Félix Gómez parte I

ENCUENTRO Sede Pirineos

METROLOGIA EN EL SECTOR ENERGÉTICO: UNA NUEVA VISION Titulo de la ponencia: Medición y análisis en los productos derivados del petróleo. Referencia a biocarburantes y biolíquidos. Trazabilidad y control metrológico.

Ponente: Félix Gómez Cuenca Fecha: 13/09/2012 Dirigido por: Fernando Ferrer Margalef Director del Centro Español de Metrología, CEM

INTRODUCCION Sede Pirineos

Medición y análisis en los productos Medición y análisis derivados del petróleo.

Referencia a Productos derivados del petróleo biocarburantes y biolíquidos. Trazabilidad Referencia a biocarburantes y biolíquidos. y control metrológico.

Trazabilidad y control metrológico y analitico.

METROLOGIA. INDICE Sede Pirineos

METROLOGIA. INDICE Sede Pirineos

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IMPORTANCIA DE LA MEDICION EN EL SECTOR Sede Pirineos

VOLUMENES ESTÁTICOS

VOLUMENES DINÁMICOS 5

IMPORTANCIA DE LA MEDICION EN EL SECTOR Sede Pirineos

TEMPERATURA

PRESION

DENSIDAD

IMPORTANCIA DE LA MEDICION EN EL SECTOR Sede Pirineos

•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

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IMPORTANCIA DE LA MEDICION EN CLH Sede Pirineos

• • • •

Cambio de custodia Control de proceso Relaciones con la administración Equipos de control

IMPORTANCIA DE LA MEDICION EN CLH Sede Pirineos

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 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

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METROLOGIA. INDICE Sede Pirineos

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TECNOLOGIAS Y EQUIPOS Sede Pirineos

Medidas de Cantidad

M

M M

M

I.A. TERMINAL

M I

CC/CC

I

BUQUE

M

OLEODUCTO M

M

M

M

OLEODUCTOS

E

M

E

TUBERIA (POLIDUCTO) M

M

M

M

M

M

I.A.INTERMEDIA/TERMINAL

M

CC/CC

M

I.A. TERMINAL

CC/CC

REFINERIA

M

Puntos de medici贸n de cantidad

I

Puntos de medici贸n a efectos informativos

E

Solo en algunas Refiner铆as. En fase de eliminaci贸n.

M I

M

M

I.A. TERMINAL

CC/CC

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TECNOLOGIAS Y EQUIPOS Sede Pirineos

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TECNOLOGIAS Y EQUIPOS Sede Pirineos

•Amplio rango de caudales •Amplio rango de temperaturas y presiones •Pequeño tamaño y peso •Bajo coste

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TECNOLOGIAS Y EQUIPOS Sede Pirineos

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TECNOLOGIAS Y EQUIPOS Sede Pirineos

•Reduce los depositos

•Menos sesnsibilidad a los cambios de viscosidad •En productos de alta viscosidad (crudos) incrementa el rango de medición 15

TECNOLOGIAS Y EQUIPOS Sede Pirineos

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TECNOLOGIAS Y EQUIPOS Sede Pirineos

Medida directa de masa • Medida directa deesmasa La magnitud medida (masa) independiente de las condiciones del proceso • La magnitud medida es independiente de las No requiere medida de variables (masa) adicionales (pe densidad, temperatura) condiciones No tiene partes móviles del proceso • Noacondicionamiento requiere medida previo de variables No requiere del flujoadicionales (pe densidad, Posibilidadtemperatura) de medir caudales proximos a cero • No tiene partes móviles • No requiere acondicionamiento previo del flujo • Posibilidad de medir caudales proximos a cero

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TECNOLOGIAS Y EQUIPOS Sede Pirineos

18

TECNOLOGIAS Y EQUIPOS Sede Pirineos

• • • • • •

Alta precisión Amplio rango de caudales No intrusivo. Sin pérdida de presión Sin partes móviles Pequeño tamaño y peso Bidirecional

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TECNOLOGIAS Y EQUIPOS Sede Pirineos

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TECNOLOGIAS Y EQUIPOS Sede Pirineos

•Medición directa del volumen •Alta precision y estabilidad •No requiere acondicionamiento previo del flujo •Adecuado para todos los productos •Baja pérdida de presión

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TECNOLOGIAS Y EQUIPOS Sede Pirineos

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TECNOLOGIAS Y EQUIPOS Sede Pirineos

23

TECNOLOGIAS Y EQUIPOS Sede Pirineos

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TECNOLOGIAS Y EQUIPOS Sede Pirineos

Meter Evaluation

Repeatability

Linearity

Stability

PD Meter

Turbine Meter

Coriolis Meter

+/- 0.02%

+/- 0.02%

+/- 0.05%

Typically +/- 0.15% over a 20:1 range in high viscosity range Better than +/- 0.05% in 38 million liters

Typically +/- 0.15% over a 10:1 range in low viscosity range Similar performance to PD’s in low viscosity range

Typically +/- 0.25% over a 10:1 range Not predictable because of “zero stability”

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TECNOLOGIAS Y EQUIPOS Sede Pirineos

Meter Evaluation PD Meter

Turbine Meter

Verification

Simple Verification by volume prover or master meter

Integrity

Can be influenced by Manipulation by external forces is considered nearly magnet, pipe stress and impossible without leaving a trace other forces

Measurement Risk

proving can,

Coriolis Meter

Very low risk because of the high accuracy and especially the high stably in the measurement range

Must establish separate factors for mass and density

High risk because of systemic error cause by “Zero Stability�

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TECNOLOGIAS Y EQUIPOS Sede Pirineos

PD Meter

Turbine Meter

Coriolis Meter

Accuracy

Excellent

Good

Fair

Repeatability

Excellent

Excellent

Fair

Linearity

Excellent

Good

Good

Stability

Excellent

Good

Poor

Verification

Excellent

Good

Poor

Integrity

High

High

Low

Cost of Ownership

Fair

Low

Fair

Measurement Risk

Low

Low

High

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INDICE Sede Pirineos

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SISTEMAS DE MEDIDA EN CLH Sede Pirineos

Medidas de Cantidad

M

M M

M

I.A. TERMINAL

M I

CC/CC

I

BUQUE

M

OLEODUCTO M

M

M

M

OLEODUCTOS

E

M

E

TUBERIA (POLIDUCTO) M

M

M

M

M

M

I.A.INTERMEDIA/TERMINAL

M

CC/CC

M

I.A. TERMINAL

CC/CC

REFINERIA

M

Puntos de medici贸n de cantidad

I

Puntos de medici贸n a efectos informativos

E

Solo en algunas Refiner铆as. En fase de eliminaci贸n.

M I

M

M

I.A. TERMINAL

CC/CC

SISTEMAS DE MEDIDA EN CLH Sede Pirineos

• 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.

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SISTEMAS DE MEDIDA EN CLH Sede Pirineos

•

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

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SISTEMAS DE MEDIDA EN CLH Sede Pirineos

Con computador de caudal Accuload 3 ⇒ Cargadero “A3”

Accuload 3: GSV Prop. MDP: k y curva Q - MF

Pt-100 en MDP

Corrección por temperatura

Temperatura observada t

s1

s si

Densidad de referencia (Entis) ρ15 MDP Pulsos p

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SISTEMAS DE MEDIDA EN CLH Sede Pirineos

BRAZO DE CARGA

IMPRESORA CONTADOR PREDETERMINADO

CAUDALÍMETRO

R

TRANSMISOR DE PULSOS

CALIBRADOR MECÁNICO

VÁLVULA API

CONTROLADOR DE

DESGASIFICADOR

VÁLVULA

VÁLVULA REGULADORA DE CAUDAL

FILTRO MEDIDOR SMITH ADITIVACIÓN

V ÁLVU LA DE SECCIONAMIENTO

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SISTEMAS DE MEDIDA EN CLH Sede Pirineos

–

Sensibilidad de las variables en “A3”:

Tolerancia

Influencia en si

±0,20 %

±0,20 %

±0,05 %

±0,05 %

±0,10 %

±0,10 %

ρ15

±5 kg/m3

0

t en MDP

±1 ºC

m0,10 %

MF por error calibración

MF por cambio viscosidad

MF por deriva

Tolerancia en SD de cargadero ⇒ ±0,5 %

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SISTEMAS DE MEDIDA EN CLH Sede Pirineos

Sistema de Medida de turbina –

Elementos del sistema dinámico de medida por turbina: • • • • •

Computador Solartron Turbina Pt-100 Medidor de presión Densímetro dinámico

Computador: V15

Pt-100: Temperatura

Propiedades de la Turbina

Medidor de presión Presión Densímetro dinámico: Densidad a temperatura

Turbina: Frecuencia 35

SISTEMAS DE MEDIDA EN CLH Sede Pirineos

Válvula reguladora de presión

Válvula de seccionamiento posición normal cerrada (brida ciega)

Válvula de seccionamiento

Turbina

Laminador

Termorresistencia

Filtro desgasificador

Válvula de seccionamiento

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SISTEMAS DE MEDIDA EN CLH Sede Pirineos

La medida por turbina –

Sensibilidad de las variables:

Tolerancia

Influencia en e

±0,10 %

±0,10 %

±0,05 %

±0,05 %

ρο

±5 kg/m3

0

t

±1 ºC

m0,10 %

P

±1 kg/cm2

±0,01 %

MF error calibración

MF cambio viscosidad

Tolerancia en SD de turbina ⇒ ±0,3 %

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SISTEMAS DE MEDIDA EN CLH Sede Pirineos

Sistema de Medida de tanques

PC Visualización

Computador de Cálculos

Tabla de capacidad TCT

Computador de señales

Medidor de nivel Nivel

Pt-100 Temperatura

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METROLOGIA. INDICE Sede Pirineos

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CALIBRACION Y TRAZABILIDAD Sede Pirineos

TRAZABILIDAD DE LOS EQUIPOS DE VOLUMEN PROPIEDAD DE CLH

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CALIBRACION Y TRAZABILIDAD Sede Pirineos

• • • •

Patrón Nacional de Volumen: 500 litros, propiedad de CLH depositada en el CEM

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CALIBRACION Y TRAZABILIDAD Sede Pirineos

• • • •

Patrones de trabajo en Laboratorio Loeches Vasija de 5.000 litros Vasija de 2.000 litros Vasija de 190 litros

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CALIBRACION Y TRAZABILIDAD Sede Pirineos

•

Patrones de trabajo laboratorio Loeches – Prover de 8” LBC (50 a 250 m3/h) – Prover de 20” LAC (160 a 1200 m3/h)

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CALIBRACION Y TRAZABILIDAD Sede Pirineos

Calibraci贸n de MEDIDOR PATRON

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CALIBRACION Y TRAZABILIDAD Sede Pirineos

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CALIBRACION Y TRAZABILIDAD Sede Pirineos

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CALIBRACION Y TRAZABILIDAD Sede Pirineos

– 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 47

CALIBRACION Y TRAZABILIDAD Sede Pirineos

– 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 Sede Pirineos

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CALIBRACION Y TRAZABILIDAD Sede Pirineos

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METROLOGIA CLH. ACREDITACIONES Sede Pirineos

• • • • • • • • •

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

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METROLOGIA. INDICE Sede Pirineos

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CONCLUSIONES Sede Pirineos

• 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 53

BIOCOMBUSTIBLES Sede Pirineos

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BIOCOMBUSTIBLES. PORTAFOLIO Sede Pirineos

1ª GENERACIÓN

ÉTERES

ALCOHOLES

PUROS O MAYORITARIOS

2ª GENERACIÓN

PUROS O MAYORITARIOS

MINORITARIOS

BTL

ACEITES

PUROS O MAYORITARIOS

MINORITARIOS

CONVERSIÓN TÉRMICA DIRECTA

CONVERSIÓN TÉRMICA INDIRECTA

“BIO-OILS”

FISCHERTROPSCH

TRANSFORMACIÓN QUÍMICA FAME, FAEE

PUROS O MAYORITARIOS

MINORITARIOS TRANSFORMACIÓN FÍSICO-QUÍMICA

LOGISTICA DE BIOCOMBUSTIBLES Sede Pirineos

GoA

Operador Pedidos % Mezcla

GoA GoA (B-5)

GoA

Refinería

Z% Aditivos de calidad

X% B-X

B100

Fábrica B100 (biodiésel)

B-X

B100

GoA

Cliente 56

LOGISTICA DE BIOCOMBUSTIBLES Sede Pirineos

57

LOGISTICA DE BIOCOMBUSTIBLES Sede Pirineos

58

LOGISTICA DE BIOCOMBUSTIBLES Sede Pirineos

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LOGISTICA DE BIOCOMBUSTIBLES Sede Pirineos

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