ECP-VST-P-PRO-MT-003 Manual Tecnico de Criterios Para Equipos en Instalaciones GLP

MANUAL TÉCNICO DE CRITERIOS PARA EQUIPOS EN INSTALACIÓN DE GLP

VICEPRESIDENCIA DE SERVICIOS Y TECNOLOGÍA

CORPORATIVO DE NORMAS Y ESTÁNDARES

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TABLA DE CONTENIDO

Página 1. OBJETO ............................................................................................................................................................................ 3

2. ALCANCE ......................................................................................................................................................................... 3

3. GLOSARIO ........................................................................................................................................................................ 3

4. DOCUMENTOS DEROGADOS ........................................................................................................................................ 5

5. REFERENCIAS NORMATIVAS ........................................................................................................................................ 5

5.1. MARCO LEGAL ................................................................................................................................................................ 5

6. CONDICIONES GENERALES .......................................................................................................................................... 5

7. DESARROLLO .................................................................................................................................................................. 6

7.1. PROPIEDADES Y NATURALEZA DEL GLP .................................................................................................................... 6

7.2. REGULACIONES DEL GLP .............................................................................................................................................. 8

7.2.1. Requisitos ..................................................................................................................................................................... 8

7.3. GUIAS DE DISEÑO PARA PROCESAMIENTO DE GLP .................................................................................................. 9

7.3.1. Almacenamiento ........................................................................................................................................................... 9

7.3.2. Bombas ........................................................................................................................................................................ 12

7.3.3. Compresores ............................................................................................................................................................... 14

7.3.4. Medición y Control ...................................................................................................................................................... 16

7.3.5. Odorización ................................................................................................................................................................. 18

7.4. CONSIDERACIONES DE DISEÑO DE EQUIPOS EN INSTALACIONES DE GLP ......................................................... 21

7.4.1. Distanciamiento entre Equipos ................................................................................................................................. 21

7.4.2. Facilidades para Desocupación de Agua ................................................................................................................. 23

7.5. PROTECCIONES CONTRA INCENDIO .......................................................................................................................... 23

7.5.1. Protección Pasiva (Fire Proofing) ............................................................................................................................. 24

7.5.2. Protección Activa ........................................................................................................................................................ 25

7.6. SISTEMAS DE SOBREPRESIÓN ................................................................................................................................... 29

7.6.1. Despresurización ........................................................................................................................................................ 29

7.6.2. Sistemas de Relevo .................................................................................................................................................... 29

7.7. HERRAMIENTAS DE CÁLCULO .................................................................................................................................... 31

8. REGISTROS.................................................................................................................................................................... 31

9. CONTINGENCIAS ........................................................................................................................................................... 31

10. BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................................................................ 31

11. ANEXOS ....................................................................................................................................................................... 32




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1. OBJETO

Establecer los criterios, requisitos y mejores prácticas la selección, dimensionamiento y especificación desde el punto de vista de Ingeniería de Procesos para equipos en instalaciones de procesamiento, almacenamiento, despacho, transporte y recibo de gas licuado de petróleo (GLP), incluyendo sistemas de aislamiento seguro, protección por sobre presión, protección pasiva y sistemas contra incendio.

2. ALCANCE El presente documento define los criterios de diseño a seguir para los componentes de sistemas de procesamiento, almacenamiento, despacho y recibo de GLP en plantas de producción, estaciones de rebombeo y reducción de presión. No hacen parte de este documento los criterios usados para, descargue y distribución por parte del comercializador; por lo que las normas NFPA 58 y 59 no aplican. La selección, dimensionamiento y especificación de equipos que conformen instalaciones de Manejo de GLP se realizará considerando metodología basada en normativas API, los criterios, guías y especificaciones establecidos en el presente documento y serán aplicables en el desarrollo de ingenierías conceptuales, básicas y detalle. Los requisitos y recomendaciones señalados en este documento serán aplicables para el diseño de plantas e instalaciones de Ecopetrol y sus filiales incluyendo sistemas de producción, refinación y transporte.

3. GLOSARIO

API: (American Petroleum Institute) (Instituto Americano del Petróleo)

ASME (American Society of Mechanical Engineers) (Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos)

BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion): Este tipo de explosión ocurre en tanques que almacenan gases licuados a presión, en los que por ruptura o fuga del tanque, el líquido del interior entra en ebullición y se incorpora masivamente al vapor en expansión. Si el vapor liberado corresponde a un producto inflamable y este encuentra un punto de ignición, se genera una bola de fuego también en expansión. En una BLEVE la expansión explosiva tiene lugar en toda la masa de líquido evaporada súbitamente. La causa más frecuente de este tipo de explosiones es debida a un incendio externo que envuelve al tanque presurizado, lo debilita mecánicamente, y produce una fisura o ruptura del mismo.

Blowdown: Despresurización de un equipo, sección de la planta o planta completa.

Butano (n-Butano C4H10 – C4): Hidrocarburo que consiste de cuatro (4) átomos de carbono y diez (10) átomos de hidrógeno. Normalmente se encuentra en estado gaseoso pero se licúa fácilmente para transportarlo y almacenarlo; se utiliza en gasolinas, y también para cocinar y para calentar.

Condiciones de Alivio: Temperatura y presión aguas arriba de un dispositivo de alivio durante una condición de sobrepresión

Contrapresión: Es la presión existente aguas abajo de un dispositivo de relevo de presión como resultado de la presión en el sistema de descarga.

Fireproofing: El fireproofing o revestimiento de estructuras es una medida de protección pasiva contraincendio, que hace a los materiales o estructuras más resistentes al fuego, reduciendo la rata de calentamiento de la superficie del material.

Gas de Purga: gas combustible o gas inerte no condensable que se adiciona el sistema de cabezal que va a la tea para mantenerla libre de ingreso de aire.




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Gas licuado de petróleo (Liquefied

Petroleum Gas - LPG): El GLP está compuesto principalmente por propano, butano o una mezcla de los dos, la cual puede ser total o parcialmente licuada bajo presión con objeto de facilitar su transporte y almacenamiento.

Isobutano: Hidrocarburo isómero con la misma cantidad de átomos de carbono e hidrógeno del n-Butano. La presión de vapor del Isobutano es superior a la del n-Butano (72.5 y 52 psia respectivamente). Se encuentra presente naturalmente en las mezclas de gases licuados de petróleo.

Jet Fire: Tanto en las conducciones como en los depósitos de gas a presión, la aparición de una pequeña fisura en las paredes trae como consecuencia la descarga del gas contenido formando un chorro de gas a presión. Si durante la descarga este chorro entra en contacto con una fuente de ignición, el resultado será la formación de un incendio en forma de chorro o, como normalmente se le llama, dardo de fuego o "jet fire". Los efectos de este tipo de accidentes son fundamentalmente los causados en el entorno por el calor generado e irradiado desde el dardo.

LFL (Lower Flammable Limit): La más baja concentración en volumen de gases combustibles en mezcla con aire que se puede someter a ignición a condiciones ambientales.

Líquidos del gas natural NGL (Natural Gas Liquids): No existe definición precisa. Los líquidos del gas natural son esencialmente los hidrocarburos que se pueden extraer en forma líquida del gas natural tal como se produce. Típicamente, los componentes predominantes son etano, GLP y pentanos, aunque habrá también algunos hidrocarburos pesados.

MAWP: Máxima presión manométrica permisible para un recipiente a la temperatura de diseño.

Mercaptanos: Una familia de componentes químicos similares al alcohol en los cuales el azufre remplaza al oxígeno. Se caracterizan por tener un olor desagradable y son utilizados para la odorización de GLP.

Odorizante (Odorant): Sustancia tal como el mercaptano, con olor característico, que se añade al gas natural inodoro o a líquidos del gas natural cuando se les emplea como combustibles, a efecto de permitir su detección.

Pool Fire: Como consecuencia de un derrame, fuga o escape de líquidos inflamables, se forma un charco de líquido cuya extensión dependerá de la geometría y naturaleza del suelo. Por evaporación se generan gases inflamables si la temperatura del líquido está por encima de la temperatura de ignición de la sustancia, lo que puede conducir a un incendio del propio charco. El incendio también puede tener lugar en el interior de un tanque de almacenamiento de líquidos inflamables.

Presión: El esfuerzo ejercido por un cuerpo sobre otro cuerpo, ya sea por peso (gravedad) o mediante el uso de fuerza. Se le mide como fuerza entre área, tal como newtons/por metro cuadrado.

Presión de diseño: Es la presión considerada para el cálculo de las paredes del tanque.

Presión de relevo o alivio: Es la suma de la presión de ajuste del dispositivo de relevo de presión y la sobrepresión.

Presión de set o ajuste: Es la presión de entrada en psig a la cual la válvula de relevo de presión está establecida para abrir bajo condiciones de servicio. Para los nuevos proyectos, la presión de set es generalmente igual a la presión de diseño de los equipos instalados en el sistema protegido por la válvula de relevo. En instalaciones existentes protegidas por válvulas de relevo de presión, la presión de operación puede aumentar por el incremento en la presión de set de la presión de diseño o MAWP de los equipos y tubería instalada. Si más de una válvula de relevo es requerida por razones de capacidad, las válvulas pueden ser fijadas a presiones diferentes para asegurar una operación estable.

Presión de vapor: Es la presión desarrollada sobre un líquido en un contenedor cerrado. La presión de vapor del GLP depende de la temperatura del líquido y la composición de los hidrocarburos primarios presentes.

Propano (Propane C3H8 - C3): Hidrocarburo que se encuentra en pequeñas cantidades en el gas natural, consistente de tres átomos de carbono y ocho de hidrógeno; gaseoso en condiciones normales. Se le emplea

http://www.unizar.es/guiar/1/Accident/An_conse/Fugas.htm

http://www.unizar.es/guiar/1/Accident/An_conse/Vaporizacion.htm

http://www.unizar.es/guiar/1/Accident/An_conse/Dispersion.htm#Tabla_3




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como combustible automotriz, para cocinar y para calefacción. A presión atmosférica el propano se licúa a 42°C bajo cero. Ver también: GLP.

Propileno (Propylene - propene): Olefina consistente de una cadena corta de tres átomos de carbono y seis de hidrógeno; producto químico básico muy importante para las industrias química y de plásticos.

Punto de Burbuja: Temperatura a la cual se forma la primera burbuja de vapor de un material líquido.

Sobrepresión: condición en la cual la MAWP, o la presión máxima especificada es excedida.

Shut-Off (o presión de cierre): Es la presión de descarga de la bomba centrifuga con la máxima de succión y cerrada la descarga del sistema.

Sobrepresión: Es el incremento de presión sobre la presión de set del dispositivo de relevo de presión durante la descarga y expresado usualmente, en porcentaje de presión de set.

Temperatura de diseño: Es la temperatura considerada para el cálculo de las paredes del tanque.

UFL (Upper Flammable Limit): La concentración en volumen más alta de gases combustibles en mezcla con aire que se puede someter a ignición a condiciones ambientales.

Válvula de Alivio Convencional: Válvulas cuyas características operacionales se ven afectadas por los cambios en la contrapresión.

4. DOCUMENTOS DEROGADOS No aplica.

5. REFERENCIAS NORMATIVAS

API Standard 2510A Fire-Protection Considerations for the Design and Operation of LPG Storage Facilities (Ed. 1996)

API Standard 2510 Design and Construction of LPG Installations

API Publication 2218 Fireproofing Practices in Petroleum and Petrochemical Processing Plants.

DEP 30.06.10.11-.GEN Equipment in LPG Installations (Incluyendo las normas referenciadas en la misma).

NTC 2303 Especificaciones para Gases Licuados de Petróleo (GLP)

ASME Sec. VIII Pressure Vessel Code

API RP 500 Classification of Locations for Electrical Installations at Petroleum Facilities Classified as Class I, Division 1 and Division 2

ECP-VST-P-PRO-MT-001 Manual de Criterios de Diseño de la Especialidad Ingeniería de Proceso

5.1. MARCO LEGAL No aplica.

6. CONDICIONES GENERALES No Aplica.




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7. DESARROLLO

7.1. PROPIEDADES Y NATURALEZA DEL GLP En la industria de petróleo el término “GLP” se refiere a los hidrocarburos C3 y C4 como el propano, butano, propileno y butileno, que pueden ser licuados a presiones moderadas. Para ello se requiere enfriar las corrientes de productos a temperaturas por debajo de la ambiental o presurizar hasta lograr la formación de líquidos, en la práctica en la mayoría de las instalaciones de manejo de GLP se utiliza una combinación de presurización enfriamiento para lograrlo. Dado que este producto es una mezcla de hidrocarburos, la composición y la temperatura de almacenamiento varía de acuerdo al proceso de obtención utilizado así como de las especificaciones para la venta del mismo. Como referencia en la tabla 1 se muestran los puntos de ebullición normal para los componentes puros.

Tabla 1. Punto de Ebullición Normal de Hidrocarburos C3 y C4

Nombre Formula Química Punto de Ebullición

°C

Propileno C3H6 - 47.7

Propano C3H8 - 42.5

Butileno C4H8 - 6.9

Butanos C4H10 -11 y -0.5

Las propiedades del propano y n-butano se muestran en las tablas 2 y 3.

Tabla 2. Propiedades de los componentes principales del GLP

Propiedad Propano n-butano

Gravedad específica de gas (aire=1,0) 1,5 2,0

Presión de vapor @60°F, psia 105,0 26,0

Presión de vapor @100°F, psia 190,0 52,0

Punto de ebullición, °F -44,0 31,0

Pies cúbicos de gas/galones de GLP@60°F 36,3 31,8

Límite inferior de flamabilidad (LFL), % en aire 2,0 1,5

Límite superior de flamabilidad (UFL), % en aire 9,5 9,0

Poder calorífico bruto (Btu/ft3) 2516,0 3262,0




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Tabla 3. Presión de tanques de los componentes principales del GLP 1

Temperatura del líquido °F Presión del Tanque

2

Propano n-butano

31 50 0

60 90 11

100 175 37

130 250 65

140 290 80

Ambos, propano e isobutano tienen bajo punto de ebullición. Ya que el punto de ebullición del propano liquido está lejos de las típicas temperaturas encontradas en la naturaleza, el propano generalmente no forma una piscina de líquido cuando se derrama. Sin embargo, n-butano líquido es más probable que permanezca en fase líquida cuando es accidentalmente liberado a bajas temperaturas de almacenamiento debido a que su punto de ebullición es de 31°F Los gases licuados de petróleo tienen las siguientes propiedades, de las cuales se pueden deducir sus ventajas y los procedimientos de seguridad que se deben tener en cuenta para su buen aprovechamiento.

Incoloro: Tanto en su estado líquido como en su estado gaseoso. Sólo se hace visible cuando el líquido pasa a gas al ser liberado en forma muy rápida al medio ambiente, porque en ese momento se produce una nube de vapores, la cual se disipa rápidamente.

Inodoro: El gas de la vaporización del GLP no tiene olor, pero se puede identificar visualmente dado que el efecto refrigerante que ocurre, condensa humedad del aire. Esto puede no ocurrir con almacenamientos a baja presión. Por lo que para su comercialización se exige que sea mezclado con una sustancia odorizante. Los más usados son algunos sulfuros y/o mercaptanos que permite que en caso de fuga de GLP esta pueda ser fácilmente detectada.

Más pesado que el aire: En su fase vapor es más pesado que el aire en aproximadamente dos veces, por tal razón cuando existe una fuga o es liberado por cualquier circunstancia al medio ambiente, la nube de vapor de GLP tiende a buscar las partes o áreas cercanas más bajas, donde si no existe movimiento de aire, permanecerá inmóvil, con una gran probabilidad de ser el causante de una deflagración. Al diluirse con el aire forma una mezcla explosiva entre 1.5%v (LFL) y 9.5%v (UFL) y la densidad de la mezcla se vuelve esencialmente la misma del aire; por lo que corrientes naturales, por difusión y dispersión, diluirán eventualmente la mezcla por debajo del límite bajo de flamabilidad (LFL)

Más liviano que el agua: En su fase líquida es más liviano que el agua, en aproximadamente la mitad de su peso, cuando existe derrame de GLP líquido en cantidades considerables que formen piscina, el GLP en estado líquido permanecerá por encima del nivel superior, moviéndose conjuntamente con el flujo de agua y al mismo tiempo también estará vaporizándose, de tal forma que existe alta probabilidad de que las condiciones se den para que haya deflagración, en el mismo lugar del derrame o en un sitio cercano o alejado de donde se derramó el GLP.

No es tóxico: Los gases licuados de petróleo no son tóxicos. La acción fisiológica sobre el organismo, producida por una posible inhalación, se traduce en una ligera acción anestésica; si se presenta una conflagración, se pueden generar quemaduras internas en las vías respiratorias. Se puede producir asfixia cuando la persona se encuentra expuesta en un lugar cerrado que contenga una atmósfera muy concentrada de GLP, en la cual prácticamente no exista oxígeno. En cualquiera de los casos el paciente tiene que ser alejado para brindarle el auxilio adecuado.

1 Presión de vapor a la temperatura listada. Presión actual del tanque puede exceder estos valores si el recipiente contiene gases no

condensables como nitrógeno. La presión de vapor de mezclas propano-butano depende de la composición y la temperatura.




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Otras características del GLP son las siguientes:

Altas ratas de vaporización y generación de una fuerte turbulencia en los casos de contacto accidental con agua en situaciones de emergencia

El GLP puro no corroe el acero y generalmente no corroe las aleaciones de cobre. Sin embargo, cuando componentes de azufre y otras impurezas están presentes en el GLP, la corrosión puede ser un serio problema.

El GLP no tiene propiedades lubricantes, este hecho debe ser tenido en cuenta cuando se especifican bombas y compresores.

El GLP en estado líquido es disolvente del caucho natural, grasas, aceites, pinturas, etc. En estado gaseoso disuelve parcialmente estas sustancias. El caucho sintético resiste perfectamente su acción, por lo que cuando se seleccionan los materiales que estarán en contacto directo con el gas tendrá que tenerse presente esta propiedad (para empaquetaduras, selladores, etc...).

En refinación, el GLP se usa como disolvente para extraer metales de los productos pesados del petróleo.

7.2. REGULACIONES DEL GLP

7.2.1. Requisitos El GLP está compuesto por hidrocarburos que se licúan mediante el procesamiento de corrientes de gas y su composición puede variar ampliamente dependiendo de la fuente y el tipo de procesamiento. Dado que existen muchos usos para el GLP en aplicaciones domésticas e industriales, las características requeridas del GLP son determinadas por la naturaleza de la aplicación. Es por esto que se ha establecido dentro de la regulación local unas especificaciones del GLP a ser cumplidas para que el producto sea aceptable para su aplicación. El Gas Licuado de Petróleo (GLP) debe cumplir con las especificaciones establecidas para propano, butano, mezclas propano-butano y propano de aplicaciones especiales, todos en grado comercial, en la norma NTC 2303 “Especificaciones para Gases Licuados de Petróleo”, mostradas en la Tabla 4.

Tabla 4. Especificaciones para mezclas comerciales de GLP

PARÁMETRO Propano

Comercial

Butano

Comercial

Mezclas

Comerciales

Propano-Butano

Propano

Aplicaciones

Especiales

(Nota 1)

Presión de Vapor @ 100 °F máx. (psig) 208 70 208 (Nota 2)

208

Residuo Volátil

Temperatura evaporación del 95%, máx. (°F)

-37 36 36 -37

Butano y más pesados, máx. (% vol)

2,5 - - 2,5

Pentano y más pesados, máx. (% vol)

- 2,0 2,0 -

Contenido de propileno, máx. (% vol) - - - 5,0

Materia residual

Residuo por evaporación de 100 mL, máx. (mL)

0,05 0,05 0,05 0,05

Observación mancha de aceite

Pasa (Nota 3) Pasa (Nota 3) Pasa (Nota 3) Pasa (Nota 3)

Densidad relativa @ 60° F/60 °F (Nota 4) (Nota 4) (Nota 4) -

Corrosión a la lámina de cobre, máx. No. 1 No. 1 No. 1 No. 1

Azufre, máx. (ppm) 185 140 140 123

Sulfuro de hidrógeno Pasa Pasa Pasa Pasa




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Contenido de humedad Pasa - - Pasa

Contenido de agua libre - Ninguno (Nota 5)

Ninguno (Nota 5)

-

Fuente: NTC 2303. Petróleo y sus Derivados. Especificaciones para Gases Licuados de Petróleo, ICONTEC. Notas: 1. Equivalente al Propane HD-5 of Gas Processors Association Standard 2140. 2. La presión de vapor permitida de los productos clasificados como mezclas P-B no debe exceder de 208 psig y,

adicionalmente no debe exceder de la calculada en la siguiente relación entre la presión de vapor observada y la densidad relativa observada: Máxima presión de vapor= 1167-1880*(densidad relativa a 60 °F/60 °F)

3. Un producto aceptable no debe producir un anillo persistente de aceite, cuando se agregan 0,3 mL de mezcla de residuo solvente a un papel de filtro en porciones de 0,1 mL y examinados a la luz del día, después de 2 minutos, tal como se describe en la NTC 2517.

4. Aunque no es un requisito específico, la densidad relativa debe determinarse para otros propósitos y reportarse. Adicionalmente, la densidad relativa de la mezcla P-B se requiere para establecer la máxima presión de vapor permisible.

5. La presencia o ausencia de agua debe ser determinada por inspección visual de las muestras sobre las cuales se determina la densidad relativa.

7.3. GUIAS DE DISEÑO PARA PROCESAMIENTO DE GLP

Se considerará el dimensionamiento y selección de equipos en instalaciones de GLP basados en la API STD 2510. “Design and Construction of LPG Installations”.

7.3.1. Almacenamiento

El almacenamiento de GLP se puede llevar a cabo en tres tipos de tanque: a) presurizados a temperatura ambiente, b) refrigerados a presión atmosférica y c) refrigerados y presurizados. Por lo general la primera y la última son las más utilizadas ya que los costos asociados a almacenamiento por refrigeración en la mayoría de los proyectos son prohibitivos. En el primer caso, se presuriza el sistema para mantener lo más bajo posible la tasa de generación de vapores debido al efecto de calentamiento por el medio ambiente. En el tercer caso se combina este efecto con el de enfriamiento para mantener una baja tasa de generación de vapor y asegurar que la presión del sistema permita que estos vapores puedan llegar al sistema de refrigeración con presión suficiente si la unidad está ubicada lejos del sistema de tanques.

7.3.1.1. General La presión de diseño de los recipientes de almacenamiento estará acorde con las especificaciones del código ASME sección VIII División 1, y cuando se justifique el diseño será de acuerdo con la sección VIII, División 2 del mismo código. Las inspecciones y pruebas para los tanques también estarán acordes con las especificaciones del código ASME sección VIII y sección que aplique al diseño. La selección de materiales para recipientes refrigerados debe cumplir con los requerimientos de la sección II del código ASME para calderas y recipientes a presión. Adicionalmente deben cumplir con los requerimientos de la API 2510.




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Deben tenerse consideraciones especiales para la selección de materiales de diseño de esferas que operan a temperaturas inferiores a los 0°C. La temperatura de diseño superior estará basada considerando la máxima temperatura de operación y la temperatura de diseño inferior considerando la mínima temperatura de operación en el sistema. La presión de diseño se calculará considerando el 110% de la presión máxima de operación. Debe considerarse la inclusión de sistemas de protección en caso de generación de vacío por condensación de producto en los tanques, debido a cambios considerables en la temperatura ambiente. Los requerimientos de alivio y venteo se determinarán de acuerdo a los criterios establecidos en la API RP 521.

7.3.1.2. Selección

La selección del tipo de tanque de almacenamiento para productos de GLP se realizará atendiendo al criterio general mostrado en la tabla 5.

Tabla 5. Selección del Tipo de Tanque

Tipo de Recipiente Aplicación

Cilíndrico Vertical Para capacidades de almacenamiento bajas, requerimiento menor a 200 m

3 (1220 bbls). También aplicables cuando el

espacio disponible en la instalación es reducido.

Cilíndrico Horizontal Para capacidades de almacenamiento medias, requerimiento mayor a 200 m

3. Por lo general se fabrican en taller y se

transportan al sitio para su instalación.

Esfera Para altas capacidades de almacenamiento, teniendo como límite un máximo de 3500 m

3 (21400 bbls).

7.3.1.3. Capacidad

Las dimensiones de los recipientes de almacenamiento están dadas por la capacidad volumétrica máxima de proceso, y se considerará un volumen adicional para el manejo de vapores de producto. El volumen almacenable de líquido en el recipiente se calcula mediante la siguiente fórmula:

GF

WDV

100

(1)

Dónde;

V = Volumen máximo de GLP para almacenaje, Bls. D = densidad máxima de llenado (tabla 6). F = factor de corrección de volumen líquido a 15.6 °C (tabla 7). W = Capacidad de almacenaje del recipiente, basado en volumen de agua a 15.6°C, Bls. G = gravedad específica del líquido a 15.6°C.




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Tabla 6. Densidad máxima de llenado

Gravedad Específica, a 15.6°C V < 30 BBLS V > 30 BBLS

0.496 - 0.503 41 44

0.504 - 0.510 42 45

0.511 - 0.519 43 46

0.520 - 0.527 44 47

0.528 - 0.536 45 48

0.537 - 0.544 46 49

0.545 - 0.552 47 50

0.553 - 0.560 48 51

0.561 - 0.568 49 52

0.569 - 0.576 50 53

0.577 - 0.584 51 54

0.585 - 0.592 52 55

0.593 - 0.600 53 56

Relación peso de líquido almacenado/ peso de agua requerida para llenar el mismo tanque.

Tabla 7. Factor de corrección del volumen




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7.3.1.4. Requerimientos de Instalación Los tanques de almacenamiento deben estar ubicados en lo posible en la misma área que las facilidades asociadas a ellos.

El número máximo de recipientes de almacenamiento debe ser de seis (6). En caso de requerirse una mayor cantidad deben ser ubicados por grupos, separados entre sí a distancia segura. Los tanques de almacenamiento de GLP deben estar ubicados aguas abajo de las instalaciones. Las rutas de vehículos y servicios asociados al sistema de GLP deben estar separadas de los relacionados al movimiento de otros productos. Debe asegurarse un fácil acceso para vehículos de bomberos y extinción de incendios; de igual forma debe proveerse de dos (2) vías diferentes para escape y evacuación del área. Los tanques deben estar provistos de válvulas ESD para cierre y aislamiento en caso de emergencias. En general, para el diseño de recipientes de almacenamiento de GLP se tendrán en consideración las conexiones mostradas en la tabla 8:

Tabla 8. Conexiones en recipientes de almacenamiento de GLP

Tipo Descripción

Conexión de Fondo Debe haber una sola conexión que podrá ser utilizada para llenado, vaciado o drenaje.

Conexión de Drenaje Cada tanque debe proveerse de sistema de drenaje.

Conexiones de Tope Deben estar por encima del nivel máximo de líquido. Se debe considerar: línea de llenado, manejo de vapores, PSV, boca de visita o manhole.

Conexiones de Instrumentos

Deben estar ubicadas en lo posible sobre el nivel máximo de líquido para prevenir perdida de producto en caso de falla de instrumentos.

Los tanques estarán provistos con la instrumentación asociada a la medición y alarmas de nivel, presión, así como de medición de temperatura y detección de gas: a) Nivel, debe estar provisto de indicadores de bajo, alto nivel y respectivas alarmas. b) Presión, debe estar provisto de transmisor de presión conectado al espacio de vapor en el recipiente. c) Temperatura, debe estar provisto de facilidades de medición y transmisión de datos de temperatura tanto para el

producto liquido como para el vapor. d) Detección de gas, como parte del sistema de protección de la instalación debe estar provisto de sistemas de

detección y alarma por gas.

7.3.2. Bombas

7.3.2.1. General

Los sistemas de bombeo relacionados a instalaciones de GLP se dimensionarán siguiendo criterios generales de bombas, teniendo en consideración los siguientes factores:




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a) Condiciones de operación: flujo, temperatura, presión de succión y descarga b) NPSH disponible c) Confiabilidad d) Consumo de potencia

7.3.2.2. Selección

Aun cuando en la mayoría de los casos el tipo de bomba a utilizar en instalaciones de GLP es centrífuga, existen condiciones especiales en el diseño que pueden resultar en la selección de bombas de desplazamiento positivo. Para determinar la mejor aplicación deben evaluarse las condiciones de succión, descarga y variaciones de presión y caudal aguas abajo del sistema; como guía general de aplicación se tiene la figura 1. En cualquier caso, las bombas que se seleccionen para manejo de GLP deberán ser diseñadas y construidas siguiendo el estándar de API.

Figura 1. Rango de Aplicación de Bombas

7.3.2.3. NPSH Las líneas de succión de los sistemas de bombas que manejen GLP deben diseñarse de tal forma que el margen obtenido entre el NPSH disponible y NPSH requerido asegure el correcto funcionamiento de la bomba, es decir, que no exista riesgo potencial de cavitación por la vaporización/flasheo de fluido debido a las bajas presiones obtenidas en la succión de las bombas. Como criterio general para el correcto funcionamiento de las bombas debe asegurarse que la diferencia entre el NPSH disponible y requerido, dependiendo de la presión de vapor del GLP, esté entre 5 y 10 ft. Adicionalmente deben considerarse velocidades de fluido en la línea de succión entre 3.0 – 5.0 ft/s, para mantener las pérdidas por fricción lo más bajas posible. En casos en donde no puedan evitarse las altas caídas de presión por fricción, es conveniente analizar la aplicación de bombas verticales (vertical can).

7.3.2.4. Cabezal Para el cálculo del cabezal que manejará la bomba debe considerarse las variaciones de presión generadas en el recipiente de succión, debido a la vaporización de fluido (disminución de presión) y condensación de fluido (aumento de presión).




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Debe evaluarse si la presión en el punto de entrega es variable, ya que afecta la descarga de las bombas. La presión de descarga de las bombas debe asegurar que la presión mínima de operación en el punto de menor presión de la línea, sea siempre el mayor entre 1,5 veces la presión de vapor o la presión de vapor más 15 psi. Para el diseño se considerará el máximo caudal con el máximo diferencial de presión entre succión y descarga.

7.3.2.5. Requerimientos de instalación

Las bombas deben ubicarse en estaciones cercanas a los sistemas de almacenamiento que las alimentarán, con la finalidad de minimizar las pérdidas de fricción generadas por el recorrido del fluido; para mejorar el NPSH; y minimizar el área de transferencia de calor que contribuye al calentamiento del fluido, llevándolo a condiciones de vaporización en la succión de las bombas. Las líneas de succión de bombas deben estar provistas de filtros (strainers) para la remoción de partículas sólidas. De requerirse, las líneas de succión deberán estar aisladas térmicamente para minimizar la vaporización de productos por calentamiento de la tubería. La línea de descarga de las bombas debe estar provista de un arreglo válvula cheque y válvula de bloqueo para evitar contraflujo a través del sistema y permitir el bloqueo del sistema cuando se haga mantenimiento del cheque. En el caso de que la bomba sea del tipo centrífugo y la presión de shut-off de la bomba esté por arriba del MAWP de la tubería de descarga, se debe instalar una válvula de alivio de presión en la descarga. Si la bomba es del tipo desplazamiento positivo, siempre se debe instalar una válvula de alivio de presión en la descarga de la bomba. Todas las líneas del sistema se deben diseñar considerando disponibilidad de diámetros comerciales. Las bombas deben estar provistas de válvulas de aislamiento, para garantizar mantenimiento operacional seguro. Las bombas deben estar provistas de línea de retorno para asegurar flujo estable de la bomba y evitar operación a flujo cero con posterior calentamiento y vaporización del fluido dentro de la bomba. Las bombas deben tener en la línea de descarga una línea de venteo en el punto más alto del sistema, para purgar el sistema en casos de parada y arranque. De igual forma deben tener en la línea de descarga una línea de drenaje en el punto más bajo del sistema para purgar en casos de parada y arranque. Las líneas que manejen GLP, especialmente los tramos de tubería susceptibles a bloqueo y confinamiento de producto, deben estar provistas de válvulas de alivio térmico que garanticen el desalojo de los vapores generados durante largos periodos de parada (sin circulación de fluido). Estos vapores serán dirigidos hacia el sistema de relevo de GLP a tea.

7.3.3. Compresores

7.3.3.1. General Los sistemas de compresión relacionados a instalaciones de GLP se dimensionarán siguiendo criterios generales de compresores, teniendo en consideración los siguientes factores: a) Composición de la corriente de vapor. b) Flujo de vapor generado. c) Cabezal requerido.




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d) Presión de descarga. e) Disponibilidad y confiabilidad. f) Continuidad del proceso. Los compresores se utilizan para transferir y recuperar vapores generados en sistemas de manejo de GLP y deben tener la capacidad de manejo equivalente a la máxima cantidad de vapor de GLP generada en la instalación. Por lo general se deben ubicar en sitios lo más cercano a la fuente de generación de vapor de GLP y deben estar provistos de sistema de enfriamiento y separación de condensados. Aun cuando en la mayoría de los casos el tipo de compresor a utilizar en instalaciones de GLP es centrífugo, existen condiciones especiales en el diseño que pueden resultar en la selección de compresores axiales o reciprocantes. Para determinar la mejor aplicación debe evaluarse las condiciones de succión, descarga y variaciones de presión y caudal aguas abajo del sistema. Como guía general de selección se puede utilizar la figura 2.

Figura 2. Rango de aplicación de compresores

7.3.3.2. Centrífugos

Los compresores centrífugos se recomiendan para sistemas caracterizados por manejar una presión aproximadamente constante pero el volumen manejado puede variar considerablemente.

7.3.3.3. Reciprocantes Los compresores reciprocantes se recomiendan para sistemas caracterizados por manejar un flujo constante pero la presión manejada puede variar considerablemente.

7.3.3.4. Requerimientos de Instalación

Los compresores deben ubicarse en estaciones cercanas a los sistemas que generan los vapores.




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Las líneas de succión deben estar provistas de filtros (strainers) para la remoción de partículas sólidas. Los compresores deben estar provistos de válvulas para aislamiento tanto en la succión como en la descarga, para garantizar un mantenimiento operacional seguro. Los compresores deben estar provistos de líneas y sistema de recirculación para asegurar flujo estable del compresor y evitar su operación en la zona de surge. Las líneas de descarga deben estar provistas de válvulas cheque para evitar contraflujo del sistema. Los compresores deben tener en las líneas de succión y descarga una línea de venteo en el punto más alto del sistema, para ventear la línea en casos de parada y arranque. Los compresores deben tener en la línea de descarga una línea de drenaje en el punto más bajo del sistema, para drenar la línea en casos de parada y arranque. Para el caso de compresores centrífugos, se debe incluir el control anti surge. Los sistemas de compresión deben estar provistos de sistemas de separación de líquidos en la succión del compresor, para evitar entrada de líquidos y daño del compresor. Con respecto a los internos de los separadores, debe considerarse el uso de eliminadores de neblina adecuados para evitar la presencia de nieblas en la succión de los compresores. En general los sistemas de compresión deben estar provistos de sistemas de aislamiento y despresurización total, el vapor desalojado debe estar dirigido a sistemas de disposición adecuados (tea). En caso de compresores reciprocantes, deben estar provistos de válvulas de alivio de presión, para evitar falla en el sistema por el desarrollo de altas presiones que pueden afectar las líneas de descarga, en caso de salida bloqueada. El sistema de enfriamiento de chaquetas, en compresores reciprocantes debe manejar una temperatura de entrada tal que no genere condensación de vapor a la entrada del compresor. Todos los sistemas de compresión deben tener la instrumentación de campo adecuada que permita realizar pruebas de eficiencia (performance) para determinar el estatus operacional de la unidad y poder programar su rutina de mantenimiento.

7.3.4. Medición y Control

7.3.4.1. General En las instalaciones de GLP se debe contar con dispositivos de medición y control que permitan el monitoreo confiable de variables, la detección de desviaciones en las condiciones de proceso, la participación al operador mediante señales y alarmas, así como la toma de acciones correctivas en forma automática mediante la manipulación adecuada de variables.

Toda la instrumentación debe tener facilidades adecuadas para operaciones de mantenimiento y reemplazo de partes en forma segura. La instrumentación debe estar acorde con las consideraciones de diseño de los equipos asociados a la instalación. En general la selección de materiales, debe evaluar la posibilidad de trazas de elementos contaminantes y/o corrosivos como el H2S y NaOH.

Debe verificarse que las líneas de venteo y purga de los instrumentos estén conectadas al sistema de alivio de GLP a tea.




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7.3.4.2. Instrumentación

La instrumentación que se requiere en las instalaciones de GLP, así como una breve descripción de ubicación y funciones se muestra en la tabla 9.

Tabla 9. Instrumentación en Instalaciones de GLP

Ubicación Función

Nivel Tanques de GLP, Recipientes a presión

Proveer de información operacional referida a existencia de líquido en tanques y recipientes de proceso.

Presión

Recipientes a presión líneas de vapor y líquido de GLP presurizado.

Proveer información operacional referida a recipientes y permitir el cálculo de flujo de vapor en condiciones de presión y temperatura de almacenamiento.

Temperatura

Tanques de GLP, recipientes a presión, líneas de vapor y líquido GLP presurizado.

Proveer información operacional referida a recipientes y permitir el cálculo de flujo de vapor en condiciones de presión y temperatura de almacenamiento.

Las especificaciones del tipo de instrumento y calidad en la medición serán realizadas por personal de instrumentación.

7.3.4.3. Medición, muestreo y detección de gas

Los sistemas de medición, muestreo y detección de gas que se requieren en las instalaciones de GLP, así como una breve descripción de su ubicación y funciones se muestra en la tabla 10.

Tabla 10. Medición, muestreo y detección de gas en instalaciones de GLP

Ubicación Función

Medición(8)

Entrada y salida de la instalación; descarga de unidades compresoras.

Cuantificar los volúmenes manejados, recibidos y despachados dentro de la instalación. Su selección dependerá si la entrega de productos es continua o por lotes.

(4)

Muestreo

Entrada y salida de tanques, puntos de entrega de producto; descarga de unidades de compresión.

Facilitar puntos de toma de muestra de productos a alta presión, tanto en fase liquida como vapor, para realizar análisis de muestras para control de calidad de productos. Caracterizar productos y determinar cantidades másicas entregadas (ventas).

(5)

Detección de Gas

Área de almacenamiento, compresión, sistemas de bombeo, salas de control, cargaderos de carrotanques.

Brindar un medio de monitoreo de contenido de gas en la atmósfera para determinar posibles puntos de fuga y brindar tiempo para toma de acciones correctivas.

Las especificaciones de los instrumentos de medición serán realizadas por personal de instrumentación.




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En procesos de entrega por lotes, es más práctico, dada su exactitud realizar la fiscalización por peso de producto entregado, mientas que en instalaciones de flujo continuo es más útil la medición en línea de producto.

Las facilidades de puntos de muestreo deben estar acordes con los estándares utilizados, ASTM 1835 y similares.

Las facilidades de medición deben estar diseñadas y especificadas para el rango de flujo manejado, así como para las diferentes condiciones operacionales que presente el sistema. En el diseño de las facilidades de medición se puede utilizar medidores de tipo coriolis, desplazamiento positivo y turbina, su aplicación dependerá de las condiciones y características propias del proceso.

Debe proveerse válvulas de aislamiento y purga durante operaciones rutinarias de mantenimiento.

7.3.5. Odorización

7.3.5.1. General Aunque la Resolución 16 del 2006 de la Comisión de Regulación de Energía y Gas establece que es responsabilidad del comercializador de GLP realizar la inyección de odorizante al GLP comercial, se presentan a continuación los criterios e información relevante en caso de requerirse el diseño de este tipo de facilidades al interior de ECOPETROL S.A. El GLP que se utiliza para propósitos comerciales debe contener trazas de elementos odorizantes, con la finalidad de brindar un medio rápido para identificación y detección de fugas de GLP por medios humanos. En caso de otras aplicaciones industriales, no es necesaria la aplicación de este tipo de elementos. Los compuestos más comunes para este tipo de función contienen azufre en muy baja cantidad y no deben ser corrosivos. Su dosificación se realiza en muy bajas concentraciones (en ppm); existen algunos compuestos que son tóxicos, por lo tanto su manejo y utilización debe ser basado en las consideraciones de seguridad correspondientes.

7.3.5.2. Agentes odorizantes

Los agentes odorizantes más utilizados para el traceado de GLP son compuestos conocidos como mercaptanos. El más común de ellos es el Etilmercaptano, aunque también se pueden utilizar el dimetilsulfuro y el tetratiofeno (THT). Las propiedades más importantes de estos odorizantes se muestran en la tabla 11.




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Tabla 11. Propiedades físicas de odorizantes

7.3.5.3. Riesgos de seguridad y salud

Los agentes odorizantes por lo general son muy volátiles, altamente inflamables y sus vapores muy pesados, por lo que en caso de escapes estos se esparcen y permanecen a nivel del suelo. En algunos casos pueden ser tóxicos como el Etilmercaptano. Deben tomarse precauciones en la identificación de estos agentes, así como establecer claramente los pasos a seguir en los planes de primeros auxilios en caso de ingestión o inhalación accidental de estos elementos. Cada instalación debe tener dentro de sus manuales de proceso y operación copias de la Hoja de Datos de Seguridad de los fluidos que maneja. La instalación debe tener previsiones de seguridad donde deben ser incluidas duchas y lava ojos para el personal que labora en la instalación.




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También debe incluirse equipos de respiración auto contenido, para proveer al personal de medios de seguridad en caso de fuga y concentración de agentes odorizantes en el aire sea muy alta.

7.3.5.4. Tasa de inyección de odorizantes

La tasa de inyección depende del elemento odorizante utilizado. De acuerdo a criterios de la National Fire Protection Association (NFPA) los niveles recomendados son (ver tabla 12):

Tabla 12. Tasa de Inyección de odorizantes

Compuesto Tasa de Inyección

(mg/kg)

Etilmercaptano (8)

20 - 25

Dimetilsulfuro N/A

Tetrahidrotiofeno 130 - 160

(8)

Este compuesto es el más utilizado; es altamente reactivo al el hierro, al inicio reaccionará químicamente con la superficie de las tuberías, formando depósitos de compuestos ferrosos y disminuyendo la concentración efectiva del agente; por lo tanto debe considerarse tasas mayores de inyección para compensar esta reactividad y asegurar la concentración adecuada en el proceso. El ajuste deberá realizarse en función de la experiencia operacional en instalaciones similares.

7.3.5.5. Almacenamiento y manejo de odorizantes

De acuerdo a las características fisicoquímicas de los compuestos odorizantes, estos deben ser almacenados en recipientes sellados, y estar ubicados en áreas bien ventiladas; donde la circulación y permanencia de personal sea de baja frecuencia. Los tamaños de recipientes de almacenamiento dependerán del consumo diario de la instalación y la frecuencia de reposición del mismo. Para garantizar el sello de los recipientes, se puede utilizar gas inerte para las operaciones de transferencia de producto. Dadas las características del fluido odorizante, los sistemas de alivio y relevo de presión de los recipientes de almacenamiento deben estar conectados directamente hacia el sistema de alivio de presión a tea.

7.3.5.6. Sistemas de inyección

Los sistemas de inyección seleccionados para el diseño dependerán de la tasa y tipo de agente odorizante aplicado; los sistemas de inyección de odorizantes más utilizados se muestran en la tabla 13.

Tabla 13. Sistema de Inyección de Odorizantes

Ubicación Descripción

Inyección a presión

Dosificación en línea de GLP

Inyección a presión, utilizando gas de blanketing. La regulación se lleva a cabo mediante una válvula de aguja asociada al sistema. La duración de la inyección será la misma que el proceso de carga de GLP.

Bombas Dosificación en Inyección mediante bombas controladas por




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dosificadoras línea de GLP un tiempo de operación fijo e independiente del tiempo de carga de GLP, entregan un volumen constante graduado a través del stroke de la bomba.

Inyección proporcional

Dosificación en línea de GLP

Inyección mediante bombas controladas, entregan un flujo graduado a través del stroke de la bomba considerando el flujo de GLP. La duración de la inyección será la misma que el proceso de carga de GLP

7.3.5.7. Materiales para equipos de manejo de odorizantes

Los agentes odorizantes totalmente puros presentan baja corrosividad sobre los aceros, por tanto se recomienda utilizar acero al carbón en el diseño y construcción de sistemas de almacenamiento, medición e inyección. Debe evitarse el contacto de los agentes odorizantes con agua, ya que en solución tienden a ser altamente corrosivos, de igual forma las aleaciones de cobre no deben emplearse en este tipo de sistemas.

7.4. CONSIDERACIONES DE DISEÑO DE EQUIPOS EN INSTALACIONES DE GLP Esta sección establece los parámetros de separaciones mínimas de los elementos constitutivos en una planta de GLP en procura de un nivel óptimo de seguridad.

7.4.1. Distanciamiento entre Equipos Los propósitos de espaciamiento son: a. Cumplir con las disposiciones de seguridad y medio ambiente que establecen las autoridades competentes b. Separar áreas potencialmente peligrosas de aquellas ajenas a la operación como el caso de zonas administrativas c. Minimizar la dispersión del fuego en caso que se presente. d. Disminuir el riesgo de las facilidades adyacentes a las zonas con peligro de incendio. e. Asegurar que las instalaciones dispuestas con el equipo contraincendio para atención de emergencias, no queden

expuestas a daño. f. Permitir el acceso para tareas normales de operación y mantenimiento g. Permitir el acceso a las brigadas de emergencia.

7.4.1.1. Almacenamiento de GLP Las distancias mínimas entre recipientes deben cumplir los requerimientos del estándar API RP 2510.

Mínima distancia entre almacenamiento de GLP y recipientes de proceso, 50ft.

Mínima distancia entre almacenamiento de GLP y teas o llamas abiertas, 100ft.

Mínima distancia entre almacenamiento de GLP y calentadores/hornos de proceso, 50ft.

Mínima distancia entre almacenamiento de GLP y equipo rotativo, 50ft y 10ft para bombas que succionan de almacenamientos.

Mínima distancia entre almacenamiento de GLP y líneas de transmisión eléctrica o SS/EE, 50ft.

Mínima distancia entre almacenamiento de GLP y facilidades de cargue/descargue de GLP, 50ft.

Mínima distancia entre almacenamiento de GLP motores estacionarios de combustión interna, 50ft.

Mínima distancia entre almacenamiento de GLP y cuarto de control del almacenamiento 50 ft, si el cuarto se usa para controlar otras unidades de proceso la distancia es de 100ft; en el caso de GLP por las posibilidades de BLEVE, se complementará el análisis de seguridad con los criterios del API 752.

Mínima distancia a una línea de propiedad es 200 ft si el volumen almacenado es mayor que 120.001 gal. Los límites de las plantas de proceso o cualquier otra facilidad de producción existente NO se consideran líneas de




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propiedad para propósitos de distanciamiento seguro. Para estos casos se requeriría aumentar las distancias o se debería proveer protecciones suplementarias

Cuando se almacena GLP en esferas estas se deben organizar en hileras de máximo 2; el máximo número de esferas por grupo debe ser 4, y al menos uno de los hemisferios de las esferas debe ser adyacente a una vía de

acceso. La mínima distancia es de /2 con 5 ft mínimo. (= diámetro del tanque grande)

Figura 3. Pool Fire Flujo de calor radiante

Para el drenaje del dique se requiere:

La válvula de drenaje debe ser localizada en una posición accesible, al exterior del dique. Esta válvula debe estar normalmente cerrada.

El sistema de drenaje no permitirá al contenido del tanque entrar en los cursos naturales de los ríos.

Los drenajes deben dirigirse a sitio seguro




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7.4.2. Facilidades para Desocupación de Agua

A causa de la presión del tanque, la línea de desocupación de agua no necesita ser más grande que 2”. Válvulas grandes pueden ser más difícil de operar rápidamente.

Válvulas dobles deben ser previstas. Es recomendado que la segunda válvula sea de tipo auto-cierre. La primera válvula debería estar localizada inmediatamente en la boquilla del tanque. Está normalmente cerrada y deberá ser abierta totalmente durante el drenaje. Debe ser resistente al fuego y del tipo “cuarto de vuelta”.

La línea de drenaje deberá ser extendida de manera que no termine bajo el tanque.

El drenaje no deberá ser dirigido a un sistema de drenaje no previsto para materiales inflamables.

La línea deberá ser adecuadamente soportada.

El punto de salida del drenaje debe ser observable por el operador desde la válvula de drenaje.

Aislamiento térmico, líneas de vapor de agua, u otros medios de calentamiento deberían ser usados para impedir el congelamiento de la válvula en caso de que la calidad del producto, o los procedimientos operativos sean favorables a la formación de hielo/hidrato.

7.5. PROTECCIONES CONTRA INCENDIO

Los fuegos de GLP se originan usualmente por escapes ocasionados en:

Sellos de bombas

Vástagos de válvulas

Empaques

Toma de muestras o drenaje de agua

Daños en líneas por corrosión, daño mecánico, en conexiones roscadas

Tuberías flexibles o mangueras, conexiones en carro tanques

Corrosión en recipientes

Sobrellenado en recipientes que ocasionen disparo de PSV a la atmósfera

Ruptura en recipientes por llamas directas sobre superficies no húmedas Después del escape, en caso de existencia de fuentes de ignición ocurre incendio tipo flash o con explosión de los vapores, continuando con pool fire (según temperatura ambiente o composición del GLP), y posteriormente fuego tipo jet (antorcha/soplete). Si estas llamas impactan la superficie de recipientes de GLP cercanos, puede ocurrir un BLEVE. Estos incidentes pueden afectar al personal, instalaciones y medio ambiente de manera importante.

Un BLEVE de GLP ocurre cuando un recipiente con GLP expuesto a altos niveles de radiación térmica sufre una ruptura liberando líquido por encima de su punto de ebullición a la presión atmosférica. La causa es una llama directa sobre un recipiente de GLP que produce daño en la lámina, con lo que se escapa el fluido con las características mencionadas. Los C3-C4 liberados se vaporizan al depresurizarse y el vapor explota aumentando el tamaño de la fuga o destruyendo el recipiente, lo que a su vez tiene una alta posibilidad de crear nuevos escapes en recipientes vecinos, los cuales a su vez generan nuevas llamas que ocasionan daños adicionales a la explosión, generando una cadena de eventos que pueden alcanzar niveles de catástrofe.

El límite de riesgo de incendios (fire envelope) para recipientes y equipos que manejan GLP es de 15 m horizontales y verticales desde la pared de los recipientes, es decir que dentro de este espacio 3D los elementos que entren en ignición arderán con suficiente duración e intensidad como para generar escalamiento del incendio. Un mecanismo eficaz para limitar la duración de un incendio de GLP a presión es aislar los inventarios, por lo que una vez localizado el incendio, se debe aislar el equipo aguas arriba y aguas abajo, de esa manera el fuego deja de alimentarse en la medida en que el hidrocarburo se consume. El enfriamiento a otros equipos / estructuras expuestas disminuyen el riesgo de escalamiento. La aplicación de agua en spray a partir de sistemas fijos absorbe radiación enfriando el ambiente y disminuye la concentración del combustible; logrando la extinción de la llama.




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La aplicación de agua para atención de fuegos jet o spray puede no ser suficiente por lo que se debe evaluar protección pasiva (fire proofing) para estructuras y equipos críticos que puedan estar expuestos.

7.5.1. Protección Pasiva (Fire Proofing) Los mecanismos de protección pasiva anticipan las emergencias y no requieren atención humana durante estas, ya que disminuyen los efectos de los potenciales incendios por distancias entre equipos que tienen en cuenta la radiación o que protegen elementos metálicos estructurales o de soporte con materiales que resisten altas temperaturas por tiempos prolongados (fire proofing), manteniendo su integridad y evitando el escalamiento de los incendios. El fireproofing (FP) no necesariamente significa que un equipo o estructura son inmunes al fuego, este protege únicamente un determinado periodo de tiempo, dependiendo las condiciones y naturaleza del fuego. Sin la aplicación adicional de agua, el equipo expuesto protegido por fireproofing fallará si la exposición es prolongada. El fireproofing usado en combinación con agua dentro del recipiente de almacenamiento protegerá hasta que el sistema de agua sea activado. Este también funcionara como un backup temporal en caso en el que el abastecimiento de agua sea interrumpido o la rata de aplicación de agua sea inadecuada. Para mayor detalle sobre los tipos de fireproofing consultar el API Publication 2218 Fireproofing Practices in Petroleum and Petrochemical Processing Plants. A continuación se enuncian los criterios a tener en cuenta para la aplicación de fireproofing en instalaciones de GLP de acuerdo con API 2510A, 2510 y 2218

El fireproofing usado en acero estructural de soporte de recipientes de GLP previene que este colapse en caso de fuego. En recipientes esféricos o verticales, el soporte estructural deberá llevar FP desde el piso hasta la intersección de los soportes con la coraza del recipiente. Para recipientes horizontales la silleta y los soportes deberán tener fireproofing hasta la intersección de la silleta con el recipiente si la silleta es más grande de 12 in (300mm) de altura en su punto bajo.

Cuando el fireproofing es aplicado sobre la superficie de equipos, reduce la velocidad de calentamiento lo cual reduce la cantidad a ser venteada y la carga sobre la presión de relevo. Adicionalmente, sobre superficies por encima del nivel del líquido, el fireproofing sirve para disuadir la ruptura del equipo y da más tiempo para responder al fuego y activar el sistema de agua de enfriamiento.

El FP debe resistir al fuego durante 1.5 horas como mínimo.

Se deben proveer elementos de protección pasiva para cableado eléctrico y de sistemas de emergencia de función crítica durante un incendio. La clasificación de áreas se considera un elemento adicional para la protección pasiva de una instalación.

No se consideran efectivos los muros anti-incendio ya que estos funcionan para fuegos de fluidos a baja presión.

El FP para soporte de tuberías deberá ser previsto donde el colapso de estos pueda causar falla en las conexiones de los recipientes de almacenamiento y producir fuga de GLP. Soportes para tubería cercana (~50 ft)

a equipos mecánicos como bombas, compresores o soportes en un área potencial de derrames o drenajes, deberán tener FP.

El FP se considera protección primaria para estructuras que soportan inventarios significativos de hidrocarburos o que si fallan permiten escalamiento de fuegos o para recipientes de almacenamiento de hidrocarburos clase 0.

El FP se debe extender hasta 15 m (50 ft) por encima de la base de un fuego potencial en caso de pool fires.




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Se debe evaluar FP para estructuras de air coolers por encima de 10.7 m sobre la base de un fuego potencial en caso de pool fires.

El pipe-rack principal debe protegerse con FP para evitar escapes por ruptura de tuberías y escalamiento posterior de incendios por posible colapso, al ser estructuras para tuberías de medio/alto potencial de incendio.

En recipientes verticales que estén soportados por faldones, el exterior del faldón debe tener fireproofing. Se instala FP en silletas (mayores de 12”) / faldones de recipientes e intercambiadores que manejan inflamables o gases.

Se instala FP en silletas de recipientes horizontales e intercambiadores si la distancia de pared al piso es mayor de 18” y el diámetro es mayor a 30” o si se encuentra en un envelope significativo de incendio.

Los soportes estructurales de los hornos deben protegerse con FP si la distancia a tanques de almacenamiento es menor de 15 m (50 ft).

El fireproofing en instrumentos, cables y válvulas motorizadas puede dar suficiente operabilidad para que en caso de fuego, inicie, pare, desvíe la producción o active las alarmas del sistema de agua. Por ejemplo, si el cable de control para la operación de válvulas motorizadas en una emergencia está en riesgo durante los primeros 15 minutos fuego, debería ser resistente al fuego (fireproofed) para los 15 minutos de exposición al fuego. Una alternativa de fireproofing es usar cable eléctrico que resista al menos 15 minutos de operación en fuego. La instrumentación y sistemas de control que no necesites estar en operación en caso de emergencia deberán ser diseñados a falla segura, esto es fallar a la posición segura cuando se exponen a fuego.

Se deben instalar monitores de agua para disminuir exigencia sobre el FP.

7.5.2. Protección Activa Esta sección señala las consideraciones de diseño contraincendio para minimizar el daño de facilidades de GLP una vez el incendio ocurre, es decir facilitar las tareas de extinción. El agua es el principal medio para protección contraincendio en almacenamiento GLP.

7.5.2.1. Rata de aplicación de agua Para las facilidades que usan sistemas fijos de rociadores, la rata mínima de aplicación debe ser 0,1gpm/ft

2. Pero una

rata de aplicación de 0,25 gpm/ft2 es recomendada para asegurar el enfriamiento en caso de incendio con llamas de

alta intensidad, y para compensar las pérdidas debidas al viento y minimizar los efectos de taponamiento parcial de los rociadores. Si el tanque está expuesto a una llama en forma de chorro, un enfriamiento eficaz puede ser obtenido con un monitor cuyo chorro de agua está dirigido directamente sobre el punto de impacto de la llama. En este caso una rata de aplicación de 250 a 500 gpm al punto de contacto será efectiva Los tanques no aislados térmicamente, recibiendo más de 7000 BTU/h/ft

2 necesitan enfriamiento.

7.5.2.2. Métodos de aplicación Hay tres métodos principales que pueden ser usados para aplicar agua en sistemas de almacenamiento de GLP expuestos a fuego: Sistemas de diluvio, monitores fijos y rociadores. Adicionalmente, equipos portátiles pueden ser usados pero no deben considerarse como métodos primarios de aplicación de agua. Un resumen de las ventajas y desventajas de los varios métodos de aplicación de agua es dado en la tabla 14.




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Tabla 14. Métodos de aplicación de agua

Sistemas de Diluvio Monitores Fijos Rociadores Equipos Portátiles

Ventajas - Activación rápida - Puede ser activado

automáticamente - Menos susceptible a daño por

explosiones de nubes de vapor

- Menos susceptible a taponamiento

- Menos sensible al viento - Solo se requiere actuar una

válvula

- Fácilmente activado y dirigido a exposición

- Puede ser activado automáticamente

- Menos vulnerable a explosiones de nubes de vapor

- Rápidamente dirige el agua al área expuesta

- Posibles ratas de aguas reducidas cuando el recipiente está parcialmente expuesto a fuego

- Efectivo para Jet Fires - Menos susceptible a taponamiento

Activación rápida Puede ser activado automáticamente Menos preocupaciones acerca de humectabilidad Menos sensible al viento Solo se requiere actuar una válvula

Menos vulnerable a explosiones de nubes de vapor Puede dirigirse el agua a áreas específicas Posibles ratas de aguas reducidas cuando el recipiente está parcialmente expuesto

Desventajas Posibles problemas con humectabilidad Puede requerir ser respaldado con rociadores en los soportes de recipientes o conexiones de tubería Para cilindros horizontales, puede ser difícil una buena distribución del agua Puede no ser efectivo para Jet Fires

Activación más lenta si es manual Riesgo de exposición al personal si es operado manualmente Afectado por el viento Alcance limitado de la corriente de agua Mayor demanda de agua para cubrimiento total

Vulnerable a daño en explosiones de nubes de vapor Susceptible a taponamiento, que puede resultar en distribución desbalanceada Mayor demanda de agua que lo requerido para riesgo de fuego localizado Puede no ser efectivo para Jet Fires

Mayor tiempo para despliegue No automático El más alto riesgo para el personal Afectado por el viento

I. Sistemas de diluvio

Un diluvio de agua es un sistema en el que el agua es aplicada en la parte superior del recipiente y se deja que se derrame sobre el mismo. Consecuentemente, este tipo de sistema es más efectivo para las esferas porque la geometría del recipiente ayuda a distribuir uniformemente el agua. Una gran ventaja de este sistema es que puede ser construido con una tubería de diámetro grande que no se tapa y que tiene más probabilidades de sobrevivir a una explosión. Una posible desventaja es que el hollín y los depósitos carbonosos pueden inhibir la adherencia de soldadura de la superficie, sobre todo en la parte inferior del recipiente. Esto puede requerir que agua adicional esté disponible para proteger la parte inferior con monitores o con rociadores complementarios.

Una buena distribución de agua en el recipiente se puede lograr mediante el uso de un rociador de alta capacidad o distribuyendo anillos de tubería perforados alrededor del recipiente.

II. Monitores fijos

Cuando los monitores fijos se utilizan para aplicar agua fría a la coraza de un recipiente de almacenamiento, los monitores deben estar ubicados dentro de 50 a 125 ft del recipiente que es el rango típico efectivo con una boquilla de presión de suministro de 100 psi. La cantidad y la ubicación del monitor debe ser tal que el agua se distribuirá a todas las partes del recipiente. Los monitores deben estar ubicados de modo que sean accesibles de forma segura durante un incendio, o que puedan ser accionados y controlados de forma remota.




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Refrigeración eficaz de un recipiente expuesto a un “jet fire” requiere que el agua sea dirigida en un lugar específico donde la incidencia de la llama se produce. Esto se logra mejor con monitores fijos o portátiles dirigidos manualmente.

III. Boquillas rociadoras (spray nozzle)

Un sistema de aplicación de agua con rociadores consiste en una red de tuberías fijas conectadas a un suministro confiable de agua y que alimenta una cantidad especificada de boquillas abiertas (water spray nozzles) diseñadas para entregar un caudal de agua específico sobre superficies o áreas protegidas. Las boquillas descargan el agua con un patrón geométrico determinado y el caudal que suministran es función de la presión a la cual se encuentra el punto de la red donde están conectadas. Sin embargo, este tipo de boquillas tiene un caudal máximo de operación. La válvula que permite la entrada de agua al sistema se denomina válvula de diluvio (deluge valve) y puede ser de operación manual (local desde un panel de campo o remota desde un cuarto de control), o automática (si es activada por una señal externa que proviene del sistema de detección de Fire & Gas). Cuando la válvula de diluvio abre, toda la red se llena de agua y las boquillas la distribuyen sobre el riesgo objetivo. Por esta razón se denomina sistema seco. La aplicación de agua entregada por un sistema de rociadores tiene dos efectos:

Se reduce el vapor liberado por las PSVs, disminuyendo el pico de presión desarrollado en el recipiente por efecto del enfriamiento del mismo. Con este efecto se reduce adicionalmente la pérdida de producto hacia los sistemas de alivio.

Previene la ruptura del recipiente por efecto de altas temperaturas localizadas en vasijas total o parcialmente vacías.

7.5.2.3. Criterios de diseño

La cantidad mínima de agua es la requerida para lograr el último punto mencionado (revisar). Si el recipiente puede recibir más de 7000 BTU/hr ft2 (confirmar), se requiere enfriamiento con agua para evitar recalentamiento y pérdida de resistencia mecánica.

Según la densidad de agua aplicada (gpm por ft2 de superficie protegida), los sistemas de rociadores pueden evitar la ignición, protección por radiación, permitir control del incendio o lograr la extinción de un fuego.

La protección por radiación o por exposición a fuego directo debe prevenir fallas y daños mediante enfriamiento a equipos de proceso, tuberías y estructura metálica durante un incendio.

El control del incendio se logra mediante enfriamiento por absorción de la radiación, dilución, emulsificación y/o reducción de la velocidad de vaporización y reducción de la intensidad de las llamas hasta que los combustibles se consuman o apaguen.

El sistema debe estar diseñado para entregar enfriamiento después de 60 seg. de la activación y alcanzar la capacidad de diseño dentro de los 10 min. siguientes a la activación.

Para escapes de hidrocarburos clase 0 (C1-C3, GLP, NLG) y de gases livianos se utiliza agua atomizada (spray) para lograr dispersión de gases liberados con lo que se reducen los riesgos de atmósferas explosivas.

Las rutas de escape se deben proteger con agua en spray.

Todos los equipos instalados en una estructura se consideran como un solo riesgo, por lo cual el sistema de rociadores cuenta con una sola válvula de diluvio que suministra agua simultáneamente a dicho equipos.

Los sistemas de rociadores deben contar con doble ruta de alimentación de agua.

La aplicación de agua para recipientes de almacenamiento de GLP mediante sistemas fijos de spray requieren 0.25gpm/ft2 con activación manual o automática sobre el recipiente incendiado y los recipientes adyacentes con cortinas de agua para enfriar a menos de 100ºC.

En recipientes verticales se debe aplicar agua hasta una altura de 50 ft sobre el piso si el fluido de proceso es GLP o 40 ft para otros inflamables como NGL.

La mínima presión residual en una boquilla es de 30 psig. (API 2030, Sección 8.5).




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La activación de sistemas fijos de extinción con agua puede ser por señales del sistema de detección F&G o manualmente en el sitio o por sistemas remotos.

Se debe contar con una conexión para “flushing” de la red de rociadores con agua potable para limpieza del sistema durante pruebas operacionales o de mantenimiento de la red contraincendios.

El tamaño del suministro a sistemas de rociadores debe ser de al menos 3” de diámetro y los ramales hacia los rociadores no pueden ser menores de ¾”. El sistema debe ser calculado hidráulicamente para garantizar una mínima presión residual de 30 psig en el rociador más lejano de la fuente.

La operación manual de una válvula de diluvio del sistema debe ser desde al menos 15m (50ft) del recipiente a ser protegido y fuera de diques, en caso de que existan. Para facilidades no atendidas o parcialmente atendidas la activación puede ser adicionalmente automática o remota. En estos casos, se requiere “full size bypass” de la válvula de diluvio.

Se debe instalar un filtro tipo strainer con válvula de drenaje en el punto más bajo de la línea de alimentación a la red de rociadores, con un tamaño de orificio de máximo de ¼”.

La distancia entre boquillas no debe ser mayor a 4m (12ft) para recipientes verticales y de 3m para horizontales.

Para recipientes que contengan GLP, el área superficial para calcular la refrigeración con agua se cuenta por encima del mínimo nivel de liquido

Intercambiadores de calor de más de 3 ft de diámetro se consideran recipientes a presión.

Para protección por exposición a pool fires la densidad debe ser 0.1 gpm/ft2, si hay riesgo de impacto de llama, se debe proveer enfriamiento a 0.25 gpm/ft2.

Los rociadores para aeroenfriadores deben localizarse debajo de los tubos y dentro del “plenum” con las boquillas orientadas hacia arriba de manera que el agua rocíe la parte inferior de los tubos. El agua se cuantifica sobre la proyección horizontal del equipo. La refrigeración es más eficiente cuando los motores están apagados, luego se debe evaluar activar el sistema de rociadores con la señal de apagado de los motores.

Cuando monitores son usados para la protección del almacenamiento: La superficie entera de cada esfera/bala debe ser alcanzada con la corriente del monitor Los monitores deben ser accesibles o accionados a distancia entre 15 y 40 m de las esferas/balas

La localización de la válvula para el sistema de enfriamiento debe ser indicada claramente y visible al operador.

El sistema de agua contraincendio debe ser probado con agua potable (donde sea posible) con una frecuencia suficiente a ser establecida por el usuario para asegurar la disponibilidad y para demostrar la eficacia del sistema. Adicionalmente proteger los equipos de instrumentación durante la prueba.

Los sistemas de detección de fuego o de escape de hidrocarburos pueden ser utilizados para poner en acción alarmas. El sistema de detección de fuego puede ser utilizado para poner en acción sistemas de rociadores pero sistemas de detección de escape de hidrocarburos no deben ser utilizados para poner en acción cualquier sistema de rociadores.

Extintores son utilizados como la primera defensa contra pequeños fuegos. Deben ser utilizados para la extinción de un fuego de GLP solo después que la fuente haya sido aislada. Extintores de polvo químico deben estar localizados en puntos estratégicos, en particular cerca de las bombas.

7.5.2.4. Consideraciones sobre el suministro de agua

Un anillo de la red de agua contra incendio debe rodear el área de almacenamiento.

La red de contra incendio debe ser alimentada por lo menos en dos puntos distintos

La necesidad de agua debe tomar en cuenta el total de las cantidades siguientes: La cantidad de agua de enfriamiento del tanque más grande La cantidad de agua de protección de los tanques adyacentes La cantidad de agua para tres sistemas adicionales de enfriamiento

La tubería de la red de agua contra incendio se debe diseñar con un factor de 125% en capacidad. Los diámetros de líneas principales no deben ser menores de 10” y los laterales de 6” como mínimo (revisar). Se deben instalar facilidades de flushing cegadas en los extremos de la red.

La capacidad de almacenamiento de agua se establece según el criterio del API 2510 (10.3.1.5), según el cual el sistema contra incendio debe operar al 100% de su capacidad de diseño por al menos 4 horas.




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Sin importar el sistema de aplicación de agua, la localización de hidrantes debe permitir que cada recipiente de almacenamiento se pueda alcanzar al menos desde dos direcciones y por lo con menos 3 chorros de enfriamiento, y sin necesitar más de 300 ft de manguera para cada chorro.

Filtros con by-pass deben ser previstos para los sistemas de rociadores para labores de limpieza y minimizar taponamientos.

7.6. SISTEMAS DE SOBREPRESIÓN

7.6.1. Despresurización

7.6.1.1. Venteo de gases no condensables

Los gases no condensables, incluyendo el aire, pueden entrar al tanque por varios medios tales como:

a) Gases disueltos o producidos en el proceso aguas arriba. b) Operación de válvula de vacío c) Fugas del sistema bajo vacío. d) Aire o gas inerte en el tanque durante la puesta en servicio. e) Acumulación de gases de hidrocarburo livianos, tales como metano o etano, durante la puesta en marcha del

sistema de procesamiento.

Los gases no condensables pueden causar el accionamiento de las válvulas de seguridad cuando el nivel de líquido tiende a subir y los gases son comprimidos. El problema puede ser impedido venteando periódicamente el espacio vapor, despresurizando al sistema de tea o siguiendo el procedimiento adecuado para la puesta en servicio del sistema en particular, para eliminar el aire a un sitio seguro.

7.6.1.2. Despresurización Automática

Generalmente los sistemas de despresurización automática tienen pocas aplicaciones en el almacenamiento de GLP. La razón por la cual este sistema es raramente utilizado es que durante un incendio la despresurización baja el nivel de líquido, aumentando así el riesgo de BLEVE. Además, durante una despresurización sin fuego, la temperatura del GLP al interior del tanque desciende debido al calor absorbido por el GLP vaporizado a medida que se reduce la presión; esto último puede comprometer la integridad del material del tanque durante un descenso acelerado de temperatura.

Estos sistemas pueden ser utilizados durante condiciones de emergencia. Sin embargo, la norma API Standard 521 sugiere que si un sistema de despresurización es instalado, debe permitir la despresurización dentro de 15 minutos. En este caso la dimensión del sistema sería considerable.

El sistema de despresurización debe ser calculado para impedir el arrastre de líquido y soportar las bajas temperaturas obtenidas durante una despresurización rápida.

Es preciso también definir si la instrumentación del sistema de despresurización debe ser concebida para abrir, cerrar o permanecer en su última posición durante la falla.

7.6.2. Sistemas de Relevo

7.6.2.1. Escenarios de Relevo

Para el análisis del número y de la capacidad de los dispositivos de relevo requeridos para protección de tanques de almacenamiento de GLP, se deberán considerar los siguientes casos de relevo:

a) Exposición al fuego. b) Sobrellenado, con descarga bloqueada c) Aumento de temperatura de entrada, por falla en sistemas de enfriamiento del GLP.




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d) Transferencia de vapores de hidrocarburo desde la unidad de procesamiento (por ejemplo, debido a falla de instrumentos).

e) Presencia de no condensables.

Debido a las diferentes capacidades, y potencialmente diferentes puntos de ajuste, requeridas para los diferentes casos de relevo dados arriba, es común tener más de una válvula de alivio.

En el caso de balas, el flujo de relevo en el caso de exposición al fuego se reduce significativamente enterrando las balas.

7.6.2.2. Válvulas de Relevo de Presión a. Cantidad y Dimensionamiento

Cada tanque debe estar equipado con una (1) o más válvulas de relevo de presión, de tipo resorte o pilotadas. Las válvulas de alivio pilotadas deben ser diseñadas para que se abran automáticamente y protejan el tanque en caso de falla del piloto.

Se requiere que cada válvula de alivio tenga una válvula de respaldo capaz de relevar el 100% del caudal.

El punto de ajuste de las válvulas de alivio debe ser de acuerdo con lo requerido en el código ASME y mediante los lineamientos establecidos en la norma API RP 520. Para recipientes diseñados según el código ASME Sección VIII, las válvulas de relevo dimensionadas para exposición al fuego deben tener un punto de ajuste que no exceda el 110% de la presión de diseño mecánico del recipiente.

Si los tanques pueden ser dañados por vacío interno y se puede presentar dicha condición, se debe considerar un dispositivo para protección por vacío, o diseñar la vasija a vacío total. En ningún caso se debe permitir la entrada de aire al tanque.

Las válvulas de seguridad instaladas sobre tanques de GLP deben ser calculadas para proteger el tanque durante un incendio. Otras causas de sobrepresión tal como sobrellenado e introducción de producto con una presión de vapor más alta, deben ser consideradas en el cálculo.

La capacidad total del flujo vapor debe ser calculada para el recipiente expuesto al incendio. Pero la válvula de seguridad debe también proveer una protección en el caso de que haya sobrellenado y que el líquido pase por la válvula de seguridad.

b. Líneas de Entrada y Salida

Las válvulas de relevo de GLP deben descargar a un sistema de tea, y evitar descargas directas a la atmósfera. Sin embargo, pueden existir situaciones en las cuales la descarga a una tea no es viable. Por ejemplo, si durante una parada programada de las unidades de proceso y del sistema de tea, se mantiene un stock de GLP en los tanques de almacenamiento, y por tanto las facilidades de relevo de los tanques deben ser mantenidas. Bajo estas circunstancias se requiere la instalación de un stack de venteo. En caso de requerirse el mantenimiento del sistema de tea, se debe realizar una evaluación de riesgos y preparar un procedimiento que permita mantener protegidos los sistemas.

Para plantas de procesamiento y almacenamiento nuevas de GLP, se requiere un sistema de tea indiferente de la capacidad de la instalación.

Las líneas de entrada y salida de las válvulas de relevo deben ser dimensionadas para que no se superen las caídas de presión establecidas a la máxima capacidad de alivio, y deben cumplir con los requerimientos de API RP 520 y API Standard 521.

Si existe la posibilidad de liberar GLP líquido, no es aceptable la descarga directa a la atmósfera, a menos que la descarga sea a través de válvulas de alivio térmico para proteger tramos de tubería.

En caso que aplique el punto anterior, se deben diseñar las líneas de descarga para prevenir la entrada de humedad y condensado. La descarga debe estar al menos a 3 metros (10 pies) por encima de la plataforma del tanque.

Las líneas de salida de cada válvula de alivio debe contar con una válvula de aislamiento “full bore”, con candado en posición abierta durante operación normal. Las líneas deben ser autodrenantes hacia el tambor de tea y deben




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estar protegidas contra posibles daños mecánicos. Se debe tener en cuenta la posible formación de hidratos en su interior y formación de hielo en el exterior de las líneas debido a las bajas temperaturas de relevo.

El cabezal de salida de las válvulas de relevo debe conectarse a un tambor de alivio (knock-out drum), con el fin de proporcionar el volumen suficiente para la separación del GLP líquido y el vapor de GLP, evitando así la llegada de líquido al quemador de la tea. Se debe considerar la mínima temperatura del fluido para el diseño del tambor de tea y se debe incluir un calentador interno para vaporización del líquido (calentador de inmersión).

c. Aislamiento de Válvulas de Relevo:

El sistema de relevo de presión debe estar protegido contra el cierre de cualquier válvula de bloqueo instalada entre el tanque y la válvula de seguridad o entre la válvula de seguridad y su punto de disparo. Se requiere definir para cada caso un procedimiento para el mantenimiento de las válvulas, teniendo en cuenta que se requieren válvulas de alivio de respaldo.

d. Drenaje de la Tubería de Disparo

Se deben preveer puntos de drenaje en los puntos bajos de las tuberías de disparo para evitar la acumulación de agua que podría congelarse por la autorefrigeración a causa de un escape de líquido.

7.7. HERRAMIENTAS DE CÁLCULO Para el desarrollo de simulaciones de procesos y cálculos rutinarios se podrán utilizar las siguientes herramientas u otras requeridas, las cuales deben ser acordadas entre el diseñador y el Ingeniero de Proceso del proyecto:

Tabla 15. Herramientas de cálculo

Herramienta Descripción

Software propietario del diseñador

Debidamente validado por métodos de cálculo convencionales.

ASPENHYSYS V 7.1 Herramienta de simulación de procesos, estimación de propiedades de fluidos, simulación hidráulica de líneas con fluidos monofásicos y multifásicos, dimensionamiento preliminar de equipos y tuberías Se puede simular en estado estacionario y/o dinámico dependiendo de la necesidad del diseño.

PIPESIM Herramienta de simulación hidráulica de redes de tubería el cual nos permite realizar análisis nodal de los sistemas y optimización de los mismos.

8. REGISTROS No Aplica.

9. CONTINGENCIAS No se prevén contingencias en este Manual técnico.

10. BIBLIOGRAFÍA No Aplica.




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11. ANEXOS No aplica.

Para mayor información sobre este documento dirigirse a quien lo elaboró, en nombre de la dependencia

responsable:

Líder Corporativo de Normas y Estándares: Reynaldo Prada Graterón Teléfono: 6847431 Dependencia: UGC - ICP

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