ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО
ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

 

Государственная система обеспечения
единства измерений

ПЛОТНОСТЬ НЕФТИ

Таблицы пересчета

 

 

 

 

Москва
ИПК Издательство стандартов
2005

 

Предисловие

Задачи, основные принципы и правила проведения работ по государственной стандартизации в Российской Федерации установлены ГОСТ Р 1.0-92 «Государственная система стандартизации Российской Федерации. Основные положения» и ГОСТ Р 1.2-92 «Государственная система стандартизации Российской Федерации. Порядок разработки государственных стандартов»

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Государственным научным метрологическим центром Федеральным государственным унитарным предприятием Всероссийским научно-исследовательским институтом метрологии им. Д.И. Менделеева (ГНМЦ ФГУП ВНИИМ им. Д.И. Менделеева), Закрытым акционерным обществом «Каспийский трубопроводный консорциум-Р», Открытым акционерным обществом «Инфракрасные микроволновые системы», Обществом с ограниченной ответственностью «Технологические системы»

2 ВНЕСЕН Управлением метрологии и надзора Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 декабря 2004 г. № 130-ст

4 Настоящий стандарт разработан с учетом положений международного стандарта ASTM D 1250 «Стандартное руководство по расчетным таблицам нефти и нефтепродуктов»

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в указателе «Национальные стандарты», а текст изменений - в информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в информационном указателе «Национальные стандарты»

 

СОДЕРЖАНИЕ

ГОСТ Р 8.610-2004

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Дата введения - 2005-06-01

1 Область применения

Настоящий стандарт приводит сведения о таблицах пересчета значений плотности нефти в зависимости от значений температуры и давления (далее - таблицы), содержащихся в рекомендации [1], и примеры применения этих таблиц.

Таблицы предназначены для приведения плотности нефти к задаваемым температуре, в частности к температуре 15 °С и 20 °С, и давлению.

Таблицы следует использовать при учетно-расчетных товарно-коммерческих операциях с нефтью, подготовленной к транспортированию по магистральным нефтепроводам, наливным транспортом для переработки и (или) поставки на экспорт.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 28947-91 (ИСО 1768-75) Ареометры стеклянные. Стандартное значение коэффициента объемного термического расширения (для использования при подготовке поправочных таблиц для жидкостей)

ГОСТ Р 8.599-2003 Государственная система обеспечения единства измерений. Плотность и объем нефти. Таблицы коэффициентов пересчета плотности и массы

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов по указателю «Национальные стандарты», составленному по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяют в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Обозначения

В настоящем стандарте использованы следующие обозначения:

t - температура нефти, °С;

Р - избыточное давление, МПа;

ρ₁₅ - плотность нефти при температуре 15 °С и избыточном давлении Р, равном нулю, кг/м³;

ρ₂₀ - плотность нефти при температуре 20 °С и избыточном давлении Р, равном нулю, кг/м³;

ρ_tР - плотность нефти при температуре t и избыточном давлении Р, кг/м³;

 - плотность нефти при температуре t₁ и избыточном давлении Р₁, кг/м³;

 - плотность нефти при температуре t₂ и избыточном давлении Р₂, кг/м³;

ρ_t - плотность нефти при температуре t и избыточном давлении Р, равном нулю, кг/м³;

ρ_t - показание ареометра при температуре t, кг/м³;

a₁₅ - коэффициент объемного расширения нефти при температуре 15 °С, °С^-1;

a_t - коэффициент объемного расширения нефти при температуре t, °C^-1;

γ_t - коэффициент сжимаемости нефти при температуре t, МПа^-1;

K_t - поправочный коэффициент, учитывающий влияние температуры на плотность нефти;

K_P - поправочный коэффициент, учитывающий влияние давления на плотность нефти;

K_ap - поправочный коэффициент на расширение стекла ареометра.

4 Методы расчета значений плотности нефти

4.1 Значение плотности нефти выражают через значение плотности при температуре 15 °С при избыточном давлении, равном нулю, формулой

                                                                                                   (1)

где K_t - поправочный коэффициент, рассчитываемый по формуле

K_t = ехр{-a₁₅(t - 15)[1 + 0,8a₁₅(t - 15)]};                                                                                  (2)

K_P - поправочный коэффициент, рассчитываемый по формуле

                                                                                              (3)

4.2 Значение плотности нефти, приведенное к температуре 20 °С, вычисляют по формуле

ρ₂₀ = ρ₁₅ехр{-a₁₅(20 - 15)[1 + 0,8a₁₅(20 - 15)]}.                                                                       (4)

4.3 Коэффициент объемного расширения нефти при температуре 15 °С и температуре t, °C^-1, рассчитывают по формулам:

                                                                                         (5)

                                                                                         (6)

где K₀ = 613,97226;

K₁ = 0.

4.4 Коэффициент сжимаемости нефти при температуре 15 °С, МПа^-1, рассчитывают по формуле

                                                     (7)

4.5 По значениям плотности нефти ρ_tp, температуры t и давления Р рассчитывают плотность ρ₁₅ по формуле (1) с подстановкой в него значений, рассчитанных по формулам (2) - (7) методом последовательных приближений.

Допустимо при перерасчете плотности нефти (далее - плотность) от одних условий к другим при разности температур t₁ и t₂ не более 5 °С и разности давлений Р₁ и Р₂ не более 5 МПа применять формулу

                                                                           (8)

4.6 При измерениях плотности ареометром показания ареометра ρ_t корректируют путем введения коэффициента температурного расширения K стекла, из которого изготовлен ареометр:

ρ_t = ρ_t/K,                                                                                                   (9)

где по ГОСТ 28947¹⁾

¹⁾ В таблицах Американского нефтяного института API [2] зависимость расширения стекла ареометра от температуры представлена в виде

K = 1 - 0,000023(t - 15) - 0,00000002(t - 15)².

Различия в моделях представления температурного расширения стекла приводят к различиям в расчете плотности нефти по показаниям ареометров. Максимальные различия составляют около 0,05 кг/м³ при температуре испытаний 60 °С ... 70 °С.

K = 1 - 0,000025(t - 20) (если ареометр градуирован при температуре 20 °С);                                         (10)

K = 1 - 0,000025(t - 15) (если ареометр градуирован при температуре 15 °С).                                    (11)

При введении K в формулу (1) подставляют значение плотности, пересчитанное из показаний ареометра с учетом формулы (10) или (11):

ρ_t = ρ_tK.                                                                                                    (12)

4.7 Приведенные методы расчета соответствуют [2].

5 Таблицы пересчета значений плотности нефти

5.1 Таблицы пересчета значений плотности нефти, приведенные в [1], приложение В, следующие:

- В.1 - таблица коэффициентов объемного расширения нефти;

- В.2 - таблица коэффициентов сжимаемости нефти;

- В.3 - таблица перевода показаний ареометра в кг/м³, градуированного на 20 °С, при температуре нефти t °С в плотность при температуре 20 °С;

- В.4 - таблица перевода показаний ареометра в кг/м³, градуированного на 20 °С, при температуре нефти t °C в плотность при температуре 15 °С;

- В.5 - таблица перевода показаний ареометра в кг/м³, градуированного на 15 °С, при температуре нефти t °C в плотность при температуре 20 °С;

- В.6 - таблица перевода показаний ареометра в кг/м³, градуированного на 15 °С, при температуре нефти t °C в плотность при температуре 15 °С;

- В.7 - таблица перевода плотности нефти в кг/м³ при температуре 20 °С в плотность при температуре t °C (без учета поправки на расширение стекла);

- В.8 - таблица перевода плотности нефти в кг/м³ при температуре 15 °С в плотность при температуре t °C (без учета поправки на расширение стекла);

- В.9 - таблица перевода плотности нефти в кг/м³ при температуре t °C в плотность при температуре 20 °С (без учета поправки на расширение стекла);

- В.10 - таблица перевода плотности нефти в кг/м³ при температуре t °С в плотность при температуре 15 °С (без учета поправки на расширение стекла).

Расчет данных, приведенных в таблицах (далее - расчет таблиц), соответствует расчету по формулам (1) - (12) настоящего стандарта.

5.2 Таблицы предназначены для обработки данных при измерениях плотности нефти ареометром или плотномером, приведении плотности к стандартным условиям по ГОСТ Р 8.599, а также к условиям (температура, давление), задаваемым пользователем.

5.3 Диапазоны значений величин в таблицах В.1 - В.10 [1]:

- для плотности: 760 ... 914 кг/м³;

- для температуры: 0 °С ... 100 °С.

Дискретность значений величин в таблицах:

В.1 - В.2 [1]:

- для температуры: 5,0 °С,

- для плотности: 5,0 кг/м³;

В.3 - В.10 [1]:

- для температуры: 0,2 °С,

- для плотности: 1,0 кг/м³.

5.4 Программа, по которой проведен расчет таблиц, аттестована ГНМЦ ФГУП ВНИИМ им. Д.И. Менделеева в соответствии с [3].

5.5 Абсолютная погрешность расчета табличных значений плотности нефти не более 0,01 кг/м³.

Относительная погрешность расчета табличных значений коэффициентов объемного расширения и коэффициентов сжимаемости не более 0,01 %.

5.6 Таблицы пересчета значений плотности нефти от температуры 20 °С к температуре 15 °С приведены в ГОСТ Р 8.599.

5.7 Примеры применения таблиц приведены в приложении А.

Приложение А

(справочное)

Примеры применения таблиц пересчета значений плотности нефти

А.1 Значения коэффициентов объемного расширения и коэффициентов сжимаемости нефти определяют из таблиц В.1 и В.2 [1]. По значениям плотности и температуры, которые попадают в соответствующие диапазоны (в настоящем стандарте выделены полужирными линиями), определяют значения коэффициентов объемного расширения и сжимаемости.

Пример - Определяют для нефти, имеющей плотность 827,3 кг/м³ при температуре 28,5 °С, значения коэффициентов объемного расширения и сжимаемости.

Значение плотности 827,3 кг/м³ попадает в диапазон 825 ... 829,99 кг/м³, значение температуры 28,5 °С - в диапазон 25,0 °С ... 29,99 °С. Из таблиц В.1 и В.2 [1] (рисунки А.1 и А.2) определяют значения коэффициентов объемного расширения и сжимаемости. Они равны соответственно 0,892 · 10^-3 °С^-1 и 0,810 · 10^-3 МПа^-1.

Рисунок А.1 - Фрагмент таблицы В.1 [1]

Рисунок А.2 - Фрагмент таблицы В.2 [1]

А.2 Пересчет плотности нефти в зависимости от температуры при различных методах испытаний осуществляют с помощью таблиц В.3 - В.10 [1].

Для пересчета плотности нефти выполняют следующие общие процедуры:

Шаг 1. Округляют значение температуры до большего значения, кратного 0,2 °С, указанного в графе «t, °C».

Шаг 2. Округляют значение плотности (показание ареометра) до ближайшего целого значения в кг/м³, указанного в головке таблицы.

Шаг 3. Рассчитывают разность между округленным и измеренным (известным) значениями плотности.

Шаг 4. По таблицам В.3 - В.10 [1] находят искомое значение плотности нефти при температуре 20 °С, соответствующее округленным значениям температуры и плотности.

Шаг 5. В случае, если значение температуры округлено до большего значения, из значения плотности, полученного из таблицы, вычитают 0,1 кг/м³ (для таблиц В.3 - В.6 и В.9 - В.10 [1]) или к нему прибавляют 0,1 кг/м³ (для таблиц В.7 - В.8 [1]).

Шаг 6. В зависимости от того, насколько округлено значение плотности в большую или меньшую сторону, настолько соответственно уменьшают или увеличивают значение плотности.

Если исходное округление значения плотности до ближайшего целого значения (по шагу 2) проведено в большую сторону, то на это же значение уменьшают значение расчетной плотности.

Если исходное округление значения плотности до ближайшего целого значения (по шагу 2) проведено в меньшую сторону, то на это же значение увеличивают значение расчетной плотности.

Примеры

1 Проведены измерения плотности нефти ареометром, градуированным при температуре 20 °С. Температура нефти: 27,5 °С, показание ареометра: 822,7 кг/м³. Определяют значение плотности при температуре 20 °С.

Процедура получения значения плотности при температуре 20 °С следующая:

Шаг 1. Округляют значение температуры до значения, кратного 0,2, в большую сторону: 27,6 °С.

Шаг 2. Округляют значение показания ареометра до ближайшего целого значения: 823 кг/м³.

Шаг 3. Рассчитывают разность между округленным и измеренным значениями показаний ареометра:

823 - 822,7 = 0,3 кг/м³.

Шаг 4. По таблице В.3 [1] (рисунок А.3) находят значение плотности при температуре 20 °С, соответствующее значению температуры 27,6 °С: 828,5 кг/м³.

Шаг 5. Так как значение температуры округлено в сторону увеличения, из значения плотности 828,5 кг/м³ вычитают 0,1 кг/м³. В результате получают 828,4 кг/м³.

Рисунок А.3 - Фрагмент таблицы В.3 [1]

Шаг 6. Так как значение плотности округлено в большую сторону на 0,3 кг/м³, на эту же величину уменьшают значение плотности 828,4 кг/м³.

Искомое значение плотности при температуре 20 °С: 828,1 кг/м³.

2 Проведены измерения плотности нефти ареометром, градуированным при температуре 20 °С. Температура нефти: 32,2 °С, показание ареометра: 806,3 кг/м³. Определяют значение плотности при температуре 15 °С.

Процедура получения значения плотности при температуре 15 °С следующая:

Шаг 1. Округляют значение показания ареометра до ближайшего целого значения: 806 кг/м³.

Шаг 2. Рассчитывают разность между округленным и измеренным значениями показаний ареометра:

806 - 806,3 = -0,3 кг/м³.

Шаг 3. По таблице В.4 [1] (рисунок А.4) находят значение плотности при температуре 15 °С, соответствующее значению температуры 32,2 °С и значению плотности 807 кг/м³: 818,7 кг/м³.

Рисунок А.4 - Фрагмент таблицы В.4 [1]

Шаг 4. Так как значение плотности округлено в меньшую сторону на 0,3 кг/м³, на это же значение увеличивают значение плотности 818,7 кг/м³.

Искомое значение плотности при температуре 15 °С: 819,0 кг/м³.

3 Проведены измерения плотности нефти ареометром, градуированным при температуре 15 °С. Температура нефти: 37,9 °С, показание ареометра: 843,6 кг/м³. Определяют значение плотности при температуре 20 °С.

Процедура получения значения плотности при температуре 20 °С следующая:

Шаг 1. Округляют значение температуры до значения, кратного 0,2, в большую сторону: 38,0 °С.

Шаг 2. Округляют значение показания ареометра до ближайшего целого значения: 844 кг/м³.

Шаг 3. Рассчитывают разность между округленным и измеренным значениями показаний ареометра:

844 - 843,6 = 0,4 кг/м³.

Шаг 4. По таблице В.5 [1] (рисунок А.5) для значения температуры 38,0 °С и значения плотности 844 кг/м³ находят значение плотности: 856,5 кг/м³.

Рисунок А.5 - Фрагмент таблицы В.5 [1]

Шаг 5. Так как значение температуры округлено в большую сторону, из значения плотности 856,5 кг/м³ вычитают 0,1 кг/м³. В результате получают 856,4 кг/м³.

Шаг 6. Так как значение плотности округлено в большую сторону на 0,4 кг/м³, на это же значение уменьшают значение плотности 856,4 кг/м³.

Искомое значение плотности при температуре 20 °С: 856,0 кг/м³.

4 Проведены измерения плотности нефти ареометром, градуированным при температуре 15 °С. Температура нефти: 32,0 °С, показание ареометра: 856,2 кг/м³. Определяют значение плотности при температуре 15 °С.

Процедура получения значения плотности при температуре 15 °С следующая:

Шаг 1. Округляют значение показания ареометра до ближайшего целого значения: 856 кг/м³.

Шаг 2. Рассчитывают разность между округленным и измеренным значениями показаний ареометра:

856 - 856,2 = -0,2 кг/м³.

Шаг 3. По таблице В.6 (рисунок А.6) для значения температуры 32 °С и значения плотности 856 кг/м³ находят значение плотности нефти: 867,7 кг/м³.

Рисунок А.6 - Фрагмент таблицы В.6 [1]

Шаг 4. Так как значение плотности округлено в меньшую сторону на 0,2 кг/м³, на это же значение увеличивают значение плотности 867,7 кг/м³.

Искомое значение плотности при температуре 15 °С: 867,9 кг/м³.

5 Плотность нефти при стандартных условиях (температура 20 °С, избыточное давление равно нулю) составляет 828,7 кг/м³. Определяют значение плотности при температуре 7,4 °С.

Процедура получения значения плотности следующая:

Шаг 1. Округляют значение плотности до ближайшего целого значения: 829 кг/м³.

Шаг 2. Рассчитывают разность между округленным и известным значениями плотности:

829 - 828,7 = 0,3 кг/м³.

Шаг 3. По таблице В.7 (рисунок А.7) для значения температуры 7,4 °С и значения плотности 829 кг/м³ находят значение плотности: 838,3 кг/м³.

Рисунок А.7 - Фрагмент таблицы В.7 [1]

Шаг 4. Так как значение плотности округлено в большую сторону на 0,3 кг/м³, на это же значение уменьшают значение плотности 838,3 кг/м³.

Искомое значение плотности при температуре 7,4 °С: 838,0 кг/м³.

6 Плотность нефти при стандартных условиях (температура 15 °С, избыточное давление равно нулю) составляет 842,3 кг/м³. Определяют значение плотности нефти при температуре 22,7 °С.

Процедура получения значения плотности следующая:

Шаг 1. Округляют значение температуры до значения, кратного 0,2 °С: 22,8 °С.

Шаг 2. Округляют значение плотности до ближайшего целого значения: 842 кг/м³.

Шаг 3. Рассчитывают разность между округленным и известным значениями плотности:

842 - 842,3 = -0,3 кг/м³.

Шаг 4. По таблице В.8 (рисунок А.8) для значения температуры 22,8 °С и значения плотности 842 кг/м³ находят значение плотности: 836,3 кг/м³.

Шаг 5. Так как значение температуры округлено в большую сторону, к значению плотности 836,3 кг/м³ прибавляют 0,1 кг/м³. В результате получают 836,4 кг/м³.

Шаг 6. Так как значение плотности округлено в меньшую сторону на 0,3 кг/м³, на это же значение увеличивают значение плотности 836,4 кг/м³.

Искомое значение плотности при температуре 22,7 °С: 836,7 кг/м³.

Рисунок А.8 - Фрагмент таблицы В.8 [1]

7 Проведены измерения плотности нефти лабораторным плотномером при избыточном давлении, равном нулю. Температура нефти: 62,8 °С, показание плотномера: 796,7 кг/м³. Определяют значение плотности нефти при стандартных условиях (температура 20 °С, избыточное давление равно нулю).

Процедура получения значения плотности следующая:

Шаг 1. Округляют значение показания плотномера до ближайшего целого значения: 797 кг/м³.

Шаг 2. Рассчитывают разность между округленным и измеренным значениями плотности:

797 - 796,7 = 0,3 кг/м³.

Шаг 3. По таблице В.9 (рисунок А.9) для значения температуры 62,8 °С и значения плотности 797 кг/м³ находят значение плотности: 829,0 кг/м³.

Рисунок А.9 - Фрагмент таблицы В.9 [1]

Шаг 4. Так как округление значения плотности проведено в большую сторону на 0,3 кг/м³, на это же значение уменьшают значение плотности 829,0 кг/м³.

Искомое значение плотности нефти при температуре 20 °С: 828 кг/м³.

8 Проведены измерения плотности нефти лабораторным плотномером при избыточном давлении, равном нулю. Температура нефти: 37,3 °С, показание плотномера: 856,2 кг/м³.

Определяют значение плотности при стандартных условиях (температура 15 °С, избыточное давление равно нулю).

Процедура получения значения плотности следующая:

Шаг 1. Округляют значение температуры нефти до значения, кратного 0,2 °С: 37,4 °С.

Шаг 2. Округляют значение показания плотномера до ближайшего целого значения: 856 кг/м³.

Шаг 3. Рассчитывают разность между округленным и измеренным значениями плотности:

856 - 856,2 = -0,2 кг/м³.

Шаг 4. По таблице В.10 (рисунок А.10) для значения температуры 37,4 °С и значения плотности 856 кг/м³ находят значение плотности нефти: 871,9 кг/м³.