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Beedy Academy · 計算ツール

石油・ガス・精製の無料計算ツール

生産・油槽所・製油所で毎日使う 17 の計算:物性、タンク検尺、分離、ガス、加熱炉。各ツールに公式と練習問題があります。

物性とブレンド

API 度・比重・密度

公式SG = 141.5 ÷ (°API + 131.5)  ·  ρ = SG × 999.016
°API
比重 60/60 °F (SG)—
60 °F 密度 (ρ)—kg/m³

API 度が高いほど軽質です。水 = 10 °API、軽質原油 > 31.1 °API、重質原油 < 22.3 °API。60 °F = 15.56 °C。

動粘度 ↔ 粘度

公式μ = ν × ρ ÷ 1000
mm²/s (cSt)
kg/m³
粘度 (μ)—mPa·s (cP)

ν と ρ は同じ温度の値を使います。油温が 10〜15 °C 下がると粘度は 2 倍になることがあります。

ブレンド粘度(Refutas 法)

公式VBN = 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)
ブレンド VBN (VBNm)—
ブレンド粘度 (νm)—mm²/s (cSt)
目標粘度に必要な成分 1—% mass

2 つの粘度は同じ温度の値(燃料油は 50 °C が多い)。経験式なので、ブレンド結果は分析で確認します。

2 製品のブレンド(密度・硫黄分)

公式m = V × ρ ÷ 1000  ·  ρm = (m₁ + m₂) × 1000 ÷ (V₁ + V₂)  ·  Sm = (m₁S₁ + m₂S₂) ÷ (m₁ + m₂)
m³
kg/m³
% mass
m³
kg/m³
% mass
ブレンド密度 (ρm)—kg/m³
ブレンド硫黄分 (Sm)—% mass
総質量—t

硫黄分は質量で、密度は体積で混ざります(理想混合、体積収縮なし)。規格が厳しいときは余裕を持たせ分析します。

タンク検尺と計量

縦型タンク:液位から容量

公式V = π × D² ÷ 4 × h
m
m
容量 (V)—m³
容量 (V)—bbl
1 cm あたりの容量—m³/cm

理想円筒として計算。取引計量にはタンクの容量表を使い、デッドボトムを差し引きます。

横型タンク:部分充填容量

公式A = R² × acos((R − h) ÷ R) − (R − h) × √(2Rh − h²)  ·  V = A × L
m
m
m
液量 (V)—m³
全容量—m³
充填率—%

円筒胴部のみ(平鏡)。皿形鏡板は容量が増えるので、計量にはメーカーの容量表を使います。

15 °C 体積換算

公式α = K₀ ÷ ρ₁₅² + K₁ ÷ ρ₁₅  ·  VCF = e−α·ΔT·(1 + 0.8·α·ΔT)  ·  ΔT = T − 15  ·  V₁₅ = V × VCF
kg/m³
°C
m³
膨張係数 (α)—10⁻⁶/°C
体積換算係数 (VCF)—
15 °C 体積 (V₁₅)—m³
質量 (V₁₅ × ρ₁₅)—t

簡易法(ASTM D1250-80 表 54A/B/D の式、圧力補正なし)。練習・確認用で、取引計量は API MPMS 11.1 の正式手順に従います。

BS&W と正味油量

公式NSV = GSV × (1 − BS&W ÷ 100)  ·  水分 = GSV × BS&W ÷ 100
m³
% vol
標準正味体積 (NSV)—m³
水分・沈殿物—m³
標準正味体積 (NSV)—bbl

パイプライン原油の一般的な規格は 0.5 %(1 % の場合も)。BS&W は遠心分離法、水分のみはカールフィッシャー法または蒸留法で測ります。

流量換算:bbl/d・m³/h・t/d

公式1 bbl = 0.158987 m³  ·  m³/h = bbl/d × 0.158987 ÷ 24  ·  t/d = m³/d × ρ ÷ 1000
bbl/d
kg/m³
体積流量—m³/d
体積流量—m³/h
質量流量—t/d

1 米バレル = 42 米ガロン = 158.987 L。密度は体積の基準温度(多くは 15 °C)の値を使います。

生産・分離・ガス

含水率とガス油比

公式WC = Qw ÷ (Qo + Qw) × 100  ·  GOR = Qg ÷ Qo
m³/d
m³/d
Sm³/d
含水率 (WC)—%
産液量—m³/d
ガス油比 (GOR)—Sm³/m³
ガス油比 (GOR)—scf/bbl

タンク条件(油 15 °C、ガスは 15 °C・101.325 kPa の Sm³)で計算。1 Sm³/m³ ≈ 5.615 scf/bbl。GOR の上昇はガスキャップの前進を示すことがあります。

横型セパレータ:液滞留時間

公式VL = L × [R² × acos((R − h) ÷ R) − (R − h) × √(2Rh − h²)]  ·  t = VL ÷ Q × 1440
m
m
m
m³/d
液量 (VL)—m³
滞留時間 (t)—min

目安:軽質原油の 2 相セパレータで 1〜3 分、3 相分離や重質・発泡性原油では 3〜10 分以上。鏡板部は含みません。

ガス流量の標準状態換算

公式Qs = Q × (P + 101.325) ÷ 101.325 × 288.15 ÷ (T + 273.15) ÷ Z  ·  Qn = Qs × 273.15 ÷ 288.15
m³/h
kPa(g)
°C
標準流量 (15 °C, 101.325 kPa)—Sm³/h
標準流量 (15 °C, 101.325 kPa)—Sm³/d
ノルマル流量 (0 °C, 101.325 kPa)—Nm³/h

大気圧は 101.325 kPa とします。Z は相関式または AGA 8 で求めます。低圧ガスは Z = 1。

モル質量からガス比重

公式SG = M ÷ 28.9647  ·  ρs = 101.325 × M ÷ (8.314462 × 288.15)
g/mol
比重(空気 = 1)(SG)—
標準密度(ρs、理想気体)—kg/Sm³

メタン = 16.04 g/mol(SG 0.554)、一般的な乾性天然ガスは 17〜20 g/mol。M はガスクロ分析から求めます (Σ yᵢ Mᵢ)。

パイプライン:流速・レイノルズ数・輸送量

公式v = Q ÷ 3600 ÷ (π × d² ÷ 4)  ·  Re = v × d ÷ ν
m³/h
mm
mm²/s (cSt)
流速 (v)—m/s
レイノルズ数 (Re)—
日量—bbl/d

Re < 2000 は層流、> 4000 は乱流。液体配管の一般的な流速は 1〜3 m/s。

精製と廃油再精製

加熱炉:吸収熱量と効率

公式Q吸 = ṁ × cp × (T出 − T入)  ·  Q燃 = ṁ燃 × LHV  ·  η = Q吸 ÷ Q燃 × 100
t/h
kJ/kg·K
°C
°C
kg/h
MJ/kg
吸収熱量—MW
投入熱量(燃料)—MW
加熱炉効率 (η)—%

顕熱のみ。原料が一部気化する場合(常圧加熱炉)はエンタルピーを使います。LHV 基準の一般的な効率:80〜92 %。

蒸留留分収率と物質収支

公式yi = Pi ÷ F × 100  ·  Σ = (G + N + MD + R) ÷ F × 100
t/d
t/d
t/d
t/d
t/d
ガス・LPG 収率—% mass
ナフサ収率—% mass
中間留分収率—% mass
残渣油収率—% mass
物質収支の閉合—%

同じ期間の質量流量を使います。閉合が 98〜102 % を外れたら、流量計・密度・タンク液位を確認します。

廃油再精製:基油収率

公式乾量 = F × (1 − W ÷ 100)  ·  y = B ÷ 乾量 × 100
t
% mass
t
乾燥廃油量—t
乾量基準収率—%
受入量基準収率—%
その他製品・損失—t

目安:乾燥廃油に対し基油 60〜75 %。残りは軽質燃料、軽油留分、アスファルト状残渣になります。水分は蒸留法で測ります。

学習・確認用のツールです。示した範囲は一般的な目安です。必ず自施設の手順・許可・設定値に従ってください。データは送信されません。計算はブラウザ内で行われます。

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