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Beedy Academy · Calcolatori

Calcolatori gratuiti per petrolio, gas e raffinazione

17 calcoli quotidiani per produzione, depositi e raffinerie: proprietà, misura dei serbatoi, separazione, gas e forni. Formula ed esercizi per ciascuno.

Proprietà e miscele

Grado API, densità relativa e densità

FormulaSG = 141,5 ÷ (°API + 131,5)  ·  ρ = SG × 999,016
°API
Densità relativa 60/60 °F (SG)—
Densità a 60 °F (ρ)—kg/m³

Più alto è il grado API, più leggero è il prodotto. Acqua = 10 °API; greggio leggero > 31,1 °API; greggio pesante < 22,3 °API. 60 °F = 15,56 °C.

Viscosità cinematica ↔ dinamica

Formulaμ = ν × ρ ÷ 1000
mm²/s (cSt)
kg/m³
Viscosità dinamica (μ)—mPa·s (cP)

Prendere ν e ρ alla stessa temperatura: la viscosità di un olio può raddoppiare con 10–15 °C in meno.

Viscosità di una miscela (metodo Refutas)

FormulaVBN = 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 della miscela (VBNm)—
Viscosità della miscela (νm)—mm²/s (cSt)
Prodotto 1 necessario per la viscosità obiettivo—% mass

Le due viscosità devono essere alla stessa temperatura (spesso 50 °C per gli oli combustibili). Metodo empirico: verificare la miscela in laboratorio.

Miscela di due prodotti (densità, zolfo)

Formulam = V × ρ ÷ 1000  ·  ρm = (m₁ + m₂) × 1000 ÷ (V₁ + V₂)  ·  Sm = (m₁S₁ + m₂S₂) ÷ (m₁ + m₂)
m³
kg/m³
% mass
m³
kg/m³
% mass
Densità della miscela (ρm)—kg/m³
Zolfo della miscela (Sm)—% mass
Massa totale—t

Lo zolfo si miscela in massa, la densità in volume (miscela ideale, senza contrazione). Per una specifica stretta tenere un margine e analizzare.

Misura e contabilizzazione

Serbatoio verticale: volume dal livello

FormulaV = π × D² ÷ 4 × h
m
m
Volume (V)—m³
Volume (V)—bbl
Capacità per centimetro—m³/cm

Cilindro ideale. Per le misure fiscali usare la tabella di taratura del serbatoio e togliere il fondo morto.

Serbatoio orizzontale: volume parziale

FormulaA = R² × acos((R − h) ÷ R) − (R − h) × √(2Rh − h²)  ·  V = A × L
m
m
m
Volume di liquido (V)—m³
Capacità totale—m³
Riempimento—%

Solo il mantello cilindrico (fondi piani). I fondi bombati aggiungono volume: usare la tabella del costruttore per la contabilità.

Correzione del volume a 15 °C

Formulaα = K₀ ÷ ρ₁₅² + K₁ ÷ ρ₁₅  ·  VCF = e−α·ΔT·(1 + 0,8·α·ΔT)  ·  ΔT = T − 15  ·  V₁₅ = V × VCF
kg/m³
°C
m³
Coefficiente di dilatazione (α)—10⁻⁶/°C
Fattore di correzione del volume (VCF)—
Volume a 15 °C (V₁₅)—m³
Massa (V₁₅ × ρ₁₅)—t

Metodo semplificato (equazione delle tabelle ASTM D1250-80 54A/B/D, senza correzione di pressione): per esercizio e verifica, non per la fatturazione, che segue l'API MPMS 11.1 completo.

Acqua e sedimenti (BS&W) e volume netto

FormulaNSV = GSV × (1 − BS&W ÷ 100)  ·  acqua = GSV × BS&W ÷ 100
m³
% vol
Volume netto standard (NSV)—m³
Acqua e sedimenti—m³
Volume netto standard (NSV)—bbl

Specifica usuale del greggio in oleodotto: 0,5 % (a volte 1 %). Il BS&W si misura per centrifugazione; la sola acqua con Karl Fischer o distillazione.

Conversione di portata: bbl/d, m³/h, t/d

Formula1 bbl = 0,158987 m³  ·  m³/h = bbl/d × 0,158987 ÷ 24  ·  t/d = m³/d × ρ ÷ 1000
bbl/d
kg/m³
Portata volumetrica—m³/d
Portata volumetrica—m³/h
Portata massica—t/d

1 barile USA = 42 galloni USA = 158,987 L. Usare la densità alla temperatura a cui è riferito il volume (spesso 15 °C).

Produzione, separazione e gas

Water cut e rapporto gas-olio

FormulaWC = Qw ÷ (Qo + Qw) × 100  ·  GOR = Qg ÷ Qo
m³/d
m³/d
Sm³/d
Water cut (WC)—%
Portata di liquido—m³/d
Rapporto gas-olio (GOR)—Sm³/m³
Rapporto gas-olio (GOR)—scf/bbl

Portate in condizioni di stoccaggio (olio a 15 °C, gas in Sm³ a 15 °C e 101,325 kPa). 1 Sm³/m³ ≈ 5,615 scf/bbl. Un GOR in aumento può indicare l'avanzata del gas cap.

Separatore orizzontale: tempo di ritenzione del liquido

FormulaVL = L × [R² × acos((R − h) ÷ R) − (R − h) × √(2Rh − h²)]  ·  t = VL ÷ Q × 1440
m
m
m
m³/d
Volume di liquido (VL)—m³
Tempo di ritenzione (t)—min

Riferimento usuale: 1–3 min per un separatore bifase su greggio leggero, 3–10 min o più per servizio trifase o greggio pesante o schiumoso. Fondi esclusi.

Portata di gas in condizioni standard

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

Pressione atmosferica assunta a 101,325 kPa. Z deriva da una correlazione o da un calcolo AGA 8; Z = 1 per gas a bassa pressione.

Densità relativa del gas dalla massa molare

FormulaSG = M ÷ 28,9647  ·  ρs = 101,325 × M ÷ (8,314462 × 288,15)
g/mol
Densità relativa all'aria (SG)—
Densità standard (ρs, gas ideale)—kg/Sm³

Metano = 16,04 g/mol (SG 0,554); gas naturale secco tipico 17–20 g/mol. M si ricava dall'analisi gascromatografica (Σ yᵢ Mᵢ).

Oleodotto: velocità, numero di Reynolds e portata

Formulav = Q ÷ 3600 ÷ (π × d² ÷ 4)  ·  Re = v × d ÷ ν
m³/h
mm
mm²/s (cSt)
Velocità (v)—m/s
Numero di Reynolds (Re)—
Portata giornaliera—bbl/d

Re < 2000: moto laminare; > 4000: turbolento. Velocità usuali nelle linee di liquido: 1–3 m/s.

Raffinazione e rigenerazione

Forno di processo: potenza assorbita e rendimento

FormulaQabs = ṁ × cp × (Tu − Ti)  ·  Qc = ṁc × PCI  ·  η = Qabs ÷ Qc × 100
t/h
kJ/kg·K
°C
°C
kg/h
MJ/kg
Potenza assorbita—MW
Potenza introdotta (combustibile)—MW
Rendimento del forno (η)—%

Solo calore sensibile: se la carica vaporizza in parte (forno del topping), usare le entalpie. Rendimento tipico sul PCI: 80–92 %.

Rese di distillazione e bilancio di materia

Formulayi = Pi ÷ F × 100  ·  Σ = (G + N + MD + R) ÷ F × 100
t/d
t/d
t/d
t/d
t/d
Resa gas e GPL—% mass
Resa nafta—% mass
Resa distillati medi—% mass
Resa residuo—% mass
Chiusura del bilancio di materia—%

Usare portate massiche dello stesso periodo. Una chiusura fuori dal 98–102 % indica un misuratore, una densità o un livello di serbatoio da verificare.

Rigenerazione degli oli usati: resa in olio base

Formulasecco = F × (1 − A ÷ 100)  ·  y = B ÷ secco × 100
t
% mass
t
Olio usato secco—t
Resa sul secco—%
Resa sul ricevuto—%
Altri prodotti e perdite—t

Ordine di grandezza: 60–75 % di olio base sul secco; il resto diventa combustibile leggero, gasolio e un residuo bituminoso. L'acqua si misura per distillazione.

Strumenti di apprendimento e verifica. Gli intervalli indicati sono riferimenti generali: seguite sempre le procedure, le autorizzazioni e le consegne del vostro impianto. Non viene inviato nulla: i calcoli avvengono nel browser.

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Gli stessi calcoli, con un impianto che reagisce: i simulatori Beedy.