Propan, bütan ve bunların karışımları aynı terminalde, hatta aynı sayaçtan geçebilir; ancak ölçüm sistemi bu ürünleri aynı akışkan gibi ele alamaz. İki ürün arasındaki temel farklar buhar basıncı, yoğunluk ve sıcaklıkla hacim değişimidir. Karışım oranı değiştiğinde bu üç özellik de değişir ve bu değişim; sayaçta sıvı fazı korumak için gereken karşı basıncı, kütle ile hacim arasındaki dönüşümü, referans sıcaklığa düzeltmeyi ve doğrulama sonuçlarını doğrudan etkiler. Bu sayfa, ölçüm sisteminin bu farkları nasıl hesaba katması gerektiğini ele alır.
LPG ölçüm skidinin genel yapısı, yani karşı basınç kontrolü, buhar ayırıcı ve sayaç düzeni LPG Ölçüm Skidleri sayfasında anlatılmıştır; burada ürün farklarının bu yapıya etkisine odaklanıyoruz.
LPG tek bir akışkan değildir
Piyasada LPG adıyla anılan ürün, ağırlıklı olarak propan, bütan ve bunların izomerleri ile az miktarda propilen ve bütilen gibi hafif hidrokarbonlardan oluşur. Ürün, doğalgaz işleme ve ham petrol rafinasyonu gibi farklı kaynaklardan gelebilir; bu nedenle aynı ticari adı taşıyan iki sevkiyatın bileşimi birbirinden farklı olabilir. Otomotiv LPG'si için bileşim ve buhar basıncı gereksinimlerini tanımlayan standartlar, mevsime göre farklı buhar basıncı sınıflarına da yer verir. Terminal açısından sonuç şudur: ölçüm sistemi yalnızca "LPG" için değil, işlenecek her ürün ve karışım aralığı için tasarlanmalıdır.
Buhar basıncı farkı: karşı basınç ve tasarım basıncına etkisi
Atmosfer basıncında propan yaklaşık −42 °C'de, normal bütan ise yaklaşık 0 °C civarında kaynar. Aynı sıcaklıkta buhar basınçları arasındaki fark da büyüktür: örneğin yaklaşık 15 °C'de saf propanın doyma basıncı mutlak olarak 7 bar civarındayken, saf normal bütanınki 2 bar'ın altında kalır. Ölçüm açısından bunun iki doğrudan sonucu vardır:
· Karşı basınç ayarı: Sayaçta sıvı fazın korunması için hat basıncının ürünün o sıcaklıktaki buhar basıncının yeterince üzerinde tutulması gerekir. Propan ağırlıklı üründe gereken basınç seviyesi, bütan ağırlıklı ürüne göre daha yüksektir. Tek bir sabit ayar, ürün değiştiğinde ya gereksiz basınç kaybına ya da flaşlama riskine yol açabilir.
· Basınç sınıfı: Ölçüm hattının, transmitterlerin ve vanaların basınç sınıfı, işlenecek en uçucu ürün ve en yüksek beklenen sıcaklık için seçilir. Yalnızca bütan için tasarlanmış bir hattın ileride propanla kullanılması, basınç sınıfının yeniden değerlendirilmesini gerektirir.
Bütanın düşük kaynama noktası da kendi başına bir işletme konusudur: soğuk havalarda bütan ağırlıklı ürünün buhar basıncı düşer, bu da depolama tankından pompa emişine kadar olan bölümde mevcut basınç payını azaltır. Pompa emme tarafının bu koşulda da ürünü sıvı tutabilmesi, ölçüm doğruluğundan önce gelen bir tasarım girdisidir.
Yoğunluk ve kütle–hacim dönüşümü
LPG'nin yoğunluğu bileşimine bağlıdır; LPG standartlarında yoğunluk ve buhar basıncının bileşimden, her bileşen için tanımlı katsayılarla hesaplandığı yöntemler bulunur. Örnek olarak yaklaşık 15 °C'de doymuş sıvı propanın yoğunluğu 507 kg/m³ civarında, normal bütanınki ise 584 kg/m³ civarındadır. Bu nedenle aynı hacimde teslim edilen propan ve bütanın kütlesi belirgin biçimde farklıdır ve karışım oranı değiştikçe bu fark sürekli kayar.
Coriolis tipi sayaçlar kütleyi doğrudan ölçer ve aynı anda yoğunluğu da belirler; hacim, kütle ve ölçülen yoğunluktan hesaplanır. Hacimsel sayaç kullanılan sistemlerde ise kütleye geçmek için yoğunluğun ayrıca ölçülmesi veya bileşimden hesaplanması gerekir. Hangi yaklaşım seçilirse seçilsin, ürün değiştiğinde yoğunluk verisinin kaynağı ve güncellenme şekli net olmalıdır. Burada önemli bir sınır vardır: bileşimden yoğunluk hesaplayan kalite standartları ürün spesifikasyonu için tasarlanmıştır ve ticari teslim miktar hesabı için kullanılması amaçlanmamıştır.
Sıcaklıkla hacim değişimi ve referans sıcaklığa düzeltme
Propan ve bütan gibi hafif hidrokarbonların yoğunluğu sıcaklıkla hızla değişir; saf propanda birkaç derecelik artış bile yoğunlukta yüzde birin üzerinde düşüşe karşılık gelebilir. Bu nedenle hacim bazlı teslimde akaryakıt için kullanılan düzeltme tabloları değil, doğalgaz sıvıları ve LPG için geliştirilmiş sıcaklık düzeltme yöntemleri uygulanır. Bu yöntemler ürünün referans sıcaklıktaki yoğunluğunu girdi olarak kullanır; dolayısıyla propan için geçerli bir yoğunluk değeriyle bütan ölçülürse düzeltme faktörü de hatalı olur. Hangi referans sıcaklığın esas alınacağı ülke mevzuatına ve sözleşmeye bağlıdır.
Mevsimsel karışım değişimi
Soğuk dönemlerde yeterli buhar basıncı sağlamak için karışımda propan payının artırılması yaygın bir uygulamadır. Terminal açısından bu, yıl içinde aynı ürün kodu altında farklı yoğunluk ve buhar basıncına sahip ürünlerin işlenmesi demektir. Ölçüm sisteminde şu noktalar mevsim geçişlerinde gözden geçirilmelidir:
· Karşı basınç ayar değeri ve alarm sınırları
· Akış bilgisayarında veya dolum kontrolöründe tanımlı yoğunluk aralığı ve referans yoğunluk
· Sayaç faktörünün yeni ürün için geçerliliği; gerekiyorsa doğrulamanın yeni ürünle tekrarlanması
· Depolama stoku ile ölçülen sevkiyatların mutabakatında kullanılan yoğunluk değerleri
Aynı sayaçla birden fazla ürün ölçülürken
Propan, bütan ve karışım aynı ölçüm hattından geçiyorsa, dolum kontrolöründe veya akış bilgisayarında her ürün için ayrı bir reçete tanımlanması yaygın yaklaşımdır. Reçete; ürüne özgü sayaç faktörünü, yoğunluk aralığını, sıcaklık düzeltme parametrelerini ve karşı basınç ayarını içerir. Ürün değişiminde hatta kalan önceki ürünün yeni sevkiyata karışması da değerlendirilmelidir; hat hacmi küçükse etki ihmal edilebilir, büyükse ürün geçişi için bir işletme prosedürü gerekir. Farklı ürünler için ayrı ölçüm hatları ise karışma ve ayar değişimi sorunlarını ortadan kaldırır, ancak yatırım ve yer ihtiyacını artırır.
Tasarım kriterleri
Parametre | Tasarımda neden önemli | Seçime etkisi |
İşlenecek ürünler ve karışım aralığı | Buhar basıncı ve yoğunluk aralığını tanımlar | Basınç sınıfı, yoğunluk ölçüm aralığı ve reçete sayısını belirler |
Ürün sıcaklığı aralığı | Buhar basıncını ve hacim düzeltmesini etkiler | Karşı basınç ayarı ve düzeltme yöntemi buna göre kurulur |
Faturalama birimi | Kütle veya referans hacim seçimi ölçüm zincirini değiştirir | Coriolis ile doğrudan kütle veya hacim sayacı ile yoğunluk ölçümü arasında seçim |
Ürün değişim sıklığı | Ayar değişimi ve karışma riskini belirler | Ortak hat ve reçete ya da ürün başına ayrı hat kararı |
Mevsimsel spesifikasyon | Yıl içinde yoğunluk ve buhar basıncı kayar | Parametre güncelleme ve doğrulama planı gerektirir |
Doğrulama yöntemi | Ürüne özgü sayaç faktörü gerekir mi sorusunu yanıtlar | Prover veya referans sayaç bağlantısı ve ürün başına doğrulama sıklığı |
TLY Enerji'nin katkısı
TLY Enerji, proses koşullarına göre ölçüm teknolojisinin seçimi ve mühendislik desteği sağlar; ürün portföyünde Coriolis kütlesel akış ve yoğunluk ölçerler, basınç ve sıcaklık ölçümü ile kontrol vanaları bulunur. Proje kapsamına bağlı olarak propan ve bütan ölçüm hatları için cihaz seçimi ve tedariki, akış ölçerlerin montajı ve devreye alınması ile PLC ve SCADA tarafında veri toplama ve raporlama desteği sunulabilir. Ürün reçetelerinin ve ayar değerlerinin tanımı, işletmenin ürün planı üzerinden birlikte yapılır.
Değerlendirme için paylaşılması faydalı veriler
· İşlenen ürünlerin listesi ve her biri için tipik bileşim veya kalite sertifikası örnekleri
· Yaz ve kış dönemleri için beklenen karışım oranları
· Faturalamanın kütle mi referans hacim mi üzerinden yapıldığı ve sözleşmedeki referans sıcaklık
· Aynı hattan geçecek ürün sayısı ve ürün değişim sıklığı
· Minimum ve maksimum ürün sıcaklığı ile hat basıncı
· Mevcut doğrulama altyapısı ve ürün başına doğrulama beklentisi
İlgili sayfalar
· LPG ölçüm skidleri: Karşı basınç kontrolü ve buhar ayırıcı ile sayaçta sıvı fazın korunması.
· LPG ticari teslim ölçüm sistemleri: Faturalama biriminin ve düzeltmelerin sözleşmeye göre belirlenmesi.
· Propan, bütan ve karışık NGL transfer sistemleri: Farklı ürünlerin aynı transfer altyapısında yönetilmesi.
· LPG terminalleri: LPG'nin basınç altında sıvı olarak taşınmasının terminal geneline etkileri.
Propan ve bütan ölçümüyle ilgili sorular
Propan ve bütan aynı sayaçla ölçülebilir mi?
Evet, pek çok terminalde aynı ölçüm hattı birden fazla LPG ürünü için kullanılır. Bunun için her ürün için ayrı reçete tanımlanır; sayaç faktörü, yoğunluk aralığı, sıcaklık düzeltme parametreleri ve karşı basınç ayarı ürüne göre seçilir. Ürün geçişlerinde hatta kalan ürünün etkisi ve doğrulamanın ürün bazında yapılıp yapılmayacağı ayrıca kararlaştırılmalıdır.
Karışım oranını yoğunluk ölçümünden çıkarmak mümkün mü?
Yalnızca iki bileşenli ve diğer bileşenleri ihmal edilebilir bir karışımda yoğunluk, oran hakkında fikir verebilir. Gerçek LPG ise propan ve bütanın yanında izomerler, olefinler ve eser bileşenler içerir; aynı yoğunluk farklı bileşimlerle elde edilebilir. Bileşimin kesin olarak bilinmesi gereken durumlarda numune alma ve laboratuvar analizi gerekir.
Mevsim değiştiğinde ölçüm sisteminde ne yapılmalı?
Karışımdaki propan payı değiştiğinde yoğunluk ve buhar basıncı da değişir. Bu nedenle karşı basınç ayarı, akış bilgisayarındaki yoğunluk verileri ve alarm sınırları gözden geçirilmeli; sayaç faktörünün yeni ürün için geçerliliği kontrol edilmelidir. Bu adımların bir işletme prosedürüne bağlanması, geçiş dönemlerinde mutabakat farklarını azaltır.
LPG için akaryakıt düzeltme tabloları kullanılabilir mi?
Uygun değildir. Propan ve bütan, akaryakıt ürünlerinin yoğunluk aralığının altında kalır ve sıcaklıkla çok daha fazla genleşir. Bu nedenle doğalgaz sıvıları ve LPG için geliştirilmiş ayrı sıcaklık düzeltme yöntemleri kullanılır. Uygulanacak yöntem ve referans sıcaklık, sözleşme ve geçerli mevzuatla birlikte teyit edilmelidir.