行業(yè)應(yīng)用 | 數(shù)字式密度計(jì)用于石油產(chǎn)品的密度和溫度補(bǔ)償

Application Report | Petroleum Industry

液體的密度取決于它的溫度——石油產(chǎn)品也是如此。溫度補(bǔ)償允許重新計(jì)算密度到目標(biāo)溫度，確保全球石油產(chǎn)品貿(mào)易的一致基礎(chǔ)。

簡(jiǎn)介

密度測(cè)量的基本條件，稱為標(biāo)準(zhǔn)條件，描述了在一組特定設(shè)置的絕對(duì)壓力和溫度下報(bào)告密度測(cè)量結(jié)果。

法律規(guī)定，向最終客戶銷售的液體石油產(chǎn)品必須補(bǔ)償至法律規(guī)定的基本條件。

基本條件通常在司法管轄范圍內(nèi)定義，并且根據(jù)地區(qū)的不同適用不同的規(guī)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(duì)壓力為101.325 kPa (14.696 psi)，溫度為15°C，而在美國(guó)，常用的基本條件是絕對(duì)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(nèi)任何物質(zhì)的質(zhì)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(zhuǎn)換到另一種溫度需要溫度補(bǔ)償。

API 定義產(chǎn)品組

例如，重質(zhì)原油在密度測(cè)量之前需要加熱使其液化，并確保樣品性質(zhì)的均勻性。為了節(jié)省時(shí)間，測(cè)量也可以在高溫下進(jìn)行。內(nèi)置API表在測(cè)試溫度下自動(dòng)補(bǔ)償測(cè)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(chǎn)品銷售到多個(gè)地區(qū)，對(duì)各種基礎(chǔ)溫度的自動(dòng)補(bǔ)償也節(jié)省了實(shí)驗(yàn)室時(shí)間。如果樣品特性允許在基礎(chǔ)溫度（例如60°F）下進(jìn)行測(cè)量，則可以在美國(guó)常見的基礎(chǔ)溫度下進(jìn)行測(cè)量，同時(shí) API 計(jì)算可用于確定歐洲使用的基礎(chǔ)溫度（例如15°C）下的密度。只需要一次測(cè)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(cè)量瀝青或?yàn)r青的數(shù)字密度計(jì)的使用。

對(duì)于體積的溫度校正，以及瀝青和柏油的密度，瀝青協(xié)會(huì)和 ASTM 8188 建議使用 ASTM D4311 將不同溫度下測(cè)量的體積/密度轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)溫度。

ASTM D4311 的實(shí)踐提供了兩個(gè)體積校正系數(shù)表，用于將不同試驗(yàn)溫度下測(cè)量的瀝青體積和密度轉(zhuǎn)換為15°C或60°F標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)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(dāng)?shù)?VCF 列表。

每個(gè)表在標(biāo)記為 A 和 B 的列中提供了兩組因子。適當(dāng)列 A 或 B 的選擇由基礎(chǔ)溫度下的密度或 API 度定義。大多數(shù)瀝青對(duì)應(yīng)于A列系數(shù)。

為了將密度轉(zhuǎn)換為15°C，“A” 標(biāo)記的 VCF 應(yīng)用于15°C下密度為0.966 g/cm³或更高的瀝青，“B” 標(biāo)記的 VCD 應(yīng)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(zhuǎn)換為60°F，標(biāo)簽的選擇應(yīng)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(cè)量為0.94908 g/cm³。對(duì)于15°C下瀝青密度的測(cè)定，A 列的相應(yīng) VCF 為0.9236，B 列為0.9138。通過將測(cè)量的密度除以適當(dāng)?shù)捏w積校正系數(shù)，可以獲得基礎(chǔ)溫度下的密度 應(yīng)用 A 列的 VCF 在15°C時(shí)的密度為1.02759 g/cm³，而應(yīng)用 B 列的 VCE 在15°C時(shí)的密度將為1.03861 g/cm³。在這個(gè)例子中，必須應(yīng)用A列系數(shù)，密度1.02759 g/cm³是15°C下正確確定的密度。

數(shù)字密度計(jì)直接計(jì)算

使用安東帕數(shù)字密度計(jì)，可以創(chuàng)建自定義數(shù)量，以便根據(jù) ASTM D4311 在15°C或60°F下自動(dòng)計(jì)算密度。如果已知合適的 VCF，則可以根據(jù)以下方程式創(chuàng)建自定義量，在觀察到的溫度下測(cè)量的密度作為輸入。

ρ_Base = ρ_Meas / VCF

ρ_Base: Density at 15°C or 60°F

ρ_Meas: Density at observed temperature

VCF: Volume Correction Factor

產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)

• 根據(jù) ASTM D4052, ASTM D5002 和 ASTM D8188快速準(zhǔn)確的測(cè)量可靠的結(jié)果

• 樣品量小，容易清洗

• 降低操作人員健康風(fēng)險(xiǎn)

• 根據(jù) ASTM D1250 自動(dòng)溫度補(bǔ)償（API）

• 根據(jù) ASTM D4311 的自動(dòng)溫度補(bǔ)償可以編程到儀器中