GREUTATEA API: SCALA ȘI CLASIFICAREA PETROLULUI BRUT - FIZIC - 2025

Gravitatea API este o scală specifică gravitate utilizată de American Petroleum Institute (API) , pentru a exprima densitatea relativă a țițeiului și alți derivați din petrol. Deși prin definiție este o cantitate fără dimensiuni, așa cum vom vedea în scurt timp, aceasta este întotdeauna exprimată în grade API.

Prin această scară, țițeiul este clasificat ca fiind ușor, mediu și greu. Acest lucru este foarte important atunci când se determină valoarea brutului pe piață, deoarece unul ușor necesită mai puțin rafinament decât unul greu.

Figura 1. Bruturile ușoare au o valoare mai mare pe piață, deoarece necesită mai puțin rafinament și sunt mai ușor de transportat. Sursa: Pixabay.

Calitatea uleiului brut depinde de compoziția și proporțiile amestecului de hidrocarburi, care prezintă o mare varietate de greutăți moleculare. Deși gravitația API nu ține cont de compoziția chimică reală a țițeiului, ci le clasifică în funcție de ușurința lor de a fi transportate și rafinate.

Pentru clasificare, se folosește următoarea formulă empirică:

ºAPI = (141,5 / γ _T ) - 131,5 (lichide mai ușoare decât apa)

γ _T este gravitatea specifică a fluidului în condiții de temperatură standard, adică la 15,556 ° C sau 60 ° F.

Aceasta este temperatura standard pentru orice operațiune cu petrol brut și derivații săi, fie că este chimică sau comercială. Pentru alte fluide, temperatura de 4ºC este considerată standard.

Gravitatea specifică a unui fluid

Greutatea specifică, numită și densitate specifică sau densitate relativă, este o cantitate fără dimensiuni care compară densitatea unui fluid cu cea a apei.

Densitatea depinde de temperatură și, deoarece brutul este vândut în volum, temperatura are o influență decisivă, deoarece este capabilă să producă variații apreciabile care se reflectă în preț.

Din acest motiv, industria petrolieră a stabilit o temperatură standard de 60ºF pentru a determina densitatea și toate cantitățile asociate într-un fel cu aceasta.

Greutatea specifică γ _T este definită matematic ca:

γ _T = densitatea fluidului / densitatea apei la temperatura de referință (60ºF)

Atât densitatea fluidului, cât și cea a apei trebuie să fie în același sistem de unități și au fost măsurate în aceleași condiții de presiune și temperatură. Astfel, gravitația specifică nu are unități.

Hidrometrul

Hidrometrul (în engleză hydrometer, tradus eronat ca hidrometru, un dispozitiv folosit pentru măsurarea debitului), este un dispozitiv care măsoară densitatea relativă sau gravitatea specifică a unui lichid.

Invenția sa este atribuită Hypatiei matematice din Alexandria (315-345). Aparatul este format dintr-un cilindru gol din sticlă cu o greutate sau balast la un capăt, care îl ajută să plutească vertical.

Este introdus cu atenție în lichidul a cărui densitate trebuie măsurată și lăsată în repaus până se stabilizează.

Densitatea lichidului depinde de cât de mult se scufunde în acesta hidrometrul. În lichidele ușoare instrumentul se scufundă mai mult decât în ​​lichide mai dense. Prin urmare, instrumentul oferă o scală pentru a efectua lectura.

Există hidrometre special concepute pentru anumite lichide, cum ar fi laptele (lactometre) sau vinul (respirabil), pentru a numi câteva. Pentru uleiurile brute, se folosește contorul de densitate API, a cărui scară este deja gradată în grade API pentru a nu fi necesară conversia. De exemplu: o citire mai mare de 10, înseamnă un ulei brut mai ușor decât apa, care va pluti pe el.

Și din moment ce temperatura este un parametru foarte important, există hidrometre care vin deja cu un termometru cu mercur încorporat. Sunt cunoscuți sub denumirea de termo-hidrometre și sunt foarte potriviți pentru teste pe teren, în special.

Schema este prezentată în figura următoare:

Figura 2. Schema contorului de densitate pentru a măsura gradele API ale unui eșantion. Sursa: Mott, R. Mecanica fluidelor.

Crudele și gravitatea lor API

Clasele API în uleiuri variază între 10 și 80, majoritatea fiind în intervalul 20-70 API.

Din formula dată la început, gravitația specifică se rezolvă astfel:

γ _T = 141,5 / (131,5 + ºAPI)

Domeniile cele mai frecvente sunt de la 0,93 la 0,70. Rețineți că uleiurile mai grele corespund valorilor API mai mici. În schimb, valorile de gravitație API mai mari indică uleiuri cu valoare comercială mai mare, deoarece acestea sunt mai ușor de procesat și transformat.

Aceasta este norma până la 45 de grade API, deoarece dincolo de această valoare, în uleiurile brute există o preponderență a lanțurilor scurte de hidrocarburi, ceea ce îngreunează prelucrarea.

Clasificarea țițeiului

În funcție de valoarea pe care o arată pe scara API, brutul este clasificat în:

- Lumină sau ușoară , cu un grad API mai mare de 31,1, în care predomină hidrocarburile cu greutate moleculară mică. Este un petrol brut ușor de transportat, foarte căutat pentru a produce benzină, motorină și kerosen.

- Mediu sau mediu , al cărui grad API se situează în intervalul 29,9 - 22, are o concentrație bună de hidrocarburi cu greutate moleculară mică, ceea ce face, de asemenea, ușor de transportat.

- Greu , grad API între 21,9 și 10, abundent în hidrocarburi cu greutate moleculară medie, ceea ce îngreunează transportul. Din acest tip de țiței se obțin obiceiuri, uleiuri de diferite tipuri, parafine și polimeri.

-Extra-heavy , a cărui API este de 10 sau mai puțin, este mai complicat de transportat și procesat, prin urmare are o valoare comercială mai mică.

Greutatea API variază în funcție de regiune, de exemplu, petrolul latino-american are o medie de 25,1 º API, în timp ce în Orientul Mijlociu, uleiurile brute sunt ușoare, cu 34º API.

Determinarea experimentală a greutății API folosind hidrometru

Acesta este principalul pași de urmat pentru a obține gradele API ale unui eșantion, folosind un hidrometru:

- Temperatura este ajustată în funcție de natura eșantionului, important dacă este vorba de substanțe volatile.

- Temperatura eprubetei trebuie să fie aceeași cu cea a eșantionului.

- Transferați eșantionul cu atenție pe cilindrul curat, fără a stropi. Este necesară evitarea formării de bule de aer și minimizarea evaporării în cazul lichidelor volatile.

- Dacă au apărut bule, acestea pot fi îndepărtate atingând ușor suprafața cu o hârtie de filtru.

- Este necesar să vă asigurați că temperatura ambiantă nu suferă modificări apreciabile, nu mai mari de 2 ºC.

- Hidrometrul este scufundat încet, când este bine centrat, se scufundă puțin și se eliberează, încercând să mențină restul tubului la uscat. Acesta trebuie ținut departe de pereții epruvetei.

- Așteptați ceva timp pentru ca toate bulele de aer să ajungă la suprafață, mai ales dacă eșantionul este foarte vâscos.

- Notați temperatura înainte de a citi. Pentru a face acest lucru, este agitat cu atenție cu termometrul, scufundând complet coloana de mercur. Dacă se folosește termo-hidrometru, se agită și cu instrumentul, cu mișcări verticale blânde.

- Marcajul cel mai apropiat, unde suprafața lichidului intersectează scala, poate fi citit acum pe dispozitiv.

- Înregistrați temperatura imediat după citire. Dacă a existat o variație vizibilă, măsurarea trebuie repetată.

- În lichidele opace trebuie făcută o corecție. Citirea corectată este severitatea API căutată.

Referințe

1. AmSpec. A reprezintă Gravity API. Recuperat de la: amspecllc.com.
2. ICCT. Introducere în rafinarea petrolului și producția de benzină cu sulf ultra-scăzută și motorină. Recuperat de la: theicct.org
3. Mott, R. 2006. Mecanica fluidelor. 4a. Ediție. Pearson Education.
4. Sencamer. Petrolul brut și derivații săi. Determinarea gravitației API. Metoda hidrometrului. Recuperat din: sencamer.gob.ve.
5. UNAM. Petrolul și derivații săi. Recuperat de la: profesori.fi-b.unam.mx