DESAGÜE DE AGUA DE FORMA SEGURA Y AUTOMÁTICA
DE TANQUES DE ALMACENAMIENTO DE PRODUCTOS
Escrito por Eng Reuven Perez
LA ELIMINACIÓN de agua de los productos de hidrocarburos en los tanques de almacenamiento ha sido un problema constante en la industria petrolera. Este problema sigue
resuelto en gran parte por nada más avanzado que un operador que abre la válvula de drenaje y la cierra cuando ve la aparición de aceite
en el agua.
Se mantuvieron conversaciones con supervisores de operaciones, ingenieros ambientales y de pérdidas de petróleo y diseñadores externos.
Un aumento en la conciencia de los problemas asociados con el agua en los tanques fue evidente después de las discusiones.
Las crecientes presiones ambientales, particularmente en los EE. UU. Y la UE, dieron como resultado un mayor interés en el tema.
También se hizo evidente que existen grandes diferencias en la forma en que se gestionan los tanques, no solo
entre distintas empresas petroleras, pero también entre refinerías propiedad de la misma empresa.
Algunas empresas son conscientes de la necesidad de un enfoque coherente para la gestión de tanques y están estableciendo estándares internos sobre
cómo se deben medir los tanques para el aceite y el agua y cómo se deben drenar manualmente.
Algunas de las refinerías y terminales de almacenamiento encuestadas están probando técnicas distintas a las
ojo experimentado de un operador para determinar cuándo se está drenando aceite y no agua del tanque.
La mayoría de las compañías petroleras requieren que un operador esté presente cuando se drena el agua.
Pero estas empresas también están preocupadas por los vapores tóxicos que se pueden liberar al drenar,
digamos, un tanque de almacenamiento de benceno.
Otras empresas no insisten en la presencia de un operador durante todo el tiempo que se está drenando un tanque.
La encuesta reveló que la presencia de agua
en el tanque causó los siguientes problemas:
• Pérdida de aceite
• Contaminación del suelo y del aire
• Participación de la mano de obra
• Potencial de intoxicación laboral
• Corrosión de las placas del fondo del tanque
• Degradación del producto causada por el crecimiento microbiano
• Errores de medición volumétrica y de masa del producto
ERRORES DE MEDICIÓN
Un sistema de medición de balance de masa preciso es esencial para determinar las pérdidas de aceite y señalar dónde ocurren.
Con la excepción de algunas plantas donde se instala la medición de tanques hidrostáticos, el cálculo de la masa de aceite almacenado es
basado en mediciones de nivel de aceite.
Algunos fabricantes de medidores de nivel en Europa afirman que la medición del nivel de aceite del tanque con una precisión de 1/16 de pulgada.
Sin embargo, si hay agua en el tanque, la precisión con la que se puede medir la interfaz aceite-agua
(seguramente no mejor que 1/2 pulgada) es más relevante que la precisión de la medición del nivel de aceite.
Por lo tanto, donde hay agua, la precisión con la que se puede calcular la masa de aceite almacenada está relacionada con la combinación de
inexactitudes del nivel de aceite y de las mediciones de la interfaz agua-aceite.
La medición del nivel de aceite se ve afectada por el agua que se encuentra en los techos flotantes. Muchas compañías petroleras dejan las válvulas de drenaje del techo
Ciérrelos y ábralos sólo después de que la lluvia haya dejado de caer. Dos pulgadas de lluvia sobre el techo flotante de un tanque
que contenga gasolina provocará un aumento aparente en el nivel del producto de aproximadamente 2 1/2 pulgadas.
Fue sorprendente cuántos operadores e ingenieros de instrumentos desconocían este fenómeno y el efecto
puede tener en los cálculos de balance de masa.
Roof drain valve type TOR by ECO-VALVES
Bottom drain valve type TOO by ECO-VALVES
La medición de tanques hidrostáticos se está utilizando ampliamente en los EE. UU. En las terminales de distribución. Sin embargo, en tanques que utilizan esta forma de
medición, el agua causa problemas similares en el cálculo del contenido volumétrico o de masa del tanque.
Sin embargo, si se instala un transductor de presión para contrarrestar la masa del techo, al menos el efecto de
el agua en el techo se puede anular. La eliminación de agua en el tanque y en el techo flotante.
reducirá considerablemente los errores de medición.
CRECIMIENTO MICROBIANO
Varios sitios mencionaron la contaminación de productos causada por el crecimiento microbiano. La presencia de agua libre en los tanques de almacenamiento.
crea un lugar fértil para que estos microorganismos crezcan, provocando la degradación del producto.
Los aceites de calefacción diésel y livianos tienen más probabilidades de atraer el crecimiento microbiano que el combustible de aviación.
El tratamiento con biocidas suele tener éxito, pero el uso de biocidas en combustibles para turbinas de aviación no está permitido si
debe cumplirse la especificación ASTM D1655.
En consecuencia, la eliminación del agua de los tanques es muy deseable para evitar la degradación del producto y es esencial.
en el caso de los combustibles para turbinas de aviación. La eliminación de agua en el tanque evitará que se reduzca considerablemente el crecimiento microbiano.
CORROSIÓN
La corrosión de las placas inferiores puede
ocurren como resultado de la acción del aire
arrastrado en el agua libre.
Esta corrosión se agrava si hay microorganismos presentes.
Los microorganismos se alimentan de los sulfatos en
el aceite y se reducen a sulfitos,
que provocan la formación de lodos y lodos
formulario. Estos, a su vez, provocan una corrosión acelerada de las placas del fondo del tanque.
El costo de sacar un tanque de
El servicio para reemplazar las secciones corroídas, incluido el trabajo de reparación en sí, puede ser excesivo. La eliminación de agua en el
tanque reducirá la corrosión considerablemente.
PARTICIPACIÓN DE LA MANO DE OBRA
La cantidad de agua a drenar generalmente se determina sumergiendo a mano para encontrar el nivel de la interfaz (algunos medidores automáticos de nivel de tanques pueden identificar y medir el nivel de la interfaz). El tiempo que llevará drenar se basa en la carga de líquido y la experiencia operativa en el drenaje del tanque en particular.
En algunos casos, el drenaje del tanque es un proceso bastante largo y puede requerir la presencia del operador durante toda la operación.
No se puede determinar fácilmente el punto en el que el aceite, y no el agua, comienza a drenar.
No se dispone de una prueba sencilla para ayudar al operador, que depende de su sentido del olfato y la vista. El punto en el que se produce la transición del agua al queroseno o al combustible para aviones es particularmente difícil de evaluar. En el caso del combustible para aviones, obviamente es esencial que se drene toda el agua.
Por lo tanto, también se puede drenar una cantidad generosa de combustible para aviones para estar seguro.
Los tanques que sufren de asentamiento diferencial y tienen una configuración de fondo con vértice hacia arriba pueden necesitar ser drenados en más de un punto.
El drenaje es una tarea tediosa para el operador, particularmente cuando debe usar una mascarilla mientras drena el agua de los tanques que contienen tóxicos.
productos. La eliminación automática y desatendida de agua en el tanque evitará una posible intoxicación laboral.
PÉRDIDA DE ACEITE
Al final de drenar el agua de un tanque, la línea de drenaje está llena de aceite. La próxima vez que sea necesario drenar el agua; esta pierna muerta de aceite debe purgarse. Si el tanque tiene una configuración de fondo con ápice hacia arriba, la longitud de la línea de drenaje será corta y la cantidad de aceite a purgar será relativamente pequeña (5 galones estadounidenses-18 litros). Sin embargo, un tanque de gran diámetro con un fondo de ápice hacia abajo puede tener 4 pulgadas, o incluso
Línea de drenaje de 6 pulgadas que se extiende 75 pies dentro del tanque. El volumen de aceite que debe purgarse puede exceder los 100 galones estadounidenses (380 litros).
¿Qué cantidad del aceite contenido en la pierna muerta se puede recuperar?
La respuesta depende de si la refinería había instalado un sistema de alcantarillado abierto o cerrado y el tipo de aguas abajo.
sistema de separación-recuperación utilizado.
En Europa, la respuesta predominante fue que cuando el producto es gasolina y se utiliza un sistema de alcantarillado abierto
prácticamente no se recupera ninguno. La gasolina se evapora a la atmósfera.
Si la encuesta fuera representativa de la industria, parecería que después de tener en cuenta el aceite requerido en los hornos para el reprocesamiento, la recuperación neta de gasolina, por ejemplo, es solo del 50%. Pero las mayores pérdidas ocurren como resultado de errores del operador o fallas del equipo.
Todo el personal de la refinería fuera del sitio pudo dar detalles de al menos una ocasión en la que una válvula de drenaje de agua se cerró demasiado tarde.
Algunos habían experimentado la falla del drenaje del techo articulado.
Una de estas fallas había causado un problema catastrófico porque la válvula de drenaje del techo se había dejado abierta.
Drenaje del agua a través de una válvula de drenaje automática equipada con una bomba manual para devolver el producto.
de la línea del tramo muerto reducirá drásticamente la cantidad de aceite muerto y reducirá los errores del operador.
AMBIENTAL
La legislación introducida recientemente en los EE. UU. Y la UE ha concentrado las mentes de los diseñadores externos para idear esquemas
para evitar derrames de petróleo en campo abierto.
Las soluciones que implican la instalación de tuberías rígidas de las líneas de drenaje del fondo del tanque al equipo de separación pueden ser muy costosas
ha presupuestado aproximadamente $ 10 millones para el trabajo. Pero tal solución hará que se reprocese más aceite
porque el operador debe poder ver que el aceite comienza a fluir a través de una sección de vidrio blindado de la tubería antes de cerrar la válvula de drenaje.
Sin el sentido del olfato y el tacto, se reducirá la capacidad del operador para evaluar el punto de transición.
Además, la sección de vidrio de la tubería pronto se volverá opaca, requiriendo remoción, limpieza y la oportunidad de
más derrames.
Los derrames a campo abierto deben excavarse e incinerarse en algunos estados de los EE. UU.
El costo de esto se estima en $ 5,000 o más por tonelada de tierra contaminada removida.
DESAGÜES AUTOMÁTICOS
Según los resultados de la encuesta, es fundamental que los tanques de almacenamiento de productos se operen en seco.
El agua debe evacuarse del tanque tan pronto como esté libre.
Si un sistema empaquetado pudiera diseñarse para operar automáticamente,
con poco mantenimiento y absolutamente ninguna posibilidad de que el aceite se drene en un modo de falla, entonces sus beneficios serían considerables.
El ahorro de costos estimado de una pérdida de aceite reducida es aproximadamente
$ 30,000 / año por un tanque en servicio de nafta craqueada catalíticamente.
Otros beneficios incluyen:
• Cálculos mejorados de balance de masa,
• Reducción de la corrosión del tanque,
• Eliminación de la degradación del producto
debido a la contaminación microbiana,
• Reducción de los requisitos de mano de obra,
• Eliminación de derrames de petróleo provocados por
error del operador.
Floating roof automatic draining shutoff valve
Tank bottom drain valve
El sistema Eco-Valves fue diseñado para el drenaje automático y seguro del agua \ de los tanques de almacenamiento.
El sistema está diseñado para funcionar a 52 galones estadounidenses / minuto (12.000 \ litros / hora) y se descarga a través de una línea de 2 pulgadas.
El caudal bajo es siempre adecuado y supera con creces la velocidad a la que el agua se libera en el tanque.
Las válvulas de drenaje automáticas están montadas en la brida de las válvulas de drenaje manuales mecánicas existentes de los tanques de almacenamiento.
DRENAJES DE TECHO
Durante la encuesta, se anotó la posición de las válvulas de drenaje del techo. En algunos tanques la válvula estaba cerrada, en otros abierta,
y algunos incluso tenían la válvula parcialmente abierta.
A todo el personal de operaciones le preocupaba que pudiera ocurrir una falla en la línea de drenaje del techo articulada o flexible cuando la válvula de drenaje está abierta.
Tal falla fue responsable del catastrófico derrame de petróleo en la bahía de San Francisco hace varios años.
Muchas fallas no se informan públicamente.
Aquellas refinerías cuyo estándar de funcionamiento es dejar la válvula de drenaje cerrada corren el riesgo de hundir el techo después de una tormenta prolongada.
La mayoría de los tanques de techo flotante, sin embargo, están diseñados para soportar hasta 1 pie de agua, pero aquellos que tienen las válvulas cerradas en ambientes hostiles.
corren el riesgo adicional de que el agua se congele en la línea de drenaje y rompa las juntas articuladas.
evitará derrames de aceite y daños al sistema.
Este artículo fue escrito por Reuven Pérez, ingeniero de Eco-Valves.
Para obtener datos técnicos, visite
1 desagüe inferior
2 Desagüe de techo
3 Válvula de cierre automático de drenaje de techo
4 Válvula de drenaje del fondo del tanque