API-TYNGDEKRAFT: SKALA OG KLASSIFICERING AF RÅOLIE - FYSISK - 2025

Den APIvægtfylde er en massefylde skala anvendt af American Petroleum Institute (API) for at udtrykke den relative densitet af råolie og andre olieprodukter. Selvom det pr. Definition er en dimensieløs mængde, som vi snart ser, udtrykkes den altid i grader API.

Ved hjælp af denne skala klassificeres råolie som let, medium og tung. Dette er meget vigtigt, når man bestemmer værdien af ​​råolie på markedet, da en let kræver mindre forfining end en tung.

Figur 1. Lette råoljer har en højere værdi på markedet, da de kræver mindre forfining og er lettere at transportere. Kilde: Pixabay.

Kvaliteten af ​​råolien afhænger af sammensætningen og andelerne af carbonhydridblandingen, der præsenterer en lang række molekylvægte. Selvom API-tyngdekraften ikke tager højde for den faktiske kemiske sammensætning af råolie, men klassificerer dem snarere efter deres lethed med at blive transporteret og raffineret.

Til klassificeringen bruges følgende empiriske formel:

ºAPI = (141,5 / γ _T) - 131,5 (væsker lettere end vand)

y _T er væskens specifikke tyngdekraft under standardtemperaturbetingelser, det vil sige ved 15.556 ° C eller 60 ° F.

Dette er standardtemperaturen for enhver operation med råolie og dens derivater, hvad enten det er kemisk eller kommercielt. For andre væsker betragtes en temperatur på 4 ° C som standard.

En væskes specifikke tyngdekraft

Specifik tyngdekraft, også kaldet specifik tæthed eller relativ tæthed, er en dimensionsløs mængde, der sammenligner en væskedensitet med vandets.

Densitet afhænger af temperaturen, og da råolie sælges efter volumen, har temperaturen en afgørende indflydelse, da den er i stand til at producere markante variationer, der afspejles i prisen.

Af denne grund etablerede olieindustrien en standardtemperatur på 60ºF for at bestemme densiteten og alle mængder, der på en eller anden måde er forbundet hermed.

Den specifikke tyngdekraft γ _T er matematisk defineret som:

γ _T = væskedensitet / vandtæthed ved referencetemperatur (60ºF)

Både væskedensiteten og vandets densitet skal være i det samme enhedssystem og er blevet målt under de samme betingelser for tryk og temperatur. Specifik tyngdekraft har således ingen enheder.

Hydrometeret

Hydrometeret (på engelsk hydrometer, fejlagtigt oversat som hydrometer, en enhed der bruges til at måle strømning), er en anordning til måling af den relative tæthed eller specifikke tyngdekraft af en væske.

Dens opfindelse tilskrives den matematiske hypatia af Alexandria (315-345). Apparatet består af en hul cylinder lavet af glas med en vægt eller ballast i den ene ende, hvilket hjælper den med at flyde lodret.

Det indføres omhyggeligt i væsken, hvis densitet skal måles og efterlades i hvile, indtil den stabiliseres.

Væskens densitet afhænger af, hvor meget hydrometer, der synker ned i den. I lette væsker synker instrumentet mere end i tættere væsker. Derfor tilvejebringer instrumentet en skala til at udføre læsningen.

Der er hydrometre, der er specielt designet til visse væsker, såsom mælk (laktometre) eller vin (åndedrætsværn), for at nævne nogle få. For råolier anvendes API-densitetsmåleren, hvis skala allerede er gradueret i API-grader for at undgå at skulle foretage konverteringen. For eksempel: en aflæsning større end 10 betyder en rå olie, der er lettere end vand, og som vil flyde på den.

Og da temperaturen er en meget vigtig parameter, er der hydrometre, der allerede leveres med et indbygget kviksølvtermometer. De er kendt som termohydrometre og er især velegnede til feltforsøg.

Skemaet vises i følgende figur:

Figur 2. Diagram over tæthedsmåleren til måling af en prøves API-grader. Kilde: Mott, R. Fluid Mechanics.

Krydstogter og deres API-tyngdekraft

API-kvaliteterne i olier varierer fra 10 til 80, med størstedelen i 20-70 API-intervallet.

Fra formlen givet i begyndelsen løses den specifikke tyngdekraft som:

y _T = 141,5 / (131,5 + ºAPI)

De mest almindelige intervaller er fra 0,93 til 0,70. Bemærk, at tungere olier svarer til lavere API-værdier. I modsætning hertil angiver højere API-tyngdekraftværdier olier med højere kommerciel værdi, fordi de er lettere at behandle og omdanne.

Dette er normen op til 45 grader API, da der ud over denne værdi i råolier er der en overvægt af korte carbonhydridkæder, hvilket gør forarbejdningen vanskelig.

Klassificering af råolie

I henhold til den værdi, den viser på API-skalaen, er råolie klassificeret som:

- Lys eller lys, med en API-kvalitet på over 31,1, hvor kulbrinter med lav molekylvægt dominerer. Det er en let at transportere råolie, der er meget efterspurgt at fremstille benzin, diesel og parafin.

- Medium eller medium, hvis API-kvalitet er i området 29,9 - 22, har en god koncentration af lavmolekylære kulbrinter, hvilket også gør det let at transportere.

- Tung, API-kvalitet mellem 21,9 og 10, rigelig i kulbrinter med medium molekylvægt, hvilket gør transport vanskelig. Fra denne type råolie opnås told, olie af forskellige slags, paraffiner og polymerer.

-Extra-tung, hvis API er 10 eller mindre, er mere kompliceret at transportere og behandle, derfor har den mindre kommerciel værdi.

API-tyngdekraften varierer afhængigt af regionen, for eksempel har latinamerikansk olie et gennemsnit på 25,1º API, mens råolie i Mellemøsten er let med 34º API.

Eksperimentel bestemmelse af API-tyngdekraft ved anvendelse af hydrometeret

Dette er de vigtigste trin, der skal følges for at få API-graderne for en prøve ved hjælp af et hydrometer:

- Temperaturen justeres i henhold til prøvens art, vigtig hvis det er flygtige stoffer.

- Testrørets temperatur skal være den samme som prøven.

- Overfør prøven omhyggeligt til den rene cylinder uden at sprøjte. Det er nødvendigt at undgå dannelse af luftbobler og minimere fordampning i tilfælde af flygtige væsker.

- Hvis der er kommet bobler, kan de fjernes ved forsigtigt at røre overfladen med et filterpapir.

- Det er nødvendigt at sikre sig, at omgivelsestemperaturen ikke gennemgår mærkbare ændringer, ikke over 2 ºC.

- Hydrometeret nedsænkes langsomt, når det er godt centreret, synker det lidt mere og frigøres for at holde resten af ​​røret tørt. Det skal holdes væk fra prøvevæggen.

- Vent lidt, før alle luftbobler når overfladen, især hvis prøven er meget tyktflydende.

- Vær opmærksom på temperaturen inden læsning. For at gøre dette omrøres det omhyggeligt med termometeret, idet kvikksølvsøjlen nedsænkes helt. Hvis termohydrometeret bruges, omrøres det også med instrumentet ved brug af blide lodrette bevægelser.

- Det nærmeste mærke, hvor væskeoverfladen skærer skalaen, kan nu læses på enheden.

- Registrer temperaturen umiddelbart efter aflæsning. Hvis der var en mærkbar variation, skal målingen gentages.

- I uigennemsigtige væsker skal der foretages en korrektion. Den korrigerede læsning er den ønskede API-sværhedsgrad.

Referencer

1. AmSpec. A står for API Gravity. Gendannes fra: amspecllc.com.
2. ICCT. Introduktion til petroleumraffinering og produktion af meget lavt svovlindhold og diesel. Gendannet fra: theicct.org
3. Mott, R. 2006. Fluid Mechanics. 4th. Edition. Pearson Uddannelse.
4. Sencamer. Råolie og dets derivater. Bestemmelse af API-tyngdekraft. Hydrometer-metode. Gendannes fra: sencamer.gob.ve.
5. UNAM. Petroleum og derivater deraf. Gendannes fra: professorer.fi-b.unam.mx