- Il peso specifico di un fluido
- L'idrometro
- Greggi e loro gravità API
- Classificazione del petrolio greggio
- Determinazione sperimentale della gravità API utilizzando l'idrometro
- Riferimenti
La gravità API è una scala di gravità specifica utilizzata dall'American Petroleum Institute (API) per esprimere la densità relativa del petrolio greggio e di altri derivati del petrolio. Sebbene per definizione sia una quantità adimensionale, come vedremo tra poco, è sempre espressa in gradi API.
Tramite questa scala il petrolio greggio è classificato come leggero, medio e pesante. Questo è molto importante quando si determina il valore del greggio sul mercato, poiché uno leggero richiede meno raffinatezza di uno pesante.
Figura 1. I greggi leggeri hanno un valore più alto nel mercato, poiché richiedono meno raffinatezza e sono più facili da trasportare. Fonte: Pixabay.
La qualità del petrolio greggio dipende dalla composizione e dalle proporzioni della miscela di idrocarburi, che presentano una grande varietà di pesi molecolari. Anche se la gravità API non tiene conto dell'effettiva composizione chimica del greggio, ma piuttosto li classifica in base alla loro facilità di trasporto e raffinazione.
Per la classificazione viene utilizzata la seguente formula empirica:
ºAPI = (141,5 / γ T ) - 131,5 (fluidi più leggeri dell'acqua)
γ T è il peso specifico del fluido in condizioni di temperatura standard, ovvero a 15.556 ° C o 60 ° F.
Questa è la temperatura standard per qualsiasi operazione con petrolio greggio e suoi derivati, chimici o commerciali. Per altri fluidi, una temperatura di 4ºC è considerata standard.
Il peso specifico di un fluido
La gravità specifica, chiamata anche densità specifica o densità relativa, è una quantità adimensionale che confronta la densità di un fluido con quella dell'acqua.
La densità dipende dalla temperatura, e poiché il greggio viene venduto a volume, la temperatura ha un'influenza decisiva, poiché è in grado di produrre variazioni apprezzabili che si riflettono nel prezzo.
Per questo motivo, l'industria petrolifera ha stabilito una temperatura standard di 60ºF per determinare la densità e tutte le quantità correlate in qualche modo con essa.
Il peso specifico γ T è matematicamente definito come:
γ T = densità del fluido / densità dell'acqua alla temperatura di riferimento (60ºF)
Sia la densità del fluido che quella dell'acqua devono essere nello stesso sistema di unità e devono essere state misurate nelle stesse condizioni di pressione e temperatura. Pertanto, la gravità specifica non ha unità.
L'idrometro
L'idrometro (in inglese idrometro, erroneamente tradotto come idrometro, un dispositivo utilizzato per misurare il flusso), è un dispositivo per misurare la densità relativa o il peso specifico di un liquido.
La sua invenzione è attribuita alla matematica Ipazia di Alessandria (315-345). L'apparecchio è costituito da un cilindro cavo di vetro con un peso o una zavorra a un'estremità, che lo aiuta a galleggiare verticalmente.
Si introduce con cautela nel liquido di cui si vuole misurare la densità e si lascia a riposo fino a quando non si stabilizza.
La densità del liquido dipende da quanto il densimetro vi affonda. In liquidi leggeri lo strumento affonda più che in liquidi più densi. Pertanto, lo strumento fornisce una scala per eseguire la lettura.
Esistono idrometri specificamente progettati per alcuni fluidi, come il latte (lattometri) o il vino (etilometro), solo per citarne alcuni. Per i greggi viene utilizzato il densimetro API, la cui scala è già graduata in gradi API per evitare di dover effettuare la conversione. Ad esempio: una lettura maggiore di 10, significa un petrolio greggio più leggero dell'acqua, che galleggerà su di esso.
E poiché la temperatura è un parametro molto importante, ci sono densimetri che sono già dotati di un termometro a mercurio incorporato. Sono noti come termoidrometri e sono particolarmente adatti per i test sul campo.
Lo schema è mostrato nella figura seguente:
Figura 2. Diagramma del densimetro per misurare i gradi API di un campione. Fonte: Mott, R. Fluid Mechanics.
Greggi e loro gravità API
I gradi API negli oli vanno da 10 a 80, con la maggior parte nella gamma 20-70 API.
Dalla formula data all'inizio, il peso specifico è risolto come:
γ T = 141,5 / (131,5 + ºAPI)
Gli intervalli più comuni vanno da 0,93 a 0,70. Tieni presente che gli oli più pesanti corrispondono a valori API inferiori. Al contrario, valori di gravità API più elevati indicano oli di valore commerciale più elevato, perché sono più facili da lavorare e trasformare.
Questa è la norma fino a 45 gradi API, poiché oltre questo valore, nei greggi c'è una preponderanza di brevi catene di idrocarburi, che rende difficile la lavorazione.
Classificazione del petrolio greggio
In base al valore che mostra sulla scala API, il greggio è classificato come:
- Leggero o leggero , con un grado API maggiore di 31.1, in cui predominano gli idrocarburi a basso peso molecolare. È un petrolio greggio facile da trasportare molto ricercato per produrre benzina, diesel e cherosene.
- Medium o medium , il cui grado API è compreso tra 29,9 e 22, ha una buona concentrazione di idrocarburi a basso peso molecolare, che ne facilita anche il trasporto.
- Pesante , grado API compreso tra 21,9 e 10, ricco di idrocarburi di medio peso molecolare, che ne rende difficile il trasporto. Da questa tipologia di greggio si ottengono dogane, oli di varia natura, paraffine e polimeri.
-Extra-heavy , la cui API è 10 o meno, è più complicato da trasportare e processare, quindi ha un valore commerciale inferiore.
La gravità API varia a seconda della regione, ad esempio il petrolio latinoamericano ha una media di 25,1º API, mentre in Medio Oriente il petrolio greggio è leggero, con 34º API.
Determinazione sperimentale della gravità API utilizzando l'idrometro
Questi sono i passaggi principali da seguire per ottenere i gradi API di un campione, utilizzando un densimetro:
- La temperatura viene regolata in base alla natura del campione, importante se si tratta di sostanze volatili.
- La temperatura della provetta deve essere uguale a quella del campione.
- Trasferire con attenzione il campione nel cilindro pulito senza schizzi. È necessario evitare la formazione di bolle d'aria e ridurre al minimo l'evaporazione nel caso di liquidi volatili.
- Se sono emerse delle bolle, è possibile rimuoverle toccando delicatamente la superficie con carta da filtro.
- È necessario assicurarsi che la temperatura ambiente non subisca variazioni apprezzabili, non superiori a 2 ºC.
- L'idrometro viene sommerso lentamente, quando è ben centrato affonda un po 'di più e viene rilasciato, cercando di mantenere asciutto il resto del tubo. Dovrebbe essere tenuto lontano dalle pareti del campione.
- Attendere un po 'di tempo affinché tutte le bolle d'aria raggiungano la superficie, soprattutto se il campione è molto viscoso.
- Prendere nota della temperatura prima di leggere. Per fare questo, viene accuratamente mescolato con il termometro, immergendo completamente la colonna di mercurio. Se si utilizza il termoidrometro, si agita anche con lo strumento, con delicati movimenti verticali.
- Il segno più vicino, dove la superficie del liquido interseca la scala, può ora essere letto sul dispositivo.
- Registrare la temperatura immediatamente dopo la lettura. Se c'è stata una variazione evidente, la misurazione dovrebbe essere ripetuta.
- In liquidi opachi è necessario apportare una correzione. La lettura corretta è la gravità API richiesta.
Riferimenti
- AmSpec. A sta per API Gravity. Estratto da: amspecllc.com.
- ICCT. Introduzione alla raffinazione del petrolio e alla produzione di benzina e diesel a bassissimo tenore di zolfo. Estratto da: theicct.org
- Mott, R. 2006. Fluid Mechanics. 4 °. Edizione. Pearson Education.
- Sencamer. Petrolio greggio e suoi derivati. Determinazione della gravità API. Metodo idrometro. Estratto da: sencamer.gob.ve.
- UNAM. Petrolio e suoi derivati. Estratto da: professors.fi-b.unam.mx