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Beedy Academy · 计算器

石油、天然气与炼油免费计算器

油田生产、油库与炼厂的 17 项日常计算:物性、储罐计量、分离、天然气与加热炉。每项均附公式和练习题。

物性与调合

API 度、相对密度与密度

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

API 度越高,油品越轻。水 = 10 °API;轻质原油 > 31.1 °API;重质原油 < 22.3 °API。60 °F = 15.56 °C。

运动黏度 ↔ 动力黏度

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

ν 与 ρ 须取同一温度下的值:油温降低 10–15 °C,黏度可能翻倍。

调合黏度(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)
调合 VBN (VBNm)—
调合黏度 (νm)—mm²/s (cSt)
达到目标黏度所需组分 1—% mass

两种黏度须在同一温度下(燃料油常用 50 °C)。经验方法,调合结果需化验确认。

两种油品调合(密度、硫含量)

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
调合密度 (ρm)—kg/m³
调合硫含量 (Sm)—% mass
总质量—t

硫含量按质量调合,密度按体积调合(理想混合,不计体积收缩)。指标卡得紧时要留余量并化验。

储罐计量与计量交接

立式储罐:由液位求体积

公式V = π × D² ÷ 4 × h
m
m
体积 (V)—m³
体积 (V)—bbl
每厘米容量—m³/cm

按理想圆柱计算。交接计量请使用该罐的容积表,并扣除罐底死量。

卧式储罐:部分充装体积

公式A = R² × acos((R − h) ÷ R) − (R − h) × √(2Rh − h²)  ·  V = A × L
m
m
m
液体体积 (V)—m³
总容积—m³
充装率—%

仅计算圆柱筒体(平封头)。碟形封头会增加容积,结算请用制造商容积表。

体积修正至 15 °C

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
膨胀系数 (α)—10⁻⁶/°C
体积修正系数 (VCF)—
15 °C 体积 (V₁₅)—m³
质量 (V₁₅ × ρ₁₅)—t

简化方法(ASTM D1250-80 表 54A/B/D 公式,不含压力修正),用于练习和核对;贸易结算须按完整的 API MPMS 11.1。

含水含杂 (BS&W) 与净油量

公式NSV = GSV × (1 − BS&W ÷ 100)  ·  水 = GSV × BS&W ÷ 100
m³
% vol
标准净体积 (NSV)—m³
水与杂质—m³
标准净体积 (NSV)—bbl

管输原油常见指标:0.5 %(有时 1 %)。BS&W 用离心法测定;单测水分用卡尔·费休法或蒸馏法。

流量换算: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
体积流量—m³/d
体积流量—m³/h
质量流量—t/d

1 美制桶 = 42 美制加仑 = 158.987 L。密度应取体积所对应温度下的值(通常为 15 °C)。

生产、分离与天然气

含水率与气油比

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

按储罐条件计(油 15 °C,气为 15 °C、101.325 kPa 下的 Sm³)。1 Sm³/m³ ≈ 5.615 scf/bbl。气油比上升可能说明气顶推进。

卧式分离器:液体停留时间

公式VL = L × [R² × acos((R − h) ÷ R) − (R − h) × √(2Rh − h²)]  ·  t = VL ÷ Q × 1440
m
m
m
m³/d
液体体积 (VL)—m³
停留时间 (t)—min

常用参考:轻质原油两相分离器 1–3 min;三相分离或重质、易起泡原油 3–10 min 或更长。未计封头容积。

气体流量换算至标准状态

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
标准流量 (15 °C, 101.325 kPa)—Sm³/h
标准流量 (15 °C, 101.325 kPa)—Sm³/d
标况流量 (0 °C, 101.325 kPa)—Nm³/h

大气压按 101.325 kPa 计。Z 由关联式或 AGA 8 计算得到;低压气体取 Z = 1。

由摩尔质量求气体相对密度

公式SG = M ÷ 28.9647  ·  ρs = 101.325 × M ÷ (8.314462 × 288.15)
g/mol
相对密度(空气 = 1)(SG)—
标准密度(ρs,理想气体)—kg/Sm³

甲烷 = 16.04 g/mol(SG 0.554);典型干气 17–20 g/mol。M 由色谱分析结果计算 (Σ yᵢ Mᵢ)。

管道:流速、雷诺数与输量

公式v = Q ÷ 3600 ÷ (π × d² ÷ 4)  ·  Re = v × d ÷ ν
m³/h
mm
mm²/s (cSt)
流速 (v)—m/s
雷诺数 (Re)—
日输量—bbl/d

Re < 2000 为层流,> 4000 为湍流。液体管线常用流速 1–3 m/s。

炼油与废油再精制

加热炉:热负荷与热效率

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
有效热负荷—MW
燃料放热量—MW
加热炉效率 (η)—%

仅计显热:若进料部分汽化(常压炉),应改用焓值。以低位热值计的典型效率:80–92 %。

蒸馏馏分收率与物料平衡

公式yi = Pi ÷ F × 100  ·  Σ = (G + N + MD + R) ÷ F × 100
t/d
t/d
t/d
t/d
t/d
气体与液化气收率—% mass
石脑油收率—% mass
中间馏分收率—% mass
渣油收率—% mass
物料平衡闭合率—%

使用同一时段的质量流量。闭合率超出 98–102 % 时,应核查流量计、密度或罐位。

废润滑油再精制:基础油收率

公式干基 = F × (1 − W ÷ 100)  ·  y = B ÷ 干基 × 100
t
% mass
t
干基废油量—t
干基收率—%
按接收量计收率—%
其他产品与损失—t

数量级:干基废油的基础油收率约 60–75 %;其余成为轻质燃料、柴油馏分和沥青质渣油。水分用蒸馏法测定。

用于学习和核算的工具。所列范围为一般参考:请始终遵守本厂的规程、许可和设定值。不会上传任何数据:计算在浏览器中完成。

在虚拟工厂上练习 ↗

同样的计算,配上会做出反应的工厂:Beedy 模拟器。