API 重力

アメリカ石油協会の比重、またはAPI 比重は、水と比較した石油液体の重さまたは軽さの尺度です。API 比重が 10 より大きい場合は軽く、水に浮きます。10 より小さい場合は重く、水に沈みます。

API 比重は、水に対する石油液体の密度の逆数です(比重とも呼ばれます)。石油液体の密度を比較するために使用されます。たとえば、ある石油液体の密度が別の石油液体よりも低い場合、API 比重は高くなります。API 比重は数学的には無次元量ですが(下の式を参照)、「度」で表されます。API 比重は、比重計で度単位で目盛り付けされます。ほとんどの石油液体の API 比重値は、10 度から 70 度の間です。

1916年、米国規格協会は、 1768年にフランスで開発されたボーメ比重計を、水よりも密度の低い液体の比重を測定する米国標準として承認した。米国科学アカデミーの調査により、塩分濃度と温度の制御に大きな誤りがあり、公表値に重大なばらつきが生じていることが判明した。米国の比重計は、ボーメ比重計の係数140ではなく、係数141.5で製造・流通されていた。この比重計は確固たる地位を築いていたため、1921年までに米国石油協会は、実際に使用されていた比重計を認め、API比重計を作成するという対策を講じた。^[1]

API 重力式

比重(SG) から API 比重を計算する式は次のとおりです。

{\text{API 重力}}={\frac {141.5}{\text{SG}}}-131.5

逆に、石油液体の比重はAPI比重値から次のように算出できる。

{\text{SG の 60 度における}~60^{\circ}{\text{F}}={\frac {141.5}{{\text{API 重力}}+131.5}}

したがって、比重 1.0 (つまり、60 °F の純水と同じ密度) の重油の API 比重は次のようになります。

{\frac {141.5}{1.0}}-131.5=10.0^{\circ}{\text{API}}

API 比重を使用して原油のバレル数/トンを計算する

石油業界では、原油の量は多くの場合、メートルトンで測定されます。特定の原油の API 比重に基づいて、メートルトンあたりのバレルのおおよその数を計算できます。

{\text{1トンあたりの原油バレル数}}={\frac {{\text{API 重力}}+131.5}{141.5\times 0.159}}

たとえば、ウェスト・テキサス・インターミディエイト（API 39.6°）1 トンの容積は約 7.6 バレルです。

比重からAPI比重を測定

API 比重を導き出すには、まず、ASTM D1298に詳述されている比重計、または ASTM D4052 に詳述されている振動 U 字管法を使用して比重 (つまり、水に対する密度) を測定します。

異なる温度での密度調整、ソーダ石灰ガラスの膨張と収縮の補正、不透明油のメニスカス補正については、石油測定表に詳しく記載されており、使用の詳細は ASTM D1250 に規定されています。比重は以下の式で定義されます。

{\mbox{SG 石油}}={\frac {\rho _{\text{原油}}}{\rho _{{\text{H}}_{2}{\text{O}}}}}

前のセクションで示した式を使用すると、API 比重を簡単に計算できます。上記の定義を使用して油の密度を比重に変換する場合、測定が行われた際に使用された標準条件に従って、正しい水の密度を使用することが重要です。ASTM D1250 の 2008 年版によると、60 °F における水の公式密度は 999.016 kg/m ³です。^[2] 1980 年の値は 999.012 kg/m ³です。^[3]場合によっては、標準条件が 60 °F (15.56 °C) ではなく 15 °C (59 °F) である可能性があり、その場合は水の密度に別の値が適切になります (温度と圧力の標準条件を参照 )。

API比重の直接測定（比重計法）

現場でのテストと、計測された体積を船上で体積補正に変換することには利点があります。この方法はASTM D287に詳しく記載されています。^[4]

比重計法は、石油および石油製品のAPI比重を直接測定する標準的な技術です。^{[5]この方法は}浮力の原理に基づいており、特別に校正された比重計を使用して液体サンプルのAPI比重を決定します。^[6]

この手順には通常、次の手順が含まれます。

サンプルの準備：石油サンプルは、異なるサンプルや条件間での測定値の一貫性を確保するために、標準温度（通常60°F（15.6°C））に保たれます。^[4]
比重計の選択：サンプルの予想範囲に基づいて適切なAPI比重計を選択します。これらの比重計は通常、API比重を直接読み取るように校正されています。^[7]
測定：比重計を円筒形の容器に入れたサンプルの中に静かに沈め、平衡に達するまで自由に浮かべます。^[4]
読み取り: API比重は、液体の表面が比重計の目盛りと交差する点で読み取られます。最高の精度を得るには、比重計のステム上の液体によって形成されるメニスカスの底で読み取ります。 ^[5]
温度補正：測定が標準温度で行われなかった場合、補正係数が適用され、測定値が60°Fでの同等値に調整されます。^[6]

比重計法は、その単純さと低コストのため広く使用されています。しかし、比較的大きなサンプル量が必要であり、高粘性または不透明な液体には適さない場合があります。^[7]比重計の適切な洗浄と取り扱いは精度を維持するために重要であり、揮発性液体の場合は測定中の蒸発を防ぐために特別な注意が必要になる場合があります。^[4]

分類または等級

一般的に、API比重が40～45°の石油は最も高い価格で取引されます。45°を超えると分子鎖が短くなり、製油所にとって価値が低くなります。^[8]

原油は、測定された API 比重に応じて、軽質、中質、重質に分類されます。

軽質原油のAPI比重は31.1°以上（つまり870 kg/m ³未満）です。
中質油のAPI比重は22.3～31.1°（つまり870～920 kg/m ³）です。
重質原油のAPI比重は22.3°未満（920～1000 kg/m ³）である。
^{超重質油はAPI比重が10.0°未満（つまり1000 kg/m 3}以上）である。

しかし、すべての団体が同じ等級分けを使用しているわけではない。^[9]米国地質調査所では若干異なる範囲を使用している。^[10]

API比重が10°未満の原油は、超重質油またはビチューメンと呼ばれます。カナダのアルバータ州のオイルサンド鉱床から得られるビチューメンのAPI比重は約8°です。より軽い炭化水素で希釈して、API比重が22.3°未満の希釈ビチューメンを生成するか、または合成原油としてAPI比重が31〜33°にさらに「アップグレード」することができます。^[11]

参考文献

^ API 学位履歴
^ ASTM – IP 石油測定表 (ASTM D1250; IP 200) の開発、構築、計算および準備に関する報告書、1960 年、Institute of Petroleum、61 New Cavendish Street、London、W.1 および American Society for Testing Materials、1916 Race Street、Philadelphia 3、Pa 発行。
^ API 石油測定基準マニュアル、第 11.1 章 – 1980、第 XI/XII 巻、ASTM D1250-80 および IP 200/80 の付録
^ abcd 「原油および石油製品のAPI比重の標準試験方法（比重計/方法）」www.astm.org 。 2024年8月7日閲覧。
^ ab 「比重計法による原油および液体石油製品の密度、相対密度、またはAPI比重の標準試験方法」。www.astm.org 。 2024年8月7日閲覧。
^ ab Speight, James G. (2014-12-12). 石油製品分析ハンドブック（第1版）. Wiley. doi :10.1002/9781118986370. ISBN 978-1-118-36926-5。
^ ab 「石油留分の特性と性質」。www.astm.org。doi :10.1520/mnl50-eb 。 2024年8月7日閲覧。
^ 「原油の重力調整に関するコメント」ルイジアナ州天然資源局。2006年5月2日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年1月6日閲覧。
^ 原油等級、Crudemonitor.ca、ウェブ PDF ファイル: CMonitor-Gr-PDF 2007 年 10 月 8 日にアーカイブ、Wayback Machineで公開
^ USGS FS2006-3133_508、ウェブ PDF ファイル: USGS-508-PDF
^ カナダエネルギー情報センター。「原油とは何か？」Wayback Machineで2014年7月10日にアーカイブ。2012年9月10日閲覧。

外部リンク

API 重力調整スケールに関するコメント
API比重で測定されるガラス比重計の使用方法

[1] API 学位履歴

[2] ASTM – IP 石油測定表 (ASTM D1250; IP 200) の開発、構築、計算および準備に関する報告書、1960 年、Institute of Petroleum、61 New Cavendish Street、London、W.1 および American Society for Testing Materials、1916 Race Street、Philadelphia 3、Pa 発行。

[3] API 石油測定基準マニュアル、第 11.1 章 – 1980、第 XI/XII 巻、ASTM D1250-80 および IP 200/80 の付録

[:0-4] 「原油および石油製品のAPI比重の標準試験方法（比重計/方法）」www.astm.org 。 2024年8月7日閲覧。

[:1-5] 「比重計法による原油および液体石油製品の密度、相対密度、またはAPI比重の標準試験方法」。www.astm.org 。 2024年8月7日閲覧。

[:2-6] Speight, James G. (2014-12-12). 石油製品分析ハンドブック（第1版）. Wiley. doi :10.1002/9781118986370. ISBN 978-1-118-36926-5。

[:3-7] 「石油留分の特性と性質」。www.astm.org。doi :10.1520/mnl50-eb 。 2024年8月7日閲覧。

[8] 「原油の重力調整に関するコメント」ルイジアナ州天然資源局。2006年5月2日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年1月6日閲覧。

[9] 原油等級、Crudemonitor.ca、ウェブ PDF ファイル: CMonitor-Gr-PDF 2007 年 10 月 8 日にアーカイブ、Wayback Machineで公開

[10] USGS FS2006-3133_508、ウェブ PDF ファイル: USGS-508-PDF

[11] カナダエネルギー情報センター。「原油とは何か？」Wayback Machineで2014年7月10日にアーカイブ。2012年9月10日閲覧。