Post on 27-Jul-2018
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
¿Qué hace el modelo?
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
¿Qué hace el modelo?
Módulo Mayorista
Módulo Minorista
¿Cómo se hacen los cálculos?
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
Módulo Mayorista – Consulta por plantas de abasto
Paso#2: Seleccionar la pintura del tanque (con el fin de definir la constante de
absorbancia).
13
Módulo Mayorista – Consulta por plantas de abasto
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
Módulo Mayorista – Consulta por plantas de abasto
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
Módulo Mayorista – Consulta por plantas de abasto
Paso#5: Seleccionar la presión de operación.
16
Módulo Mayorista – Consulta por plantas de abasto
Paso#6: Seleccionar la ubicación de la planta de abasto.
17
Módulo Mayorista – Consulta por plantas de abasto
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:
Paso#1: Seleccionar el producto que se quiere analizar.
19
Módulo Mayorista – Cálculo CTL (sin ubicación)
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
Módulo Mayorista – Cálculo CTL (sin ubicación)
Paso#3: Leer los resultados. Con estos 2 pasos, se han diligenciado todos los
parámetros de entrada necesarios para usar esta sección del módulo mayorista.
21
Contenido
¿Qué hace el modelo?
Módulo Mayorista
Módulo Minorista
¿Cómo se hacen los cálculos?
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).
• Diésel B9 – B10 (8% Biodiesel).
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.)
Consta de 2 secciones:
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:
Paso#1: Seleccionar el producto que se quiere analizar.
25
Módulo Minorista – Minorista
Paso#2: Seleccionar la presión de operación.
Paso#3: Seleccionar la ubicación de la EDS.
26
Módulo Minorista – Minorista
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
¿Qué hace el modelo?
Módulo Mayorista
Módulo Minorista
¿Cómo se hacen los cálculos?
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
¿Qué hace el modelo?
Módulo de Información General
Módulo Tanques
Módulo Carro tanques y EDS
¿Cómo se hacen los cálculos?
36
¿Qué hace el modelo?
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
¿Qué hace el modelo?
Módulo de Información General
Módulo Tanques
Módulo Carro tanques y EDS
¿Cómo se hacen los cálculos?
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
Módulo de información general (Cont.)
Paso #3: Seleccionar la presión de operación.
*Es necesario para calcular la temperatura de las mezclas (Gasolina oxigenada y Diesel B9 – B10).
41
Módulo de información general (Cont.)
Paso #4: Seleccionar la ubicación de la planta de abasto.
42
Módulo de información general (Cont.)
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
Módulo de información general (Cont.)
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
Módulo de información general (Cont.)
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
¿Qué hace el modelo?
Módulo de Información General
Módulo Tanques
Módulo Carro tanques y EDS
¿Cómo se hacen los cálculos?
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.)
Consta de 2 secciones:
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
Módulo Tanques – Techo fijo (Cont.)
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
Módulo Tanques – Techo fijo (Cont.)
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
Módulo Tanques – Techo flotante (Cont.)
Paso #3: Ingresar el diámetro del tanque
(D).
Paso #4: Ingresar el rendimiento anual
neto (Q).
55
Módulo Tanques – Techo flotante (Cont.)
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
¿Qué hace el modelo?
Módulo de Información General
Módulo Tanques
Módulo Carro tanques y EDS
¿Cómo se hacen los cálculos?
57
Módulo Carro tanques y EDS
Este módulo contempla los siguientes
productos:
Gasolina oxigenada
Diésel B9 – B10
Mezclas:
• Gasolina motor oxigenada (10% de
Etanol).
• Diésel B9 – B10 (8% Biodiesel).
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.)
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.
64
Contenido
¿Qué hace el modelo?
Módulo de Información General
Módulo Tanques
Módulo Carro tanques y EDS
¿Cómo se hacen los cálculos?
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.