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[arnaldo]

Estimado señores:

El tema que yo trato es Específicamente Sistema de Recuperación de Vapores para un tanque Horizontal de Gasolina 84 de 20000 glns de capacidad., este Tanque se encuentra ubicado en la Selva Peruana.

Lo que sucede es que cuando uno llena el tanque se generan vapores o por la temperatura elevada de la zona., este tanque es hermético y lleva una válvula de presión/vació.,
El tanque de 20000 galones se llena cada tres meses.

Mi pregunta es la siguiente siendo un tanque relativamente pequeño es necesario instalar un sistema de recuperación de vapores de acuerdo a normas internacionales API o podría quedar solo con la válvula presión/vació.

Mi observación es que un sistema de recuperación de vapores es caro para un tanque tan pequeño., conseguí unas referencias de las exigencias de los sistemas de recuperación de vapores y me mencionan que estos deben tener una eficiencia superior al 90%.
Tengo otra alternativa que seria quemar los vapores que se generan durante el llenado del tanque o por la temperatura excesiva de la zona., esto implicaría instalar un quemador., aun así este sistema es caro.

Me gustaría saber sus comentarios y saber como es que se maneja este tema., si tienen algunas recomendaciones desde ya les agradezco.

Como podria conseguir la parte del API 2000, referente al tema recuperacion de vapores de combustibles (gasolina, Diesel, Turbo)

Gracias de Antemano.

[Art Montemayor]

Arnaldo:

Primero necesitamos las características de tu tanque de almacenamiento y la forma como lo trabajan. Por ejemplo:

• ¿Qué grado o tipo de gasolina es “Gasolina 84”?
• ¿Cuál es la presión de vapor (real y Reid) de la gasolina almacenada?
• ¿Cual es su presión de trabajo, máxima del tanque? ¿Que es su espesor en la pared cilíndrica y que tipo de cabezales tiene?
• ¿Que es la temperatura máxima de trabajo del tanque? ¿Se puede suponer que llega hasta 50 ^oC?
• ¿De donde origina la temperatura de la gasolina almacenada? ¿Del ambiente? ¿De la producción?
• ¿A que presión esta calibrada para abrir la válvula de relieve?
• ¿Esta vacío el tanque al llenarse – o se le entrega gasolina cada día en varias cantidades? ¿A dónde se vacía? ¿Se emplea el tanque para llenar camiones de transporte de gasolina?
• ¿Esta ubicado el tanque bajo un galpón o techo?
• ¿Quién diseñó y fabricó el tanque? ¿Tienes los cálculos de diseño y los dibujos de fabricación disponibles?

No existen “normas internacionales API” para un sistema de recuperación de vapores. Además no hay parte del papel “API Standard 2000” que menciona el tema de recuperación de vapores de combustibles.

Supongo que tu tanque mide aproximadamente 4 metros de largo (tangente a tangente) por 3.7 metros de diámetro y con cabezas tipo bombeadas. Sin mas información tuviera que suponer que la gasolina en cuestión tiene una presión de vapor real de 14.5 psia a 50 ^oC.

Espero tus respuestas.

[arnaldo]

Art.

Adjunto respuesta a las preguntas:

• ¿Qué grado o tipo de gasolina es “Gasolina 84”? Grado API a 16.5 Grados Celsius es 60
• ¿Cuál es la presión de vapor (real y Reid) de la gasolina almacenada? Tiene una presión de vapor Reid de 8.5Psi
• ¿Cual es su presión de trabajo, máxima del tanque? ¿Que es su espesor en la pared cilíndrica y que tipo de cabezales tiene? creo que debe ser 1/4" a 5/16" en PL. A36., no hay planos de este tanque.
• ¿Que es la temperatura máxima de trabajo del tanque? ¿Se puede suponer que llega hasta 50 oC? El tanque trabaja a una temperatura ambiente máx. 40C, no lleva termómetros, en alguna parte del API indica que es necesario que lleve indicadores de temperatura?
• ¿De donde origina la temperatura de la gasolina almacenada? ¿Del ambiente? ¿De la producción? Del ambiente.
• ¿A que presión esta calibrada para abrir la válvula de relieve? Este era un tanque que solo llevaba venteo pero por exigencias medioambientales les han exigido colocar la valvula presión vacío, no sabría a que presión lo han calibrado la válvula, se que normalmente estas válvula de presión lo calibran a 1.5 la presión de trabajo.
• ¿Esta vacío el tanque al llenarse – o se le entrega gasolina cada día en varias cantidades? ¿A dónde se vacía? ¿Se emplea el tanque para llenar camiones de transporte de gasolina? el tanque tiene un nivel visual mínimo y que cuando llega a ese nivel aprox. se hace el llenado del tanque.
  Del tanque se vacia a traves de un surtidor y una pistola de llenado a unos cilindros de 55 galones aprox. (similar a los que existen en los grifos).
• ¿Esta ubicado el tanque bajo un galpón o techo? El tanque esta ubicado al aire libre, tiene un cerco para cuando hay derrames.
• ¿Quién diseñó y fabricó el tanque? ¿Tienes los cálculos de diseño y los dibujos de fabricación disponibles? No hay planos del tanque. Diámetro = 3.34m. largo =9.16m. y es de tapas planas no bombeadas.

Te adjunto Foto,

Desde ya agradesco tu atención.

Arnaldo.

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[Art Montemayor]

Arnaldo:

Muchísimas gracias por tu rápida respuesta. Me has dado todo los datos que necesitaba para poder comentar con claridad y confianza. Además de tus datos, las fotos son muy útiles, aunque hubiera preferido unos dos o tres más del tanque y su instalación. Pero esta bien. Ya tengo una buena idea de que se trata y del alcance de esta instalación. Te doy enseguida, en forma detallada, mis comentarios sobre lo que quieres lograr y lo que opino sobre la instalación:

Para recuperar los vapores de gasolina creados en el tanque debido a la temperatura ambiental en la Selva Peruana no vale la pena – en mi opinión. En mi experiencia, la lavada va salir más cara que la camisa. Las razones en las cuales baso mi opinión son varias:

a) Un método de evitar la perdida de gasolina al ambiente seria de simplemente aumentar la presión de almacenaje. Sabiendo bien claro con que tipo de tanque tratamos, no recomiendo que aumentes la presión a este tanque. A lo contrario – te ruego que le metas soplete a este tanque y mándalo a la chatarra. Más abajo te doy detalles sobre esta opinión.

b) Otro método seria de instalar una unidad de refrigeración y mantener los vapores dentro el tanque a una temperatura en la cual su presión de vapor de la gasolina es menor que la presión de venteo. Sabiendo que tipo y fabricación de tanque tenemos, yo digo que no vale la pena ni poner lápiz a papel para calcular si este método se puede justificar. A mi pensar y experiencia esto seria una perdida de tiempo ya que esto costaría mas de lo que vale el tanque – y tus gastos de energía y mantenimiento estarían por los cielos.

c) Un método que se emplea bastante es el de instalar un compresor y comprimir los vapores conjuntamente con un condensador en la descarga. Este proceso licua los vapores y los regresa al tanque. Pero nuevamente llego a la misma conclusión como en el punto anterior: no se puede justificar por razones de costo de Capital y de operación y mantenimiento.

La razón básica en que me sostengo es que tu tanque no es adecuado para el servicio en cual lo han sometido. En mi opinión, este tanque con las justas sirve como para agua potable – y aun así, sigue sujeto a la corrosión y mantenimiento. Con solo una chapa de 1/4” o 5/16” tenemos con las justas suficiente material para soldar – y eso que no tenemos un espesor adicional de contingencia. Y para rematar el asunto, no tenemos ni idea de que cálculos o diseño se emplearon en su fabricación – además que también nos hacen falta sus dibujos. Ya que tuve la oportunidad de trabajar como gerente de producción en el Perú en mi juventud, siento que tengo buena idea de que se trata esta instalación y me da lastima que tu tambien te encuentres en la misma situación como yo me encontré en aquellos años pasados bajo semejantes situaciones. Muchos ha sido los tanques fabricados “a la Criolla” que he tenido que descartar o destruir debido al simple hecho que, dentro un ambiente serio e industrial, no se puede trabajar bajo estas condiciones y al mismo tiempo asegurar la seguridad para el operario y el lucro para el inversionista. Francamente el tanque en cuestión, en mi opinión, debe tener por los menos un espesor de 3/8” y cabezas bombeadas (por lo menos). Esto nos daría un recipiente que simplemente pudiera aguantar la presión de vapor generada por la gasolina caliente – y posiblemente nunca hubiera un desfogue por la válvula de alivio. Eso seria la solución de ingeniería – y no de un empleado de contabilidad.

No creo que vaya ser factible hacer cálculos para este tanque a estas alturas. Lo que esta hecho, es un hecho. Lo único que veo posible para tu propósito es calcular, fabricar, y montar un tanque apropiado – como Dios ordeno – reemplazando el tacho que existe.

Aunque el API no da instrucciones de instalar termómetros en tanques de almacenamiento, estos son probablemente lo primero que se debe tomar en cuenta ya que sin una medida de temperatura, no se puede estimar la presión de vapor (que depende de la temperatura alcanzada). Y es la presión de vapor lo que determina la presión máxima que debe sostener el tanque.

Lamento que tu tengas que encargarte de este proyecto, que es prácticamente imposible de resolver ya que la instalación va contra todo sentido de seguridad, operación lógica, el ahorro de combustible caro, y la preservación del ambiente local. Pero sinembargo me alegro que hay ingenieros en el Perú que no se dan por vencidos ni tampoco dan paso atrás cuando se enfrentan con un situación difícil y desagradable como lo es esta. No hubiera problema alguno hoy en día si algún ingeniero capaz hubiera tomado los pasos necesarios para diseñar, planear, y fabricar un tanque sencillo pero capaz de sostener la presión de vapor generada por la gasolina que contiene. ¡La solución hubiese sido tan fácil! Pero no fue así y ahora te han pasado la papa podrida para que prepares una sopa.

Lo que si es cierto es que me alegro que tu te has interesado hasta llegar al punto de consultar con aquellos de nosotros que ya hemos pisado ese sendero. Con esta información y consultas te pido que tomes las precauciones del caso y trata de verificar a que presión el tanque esta operando al punto de alivio. Luego, haz tus cálculos para verificar cuanto peligro representa el espesor del tanque al tratar de aguantar dicha presión. Si no puedes conseguir el valor del espesor, entonces trata de verificar el espesor en una forma u otra. Es importante que sepas hasta que punto estas tu y tus operarios en peligro de un rotura de tanque. Si no sabes como hacer los cálculos, consigue los servicios de un ingeniero colega civil o mecánico. Si aun no puedes conseguir resultado, vuelve a consultarnos aquí y veremos que se puede hacer. Personalmente, no me gusta como esta pintado este cuadro. Este tipo de tanque esta sujeto a rotura y derrame. El derrame no me molesta tanto como una rotura mientras haya personas en la vecindad. Sin saber cuales son las presiones de diseno, no se puede instalar una valvula de alivio - ya que no sabemos hasta que presion puede aguantar el tanque!

Ojala estos pocos comentarios te sirvan de algún apoyo.

Saludos, suerte, y que ¡Viva el Perú – Carajo!

[arnaldo]

Art. Montemayor,

Agradezco tus comentarios, me parece muy interesante. definitivamente recuperar los vapores no es económico, y el tanque no esta preparado.

Me gustaría saber tus comentarios acerca del quemado de estos vapores de combustible. Si bien los vapores de la gasolina son mas pesados que el aire y generan una atmósfera explosiva, cada ves que estos se envían a la atmósfera, creo que quemándolos, se podría eliminar este riesgo.

Hay algunas recomendaciones que deban tener los gases (presión, volumen) para ser quemados.

Te agradezco de antemano tus comentarios, y si que ¨VIVA EL PERU CARAJO¨.

Arnaldo.

[Art Montemayor]

Arnaldo:

Si, efectivamente tienes toda la razón en creer que estás criando un peligro de incendio cada vez que los vapores de gasolina se envían a la atmósfera. Y ni hablar del costo del desperdicio, además de la contaminación al ambiente. No tiene sentido ventear los vapores a la atmósfera – es un acto que solo produce negativos para todos.

También tienes la razón al pensar que tienes otra opción: la de quemar los vapores en un mechero (“flare”). Sin embargo, vas encontrar que también esta opción te deja sin justificación. El costo unitario (soles/m³ de vapor quemado) para un mechero de esa capacidad y para esa frecuencia va ser astronómico y probablemente es mejor que no se lo menciones al cliente porque te deja parado en mala luz por no ser practico.

Nuevamente vuelvo a repetir el hecho que parece que no hay buenas opciones y mucho menos soluciones. No es tu culpa ni la culpa del proyecto. Simplemente es la culpa de aquel que aplicó un tacho a esta aplicación en vez de instalar un recipiente adecuado para su servicio. Aquí no trato de culpar a nadie; simplemente quiero identificar la falla en la propuesta (o alcance) de tu proyecto: el tanque que existe no es adecuado (ni seguro) para ese servicio. Al tratar de almacenar un fluido en el estado licuado, se tiene que forzosamente tomar en cuenta la presión de vapor del mismo líquido a la temperatura máxima que este puede alcanzar. Esto es una necesidad básica si uno quiere mantener el fluido como líquido – y punto.

Le doy importancia al hecho de que te encuentras en una situación que realmente es desagradable porque pienso que tú te mereces saber la verdad del asunto. Si realmente se propone uno a solucionar este problema, la solución clara es la de instalar un tanque adecuado o – y esto quizás sea tu salida – modificar el tanque que existe. Por ejemplo, sabemos que una plancha de ¼” de acero soldada en forma cilíndrica te da un recipiente que puede resistir hasta 50 psig – mucho por encima de lo que necesitas. Claro que tienes que emplear los cabezales que igualan el cilindro en resistencia. Los cabezales planos son la razón que tu tanque no vale para la aplicación – por el hecho que no tienen resistencia contra la presión de vapor. Lo que puedes estudiar es la modificación del tanque actual, haciendo los cálculos que necesitas, cambiando los cabezales por unos hemisféricos o bombeados, y revisando toda la soldadura existente tanto como el cilindro también. Al comprobar que tienes la opción de elevar la presión de trabajo máxima, te consigues una cotización de un taller en Lima y haces el estudio para sumar todos los costos del proyecto. Vas a necesitar una válvula de seguridad para el caso de un incendio – pero eso es todo. El tanque básicamente se queda igual con la excepción de las cabezas. Los cálculos se hacen suponiendo una eficiencia de soldadura de 85%. Se hace un prueba hidrostática al tanque usando 1.5 veces la presión de diseño. Yo soy de la opinión que si el cilindro se puede recuperar y si el tanque se puede sacar de su uso por una temporada, el costo total seria muchísimo mas barato que un sistema de recuperación o un mechero – y no hubiera pérdidas de gasolina en forma de vapor o el peligro que existe en estos momentos.

Eso seria lo que yo presentaría a gerencia si fuese mi proyecto.

[arnaldo]

Art. Montemayor.

Desde ya te agradezco toda la información proporcionada. Creo que con todo lo que has mencionado queda claro como debería ser la solución a lo planteado.

Y me parece increíble como temas un poco "difíciles", pueden ser tratadas con tanta facilidad por el Internet.

Gracias por todo.

Saludos,

Arnaldo.

[Art Montemayor]

Arnaldo:

No tienes de que. Si es que tienes otras preguntas o inquietudes, solo pásanos la voz.

Estoy seguro que vas a resolver este problemita con éxito. Conozco personalmente muy bien lo que se puede hacer y solucionar en el Perú. En el 1963, mientras trabajaba en el Perú, tuve la oportunidad de diseñar, especificar, y mandar fabricar una cantidad de tanques para almacenar y transportar gas carbónico licuado (a 250 psig y -10 ^oF). Los tanques tenían capacidades entre 6 y 50 toneladas de gas carbónico. Los fabricamos en Lima en los talleres de Fabrimet y Promecan en aquellos entonces. Todo calculo, diseno, fabricacion, pruebas, y aislamiento se hicieron con recursos nacionales. Lo unico que se importó fueron la planchas de acero, las valvulas. y el aislamiento (poliestireno).

Los cuerpos cilíndricos eran de ¾” y 1” de espesor. Los cabezales los fabricamos en Lima en forma hemisférica – no solo para aguantar mayor presión sino también para ahorrarnos divisas al no tener que importar equipo. Las planchas de acero de A-212 las importamos del Japón. Todo se fabricó, se aisló, y se armó en Lima. ¡Y eso fue hace casi medio siglo! Con que espero que ustedes, los nuevos ingenieros con computadoras en vez de reglas de cálculo, puedan dar mejores resultados. Esto fue la primera vez que se produjo, manejó, transportó, y se distribuyó un gas licuado en el Perú. Y todo el equipo mayor fue nacional. La gran mayoría de todos esos tanques y equipo todavía existen – según me cuentan mis antiguos obreros y trabajadores que tuve bajo mi cargo en aquella época. Eso no me extraña. Yo se, personalmente, que existe gente capaz, trabajadora y – sobretodo – ingeniosa en el Perú. Las maravillas del imperio Incaico solo fueron señas de lo que se puede hacer hoy en día en tu patria si uno se prepara y se hace el propósito.

Espero que todo te vaya bien en tu proyecto.