Calculo-cantidades

(1)

Cálculo de Cantidades

Estáticas de Petróleo Crudo y

Productos Derivados

Oil, Gas & Chemicals Services

MPMS API

(2)

NOTA

Parte de las imágenes que se incluyen en este módulo son Parte de las imágenes que se incluyen en este módulo son Parte de las imágenes que se incluyen en este módulo son

Parte de las imágenes que se incluyen en este módulo son

reproducidas por cortesía del reproducidas por cortesía del reproducidas por cortesía del

reproducidas por cortesía del Petroleum Extension ServicePetroleum Extension ServicePetroleum Extension ServicePetroleum Extension Service (((

(PetexPetexPetexPetex), de la), de la), de la), de la University ofUniversity ofUniversity ofUniversity of TexasTexasTexasTexasat Austinat Austinat Austinat Austin, para ser, para ser, para ser, para ser empleadas exclusivamente en los programas de empleadas exclusivamente en los programas de empleadas exclusivamente en los programas de

empleadas exclusivamente en los programas de

entrenamiento interno de SGS Oil, Gas & Chemicals Services. entrenamiento interno de SGS Oil, Gas & Chemicals Services. entrenamiento interno de SGS Oil, Gas & Chemicals Services.

(3)

NOTA

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(PetexPetexPetexPetex), de la), de la), de la), de la University ofUniversity ofUniversity ofUniversity of TexasTexasTexasTexasat Austinat Austinat Austinat Austin, para ser, para ser, para ser, para ser empleadas exclusivamente en los programas de empleadas exclusivamente en los programas de empleadas exclusivamente en los programas de

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(4)

Procedimiento de Cálculo / Derivados

Inicial Inicial I Inniicciiaal l FFiinnaall - Sonda Total - Sonda Total - Agua Libre - Agua Libre - Temperatura - Temperatura - Sonda Total - Sonda Total - Agua Libre - Agua Libre - Temperatura - Temperatura Tabla Calibración Tabla Calibración

TOV

FW

GOV

TOV

FW

GOV

Tabla Calibración Tabla Calibración

(5)

Inicial Inicial Inicial

Inicial FinalFinalFinalFinal

FCV

GSV / NSV

Tabla 6B / 54B Tabla 6B / 54B API 60° / D 15°C API 60° / D 15°C

FCV

GSV / NSV

G

O

V

G

O

V

X

WCF WCF WCF WCF WCFWCFWCFWCF

P

E

S

O

B

/

N

P

E

S

O

B

/

N

X X XX

1

2

Tabla 13 / 56 Tabla 13 / 56 API 60° / D 15°C API 60° / D 15°C

(6)

Niveles de Precisión de los Datos

Unidades

Unidades N° de Decimales N° de Decimales

Litros

(l)

0 Galones

(gal)

0 Barriles

(Bbls)

2 Metros Cúbicos (m3)

3 Kilogramos

(kg)

0 Toneladas Métricas (TM)

3 Gravedad API @ 60°F

1 Densidad

(kg/l)

4 Densidad

(kg/m3)

1 Densidad

Relativa

4

(7)

Datos de Entrada

(Directos o Primarios)

Tks de Tierra

Tks de Nave

Altura de Referencia

Altura de Ref. Observada

Nivel de Líquido (S/U)

Nivel de Agua Libre

Temperatura Promedio

Gravedad API @ 60°F

Temperatura Ambiente

Calados de Proa y Popa

% Agua y Sedim. (S+W)

Escora

(8)

Corr. Techo Flotante

Corr. Por Trim y Escora

Volumen Total Obs. (TOV)

Volumen Agua Libre

Volumen Bruto Obs. (GOV)

Factor Corr. Volumen (VCF)

Factor Corr. Vol. (VCF)

Volumen Bruto Est. (GSV)

Volumen de Agua y Sedim.

Vol. Agua y Sedimentos

Volumen Neto Est. (NSV)

Factor Conversión de Peso

Factor Conversión Peso

Datos Calculados

(Indirectos o Secundarios)

Tks de Tierra

Tks de Nave

(9)

Corr. Techo Flotante (CTF):

Compensa el efecto de

desplazamiento del líquido

debido al peso del techo.

Factor Corr. de Vol. (VCF):

Compensa el efecto de la

temperatura sobre el

líquido.

Factor Conv. De Peso (WCF):

Convierte el Volumen

Estándar (m3 a 60°F o

15°C) en Peso en Aire

(TM). En realidad se trata

de una Densidad en Aire.

Principales Factores de Corrección

(10)

A) Según su Composición:

TOTAL

Incluye a todo el material contenido en un estanque o transferido: Producto / Agua Libre / Agua+Sedimentos en Suspensión

BRUTO

Incluye Producto y Agua+Sedimentos en Suspensión

NETO

Incluye sólo Producto sin impurezas

Clasificación de

(11)

B) Según su Temperatura:

OBSERVADO

Es un volumen a la temperatura

medida en el estanque (Vol.

Natural)

ESTANDAR

Es un volumen corregido a la

Temperatura de Referencia o

Estándar (60°F o 15°C)

Clasificación de Volúmenes

(12)

A)

Definición

Es el volumen total de líquido medido en un estanque a la Es el volumen total de líquido medido en un estanque a la temperatura observada al momento de la medición. Incluye al temperatura observada al momento de la medición. Incluye al volume

volumen de producto y al de impurezas presentes (Agua Libre,n de producto y al de impurezas presentes (Agua Libre, Agua+Sedimentos)

Agua+Sedimentos)

B)

Estanques de Tierra

En los estanques de tierra el TOV se obtiene de la Tabla de En los estanques de tierra el TOV se obtiene de la Tabla de

Calibración, a partir del nivel de líquido medido en el estanque. Calibración, a partir del nivel de líquido medido en el estanque.

C)

Estanques de Nave

También se obtiene de la Tabla de Calibración, pero También se obtiene de la Tabla de Calibración, pero

normalmente hay que corregir previamente el nivel de líquido normalmente hay que corregir previamente el nivel de líquido ((UllageUllage) debido a los efectos del) debido a los efectos del TrimTrim y la Escora.y la Escora.

Volumen Total Observado (TOV)

(13)

A)

Corrección por Trim

Corrección por

Trim

Se aplica esta corrección para compensar el cambio en el nivel Se aplica esta corrección para compensar el cambio en el nivel de líquido cuando el plano longitudinal del buque no está en de líquido cuando el plano longitudinal del buque no está en posición horizontal (paralelo a la línea de agua).

posición horizontal (paralelo a la línea de agua). TRIM = CALADO POPA - CALADO PROA

TRIM = CALADO POPA - CALADO PROA (m/pies)(m/pies)

B)

Corrección por Escora

Esta corrección se aplica para compensar el cambio de nivel Esta corrección se aplica para compensar el cambio de nivel del líquido cuando el plano vertical del buque no se encuentra del líquido cuando el plano vertical del buque no se encuentra perpendicular con el plano horizontal de la superficie del agua. perpendicular con el plano horizontal de la superficie del agua. Puede medirse con un

Puede medirse con un inclinómetroinclinómetro o a partir de las lecturas deo a partir de las lecturas de los calados de babor y estribor.

los calados de babor y estribor.

Correcciones por

(14)

(15)

(16)

(17)

(18)

u

_{Es una corrección debida al desplazamiento que}

produce el peso del techo flotante sobre el líquido.

Puede ser determinada de dos formas:

u

METODO 1:

La corrección se incluye en los

La corrección se incluye en los volumenes

volumenes que entrega

que entrega

la Tabla de Calibración, es decir, el volumen desplazado

por el techo se ha descontado en la Tabla, usando una

densidad de referencia para el producto almacenado.

Sin embargo, se requiere de una corrección adicional

en caso de que la densidad real observada sea diferente

Corrección por Techo Flotante

(19)

METODO 2:

Si la Tabla de Calibración no incluye la corrección por

techo flotante, ésta puede calcularse dividiendo el peso

del techo flotante por la densidad (en aire) del líquido a

la temperatura observada.

PESO DEL TECHO ( PESO DEL TECHO (kgkg)) CTF

CTF ==

--DENSIDAD (Aire) A T° (

DENSIDAD (Aire) A T° (kgkg/l)/l) Donde:

Donde: T : Temperatura observada del líquidoT : Temperatura observada del líquido

Corrección por Techo Flotante

(20)

Ejemplo:

Petróleo Crudo de API @ 60°F

Petróleo Crudo de API @ 60°F == 33,533,5 Peso del Techo

Peso del Techo == 551610 kg551610 kg Temperatura del líquido

Temperatura del líquido == 72°F72°F Densidad (Aire) @ 60°F (T-13) Densidad (Aire) @ 60°F (T-13) == 0,13604 TM/Bbls0,13604 TM/Bbls = = 0,85567 kg0,85567 kg/l/l VCF (Tabla 6A) VCF (Tabla 6A) == 0,99440,9944 PESO DEL TECHO ( PESO DEL TECHO (kgkg)) CTF CTF ==

--DENSIDAD @ 60°F x VCF DENSIDAD @ 60°F x VCF

CTF

CTF = - 551610 / (0,85567 x 0,9944)

= - 551610 / (0,85567 x 0,9944)

CTF

CTF = - 648283 litros (- 4077,58

= - 648283 litros (- 4077,58 Bbls

Bbls))

Corrección por Techo Flotante

(21)

A)

Definición

Es el volumen total de líquido presente en un estanque, Es el volumen total de líquido presente en un estanque, excluyendo el Agua Libre, a la temperatura observada al excluyendo el Agua Libre, a la temperatura observada al momento de la medición.

momento de la medición.

B)

Estanques de Tierra

En los estanques de tierra el GOV se obtiene restando el Agua En los estanques de tierra el GOV se obtiene restando el Agua

Libre (FW) del TOV y aplicando la Corrección por Techo Libre (FW) del TOV y aplicando la Corrección por Techo Flotante, cuando corresponda.

Flotante, cuando corresponda.

GOV

GOV =

=

(TOV - FW) +/- CTF

C)

Estanques de Nave

El GOV se obtiene sustrayendo el volumen de Agua Libre desde El GOV se obtiene sustrayendo el volumen de Agua Libre desde

el Volumen Total Observado (TOV). el Volumen Total Observado (TOV).

GOV

GOV =

=

TOV - FW

Volumen Bruto Observado (GOV)

(22)

(23)

A)

Definición

Es el volumen total de líquido presente en un estanque, Es el volumen total de líquido presente en un estanque, excluyendo el Agua Libre, a la

excluyendo el Agua Libre, a la temperatura de referenciatemperatura de referencia oo estándar (60°F o 15°C).

estándar (60°F o 15°C).

B)

Cálculo

El GSV se calcula multiplicando el Volumen Bruto Observado El GSV se calcula multiplicando el Volumen Bruto Observado (GOV) por el Factor de Corrección de Volumen (VCF).

(GOV) por el Factor de Corrección de Volumen (VCF).

GSV

GSV =

=

GOV x VCF

C)

Factor de Corrección de Volumen (VCF)

El VCF se obtiene de tablas ASTM/API/IP. Existen diferentes El VCF se obtiene de tablas ASTM/API/IP. Existen diferentes tablas de VCF, según sea el tipo de producto, la temperatura de tablas de VCF, según sea el tipo de producto, la temperatura de referencia empleada y el parámetro de densidad utilizado.

referencia empleada y el parámetro de densidad utilizado.

Volumen Bruto

(24)

TABLA

PRODUCTO

T°REF.

DENSIDAD

6A Petroleo Crudo °F Grav. API 60°F 6B Derivados °F Grav. API 60°F 6C General °F Coef. Exp. Termica 6D Aceites Lubricantes °F Grav. API 60°F 24A Petroleo Crudo °F Dens. Rel. 60/60°F 24B Derivados °F Dens. Rel. 60/60°F 24C General °F Coef. Exp. Termica 54A Petroleo Crudo °C Densidad a 15°C 54B Derivados °C Densidad a 15°C 54C General °C Coef. Exp. Termica 54D Aceites Lubricantes °C Densidad a 15°C ASTM D 4311 Asfalto a 60°F T-1 Asfalto a 15°C T-2 °F °C API a 60°F Densidad a 15°C

Tablas de VCF

(25)

A)

Definición

Es el volumen total de producto “puro” presente en un Es el volumen total de producto “puro” presente en un estanque, excluyendo el Agua Libre y las impurezas en estanque, excluyendo el Agua Libre y las impurezas en emulsión/suspensión (S+W), a la

emulsión/suspensión (S+W), a la temperatura de referenciatemperatura de referencia oo estándar (60°F o 15°C).

estándar (60°F o 15°C).

B)

Cálculo

El NSV se calcula sustrayendo el volumen de Agua y El NSV se calcula sustrayendo el volumen de Agua y Sedimentos (S+W) del Volumen Bruto Estándar (GSV). Sedimentos (S+W) del Volumen Bruto Estándar (GSV).

NSV

=

GSV - S+W

C)

Agua y Sedimentos en Suspensión (S+W) (S&W)

Por medio del análisis de una muestra del producto se obtiene Por medio del análisis de una muestra del producto se obtiene el % de S+W, que son las impurezas que se encuentran en

el % de S+W, que son las impurezas que se encuentran en emulsión y/o suspensión. El volumen de S+W se obtiene emulsión y/o suspensión. El volumen de S+W se obtiene aplicando este porcentaje al GSV.

Volumen Neto

(26)

è

_{EN PRODUCTOS DERIVADOS, TALES COMO LAS}

GASOLINAS Y EL DIESEL OIL, LA DETERMINACION DE

AGUA Y SEDIMENTOS EN EMULSION/SUSPENSION

(S+W) NO ES APLICABLE, POR LO TANTO:

VOL. BRUTO ESTANDAR = VOL. NETO ESTANDAR

GSV

GSV = NSV

= NSV

Volumen Neto

(27)

Definición

Es la suma del Volumen Bruto Estándar (GSV) y del

Agua Libre

(FW). Es un parámetro que se utiliza

siempre en operaciones ce

carga/descarga de buques

para determinar el volumen total de líquido

entregado/recibido, a temperatura estándar (60°F o

15°C).

TCV

=

GSV + FW

GSV

+ FW

Volumen Total Calculado (TCV)

(28)

S&W PRODUCTO FW FW S&W PRODUCTO x VCF x VCF S&W PRODUCTO PRODUCTO PRODUCTO PRODUCTO TOV @ t° FW GOV @ t° GSV @ T° T= Estandar NSV @ T° T= Estandar t° < 60°F t° > 60°F t° < 60°F t° > 60°F S&W

Esquema de la Relación de

(29)

Cálculo

El Peso Bruto se obtiene multiplicando el

El Peso Bruto se obtiene multiplicando el Volumen

Volumen

Bruto Estándar

Bruto Estándar por la

por la Densidad Aparente

Densidad Aparente (en Aire) del

(en Aire) del

producto a la misma temperatura de referencia.

Peso Bruto =

Peso Bruto = GSV

GSV

_60°F_60°F

x Dap

_60°F_60°F

Peso Bruto = GSV

_15°C_15°C

x

Dap

_15°C_15°C

NOTA: el Factor de Conversion de Peso (Weight Conversion Factor, WCF) es una Densidad en Aire

Peso Bruto

(30)

Procedimiento

El procedimiento para calcular el Peso Bruto en Aire

depende de la temperatura de referencia empleada en el

GSV.

Peso Bruto =

Peso Bruto = GSV

GSV

_60°F_60°F

x WCF

_{TABLA 13}_TABLA ₁₃

Peso Bruto = GSV

_15°C_15°C

x

WCF

_{TABLA 56}_{TABLA 56}

NOTA:

NOTA: La Tabla 13 entrega la densidad aparente en TM/Bbls. En Chile se utiliza normalmente una Tabla 13 Modificada, que entrega el factor en TM/m3. La Tabla 56 entrega un factor en kg/m3.

Peso Bruto

(31)

Procedimiento

TM =

TM = Bbls

Bbls

_60°F_60°F

x WCF

_{T-13 (TM/Bbls}_{T-13 (TM/}_{Bbls @ 60°F)}_{@ 60°F)}

TM =

TM = m3

m3

_60°F_60°F

x WCF

_{T-13 Mod}_T-13 _{Mod (TM/m3 @ 60°F)}_{(TM/m3 @ 60°F)}

kg

=

m3

_15°C_15°C

x WCF

_{T-56 (kg}_{T-56 (}_{kg/m3 @ 15°C)}_{/m3 @ 15°C)}

Peso Bruto

(32)

Procedimiento

En Productos Derivados, tales como el Diesel Oil y las

Gasolinas, el Peso Neto es igual al Peso Bruto, ya que

no tienen Agua y Sedimentos en Suspensión:

Peso Bruto

Peso Bruto =

=

Peso Neto

(33)

Procedimiento de Cálculo / Derivados

Inicial Inicial Final - Sonda Total - Agua Libre - Temperatura - Sonda Total - Agua Libre - Temperatura Tabla Calibración

TOV

FW

GOV

TOV

FW

GOV

Tabla Calibración

(34)

Inicial

Inicial FinalFinal

FCV

GSV / NSV

Tabla 6B / 54B API 60° / D 15°C

FCV

GSV / NSV

GOV

X

WCF WCF WCFWCF

PESO

B/N

PESO

B/N

X X

1

2

Tabla 13 / 56 API 60° / D 15°C

(35)

2

1 GSV Final - GSV Inicial = GSV Recibido

(36)

Parámetros de Densidad

Densidad

_{Densidad Relativa}

Densidad Aparente

Densidad Relativa

Aparente

(37)

Definición (ASTM E 12):

Es la

Es la masa

masa por unidad de volumen de un

por unidad de volumen de un

material a una temperatura determinada (

material a una temperatura determinada (gr

gr//ml

ml,,

kg

kg/l,

/l, kg

kg/m3).

/m3).

Masa =

Peso en Vacío

Masa =

Peso en Vacío

Densidad (En Vacío)

(38)

Definición (ASTM E 12):

Es el

Es el peso en aire

peso en aire por unidad de

por unidad de

volumen de un material a una

temperatura determinada (

temperatura determinada (gr

gr//ml

ml,, kg

kg/l,

/l,

kg

kg/m3).

/m3).

Densidad Aparente (En Aire)

(39)

Definición (ASTM E 12):

Es la razón (cuociente) entre la densidad

de un material a una Tº dada, y la densidad

del agua destilada a una Tº dada

(generalmente la misma Tº).

(generalmente la misma Tº). NO TIENE

NO TIENE

UNIDADES.

DR 20/20ºC

DR 60/60ºF

DR 15/4ºC

D

=

DR

x D

x

D

Agua

Densidad Relativa (En Vacío)

(40)

Definición (ASTM E 12):

Es la razón (cuociente) entre la densidad

aparente de un material a una Tº dada, y la

densidad aparente del agua destilada a una

Tº dada (generalmente la misma Tº).

Tº dada (generalmente la misma Tº). NO

NO

TIENE UNIDADES.

DRap

DRap 20/20ºC

20/20ºC

DRap 60/60ºF

DRap

60/60ºF

DRap 15/4ºC

DRap

15/4ºC

Dap

=

DRap

x Dap

x

Dap

Agua

Dens

(41)

Es una escala numérica utilizada en la

industria petrolera para expresar la

Densidad Relativa de un líquido. La

Gravedad API se mide a través de un

hidrómetro que posee una escala graduada

en grados API.

141,5

Grav

Grav. API 60°F =

. API 60°F =

- 131,5

DR 60/60°F

Gravedad API

(42)

Se puede determinar la Densidad Aparente

a partir de la Densidad en Vacío, aplicando

la corrección por efecto de la flotabilidad

en aire:

Densidad (

Densidad (Vac

Vac))

Corrección

0,600 - 1,000

-0,0011

1,000 - 1,700

-0,0010

Densidad (Vacío) v/s Densidad Aparente

(43)

Empleando la

Empleando la Tabla 56 ASTM/API

Tabla 56 ASTM/API se

se

puede encontrar la equivalencia entre la

densidad en vacío (

densidad en vacío (kg

kg/m3) y la densidad

/m3) y la densidad

aparente (

aparente (kg

kg/m3) o el factor para convertir

/m3) o el factor para convertir

el Peso en Vacío en Peso en Aire (y

viceversa).

Densidad (Vacío) v/s Densidad Aparente

(44)

••

La longitud de una cinta metálica varía con los

cambios de temperatura. Este cambio es

proporcional al Coeficiente de Expansión Lineal

((Cel

Cel) del material.

) del material.

••

Para Acero Inoxidable, Cel

Para Acero Inoxidable,

Cel = 0.00000883/°F

= 0.00000883/°F

Ctt

Ctt = 1 + {

= 1 + {Cel

Cel x (T - 68)}

x (T - 68)}

Corrección por el Efecto de la Temperatura sobre

la Longitud de la Cinta de Medición