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El monitoreo de densidad en línea es crucial para el envío y transporte de GNL

A nivel mundial, el mercado de GNL se ha expandido a un ritmo significativo en la última década, y el GNL tiene beneficios ambientales considerables como combustible para el transporte. Los comerciantes comercializan GNL sobre la base de la energía transferida, que se basa en el volumen, la densidad y el poder calorífico bruto. Por lo tanto, las mediciones de densidad precisas y de alta velocidad son importantes para el comercio, el envío y el transporte de GNL.

Aplicación de densidad de GNL: medidor de densidad de envío de transporte en línea
Gasoductos de transporte de GNL

Aplicación

La única alternativa al gasóleo para el transporte pesado es el gas natural licuado (GNL), que emite menos ruido y tiene una menor huella de CO2 que el gasóleo. Se espera que el gas natural sea transportado por gasoducto y por barco en cantidades iguales en el futuro.

Sin embargo, el GNL, al ser una mezcla licuada de hidrocarburos que normalmente se almacena y utiliza a -162 C, sufre un cambio de composición durante el transporte. Un largo viaje en lastre cambia significativamente la composición y densidad de las cantidades de GNL (Heel) retenidas después de la operación de descarga. Los líquidos como el metano, que son ligeros, pueden evaporarse. Solo las fracciones pesadas Propano, Butano y Etano permanecerán después de eliminar el contenido de CH4. Como resultado, la masa líquida tendrá temperaturas de saturación y densidades relativamente altas, lo que puede impedir el bombeo debido a las cargas de bajo amperaje inducidas en el motor de la bomba. El envejecimiento de la escora es un factor a tener en cuenta en los viajes en lastre de larga duración.

Clasificación de GNL por densidades

GNL Clasificación por densidades | Fuente: Determinación precisa de la calidad del GNL descargado en Terminales Receptoras: Un Enfoque Innovador por Ángel Benito

 

Por lo tanto, la calidad y todas las propiedades físicas y químicas relacionadas también cambian. Por esta razón, el GNL es mucho más difícil de examinar metrológicamente que el gas natural. Además, la composición del GNL en buques metaneros y tanques de almacenamiento generalmente cambia con el tiempo mediante un proceso conocido como "envejecimiento", que se traduce en que el GNL se vuelve más rico en componentes más pesados ​​con el tiempo. Es fundamental que se tomen medidas precisas desde la fuente hasta el motor para permitir el uso a gran escala de GNL.

Cambios en la composición y propiedades del GNL debido al envejecimiento

Cambios en la composición y propiedades del GNL debido al envejecimiento | Fuente: Determinación precisa de la calidad del GNL descargado en Terminales Receptoras: Un Enfoque Innovador por Ángel Benito

Necesidad de monitoreo continuo de la densidad

  • La estratificación de densidad causa problemas de inestabilidad en los tanques
  • Los cambios de densidad debido a la evaporación en un viaje largo conducen a un cambio de carga que hace que el bombeo sea ineficiente
  • La seguridad se ve seriamente comprometida si la densidad no se controla de cerca.

Tener la información sobre la densidad, la edad y el GCV del GNL puede ser muy útil para los buques metaneros que se preparan para la operación de transferencia de custodia, y una forma conveniente de verificar el informe de composición. En los tanques de LNG FSRU, el monitoreo del perfil de densidad y la función de tendencia son herramientas útiles para monitorear el proceso de evaporación y los perfiles de densidad y temperatura en los tanques para evitar accidentes de vuelco.

Los valores de densidad a utilizar podrían ser uno de los siguientes: (a) sistemas de medición a bordo; (b) la densidad medida por el proveedor de combustible en el abastecimiento de combustible y registrada en BDN; (c) la densidad medida en un análisis de prueba realizado en un laboratorio de prueba de combustible acreditado, cuando esté disponible.

El monitoreo continuo de la variación en la densidad del GNL durante la medición dinámica del flujo de GNL brinda una buena indicación del cambio en la calidad del fluido y, por lo tanto, del inicio de la ebullición, que se sabe que afecta la precisión de la medición.

Desafíos de medición

La transferencia de custodia de GNL se basa en mediciones de energía del GNL transferido. La energía viene determinada por el volumen, la densidad y el poder calorífico bruto del GNL. El volumen de los tanques de los barcos se mide mediante la medición del nivel del tanque. Este método es actualmente el único procedimiento establecido para medir el volumen de GNL transferido.

Volúmenes de GNL transportados a través de los puertos

Gasoductos que conducen a la terminal de GNL y al buque cisterna de GNL

La alternativa es el uso de medidores de flujo, usados ​​a menudo como estándares secundarios en las terminales de GNL. Estos medidores de flujo están disponibles comercialmente, pero apenas se usan para fines de transferencia de custodia, debido a la falta de trazabilidad directa a un estándar de flujo de GNL a esta escala y la falta de un estándar ISO.

Equipos de muestreo de GNL

Equipos de muestreo de GNL | Fuente: 360° KAS

Para las mediciones fiscales, las propiedades físicas y químicas del GNL se definen a través de sofisticados procedimientos de muestreo y análisis de GNL. Estos procesos involucran varios pasos cuidadosos que incluyen la recolección de muestras, el acondicionamiento, la vaporización, el análisis, el informe de la composición del GNL y, finalmente, el cálculo de las propiedades y el contenido de energía del GNL. Sin embargo, para fines de seguimiento y control, puede que no sea práctico ni rentable utilizar dicho equipo. Se requiere el desarrollo de sensores rentables que puedan instalarse fácilmente en línea y proporcionen una precisión de medición aceptable.

Medidor de densidad de GNL en línea Rheonics

Con el sensor Rheonics DVP, la densidad del GNL se monitorea continuamente siempre que la parte de detección de la tubería esté sumergida en GNL. Esto se hace en cada segmento sumergido en los tanques o tuberías. Al conocer el contenido de N2 con cierta precisión, la incertidumbre de la medición de la densidad se reduce a un nivel muy por debajo de la incertidumbre de los estándares aceptados en la actualidad. La medición precisa de la densidad es posible independientemente de las condiciones atmosféricas del tanque o la tubería. La alta precisión del instrumento y el software flexible garantizan un control continuo de la densidad y su cambio, tanto en casos de evaporación y relicuefacción naturales como forzadas.

DVP NPT-gas-GNL-en-línea-en-tiempo-real-medidor-de-densidad-y-viscosímetro

Rheonics DVP (medición simultánea de densidad y viscosidad de ultra alta precisión para gas, fluidos)

 

Aplicaciones DVP

Aplicaciones de DVP en industrias de petróleo y gas natural

 

La alta sensibilidad y las capacidades de baja densidad del DVP lo hacen ideal para mediciones en instalaciones de petróleo y gas.

SRD - NPT - gestión de control de control de control de viscosidad de densidad de proceso en línea para impresión, recubrimiento, mezcla, molienda, productos farmacéuticos automotrices

Rheonics SRD (medidor de densidad y viscosímetro en línea)

El Rheonics SRD se puede utilizar en todas las etapas del procesamiento de gas natural, desde la producción hasta la licuefacción, el almacenamiento y el transporte. También se puede utilizar en la producción, refinación, almacenamiento y transporte de petróleo, especialmente para productos menos viscosos como aceites lubricantes livianos, nafta y gasolina.

Selección de instrumentos reónicos

Rheonics diseña, fabrica y comercializa sistemas innovadores de detección y monitoreo de fluidos. Precisión construida en Suiza, los viscosímetros en línea y medidores de densidad de Rheonics tienen la sensibilidad que exige la aplicación y la confiabilidad necesaria para sobrevivir en un entorno operativo hostil. Resultados estables, incluso en condiciones de flujo adversas. Sin efecto de caída de presión o caudal. Es igualmente adecuado para mediciones de control de calidad en el laboratorio. No es necesario cambiar ningún componente o parámetro para medir en todo el rango.

Producto (s) sugerido (s) para la aplicación

  • Instrumento único para la densidad, la viscosidad y la temperatura del proceso simultáneo.
  • Monitoree incluso la densidad y la viscosidad del gas
  • Medición precisa en las condiciones más duras
  • Operacional a 1000 bar y 200°C (15000 psi, 400°F)
  • Construcción completa de titanio.
  • Instrumento único para medir la densidad, viscosidad y temperatura del proceso
  • Mediciones repetibles en fluidos newtonianos y no newtonianos, fluidos monofásicos y multifásicos.
  • Construcción totalmente metálica (acero inoxidable 316L)
  • Medida de temperatura de fluido incorporada
  • Factor de forma compacto para una instalación simple en tuberías existentes
  • Fácil de limpiar, no necesita mantenimiento ni reconfiguraciones
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