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Application Report | Petroleum Industry
液體的密度取決于它的溫度——石油產品也是如此。溫度補償允許重新計算密度到目標溫度，確保全球石油產品貿易的一致基礎。
簡介
密度測量的基本條件，稱為標準條件，描述了在一組特定設置的絕對壓力和溫度下報告密度測量結果。
法律規定，向最終客戶銷售的液體石油產品必須補償至法律規定的基本條件。
基本條件通常在司法管轄范圍內定義，并且根據地區的不同適用不同的規范。例如，在歐洲，加拿大，澳大利亞和南美洲常用的基本條件是 絕對壓力為101.325 kPa (14.696 psi)，溫度為15°C，而在美國，常用的基本條件是絕對壓力為 14.696 psi，溫度為60°F。
體積修正需求
密度是每單位體積內任何物質的質量。由于體積（以粗體突出顯示）取決于溫度，因此密度從一種溫度轉換到另一種溫度需要溫度補償。
體積修正因子（VCF）用于在基本溫度和壓力下將觀察到的體積調整為等效體積。
石油產品的訂單通常是按體積交貨的，但價格是根據重量來定的。因此，對于銷售交易，（通常已知的）在基礎溫度下交付的貨物體積需要使用產品在區域有效基礎溫度下的密度轉換為重量。
將液體石油樣品的密度調整到基本條件下，不需要對基礎壓力與環境空氣壓力之間的偏差進行修正，因為壓力對液體密度的影響比溫度的影響小很多倍。
原油，燃料油和潤滑油的體積修正
美國石油協會（API）已經為原油、液體精煉產品和潤滑油建立了一套程序，通過該程序可以在-50°C到150°C的任何溫度范圍內進行密度測量 （-58°F至302°F），壓力范圍為0至1500 psi（0至103.4 bar），可以在基本條件或交替的基礎溫度下校正到等效密度。
API 定義產品組
為了確保全球范圍內的一致性，API 引入了 API 度參數，將油的密度與水的密度進行比較。低密度原油或“輕質油” （高 API 度）比高密度原油（低 API 度）更可取，因為它不僅在進一步加工后產生更多高價值的輕質產品，而且更容易通過管道運輸。
石油液體的 API 度可由比重計算，公式如下：比重的定義是在特定溫度下樣品的密度和參考溶液（如水）的密度之間的分數。
API gravity = 141.5 / SG - 131.5
SG: specific gravity of petroleum liquid
API 第11.1章提供了校正溫度和壓力對原油、成品油或潤滑油的密度和體積影響的算法和實現程序。
原油
ASTM D1250-19e1 提供了關于通用原油，成品油和潤滑油的溫度和壓力體積校正系數的聯合 API和 ASTM 附件的使用信息：API MPMS Chapter 11.1。
一組關系式適用于下列在正常操作條件下單相的石油流體。液體分類是行業中使用的典型術語，但當地的命名法可能有所不同。
原油是一種天然存在的液態石油產品，由各種碳氫化合物組成，其中也可能包括硫、氮、氧、金屬和其他元素的化合物。
原油通常是通過鉆井開采的，通常與天然氣和鹽水等其他資源一起被發現。然后，它被提煉成不同形式的石油產品，如汽油、煤油或瀝青。
如果原油或穩定原油的密度在約-10至100 °API 之間，則認為其符合產品組“通用原油”。原油通常根據密度報告，因此分為4個不同的類別：
•Light crude oil (< 870 kg/m3)
•Medium crude oil (870 – 920 kg/m3)
•Heavy crude oil (920 – 1000 kg/m3)
•Extra-heavy crude oil (> 1000 kg/m3)
根據原油生產地點的不同，其特性（如密度、粘度）可能會有很大差異。
精煉產品
ASTM D4052-22 描述了制備液態石油樣品和密度計的某些程序。果液體屬于下表所示的精煉產品類別之一，則不同類型的燃料被認為屬于“精煉產品”產品類別。
潤滑油
ASTM D4052-22 描述了制備液態石油樣品和密度計的某些程序。
潤滑油通常由幾種成分組成，包括大部分基礎油和少量各種添加劑。
如果它是通過蒸餾或瀝青沉淀從原油餾分中提取的基礎油，則被認為符合產品組“通用潤滑油”。根據API的規定，潤滑油的初始沸點大于700°F（370°C）， API 度范圍在大約-10至45 °API。
自動補償
安東帕數字式密度計（DMA 系列）可以為所有產品組自動補償API 參數，例如密度，比重和 API 度至不同基礎溫度（15 °C, 20 °C, 29.5 °C, 60 °F）據API MPMS 第11.1章，消除了人工計算的需要，從而避免了潛在的用戶錯誤。
例如，重質原油在密度測量之前需要加熱使其液化，并確保樣品性質的均勻性。為了節省時間，測量也可以在高溫下進行。內置API表在測試溫度下自動補償測量密度到所需的基本溫度（15°C, 60°F，20°C或29.5 °C）。
此外，如果石油產品銷售到多個地區，對各種基礎溫度的自動補償也節省了實驗室時間。如果樣品特性允許在基礎溫度（例如60°F）下進行測量，則可以在美國常見的基礎溫度下進行測量，同時 API 計算可用于確定歐洲使用的基礎溫度（例如15°C）下的密度。只需要一次測量就可以確定兩種不同條件下的密度。
瀝青體積修正
ASTM D8188-23 描述了在高溫下測量瀝青或瀝青的數字密度計的使用。
對于體積的溫度校正，以及瀝青和柏油的密度，瀝青協會和 ASTM 8188 建議使用 ASTM D4311 將不同溫度下測量的體積/密度轉換為標準基礎溫度。
ASTM D4311 的實踐提供了兩個體積校正系數表，用于將不同試驗溫度下測量的瀝青體積和密度轉換為15°C或60°F標準基礎溫度下的體積或密度。這些表格適用于所有類型的瀝青，乳化瀝青除外，觀察到的溫度范圍為-25°C至275°C或0°F至500°F。
ASTM 4311M-21 包含適當的 VCF 列表。
每個表在標記為 A 和 B 的列中提供了兩組因子。適當列 A 或 B 的選擇由基礎溫度下的密度或 API 度定義。大多數瀝青對應于A列系數。
為了將密度轉換為15°C，“A” 標記的 VCF 應用于15°C下密度為0.966 g/cm3或更高的瀝青，“B” 標記的 VCD 應用于15℃下密度為0.850 g/cm3至0.965 g/cm3的瀝青。
為了將密度轉換為60°F，標簽的選擇應基于比重
（60°F/60°F）為0.967或更高（A）或0.850至0.966 （B）的瀝青。
使用案例
在140°C的溫度下，瀝青的密度測量為0.94908 g/cm3。對于15°C下瀝青密度的測定，A 列的相應 VCF 為0.9236，B 列為0.9138。通過將測量的密度除以適當的體積校正系數，可以獲得基礎溫度下的密度 應用 A 列的 VCF 在15°C時的密度為1.02759 g/cm3，而應用 B 列的 VCE 在15°C時的密度將為1.03861 g/cm3。在這個例子中，必須應用A列系數，密度1.02759 g/cm3是15°C下正確確定的密度。
數字密度計直接計算
使用安東帕數字密度計，可以創建自定義數量，以便根據 ASTM D4311 在15°C或60°F下自動計算密度。如果已知合適的 VCF，則可以根據以下方程式創建自定義量，在觀察到的溫度下測量的密度作為輸入。
ρBase = ρMeas / VCF
ρBase: Density at 15°C or 60°F
ρMeas: Density at observed temperature
VCF: Volume Correction Factor
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產品優勢
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樣品量小，容易清洗
降低操作人員健康風險
根據 ASTM D1250 自動溫度補償（API）
根據 ASTM D4311 的自動溫度補償可以編程到儀器中
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