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NORMA TÉCNICA NTC COLOMBIANA 2303 1998-10-28 PETRÓLEO Y SUS DERIVADOS. ESPECIFICACIONES PARA GASES LICUADOS DEL PETRÓLEO E: PETROLEUM AND BYPRODUCTS. SPECIFICATION FOR LIQUEFIED PETROLEUM (LP) GASES. CORRESPONDENCIA: esta norma es equivalente (EQV) a la ASTM 1835: 1991. DESCRIPTORES: gas de petróleo licuado; producto petrolífero. I.C.S.: 75.160.30 Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) Apartado 14237 Bogotá, D.C. - Tel. 6078888 - Fax 2221435 Prohibida su reproducción Primera actualización PRÓLOGO El Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC, es el organismo nacional de normalización, según el Decreto 2269 de 1993. ICONTEC es una entidad de carácter privado, sin ánimo de lucro, cuya Misión es fundamental para brindar soporte y desarrollo al productor y protección al consumidor. Colabora con el sector gubernamental y apoya al sector privado del país, para lograr ventajas competitivas en los mercados interno y externo. La representación de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalización Técnica está garantizada por los Comités Técnicos y el período de Consulta Pública, este último caracterizado por la participación del público en general. La NTC 2303 (Primera actualización) fue ratificada por el Consejo Directivo de 1998-10-28. Esta norma está sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda en todo momento a las necesidades y exigencias actuales. A continuación se relacionan las empresas que colaboraron en el estudio de esta norma a través de su participación en el Comité Técnico 354001 Petróleo y sus derivados. Gas propano ACOGAS AFONDIGAS CONFEDEGAS ECOPETROL-BOGOTÁ ECOPETROL-BARRANCABERMEJA EXTRUCOL GAS NATURAL MEP CO LTDA MINISTERIO DEL MEDIO AMBIENTE SAENA DE COLOMBIA SUPERINTENDENCIA DE INDUSTRIA Y COMERCIO UNIVERSIDAD NACIONAL Además de las anteriores, en Consulta Pública el Proyecto se puso a consideración de las siguientes empresas: ALCANOS S.A. BRISTISH PETROLEUM COMPANY EXPLORATION COMPAÑÍA COLOMBIANA DE GAS S.A. CIA OPERADORA DEL GASODUCTO. CENTRO ORIENTE CONSORCIO METALÚRGICO NACIONAL COLMENA CONSTRUCTORA NORBERTO ODBRECHT S.A. EMPRESA DE GASES DE OCCIDENTE E.S.P EMPRESAS PÚBLICAS DE MEDELLÍN FONDO DE MANTENIMIENTO Y REPOSICIÓN COLGAS GARNICA VILLAMIZAR GASES DEL CARIBE E.S.P. INDUSTRIAS HACEB S.A. ICP MINISTERIO DE MINAS Y ENERGÍA MINISTERIO DE TRANSPORTE SUPERINTENDENCIA DE INDUSTRIA Y COMERCIO UNIVERSIDAD NACIONAL ICONTEC cuenta con un Centro de Información que pone a disposición de los interesados normas internacionales, regionales y nacionales. DIRECCIÓN DE NORMALIZACIÓN NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 2303 (Primera actualización) 1 PETROLEO Y SUS DERIVADOS. ESPECIFICACIONES PARA GASES LICUADOS DE PETRÓLEO 0. INTRODUCCIÓN Esta norma es equivalente a la ASTM D 835, excepto el numeral 5 Muestreo, en el cual se da la alternativa de seguir el método de muestreo según la NTC 2516 o según la norma ASTM D 3700. 1. OBJETO 1.1 Esta norma establece los requisitos que deben cumplir y los ensayos a los cuales se deben someter los gases licuados de petróleo destinados, como combustible, al uso doméstico, comercial, industrial y automotor. 1.2 Los requisitos que establece esta norma son aplicables en la verificación de las especificaciones y de las propiedades que tienen los gases licuados de petróleo al momento de su entrega a granel. 2. NORMAS REFERENCIADAS NTC 2515: 1998, Petróleo y sus derivados. Gases Licuados del petróleo. Determinación de la corrosión de láminas de cobre. (ASTM D 1838) NTC 2516: 1998, Petróleo y sus derivados. Gases Licuados del petróleo. Muestreo (ASTM D 1265). NTC 2517: 1986, Petróleo y sus derivados. Gases Licuados del petróleo. Determinación de residuos. (ASTM D 2158). NTC 2518: 1997, Petróleo y sus derivados. Gases Licuados del petróleo. Análisis de gases licuados de petróleo y propeno concentrados, por cromatografía de gases. (ASTM D 2163) NTC 2521: 1987, Petróleo y sus derivados. Gases Licuados del petróleo. Determinación de la densidad. Método del Hidrómetro de presión. (ASTM D 1657) NTC 2562: 1989, Petróleo y sus derivados. Gases Licuados del petróleo. Determinación de la presión de vapor. (ASTM D 1267) NTC 2563: 1989, Petróleo y sus derivados. Gases Licuados del petróleo.Determinación de la volatilidad. (ASTM D 1837) NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 2303 (Primera actualización) 2 ASTM D 2420: Test Method for Hydrogen Sulfide in Liquified Petroleum (LP) Gases (Lead Acetate Method) ASTM D 2598: Practice for Calculation of Certain Physical Properties of Liquified Petroleum (LP) Gases from Compositional Analysis. ASTM D 2713: Test Method for Dryness of Propane (Valve Freeze Method) ASTM D 2784: Test Method for Sulfur in Liquified Petroleum Gases (Oxy-Hydrogen Burner or Lamp) Otros documentos: GPA Standard 2140 Liquified Petroleum Gas Specifications 3. TIPOS La presente norma comprende cuatro tipos básicos de gases licuados de petróleo para cubrir las aplicaciones de uso común, a saber: 3.1 PROPANO COMERCIAL Hidrocarburo para el uso donde se requiere alta volatilidad. El propano comercial es adecuado para aplicaciones en ciertos motores de combustión interna de baja severidad. 3.2 BUTANO COMERCIAL Hidrocarburo para el uso donde se requiere baja volatilidad. 3.3 MEZCLAS COMERCIALES PROPANO-BUTANO (PB) Mezclas de propano y butano para el uso donde se requiere volatilidad intermedia. 3.4 PROPANO PARA APLICACIONES ESPECIALES Producto de alta calidad compuesto principalmente de propano, que presenta características antidetonantes superiores, cuando es usado como combustible en motores de combustión interna. 4. REQUISITOS Los cuatro tipos de gases licuados de petróleo deben cumplir los requisitos descritos en la Tabla 1. 5. MUESTREO Un muestreo apropiado de gases licuados de petróleo es extremadamente importante para ensayos significativos. Las muestras para análisis deben obtenerse de acuerdo con la NTC 2516 o con la norma ASTM D 3700, si se requiere mayor precisión y exactitud en los resultados de análisis composicional. NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 2303 (Primera actualización) 3 Tabla 1. Requisitos para los gases licuados de petróleo Descripción Propano comercial Butano comercial Mezclas comer- ciales P-B Propano aplicaciones especialesA Métodos de ensayo Presión de vapor a 37,8 ºC (100 ºF), máx. kPa (psig) Residuo volátil: Temperatura evaporación del 95%, máx. ºC (ºF) ó butano y más pesados, máx., vol. % 1 430 208 -38,3 -37 2,5 485 70 2,2 36 ... B 2,2 36 ... 1 430 208 -38,3 -37 2,5 NTC 2562 ó ASTM D 2598c NTC 2563 NTC 2518 pentano y más pesados, máx., vol. % Contenido de propileno, máx., vol. % ... ... 2,0 ... 2,0 ... ... 5,0 NTC 2518 NTC 2518 Materia residual: Residuo por evaporación de 100 mL, máx., mL Observación mancha de aceite Densidad relativa a: 15,6ºC/15,6ºC (60ºF/60ºF) 0,05 PasaD E 0,05 PasaD E 0,05 PasaD E 0,05 PasaD .. NTC 2517 NTC 2517 NTC 2517 ó ASTM D 2598 Corrosión a la lámina de cobre, máx. Azufre, ppm (en masa), máx. Sulfuro dehidrógeno Contenido de humedad Contenido de agua libre Nº 1 185 Pasa Pasa ... Nº 1 140 Pasa ... NungunoF Nº 1 140 Pasa ... NingunoF Nº 1 123 Pasa Pasa ... NTC 2515G ASTM D 2784 ASTM D 2420 ASTM D 2413 A Equivalente al Propane HD-5 of Gas Processors Association Standard 2140. B La presión de vapor permitida de losproductos clasificados como mezclas PB no debe exceder de 1 430 kPa (208 psig) y, adicionalmente no debe exceder de la calculada en la siguiente relación entre la presión de vapor observada y la densidad relativa observada. Máxima presión de vapor = 1 167 – 1 880 (densidad a 15 ºC/15 ºC) ó 1 167 – 1 880 (densidad relativa a 60 ºF/60 ºF) Se debe escoger una mezcla específica con base en la presión de vapor a 37.8 ºC en kPa (a 100 °F en psig) dada. Para cumplir con la escogencia, la presión de vapor de la mezcla debe estar dentro de +0 a -68.9 kPa (+0 a -10 psi) de la presión de vapor especificada. C En caso de discrepancia sobre la presión de vapor de un producto, el valor determinado por la NTC 2562, prevalece sobre el valor calculado por la norma ASTM D 2598. D Un producto aceptable no debe producir un anillo persistente de aceite, cuando se agregan 0,3 mL de mezcla de residuo solvente a un papel de filtro en porciones de 0,1 mL y examinados a la luz del día, después de 2 minutos, tal como se describe en la NTC 2517. E Aunque no es un requisito específico, la densidad relativa debe determinarse para otros propósitos y reportarse. Adicionalmente, la densidad relativa de la mezcla PB se requiere para establecer la máxima presión de vapor permisible (Véase la nota B de la Tabla 1). F La presencia o ausencia de agua deber ser determinada por inspección visual de las muestras sobre las cuales se determina la densidad relativa. G Este método no puede determinar exactamente la presencia de materiales reactivos (por ejemplo, H2S, Sº) en gases licuados de petróleo, si el producto contiene inhibidores de corrosión u otros productos químicos que disminuyen la reacción con la lámina de cobre. NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 2303 (Primera actualización) 4 6. PALABRA CLAVE Butano: especificaciones de los gases licuados del petróleo; propano. 7. DOCUMENTO DE REFERENCIA AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. Standard Especification for Liquified Petroleum (LP) Gases. West Conshohocken, 1991. 4 p. (ASTM D 1835). NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 2303 (Primera actualización) 5 Apéndice A (Informativo) A.1 IMPORTANCIA DE LAS ESPECIFICACIONES PARA GASES LICUADOS DE PETRÓLEO A.1.1 Generalidades A.1.1.1 Los gases licuados de petróleo, están compuestos por hidrocarburos fácilmente licuables, que se obtienen en el procesamiento del gas natural y, también, en el proceso convencional de refinación del petróleo crudo. La composición de los gases licuados puede variar ampliamente, dependiendo de la fuente y de la naturaleza del tratamiento al cual hayan sido sometidos los productos. A.1.1.2 Existen muchos usos para los gases licuados de petróleo. Los más importantes son: (1) como combustible doméstico, comercial e industrial; (2) como fuente de carbono en las operaciones de tratamiento de metales; (3) como materia prima de refinería para la producción de gasolinas sintéticas y; (4) como materia prima petroquímica. La naturaleza de las necesidades, determina las características de la composición requerida en varias de estas aplicaciones. Debido a que los 3 últimos usos de este listado están catalogados como aplicaciones especiales, porque implican requisitos especiales, se han excluido de consideración en las especificaciones. A.1.1.3 En esencia, las normas para Gases Licuados de Petróleo están diseñadas para definir que los productos sean aceptables para el uso doméstico, comercial e industrial. En muchos casos, se encontrarán productos que cumplen las especificaciones y, que se les podrá utilizar en otras aplicaciones para las cuales no fueron diseñados. La siguiente clasificación puede tomarse como una guía general, en las aplicaciones más comunes de los 3 tipos de combustible: A.1.1.3.1 Propano comercial. Este tipo de combustible es el preferido para uso doméstico, comercial e industrial, particularmente en áreas geográficas donde la baja temperatura ambiente es común y, donde la uniformidad del combustible es una consideración importante. El propano comercial es adecuado para ciertas aplicaciones en motores de combustión interna de baja severidad. A.1.1.3.2 Mezclas comerciales de PB: Este tipo de combustible, que cubre un amplio rango de mezclas, permite elaborar el combustible de acuerdo con necesidades específicas. Las diferentes mezclas encuentran aplicación tanto en el uso doméstico y comercial como en el industrial, en áreas cuyas condiciones de baja temperatura ambiental son menos frecuentes. A.1.1.3.3 Butano comercial. Este tipo de combustible tiene limitada aplicación como combustible doméstico en áreas de clima templado. Como en el tipo anterior, su uso, en aplicaciones industriales, es posible en las áreas donde no existan problemas de vaporización del combustible. A.1.1.3.4 Propano para Aplicaciones Especiales. Este tipo de combustible es un gas licuado de petróleo especialmente elaborado para cumplir las necesidades limitantes de los motores de combustión interna que operan bajo severidad de moderada a alta. Los productos combustibles de este tipo deben tener menor variabilidad en composición y características de combustión que los demás cubiertos por esta norma. NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 2303 (Primera actualización) 6 A.1.2 Importancia y uso A.1.2.1 Los gases licuados de petróleo comerciales son esencialmente propano o butano o mezclas de estos. Por consiguiente, las características importantes de estos productos pueden definirse y controlarse mediante mediciones relativamente sencillas. Los métodos de ensayo dados en la especificación dan los resultados deseados. El significado de las diferentes pruebas y, como estas se pueden aplicar a los problemas del consumidor, se resume a continuación. A.1.2.1.1 Presión de Vapor, Volatilidad y Densidad Relativa: a) La presión de vapor es una medida indirecta de las condiciones más extrema de baja temperatura, bajo las cuales puede esperarse que tenga lugar una vaporización inicial. Esto puede considerarse como medida semi-cuantitativa de la cantidad de materia más volátil presente en el producto. También se puede utilizar como un medio para predecir las máximas presiones que puede experimentarse en las temperaturas del tanque de combustible. La presión de vapor se vuelve más significativa cuando esta referida a la volatilidad. b) La volatilidad, expresada en términos de temperatura cuando el 95 % del producto es evaporado, es una medida de la cantidad del componente menos volátil presente en el combustible. Junto con la presión de vapor límite sirve para verificar esencialmente productos de un solo componente como el casos de combustibles de los tipos propano y butano comerciales. Cuando la volatilidad se une con la presión de vapor límite a la cual a sido referida la gravedad, como en el caso de combustibles del tipo de mezclas comercial de propano-butano, la combinación sirve para verificar esencialmente mezclas de dos componentes para tales combustibles. Cuando se une con una apropiada presión de vapor límite, esta medición sirve para asegurar que los productos de propano especial estarán compuestos principalmente de propano y propileno y que el propano será el mayor constituyente. c) La densidad relativa, por sí misma, tiene poca importancia. Sólo tiene valor cuando se relaciona con la presión de vapor y la volatilidad. Como la densidad relativa es importante para cumplir los requisitos de transporte y almacenamiento, siempre se determina para todos los productos de gas licuado de petróleos. A.1.2.1.2 Otras Características del Producto. Mientras las características de vaporización y combustión de los productos de gas licuado de petróleo están completamente definidas, para aplicaciones de uso normal, por la presión del vapor, la volatilidad y la densidad relativa, como se indica en el numeral 1.2.1.1, hay otros factores que afectano podrían afectar los resultados obtenidos en el uso específico de algunas aplicaciones. Por esa razón y, con el propósito de asegurar la confiabilidad del producto bajo las condiciones más extremas de uso, se especifican límites para el contenido de residuo, corrosión al cobre, contenido de azufre, contenido de humedad y contenido agua libre. a) Residuo (Índice de punto final) es una medida de la concentración de material combustible hidrocarbonado presente en el producto y que es menos volátil que los hidrocarburos gaseosos licuados de petróleo. El control sobre el contenido de residuos es importante en aplicaciones en las cuales el combustible se usa en un sistema de alimentación liquida. En tales casos el no limitar las concentraciones permisibles de materiales residuales puede ocasionar depósitos indeseables. NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 2303 (Primera actualización) 7 También es importante cuando los vapores de combustibles se extraen de la parte superior del recipiente de almacenamiento. En esas aplicaciones, los equipos de regulación tienden a ensuciarse si hay cantidades excesivas de residuo en el combustible. b) Los límites de corrosión al cobre. Se limita con el fin de proporcionar la seguridad de que no se experimentarán dificultades por el deterioro de los accesorios y conexiones de cobre y aleaciones de cobre que son las más comúnmente usadas en los equipos de manejo, almacenamiento y transporte. El ensayo de corrosión a la lámina de cobre detectará la presencia de sulfuro de hidrógeno, el cual es altamente tóxico. Los límites de corrosión a la lámina de cobre también garantizan que el gas licuado de petróleo no contiene H2S en cantidades tales que representen un peligro para la salud y la seguridad, si se sabe que el producto no contiene inhibidores de corrosión u otros químicos que disminuyan la reacción a la lámina de cobre. Además, el Método ASTM D 2420 se recomienda como un ensayo de campo que sirve como salvaguarda para asegurar que el gas licuado de petróleo no contiene cantidades detectables de sulfuro de hidrógeno. c) Los límites del contenido de azufre son establecidos, principalmente, con el propósito de dar una definición más completa de los gases licuados de petróleo, puesto que estos productos, por naturaleza, tienen un contenido de azufre mucho menor que otros combustibles derivados del petróleo. En el uso normal como combustible, para las aplicaciones del gas licuado de petróleo, el contenido de azufre se considera de poca importancia si las otras características del producto están dentro de los límites especificados. d) El contenido de humedad es una medida del porcentaje aproximado de saturación del producto con agua. Esta medición es un requisito solamente para los gases licuados de petróleo del tipo propano comercial y para aplicaciones especiales. El propósito de controlar el contenido de humedad es el de garantizar que los reguladores de reducción de presión y equipo similar operen, en forma consistente, sin problemas de congelamiento causados por la separación del agua disuelta en el producto. e) El contenido de agua libre es de importancia solamente para los productos tipo mezclas comerciales PB y butano comercial. Estos dos tipos de productos normalmente se utilizan bajo condiciones ambientales moderadas y, en consecuencia, el único requisito es la vigilancia para garantizar que no haya agua libre presente.
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