Плотность в градусах API

Плотность Американского института нефти , или плотность в градусах API , является мерой того, насколько тяжелая или легкая нефтяная жидкость по сравнению с водой: если ее плотность в градусах API больше 10, она легче и плавает на воде; если меньше 10, он тяжелее и тонет.

Таким образом, плотность в градусах API является обратной мерой плотности нефтяной жидкости по отношению к плотности воды (также известной как удельный вес ). Он используется для сравнения плотностей нефтяных жидкостей . Например, если одна нефтяная жидкость менее плотная, чем другая, ее плотность в градусах API больше. Хотя плотность в градусах API математически является безразмерной величиной (см. Формулу ниже), она выражается в «градусах». Плотность API градуируется в градусах на ареометре . Значения плотности в градусах API большинства нефтяных жидкостей находятся в диапазоне от 10 до 70 градусов.

В 1916 году Национальное бюро стандартов США приняло шкалу Боме , разработанную во Франции в 1768 году, в качестве стандарта США для измерения удельного веса жидкостей, менее плотных, чем вода . Исследование, проведенное Национальной академией наук США, выявило серьезные ошибки в контроле солености и температуры, которые привели к серьезным изменениям в опубликованных значениях. Ареометры в США производились и широко распространялись с модулем упругости 141,5 вместо модуля упругости по шкале Боме, равного 140. Шкала была настолько прочно установлена, что к 1921 году Американским институтом нефти было применено средство правовой защиты.заключалась в создании шкалы силы тяжести в градусах API, распознающей фактически используемую шкалу. ^[1]

Формулы силы тяжести в API [ править ]

Формула для расчета плотности в градусах API от удельного веса (SG):

${\displaystyle {\text{API gravity}}={\frac {141.5}{\text{SG}}}-131.5}$

И наоборот, удельный вес нефтяных жидкостей может быть получен из их значения плотности в градусах API как

${\displaystyle {\text{SG at}}~60^{\circ }{\text{F}}={\frac {141.5}{{\text{API gravity}}+131.5}}}$

Таким образом, тяжелая нефть с удельным весом 1,0 (т. Е. С той же плотностью, что и чистая вода при 60 ° F) имеет плотность в градусах API:

${\displaystyle {\frac {141.5}{1.0}}-131.5=10.0^{\circ }{\text{API}}}$

Использование плотности в градусах API для расчета баррелей сырой нефти на метрическую тонну [ править ]

В нефтяной промышленности количество сырой нефти часто измеряется в метрических тоннах . Можно рассчитать приблизительное количество баррелей на метрическую тонну для данной сырой нефти на основе ее плотности в градусах API:

${\displaystyle {\text{barrels of crude oil per metric ton}}={\frac {{\text{API gravity}}+131.5}{141.5\times 0.159}}}$

Например, метрическая тонна West Texas Intermediate (39,6 ° API) имеет объем около 7,6 баррелей.

Измерение удельного веса в градусах API [ править ]

Для определения плотности в градусах API сначала измеряется удельный вес (т. Е. Плотность относительно воды), используя либо ареометр , подробно описанный в ASTM D1298, либо метод колеблющейся U- образной трубки, подробно описанный в ASTM D4052.

Регулировки плотности при различных температурах, поправки на расширение и сжатие натриево-известкового стекла и поправки на мениск для непрозрачных масел подробно описаны в таблицах измерений для нефти , подробности использования указаны в ASTM D1250. Удельный вес определяется по формуле, приведенной ниже.

${\displaystyle {\mbox{SG oil}}={\frac {\rho _{\text{crudeoil}}}{\rho _{{\text{H}}_{2}{\text{O}}}}}}$

С помощью формулы, представленной в предыдущем разделе, можно легко рассчитать плотность в градусах API. При преобразовании плотности нефти в удельный вес с использованием приведенного выше определения важно использовать правильную плотность воды в соответствии со стандартными условиями, использованными при проведении измерения. Официальная плотность воды при 60 ° F согласно изданию ASTM D1250 от 2008 г. составляет 999,016 кг / м ³ . ^[2] Значение 1980 года составляет 999,012 кг / м ³ . ^[3] В некоторых случаях стандартные условия могут быть 15 ° C (59 ° F), а не 60 ° F (15,56 ° C), и в этом случае будет подходящим другое значение плотности воды ( см. Стандартные условия для температуры и давление ).

Прямое измерение плотности в градусах API (метод ареометра) [ править ]

Есть преимущества полевых испытаний и бортового преобразования измеренных объемов в поправку на объем. Этот метод подробно описан в ASTM D287.

Классификации или оценки [ править ]

Плотность в градусах API сырой нефти, добываемой в континентальной части США

Вообще говоря, самые высокие цены на нефть с плотностью API от 40 до 45 °. Выше 45 ° молекулярные цепи становятся короче и менее ценными для нефтеперерабатывающих заводов. ^[4]

Сырая нефть классифицируется как легкая, средняя или тяжелая в зависимости от ее измеренной плотности в градусах API.

• Легкая сырая нефть имеет плотность в градусах API выше 31,1 ° (т. Е. Менее 870 кг / м ³ ).
• Средняя нефть имеет плотность в градусах API от 22,3 до 31,1 ° (т. Е. От 870 до 920 кг / м ³ ).
• Тяжелая сырая нефть имеет плотность в градусах API ниже 22,3 ° (т. Е. От 920 до 1000 кг / м ³ ).
• Сверхтяжелая нефть имеет плотность в градусах API ниже 10,0 ° (т. Е. Более 1000 кг / м ³ ).

Однако не все стороны используют одинаковую оценку. ^[5] Геологическая служба США использует несколько различных диапазонов. ^[6]

Сырая нефть с плотностью API менее 10 ° относится к сверхтяжелой нефти или битуму . Битум, полученный из месторождений нефтеносных песков в Альберте, Канада, имеет плотность в градусах API около 8 °. Его можно разбавить более легкими углеводородами для получения разбавленного битума , плотность которого в градусах API составляет менее 22,3 °, или дополнительно «повысить» до плотности в градусах API от 31 до 33 ° в качестве синтетической нефти . ^[7]

Ссылки [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

• Комментарии к шкале регулировки плотности по API
• Инструкции по использованию стеклянного ареометра, измеренного в градусах API