Los diferentes tanques que se emplean en las refinerías de petróleo varían dependiendo del producto que almacenen, desde productos orgánicos, inorgánicos hasta vapores. Los líquidos inflamables como la gasolina ,por ejemplo, liberan gases al estar almacenados ya que en almacenamiento atmosférico su presión de vapor es elevada a temperatura ambiente respecto a la atmosférica, lo cual aumenta la presión interna de los tanques por el continuo flujo de evaporación hasta alcanzar le equilibrio, esto se soluciona con tanques que varíen su actual volumen interno, es decir, con un techo flotante o presurizando el material para evitar dicha fase gas como en el caso de productos tales como el butano y propileno (gases a temperatura ambiente y presión atmosférica). Los tamaños de los tanques oscilan entre los más pequeños con 2 metros de diámetro hasta los más grandes de 60 m de diámetro o incluso superior [1]
Podemos distinguir 8 tipos de tanques para el almacenamiento en refinerías de líquidos:
Tanques de techo fijo
De los diferentes diseños de tanques es el tipo de tanque más barato de construir, en respecto a almacenamiento de líquidos son los tanques de menor nivel a la hora de almacenar líquidos inflamables. El cuerpo del tanque se compone de un anillo
cilíndrico de acero cerrado por arriba por una tapa en forma de cono o cúpula fijada de manera permanente entre ellas mediante soldadura normalmente y sellada (para vapores). Esta clase de tanques cuentan con mecanismos de alivio de la presión, debido a que estos tanques su presión interna es función de la temperatura exterior a falta de un mecanismo regulación de la temperatura.
Tanques de techo flotante externo
Estos tanques consisten en cuerpos cilíndricos carentes de tapa fija, con un techo que sube y bajo con el nivel de líquido, de ahí la definición de flotante. El techo flotante cuenta de un cuerpo rígido, acoples y el sello del borde. Existen diversos diseño de cómo estos elementos están dispuestos o construidos, techo flotante tipo pontón, doble techo… pero los elementos básicos se mantienen.
El sello está unido al perímetro del tanque en contacto con la pared de este. El sistema del sello deslizada con la subida y bajada del nivel. Este tipo de tanques está diseñado para limitar las pérdidas evaporativas, dentro de lo que cabe, ya que deja un espacio mínimo entre la fase líquida y la fase gas el propio techo, limitando la evaporación [2]. Existen las esperadas pérdidas de vapor en el propio sello y los acoples del techo debido a la imposibilidad de conseguir un 100 % de la estanqueidad.
Tanques de techo flotante interno
Este tipo de tanques junto los dos conceptos que hemos visto anteriormente, un techo fijo unido permanentemente al cuerpo del tanque y un sistema de techo flotante interno con sello de borde que sube y baja a lo largo del interior del tanque. El cómo se fija la tapa fija al tanque puede ser autoportante o con soportado por pilares verticales extra.
La función del techo fijo extra en esta clase de tanques al igual que en los tipo cúpula no están to el hecho de hacer función de barrera de los gases si no proteger del viento el sistema techo flotante.
Los tanques de techo cupular o domo son menos usados que otro tipo de tanque con diseños de tapa fija más sencillos debido a la labor extra que implica el realizar el cuerpo curvo [3]. Normalmente esta clase tanques resultan de la conversión de un tanque de techo flotante externo mediante la adición de la tapa tipo cúpula posteriormente. Cuentan con venteos en la tapa fija al igual que los techo flotante interno.
Tanques horizontales
Estos tanque ya entran en una nueva posible categoría a diferencia de los que hemos visto hasta ahora pues pueden ser localizados al aire libre o soterrados. No suelen ser tanques de grandes dimensiones y se imponen usualmente en la práctica limitaciones en sus dimensiones, poniendo ciertas longitudes en función de otras, como no tener una longitud seis veces mayor al diámetro del cilindro para garantizar la seguridad estructural. Cuentan con venteos, accesos y protecciones catódicas para proteger la carcasa del tanque.
Tanques a presión horizontales
Son tanques más baratos de producir que sus parientes las esferas, pero son menos resistentes en sus extremos a diferencia de las esferas que su forma uniforme distribuye uniformemente la presión por su superficie [4]. Las cabezas de los finales de los tanques horizontales a presión varían en forma, desde elipsoidales, hemisféricas o torisfericas. La forma de la cabeza afecta directamente a la resistencia interna del tanque, siendo cabezas tendiendo a esféricas o hemisféricas más resistentes.
Esferas de gas licuado
Son tanques especiales, ya que su forma es completamente diferente al resto y se usan exclusivamente para almacenar gases licuados a muy bajas temperaturas. Contienen los gases licuados en su interior llegando a temperaturas de -162 ºC, para ello cuentan con doble capa, una capa interna donde se alberga el producto en sí y después una capa exterior de aislante térmico para reducir las pérdidas por convección al exterior a un mínimo. Es necesario ventear los gases generados internamente por el gas licuado para mantener asi una presión constante y que la temperatura no suba [1]. Por supuesto para la labor de refrigerar el producto hasta tan bajas temperaturas cuentan con sistemas de refrigeración formado por intercambiadores o similar.
Las esferas se pueden encontrar tanto al aire libre son patas de soporte, bajo tierra o instaladas en barcos cisterna de transporte.
Ilustración 3: Barco Cisterna. Fuente: Ken Hodge. CC
Tanques de vapor de espacio variable
Son tanques que incorporan reserva de vapores que se pueden expandir tipo fuelle ante cambio en la temperatura o la presión. Este tipo de tanques se suelen usar conectados a otros tanques tipo techo fijo a su parte superior con el fin de alojar los gases producidos aunque también se usan de manera individual.
Existen dos modelos constructivos de tanques de espacio variable, los tipo fuelle con unas membranas flexibles que se expanden y los tipo techo flotante, similares a los anteriormente vistos, en los cuales el techo va suelto y tiene juego con la pared del tanque, la unión entre la pared y el cuerpo rígido se sella con sellos húmedos con líquidos o secos, con un elemento flexible de unión.
Los cuales además se pueden dividir en dos categorías, los tanques de cuerpo cilíndrico y el resto. Los tanques usualmente se encuentran sobre la superficie, dentro de los ya mencionados cubetos, aunque también existen tanques localizados bajo tierra como ya hemos mencionado.