Кіріспе
Мұнай сұйығының сумен салыстырғанда қаншалықты ауыр немесе жеңіл екендігін өлшеу. Американдық Мұнай Институтының ауырлығы, немесе API ауырлығы – мұнай сұйығының сумен салыстырғанда қаншалықты ауыр немесе жеңіл екендігін өлшейтін көрсеткіш: егер оның API ауырлығы 10-нан жоғары болса, ол жеңіл және суда жүзіп жүреді; егер 10-нан төмен болса, ол ауыр және батып кетеді. API ауырлығы – суға қатысты мұнай сұйығының тығыздығының кері шамасы (сонымен қатар нақты салмақ деп те аталады). Ол мұнай сұйықтарының тығыздықтарын салыстыру үшін қолданылады. Мысалы, егер бір мұнай сұйығы екіншісінен жеңіл болса, оның API ауырлығы жоғары болады. API ауырлығы математикалық тұрғыдан өлшемсіз шама болғанымен (төмендегі формулаға қараңыз), ол «дәреже» ретінде беріледі. API ауырлығы гидрометр аспабында градустармен өлшенеді. Көптеген мұнай сұйықтарының API ауырлығы 10 мен 70 градус аралығында болады. 1916 жылы АҚШ Ұлттық Стандарттар бюросы 1768 жылы Францияда жасалған Бауме шкаласын, судан жеңіл сұйықтардың нақты салмағын өлшеу үшін АҚШ стандарты ретінде қабылдады. АҚШ Ұлттық Ғылым академиясының жүргізген зерттеулері тұздылық пен температураны бақылаудағы елеулі қателіктерді анықтады, бұл жарияланған мәндердегі айтарлықтай өзгерістерге әкелді. АҚШ-та гидрометрлер 140-тан емес, 141.5 модульмен өндіріліп, кеңінен таратылды. Шкала осылай бекітілгендіктен, 1921 жылы Америка Мұнай Институты API ауырлық шкаласын жасау арқылы, шын мәнінде қолданылып жүрген шкаланы мойындады.
The American Petroleum Institute gravity, or API gravity, is a measure of how heavy or light a petroleum liquid is compared to water: if its API gravity is greater than 10, it is lighter and floats on water; if less than 10, it is heavier and sinks. API gravity is thus an inverse measure of a petroleum liquid's density relative to that of water (also known as specific gravity). It is used to compare densities of petroleum liquids. For example, if one petroleum liquid is less dense than another, it has a greater API gravity. Although API gravity is mathematically a dimensionless quantity (see the formula below), it is referred to as being in 'degrees'. API gravity is graduated in degrees on a hydrometer instrument. API gravity values of most petroleum liquids fall between 10 and 70 degrees. In 1916, the U. S. National Bureau of Standards accepted the Baumé scale, which had been developed in France in 1768, as the U. S. standard for measuring the specific gravity of liquids less dense than water. Investigation by the U. S. National Academy of Sciences found major errors in salinity and temperature controls that had caused serious variations in published values. Hydrometers in the U. S. had been manufactured and distributed widely with a modulus of 141.5 instead of the Baumé scale modulus of 140. The scale was so firmly established that, by 1921, the remedy implemented by the American Petroleum Institute was to create the API gravity scale, recognizing the scale that was actually being used.
API-нің ауырлығын пайдалану шикі мұнайдың баррельін метрикалық тоннаға есептеу үшін
Мұнай өнеркәсібінде шикі мұнай көлемі көбінесе метрикалық тоннамен өлшенеді. Шикі мұнайдың API гравитациясына сүйене отырып, берілген шикі мұнайдың метрикалық тоннасына шамамен қанша баррель сыятынын есептеуге болады:
Мысалы, Батыс Техас аралық (39.6° API) метрикалық тоннасының көлемі шамамен 7,6 баррельге тең.
АЭС ауырлығын оның меншікті ауырлығынан өлшеу
API ауырлығын анықтау үшін, ең алдымен, ASTM D1298 стандартында сипатталған гидрометр немесе ASTM D4052 стандартында сипатталған тербелісті U-түтік әдісі арқылы суға қатысты тығыздық (яғни, меншікті салмақ) өлшенеді. Әртүрлі температуралардағы тығыздыққа түзетулер, содалы-известі шынының кеңеюі мен жиырылуына түзетулер және тұманды майлар үшін меніск түзетулері «Мұнай өлшеу кестелерінде» егжей-тегжейлі көрсетілген, олардың қолданылуы ASTM D1250 стандартында сипатталған. Меншікті салмақ төмендегі формуламен анықталады. Бұрынғы бөлімде келтірілген формуламен API ауырлығын оңай есептеуге болады. Мұнай тығыздығын жоғарыдағы анықтаманы пайдаланып меншікті салмаққа айналдырғанда, өлшеу кезінде қолданылған стандартты жағдайларға сәйкес судың дұрыс тығыздығын қолдану маңызды. ASTM D1250 стандартының 2008 жылғы басылымына сәйкес, 60 °F температурадағы судың ресми тығыздығы 999,016 кг/м³ құрайды. 1980 жылғы мән 999,012 кг/м³ құрайды. Кейбір жағдайларда стандартты жағдайлар 60 °F (15,56 °C) емес, 15 °C (59 °F) болуы мүмкін, мұндай жағдайда су тығыздығының басқа мәні қолданылуы керек (температура мен қысымның стандартты жағдайларын қараңыз).
АТҚ-ның ауырлығын тікелей өлшеу (гидрометр әдісі)
Далалық сынақтардың және өлшенген көлемдерді бортында көлемдік түзетуге түрлендірудің артықшылықтары бар. Бұл әдіс ASTM D287 стандартында толық сипатталған.
Жіктеу немесе сыныптар
Жалпы алғанда, API гравитациясы 40 және 45° аралығындағы мұнай ең жоғары бағаға ие. 45° жоғары болса, молекулалық тізбектер қысқарады және оның мұнай өңдеу зауыттары үшін құндылығы төмендейді. Шикі мұнай өлшенген API гравитациясына сәйкес жеңіл, орташа немесе ауыр болып жіктеледі. Жеңіл шикі мұнайдың API гравитациясы 31,1° жоғары (яғни 870 кг/м³ кем). Орташа мұнайдың API гравитациясы 22,3 және 31,1° аралығында (яғни 870–920 кг/м³). Ауыр шикі мұнайдың API гравитациясы 22,3° төмен (яғни 920–1000 кг/м³). Өте ауыр мұнайдың API гравитациясы 10,0° төмен (яғни 1000 кг/м³ жоғары).
Medium oil has an API gravity between 22.3 and 31.1° (i. e., 870 to 920 kg/m3)
Heavy crude oil has an API gravity below 22.3° (i. e., 920 to 1000 kg/m3)
Extra heavy oil has an API gravity below 10.0° (i. e., greater than 1000 kg/m3)
Дегенмен, барлық тараптар бірдей жіктеме қолданбайды. АҚШ Геологиялық қызметі сәл өзгеше диапазон қолданады. API гравитациясы 10° кем шикі мұнай аса ауыр мұнай немесе битум деп аталады. Альбертадағы (Канада) мұнай құмдарынан алынған битумның API гравитациясы шамамен 8°. Оны жеңіл көмірсутектермен сұйытып, API гравитациясы 22,3° кем сұйытылған битум алуға болады, немесе синтетикалық шикі мұнай ретінде 31–33° API гравитациясына дейін "жетілдіруге" болады.