ГРАВИТАЦИЯ НА API: МАЩАБ И КЛАСИФИКАЦИЯ НА СУРОВ НЕФТ - ФИЗИЧЕСКИ - 2025

На тежестта API е мащаб специфично тегло, използван от американския петролен институт (API) за експресиране на относителната плътност на суровия нефт и други петролни деривати. Въпреки че по дефиниция това е безразмерно количество, както скоро ще видим, то винаги се изразява в градуси API.

Чрез тази скала суровият нефт се класифицира като лек, среден и тежък. Това е много важно при определяне на стойността на суровината на пазара, тъй като леката изисква по-малко усъвършенстване от тежката.

Фигура 1. Леките сурови продукти имат по-висока стойност на пазара, тъй като се нуждаят от по-малко усъвършенстване и са по-лесни за транспортиране. Източник: Pixabay

Качеството на суровия нефт зависи от състава и пропорциите на въглеводородната смес, които представляват голямо разнообразие от молекулни тегла. Въпреки, че гравитацията на API не отчита действителния химичен състав на суровия нефт, а по-скоро ги класифицира според тяхната лекота при транспортиране и рафиниране.

За класификацията се използва следната емпирична формула:

ºAPI = (141.5 / γ _T) - 131.5 (течности по-леки от водата)

γ _T е специфичното тегло на флуида при стандартни температурни условия, тоест при 15 556 ° C или 60 ° F.

Това е стандартната температура за всяка операция със суров нефт и неговите производни, независимо дали е химическа или търговска. За други течности температурата от 4 ° C се счита за стандартна.

Специфичната гравитация на течност

Специфичната гравитация, наричана още специфична плътност или относителна плътност, е безразмерно количество, което сравнява плътността на течността с тази на водата.

Плътността зависи от температурата и тъй като суровият се продава по обем, температурата има решаващо влияние, тъй като е в състояние да произведе значителни изменения, които се отразяват в цената.

Поради тази причина петролната промишленост установи стандартна температура от 60ºF за определяне на плътността и всички количества, свързани по някакъв начин с нея.

Специфичната гравитация γ _T се определя математически като:

γ _T = плътност на течността / плътност на водата при референтна температура (60ºF)

Както плътността на течността, така и тази на водата трябва да са в една и съща система от единици и да са измерени при еднакви условия на налягане и температура. По този начин, специфичната гравитация няма единици.

Водомерът

Хидрометърът (на английски хидрометър, преведен погрешно като хидрометър, устройство, използвано за измерване на дебита), е устройство за измерване на относителната плътност или специфичната тежест на течността.

Изобретението му се приписва на математическата ипатия в Александрия (315-345). Апаратът се състои от кух цилиндър, изработен от стъкло с тежест или баласт в единия край, което му помага да плава вертикално.

Внимателно се въвежда в течността, чиято плътност трябва да бъде измерена и оставена в покой, докато се стабилизира.

Плътността на течността зависи от това колко хидрометър потъва в нея. При леки течности инструментът потъва повече, отколкото в по-плътни течности. Следователно инструментът осигурява скала за извършване на отчитането.

Има хидрометри, специално проектирани за определени течности, като мляко (лактометри) или вино (дишащо средство), за да назовем няколко. За суровите масла се използва измервател на плътност на API, чийто мащаб вече е градуиран в градуси на API, за да не се налага преобразуването. Например: отчитане, по-голямо от 10, означава суров нефт, по-лек от водата, който ще плава върху него.

И тъй като температурата е много важен параметър, има хидрометри, които вече идват с вграден живачен термометър. Те са известни като термохидрометри и са много подходящи за полеви тестове, особено.

Схемата е показана на следната фигура:

Фигура 2. Диаграма на метър за плътност за измерване на степените на API на проба. Източник: Mott, R. Fluid Mechanics.

Суровините и тяхната тежест на API

Степените на API в маслата варират от 10 до 80, като по-голямата част е в обхвата на API 20-70.

От формулата, дадена в началото, специфичната гравитация се решава като:

γ _T = 141,5 / (131,5 + ºAPI)

Най-често срещаните граници са от 0,93 до 0,70. Обърнете внимание, че по-тежките масла съответстват на по-ниските стойности на API. За разлика от това, по-високите стойности на гравитацията на API показват масла с по-висока търговска стойност, защото те се обработват и трансформират по-лесно.

Това е норма за API до 45 градуса, тъй като извън тази стойност има превес на късите въглеводородни вериги в суровите масла, което затруднява обработката.

Класификация на суровия петрол

Според стойността, която показва на скалата на API, суровият продукт се класифицира като:

- светлина или светлина, с клас на API по-голям от 31,1, в който преобладават въглеводороди с ниско молекулно тегло. Това е лесен за транспортиране суров нефт, който е много търсен за производството на бензин, дизел и керосин.

- Средна или средна, чийто клас на API е в границите от 29,9 - 22, има добра концентрация на въглеводороди с ниско молекулно тегло, което също улеснява транспортирането.

- Тежка, степен на API между 21,9 и 10, изобилна от въглеводороди със средно молекулно тегло, което затруднява транспорта. От този вид суров нефт се получават митници, масла от различни видове, парафини и полимери.

-Extra-heavy, чийто API е 10 или по-малко, е по-сложен за транспортиране и обработка, поради което има по-малка търговска стойност.

Гравитацията на API варира в зависимост от региона, например латиноамериканският петрол има средно 25,1º API, докато в Близкия изток суровите масла са леки, с 34 ° API.

Експериментално определяне на гравитацията на API с помощта на хидрометъра

Това са основните стъпки, които трябва да следвате, за да получите степените на API на пробата, като използвате хидрометър:

- Температурата се регулира в зависимост от естеството на пробата, важно дали е летливи вещества.

- Температурата на епруветката трябва да бъде същата като тази на пробата.

- Прехвърлете внимателно пробата в чистия цилиндър, без разплискване. Необходимо е да се избегне образуването на въздушни мехурчета и да се сведе до минимум изпаряването в случай на летливи течности.

- Ако са се появили мехурчета, те могат да бъдат отстранени, като леко докоснете повърхността с филтърна хартия.

- Необходимо е да се гарантира, че температурата на околната среда не претърпя значителни промени, не по-големи от 2 ° C.

- Хидрометърът се потапя бавно, когато е добре центриран, потъва малко повече и се освобождава, опитвайки се да запази останалата част от тръбата суха. Той трябва да се държи далеч от стените на образеца.

- Изчакайте известно време всички въздушни мехурчета да достигнат повърхността, особено ако пробата е много вискозна.

- Обърнете внимание на температурата преди да прочетете. За да направите това, внимателно се разбърква с термометъра, като изцяло потопява живачната колона. Ако се използва термохидрометърът, той също се разбърква с инструмента, като се използват нежни вертикални движения.

- Най-близката маркировка, където повърхността на течността пресича скалата, вече може да бъде прочетена на устройството.

- Записвайте температурата веднага след отчитане. Ако имаше забележима промяна, измерването трябва да се повтори.

- При непрозрачни течности трябва да се направи корекция. Коригираното отчитане е търсената тежест на API.

Препратки

1. AmSpec. A щандове за API Gravity. Възстановено от: amspecllc.com.
2. ICCT. Въведение в рафинирането на петрол и производството на бензин и дизел с ниско съдържание на сяра. Възстановено от: theicct.org
3. Mott, R. 2006. Механика на течностите. 4-ти. Edition. Pearson Education.
4. Sencamer. Суров нефт и неговите производни. Определяне на гравитацията на API. Метод на хидрометър. Възстановено от: sencamer.gob.ve.
5. Пумас. Петрол и неговите производни. Възстановено от: profesors.fi-b.unam.mx