API 중력은 원유 및 기타 석유 유도체의 상대 밀도를 표현하는 미국 석유 협회 (API)가 사용하는 특정 중력 척도이다. 정의상 무 차원 수량이지만 곧 보게 되겠지만, 항상 API로 표현됩니다.
이 규모로 원유는 경질유, 중유 및 중유로 분류됩니다. 가벼운 것은 무거운 것보다 정제가 덜 필요하기 때문에 이것은 시장에서 원유의 가치를 결정할 때 매우 중요합니다.
그림 1. 경질유는 정제가 덜 필요하고 운송하기 쉽기 때문에 시장에서 더 높은 가치를 가지고 있습니다. 출처 : Pixabay.
원유의 품질은 다양한 분자량을 나타내는 탄화수소 혼합물의 조성과 비율에 따라 달라집니다. API 중력은 원유의 실제 화학 성분을 고려하지 않고 수송 및 정제의 용이성에 따라 분류합니다.
분류를 위해 다음 경험식이 사용됩니다.
ºAPI = (141.5 / γ T ) -131.5 ( 물보다 가벼운 유체)
γ T 는 표준 온도 조건, 즉 15,556 ° C 또는 60 ° F에서 유체의 비중입니다.
이것은 화학 물질이든 상업적이든 원유 및 그 파생물을 사용하는 모든 작업에 대한 표준 온도입니다. 다른 유체의 경우 4ºC의 온도가 표준으로 간주됩니다.
유체의 비중
비중 또는 상대 밀도라고도하는 비중은 유체의 밀도를 물의 밀도와 비교하는 무 차원 양입니다.
밀도는 온도에 따라 달라지며 원유는 부피로 판매되기 때문에 가격에 반영되는 상당한 변화를 일으킬 수 있기 때문에 온도가 결정적인 영향을 미칩니다.
이러한 이유로 석유 산업은 밀도를 결정하기 위해 60ºF의 표준 온도를 설정하고 그와 관련된 모든 양을 결정했습니다.
비중 γ T 는 수학적으로 다음과 같이 정의됩니다.
γ T = 유체 밀도 / 기준 온도 (60ºF)에서의 물 밀도
유체의 밀도와 물의 밀도는 모두 동일한 단위 시스템에 있어야하며 동일한 압력 및 온도 조건에서 측정되어야합니다. 따라서 비중에는 단위가 없습니다.
비중계
비중계 (영어 비중계, 유량 측정에 사용되는 장치 인 비중계로 잘못 번역됨)는 액체의 상대 밀도 또는 비중을 측정하는 장치입니다.
그것의 발명은 Alexandria의 수학적 Hypatia (315-345)에 기인합니다. 이 장치는 유리로 만든 중공 실린더로 구성되며 한쪽 끝에는 무게 추 또는 밸러스트가있어 수직으로 뜰 수 있습니다.
밀도를 측정 할 액체에 조심스럽게 주입하고 안정 될 때까지 그대로 둡니다.
액체의 밀도는 비중계가 얼마나 가라 앉는 지에 따라 다릅니다. 가벼운 액체에서 기기는 밀도가 높은 액체보다 더 많이 가라 앉습니다. 따라서 계측기는 판독을 수행하기위한 척도를 제공합니다.
우유 (젖산 계) 또는 와인 (호흡기)과 같은 특정 유체를 위해 특별히 설계된 비중계가 있습니다. 원유의 경우 API 밀도 계가 사용됩니다. API 밀도 계는 변환 할 필요가 없도록 이미 API 등급으로 눈금이 매겨져 있습니다. 예를 들어, 10보다 큰 값은 물보다 가벼운 원유를 의미합니다.
그리고 온도는 매우 중요한 매개 변수이기 때문에 이미 내장 된 수은 온도계와 함께 제공되는 비중계가 있습니다. 열 비중계로 알려져 있으며 특히 현장 테스트에 매우 적합합니다.
구성표는 다음 그림에 나와 있습니다.
그림 2. 샘플의 API 정도를 측정하기위한 밀도 계 다이어그램. 출처 : Mott, R. Fluid Mechanics.
원유와 API 비중
오일의 API 등급은 10 ~ 80 범위이며 대부분은 20 ~ 70 API 범위입니다.
처음에 주어진 공식에서 비중은 다음과 같이 해결됩니다.
γ T = 141.5 / (131.5 + ºAPI)
가장 일반적인 범위는 0.93에서 0.70입니다. 더 무거운 오일은 더 낮은 API 값에 해당합니다. 반대로 API 중력 값이 높을수록 가공 및 변형이 더 쉽기 때문에 상업적 가치가 높은 오일을 나타냅니다.
이 값을 넘어서는 원유에는 짧은 탄화수소 사슬이 우세하여 가공이 어렵 기 때문에 API는 최대 45 도의 표준입니다.
원유 분류
API 척도에 표시되는 값에 따라 원유는 다음과 같이 분류됩니다.
- 가볍거나 가벼우 며 API 등급이 31.1 이상이며 저 분자량 탄화수소가 우세합니다. 휘발유, 경유 및 등유를 만들기 위해 많이 찾는 원유를 운반하기 쉽습니다.
-API 등급이 29.9-22 범위 인 매체 또는 매체 는 저 분자량 탄화수소의 농도가 좋기 때문에 운반이 용이합니다.
-중량 이 21.9 ~ 10 인 API 등급으로 중간 분자량의 탄화수소가 풍부하여 운반이 어렵습니다. 이 유형의 원유에서 관습, 다양한 종류의 오일, 파라핀 및 폴리머가 얻어집니다.
-API 가 10 이하인 Extra-heavy 는 운송 및 처리가 더 복잡하여 상업적 가치가 떨어집니다.
API 비중은 지역에 따라 다릅니다. 예를 들어 라틴 아메리카 원유는 평균 API가 25.1º이고 중동의 원유는 가볍고 API가 34º입니다.
비중계를 사용한 API 중력의 실험적 결정
비중계를 사용하여 샘플의 API 등급을 얻기 위해 따라야 할 주요 단계는 다음과 같습니다.
-휘발성 물질 인 경우 중요한 시료의 특성에 따라 온도를 조절합니다.
-시험관의 온도는 시료의 온도와 동일해야합니다.
-시료를 튀지 않고 깨끗한 실린더로 조심스럽게 옮깁니다. 기포의 형성을 피하고 휘발성 액체의 경우 증발을 최소화하는 것이 필요합니다.
-기포가 발생한 경우 필터 페이퍼로 표면을 부드럽게 터치하여 제거 할 수 있습니다.
-주변 온도가 2ºC 이하로 눈에 띄게 변화하지 않도록해야합니다.
-비중계는 천천히 잠기고 중앙에 위치하면 조금 더 가라 앉고 풀려 나머지 튜브를 건조하게 유지합니다. 시편의 벽에서 멀리 떨어져 있어야합니다.
-특히 샘플이 매우 점성이있는 경우 모든 기포가 표면에 도달 할 때까지 잠시 기다리십시오.
-읽기 전에 온도를 기록하십시오. 이를 위해 온도계로 조심스럽게 저어 수은 컬럼을 완전히 잠급니다. 열 비중계를 사용하는 경우 부드러운 수직 이동을 사용하여 기기와 함께 교반합니다.
-액체 표면이 스케일과 교차하는 가장 가까운 마크를 이제 장치에서 읽을 수 있습니다.
-읽은 직후 온도를 기록하십시오. 눈에 띄는 변동이있는 경우 측정을 반복해야합니다.
-불투명 한 액체에서는 수정을해야합니다. 수정 된 판독 값은 원하는 API 심각도입니다.
참고 문헌
- AmSpec. A는 API Gravity를 나타냅니다. 출처 : amspecllc.com.
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- Sencamer. 원유 및 그 유도체. API 중력 결정. 비중계 방법. 출처 : sencamer.gob.ve.
- UNAM. 석유 및 그 파생물. 출처 : professors.fi-b.unam.mx