corrección de variación volumétrica por temperatura y ... · 3 introducción el estándar api...

Corrección de variación volumétrica por temperatura y

presión de combustibles líquidos

FEBRERO DE 2018

2

Introducción

1. Los resultados varían dependiendo de la ubicación de la Planta de Abasto o de la EDS que se esté

analizando.

La densidad y consecuentemente el volumen de los hidrocarburos es

sensible a cambios en las condiciones de temperatura y presión. Los

factores de corrección de volumen (VCF) se usan para corregir los

volúmenes observados a volúmenes equivalentes a condiciones estándar

(condiciones base) de temperatura y presión y que sirven como referente

para obtener mediciones volumétricas equitativas en el comercio general.

3

Introducción

El estándar API MPMS Capítulo 11, establece procedimientos para la

corrección volumétrica a condiciones estándar de tres grupos de

productos: crudos, productos refinados líquidos y aceites lubricantes.

El estándar incluye también una categoría adicional para aplicaciones

especiales, en la cual se establece la corrección con base en un

coeficiente de expansión térmica obtenido experimentalmente.

• En el grupo crudos, se incluye todo fluido denominado petróleo crudo cuya

densidad caiga en el rango de –10 a 100 °API

• En productos refinados se encuentran: Gasolina motor, Naftas, Diesel, Jet

A1, Keroseno, Combustóleo, Alquilato, Avigás y Disolventes

• Aplicaciones especiales comprende productos puros, o productos de

petróleo con proporciones menores de otros constituyentes que por

pruebas y ensayos se establece un factor específico de expansión térmica

para el fluido particular

4

Introducción

Corrigen a condiciones estándar:

Chile ( fuente consultor )

Perú ( fuente consultor)

Ecuador ( decreto ejecutivo 338 de 2005)

Venezuela ( normas técnicas para la fiscalización de hidrocarburos líquidos)

Honduras ( decreto 40 de 2012 Ley del factor de corrección de combustibles)

Argentina (reglamento de transporte de Hidrocarburos)

Bolivia (fuente consultor)

México (fuente consultor)

No hacen corrección

Costa Rica (fuente consultor)

República dominicana ( estudio de comercialización de combustibles)

Panamá (fuente consultor)

Modelo de variación volumétrica en la distribución mayorista

y distribución minorista de combustibles líquidos

6

Contenido

¿Qué hace el modelo?

Módulo Mayorista

Módulo Minorista

¿Cómo se hacen los cálculos?

7


El modelo consta de 2 módulos:

Mayorista Minorista

Cada módulo permite calcular1:

• CTL.

• Expansión volumétrica.

• CTP.

• Densidad (T°).

Además, se pueden comparar los

diferentes resultados entre los módulos.

Cada módulo está compuesto por las

siguientes pestañas:

• Resumen: permite seleccionar los

parámetros de entrada y arroja los

resultados del cálculo.

• Supuestos: contiene toda la

información necesaria para

realizar los cálculos.

• Matriz: contiene todos los

cálculos realizados por el modelo.

• T° ambiente (sólo aplica para el

módulo mayorista): contiene la

temperatura ambiente para los

diferentes meses del año, para las

diferentes ubicaciones de las

plantas.

8

Contenido


Módulo Mayorista

Módulo Minorista


9

Módulo Mayorista

Este módulo contempla los

siguientes productos:

Las plantas de abasto

analizadas son:No. Planta de abasto

1 Baranoa

2 Barrancabermeja

3 Betulia

4 Barranquilla

5 Bogotá

6 Buenaventura

7 Cartagena

8 Cartago

9 Cimitarra

10 Coello

11 Facatativá

12 Galapa

13 Girardota

14 Girón

15 Guadalajara de Buga

16 La Pintada

17 Manizales

18 Mariquita

19 Medellín

20 Neiva

21 Pereira

22 Rionegro

23 Tocancipá

24 Yumbo

Gasolina motor

corrienteDiésel B2 Biodiesel

EtanolGasolina

oxigenadaDiésel B9 –

B10

Mezclas:

• Gasolina motor oxigenada (10%

de Etanol).

• Diésel B9 – B10 (8% Biodiesel).

10

Módulo Mayorista (Cont.)

Consta de 2 secciones:

2. Cálculo CTL (sin importar la

ubicación): Definiendo el producto y la

temperatura de despacho, el modelo

calcula el CTL y la expansión

volumétrica.

1. Consulta por planta de abasto:

Definiendo una serie de parámetros de

entrada, el modelo calcula para la

respectiva planta: CTL, expansión

volumétrica, CTP y densidad (°T).

11

Módulo Mayorista – Consulta por plantas de abasto

1. Consulta por planta de abasto: Para usarlo, se deben seguir los siguientes 7 pasos:

Paso#1: Seleccionar el producto que se quiere analizar.

12


Paso#2: Seleccionar la pintura del tanque (con el fin de definir la constante de

absorbancia).

13


Paso#3: Seleccionar el mes del año del cual se va a tomar la temperatura ambiente

para el cálculo del CTL (esta lista no aplica para el Biodiesel).

14


Paso#4: Seleccionar la temperatura que se va a usar para el Biodiesel (este paso sólo

es necesario si se quiere analizar el Biodiesel o la mezcla (Diésel B9 – B10)).

15


Paso#5: Seleccionar la presión de operación.

16


Paso#6: Seleccionar la ubicación de la planta de abasto.

17


Paso#7: Leer los resultados. Con estos 6 pasos, se han diligenciado todos los

parámetros de entrada necesarios para usar esta sección del módulo mayorista.

18

Módulo Mayorista – Cálculo CTL (sin ubicación)

2. Cálculo CTL (sin importar la ubicación): Para usarlo, se deben seguir los siguientes

3 pasos:


19


Paso#2: Ingresar la temperatura de despacho (el usuario debe digitar el valor).

El modelo se encargará automáticamente

de asignar (según el producto):

• °API.

• Coeficiente de expansión térmica.

20



parámetros de entrada necesarios para usar esta sección del módulo mayorista.

21

Contenido


Módulo Mayorista

Módulo Minorista


22

Módulo Minorista

Este módulo contempla los

siguientes productos:

Las EDS analizadas son:

Gasolina oxigenada

Diésel B9 – B10

Mezclas:

• Gasolina motor oxigenada (10%

de Etanol).


No. Ubicación EDS

1 Barranquilla

2 Bogotá

3 Bucaramanga

4 Cali

5 Cartagena

6 Ibagué

7 Manizales

8 Medellín

9 Neiva

10 Pereira

11 Tunja

12 Villavicencio

Cada EDS tiene asignada planta(s)

de abasto.

23

Módulo Minorista (Cont.)


2. Mayorista: Es una sección sólo de

lectura. Su importancia radica en el

momento que se quiera comparar

los resultados de la distribución

Mayorista con la Minorista, la cual

sólo se podrá hacer si se están

analizando los mismos productos:

1. Minorista: Definiendo una serie de

parámetros de entrada, el modelo

calcula para la EDS y su respectiva

planta: CTL, expansión volumétrica,

CTP y densidad (°T).

Gasolina motor oxigenada - Mayorista

Gasolina motor oxigenada - Minorista

Diésel B9 – B10 -Mayorista

Diésel B9 – B10 Minorista

24

Módulo Minorista – Minorista

1. Minorista: Para usarlo, se deben seguir los siguientes 5 pasos:


25


Paso#2: Seleccionar la presión de operación.

Paso#3: Seleccionar la ubicación de la EDS.

26


Paso#4: Seleccionar la planta de abasto (cada EDS tiene asignada(s)

planta(s) de abasto.

Paso#5: Leer los resultados. Con estos 4 pasos, se han diligenciado

todos los parámetros de entrada necesarios para usar esta sección

del módulo minorista.

27

Módulo Minorista – Mayorista

2. Mayorista: Es una sección de sólo lectura, la cual permite revisar

los parámetros de entrada usados en el módulo mayorista:

Esta sección sólo es útil cuando

se quiere comparar productos (en

este caso, sólo se pueden

comparar las mezclas).

28

Módulo Minorista – Comparar resultados

Para comparar resultados entre la distribución mayorista y minorista,

es necesario que en ambos módulos se seleccionen las mezclas y se

debe garantizar que sea el mismo producto:

El modelo automáticamente,

comparará los resultados.

29

Contenido


Módulo Mayorista

Módulo Minorista


30

Cálculos

1. CTL:

Donde,

αT = coeficiente de expansión térmica a la temperatura base T.

Δt = es la diferencia entre la temperatura de despacho y la temperatura base (60°F).

δT = valor de corrección a la temperatura base (es una constante, 0.01374979547°F).

2. CPL:

Donde,

P = Presión de operación (en PSI)

F = Factor de compresibilidad del líquido, afectado por una constante de 10-5.

31

Cálculos (Cont.)

3. Expansión volumétrica:

4. Densidad (°T):

Donde,

DensidadBase = es la densidad del producto a la temperatura base (60°F).

MODELO DE CÁLCULO DE PÉRDIDAS POR EVAPORACIÓN EN LA

DISTRIBUCIÓN MAYORISTA Y DISTRIBUCIÓN MINORISTA DE

COMBUSTIBLES LÍQUIDOS

33

Introducción

Las emisiones evaporativas en el transporte y comercialización de los

combustibles líquidos se pueden agrupar en cuatro categorías:

• En tanques de almacenamiento en plantas de abasto : pérdidas por respiración

(almacenamiento) y pérdidas por trabajo (recibo y entrega)

• En carrotanques: pérdidas por cargue, tránsito y descargue

• En estaciones de servicio: pérdidas por respiración (almacenamiento en los tanques

enterrados)

• En los vehículos: pérdidas por recarga de combustible

De las pérdidas enunciadas anteriormente, según el API MPMS no se

deben considerar las de los tanques enterrados de las estaciones de

servicio puesto que el efecto aislante de la tierra anula los efectos de los

cambios de temperatura.

34

Introducción

35

Contenido


Módulo de Información General

Módulo Tanques

Módulo Carro tanques y EDS


36


El modelo consta de:

Módulo de información

general

Módulo Tanques

Módulo Carro tanques y

EDS

Se debe aclarar:

• El módulo de información general,

contiene información necesaria para

los otros 2 módulos.

• Cada módulo permite calcular las

pérdidas por evaporación, para cada

producto en las diferentes

ubicaciones de las plantas de abasto.

El modelo está compuesto por las

siguientes pestañas:

• Resumen: permite seleccionar los

parámetros de entrada y arroja los

resultados del cálculo.

• Supuestos: contiene toda la

información necesaria para realizar

los cálculos.

• Cálculos: contiene todos los

cálculos realizados por el modelo.

• Factores ambientales: contiene la

temperatura ambiente, presión

atmosférica, radiación solar y

velocidad del viento, para las

diferentes ubicaciones de las

plantas.

37

Contenido



Módulo Tanques



38

Módulo de información general

Para usarlo, se deben seguir los siguientes 7 pasos:

Paso #1: Seleccionar la pintura del tanque en donde se almacena el producto (con el

fin de definir la constante de absorbancia).

39

Módulo de información general (Cont.)

Paso #2: Seleccionar la temperatura que se va a usar para el Biodiesel (este paso sólo

es necesario si se quiere analizar el Biodiesel).

40


Paso #3: Seleccionar la presión de operación.

*Es necesario para calcular la temperatura de las mezclas (Gasolina oxigenada y Diesel B9 – B10).

41


Paso #4: Seleccionar la ubicación de la planta de abasto.

42


Paso #5: Seleccionar el producto que se quiere analizar en el módulo de tanques (no

tiene efecto sobre el módulo de Carro tanques y EDS).

*No se analizan mezclas.

43


Paso #6: Seleccionar rango RVP en el que se encuentra el combustible (sólo aplica

para la Gasolina motor corriente GMCO).

*Cada rango implica condiciones diferentes del producto (por ejemplo: Peso Molecular del vapor).

44


Paso #7: Seleccionar el producto que se quiere analizar en el módulo de Carro tanques

y EDS (no tiene efecto sobre el módulo de Tanques).

*Sólo se analizan mezclas.

45

Contenido



Módulo Tanques



46

Módulo Tanques

Este módulo contempla los siguientes

productos: Las plantas de abasto analizadas son:

No. Planta de abasto

1 Baranoa

2 Barrancabermeja

3 Betulia

4 Barranquilla

5 Bogotá

6 Buenaventura

7 Cartagena

8 Cartago

9 Cimitarra

10 Coello

11 Facatativá

12 Galapa

13 Girardota

14 Girón

15 Guadalajara de Buga

16 La Pintada

17 Manizales

18 Mariquita

19 Medellín

20 Neiva

21 Pereira

22 Rionegro

23 Tocancipá

24 Yumbo

Gasolina motor

corrienteDiésel B2

Biodiesel Etanol

Analiza:

• Pérdidas por almacenamiento (Ls).

• Pérdidas por trabajo (Lw).

• Pérdida total (Lt).

47

Módulo Tanques (Cont.)


2. Tanques de techo flotante: Definiendo

una serie de parámetros de entrada, el

modelo calcula Ls, Lw y Lt, para

respectiva planta de abasto

seleccionada en el módulo de

información general.

1. Tanques de techo fijo: Definiendo una

serie de parámetros de entrada, el

modelo calcula Ls, Lw y Lt, para

respectiva planta de abasto seleccionada

en el módulo de información general.

48

Módulo Tanques – Techo fijo

1. Tanques de techo fijo: Para usarlo, se deben seguir los siguientes 7 pasos:

Paso#1: Seleccionar la forma del techo.

49

Módulo Tanques – Techo fijo (Cont.)

Paso #2: Ingresar la altura del tanque

(Hs).

Paso #3: Ingresar el diámetro del tanque

(D).

50


Paso #4: Ingresar el radio del tanque (Rs). Paso #5: Ingresar el radio de la

circunferencia del domo (RR).

Si no se conoce el valor de RR se puede

como aproximación el diámetro del

tanque.

51


Paso #6: Ingresar el rendimiento anual

neto (Q).

Paso #7: Leer los resultados. Con estos

6 pasos, se han diligenciado todos los

parámetros de entrada necesarios para

usar esta sección del módulo tanques.

52

Módulo Tanques – Techo flotante

2. Tanques de techo flotante: Para usarlo, se deben seguir los siguientes 5 pasos:

Paso#1: Seleccionar el tipo de tanque.

IFRT: Tanque de techo flotante interno.

EFRT: Tanque de techo flotante externo.

CERT: Tanque de techo flotante con domo geodésico.

53

Módulo Tanques – Techo flotante (Cont.)

Paso #2: Seleccionar el tipo de construcción del tanque (sólo aplica para tanques

IFRT).

54


Paso #3: Ingresar el diámetro del tanque

(D).

Paso #4: Ingresar el rendimiento anual

neto (Q).

55


Paso #5: Leer los resultados. Con estos 4 pasos, se han diligenciado todos los

parámetros de entrada necesarios para usar esta sección del módulo tanques.

56

Contenido



Módulo Tanques



57


Este módulo contempla los siguientes

productos:

Gasolina oxigenada

Diésel B9 – B10

Mezclas:

• Gasolina motor oxigenada (10% de

Etanol).


Este módulo tiene las siguientes

secciones:

1. Carro tanques: en esta sección se

calcula:

• Pérdidas por carga (LL).

• Pérdidas por transporte (LT).

2. EDS: en esta sección se calcula:

• Pérdidas por descarga (LUL).

• Pérdidas por despacho (Er), la

cual sólo aplica Gasolina motor

oxigenada.

58

Módulo Carro tanques y EDS – Carro tanques

1. Carrotanques: Para usarlo, se deben seguir los siguientes 4 pasos:

Paso#1: Seleccionar el tipo de servicio.

59

Módulo Carro tanques y EDS – Carro tanques (Cont.)

Paso#2: Seleccionar el tipo de carga.

60

Módulo Carro tanques y EDS – Carro tanques (Cont.)

Paso #3: Ingresar el tiempo de transporte. Paso #4: Leer los resultados. Con estos

3 pasos, se han diligenciado todos los

parámetros de entrada necesarios para

usar esta sección del módulo carro

tanques y EDS.

61

Módulo Carro tanques y EDS – EDS

2. EDS: Para usarlo, se deben seguir los siguientes 4 pasos:

Paso#1: Seleccionar la ubicación de la EDS que se quiera analizar (la temperatura de la

EDS varía dependiendo de la ubicación).

62

Módulo Carro tanques y EDS – EDS (Cont.)

Paso#2: Ingresar la temperatura del

tanque del vehículo.

Paso#3: Ingresar el RVP de la mezcla

analizada.

63

Módulo Carro tanques y EDS – EDS (Cont.)


parámetros de entrada necesarios para usar esta sección del módulo carro tanques y

EDS.

64

Contenido



Módulo Tanques



65

Cálculos

1. Ls – Techo Fijo:

Donde,

d = días al año.

KE = Factor de expansión del espacio del vapor.

HVO = Altura del espacio de vapor.

D = Diámetro del tanque.

KS = Factor de saturación del espacio de vapor.

WV = Densidad del vapor del producto almacenado.

66

Cálculos (Cont.)

67

Cálculos (Cont.)

2. Lw – Techo Fijo:

Donde,

LW = pérdidas por trabajo en libras por año.

MV = peso molecular del vapor en lb/lb-mol.

PVA = Es la presión de vapor debido a la temperatura promedio diaria en la superficie

del líquido.

Q: rendimiento anual neto en barriles por año.

KN: El factor de renovación del producto.

KP: El factor del producto.

68

Cálculos (Cont.)

3. Ls – Techo Flotante:

Donde,

Ls= Pérdidas por almacenamiento, en lbs/año.

Fr = Factor de pérdidas totales por el sello el borde, en lbs/año.

Ff = Factor de pérdidas totales por los accesorios del techo, en lbs/año.

FD = Factor de pérdidas totales por las costuras del techo, en lbs/año.

P* = Función pérdidas de vapor (adimensional).

MV = Peso molecular promedio del vapor del producto almacenado, en

lbs/lbs-mol.

KC = Factor producto (adimensional).

69

Cálculos (Cont.)

70

Cálculos (Cont.)

4. Lw – Techo Flotante:

Donde,

Lw = pérdidas por retiro, en lbs/año.

Q = Movimiento anual neto del tanque (asociado con la disminución del nivel del líquido en el

tanque), en bls/año.

CS = Factor de rugosidad (incrustación) de la lámina del tanque en barriles por 1000pie2 y se

obtiene en el API MPMS Capítulo 19.2 Table 17 Table 17—Average Clingage Factors, C, for Steel

Tank (Barrels per 1000 Square Ft). Según API MPMS Nc puede ser igual a 0.0015.

WL = Promedio de densidad del producto a la temperatura promedio del producto almacenado, en

lbs/galón.

NC = Número de columnas que soportan el techo, adimensional (IFRTs ). Según API MPMS Nc puede

ser igual a 7.

FC = diámetro efectivo de la columna, en pies (IFRTs). Según API MPMS Fc puede ser igual a 1.

71

Cálculos (Cont.)

5. LL – Carrotanque:

Donde,

LL = Factor de emisión de pérdida de carga no controlada (lb/1000 gal).

S = Factor de saturación.

P = Presión de vapor real del combustible (libras por pulgada cuadrada

absoluta [psia]).

M = Peso molecular de los vapores (lb/lb-mol).

T = Temperatura del combustible cargado (°R).

72

Cálculos (Cont.)

6. LT – Carrotanque:

Donde,

LT =Pérdidas por transporte (lb/1000 gal)

P =Presión de vapor verdadera del combustible (psi)

Wv=Densidad de los vapores de gasolina condensados (lb/gal)

τ =Tiempo de transporte (h).

73

Cálculos (Cont.)

7. LUL – EDS:

Donde,

LUL = Factor de emisión de pérdida de descarga no controlada (lb/1000 gal).

S = Factor de saturación.

P = Presión de vapor real del combustible (libras por pulgada cuadrada

absoluta [psia]).

M = Peso molecular de los vapores (lb/lb-mol).

T = Temperatura del combustible en la EDS (°R).

74

Cálculos (Cont.)

8. Er (sólo aplica para Gasolina oxigenada) – EDS:

Donde,

ER = emisiones por despacho en mgr/litro.

TD = temperatura de despacho en la EDS (°F).

ΔT = diferencia de temperatura entre el tanque de las estación deservicio y el

tanque del vehículo

RVP= Presión de vapor REID.

corrección de variación volumétrica por temperatura y ... · 3 introducción el estándar api...

Documents