introducción al transporte de hidrocarburos

21/07/2015

MODULO I DOCENTE: ING. CARLOS CESAR ROJAS GOMEZ UNIDAD 1: TRANSPORTE DE LOS HIDROCARBUROS

TRANSPORTE DE LOS HIDROCARBUROS 

En el mundo del petróleo los oleoductos y los buques tanqueros son los medios por excelencia para el transporte del crudo.

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El paso inmediato al descubrimiento y explotación de un yacimiento es su traslado hacia los centros de refinación o a los puertos de embarque con destino a la exportación

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Para ello se construye un oleoducto, trabajo que consiste en unir tubos de acero a lo largo de un trayecto determinado, desde el campo productor hasta el punto de refinación y/o de embarque.

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La capacidad de transporte de los oleoductos varía y depende del tamaño de la tubería. Es decir, entre más grande sea el diámetro, mayor la capacidad.

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Estas líneas de acero pueden ir sobre la superficie o bajo tierra y atraviesan la más variada topografía. Generalmente van enterradas a 1.50/2.0 metros de profundidad.

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En la parte inicial del oleoducto una "estación de bombeo" impulsa el petróleo y, dependiendo de la topografía por donde éste pase, se colocan estratégicamente otras estaciones para que le permitan superar sitios de gran altura, como las cordilleras. Los oleoductos disponen también de válvulas que permiten controlar el paso del petróleo y atender oportunamente situaciones de emergencia, como las que periódicamente ocurren por efecto de las voladuras. El gas natural se transporta en idénticas circunstancias, pero en este caso la tubería se denomina "gasoducto". Hay ductos similares que cumplen funciones específicas: poliductos para gasolinas y otros derivados; propano-ductos para gas propano, etc. Los buque-tanques son a su vez enormes barcos dotados de compartimientos y sistemas especialmente diseñados para el transporte de petróleo crudo, gas, gasolina o cualquier otro derivado. Son el medio de transporte más utilizado para el comercio mundial del petróleo.

DISTRIBUCIÓN DEL PETRÓLEO 

El destino final del petróleo y sus derivados es el consumidor final. En el proceso intervienen distribuidores mayoristas y minoristas, y se emplean todos los medios posibles para el transporte y venta. Se agrupan bajo esos vocablos las operaciones finales, pero no las más delicadas de la industria petrolífera, que consisten en transportar los productos salidos de la refinería, almacenarlos en depósitos y puntos de venta y, por último, expenderlos a los clientes gracias a una red de comercialización que cubra el conjunto del territorio.

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Ciertos clientes importantes pueden ser servidos directamente de las refinerías. Así es como una central eléctrica recibirá su fuel- oíl directamente por oleoductos o cisternas pero, por regla general, la distribución exige un despliegue de medios múltiple en función de la infinita variedad de necesidades de los clientes, y no sólo por los productos en sí mismos, sino también por los servicios accesorios a la venta.

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TRANSPORTE DEL GAS NATURAL 

En forma parecida a lo que ocurre c on el petróleo, el gas natural también posee una extensa red m undial de transporte a base de gasoductos y barcos especializados.

El gas natural necesita poca transform ación para ser utilizado en sus destinos finales de la industria y los hogares. En ocasiones es preciso filtrarlo de impurezas o reducir su grado de humedad. Una vez que está listo, comienza su largo v iaje a partir de los yacim ientos hasta las grandes estaciones de distribución en el país de destino. Otra parte importante se transporta en forma de Gas Natural Licuado (GNL). El gas en bruto se enfría y comprim e hasta que pasa al estado líquido. Entonces de carga en grandes buques m etaneros, que depositan su carga en estaciones de regasifi cación (como la de Barcelona, la primera en funcionar). De ahí, el gas natural reconstitui do se inyecta en la red fina de distribución.

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La eficienci a del gas natural reside principal mente en su composición. El gas natural está compuesto en un 90% o 95% por gas metano. El metano es un gas que se obtiene de la descomposición de materi a orgánica en ausencia de oxígeno. Por ell o, cuando se quema, para producir energía calorífica, sólo emite CO2 en bajas cantidades. Lo cual supone un coste ecológico para el Planeta menor que la quema de otros combustibles fósiles.

Matriz d e Energía Primaria en el Mundo “ Más del 55% de la fuente de energía primaria consumida en el mundo depende del petróleo o el gas natural ”

“ El 57% del petróleo c r ud o c on su mi do es importado por los países que consumen. ”

“ El 30% del gas natural consumido es importado por los países que consumen. ”

Mercados de consumo alejados de las zonas de producción. “ Necesidad de SISTEMAS DE TRANSPORTE Y  ALMACENAM IENTO”

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Tipos de Sistemas de Transporte 

Sistema de Transporte por ductos  Apr ov isi on am ien to seg ur o, eco nó mi cam ent e co mp eti ti vo en líq ui do s y g ases , el m ás u t il iz ad o en l a i nd u st r ia d e h id r oc ar b ur o s y b aj a p r ob ab il id ad d e p ér d id as .

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Sistema de Transporte por camiones cisternas. Probable intermitencia en el aprovisionamiento, competitivo en el transporte de líquidos y gran probabilidad de pérdidas.

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Sistema de Transporte por línea férrea.  Apr ov isi on am ien to seg ur o, nec esi dad de gr and es un id ades de alm acen ami ent o, c om pet it iv o en el t r an sp o rt e d e l íq u id o s y g r an p r ob ab il id ad d e p ér d id as .

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Sistema de Transporte Marítimo  Apr ov isi on am ien to seg ur o, nec esi dad de gr and es un id ades de alm acen ami ent o, c om p et i ti v o a d i st an c ia s m u y l ar g as p ar a l íq u id o s y g as es , g r an p r ob ab il i d ad d e pérdidas.

 ANTES DE LA SEGUNDA GUERRA MUNDIAL LOS BARRILES ERAN TRANSPORTADOS EN FERROCARRILES.

DESPUES DE LA II GUERRA MUNDIAL FUE QUE EMPEZARON A CONSTRUIR LOS OLEODUCTOS Y POLIDUCTOS.

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OLEODUCTOS: ES EL CONJUNTO DE INSTALACIONES QUE SIRVE DE TRANSPORTE POR TUBERÍA DE LOS PRODUCTOS PETROLÍFEROS LÍQUIDOS, EN BRUTO O REFINADOS. EL TERMINO "OLEODUCTO" COMPRENDE NO SOLO LA TUBERÍA TRONCAL QUE ES AQUELLA QUE SE EXTIENDE DESDE EL ÁREA DE PRODUCCIÓN, SINO TAMBIÉN LAS INSTALACIONES NECESARIAS PARA LA EXPLOTACION DEL CRUDO DENOMINADAS PATIO DE TANQUES

GASODUCTOS: CONDUCEN EL GAS NATURAL QUE PUEDE PRODUCIRSE DESDE UN YACIMIENTO DE GAS LIBRE O  ASOCIADO A PLANTAS SEPARADORAS Y FRACCIONADORAS. A PARTIR DE DICHOS PROCESOS DE SEPARACIÓN, EL GAS YA TRATADO ENTRA A LOS SISTEMAS DE TRANSMISIÓN PARA SER DESPACHADO AL CONSUMIDOR INDUSTRIAL Y DOMESTICO.

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POLIDUCTOS: SON REDES DE TUBERÍAS DESTINADOS AL TRANSPORTE DE HIDROCARBUROS O PRODUCTOS TERMINADOS.

PATIOS DE TANQUES: SON LUGARES DONDE SE RECIBE EL PETRÓLEO BOMBEADO DESDE LOS CAMPOS PETROLÍFEROS, EN EL PASAN POR UNA SERIE DE PROCESOS EN LOS CUALES SE LE REMUEVE EL AGUA Y LA SAL QUE CONTIENE, SE ALMACENA, SE AFORA Y SE BOMBEA HACIA LOS TERMINALES Y REFINERÍAS, CON LA FINALIDAD DE SER REFINADO Y/O EXPORTADO

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Costos d e Transporte d e Petróleo Crudo

Tanques

“ Los sistemas de transporte por t ubería son destacables por su eficiencia y bajo costo de transporte”

Tuberías Barcaza Ferrocarril Cisterna

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c$/1000 Barril Milla

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Sistema de Transp ort e en Boliv ia

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Red Nacional de Gasoductos

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Red Nacional de Oleoductos

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Red Nacional de Poliductos

Red Troncal 4167 km

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Red Troncal 2383 km

Red Troncal 1512 km

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GASODUCTO AL ALTIPLANO (GAA ) GAA permite el abastecimiento a:

CBBA

LA PAZ 

ORURO 

EL ALTO 

Tramo Oruro - Senkata Capacidad = 24.60 MMscfd  Tramo Parotani - Oruro Capacidad = 28.40 MMscfd  Tramo Rio Grande- Parotani Capacidad = 75.00 MMscfd 

GAA-I I

GAA-I  

GASODUCTO AL ALTIPLANO (GAA ) DEMANDA DE GAS  AL OCCIDENTE

PRESENTA UNA TENDENCIA CRECIENTE HA SOBREPASADO A LA OFERTA EN LAS ÚLTIMAS GESTIONES LA DEMANDA INSATISFECHA OCASIONA

OBSTACULIZAR EL DESARROLLO DE LOS DIFS. SECTORES: POR LO CUAL SE HA PUESTO EN MARCHA SISTEMA INTEGRADO D E GAS AL OCCIDENTE 

(SIGO)

HOSPITALES 

GEN. DE ENERGÍA

INDUSTRIAS 

DAR SOLUCIÓN ESTRUCTURAL AL  ABASTECIMIENTO DE GAS A OCCIDENTE BRINDAR FLEXIBILIDAD Y SEGURIDAD AL TRANSPORTE HACIA ESTA REGIÓN

ABARCA LOS SIGUIENTES PROYECTOS:

 AMPLIACIÓN GAA F-III

GNV Y GAS DOM.

MEDIANTE LA CONTRUCCIÓN DE LÍNEAS PARALELAS (LOOPS) LIBERAR LA OFERTA DE 75 MMscfd de RGD MEDIANTE EL TRASPORTE DE GAS DESDE CARRASCO HASTA CBBA

CONTRUCCIÓN GCC

TRANSFORMACIÓN TEMP. OCC A GAS

 APORTE DE 120 MMscfd

CONCLUIDO EL DUCTO

 APORTE DE 250 MMscfd

CON COMPRESIÓN INTERMEDIA 

MITIGAR DEMANDA HASTA CONCLUSIÓN GCC

 APORTE DE 22 MMscfd

W. Gon zales M.

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Factores que Influyen en el Diseño de Líneas

Propiedades

Económicos

Condiciones

de los fluidos de diseño Capacidades de aprovisionamiento y demanda, y localización de amb os. Códigos y estándares Ruta, topografíay acceso Impacto medioambiental

Impacto

hidrológico Impacto sísmico y volcánico  Material Construcción Operación Protección Integridad a largo plazo

Propiedades y Tipos de Sistemas de Transpor te

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 

Líneas de transporte de agua líquida. Línea de transporte de vapor sobrecalentado. Líneas de transporte de crudo o condesado y derivados. Líneas de transporte de parafinas. Líneas de transporte de aceite base. Líneas de transporte de fluidos refrigerantes. Líneas de transporte de aire comprimido. Líneas de transporte de gas natural, gas de refinería, gas de procesos y equipos. Líneas aereas y enterradas. Etc.

       

Fluidos en fase líquida y gaseosa. Distintos tipos de material de tubo. Distintas velocidades de flujo Distintas presiones de trabajo Distintos grados de corrosión Distintos niveles de temperatura Líneas aéreas y enterradas Transportan substancias puras y mezclas.

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Propiedades de Transpor te de los Fluidos 

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Densidad del fluido ( ) y Gravedad Específica (G) Viscosidad absoluta ( ) Efecto de la Presión (P) y Temperatura (T) Calor específico (cp y cv) Conductividad térmica (k)

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Definen el regimen de flujo (laminar, turbulento, etc). Definen la caida de presión ( P). Definen el calentamiento o enfriamiento del producto ( T). Definen la capacidad de transporte del duc to ( el caudal Q).  Afec tan en l as l on gi tu des de transporte (L). Definen el diámetro (D), espesor de material (t) y material del tubo. Influyen en los niveles de corrosión por erosión (tce) Definen el tipo de inhibidor de corrosión a utilizar.

Efectos del Medio Ambi ente DUCTOS ENTERRADOS •Temperaturadel suelo •Conductividad del suelo •Densidad del suelo •Calor específico del suelo •Profundidad de entierro de ducto

DUCTOS AEREOS Temperatura Velocidad del aire externo Estabilidad del suelo Lluviay nieve Cargas externas de soporte

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Efectos del Mercado de Demanda y Selección de Ruta Verificación del Id en ti fi cac ió n

marco regulatorio y libre acceso.

d e l os p un to s d e ap ro vi si on am ien to y d e d es pac ho en

mapas a escala. Identificación de

los puntos de control sobre el mapa.

Esquematizar

la ruta más corta considerando preocupación ( picos elevados, tipo de terreno,lagos, etc)

áreas

de mayor  

Dibujar

la ruta seleccionada sobre fotografías aéreas y análisis de la ruta seleccionadautili zando un estereoscopio. Ref in ar

el t razad o d e l a r uta p ar a ac om od ar lo en m ej or t er ren o, d e m ás fácil acceso, etc.

Códigos y Normas de Diseño  ASME Sección VIII Div. 1

AMERICAN SOCIETY OF MECHANICAL ENGINEERS. Boiler and pressure vessel code, Section VIII, pressure Vessels, Divition 1. ( Código de calderas y recipientes a presión, Sección VIII, División 1)

 ASME B 31.1  ASME B 31.3

Construcción de tuberías de agua y vapor Construcción de tuberías de aire en estaciones

 ASME B 31G ( NG18)

Reparación de tubería corroida

 ASME/ANSI B 16.21

Empaquetaduras planas no metálicas para bridas.

 ASME B 31.3

Sistemas de tuberia para Gas Natural Licuado

 API 6D

AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE, Specifications for pipeline valves, end closures connectors and swivels. ( Válvulas en ductos, conectores y eslabones giratorios de cubiertas de extremos )

 API 5L

AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE, Specifications for linepipe API 5L

 API RP 5L 1

Practica recomendada para el transporte ferroviario de tubería de línea

 API RP 5L 5  API RP 5L 6

Practica recomendada para el transporte marítimo de tubería de línea Practica recomendada para el transporte de tubería de línea en zonas anegadas

 API RP 1102

Practica recomendada para el cruce de carreteras y ferrocarriles para oleoductos

 API 610

Bombas centrífugas

 API 619  API 618

Compresores rotatorios Compresores reciprocantes

 API 616

Turbina a gas

 API 1104  API 617 - PTC 22

Soldadura Compresores centrífugos

 API 1110

Test hidráulico para tuberías que transportan hidrocarburos líquidos

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Códigos y Normas de Diseño  API RP-500-1991

Práctica recomendada para la clasificación y ubicación de instalaciones eléctricas para

 API RP 550

Procesos de instrumentación y control

 API 661

Intercambiadores: Aeroenfriadores

 ANSI B16.5

AMERICAN NATIONAL STANDARDS INSTITUTE. Steel pipe flanges and flange fittings

 ANSI B16.9

( Bridas y accesorios bridados de tubería de ac ero) AMERICAN NATIONAL STANDARDS INSTITUTE. Factory made wrought steel butt-

 ANSI B16.11

AMERICAN NATIONAL STANDARDS INSTITUTE. Accesorios de acero forjado para ser 

 ANSI B16.20

roscados o soldados tipo socket AMERICAN NATIONAL STANDARDS INSTITUTE. Empaquetaduras metálicas para bridas

 ANSI/API 2530

AMERICAN NATIONAL STANDARDS INSTITUTE. ( Instituto Nacional Americano

 ANSI / NFPA 220

de estándares) . Manual de normas de medición de Petróleo, Capítulo 14 Sección 3. Construcción de edificaciones

 ANSI / NFPA 70

Cableado e instalaciones eléctricas

N ACE RP 0 1

N AT IO NAL ASSO CI AT IO N O F CO RRO TI ON E NG INE ERS Pr ot ec ció n c at ód ic a

N ACE RP 69

N AT IO NAL ASSO CI AT IO N O F CO RRO TI ON ENG INE ERS . Pr ác tic a r ec om end ada pa ra

NACE RPO175-95 NACE RP0275

Control de corrosión interna en tuberías de acero y sistemas de tubería Revestimiento

instalaciones de petróleo

welding fittings. ( Accesorio de acero forjado soldados a tope hechos en fábrica)

en línea

el diseño de sistemas de tuberías enterradas.

Red de Transp ort e y Distri buc ión d e Gas

Gasoducto en acero negro P = 40 a 110 Bar 

Red primaria en acero negro Pmax=40Bar 

 Aco meti da a red primaria

Estación de Despacho Tratamiendo de crudo

Regulador Distrital (baja la presión a 4 Bar)

Puente de regulación industrial Industria

Viviendas unifamiliares

Red secundaria Tubo de Polietileno P=4 Bar 

Vivienda Colectiva y Local comercial

19 mbar 

19 mbar  Extracción

4 Bar 

Válvula zonal Válvula zonal

4 Bar 

 Aco meti da a red secundaria

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