TRỌNG LƯỢNG API: QUY MÔ VÀ PHÂN LOẠI DẦU THÔ - VẬT LÝ - 2026

Các trọng lực API là một quy mô tỷ trọng sử dụng bởi các Viện Dầu khí Mỹ (API) để diễn tả mật độ tương đối của dầu thô và các dẫn xuất dầu khí khác. Mặc dù theo định nghĩa, nó là một đại lượng không thứ nguyên, như chúng ta sẽ thấy ngay sau đây, nó luôn được biểu thị bằng API độ.

Theo quy mô này, dầu thô được phân loại là nhẹ, trung bình và nặng. Điều này rất quan trọng khi xác định giá trị của dầu thô trên thị trường, vì loại nhẹ cần ít sự tinh chế hơn loại nặng.

Hình 1. Các mảnh vụn nhẹ có giá trị cao hơn trên thị trường, vì chúng ít yêu cầu tinh chế hơn và dễ vận chuyển hơn. Nguồn: Pixabay.

Chất lượng của dầu thô phụ thuộc vào thành phần và tỷ lệ của hỗn hợp hydrocacbon, có nhiều trọng lượng phân tử khác nhau. Mặc dù trọng lực API không tính đến thành phần hóa học thực tế của dầu thô, mà phân loại chúng theo mức độ dễ vận chuyển và tinh chế.

Để phân loại, công thức thực nghiệm sau được sử dụng:

ºAPI = (141,5 / γ _T ) - 131,5 (chất lỏng nhẹ hơn nước)

γ _T là trọng lượng riêng của chất lỏng trong điều kiện nhiệt độ tiêu chuẩn, nghĩa là ở 15,556 ° C hoặc 60 ° F.

Đây là nhiệt độ tiêu chuẩn cho bất kỳ hoạt động nào với dầu thô và các dẫn xuất của nó, có thể là hóa chất hoặc thương mại. Đối với các chất lỏng khác, nhiệt độ 4ºC được coi là tiêu chuẩn.

Trọng lượng riêng của chất lỏng

Trọng lượng riêng, còn được gọi là mật độ riêng hoặc tỷ trọng tương đối, là một đại lượng không có thứ nguyên so sánh khối lượng riêng của chất lỏng với khối lượng riêng của nước.

Tỷ trọng phụ thuộc vào nhiệt độ, và vì dầu thô được bán theo khối lượng, nên nhiệt độ có ảnh hưởng quyết định, vì nó có khả năng tạo ra những biến động đáng kể được phản ánh trong giá cả.

Vì lý do này, ngành công nghiệp dầu mỏ đã thiết lập nhiệt độ tiêu chuẩn là 60ºF để xác định tỷ trọng và tất cả các đại lượng liên quan đến nó theo một cách nào đó.

Trọng lượng riêng γ _T được định nghĩa về mặt toán học là:

γ _T = tỷ trọng của chất lỏng / tỷ trọng của nước ở nhiệt độ chuẩn (60ºF)

Cả khối lượng riêng của chất lỏng và khối lượng riêng của nước phải ở cùng một hệ đơn vị và được đo trong cùng điều kiện áp suất và nhiệt độ. Như vậy, khối lượng riêng không có đơn vị.

Tỷ trọng kế

Tỷ trọng kế (trong tiếng Anh là hydrometer, dịch sai là tỷ trọng kế, một thiết bị dùng để đo lưu lượng), là một thiết bị để đo tỷ trọng tương đối hoặc trọng lượng riêng của chất lỏng.

Phát minh của nó được cho là nhờ Hypatia toán học của Alexandria (315-345). Bộ máy này bao gồm một hình trụ rỗng làm bằng thủy tinh có trọng lượng hoặc chấn lưu ở một đầu, giúp nó nổi theo phương thẳng đứng.

Nó được đưa một cách cẩn thận vào chất lỏng có tỷ trọng cần đo và để yên cho đến khi ổn định.

Khối lượng riêng của chất lỏng phụ thuộc vào mức độ chìm của tỷ trọng kế vào nó. Trong chất lỏng nhẹ, dụng cụ chìm nhiều hơn trong chất lỏng đặc hơn. Do đó, công cụ cung cấp một thang đo để thực hiện việc đọc.

Có những tỷ trọng kế được thiết kế đặc biệt cho một số chất lỏng nhất định, chẳng hạn như sữa (máy đo đường sữa) hoặc rượu vang (máy đo độ thở), để kể tên một số loại. Đối với dầu thô, máy đo mật độ API được sử dụng, có thang đo đã được chia độ API để tránh phải thực hiện chuyển đổi. Ví dụ: số đọc lớn hơn 10, nghĩa là dầu thô nhẹ hơn nước, sẽ nổi trên đó.

Và vì nhiệt độ là một thông số rất quan trọng, nên có những tỷ trọng kế đã được tích hợp sẵn nhiệt kế thủy ngân. Chúng được gọi là nhiệt kế và rất thích hợp cho các thử nghiệm hiện trường, đặc biệt.

Sơ đồ được hiển thị trong hình sau:

Hình 2. Sơ đồ của máy đo mật độ để đo độ API của một mẫu. Nguồn: Mott, R. Cơ học chất lỏng.

Các loại dầu thô và trọng lực API của chúng

Các cấp API trong dầu nằm trong khoảng từ 10 đến 80, với phần lớn trong dải API 20-70.

Từ công thức đã cho ở đầu, trọng lượng riêng được giải như:

γ _T = 141,5 / (131,5 + ºAPI)

Phạm vi phổ biến nhất là từ 0,93 đến 0,70. Lưu ý rằng dầu nặng hơn tương ứng với giá trị API thấp hơn. Ngược lại, giá trị trọng lực API cao hơn cho thấy dầu có giá trị thương mại cao hơn, vì chúng dễ chế biến và biến đổi hơn.

Đây là tiêu chuẩn lên đến 45 độ API, vì vượt quá giá trị này, các chuỗi hydrocacbon ngắn trong dầu thô có ưu thế hơn, gây khó khăn cho quá trình xử lý.

Phân loại dầu thô

Theo giá trị mà nó hiển thị trên thang API, dầu thô được phân loại là:

- Nhẹ hoặc nhẹ , có cấp API lớn hơn 31.1, trong đó hydrocacbon trọng lượng phân tử thấp chiếm ưu thế. Đây là một loại dầu thô dễ vận chuyển, được săn lùng nhiều để làm xăng, dầu diesel và dầu hỏa.

- Trung bình hoặc trung bình , có cấp API nằm trong khoảng 29,9 - 22, có hàm lượng hydrocacbon khối lượng phân tử thấp tốt, điều này cũng giúp vận chuyển dễ dàng.

- Nặng , cấp API từ 21,9 đến 10, chứa nhiều hydrocacbon có trọng lượng phân tử trung bình, gây khó khăn cho việc vận chuyển. Từ loại dầu thô này, người ta thu được dầu các loại, parafin và polyme.

-Trọng lượng nặng , có API từ 10 trở xuống, vận chuyển và xử lý phức tạp hơn, do đó nó có giá trị thương mại thấp hơn.

Trọng lượng API thay đổi tùy theo khu vực, ví dụ dầu ở Mỹ Latinh có API trung bình là 25,1º, trong khi ở Trung Đông, dầu thô nhẹ, với API 34º.

Thực nghiệm xác định trọng lực API bằng tỷ trọng kế

Đây là các bước chính cần làm theo để lấy độ API của một mẫu, bằng cách sử dụng tỷ trọng kế:

- Nhiệt độ được điều chỉnh theo bản chất của mẫu, quan trọng nếu đó là các chất dễ bay hơi.

- Nhiệt độ của ống nghiệm phải bằng nhiệt độ của mẫu.

- Chuyển mẫu cẩn thận vào ống đong sạch không để bắn tung tóe. Cần tránh tạo bọt khí và giảm thiểu sự bay hơi trong trường hợp chất lỏng dễ bay hơi.

- Nếu bong bóng nổi lên, chúng có thể được loại bỏ bằng cách dùng giấy lọc chạm nhẹ lên bề mặt.

- Cần đảm bảo rằng nhiệt độ môi trường không trải qua những thay đổi đáng kể, không lớn hơn 2 ºC.

- Tỷ trọng kế chìm từ từ, khi định tâm tốt thì chìm thêm một chút rồi thả ra, cố gắng giữ cho phần còn lại của ống được khô. Nó phải được đặt cách xa các bức tường của mẫu vật.

- Chờ một thời gian để tất cả bọt khí nổi lên bề mặt, đặc biệt nếu mẫu rất nhớt.

- Lưu ý nhiệt độ trước khi đọc. Để làm điều này, nó được khuấy cẩn thận bằng nhiệt kế, làm ngập hoàn toàn cột thủy ngân. Nếu sử dụng nhiệt kế tỷ trọng kế, nó cũng được khuấy với thiết bị, sử dụng các chuyển động thẳng đứng nhẹ nhàng.

- Dấu gần nhất, nơi bề mặt chất lỏng giao nhau với thang đo, bây giờ có thể được đọc trên thiết bị.

- Ghi lại nhiệt độ ngay sau khi đọc. Nếu có sự thay đổi đáng chú ý, phép đo phải được lặp lại.

- Trong chất lỏng không trong suốt, cần phải hiệu chỉnh. Việc đọc đã sửa là mức độ nghiêm trọng của API được tìm kiếm.

Người giới thiệu

1. AmSpec. A là viết tắt của API Gravity. Được khôi phục từ: amspecllc.com.
2. ICCT. Giới thiệu về lọc dầu và sản xuất xăng và diesel có hàm lượng lưu huỳnh cực thấp. Phục hồi từ: theicct.org
3. Mott, R. 2006. Cơ học chất lỏng. lần thứ 4. Phiên bản. Giáo dục Pearson.
4. Sencamer. Dầu thô và các dẫn xuất của nó. Xác định trọng lực API. Phương pháp tỷ trọng kế. Được khôi phục từ: sencamer.gob.ve.
5. UNAM. Dầu mỏ và các dẫn xuất của nó. Phục hồi từ: Professor.fi-b.unam.mx