API GRAVITÁCIÓ: A NYERSOLAJ SKÁLA ÉS OSZTÁLYOZÁSA - FIZIKAI - 2025

Az API gravitáció egy speciális gravitációs skála, amelyet az American Petroleum Institute (API) használ a nyersolaj és más kőolajszármazékok relatív sűrűségének kifejezésére. Noha definíció szerint dimenzió nélküli mennyiség, amint azt röviden látni fogjuk, mindig API-fokban fejezzük ki.

Ezzel a skálán a kőolajat könnyű, közepes és nehéz kategóriába sorolják. Ez nagyon fontos a nyersanyag piaci értékének meghatározásakor, mivel egy könnyű finomítás kevesebb finomítást igényel, mint a nehéz.

1. ábra: A könnyű kőolaj értéke nagyobb a piacon, mivel kevesebb finomítást igényelnek és könnyebben szállíthatók. Forrás: Pixabay.

A nyersolaj minősége a szénhidrogénkeverék összetételétől és arányától függ, amelyek a molekulatömeg nagy változatosságát mutatják. Noha az API gravitációja nem veszi figyelembe a nyersolaj tényleges kémiai összetételét, inkább osztályozza őket a könnyű szállítás és finomításuk szerint.

A besoroláshoz a következő empirikus képletet kell használni:

ºAPI = (141,5 / γ _T) - 131,5 (a víznél könnyebb folyadékok)

γ _T a folyadék fajsúlya normál hőmérsékleti körülmények között, azaz 15 556 ° C vagy 60 ° F hőmérsékleten.

Ez a hőmérséklet a nyersolajjal és származékaival végzett bármilyen művelet során, legyen az kémiai vagy kereskedelmi. Más folyadékok esetében a 4ºC hőmérsékletet tekintik standardnak.

A folyadék fajsúlya

A fajsúly, amelyet fajlagos sűrűségnek vagy relatív sűrűségnek is neveznek, olyan méret nélküli mennyiség, amely összehasonlítja a folyadék sűrűségét a víz sűrűségével.

A sűrűség a hőmérséklettől függ, és mivel a nyersanyagot térfogatban adják el, a hőmérséklet döntő befolyást gyakorol, mivel képes észlelhető változásokat előidézni, amelyek az árban tükröződnek.

Ezért az olajipar meghatározta a 60 ° F szabványos hőmérsékletet a sűrűség és az összes mennyiség valamilyen módon ehhez kapcsolódó meghatározására.

A γ _T fajsúly matematikailag a következőképpen határozható meg:

γ _T = folyadék sűrűsége / víz sűrűsége referencia-hőmérsékleten (60 ° F)

A folyadék és a víz sűrűségének ugyanabban az egységrendszerben kell lennie, és ugyanolyan nyomás- és hőmérsékleti körülmények között kell mérni. Így a fajsúlynak nincs egysége.

A hidrométer

A hidrométer (angolul hidrométer, hibásan hidrométerként fordítva, az áramlás mérésére szolgáló eszköz) egy eszköz, amely méri a folyadék relatív sűrűségét vagy fajsúlyát.

Találmányát az Alexandria (315-345) matematikai hypatia-nak tulajdonítják. A készülék üvegből készült üreges hengerből áll, amelynek egyik végén súly vagy ballaszt van, amely segít függőlegesen úszni.

Óvatosan vezetjük be a folyadékba, amelynek sűrűségét meg kell mérni, és nyugalomban hagyjuk, amíg stabilizálódik.

A folyadék sűrűsége attól függ, hogy a hidrométer mennyiben süllyed bele. Könnyű folyadékokban a készülék jobban süllyed, mint a sűrűbb folyadékokban. Ezért a műszer skálát biztosít az olvasás végrehajtásához.

Vannak olyan hidrométerek, amelyeket kifejezetten bizonyos folyadékokhoz terveztek, mint például a tej (laktométerek) vagy a bor (lélegző), néhányat említve. A nyersolajok esetében az API sűrűségmérőt kell használni, amelynek skáláját már API-fokokba osztják, hogy elkerüljék az átalakítást. Például: 10-nél nagyobb érték a víznél könnyebb nyersolajat jelent, amely rajta úszik.

Mivel a hőmérséklet egy nagyon fontos paraméter, vannak olyan hidrométerek, amelyek már tartalmaznak egy beépített higanyhőmérőt. Termo-hidrométerekként ismertek, és különösen alkalmasak terepi tesztekre.

A séma a következő ábrán látható:

2. ábra: A sűrűségmérő diagramja a minta API-fokának mérésére. Forrás: Mott, R. Fluid Mechanics.

Nyersanyagok és azok API-gravitációja

Az olajok API-osztályai 10 és 80 között vannak, a legtöbb a 20-70 API tartományban.

Az elején megadott képlet alapján a fajsúly ​​a következőképpen oldódik meg:

γ _T = 141,5 / (131,5 + ºAPI)

A leggyakoribb tartomány 0,93 és 0,70 között van. Vegye figyelembe, hogy a nehezebb olajok alacsonyabb API-értékeknek felelnek meg. Ezzel szemben a magasabb API-gravitációs értékek magasabb kereskedelmi értékű olajokat jeleznek, mivel ezeket könnyebben lehet feldolgozni és átalakítani.

Ez a norma 45 fokos API-ig, mivel ezen az értéken túl a nyersolajokban túlnyomórészt a rövid szénhidrogénláncok vannak, ami megnehezíti a feldolgozást.

Nyersolaj besorolása

Az API skálán megjelenő érték szerint a nyersanyagot a következők szerint osztályozzák:

- Könnyű vagy könnyű, 31,1-nél nagyobb API-fokozatú, amelyben alacsony molekulatömegű szénhidrogének vannak túlsúlyban. Könnyen szállítható kőolaj, amely nagyon igényes benzin, dízel és kerozin előállításához.

- Közepes vagy közepes, amelynek API-szintje 29,9 - 22, jó kis koncentrációjú kis molekulatömegű szénhidrogénekkel rendelkezik, ami szintén megkönnyíti a szállítást.

- Nehéz, 21,9 és 10 közötti API besorolású, közepes molekulatömegű szénhidrogénekben gazdag, ami megnehezíti a szállítást. Az ilyen típusú nyersolajból vámokat, különféle olajakat, paraffinokat és polimereket nyernek.

-Extra nehéz, amelynek API-ja 10 vagy annál kevesebb, bonyolultabb a szállításban és a feldolgozásban, ezért kevesebb kereskedelmi értékkel rendelkezik.

Az API gravitáció régiónként változik, például a latin-amerikai olaj átlagosan 25,1º API, míg a Közel-Keleten a nyersolaj könnyű, 34º API-val.

Az API gravitációjának kísérleti meghatározása a hidrométer segítségével

Ezek a fő lépések, amelyeket a minta API-fokának hidrométer segítségével történő megszerzéséhez kell követni:

- A hőmérsékletet a minta jellege szerint állítják be, ami fontos, ha illékony anyagok.

- A kémcső hőmérsékletének meg kell egyeznie a mintának.

- Vigyük a mintát fröccsenés nélkül óvatosan a tiszta hengerbe. Kerülendő a légbuborékok kialakulása és illékony folyadékok esetén minimálisra kell csökkenteni a párolgást.

- Ha buborékok keletkeztek, azokat szűrőpapírral óvatosan megérintve lehet eltávolítani.

- Biztosítani kell, hogy a környezeti hőmérséklet ne változjon érzékelhetően, legfeljebb 2 ° C-on.

- A hidrométert lassan merítik, amikor jól középpontba áll, egy kicsit süllyed és engedi fel, miközben a cső többi részét szárazon tartja. A mintától távol kell tartani.

- Várjon egy ideig, amíg az összes légbuborék eléri a felületet, különösen, ha a minta nagyon viszkózus.

- Olvasás előtt vegye figyelembe a hőmérsékletet. Ehhez óvatosan keverjük a hőmérővel, teljesen merítve a higanyoszlopot. Termo-hidrométer használata esetén az eszközzel is keverjük, enyhe függőleges mozgatással.

- A legközelebbi jel, ahol a folyadék felülete keresztezi a skálát, most már olvasható a készüléken.

- A leolvasást követően azonnal rögzítse a hőmérsékletet. Ha észrevehető eltérés volt, a mérést meg kell ismételni.

- Átlátszatlan folyadékokban helyesbíteni kell. A helyesbített érték a keresett API súlyossága.

Irodalom

1. AmSpec. Az API Gravity kifejezés. Helyreállítva: amspecllc.com.
2. ICCT. Bevezetés a kőolajfinomításba és az ultra alacsony kéntartalmú benzin és dízel gyártásba. Helyreállítva: theicct.org
3. Mott, R. 2006. Fluid Mechanics. 4.. Kiadás. Pearson oktatás.
4. Sencamer. Nyersolaj és származékai. Az API gravitációjának meghatározása. Hidrométer módszer. Helyreállítva: sencamer.gob.ve.
5. UNAM. Ásványolaj és származékai. Helyreállítva: professors.fi-b.unam.mx