GRAVITÁCIA API: STUPNICA A KLASIFIKÁCIA ROPY - FYZICKÝ - 2025

Gravitácia API je špecifická hmotnosť stupnice American Petroleum Institute (API) používa pre vyjadrenie relatívnej hustotu surovej ropy a iných ropných derivátov. Aj keď podľa definície je to bezrozmerné množstvo, ako uvidíme v krátkom čase, vždy sa vyjadruje v stupňoch API.

Týmto spôsobom sa ropa klasifikuje ako ľahká, stredná a ťažká. Je to veľmi dôležité pri určovaní hodnoty ropy na trhu, pretože ľahký vyžaduje menej zdokonaľovanie ako ťažký.

Obrázok 1. Ľahké surové výrobky majú na trhu vyššiu hodnotu, pretože vyžadujú menej upresnenia a ľahšie sa prepravujú. Zdroj: Pixabay.

Kvalita ropy závisí od zloženia a pomerov uhľovodíkovej zmesi, ktorá predstavuje veľké množstvo molekulových hmotností. Gravitácia API síce nezohľadňuje skutočné chemické zloženie ropy, ale skôr ich klasifikuje podľa ľahkosti prepravy a rafinácie.

Na klasifikáciu sa používa tento empirický vzorec:

ºAPI = (141,5 / γ _T ) - 131,5 (tekutiny ľahšie ako voda)

y _T je špecifická hmotnosť kvapaliny pri štandardných teplotných podmienkach, to znamená pri 15,556 ° C alebo 60 ° F.

Toto je štandardná teplota pre akúkoľvek operáciu s ropou a jej derivátmi, či už je to chemická alebo komerčná. V prípade ostatných tekutín sa teplota 4 oC považuje za štandard.

Merná hmotnosť tekutiny

Merná hmotnosť, nazývaná aj špecifická hustota alebo relatívna hustota, je bezrozmerná veličina, ktorá porovnáva hustotu kvapaliny s hustotou vody.

Hustota závisí od teploty a keďže sa surová surovina predáva podľa objemu, má rozhodujúci vplyv teplota, pretože je schopná vytvárať značné zmeny, ktoré sa odrážajú v cene.

Z tohto dôvodu ropný priemysel stanovil štandardnú teplotu 60 ° F na stanovenie hustoty a všetkých množstiev s ňou nejakým spôsobom spojených.

Merná hmotnosť γ _T je matematicky definovaná ako:

γ _T = hustota kvapaliny / hustota vody pri referenčnej teplote (60 ° F)

Hustota tekutiny aj hustota vody musia byť v rovnakom systéme jednotiek a musia byť merané za rovnakých podmienok tlaku a teploty. Preto merná hmotnosť nemá jednotky.

Hustomer

Hydrometer (v anglickom hydrometri, chybne preložený ako hydrometer, zariadenie používané na meranie prietoku) je zariadenie na meranie relatívnej hustoty alebo špecifickej hmotnosti kvapaliny.

Jeho vynález je pripisovaný matematickej Hypatia Alexandrie (315 - 345). Prístroj sa skladá z dutého valca vyrobeného zo skla s hmotnosťou alebo záťažou na jednom konci, čo pomáha vertikálne plávať.

Opatrne sa zavedie do kvapaliny, ktorej hustota sa má zmerať, a nechá sa v pokoji, kým sa nestabilizuje.

Hustota kvapaliny závisí od toho, do akej miery sa do nej vlhkomer ponorí. V ľahkých kvapalinách sa prístroj potápa viac ako v hustejších kvapalinách. Prístroj preto poskytuje mierku na vykonanie odčítania.

Existujú hydrometre špeciálne navrhnuté pre určité tekutiny, ako je mlieko (laktometre) alebo víno (dychový analyzátor). Pre ropu sa používa merač hustoty API, ktorého stupnica je už odstupňovaná v stupňoch API, aby sa zabránilo konverzii. Napríklad: údaj väčší ako 10 znamená, že ropa je ľahšia ako voda, ktorá na ňom vznáša.

A keďže teplota je veľmi dôležitým parametrom, existujú hydrometre, ktoré už sú dodávané so vstavaným ortuťovým teplomerom. Sú známe ako termo-hydrometre a sú veľmi vhodné najmä na testy v teréne.

Schéma je znázornená na nasledujúcom obrázku:

Obrázok 2. Schéma merača hustoty na meranie stupňov API vzorky. Zdroj: Mott, R. Fluid Mechanics.

Suroviny a ich gravitácia API

Triedy API v olejoch sa pohybujú od 10 do 80, s väčšinou v rozmedzí od 20 do 70 API.

Od vzorca uvedeného na začiatku je špecifická hmotnosť riešená ako:

y _T = 141,5 / (131,5 + APAPI)

Najbežnejšie rozsahy sú od 0,93 do 0,70. Ťažšie oleje zodpovedajú nižším hodnotám API. Naopak, vyššie hodnoty gravitácie API naznačujú oleje vyššej komerčnej hodnoty, pretože sa ľahšie spracovávajú a transformujú.

Toto je norma až do 45 stupňov API, pretože nad túto hodnotu je v ropách prevaha krátkych uhľovodíkových reťazcov, čo sťažuje spracovanie.

Klasifikácia ropy

Podľa hodnoty, ktorú zobrazuje na stupnici API, sa surovina klasifikuje ako:

- ľahké alebo ľahké , s API triedou vyššou ako 31,1, v ktorej prevažujú uhľovodíky s nízkou molekulovou hmotnosťou. Je to ľahko prepraviteľná ropa, ktorá je veľmi vyhľadávaná na výrobu benzínu, nafty a kerozínu.

- Médium alebo médium , ktorého API stupeň je v rozmedzí 29,9 - 22, má dobrú koncentráciu uhľovodíkov s nízkou molekulovou hmotnosťou, čo tiež uľahčuje prepravu.

- Ťažký , API stupeň medzi 21,9 a 10, bohatý na uhľovodíky so strednou molekulovou hmotnosťou, čo sťažuje prepravu. Z tohto typu surovej ropy sa získajú zvyky, oleje rôzneho druhu, parafíny a polyméry.

- Extrémne ťažké , ktorého API je 10 alebo menej, je jeho preprava a spracovanie komplikovanejšie, a preto má menšiu komerčnú hodnotu.

Gravitácia API sa líši v závislosti od regiónu, napríklad latinskoamerická ropa má v priemere 25,1 ° API, zatiaľ čo na Blízkom východe sú ropy ľahké, s API 34º.

Experimentálne stanovenie gravitácie API pomocou hydrometra

Toto sú hlavné kroky, ktoré je potrebné dodržať pri získaní stupňov API vzorky pomocou hydrometra:

- Teplota sa upravuje podľa charakteru vzorky, dôležité, ak ide o prchavé látky.

- Teplota skúmavky musí byť rovnaká ako teplota vzorky.

- Vzorku opatrne preneste do čistého valca bez postriekania. V prípade prchavých kvapalín je potrebné zabrániť tvorbe vzduchových bublín a minimalizovať odparovanie.

- Ak sa objavia bubliny, dajú sa odstrániť jemným dotykom povrchu filtračným papierom.

- Je potrebné zabezpečiť, aby teplota okolia neprešla výraznými zmenami, ktoré nie sú väčšie ako 2 ° C.

- Hustomer sa ponorí pomaly, keď je dobre vycentrovaný, klesá o niečo viac a uvoľňuje sa, čím sa snaží udržať zvyšok skúmavky suchý. Malo by byť umiestnené ďalej od stien vzorky.

- Počkajte, kým sa všetky vzduchové bubliny nedostanú na povrch, najmä ak je vzorka veľmi viskózna.

- Pred odčítaním si všimnite teplotu. Za týmto účelom sa opatrne premieša s teplomerom a úplne sa ponorí ortuťová kolóna. Ak sa používa teplomer, je tiež miešaný s prístrojom pomocou jemných vertikálnych pohybov.

- Na prístroji je teraz možné odčítať najbližšiu značku, kde povrch kvapaliny pretína váhu.

- Teplotu zaznamenajte ihneď po odčítaní. Ak sa vyskytla zreteľná zmena, meranie by sa malo zopakovať.

- U nepriehľadných kvapalín sa musí vykonať korekcia. Opravené čítanie je požadovaná závažnosť API.

Referencie

1. AmSpec. Znamená API Gravity. Obnovené z: amspecllc.com.
2. Icct. Úvod do rafinácie ropy a výroby benzínu a nafty s nízkym obsahom síry. Obnovené z: theicct.org
3. Mott, R. 2006. Fluid Mechanics. 4 .. Vydanie. Pearson Education.
4. Sencamer. Surová ropa a jej deriváty. Stanovenie gravitácie API. Hydrometrická metóda. Získané z: sencamer.gob.ve.
5. UNAM. Ropa a jej deriváty. Obnovené od: professors.fi-b.unam.mx