GRAWITACJA API: SKALA I KLASYFIKACJA ROPY NAFTOWEJ - FIZYCZNY - 2026

Ciężar API jest skala ciężar wykorzystywane przez American Petroleum Institute (API) do wyrażania względną gęstość ropy naftowej i inne pochodne ropy naftowej. Chociaż z definicji jest to wielkość bezwymiarowa, jak zobaczymy wkrótce, jest zawsze wyrażana w stopniach API.

W tej skali ropa naftowa jest klasyfikowana jako lekka, średnia i ciężka. Jest to bardzo ważne przy określaniu wartości ropy na rynku, ponieważ lekka wymaga mniej rafinacji niż ciężka.

Rysunek 1. Ropy lekkie mają wyższą wartość na rynku, ponieważ wymagają mniej rafinacji i są łatwiejsze w transporcie. Źródło: Pixabay.

Jakość ropy naftowej zależy od składu i proporcji mieszanki węglowodorów, które charakteryzują się dużą różnorodnością mas cząsteczkowych. Chociaż API grawitacja nie bierze pod uwagę rzeczywistego składu chemicznego ropy naftowej, ale raczej klasyfikuje je pod kątem łatwości ich transportu i rafinacji.

Do klasyfikacji stosuje się następujący wzór empiryczny:

ºAPI = (141,5 / γ _T ) - 131,5 (płyny lżejsze od wody)

γ _T to ciężar właściwy płynu w standardowych warunkach temperaturowych, to znaczy w temperaturze 15 556 ° C lub 60 ° F.

Jest to standardowa temperatura dla każdej operacji z ropą naftową i jej pochodnymi, czy to chemicznymi, czy komercyjnymi. W przypadku innych płynów za standard uważa się temperaturę 4ºC.

Ciężar właściwy płynu

Ciężar właściwy, zwany również gęstością właściwą lub gęstością względną, jest bezwymiarową wielkością, która porównuje gęstość płynu z gęstością wody.

Gęstość zależy od temperatury, a ponieważ ropa jest sprzedawana ilościowo, temperatura ma decydujący wpływ, ponieważ może powodować znaczne zmiany, które znajdują odzwierciedlenie w cenie.

Z tego powodu przemysł naftowy ustalił standardową temperaturę 60ºF, aby określić gęstość i wszystkie ilości z nią związane.

Ciężar właściwy γ _T definiuje się matematycznie jako:

γ _T = gęstość płynu / gęstość wody w temperaturze odniesienia (60ºF)

Zarówno gęstość płynu, jak i gęstość wody muszą znajdować się w tym samym układzie jednostek i zostały zmierzone w tych samych warunkach ciśnienia i temperatury. Zatem ciężar właściwy nie ma jednostek.

Areometr

Areometr (w języku angielskim hydrometer, błędnie przetłumaczony jako hydrometr, urządzenie służące do pomiaru przepływu) to urządzenie do pomiaru gęstości względnej lub ciężaru właściwego cieczy.

Jego wynalazek przypisuje się matematycznej Hypatii z Aleksandrii (315-345). Urządzenie składa się z pustego w środku cylindra wykonanego ze szkła z obciążnikiem lub balastem na jednym końcu, który pomaga mu unosić się w pionie.

Ostrożnie wprowadza się go do cieczy, której gęstość ma być zmierzona i pozostawia w spoczynku, aż się ustabilizuje.

Gęstość cieczy zależy od tego, jak bardzo zanurzy się w niej areometr. W lekkich cieczach instrument tonie bardziej niż w gęstszych cieczach. Dlatego przyrząd zapewnia skalę do wykonania odczytu.

Istnieją areometry specjalnie zaprojektowane do określonych płynów, takich jak mleko (laktometry) lub wino (alkomat), żeby wymienić tylko kilka. W przypadku ropy naftowej stosuje się gęstościomierz API, którego skala jest już wyskalowana w stopniach API, aby uniknąć konieczności dokonywania konwersji. Na przykład: odczyt większy niż 10 oznacza ropę lżejszą od wody, która będzie na niej pływać.

A ponieważ temperatura jest bardzo ważnym parametrem, istnieją hydrometry, które są już wyposażone we wbudowany termometr rtęciowy. Są one znane jako termohydrometry i doskonale nadają się zwłaszcza do testów w terenie.

Schemat pokazano na poniższym rysunku:

Rysunek 2. Schemat gęstościomierza do pomiaru stopni API próbki. Źródło: Mott, R. Fluid Mechanics.

Crudy i ich grawitacja API

Gatunki API w olejach mieszczą się w zakresie od 10 do 80, z większością w zakresie 20-70 API.

Ze wzoru podanego na początku, ciężar właściwy jest określany jako:

γ _T = 141,5 / (131,5 + ºAPI)

Najczęstsze zakresy to od 0,93 do 0,70. Należy pamiętać, że cięższe oleje odpowiadają niższym wartościom API. Natomiast wyższe wartości ciężaru API wskazują na oleje o wyższej wartości handlowej, ponieważ są łatwiejsze w obróbce i transformacji.

Jest to norma do 45 stopni API, ponieważ powyżej tej wartości w ropach naftowych przeważają krótkie łańcuchy węglowodorowe, co utrudnia przetwarzanie.

Klasyfikacja ropy naftowej

Zgodnie z wartością, jaką wykazuje w skali API, surowiec klasyfikowany jest jako:

- Lekkie lub lekkie , o klasie API wyższej niż 31,1, w którym przeważają węglowodory o niskiej masie cząsteczkowej. Jest to łatwa w transporcie ropa naftowa, bardzo poszukiwana do produkcji benzyny, oleju napędowego i nafty.

- Średni lub średni , którego klasa API mieści się w przedziale 29,9 - 22, ma dobre stężenie węglowodorów o niskiej masie cząsteczkowej, co również ułatwia transport.

- Ciężki , klasa API od 21,9 do 10, bogata w węglowodory o średniej masie cząsteczkowej, co utrudnia transport. Z tego rodzaju ropy naftowej pozyskuje się zwyczaje, różnego rodzaju oleje, parafiny i polimery.

-Bardzo ciężki , którego API wynosi 10 lub mniej, jest bardziej skomplikowany w transporcie i przetwarzaniu, dlatego ma mniejszą wartość handlową.

Gęstość API różni się w zależności od regionu, na przykład ropa z Ameryki Łacińskiej ma średnio 25,1 ° API, podczas gdy na Bliskim Wschodzie ropa naftowa jest lekka, z 34 ° API.

Eksperymentalne oznaczanie ciężaru API za pomocą areometru

Oto główne kroki, które należy wykonać, aby uzyskać stopnie API próbki za pomocą areometru:

- Temperatura jest dostosowywana zgodnie z naturą próbki, co jest ważne, jeśli są to substancje lotne.

- Temperatura probówki musi być taka sama, jak temperatura próbki.

- Ostrożnie przenieść próbkę do czystego cylindra bez rozpryskiwania. Należy unikać tworzenia się pęcherzyków powietrza i minimalizować parowanie w przypadku lotnych cieczy.

- Jeśli pojawiły się bąbelki, można je usunąć, delikatnie dotykając powierzchni bibułą filtracyjną.

- Należy upewnić się, że temperatura otoczenia nie ulega znacznym zmianom, nie większym niż 2 ° C.

- Areometr zanurza się powoli, a gdy jest dobrze wycentrowany, opada nieco bardziej i jest zwalniany, starając się, aby pozostała część rurki była sucha. Powinien być trzymany z dala od ścian preparatu.

- Poczekaj trochę czasu, aż wszystkie pęcherzyki powietrza dotrą do powierzchni, zwłaszcza jeśli próbka jest bardzo lepka.

- Przed przystąpieniem do czytania zanotuj temperaturę. Aby to zrobić, ostrożnie miesza się termometrem, całkowicie zanurzając kolumnę rtęci. Jeśli używany jest termohydrometr, należy go również mieszać za pomocą instrumentu, wykonując delikatne pionowe ruchy.

- Najbliższy znak, w miejscu gdzie powierzchnia cieczy przecina skalę, można teraz odczytać na urządzeniu.

- Zapisz temperaturę natychmiast po odczytaniu. W przypadku zauważalnej zmiany pomiar należy powtórzyć.

- W przypadku płynów nieprzezroczystych należy dokonać korekty. Poprawiony odczyt to poszukiwany poziom ważności interfejsu API.

Bibliografia

1. AmSpec. A oznacza API Gravity. Odzyskany z: amspecllc.com.
2. ICCT. Wprowadzenie do rafinacji ropy naftowej i produkcji benzyny i oleju napędowego o bardzo niskiej zawartości siarki. Odzyskane z: theicct.org
3. Mott, R. 2006. Mechanika płynów. 4. Wydanie. Edukacja Pearson.
4. Sencamer. Ropa naftowa i jej pochodne. Określenie API Gravity. Metoda hydrometru. Odzyskany z: sencamer.gob.ve.
5. UNAM. Ropa naftowa i jej pochodne. Odzyskany z: professors.fi-b.unam.mx