廈門易仕特儀器有限公司石油API密度計(jì)、API密度檢測儀、API比重檢測儀制造商
原油和液體石油產(chǎn)品密度,相對密度和API重度標(biāo)準(zhǔn)測定法(密度計(jì)法)1
(呂曉華 賀國慶 張金龍 新疆阿拉山口出入境檢驗(yàn)檢疫局技術(shù)中心)
本標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布采用固定標(biāo)示D1298:標(biāo)示后的數(shù)字表示采用本標(biāo)準(zhǔn)的年份或zui后一次對標(biāo)準(zhǔn)的修訂年份。破折號后的數(shù)字表示zui近一次標(biāo)準(zhǔn)通過的年份。上標(biāo)?表示zui近一次修訂或通過時,編輯上的修改。
本標(biāo)準(zhǔn)使用已通過防護(hù)部處批準(zhǔn)。
?1注-為了遵守ASTM-API聯(lián)合會制定的標(biāo)準(zhǔn)合同2007年10月腳本1和標(biāo)準(zhǔn)文本都做了編輯和修訂。警告的注釋也于2002年10月移到了本標(biāo)準(zhǔn)的文本中。
?2注-2003年10月對表4內(nèi)容作了編輯上的修改。
1.1本標(biāo)準(zhǔn)檢測方法包括使用玻璃密度計(jì)在實(shí)驗(yàn)室測定液體原油及雷德蒸汽壓為101.325kpa或小于該值的原油,石油產(chǎn)品,石油產(chǎn)品混合物和非石油產(chǎn)品。
1.2通過密度計(jì)測得的數(shù)值既是在標(biāo)準(zhǔn)溫度下的也是在其他溫度下的測定值。
密度值既可以在標(biāo)準(zhǔn)溫度下測定也可以在其他任意溫度條件下測得。在其他溫度下的刻度讀數(shù)(視密度)通過石油計(jì)量表修正為標(biāo)準(zhǔn)密度;在其他溫度下的密度計(jì)讀數(shù)僅是視密度而不是在標(biāo)準(zhǔn)溫度下的密度值。
1.3密度,相對密度和API重度通過使用石油計(jì)量表可轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)溫度下的其他單位的密度值。
1.4在Annex A1中為測定方法提供了一個數(shù)據(jù)修正和鑒定的程序。
1.5該標(biāo)準(zhǔn)不是為了單純闡述各種安全因素,如果可能的話,建立與使用該方法有關(guān)的適當(dāng)?shù)募?/span>安全又健康的操作程序是使用該標(biāo)準(zhǔn)人員的責(zé)任。因?yàn)榇_定規(guī)范的操作要比單純使用更重要。
2.引用標(biāo)準(zhǔn)
2.1ASTM標(biāo)準(zhǔn)
D97石油產(chǎn)品傾點(diǎn)測定法2
D323石油產(chǎn)品蒸汽壓測定法(雷德法)2
D1250石油計(jì)量表指南2
D2500石油濁點(diǎn)檢測法2
D3117石油餾分濁點(diǎn)測定法3
D4057石油和石油產(chǎn)品手工取樣法(見API MPMS 8.1節(jié))3
D4177石油和石油產(chǎn)品自動取樣法(見API MPMS 8.2節(jié))3
D5854液體石油和石油產(chǎn)品手工混樣法(見API MPMS 8.3節(jié))4
E1ASTM 溫度計(jì)標(biāo)準(zhǔn)5
E100ASTM密度計(jì)標(biāo)準(zhǔn)5
2.2API標(biāo)準(zhǔn)6
MPMS8.1石油石油產(chǎn)品手工取樣(ASTM D4057)
MPMS8.2石油石油產(chǎn)品自動取樣(ASTM D4177)
MPMS8.3液體石油和石油產(chǎn)品的手工混樣(ASTM D5854)
2.3石油標(biāo)準(zhǔn)的組成7
IP389石油中餾餾分結(jié)晶蠟點(diǎn)測定法(熱重-差示掃描量法)
IP標(biāo)準(zhǔn)法讀本,附錄A,IP標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)說明。
2.4 ISO 標(biāo)準(zhǔn)8
ISO649-1實(shí)驗(yàn)室玻璃制品–一般用途密度計(jì)-*部分說明
3.術(shù)語
3.1本標(biāo)準(zhǔn)的術(shù)語定義:
3.1.1密度,名詞-在15℃,101.325kpa下,單位體積液體的質(zhì)量,以kg/m3表示。
3.1.1.1說明-其他標(biāo)準(zhǔn)溫度下的密度,如對于某些產(chǎn)品和在某些場所20℃下的密度也被使用,少數(shù)單位如kg/l和g/ml仍被使用。
3.1.2相對密度(比重),是在特定溫度下,某一體積液體的質(zhì)量與在同溫度下或不同溫度下同體積純水質(zhì)量之比。兩種標(biāo)準(zhǔn)溫度在以下將被明確說明。
3.1.2.1說明:一般的標(biāo)準(zhǔn)溫度包括60/60℉,20/20℃,20/4℃,以前使用比重這一術(shù)語現(xiàn)在仍能看到。
3.1.3 API 重度,名詞-用來表示油品相對密度60/60℉的一種約定尺度,其關(guān)系式如下:
°API=141.5/(相對密度60/60℉)-131.5 (1)
3.1.3.1說明-標(biāo)準(zhǔn)溫度如沒有其他說明,定義中指得是溫度為60℉。
3.1.4視密度,名詞-它是指在某一溫度下觀察到的密度計(jì)讀數(shù)而不是在標(biāo)準(zhǔn)溫度下的密度值。這些數(shù)值只是密度計(jì)讀數(shù)并不是在其他溫度下的密度,相對密度,API重度。
3.1.5濁點(diǎn),名詞-在規(guī)定條件下,被冷卻液體開始出現(xiàn)蠟結(jié)晶時液體混濁時的溫度。
3.1.6傾點(diǎn),名詞-在規(guī)定條件下,被冷卻的石油和石油產(chǎn)品試樣尚能流動的zui低溫度。
3.1.7蠟出現(xiàn)溫度(WAT),在規(guī)定條件下被冷卻的石油和石油產(chǎn)品蠟固體形成時的溫度。
4.方法概要
4.1使試樣處于規(guī)定溫度下,將試樣倒入與規(guī)定溫度大致相同的密度計(jì)量筒中,將合適的也在同溫度下的密度計(jì)放入試樣中并使其靜止。當(dāng)溫度達(dá)到平衡后,讀取密度計(jì)讀數(shù)和試樣溫度,使用石油計(jì)量表將觀察到的密度計(jì)讀數(shù)換算成標(biāo)準(zhǔn)密度,如果需要,將密度計(jì)量筒連同內(nèi)裝的試樣一起放到恒溫浴以免在測定過程中溫度變動過大。
5.應(yīng)用意義
5.1在監(jiān)控運(yùn)輸中,標(biāo)準(zhǔn)溫度條件下,進(jìn)行體積與體積,質(zhì)量及兩者之間的換算對準(zhǔn)確測定石油和石油產(chǎn)品密度,相對密度(比重),API(重度)是重要的。
5.2該方法zui適用于低黏度透明液體的密度,相對密度(比重),或API重度的測定,該檢測方法也適用于有足夠時間讓密度計(jì)達(dá)到平衡的粘稠液體和不透明液體,密度讀數(shù)要采用合適的彎月面修正。
5.3當(dāng)測定散料油時,在接近散料油溫度條件下觀察密度計(jì)讀數(shù),可減小體積帶來的誤差。
5.4密度相對密度(比重)或API重度是關(guān)系到石油質(zhì)量和價格的因素,但是,石油的密度性質(zhì)并不能*表示石油的質(zhì)量,還需要其他性質(zhì)來綜合考慮。
5.5密度對自動化,飛機(jī),輪船的燃料油消耗是一個重要質(zhì)量指標(biāo),因?yàn)檫@些方面都會影響燃料油的儲存,處理和燃燒。
6.儀器
6.1密度計(jì),玻璃制,具有密度讀數(shù)的刻度間隔,相對密度(比重)API重度應(yīng)符合E100或ISO649-1和表1中給出的技術(shù)要求。
6.1.1使用者也應(yīng)該明確檢測的儀器符合物質(zhì)、直徑和刻度誤差要求,儀器需有一個標(biāo)準(zhǔn)體系認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)證書,并按標(biāo)準(zhǔn)分類,觀察到的密度讀數(shù)應(yīng)當(dāng)使用合適的修正值。儀器滿足測定方法要求,如果沒有提供被認(rèn)可過證書的儀器都?xì)w為不確定。
6.2溫度計(jì)需有使用范圍,均勻刻度,zui大允許刻度誤差列于表2并且符合E1和IP,附錄A。
6.2.1選擇檢測裝置和可以使用的體系,該體系提供的標(biāo)準(zhǔn)體系總的不確定性不能高于使用玻璃器皿中液體的溫度計(jì)。
6.3密度計(jì)量筒,是由透明玻璃,塑料(見6.3.1)或金屬制成。量筒內(nèi)徑應(yīng)至少比密度計(jì)外徑大25mm,其高度應(yīng)是使合適的密度計(jì)漂浮在試樣中時,密度計(jì)底部與量筒底部間距至少有25mm。
表1 推薦密度計(jì)技術(shù)要求
單位 密度測量范圍 刻度A 彎月面
密度范圍 每支單位 刻度間隔A 刻度誤差A 修正值
密度,kg/m3 15℃ 600~1100 20 0.2 ±0.2 +0.3
600~1100 50 0.5 ±0.3 +0.7
600~1100 50 1.0 ±0.6 +1.4
相對密度(比重)0.600~1.100 0.020 0.0002 ±0.0002 +0.0003
60/60℉ 0.600~1.100 0.050 0.0005 ±0.0003 +0.0007
0.600~1.100 0.050 0.001 ±0.0006 +0.0014
相對密度(比重)
60/60℉ 0.650~1.100 0.050 0.0005 ±0.0005
°API -1~+101 12 0.1 ±0.1
A刻度的間隔和誤差
表2 推薦溫度計(jì)技術(shù)要求
單位 范圍 刻度間隔 zui大誤差
℃ -1~+38 0.1 ±0.1
℃ -20~+102 0.2 ±0.15
℉ -5~+215 0.5 ±0.25
6.3.1塑料密度計(jì)量筒應(yīng)不變色,能抗油樣侵蝕及不影響被測物質(zhì)的性質(zhì)。此外,量筒長期暴露在日光下,不應(yīng)變得不透明。
6.4恒溫浴,其尺寸大小應(yīng)能容納密度計(jì)量筒,能使試樣*浸沒在恒溫浴液面以下,溫度控制系統(tǒng)能夠保持水浴溫度在試樣溫度±0.25℃以內(nèi)。
6.5玻璃或塑料攪拌棒長約400mm.
7.樣品制備
7.1 若沒有其他要求,非揮發(fā)性石油和石油產(chǎn)品應(yīng)按D4057(API MPMS 8.1節(jié))和D4177(API MPMS 8.2節(jié))取樣法取樣。
7.2 揮發(fā)性原油和石油產(chǎn)品取樣采用D4057(API MPMS 8.1節(jié))方法,為減少輕組分損失而影響密度測定的準(zhǔn)確度可使用一個體積可變的取樣器。在取樣后,如果沒有該設(shè)備為了盡可能減少組分損失,應(yīng)將試樣轉(zhuǎn)移至能夠制冷的容器中。
7.3 樣品混合
用于試驗(yàn)的混合試樣盡可能代表整批測試樣品。但在混樣操作中,應(yīng)始終注意保持樣品的完整性。對含水或沉淀物或兩者都含有的揮發(fā)性原油和石油產(chǎn)品及含蠟的揮發(fā)性原油和原油產(chǎn)品加熱時可能會引起輕組分損失,采用(第7.3.1-7.3.4節(jié))中給出的方法,可保持試樣組分的完整性。
7.3.1 RVP大于50kpa的揮發(fā)性原油和石油產(chǎn)品-為減少輕組分損失,樣品應(yīng)在原容器和密閉系統(tǒng)中混合。
注1-在敞開的容器中混合揮發(fā)性式樣將會導(dǎo)致輕組分的損失,從而影響試樣密度值。
7.3.2 含蠟原油-如果原油的傾點(diǎn)高于10℃或濁點(diǎn)(WAT)高于15℃時,在混樣前要加熱試樣,使試樣溫度高于傾點(diǎn)9℃或濁點(diǎn)3℃以上,為減少輕組分損失,樣品應(yīng)盡可能的在原容器和密閉容器里混合。
7.3.3含蠟餾分-在混樣前將試樣加熱至濁點(diǎn)(WAT)3℃以上。
7.3.4殘?jiān)剂嫌?/span>-在混樣前,把試樣加熱至試驗(yàn)要求溫度(見8.1.1和注4)。
7.4其他關(guān)于液體試樣混合及處理方法見D5854(API MPMS 8.3節(jié))。
8.測定方法
8.1 試驗(yàn)溫度
8.1.1 把試樣加熱到能讓它充分流動,但溫度不能高至引起其輕組分的損失,溫度也不能低到試樣中的蠟析出。
注2-用密度計(jì)法測定密度,相對密度或API重度,在標(biāo)準(zhǔn)溫度或接近標(biāo)準(zhǔn)溫度時測定zui為準(zhǔn)確。
注3-石油計(jì)量表中的體積、密度,相對密度或API重度修正值是基于大量典型物質(zhì)的一般補(bǔ)充。同樣的系數(shù)用于每一套表中,在同一溫度下由測試樣品常數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)常數(shù)之間的差異可能引起的間隔zui小誤差需要修正。測定溫度與標(biāo)準(zhǔn)溫度的差異對試驗(yàn)結(jié)果會造成更嚴(yán)重的影響。
注4-要在被測樣品物化特性合適的溫度下獲得密度計(jì)讀數(shù)。這個溫度接近標(biāo)準(zhǔn)溫度20℃,當(dāng)密度只用于散裝石油計(jì)量時,在散裝石油溫度±3℃下來測定密度(見5.3)。
8.1.2原油樣品在接近標(biāo)準(zhǔn)溫度下測定時,如果樣品有蠟析出,則要高于傾點(diǎn)9℃以上或高于濁點(diǎn)3℃以上中一個較高的溫度下測定。
注5-對于原油樣品,蠟析出現(xiàn)象用IP389可以判斷,用50μl±5μl修正,用該技術(shù)要求來判定原油蠟析出溫度的方法還未被確定。
9.儀器校正
9.1密度計(jì)和溫度計(jì)按ANNEX A1的方法來修正。
10.檢測方法
10.1在測定溫度約±5℃下使用密度計(jì)量筒和溫度計(jì)。
10.2將試樣轉(zhuǎn)移到清潔溫度穩(wěn)定的密度計(jì)量筒中,轉(zhuǎn)移時避免試樣飛濺和氣泡生成,同時減少試樣中輕組分的揮發(fā)。(注意—易燃性蒸汽可能會引起閃火!)
10.3通過虹吸或水驅(qū)動轉(zhuǎn)移高揮發(fā)試樣。(注意—用嘴吸取試樣可能導(dǎo)致吸入樣品)
10.3.1含有酸或其他水溶液物質(zhì)的試樣用虹吸管移至量筒中。
10.4在量筒中放入密度計(jì)前,用一片清潔的濾紙除去試樣表面上形成的所有氣泡。
10.5把裝有試樣的量筒垂直的放在沒有空氣流動的地方。在整個試驗(yàn)期間,環(huán)境溫度變化應(yīng)不大于2℃。當(dāng)環(huán)境溫度變化大于±2℃時,應(yīng)使用恒溫浴保持溫度穩(wěn)定。
10.6用合適的溫度計(jì)或溫度測定儀,攪拌棒作垂直旋轉(zhuǎn)運(yùn)動攪拌試樣來確保整個量筒中試樣溫度、密度均勻。記錄試樣溫度,接近至0.1℃,從密度計(jì)量筒中取出溫度計(jì)溫度測定儀,或攪拌棒。
注6-若使用液體玻璃密度計(jì),通常使用攪拌棒。
10.7把合適的密度計(jì)放入液體中,當(dāng)密度計(jì)達(dá)到平衡位置時放開,應(yīng)小心操作,以避免弄濕自由漂浮的密度計(jì)液面以上干管部分。對于低黏度透明或半透明液體,把密度計(jì)按至平衡點(diǎn)以下1mm至2mm,當(dāng)它再回到平衡位置時,觀察彎月面形狀,如果彎月面改變,應(yīng)清洗密度計(jì)干管。重復(fù)此操作直到彎月面形狀保持不變。
10.8對于不透明黏稠液體,使密度計(jì)緩慢的浸入液體中。
10.9對透明低黏度液體,將密度計(jì)插入液體約兩個刻度,放開時要輕輕的旋轉(zhuǎn)一下密度計(jì),使他能離開量筒壁自由飄浮直到靜止在溶液中。由于密度計(jì)干管上沾有液體會影響密度讀數(shù),因而不要弄濕液面以上密度計(jì)干管部分。
10.10要有充分的時間讓密度計(jì)靜止,并讓所有氣泡升至液體表面,讀數(shù)前要除去所有氣泡。
10.11當(dāng)使用塑料量筒時要用濕布擦試量筒外壁,以除去所有靜電(注 使用塑料量筒常形成靜電荷,并可能妨礙密度計(jì)的自由飄浮)。
10.12當(dāng)密度計(jì)離開量筒壁自由飄浮靜止時,按10.12.1或10.12.2讀取密度計(jì)刻度值,讀至zui接近刻度間隔的1/5處。
10.12.1測定透明液體時,先將眼睛放于稍低于液面的位置觀察,慢慢上升至液面上,先看到一個不正的橢圓,然后逐漸變成一條與密度計(jì)刻度相切的一條線。(見圖1)
圖1 透明液體的密度計(jì)刻度讀數(shù)
10.12.2測定不透明液體,使眼睛稍高于液面位置觀察(見圖2),密度計(jì)讀數(shù)為液體上彎月面與密度計(jì)刻度相切的那一點(diǎn)。
注7- 使用金屬密度計(jì)量筒測定不透明液體時,只有讓試樣液面裝至距量筒頂端5mm以內(nèi),才能確保讀數(shù)準(zhǔn)確。
圖2 不透明液體的密度計(jì)刻度讀數(shù)
10.13記錄密度計(jì)讀數(shù)后,立即小心的取出密度計(jì),插入溫度計(jì)或溫度計(jì)測定儀,垂直的攪拌試樣,記錄溫度接近到0.1℃。如果這個溫度讀數(shù)與開始溫度讀數(shù)(見10.6)相差大于0.5℃,應(yīng)重新讀取密度和溫度讀數(shù),直到溫度變化穩(wěn)定在±0.5℃以內(nèi),如果不能得到穩(wěn)定溫度,把密度計(jì)量筒放在恒溫浴內(nèi),重復(fù)10.5以后的操作步驟。
10.14試驗(yàn)溫度高于38℃,要讓蠟封型密度計(jì),垂直的滴干并冷卻。
11.計(jì)算
11.1對觀察到的溫度計(jì)讀數(shù)(見10.6和10.13)作相關(guān)修正后,記錄兩個溫度讀數(shù)的平均值接近0.1℃。
11.2由于密度計(jì)讀數(shù)是按液體水平面標(biāo)定的,對于不透明液體,應(yīng)按表1中給出的彎月面修正只碓觀察到的密度計(jì)讀數(shù)作彎月面修正。
注8-對特殊用途的密度計(jì)下彎月面修正值的確定方法,是將這只密度計(jì)浸入與被測試樣表面張力接近的透明液體中,觀察液體在密度計(jì)干管上爬升的zui大高度。本方法規(guī)定的密度計(jì)下彎月面修正值見表1。
11.3對觀察到的密度計(jì)讀數(shù)作相關(guān)修正后,其數(shù)值應(yīng)該讀至接近0.1kg/m3,0.0001g/ml、kg/l.或相對密度API讀至0.1。
11.4如果密度計(jì)是在某個溫度下而不是在標(biāo)準(zhǔn)溫度下標(biāo)定的,則運(yùn)用以下公式來修正密度計(jì)讀數(shù):
ρr= ρt
1-[23×16-69(t-r)-2×10-8(t-r)2] (2)
ρr=標(biāo)準(zhǔn)溫度下的密度計(jì)讀數(shù) r℃
ρt=密度計(jì)*上的密度讀數(shù)其標(biāo)準(zhǔn)溫度是t℃.
11.5在實(shí)驗(yàn)中根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)參考D1250用石油計(jì)量表相應(yīng)部分減去修正的密度計(jì)讀數(shù)轉(zhuǎn)化為密度,相對密度或API密度。在石油計(jì)量表的表3中舉出了相關(guān)表的數(shù)據(jù)實(shí)例。
11.5.1修正的密度值的嚴(yán)格程序采用原油計(jì)量表中包含的計(jì)算機(jī)執(zhí)行程序而不是印刷表,如果要使用印刷表,要確保發(fā)現(xiàn)所有誤差,因?yàn)槭褂冒姹疽寻姹局械膬?nèi)容,這個表中還包含了含有蘇打-石灰的玻璃密度計(jì)膨脹以及超過溫度范圍的密度計(jì)收縮修正,視密度要直接加上要求的修正值。
11.5.2密度單位由kg/m3換算到g/ml, kg/l應(yīng)除以103。
11.5.3用表51(15℃密度)21(60/60℉相對密度)或表3(API重度)參考D1250標(biāo)準(zhǔn)可相互換算視密度計(jì)量單位。
表3 石油計(jì)量表數(shù)據(jù)實(shí)例
種類 密度15℃kg/m3 密度20℃ kg/m3 相對密度60/60℉ °API
原油 53A 59A 23A
石油產(chǎn)品 53B 59B 23B 5B
潤滑油 53D 59D - 5D
12.報(bào)告結(jié)果
12.1標(biāo)準(zhǔn)溫度下密度zui終結(jié)果以kg/m3表示時,報(bào)告到0.1kg/m3
12.2密度zui終結(jié)果以標(biāo)準(zhǔn)溫度下以kg/l或g/ml表示時報(bào)告至0.0001。
12.3相對密度,無單位,zui終結(jié)果在兩個標(biāo)準(zhǔn)溫度下報(bào)告至0.0001。
12.4 API重度zui終報(bào)告之0.1°API。
13.精密度和偏差
13.1精密度是通過實(shí)驗(yàn)室內(nèi)結(jié)果統(tǒng)計(jì),該方法的精密度確定如下
13.1.1重復(fù)性-同一操作者采用同一儀器在恒定操作條件下,對同一種測定試樣按實(shí)驗(yàn)方法正確的操作所得連續(xù)測定結(jié)果之間的差異,在長期的操作實(shí)踐中,在正常的操作條件下超過表4所示的數(shù)值的可能性只有二十分之一。
表4 精密度值
石油產(chǎn)品 透明低粘度液體
參數(shù) 溫度范圍 ℃(℉) 單位 重復(fù)性 再現(xiàn)性
密度 -2~24.5 kg/m3 0.5 1.2
(29~76) kg/L或g/ml 0.0005 0.0012
相對密度 -2~24.5 / 0.0005 0.0012
(29~76)
API重度 (42~78) °API 0.1 0.3
石油產(chǎn)品 不透明液體
參數(shù) 溫度范圍 ℃(℉) 單位 重復(fù)性 再現(xiàn)性
密度 -2~24.5 kg/m3 0.6 1.5
(29~76) kg/L或g/ml 0.0006 0.0015
相對密度 -2~24.5 / 0.0006 0.0015
(29~76)
API重度 (42~78) °API 0.2 0.5
13.1.2再現(xiàn)性-不同操作者,在不同實(shí)驗(yàn)室對同一測試樣,按實(shí)驗(yàn)方法正確的操作得到的兩個獨(dú)立的結(jié)果之間的差在長期的操作時間中超過以下數(shù)值的可能性只有二十分之一。
13.2偏差-本實(shí)驗(yàn)方法并未確定偏差,然而如果密度計(jì)的標(biāo)定方法是由標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)協(xié)會提供的,其值是沒有偏差的。
14.關(guān)鍵詞
14.1 API重度,原油,密度,密度計(jì),原油計(jì)量表,石油產(chǎn)品,相對密度,比重。
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