ПЛОТНОСТЬ API: ШКАЛА И КЛАССИФИКАЦИЯ СЫРОЙ НЕФТИ - ФИЗИЧЕСКИЙ - 2026

Плотность в API - это шкала удельного веса, используемая Американским институтом нефти (API) для выражения относительной плотности сырой нефти и других нефтепродуктов. Хотя по определению это безразмерная величина, как мы вскоре увидим, она всегда выражается в градусах API.

В этой шкале сырая нефть классифицируется на легкую, среднюю и тяжелую. Это очень важно при определении стоимости сырой нефти на рынке, поскольку легкая нефть требует меньше переработки, чем тяжелая.

Рис. 1. Легкие сорта нефти имеют более высокую стоимость на рынке, поскольку они требуют меньшей переработки и их легче транспортировать. Источник: Pixabay.

Качество сырой нефти зависит от состава и пропорций углеводородной смеси, которая имеет большое разнообразие молекулярных масс. Хотя плотность в градусах API не учитывает фактический химический состав сырой нефти, а классифицирует их в соответствии с легкостью транспортировки и очистки.

Для классификации используется следующая эмпирическая формула:

ºAPI = (141,5 / γ _T ) - 131,5 (жидкости легче воды)

γ _T - удельный вес жидкости в стандартных температурных условиях, то есть при 15 556 ° C или 60 ° F.

Это стандартная температура для любых операций с сырой нефтью и ее производными, будь то химическая или коммерческая. Для других жидкостей стандартной считается температура 4ºC.

Удельный вес жидкости

Удельный вес, также называемый удельной плотностью или относительной плотностью, - это безразмерная величина, которая сравнивает плотность жидкости с плотностью воды.

Плотность зависит от температуры, и, поскольку нефть продается по объему, температура имеет решающее влияние, поскольку она способна вызывать заметные колебания, которые отражаются на цене.

По этой причине в нефтяной промышленности установлена ​​стандартная температура 60ºF для определения плотности и всех величин, так или иначе связанных с ней.

Удельный вес γ _T математически определяется как:

γ _T = плотность жидкости / плотность воды при нормальной температуре (60ºF)

Плотность жидкости и воды должна быть в одной системе единиц и измеряться при одинаковых условиях давления и температуры. Таким образом, удельный вес не имеет единиц.

Ареометр

Ареометр (на английском языке «ареометр», ошибочно переведенный как «ареометр», устройство, используемое для измерения расхода) - это устройство для измерения относительной плотности или удельного веса жидкости.

Его изобретение приписывают математической Гипатии Александрийской (315–345). Аппарат состоит из полого цилиндра из стекла с грузом или балластом на одном конце, который помогает ему держаться вертикально.

Его осторожно вводят в жидкость, плотность которой необходимо измерить, и оставляют в покое, пока она не стабилизируется.

Плотность жидкости зависит от того, насколько в нее погружается ареометр. В легких жидкостях инструмент тонет больше, чем в более плотных. Поэтому в приборе есть шкала для считывания.

Существуют ареометры, специально разработанные для определенных жидкостей, таких как молоко (лактометры) или вино (алкотестер), и это лишь некоторые из них. Для сырой нефти используется плотномер API, шкала которого уже градуирована в градусах API, чтобы избежать необходимости преобразования. Например: значение больше 10 означает, что сырая нефть легче воды, которая будет плавать по ней.

А поскольку температура - очень важный параметр, есть ареометры, которые уже идут со встроенным ртутным термометром. Они известны как термогидрометры и особенно подходят для полевых испытаний.

Схема представлена ​​на следующем рисунке:

Рис. 2. Схема плотномера для измерения степени API образца. Источник: Мотт Р. Механика жидкости.

Нефть и их плотность в градусах API

Классы API в маслах варьируются от 10 до 80, большинство из которых находятся в диапазоне 20-70 API.

Из формулы, приведенной в начале, удельный вес решается как:

γ _T = 141,5 / (131,5 + ºAPI)

Наиболее распространенные диапазоны от 0,93 до 0,70. Обратите внимание, что более тяжелые масла соответствуют более низким значениям API. Напротив, более высокие значения плотности в градусах API указывают на более высокую коммерческую ценность масел, поскольку их легче обрабатывать и преобразовывать.

Это норма до 45 градусов API, поскольку помимо этого значения в сырой нефти преобладают короткие углеводородные цепи, что затрудняет переработку.

Классификация сырой нефти

В соответствии со значением, указанным на шкале API, нефть классифицируется как:

- Легкие или легкие , с классом API выше 31,1, в котором преобладают углеводороды с низким молекулярным весом. Это сырая нефть, которую легко транспортировать, и которая очень востребована для производства бензина, дизельного топлива и керосина.

- Средний или средний , класс API которого находится в диапазоне 29,9–22, имеет хорошую концентрацию низкомолекулярных углеводородов, что также облегчает транспортировку.

- Тяжелый , с классом API от 21,9 до 10, с высоким содержанием углеводородов со средней молекулярной массой, что затрудняет транспортировку. Из этого вида сырой нефти получают таможенные, различные виды масел, парафины и полимеры.

-Сверхтяжелый , API которого равен 10 или меньше, сложнее транспортировать и обрабатывать, поэтому он имеет меньшую коммерческую ценность.

Плотность в градусах API варьируется в зависимости от региона, например, латиноамериканская нефть имеет в среднем 25,1 градуса API, а на Ближнем Востоке - легкая нефть - 34 градуса API.

Экспериментальное определение плотности в градусах API с использованием ареометра.

Вот основные шаги, которые необходимо выполнить для получения степени API образца с помощью ареометра:

- Температура регулируется в зависимости от типа пробы, важно, если это летучие вещества.

- Температура пробирки должна быть такой же, как и у образца.

- Осторожно перенесите образец в чистый цилиндр, не разбрызгивая. Это необходимо для предотвращения образования пузырьков воздуха и сведения к минимуму испарения летучих жидкостей.

- Если появились пузыри, их можно удалить, осторожно прикоснувшись к поверхности фильтровальной бумагой.

- Необходимо следить за тем, чтобы температура окружающей среды не претерпевала заметных изменений, не более 2 ºC.

- Ареометр погружается медленно, когда он хорошо отцентрирован, он еще немного опускается и отпускается, пытаясь сохранить остальную часть трубки сухой. Его следует держать подальше от стенок образца.

- Подождите некоторое время, чтобы все пузырьки воздуха достигли поверхности, особенно если образец очень вязкий.

- Перед чтением обратите внимание на температуру. Для этого его осторожно перемешивают термометром, полностью погружая столбик ртути. Если используется термомеханический ареометр, его также перемешивают прибором осторожными вертикальными движениями.

- Ближайшая отметка, где поверхность жидкости пересекает шкалу, теперь видна на приборе.

- Запишите температуру сразу после считывания. Если были заметные отклонения, измерение следует повторить.

- В непрозрачных жидкостях необходимо внести поправку. Исправленное значение - это искомая степень серьезности API.

Ссылки

1. AmSpec. A означает плотность в градусах API. Получено с: amspecllc.com.
2. ICCT. Введение в переработку нефти и производство бензина и дизельного топлива со сверхнизким содержанием серы. Получено с: theicct.org
3. Мотт, Р. 2006. Механика жидкости. Четвёртый. Издание. Pearson Education.
4. Sencamer. Нефть сырая и ее производные. Определение плотности в градусах API. Ареометрический метод. Получено с: sencamer.gob.ve.
5. НАУ. Нефть и ее производные. Получено с: Professor.fi-b.unam.mx