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Beedy Academy · Rechner

Kostenlose Rechner für Erdöl, Erdgas und Raffinerie

17 alltägliche Berechnungen für Förderung, Tanklager und Raffinerie: Stoffwerte, Tankpeilung, Separation, Gas und Röhrenöfen. Mit Formel und Übungen.

Stoffwerte und Mischungen

API-Grad, relative Dichte und Dichte

FormelSG = 141,5 ÷ (°API + 131,5)  ·  ρ = SG × 999,016
°API
Relative Dichte 60/60 °F (SG)—
Dichte bei 60 °F (ρ)—kg/m³

Je höher der API-Grad, desto leichter das Produkt. Wasser = 10 °API; leichtes Rohöl > 31,1 °API; schweres Rohöl < 22,3 °API. 60 °F = 15,56 °C.

Kinematische ↔ dynamische Viskosität

Formelμ = ν × ρ ÷ 1000
mm²/s (cSt)
kg/m³
Dynamische Viskosität (μ)—mPa·s (cP)

ν und ρ bei derselben Temperatur nehmen: Die Viskosität eines Öls kann sich bei 10 bis 15 °C weniger verdoppeln.

Mischviskosität (Refutas-Methode)

FormelVBN = 14,534 × ln(ln(ν + 0,8)) + 10,975  ·  VBNm = x × VBN₁ + (1 − x) × VBN₂  ·  νm = ee(VBNm − 10,975) ÷ 14,534 − 0,8
mm²/s (cSt)
mm²/s (cSt)
%
mm²/s (cSt)
VBN der Mischung (VBNm)—
Mischviskosität (νm)—mm²/s (cSt)
Anteil Produkt 1 für die Zielviskosität—% mass

Beide Viskositäten bei derselben Temperatur (bei Heizölen oft 50 °C). Empirische Methode: Mischung im Labor bestätigen.

Mischung zweier Produkte (Dichte, Schwefel)

Formelm = V × ρ ÷ 1000  ·  ρm = (m₁ + m₂) × 1000 ÷ (V₁ + V₂)  ·  Sm = (m₁S₁ + m₂S₂) ÷ (m₁ + m₂)
m³
kg/m³
% mass
m³
kg/m³
% mass
Dichte der Mischung (ρm)—kg/m³
Schwefel der Mischung (Sm)—% mass
Gesamtmasse—t

Schwefel mischt sich nach Masse, Dichte nach Volumen (ideale Mischung, ohne Volumenkontraktion). Bei enger Spezifikation Reserve lassen und analysieren.

Tankpeilung und Mengenmessung

Stehtank: Volumen aus Füllhöhe

FormelV = π × D² ÷ 4 × h
m
m
Volumen (V)—m³
Volumen (V)—bbl
Inhalt pro Zentimeter—m³/cm

Idealer Zylinder. Für den eichpflichtigen Verkehr die Peiltabelle des Tanks verwenden und den Sumpf abziehen.

Liegender Tank: Teilfüllung

FormelA = R² × acos((R − h) ÷ R) − (R − h) × √(2Rh − h²)  ·  V = A × L
m
m
m
Flüssigkeitsvolumen (V)—m³
Gesamtinhalt—m³
Füllgrad—%

Nur zylindrischer Mantel (flache Böden). Gewölbte Böden erhöhen das Volumen: für die Abrechnung die Herstellertabelle nehmen.

Volumenkorrektur auf 15 °C

Formelα = K₀ ÷ ρ₁₅² + K₁ ÷ ρ₁₅  ·  VCF = e−α·ΔT·(1 + 0,8·α·ΔT)  ·  ΔT = T − 15  ·  V₁₅ = V × VCF
kg/m³
°C
m³
Ausdehnungskoeffizient (α)—10⁻⁶/°C
Volumenkorrekturfaktor (VCF)—
Volumen bei 15 °C (V₁₅)—m³
Masse (V₁₅ × ρ₁₅)—t

Vereinfachtes Verfahren (Gleichung der Tabellen ASTM D1250-80 54A/B/D, ohne Druckkorrektur): für Übung und Kontrolle, nicht für die Abrechnung nach vollständigem API MPMS 11.1.

Wasser und Sediment (BS&W) und Nettovolumen

FormelNSV = GSV × (1 − BS&W ÷ 100)  ·  Wasser = GSV × BS&W ÷ 100
m³
% vol
Netto-Standardvolumen (NSV)—m³
Wasser und Sediment—m³
Netto-Standardvolumen (NSV)—bbl

Übliche Pipeline-Spezifikation für Rohöl: 0,5 % (teils 1 %). BS&W wird zentrifugiert; Wasser allein nach Karl Fischer oder Destillation.

Durchsatz umrechnen: bbl/d, m³/h, t/d

Formel1 bbl = 0,158987 m³  ·  m³/h = bbl/d × 0,158987 ÷ 24  ·  t/d = m³/d × ρ ÷ 1000
bbl/d
kg/m³
Volumenstrom—m³/d
Volumenstrom—m³/h
Massenstrom—t/d

1 US-Barrel = 42 US-Gallonen = 158,987 L. Die Dichte bei der Bezugstemperatur des Volumens nehmen (oft 15 °C).

Förderung, Separation und Gas

Wasseranteil und Gas-Öl-Verhältnis

FormelWC = Qw ÷ (Qo + Qw) × 100  ·  GOR = Qg ÷ Qo
m³/d
m³/d
Sm³/d
Wasseranteil (WC)—%
Flüssigkeitsrate—m³/d
Gas-Öl-Verhältnis (GOR)—Sm³/m³
Gas-Öl-Verhältnis (GOR)—scf/bbl

Raten bei Lagertankbedingungen (Öl bei 15 °C, Gas in Sm³ bei 15 °C und 101,325 kPa). 1 Sm³/m³ ≈ 5,615 scf/bbl. Ein steigendes GOR kann eine vorrückende Gaskappe anzeigen.

Liegender Abscheider: Flüssigkeitsverweilzeit

FormelVL = L × [R² × acos((R − h) ÷ R) − (R − h) × √(2Rh − h²)]  ·  t = VL ÷ Q × 1440
m
m
m
m³/d
Flüssigkeitsvolumen (VL)—m³
Verweilzeit (t)—min

Übliche Richtwerte: 1 bis 3 min für einen Zweiphasenabscheider mit leichtem Rohöl, 3 bis 10 min oder mehr für Dreiphasenbetrieb oder schweres bzw. schäumendes Öl. Böden nicht mitgerechnet.

Gasdurchfluss im Standardzustand

FormelQs = Q × (P + 101,325) ÷ 101,325 × 288,15 ÷ (T + 273,15) ÷ Z  ·  Qn = Qs × 273,15 ÷ 288,15
m³/h
kPa(g)
°C
Standardvolumenstrom (15 °C, 101,325 kPa)—Sm³/h
Standardvolumenstrom (15 °C, 101,325 kPa)—Sm³/d
Normvolumenstrom (0 °C, 101,325 kPa)—Nm³/h

Luftdruck mit 101,325 kPa angesetzt. Z aus einer Korrelation oder AGA-8-Rechnung; Z = 1 bei Niederdruckgas.

Relative Gasdichte aus der Molmasse

FormelSG = M ÷ 28,9647  ·  ρs = 101,325 × M ÷ (8,314462 × 288,15)
g/mol
Relative Dichte, Luft = 1 (SG)—
Standarddichte (ρs, ideales Gas)—kg/Sm³

Methan = 16,04 g/mol (SG 0,554); trockenes Erdgas typisch 17 bis 20 g/mol. M aus der Gaschromatographie-Analyse (Σ yᵢ Mᵢ).

Rohrleitung: Geschwindigkeit, Reynolds-Zahl und Durchsatz

Formelv = Q ÷ 3600 ÷ (π × d² ÷ 4)  ·  Re = v × d ÷ ν
m³/h
mm
mm²/s (cSt)
Geschwindigkeit (v)—m/s
Reynolds-Zahl (Re)—
Tagesdurchsatz—bbl/d

Re < 2000: laminare Strömung; > 4000: turbulent. Übliche Geschwindigkeiten in Flüssigkeitsleitungen: 1 bis 3 m/s.

Raffination und Zweitraffination

Röhrenofen: Wärmeleistung und Wirkungsgrad

FormelQabs = ṁ × cp × (Taus − Tein)  ·  QB = ṁB × Hi  ·  η = Qabs ÷ QB × 100
t/h
kJ/kg·K
°C
°C
kg/h
MJ/kg
Aufgenommene Wärmeleistung—MW
Feuerungswärmeleistung—MW
Ofenwirkungsgrad (η)—%

Nur fühlbare Wärme: verdampft der Einsatz teilweise (Rohölofen), Enthalpien verwenden. Typischer Wirkungsgrad bezogen auf Hi: 80 bis 92 %.

Destillationsausbeuten und Massenbilanz

Formelyi = Pi ÷ F × 100  ·  Σ = (G + N + MD + R) ÷ F × 100
t/d
t/d
t/d
t/d
t/d
Ausbeute Gas und Flüssiggas—% mass
Naphtha-Ausbeute—% mass
Mitteldestillat-Ausbeute—% mass
Rückstandsausbeute—% mass
Bilanzschluss—%

Massenströme desselben Zeitraums verwenden. Ein Bilanzschluss außerhalb 98 bis 102 % weist auf einen Zähler, eine Dichte oder einen Tankstand hin.

Altöl-Zweitraffination: Grundölausbeute

Formeltrocken = F × (1 − W ÷ 100)  ·  y = B ÷ trocken × 100
t
% mass
t
Trockenes Altöl—t
Ausbeute bezogen auf trockenes Altöl—%
Ausbeute bezogen auf angenommenes Altöl—%
Andere Produkte und Verluste—t

Größenordnung: 60 bis 75 % Grundöl bezogen auf trockenes Altöl; der Rest wird Leichtöl, Gasöl und bitumenartiger Rückstand. Wasser wird per Destillation bestimmt.

Lern- und Prüfwerkzeuge. Die angegebenen Bereiche sind allgemeine Richtwerte: Halten Sie sich immer an die Verfahren, Genehmigungen und Sollwerte Ihrer Anlage. Es wird nichts übertragen: Die Berechnung läuft in Ihrem Browser.

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