درجه API

درجه API

 

بطور کلی API مخفف عبارت American Petroleum Institute  است یعنی انجمن نفت امریکا.

چگالي نفت در واحد API كه به وسيله مؤسسه نفت امريكا (American petroleum institute) تعريف شده بيان مي گردد:

API نمونه نفت هام تحت تأثير درجه حرارت است، چون انبساط حرارتي مايعات هيدروكربني، به خصوص براي بيشتر نفت هاي فرار مهم مي باشد. بنابراين ثبت درجه حرارت در نمونه اي كه اندازه گرفته مي شود، مهم است.

اين نكته قابل توجه است كه درجه API نسبت معكوس با چگالي دارد. نفت هاي سبك درجه API بالا تا حدود 40 را دارند كه معادل با وزن مخصوص 83/0 است، در حالي كه نفت هاي سنگين داراي API پايين مي باشند .

معمولاً نفت هاي سنگين، نفت هايي مي باشند كه داراي API كمتر از 25 هستند كه معادل با وزن مخصوص 9/0 است. وقتي كه درجه API نفت به 10 درجه برسد، داراي وزن مخصوص يك است كه همان چگالي آب شيرين مي باشد.

 

 

 

*درجه API برای روغن موتورها

 

 

ارتباط API با روغن ها در دسته بندی آنها بر اساس کیفیت ساخت روغن است. انیستیتو نفت آمریکا برای طبقه بندی و جداسازی روغن ها بر حسب کیفیت و فناوری ساخت آن ها اقدام به کد گذاری خاصی نموده است. این کد ها شامل دو حرف می باشند؛ حرف اول معرف بنزینی یا دیزلی بودن روغن موتور است. حرف C نشان دهنده ی این است که روغن برای استفاده در خودروهای دیزلی است و حرف S نشان دهنده ی این است که روغن موتور برای خودروهای بنزینی طراحی شده است. حرف دوم نمایانگر کیفیت و فناوری ساخت روغن می باشد که بر حسب حروف الفبای انگلیسی، از حرف A شروع شده و تا کنون در مورد خودروهای بنزینی تا حرف m (البته تا سال 2009) و در مورد خودروهای دیزلی تا حرف J ارتقا یافته است. برای خودروهای دیزلی بعد از حرف مذکور، در مواردی اعداد 2 یا 4 نیز دیده می شود که نشان دهنده ی این است که روغن برای موتورهای 2 یا 4 زمانه طراحی شده است.

همواره نوع ارتقا یافته ی روغن، خواص روغن های قبلی را نیز دارد؛به عبارتی برای خودروهای قدیمی تر نیز قابل استفاده است. اما عکس این موضوع صحیح نیست؛ یعنی استفاده از روغن موتور قدیمی تر (با کد پایین تر) برای موتوری که روغنی با کد جدید برای آن پیشنهاد شده است، بسیار مضر می باشد. در حال حاضر اکثر روغن ها قابلیت تامین نیازهای هر دو نوع موتور بنزینی و دیزلی را دارند که برای این روغن ها استاندارد به صورت دو کدی نوشته می شود، برای مثال API CD/SH.

 

اما جدول مربوط به کدهای API برای روغن های مختلف در زیر قرار دارد.

 

SA		روغن پایه، گاهی مواد ضد کف و کاهنده ی نقطه ریزش دارد. برای هیچیک از موتورهای امروزی قابل استفاده نیست.
SB		مقدار کمی مواد ضد اکسید شدن و ضد ساییدگی دارد. برای موتورهای مدل سال 1930 تا 1963 مناسب بوده است.
SC		مواد افزودنی ضد خوردگی، ضد ساییدگی و مقداری مواد افزودنی پاک کننده در آن وجود دارد. برای خودرو های بنزینی مدل 1964 تا 1967 مناسب است.
SD		مانند روغن SC است با این تفاوت که مواد افزودنی بیشتری دارد. مناسب برای موتور های مدل 1968 تا 1971 است.
SE		مانند روغن SC  و SD است ولی سطح بالاتری دارد. برای موتورهای مدل 1972 تا 1979 مناسب است.
SF		مانند روغن SE است ولی خاصیت ضدساییدگی و ضد اکسید شوندگی بیشتری دارد. برای موتورهای مدل 1980 تا 1988 مناسب است.
SG		دارای مواد افزودنی روغن SF است و برای خودروهای بنزینی مدل 1933 تا 1989 مناسب است.
SH		دارای مواد افزودنی روغن SG با مقدار بیشتر است و موارد مربوط به ایمنی محیط زیست نیز در آن لحاظ شده است. برای مدل های 1994 تا 1996 مناسب است.
SJ		دارای سطح کیفی روغن موتورهای بنزینی ممتاز است و برای موتورهای مدل 1997 تا 2001 مناسب است.
SL		بالاترین سطح کیفی روغن موتور بنزینی در استاندارد API و مناسب برای خودروهای ساخته شده از نیمه دوم سال 2002 است.
SM		برای مدل های اواخر سال 2004.
SN		قابل استفاده در تمام موتور خودروهایی که از سال 2010,2011 طراحی شده است این روغن موتور با مقاومت بهتر در برابر اکسیداسیون، پوشش دهی بیشتر و محافظت در برابر رسوب گذاری بر روی قطعات و افزایش کارایی روغن موتور در دمای پائین بهبود یافته است.  گرید های سبک این روغن موتور صرفه جویی قابل ملاحظه ی در مصرف سوخت فراهم می آورد. برخی روغنهای SN دارای استاندارد ILSAC  از نظر کیفیت حفظ انرژی هستند.

 

 

کدهای بالا برای موتورهای بنزینی هستند که معمولا دو کد آخر در کشورهای پیشرفته رایج اند.

اما کدهای مربوط به خودرو های دیزلی در جدول زیر بر اساس ساخت ساخت موتور طبقه بندی شده اند.

 

CA		شامل مواد پاک کننده و ضد خوردگی می باشد. برای موتور های دیزلی سبک مدل سال های 1940 تا 1950 مناسب است.
CB		برای متور های دیزلی سبک مدل 1949 تا 1960 که سوخت حاوی گوگرد بیشتری به کار می بردند، مناسب است.
CC		شامل مواد افزودنی پاک کننده و ضد خوردگی بوده و برای موتورهای دیزلی سبک مدل سال  های 1961 به بعد مناسب است.
CD		شامل مواد افزودنی ضد خوردگی، ضد سایش، پاک کننده است و برای موتورهای دیزلی سوپر شارژ و با سوخت محتوی گوگرد زیاد، مناسب است و در سال 1955 معرفی شد.
CD-II		برای موتور های دو زمانه در سال 1987 طراحی شده است.
CE		روغن موتور مناسب برای موتور های دیزلی سنگین سوپر شارژ و توربو شارژ مدل 1980 تا 1987 است که به جای روغن های CC و CD نیز می تواند به کار رود.
CF		روغن موتور تک درجه ای مناسب برای موتور های دیزلی سنگین سوپر شارژ و توربو شارژ است که در سال 1984 معرفی شده است و می تواند جایگزین روغن CD شود.
CF-2		روغن موتور مناسب برای موتورهای موتور های دیزل دو زمانه است که در سال 1994 معرفی شده است که می تواند جایگزین CD-II باشد.
CF-4		روغن موتور چند درجه ای مناسب برای موتورهای دیزل سنگین سوپر شارژ و توربو شارژ مدل 1990 است.
CG-4		مانند روغن CF-4 است ولی برای مدل سال 1995 و برای مصرف با سوخت هایی که کمتر از 5/0 درصد گوگرد دارند.
CH-4		برای موتور های دیزلی سنگین سوپر شارژ و توربو شارژ مدل 1998 مناسب است.
CI-4		روغن مخصوص موتور های دیزلی سبک، متوسط و سنگین با ویژگی کاهش اکسید های نیتروژن تا 50% با استفاده از گازهای خروجی خنک شده از اگزوز به عنوان جایگزین اکسیژن. این روغن به منظور مقابله با اسید های حاصل از NOX ، دارای قابلیت ذخیره بالاتری است.
CJ-4		معرفی شده در سال 2006 برای موتور های سرعت بالای چهار زمانه. این روغن موتور طراحی شده تا استانداردهای تولید آلایندگی مدل سال 2007 در اتوبان را دارا باشد. روغن های API CJ-4  از حد معیار های عملکردCl-4 PLUS, Cl-4, CH-4,CG-4 و CF-4 فراتر رفته و می توانند به طور موثری موتور های نیازمند سرویس این نوع API را روغن کاری نمایند.

 

 

اما از خواص روغن موتور (خواص فیزیکی ) میتوان به موارد زیر اشاره کرد.

 

گرانروی

مقاومتی که یک روغن نسبت به جاری شدن بعلت اصطکاک داخلی مولکولهای آن از خود نشان می‌دهد، گرانروی (ویسکوزیته) نامیده می‌شود. گرانروی روغن با تغییر دمای آن، تغییر می‌کند و هر چه روغن گرمتر شود گرانروی آن کمتر می‌گردد. از این رو همواره باید گرانروی همراه با دمایی که گرانروی در آن دما اندازه گیری شده، قید گردد. گرانروی روغن معمولاً در دمای ۴۰ و۱۰۰ درجه سانتی گراد اندازه گیری می‌شود. در موتورهای قدیمی، بدلیل ساختار خاص قطعات موتور و فاصله زیاد بین قطعات نسبت به موتورهای فعلی، نوع گرانروی روغن موتورها نیز بیشتر بود لذا مشاهده می گردد که در خودروهای قدیمی، استفاده از روغن موتور با ویسکوزیته مثلاً 50 در فصل گرم توصیه شده است.

 

شاخص گرانروی

تغییر گرانروی با تغییرات دما را با شاخص گرانروی (VI) می‌سنجند. هر چه رقم شاخص گرانروی روغنی بزرگتر باشد، در اثر تغییر دما گرانروی روغن کمتر تغییر می‌کند و بر عکس. عملاً ان دسته از روغن موتور ها که شاخص ویسکوزیته بالاتری دارند، شل تر بوده و در مقابل تغییرات دمای محیط، انعطاف پذیری بهتری از خود نشان میدهند بعنوان مثال شاخص ویسکوزیته روغن موتور موتوسل با درجه SAE 10W-40 و API SM برابر 120 می باشد.

 

نقطه ریزش

نقطه ریزش، پایین‌ترین دمایی است که روغن در آن هنوز سیال است و جاری می‌شود.

 

نقطه اشتعال

بالاترین دمایی است که در آن، روغن به اندازه کافی به بخار تبدیل می‌شود و با هوا یک مخلوط قابل اشتعال می‌سازد، به طوری که با نزدیک کردن شعله آتش، در یک لحظه مشتعل و سپس خاموش گردد. این آزمون برای اندازه گیری میزان آتش گیری و فرّار بودن روغن صورت می‌گیرد.بعنوان مثال نقطه اشتعال محصول 20W-50 بیش از 220 درجه ساتتی گراد است.

 

اینها از ویژگی های فیزیکی روغن است که همگی در آن وجود دارند.

 

 

نفت خام Petroleum

*ویژگی های نفت خام

 

نفت خام ماده ای است که شامل هیدرو کربن ها و عناصر فلزی وغیرفلزی بصورت ناخالصی وآب میباشد.

عناصر فلزی شامل FeوZnوHgوVوNaوCaوMg میباشد وعناصرغیر فلزی شامل CL-,S(2-),N,O میباشد.

 

 

خواص فیزیکی نفت خام:

 

رنگ:

رنگ نفت خام به منطقه ای که نفت در آن بدست آمده است بستگی داردکه ممکن است رنگ آن زرد کم رنگ یا تیره یا سیاه باشد.مانند نفت نواحی اندونزی (زرد کم رنگ) یا نواحی مکزیک (تیره ه یا سیاه)

 

 

بو:

از نظر بو ممکن است به علت وجود ترکیبات گوگردی همراه نفت دارای بوی زننده و یا بو نداشته باشد.در فرایندهای پتروشیمی و پالایش گوگردزدایی برای حذف یکی از ناخالصی های  نفتی یعنی گوگرد صورت میگیرد.

 

از مهمترین ناخالصی های نفتی S(گوگرد)وN(نیتروژن )وO(اکسیژن )و M(فلزات ) هستند.

در واقع گوگرد زدایی عبارت است از جداسازی ترکیبات گوگرددار از هیدروکربنها که در صورت انجام دادن آن با هیدروژن  آنرا گوکردزدایی با هیدروژن گوییم و عموما" در حضور کاتالیزور ودر دمایی حدود 300الی 500 درجه سانتیگراد صورت میگیرد.

 

 

حالت:

از نظر حالت نفت خام ممکن است بصورت جامد – نیمه جامد یا مایع باشد.

حالت جامد-نیمه جامدبخاطر وجود پارافین های همراه است.

 

 

 

طبقه بندی انواع نفت خام از نظر کیفیت:

 

1-نفت سیاه معمولی:

40>API>15             

700>GOR>200

رنگ:قهوه ای تا سبز تیره

 

 

2-نفت خام نیمه سنگین یا نیمه سبک یا کم انقباض:

API<35

GOR<200

Boil<1.2

رنگ این نفت تیره میباشد

 

 

3-نفت خام سبک:

45<55

2000<3200

Boil<2

رنگ نفت خام سبک از سبز تا نارنجی میباشد.

 

 

 

نفت تقریبا"بحرانی(غیر ایده ال)

GOR>3000

Boil>2

 

Boil:ضریب حجمی تشکیل نفت

GOR:نسبت گاز یک مخزن نسبت به نفت آن مخزن

 

 

 

 

از دیگر خواص نفت میتوان به موارد زیر اشاره کرد

 

 

API

کیفیت نفت خام را بر اساس API می سنجند.مقداراین عدد از 10 به بالاست و هر چقدر هم بالاتر  رودفراورده ی نفتی سبکتر است

API=(141.5/sp.gr)-131.5

 

 

Temperature Boiling

در هنگام مقایسه ی نقطه ی جوش هیدروکربن های  موجود در نفت خام ,هر چه تعداد کربن ها کمتر باشد (هیدروکربن سبکتر باشد)دارای نقطه ی جوش کمتری است و یا بعبارتی دیگر زودتر به جوش می آید.

نکته ی قابل توجه اینکه فشار بخار هیدروکربن ها عکس نقطه ی جوش آنهاست یعنی هیدرو کربن ها یی که دارای کربن کمتری اند دارای فشار بخار بالاتری اند.

 

 

sp.gr

 Sp.gr مانند API نوعی دانسیته است و از روش های مختلف قابل محاسبه اس

 

 

 

Flash Point

نقطه ی اشتعال دمایی است که ماده ی نفتی در آن مشتعل میگردد

                                                         *****

 

*ظرفیت گرمایی مقدار گرمایی است که یک جسم در واحد خودش بگیرد تا دمایش 1درجه سانتیگراد بالا برودو در محاسبات استفاده از آن برای محاسبه ی آنتالپی است.

 

دو روش ساده محاسبه ی فشار بخار:

Lnp=(-H/R*T)+C

یا

Ln p=A-(B/C+T) معادله ی آنتوان

 

 

دو نوع ارزش گرمایی داریم

1-Net   H.V                                                                                                                 

2-Gross  H.V                                                                                                              

ارزش گرمایی خالص و ناخالص

 

 

 

عدد اکتان (O.N):

اکتان نامبر از مشخصات نفت های خام میباشدو مقداری بین 0 تا 100 دارد.این عدد برای نرمال هپتان 0و برای ایزو اکتان 100 میباشد.یکی از راههای محاسبه ی عدد اکتان از روی درجه ی Knock است و دو واحد محاسبه ی آن Motor O.Nو Research O.N میباشدو چون شرایط آزمایشگاه در این ها تاثیر دارد R.O.N>M.O.N میگردد.

مقایسه ی هیدروکربن ها از نظر اکتان نامبر:

اروماتیک ها>نفتین ها>پارافین کوچک>پارافین بزرگ