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METROLOGIA EN EL SECTOR ENERGÉTICO: UNA NUEVA VISION
Dirigido por:
Fernando Ferrer Margalef
Director del Centro Español
de Metrología, CEM
Titulo de la ponencia: Medición y análisis en los productos derivadosdel petróleo. Referencia a biocarburantes ybiolíquidos. Trazabilidad y control metrológico.
Ponente: Félix Gómez Cuenca
Fecha: 13/09/2012
ENCUENTRO
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INTRODUCCION
Productos derivados del petróleo Medición y análisis
Referencia a biocarburantes y biolíquidos. Trazabilidad y control metrológico
y analitico.
Medición y análisis en los productos derivados del petróleo. Referencia a biocarburantes y biolíquidos. Trazabilidad y control metrológico.
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METROLOGIA. INDICE
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METROLOGIA. INDICE
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IMPORTANCIA DE LA MEDICION EN EL SECTOR
VOLUMENES ESTÁTICOS VOLUMENES DINÁMICOS
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TEMPERATURA PRESION DENSIDAD
IMPORTANCIA DE LA MEDICION EN EL SECTOR
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•Volumen - Temperatura
•Tablas API: MPMS Chapter 11.1
•ASTM D1250:
•Tabla 53 A: Crudo, Densidad a 15 ºC
•Tabla 53 B: Productos, Densidad a 15ºC
•Tabla 54 A: Crudo, Volumen a 15ºC
•Tabla 54 B: Productos, Volumen a 15ºC
•Error de 1 ºC en la medida de temperatura representa
•0.11 % en Gasolinas
•0.08% en Gasóleos
IMPORTANCIA DE LA MEDICION EN EL SECTOR
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IMPORTANCIA DE LA MEDICION EN CLH
• Cambio de custodia
• Control de proceso
• Relaciones con la administración
• Equipos de control
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UNOS 50.000 MILLONES m3/año
UNOS 3.500 LOTES DE PRODUCTO/AÑO
UNOS 450 BT/AÑO
UNOS 1,5 MILLONES DE CC/AÑO
UNOS 800 TANQUES DE ALMACENAMIENTO
La tolerancia legal de los Sistemas de Medida de combustible transportado, almacenado y distribuido es de gran exigencia
El producto está sometido al reglamento de impuestos especiales
IMPORTANCIA DE LA MEDICION EN CLH
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METROLOGIA. INDICE
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Medidas de Cantidad
I.A. TERMINAL CC/CC
BUQUE OLEODUCTO
OLEODUCTOS
TUBERIA (POLIDUCTO) I.A.INTERMEDIA/TERMINAL CC/CC I.A. TERMINAL CC/CC
REFINERIA
Puntos de medición de cantidad
Puntos de medición a efectos informativos
Solo en algunas Refinerías. En fase de eliminación. I.A. TERMINAL CC/CC
M M MM M
M
M
M
MM M
M
M
M
M
M
E
E
M
M
M
M
M
M
M
I I
I
I
E
TECNOLOGIAS Y EQUIPOS
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TECNOLOGIAS Y EQUIPOS
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•Amplio rango de caudales•Amplio rango de temperaturas y presiones•Pequeño tamaño y peso•Bajo coste
TECNOLOGIAS Y EQUIPOS
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TECNOLOGIAS Y EQUIPOS
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TECNOLOGIAS Y EQUIPOS
•Reduce los depositos
•Menos sesnsibilidad a los cambios de viscosidad
•En productos de alta viscosidad (crudos) incrementa el rango de medición
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TECNOLOGIAS Y EQUIPOS
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Medida directa de masa
La magnitud medida (masa) es independiente de las condiciones del proceso
No requiere medida de variables adicionales (pe densidad, temperatura)
No tiene partes móvilesNo requiere acondicionamiento previo del flujo
Posibilidad de medir caudales proximos a cero
TECNOLOGIAS Y EQUIPOS
• Medida directa de masa• La magnitud medida (masa) es independiente de las
condiciones del proceso• No requiere medida de variables adicionales (pe densidad,
temperatura)• No tiene partes móviles• No requiere acondicionamiento previo del flujo• Posibilidad de medir caudales proximos a cero
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TECNOLOGIAS Y EQUIPOS
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• Alta precisión• Amplio rango de caudales• No intrusivo. Sin pérdida de presión• Sin partes móviles• Pequeño tamaño y peso• Bidirecional
TECNOLOGIAS Y EQUIPOS
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TECNOLOGIAS Y EQUIPOS
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•Medición directa del volumen•Alta precision y estabilidad•No requiere acondicionamiento previo del flujo•Adecuado para todos los productos•Baja pérdida de presión
TECNOLOGIAS Y EQUIPOS
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TECNOLOGIAS Y EQUIPOS
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TECNOLOGIAS Y EQUIPOS
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TECNOLOGIAS Y EQUIPOS
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Meter Evaluation
PD Meter
TurbineMeter
Coriolis Meter
Repeatability +/- 0.02% +/- 0.02% +/- 0.05%
Linearity
Typically
+/- 0.15% overa 20:1 range in high viscosity range
Typically
+/- 0.15% overa 10:1 range in low viscosity range
Typically
+/- 0.25% overa 10:1 range
StabilityBetter than
+/- 0.05% in
38 million liters
Similar performance to PD’s in low viscosity range
Not predictable because of “zero stability”
TECNOLOGIAS Y EQUIPOS
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Meter Evaluation
PD Meter
TurbineMeter
Coriolis Meter
Verification Simple Verification by volume proving can, prover or mastermeter
Must establish separate
factors for mass and density
Integrity Manipulation by external forces is considered nearly impossible without leaving a trace
Can be influenced by magnet, pipe stress and other forces
Measurement Risk Very low risk because of the high accuracy and especially the high stably in the measurement range
High risk because of systemic error cause by “Zero Stability”
TECNOLOGIAS Y EQUIPOS
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Excellent Good Fair
Excellent Excellent Fair
Excellent Good Good
Excellent Good Poor
Excellent Good Poor
High High Low
Fair Low Fair
Low Low High
Cost of Ownership
Measurement Risk
Stability
Verification
Integrity
Accuracy
Repeatability
Linearity
PD
Meter
Turbine
Meter
Coriolis
Meter
TECNOLOGIAS Y EQUIPOS
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INDICE
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Medidas de Cantidad
I.A. TERMINAL CC/CC
BUQUE OLEODUCTO
OLEODUCTOS
TUBERIA (POLIDUCTO) I.A.INTERMEDIA/TERMINAL CC/CC I.A. TERMINAL CC/CC
REFINERIA
Puntos de medición de cantidad
Puntos de medición a efectos informativos
Solo en algunas Refinerías. En fase de eliminación. I.A. TERMINAL CC/CC
M M MM M
M
M
M
MM M
M
M
M
M
M
E
E
M
M
M
M
M
M
M
I I
I
I
E
SISTEMAS DE MEDIDA EN CLH
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• Según el VIM, Vocabulario Internacional de Metrología, segunda edición de 2000, publicada por el CEM:
• Instrumento de medida: (4.1)
• Dispositivo destinado a utilizarse para hacer mediciones, sólo o asociado a uno o varios dispositivos anexos.
• Sistema de medida: (4.5)
• Conjunto completo de instrumentos de medida y otros equipos ensamblados para ejecutar mediciones específicas.
SISTEMAS DE MEDIDA EN CLH
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• Sistemas de medida en CLH:
• Cargaderos: Volumen de producto a 15ºC
• Turbinas: Volumen de producto suministrado a 15ºC
• Estático: Volumen de producto almacenado en tanque a 15ºC
SISTEMAS DE MEDIDA EN CLH
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Con computador de caudal Accuload 3 ⇒ Cargadero “A3”
si
s1
s
Densidad de referencia (Entis) ρ15
MDP
Pulsos p
Pt-100 en MDP
Temperatura observada t
Accuload 3: GSVProp. MDP: k y curva Q - MF
Corrección por temperatura
SISTEMAS DE MEDIDA EN CLH
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BRAZO DE CARGA
IMPRESORA
CONTADOR
PREDETERMINADO R
TRANSMISOR DE PULSOS
CALIBRADOR MECÁNICO
CONTROLADOR DE VÁLVULA
VÁLVULA REGULADORA DE CAUDAL
MEDIDOR SMITH
ADITIVACIÓN
FILTRO
VÁLVU LA DE SECCIONAMIENTO
DESGASIFICADOR
VÁLVULA API
CAUDALÍMETRO
SISTEMAS DE MEDIDA EN CLH
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– Sensibilidad de las variables en “A3”:
Tolerancia Influencia en si
MFpor error calibración
±0,20 % ±0,20 %
MF por cambio viscosidad
±0,05 % ±0,05 %
MFpor deriva
±0,10 % ±0,10 %
ρ15 ±5 kg/m3 0
t en MDP ±1 ºC m0,10 %
Tolerancia en SD de cargadero ⇒ ±0,5 %
SISTEMAS DE MEDIDA EN CLH
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Sistema de Medida de turbina
Computador: V15Propiedades de la Turbina Pt-100:
Temperatura
Medidor de presiónPresión
Densímetro dinámico:Densidad a temperatura
Turbina:Frecuencia
– Elementos del sistema dinámico de medida por turbina:
• Computador Solartron
• Turbina
• Pt-100
• Medidor de presión
• Densímetro dinámico
SISTEMAS DE MEDIDA EN CLH
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Válvula de seccionamiento
Válvula reguladorade presión Turbina Laminador Termorresistencia Filtro desgasificador
Válvula de seccionamientoVálvula de seccionamiento posición normal cerrada (brida ciega)
Válvula de seccionamiento
Válvula reguladorade presión Turbina Laminador Termorresistencia Filtro desgasificador
Válvula de seccionamientoVálvula de seccionamiento posición normal cerrada (brida ciega)
Válvula de seccionamiento
Válvula reguladorade presión Turbina Laminador Termorresistencia Filtro desgasificador
Válvula de seccionamientoVálvula de seccionamiento posición normal cerrada (brida ciega)
SISTEMAS DE MEDIDA EN CLH
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La medida por turbina
– Sensibilidad de las variables:
Tolerancia Influencia en e
MFerror calibración
±±0,10 % ±0,10 %
MF cambio viscosidad
±0,05 % ±0,05 %
ρο ±5 kg/m3 0
t ±1 ºC m0,10 %
P ±1 kg/cm2 ±0,01 %
Tolerancia en SD de turbina ⇒ ±0,3 %
SISTEMAS DE MEDIDA EN CLH
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Sistema de Medida de tanques
PCVisualización
Computador de Cálculos
Computador de señales
Pt-100Temperatura
Medidor de nivelNivel
Tabla de capacidad TCT
SISTEMAS DE MEDIDA EN CLH
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METROLOGIA. INDICE
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TRAZABILIDAD DE LOS EQUIPOS DE VOLUMEN PROPIEDAD DE CLH
CALIBRACION Y TRAZABILIDAD
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• Patrón Nacional de Volumen:
• 500 litros,
• propiedad de CLH
• depositada en el CEM
CALIBRACION Y TRAZABILIDAD
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• Patrones de trabajo en Laboratorio Loeches
• Vasija de 5.000 litros
• Vasija de 2.000 litros
• Vasija de 190 litros
CALIBRACION Y TRAZABILIDAD
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• Patrones de trabajo laboratorio Loeches
– Prover de 8” LBC (50 a 250 m3/h)
– Prover de 20” LAC (160 a 1200 m3/h)
CALIBRACION Y TRAZABILIDAD
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Calibración de MEDIDOR PATRON
CALIBRACION Y TRAZABILIDAD
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CALIBRACION Y TRAZABILIDAD
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CALIBRACION Y TRAZABILIDAD
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– El medidor de nivel está montando sobre tubo guía normalizado, con placa de referencia en el fondo del tanque normalizada, los elementos tienen certificado de calidad en origen…
– Los ensayos sobre el medidor de nivel y temperatura se realizan con cinta-sonda patrón ENAC
– El ensayo de cubicación del tanque para obtener la tabla de capacidad la realiza una empresa externa ENAC
– Revisión integral:
• Chequeo de configuración: se comprueban los parámetros metrológicos de configuración
• Medidor de nivel y temperatura: verificación mediante una cinta-sonda patrón ENAC y técnico distinto al de la fase de calibración
• Tabla de capacidad: se intercompara en una muestra de tanques la calidad de la cubicación realizada por la empresa externa mediante un método de cubicación interno con estación total para obtener un mallado 3D del tanque
CALIBRACION Y TRAZABILIDAD
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– Se rodea el tanque con una cinta para medir el perímetro externo
– El resto de perímetros a distinto nivel se obtiene midiendo los offset de la pared con un método óptico y la ayuda de un carrito o con estación total:
CALIBRACION Y TRAZABILIDAD
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CALIBRACION Y TRAZABILIDAD
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CALIBRACION Y TRAZABILIDAD
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• Calibración / Ensayos
• Laboratorio de Calibración en el Área de Fluidos-Volumen acreditado por ENAC 95 LC/180
• Certifica los patrones móviles y turbinas.
• Laboratorio de Ensayos acreditado por ENAC84 LE/392
• Verificación metrológica de contadores volumétricos y sistema de medida de volumen de hidrocarburos líquidos a presión atmosférica
• Sistemas de medida de cargaderos.
• Laboratorio de Calibración en el Área de Temperatura acreditado por ENAC 95 LC/ 181
• Calibraciones en el Área de Temperatura
• Certifica los sensores de temperatura
METROLOGIA CLH. ACREDITACIONES
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METROLOGIA. INDICE
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CONCLUSIONES
• El control de cantidad es una variable crítica en el sector de los hidrocarburos líquidos
• Existen diferentes tecnologías para medir cantidades de producto en las diferentes etapas de la cadena de valor. Es necesario seleccionar la tecnología mas adecuada a cada circunstancia
• Los procesos de verificación, calibración y aseguramiento de la trazabilidad son esenciales
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BIOCOMBUSTIBLES
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BIOCOMBUSTIBLES. PORTAFOLIO
ALCOHOLES ÉTERES
1ª GENERACIÓN
PUROS O MAYORITARIOS
MINORITARIOS
PUROS O MAYORITARIOS
MINORITARIOS
ACEITES
PUROS O MAYORITARIOS
TRANSFORMACIÓN QUÍMICA
FAME, FAEE
TRANSFORMACIÓN FÍSICO-QUÍMICA
BTL
CONVERSIÓN TÉRMICA DIRECTA
CONVERSIÓN TÉRMICA
INDIRECTA
FISCHER-TROPSCH
“BIO-OILS”
PUROS O MAYORITARIOS
MINORITARIOS
2ª GENERACIÓN
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Aditivos
de calidad
B-XB-X
Z%
X%
GoA
B100
OperadorPedidos
% Mezcla
Refinería
GoA
GoA (B-5)
B100 Cliente
B-XB-X
GoA
GoA
Fábrica B100(biodiésel)
LOGISTICA DE BIOCOMBUSTIBLES
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LOGISTICA DE BIOCOMBUSTIBLES
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LOGISTICA DE BIOCOMBUSTIBLES
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LOGISTICA DE BIOCOMBUSTIBLES
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LOGISTICA DE BIOCOMBUSTIBLES
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