כוח המשיכה של API: סולם ומיון הנפט הגולמי - גוּפָנִי - 2025

הכביד API הוא סולם משקל סגולי בשימוש על ידי מכון הנפט האמריקאי (API) כדי להביע את הצפיפות היחסית של הנפט הגולמי ונגזר נפט אחר. למרות שבהגדרה מדובר בכמות נטולת ממדים, כפי שנראה בקרוב, היא תמיד באה לידי ביטוי במעלות API.

באמצעות סולם זה מסווג נפט גולמי כקל, בינוני וכבד. זה חשוב מאוד בעת קביעת ערך הגולמי בשוק, מכיוון שקל קל דורש פחות חידוד מאשר כבד.

איור 1. לסחורות קלות יש ערך גבוה יותר בשוק, מכיוון שהם דורשים פחות חידוד וקל יותר להובלה. מקור: Pixabay.

איכות השמן הגולמי תלויה בהרכב ובפרופורציות של תערובת הפחמימנים, המציגות מגוון רב של משקולות מולקולריות. למרות כוח המשיכה של API אינו לוקח בחשבון את ההרכב הכימי בפועל של נפט גולמי, אלא מסווג אותם לפי קלות ההובלה והזיקוק שלהם.

לסיווג משתמשים בנוסחה האמפירית הבאה:

ºAPI = (141.5 / γ _T ) - 131.5 (נוזלים קלים יותר מהמים)

γ _T הוא כוח המשיכה הספציפי של הנוזל בתנאי טמפרטורה סטנדרטיים, כלומר, 15,556 מעלות צלזיוס או 60 מעלות צלזיוס.

זהו הטמפרטורה הסטנדרטית לכל פעולה עם נפט גולמי ונגזרותיו, בין אם זה כימי או מסחרי. לגבי נוזלים אחרים, טמפרטורה של 4 מעלות צלזיוס נחשבת כסטנדרטית.

כוח המשיכה הספציפי של נוזל

כוח משיכה ספציפי, המכונה גם צפיפות ספציפית או צפיפות יחסית, הוא כמות חסרת ממדים שמשווה את צפיפות הנוזל לזו של מים.

הצפיפות תלויה בטמפרטורה, ומאחר והגולמי נמכר בנפח, לטמפרטורה השפעה מכרעת מכיוון שהיא מסוגלת לייצר וריאציות ניכרות המשתקפות במחיר.

מסיבה זו, תעשיית הנפט קבעה טמפרטורה סטנדרטית של 60 מעלות צלזיוס בכדי לקבוע את הצפיפות, ואת כל הכמויות הקשורות איתה בדרך כלשהי.

הכובד הספציפי γ _T מוגדר באופן מתמטי כ:

γ _T = צפיפות נוזל / צפיפות מים בטמפרטורת התייחסות (60ºF)

גם צפיפות הנוזל וגם זו של המים חייבות להיות באותה מערכת של יחידות ונמדדו באותם תנאים של לחץ וטמפרטורה. לפיכך, לכוח הכבידה הספציפי אין יחידות.

ההידרומטר

ההידרומטר (באנגלית הידרומטר, שתורגם באופן שגוי כהידרומטר, מכשיר המשמש למדידת זרימה), הוא מכשיר למדידת הצפיפות היחסית או הכובד הספציפי של נוזל.

המצאתו מיוחסת להיפטיה המתמטית של אלכסנדריה (315-345). המנגנון מורכב מצילינדר חלול העשוי זכוכית עם משקל או נטל בקצה אחד, המסייע לו לצוף אנכית.

הוא מוחדר בזהירות לנוזל שצפוי להימדד ולהשאיר במנוחה עד שהוא מתייצב.

צפיפות הנוזל תלויה בכמות שההידרומטר שוקע לתוכו. בנוזלים קלים המכשיר שוקע יותר מאשר בנוזלים צפופים יותר. לכן הכלי מספק סולם לביצוע הקריאה.

ישנם הידרומטרים שתוכננו במיוחד לנוזלים מסוימים, כמו חלב (לקטומטרים) או יין (נשימה נשימה), אם נזכיר כמה. עבור שמנים גולמיים משתמשים במד הצפיפות של ה- API, שהקנה המידה שלו כבר סיים בדרגות API כדי להימנע מהצורך לבצע את ההמרה. לדוגמא: קריאה שגובהה יותר מעשרה, פירושו שמן גולמי שקל יותר ממים, שיצף עליו.

ומכיוון שהטמפרטורה היא פרמטר חשוב מאוד, ישנם הידרומטרים שכבר מגיעים עם מדחום מובנה בכספית. הם ידועים כתרמו-הידרומטרים והם מתאימים מאוד לבדיקות שטח, במיוחד.

התוכנית מוצגת באיור הבא:

איור 2. תרשים של מד הצפיפות למדידת מעלות ה- API של המדגם. מקור: Mott, R. מכניקת נוזלים.

גולשים וכוח המשיכה שלהם

ציוני ה- API בשמנים נעים בין 10 ל- 80, כאשר הרוב נמצא בטווח ה- API 20-70.

מהנוסחה שניתנה בתחילת הדרך, הכבידה הספציפית נפתרת כ:

γ _T = 141.5 / (131.5 + ºAPI)

הטווחים הנפוצים ביותר הם בין 0.93 ל 0.70. שימו לב ששמנים כבדים יותר תואמים לערכי API נמוכים יותר. לעומת זאת, ערכי כוח הכבידה הגבוהים ביותר של API מצביעים על שמנים בעלי ערך מסחרי גבוה יותר, מכיוון שהם קלים יותר לעיבוד והפיכתם.

זו הנורמה של עד 45 מעלות API, מכיוון שמעבר לערך זה, ישנה חשיבות עליונה של שרשראות פחמימניות קצרות בשמנים גולמיים, דבר שמקשה על העיבוד.

סיווג נפט גולמי

על פי הערך שהוא מראה בסולם ה- API, הגולמי מסווג כ:

- אור או אור , עם דרגת API הגבוהה מ -31.1, בו פחמימנים נמוכים במשקל מולקולרי שולטים. קל להובלת נפט גולמי מבוקש מאוד לייצור בנזין, דיזל ונפט.

- בינוני או בינוני , שציון ה- API שלו נע בין 29.9 - 22, יש ריכוז טוב של פחמימנים בעלי משקל מולקולרי נמוך, מה שמקל גם על ההובלה.

- כיתה API כבד בין 21.9 ל -10, בשפע פחמימנים בעלי משקל מולקולרי בינוני, מה שמקשה על התחבורה. מסוג זה של נפט גולמי מתקבלים מכס, שמנים מסוגים שונים, פרפינים ופולימרים.

-אקסטרה-כבד , שממשק ה- API שלו הוא 10 ומטה, מסובך יותר להובלה ולעיבוד , ולכן יש לו פחות ערך מסחרי.

כוח המשיכה של ה- API משתנה בהתאם לאזור, למשל שמן של אמריקה הלטינית הוא ממוצע של 25.1 מעלות API, בעוד שבמזרח התיכון שמנים גולמיים קלים, עם API של 34 מעלות.

קביעה ניסיונית של כוח המשיכה של ה- API באמצעות ההידרומטר

אלה הם השלבים העיקריים שצריך לבצע כדי להשיג את מעלות ה- API של מדגם, באמצעות הידרומטר:

- הטמפרטורה מותאמת לפי אופי המדגם, חשוב אם מדובר בחומרים נדיפים.

- הטמפרטורה של צינור הבדיקה חייבת להיות זהה לזו של הדגימה.

- העבירו את הדגימה בזהירות לצילינדר הנקי מבלי להתיז. יש להימנע מהיווצרות בועות אוויר ולהמעיט באידוי במקרה של נוזלים נדיפים.

- אם הופיעו בועות, ניתן להסיר אותן על ידי נגיעה עדינה של המשטח בנייר פילטר.

- יש לוודא כי טמפרטורת הסביבה אינה עוברת שינויים ניכרים, שאינה עולה על 2 מעלות צלזיוס.

- ההידרומטר שקוע לאט, כשהוא במרכזו הוא שוקע עוד קצת ומשתחרר, מנסה לשמור על שארית הצינור יבש. יש להרחיק אותו מקירות הדגימה.

- המתן זמן עד שכל בועות האוויר יגיעו לפני השטח, במיוחד אם הדגימה מאוד צמיגה.

- שימו לב לטמפרטורה לפני הקריאה. לשם כך, מערבבים בזהירות עם המדחום, כשהוא שקוע לחלוטין בעמוד הכספית. אם משתמשים בתרמו-הידרומטר, הוא מערבב גם עם המכשיר, תוך שימוש בתנועות אנכיות עדינות.

- כעת ניתן לקרוא את הסימן הקרוב ביותר, שם משטח הנוזל מצטלב את הסולם.

- רשמו את הטמפרטורה מייד לאחר הקריאה. אם הייתה שונות בולטת, יש לחזור על המדידה.

- בנוזלים אטומים יש לבצע תיקון. הקריאה המתוקנת היא חומרת ה- API המבוקשת.

הפניות

1. AmSpec. זה מייצג API Gravity. התאושש מ: amspecllc.com.
2. ICCT. מבוא לזיקוק נפט וייצור בנזין וסולר נמוכים במיוחד. התאושש מ: theicct.org
3. Mott, R. 2006. מכניקת נוזלים. רביעי. מַהֲדוּרָה. פירסון חינוך.
4. Sencamer. נפט גולמי ונגזרותיו. קביעת כוח המשיכה של ה- API. שיטת הידרומטר. התאושש מ: sencamer.gob.ve.
5. UNAM. נפט ונגזרותיו. התאושש מ: professors.fi-b.unam.mx