2 replies to this topic

[angelicaacostas]

Buenas Tardes estimado Sr. Art Montemayor

La presente es para consultarle referente a los sistemas de contingencia en patios de tanque de Isobutano presurizados a bajas presiones.

Un Proyecto consiste en la instalacion de un nuevo tanque para almacenar isobutano con sus respectivos compresores, el cual será instalado al lado de un tanque existente. Según nuestras Normas la separacion entre tanques de baja Presion debe ser la mitad del diámetro del tanque mas grande.

El isobutano se encontrará almacenado en el tanque a 8 °F y 2,1 Psig.

Una de las propuestas que realizan aquí es la construcción de fosas dentro del dique del tanque donde se piensa recolectar isobutano (en caso que la junta de expansion de la tuberia de 8" colapse por completo), para evitar el congelamiento de las bases alrededor del tanque y su fractura.

De acuerdo a su gran experiencia quisiera que me contestara las siguientes preguntas:

¿Normalmente se diseñan y construyen Fosas y diques para contingencias en los tanques para almacenamiento de Isobutano?, ¿Por qué?
¿Un derrame de isobutano producto de una ruptura de gran magnitud del tubo en el fondo del tanque (8"), podría ser manejado a traves de fosas o diques de contingencia?
¿Qué sistema de contingencia recomendaría Ud?

¿Es valido adicionar fosas cuando el volumen del dique no es suficiente para contener el 100% del volumen de ambos tanques?


Para mejor visión anexo diagrama esquematico

Esperando una grata respuesta, espero contar con su opinion respectiva.

Muchas gracias


Atentamente

Maria Acosta
Ing. de Procesos
Seccion Diseño y Proyecto

[Art Montemayor]

Buenas, Maria Angélica.

Como tengo - a estas alturas - un buen conocimiento de tu propuesta instalación en El Palito me siento capacitado en comentar sobre el tema de seguridad contra un derrame de isobutano líquido dentro un dique que protege un patio de tanques con isobutano adentro. Gracias a tus previas explicaciones y detalles, entiendo con claridad lo que estas pintando como un escena potencial. Me da gusto que estés tomando el tema de seguridad sobre el patio de tanques con la seriedad que merece tal instalación. La consecuencia de un derrame de isobutano líquido representa una amenaza seria y potencialmente fatal para una instalación tal como la que operas en El Palito. En mi opinión la mayoría del tiempo dedicado a la ingeniería en este proyecto debe de tratar con todos los aspectos de seguridad en las operaciones. Y un potencial derramamiento es una posibilidad que no solo es muy creíble, sino también se debe de tener planes y preparaciones listos para combatir el resultado y defender la seguridad de personal y de equipamiento en el área afectada.

Tratándose de gases licuados que son inflamables y explosivos – como lo es el isobutano – lo que uno trata de hacer es criar un sistema de drenaje que inmediatamente dirige el derrame líquido hacia un depósito seguro, aislado, y retirado de fuentes inflamables. Las propiedades del isobutano son tal que no es aconsejable mantener el derrame de líquido dentro el dique inmediato que protege los tanques de isobutano. Incluso, el mismo dique representa un elemento negativo para combatir un derrame de isobutano. En este caso, uno no quiere mantener el derrame en el área alrededor de los tanques. Al escaparse el isobutano líquido, el porcentaje de líquido que se convierte en vapor va ser lo siguiente:

V / F % = (hF - hL) / (HV -hL) = (77.923 – 74.718) / (231.76 – 74.718) = 2.04%

Donde,
V = vapor formado por la expansión del liquido derramado, lb
F = cantidad de liquido derramado, lb
hF = entalpía del isobutano liquido que se derrama, Btu/lb
hL = entalpía del isobutano liquido que se forma a temperatura reducida debido a la expansión, Btu/lb
HV = entalpía del isobutano vaporizado a temperatura reducida debido a la expansión, Btu/lb

Esta ecuación es la que desarrollé en el workbook que te preparé, en la hoja “Expansión de Gas Licuado”. Los valores de entalpía los consigo de las tablas que incluí en el mismo workbook.

Se puede ver que el derrame, por si, solo produce un 2% de vapor al expansionarse el líquido. Esto significa que el liquido producido a 11 ^oF se va vaporizar al hacer contacto con la tierra, concreto, o cualquier material ambiental con el cual hace contacto. Esta vaporización causa el desarrollo de una gran cantidad de vapor de isobutano que, debido a su gravedad especifica, se mantiene cercas a suelo y no se va con los vientos fácilmente. Este efecto es peligrosísimo para los tanques igual que para los alrededores porque estos vapores, tarde o temprano, van encontrar una fuente de ignición y se van encender, resultando en un infierno de fuego que se va concentrar donde se encuentre la concentración de liquido derramado que sigue vaporizándose y alimentando el fuego resultante. Si es que el liquido derramado se acumula dentro el dique o cerca los tanques de almacenamiento, esto causa que el fuego resultante sobre-caliente los tanques por los procesos de convección y radiación, y esto causa la vaporización del isobutano dentro los tanques – presentando un grave peligro para todo individuo en la vecindad de la planta.

Para evitar este escenario, lo que se trata de diseñar es un sistema eficiente de drenaje que asegure que cualquier derrame dentro el dique se dirige hacia una zona retirada de los tanques tal que el efecto de calentamiento por las llamas no tengan un efecto dañino a los tanques. Yo prefiero tener una zanja que drene el dique y se lleve cualquier liquido hacia fuera, con un declive positivo para asegurar que cualquier incendio de dicho liquido será afuera del dique y retirado de los tanques. Esto resulta en dedicar mucho más terreno para la instalación de almacenamiento, pero considero que esto es la única forma de asegurar un control sobre un potencial incendio causado por un derrame de isobutano. Solo la buena suerte o la mano de Dios pueden evitar que los vapores de isobutano encuentren una fuente de ignición. Una vez que se prenden los vapores, la única esperanza para salvar gente y equipo es asegurar que la fuente de la fuga se puede clausurar con una válvula automática y que el derrame resultante se quema hasta agotarse. Y entre más lejos de los tanques se dirige el derrame, más seguro van a permanecer los tanques y el sistema de almacenamiento que representan una fuente de combustible que seria imposible luchar en contra o apagar. Es por eso que yo no recomiendo el empleo de fosas para mantener el isobutano dentro el dique. Si se emplea una fosa es mejor que se emplee afuera del dique y retirada de los tanques de almacenamiento. Normalmente, en vez de fosa, se excava una depresión en el subsuelo para crear un “laguito” de emergencia. La ubicación de este laguito debe tomar en cuenta la dirección preferencial de los vientos, la cantidad de líquido que se estima podría resultar como fuga, la distancia con los tanques, etc. Cabe la posibilidad que después de un estudio de seguridad, se llegue a la conclusión que es mucho mas recomendable emplear este laguito como “mechero” en vez de dejar que los vapores de isobutano formen una nube de incendio, según encuentran un punto de ignición. Dependiendo de la localidad y las cantidades en cuestión, pueda que sea más seguro encender los vapores al propósito en vez de ser sorprendidos por una combustión instantánea y violenta.

En mi opinión, no es aconsejable emplear el dique como instrumento de retención para un derrame de isobutano. El dique es precisamente el lugar donde uno NO quiere tener un fuego. Esto es invitar un desastre causado por falla de los tanques debido a las altas temperaturas y la gran cantidad de combustible que contienen estos. El dique, mas bien, en esta aplicación se emplea para “guiar” cualquier derrame hacia fuera o hacia un lugar seguro donde se puede trasladar o controlar con seguridad y sin perjudicar los tanques de almacenamiento.

Las medidas de seguridad que yo considero como primordialmente importantes son:

1. La ubicación del patio de tanques debe estar alejado de todo proceso y habitación humana. Es vitalmente importante que se dedique suficiente terreno para manejar un derrame de liquido en una emergencia y permitir el incendio seguro del mismo.
2. Válvulas de paro en emergencia deben ser instaladas directamente en las boquillas de los tanques para asegurar que un operario pueda tener la opción de aislar ambos tanques. Estas válvulas normalmente son de tipo “Fail Close” (cierran con falla de señal) y de construcción “Fire Safe” (a prueba de fuego).
3. Instrumentos (“sniffers”) para indicar la presencia de isobutano (o otros gases hidrocarburos) dentro el dique y señalar alarma con posible paro de emergencia.
4. No se puede depender en mantener una bomba dentro el dique para evacuar líquidos hacia fuera. Este método no es factible ya que el momento que ocurre un incendio dentro el dique, los cables de electricidad van a resultar totalmente quemados y la bomba no va poder funcionar. Es por eso que el uso del dique se dedica a guiar cualquier liquido hacia fuera y no de mantenerlo adentro donde presenta el peligro mas grave. Mejor es luchar contra un fuego afuera del dique y lejos de los tanques en vez de tener que luchar contra un fuego alrededor de los tanques.
5. Yo prefiero NO EMPLEAR mangueras o “junta de expansión” en tubería de gases licuados. Para mi, lo mas seguro y mas fuerte es el uso de tubería de acero inoxidable en forma de “Omega” – o en tal forma que el tubo mismo absorbe el movimiento causado por su dilatación que se debe a la diferencia en temperaturas. Claro que este sistema cuesta mas – pero no en el uso de acero inoxidable, sino por el área o campo que consume al emplearse en forma de omega o “cola de chancho”. Esto simplemente quiere decir que se necesita mas área de dique.

Ojala he contribuido un poco de mi experiencia y conocimientos al dar respuesta a tus inquietudes y tambien te puedan ayudar en formar un proyecto que sea no solo practico, util, eficiente, y sobre todo SEGURO para ti y para tus trabajadores.

[angelicaacostas]

Gracias por sus comentarios