API-TYNGDEKRAFT: SKALA OCH KLASSIFICERING AV RÅOLJA - FYSISK - 2025

Den API-vikt är en specifik vikt skala som används av American Petroleum Institute (API) för att uttrycka den relativa densiteten för råolja och andra petroleumderivat. Även om det per definition är en dimensionell kvantitet, som vi snart kommer att se, uttrycks den alltid i grader API.

Med hjälp av denna skala klassificeras råolja som lätt, medium och tung. Detta är mycket viktigt när man bestämmer värdet på råolja på marknaden, eftersom en lätt kräver mindre förfining än en tung.

Bild 1. Lätta råvaror har ett högre värde på marknaden eftersom de kräver mindre förfining och är lättare att transportera. Källa: Pixabay.

Råoljans kvalitet beror på sammansättningen och andelarna av kolväteblandningen, som uppvisar en stor mängd molekylvikter. Även om API-tyngdekraften inte tar hänsyn till den faktiska kemiska sammansättningen av råolja, utan klassificerar dem snarare efter deras enkla att transporteras och förfinas.

För klassificeringen används följande empiriska formel:

ºAPI = (141,5 / y _T ) - 131,5 (vätskor lättare än vatten)

y _T är vätskans specifika tyngdkraft under standardtemperaturförhållanden, det vill säga vid 15,556 ° C eller 60 ° F.

Detta är standardtemperaturen för varje operation med råolja och dess derivat, vare sig det är kemiskt eller kommersiellt. För andra vätskor anses en temperatur på 4 ° C vara standard.

En vätskes specifika vikt

Specifik tyngdkraft, även kallad specifik densitet eller relativ densitet, är en måttlös kvantitet som jämför en vätskans densitet med vatten.

Densiteten beror på temperaturen, och eftersom råoljan säljs i volym har temperaturen ett avgörande inflytande, eftersom det kan producera betydande variationer som återspeglas i priset.

Av denna anledning fastställde oljeindustrin en standardtemperatur på 60ºF för att bestämma densiteten och alla kvantiteter som på något sätt är relaterade till den.

Specifik tyngdkraft γ _T definieras matematiskt som:

γ _T = vätskedensitet / vattentäthet vid referenstemperatur (60 ºF)

Både vätskans densitet och vattnet måste vara i samma enhetssystem och har mätts under samma tryck- och temperaturförhållanden. Således har specifik tyngdkraften inga enheter.

Hydrometern

Hydrometern (hydrometer på engelska, felaktigt översatt som hydrometer, en anordning som används för att mäta flöde), är en anordning för att mäta den relativa densiteten eller specifika tyngdkraften hos en vätska.

Uppfinningen tillskrivs den matematiska Hypatia i Alexandria (315-345). Apparaten består av en ihålig cylinder tillverkad av glas med en vikt eller ballast i ena änden, vilket hjälper den att flyta vertikalt.

Den förs försiktigt in i vätskan vars densitet ska mätas och lämnas i vila tills den stabiliseras.

Vätskans densitet beror på hur mycket hydrometern sjunker in i den. I lätta vätskor sjunker instrumentet mer än i tätare vätskor. Därför ger instrumentet en skala för att utföra läsningen.

Det finns hydrometrar som är specifikt utformade för vissa vätskor, till exempel mjölk (laktometrar) eller vin (andningsapparat), för att nämna några. För råoljor används API-densitetsmätaren, vars skala redan har graderats i API-grader för att undvika att göra omvandlingen. Till exempel: en avläsning större än 10, betyder en råolja som är lättare än vatten, som flyter på den.

Och eftersom temperaturen är en mycket viktig parameter finns det hydrometrar som redan har en inbyggd kvicksilvertermometer. De är kända som termohydrometrar och är särskilt lämpliga för fältprov.

Schemat visas i följande figur:

Figur 2. Diagram över densitetsmätaren för att mäta API-graderna för ett prov. Källa: Mott, R. Fluid Mechanics.

Kryssningar och deras API-gravitation

API-graderingarna i oljor varierar från 10 till 80, med majoriteten i 20-70 API-intervallet.

Från formeln som ges i början, löses den specifika tyngdkraften som:

y _T = 141,5 / (131,5 + ºAPI)

De vanligaste intervallen är från 0,93 till 0,70. Observera att tyngre oljor motsvarar lägre API-värden. Däremot indikerar högre API-tyngdvärden oljor med högre kommersiellt värde, eftersom de är lättare att bearbeta och omvandla.

Detta är normen upp till 45 grader API, eftersom utöver detta värde i råoljor finns det en övervägande av korta kolvätekedjor, vilket gör processen svår.

Råoljeklassificering

Enligt värdet på API-skalan klassificeras råolja som:

- Ljus eller lätt , med en API-kvalitet högre än 31,1, där kolväten med låg molekylvikt dominerar. Det är en lätt att transportera råolja som är mycket eftertraktad för att tillverka bensin, diesel och fotogen.

- Medium eller medium , vars API-kvalitet ligger i intervallet 29,9 - 22, har en bra koncentration av kolväten med låg molekylvikt, vilket också gör det enkelt att transportera.

- Tung , API-kvalitet mellan 21,9 och 10, rikligt med kolväten med medel molekylvikt, vilket gör transport svårt. Från denna typ av råolja erhålls tullar, oljor av olika slag, paraffiner och polymerer.

-Extra-tungt , vars API är 10 eller mindre, är mer komplicerat att transportera och bearbeta, därför har det mindre kommersiellt värde.

API-tyngdkraften varierar beroende på regionen, till exempel har latinamerikansk olja i genomsnitt 25,1º API, medan råolja i Mellanöstern är lätt, med 34º API.

Experimentell bestämning av API-tyngdekraften med hjälp av hydrometern

Dessa är de viktigaste stegen att följa för att erhålla API-graderna för ett prov med hjälp av en hydrometer:

- Temperaturen justeras efter provets art, viktigt om det är flyktiga ämnen.

- Provrörets temperatur måste vara densamma som provet.

- Överför provet försiktigt till den rena cylindern utan stänk. Det är nödvändigt att undvika bildandet av luftbubblor och minimera avdunstning i fallet med flyktiga vätskor.

- Om bubblor har uppstått kan de tas bort genom att försiktigt beröra ytan med ett filterpapper.

- Det är nödvändigt att se till att omgivningstemperaturen inte genomgår märkbara förändringar, inte högre än 2 ºC.

- Hydrometern sänks långsamt, när den är väl centrerad sjunker den lite mer och släpps och försöker hålla resten av röret torrt. Det bör hållas borta från provets väggar.

- Vänta lite tills alla luftbubblor når ytan, särskilt om provet är mycket visköst.

- Notera temperaturen innan du läser. För att göra detta omrörs den försiktigt med termometern, helt under vatten. Om termohydrometern används omrörs den också med instrumentet med hjälp av mjuka vertikala rörelser.

- Det närmaste märket, där vätskeytan korsar skalan, kan nu läsas på enheten.

- Registrera temperaturen omedelbart efter avläsningen. Om det var en märkbar variation bör mätningen upprepas.

- I opaka vätskor måste en korrigering göras. Den korrigerade avläsningen är den sökta API-svårighetsgraden.

referenser

1. AmSpec. A står för API Gravity. Återställs från: amspecllc.com.
2. ICCT. Introduktion till oljeraffinering och ultralåg svavelbensin- och dieselproduktion Återställd från: theicct.org
3. Mott, R. 2006. Fluid Mechanics. 4:e. Utgåva. Pearson Education.
4. Sencamer. Råolja och dess derivat. Bestämning av API-gravitation. Hydrometermetod. Återställd från: sencamer.gob.ve.
5. UNAM. Petroleum och dess derivat. Återställd från: professorer.fi-b.unam.mx