa para su transporte. II. Radiografía de Puntos Soldados y Prueba Hidráulica Posterior a la soldadura se debe realizar una radiografía (en este caso de rayos x) a todas las juntas soldadas para verificar que no existan fallas en la soldadura. Se requerirá el servicio de una empresa encargada la cual utilizara una camioneta 4x4 de 1 ton para el transporte del equipo el radiólogo y su ayudante, el equipo de radiografía será el Equipo de Radiografía Everest VIT XLPRO, especial para la radiografía de tuberías de acero negro y soldadura. Tras todas las instalaciones y soldaduras solo queda verificar la integridad total de los tanques. Se realizara una prueba hidrostática para verificar que los tanques se encuentre hermético, se procederá a llenar el tanque de agua y presurizar (se necesitara una bomba de agua), para el llenado de la tubería se necesitara 20 000 lts. por lo que se requerirá un camión cisterna con 20000 Lts. en caso de ocurrir algún imprevisto. 6. COSTOS

7. CONCLUSIONES El uso de recipientes a presión permite el seguro almacenaje y operación del fluido. Para lograr desarrollar un recipiente que garantice lo anterior debe estar regulados por los códigos API650 y normas ASME. Relacionando, investigando y definiendo las principales características de los diferentes hidrocarburos y tanques de almacenamiento que existan en la industria petrolera se estimó las dimensiones de los tanques que necesitan almacenar el producto. El proyecto planteado esta dirigido a senkata ubicado en la ciudad de La Paz lo cual se hizo un recalculo de sus condiciones de diseño para su almacenamiento de dicho producto. Por lo tanto el tanque de almacenamiento se considera viable para su construcción con una cantidad de (383817.5 bs) ya que el presupuesto y seguridad del tanque de almacenamiento, satisfacen las necesidades de la planta de almacenamiento aumentando su capacidad para su abastecimiento a la población.

8. BIBLIOGRAFIA https://gnvblog.wordpress.com/2012/02/16/caracteristicas-de-los-gases-licuadosdel-petroleo-glp/ http://www.monografias.com/trabajos37/almacenamientohidrocarburos/almacenamiento-hidrocarburos2.shtml http://www.anh.gob.bo/index.php?N=dre http://es.slideshare.net/joselito75/diseo-y-calculo-de-tanques-de-almacenamientopetroleo-ipn-mexico Norma API650