Gravidade API: escala e classificação do petróleo bruto - Ciência - 2023

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o Gravidade API é uma escala de gravidade específica usada pelo Instituto Americano de petroleo(API) para expressar a densidade relativa do petróleo bruto e outros derivados de petróleo. Embora por definição seja uma grandeza adimensional, como veremos em breve, é sempre expressa em graus API.

Por meio dessa escala, o petróleo bruto é classificado em leve, médio e pesado. Isso é muito importante na determinação do valor do petróleo no mercado, uma vez que um leve requer menos refinamento do que um pesado.

A qualidade do petróleo bruto depende da composição e das proporções da mistura de hidrocarbonetos, que possuem uma grande variedade de pesos moleculares. Embora a densidade API não leve em consideração a composição química real do petróleo bruto, antes os classifica de acordo com sua facilidade de transporte e refino.

Para a classificação, a seguinte fórmula empírica é usada:

ºAPI = (141,5 / γ_T) – 131.5 (fluidos mais leves que a água)

γ_Té a gravidade específica do fluido nas condições padrão de temperatura, ou seja, a 15.556ºC ou 60ºF.

É a temperatura padrão para qualquer operação com petróleo bruto e seus derivados, sejam eles químicos ou comerciais. Para outros fluidos, uma temperatura de 4ºC é considerada padrão.

A gravidade específica de um fluido

A gravidade específica, também chamada de densidade específica ou densidade relativa, é uma quantidade adimensional que compara a densidade de um fluido com a da água.

A densidade depende da temperatura e, como o petróleo é vendido em volume, a temperatura tem uma influência decisiva, pois é capaz de produzir variações apreciáveis que se refletem no preço.

Por este motivo, a indústria do petróleo estabeleceu uma temperatura padrão de 60ºF para determinar a densidade e todas as quantidades relacionadas de alguma forma com ela.

Gravidade específica γ_T é matematicamente definido como:

γ_T= densidade do fluido / densidade da água na temperatura de referência (60ºF)

Tanto a densidade do fluido quanto a da água devem estar no mesmo sistema de unidades e ter sido medidas nas mesmas condições de pressão e temperatura. Assim, a gravidade específica não tem unidades.

O hidrômetro

O hidrômetro hidrômetro, erroneamente traduzido como hidrômetro, um dispositivo usado para medir o fluxo), é um dispositivo para medir a densidade relativa ou gravidade específica de um líquido.

Sua invenção é atribuída ao matemático Hipácia de Alexandria (315-345). O aparelho consiste em um cilindro oco de vidro com um peso ou lastro em uma das extremidades, que o ajuda a flutuar verticalmente.

É cuidadosamente introduzido no líquido cuja densidade deve ser medida e deixado em repouso até se estabilizar.

A densidade do líquido depende de quanto o hidrômetro afunda nele. Em líquidos leves, o instrumento afunda mais do que em líquidos mais densos. Portanto, o instrumento fornece uma escala para realizar a leitura.

Existem hidrômetros projetados especificamente para certos fluidos, como leite (lactômetros) ou vinho (bafômetro), para citar alguns. Para os óleos crus, é utilizado o medidor de densidade API, cuja escala já é graduada em graus API para evitar ter que fazer a conversão. Por exemplo: uma leitura maior que 10, significa um petróleo bruto mais leve que a água, que irá flutuar sobre ele.

E como a temperatura é um parâmetro muito importante, existem hidrômetros que já vêm com um termômetro de mercúrio embutido. Eles são conhecidos como termo-hidrômetros e são muito adequados para testes de campo, principalmente.

O esquema é mostrado na figura a seguir:

Crudes e sua gravidade API

Os graus API em óleos variam de 10 a 80, com a maioria na faixa de 20-70 API.

A partir da fórmula dada no início, a gravidade específica é resolvida como:

γ_T= 141,5 / (131,5 + ºAPI)

Os intervalos mais comuns são de 0,93 a 0,70. Observe que os óleos mais pesados correspondem a valores API mais baixos. Por outro lado, valores de densidade API mais elevados indicam óleos de maior valor comercial, por serem mais fáceis de processar e transformar.

Essa é a norma até 45 graus API, pois além desse valor, no petróleo bruto, há uma preponderância de cadeias curtas de hidrocarbonetos, o que dificulta o processamento.

Classificação do petróleo bruto

De acordo com o valor que mostra na escala API, o petróleo é classificado como:

– Luz ou luz, com um grau API superior a 31,1, em que predominam os hidrocarbonetos de baixo peso molecular. É um óleo cru de fácil transporte e muito procurado para a fabricação de gasolina, diesel e querosene.

- Médio ou médio, cujo grau API está na faixa de 29,9 - 22, tem uma boa concentração de hidrocarbonetos de baixo peso molecular, o que também facilita o transporte.

- Pesado, com grau API entre 21,9 e 10, abundante em hidrocarbonetos de peso molecular médio, o que dificulta o transporte. Deste tipo de petróleo bruto obtêm-se os costumes, óleos de vários tipos, parafinas e polímeros.

-Extra pesado, cujo API é 10 ou menos, é mais complicado de transportar e processar, portanto, tem menos valor comercial.

A densidade API varia de acordo com a região, por exemplo o petróleo da América Latina tem uma média de 25,1º API, enquanto no Oriente Médio os óleos crus são leves, com 34º API.

Determinação experimental da gravidade API usando o hidrômetro

Estas são as principais etapas a seguir para obter os graus API de uma amostra, usando o medidor de densidade (hidrômetro):

- A temperatura é ajustada de acordo com a natureza da amostra, importante se for de substâncias voláteis.

- A temperatura do tubo de ensaio deve ser a mesma da amostra.

- Transfira a amostra cuidadosamente para o cilindro limpo sem respingar. É necessário evitar a formação de bolhas de ar e minimizar a evaporação no caso de líquidos voláteis.

- Se surgirem bolhas, elas podem ser removidas tocando suavemente a superfície com um papel de filtro.

- É necessário ter atenção para que a temperatura ambiente não sofra alterações apreciáveis, não superiores a 2 ºC.

- O hidrômetro é submerso lentamente, quando bem centrado afunda um pouco mais e é liberado, tentando manter o resto do tubo seco. Deve ser mantido longe das paredes da amostra.

- Espere um pouco até que todas as bolhas de ar atinjam a superfície, principalmente se a amostra for muito viscosa.

- Tome nota da temperatura antes de ler. Para isso, é agitado cuidadosamente com o termômetro, submergindo completamente a coluna de mercúrio. Se o termo-hidrômetro for usado, ele também é agitado com o instrumento, usando movimentos verticais suaves.

- A marca mais próxima, onde a superfície do líquido cruza a escala, agora pode ser lida no dispositivo.

- Registre a temperatura imediatamente após a leitura. Se houver uma variação perceptível, a medição deve ser repetida.

- Em líquidos opacos uma correção deve ser feita. A leitura corrigida é a gravidade da API procurada.

Referências

AmSpec. A significa API Gravity. Recuperado de: amspecllc.com.
ICCT.Introdução ao refino de petróleo e produção de gasolina e diesel com ultra baixo teor de enxofre. Recuperado de: theicct.org
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Sencamer. Petróleo bruto e seus derivados. Determinação da gravidade API. Método do hidrômetro. Recuperado de: sencamer.gob.ve.
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