API计算公式的基础原理与应用
API（American Petroleum Institute）度是衡量石油产品密度的重要指标，广泛应用于石油化工行业，其计算公式基于15.6℃（60℉）下的石油密度与水的密度比值，通过数学转换得出，API度的计算不仅为石油产品的分类、贸易和运输提供了标准化依据，还直接影响炼油工艺的设计和经济效益，本文将详细解析API计算公式的推导过程、影响因素及实际应用场景。
API计算公式的数学表达
API度的核心计算公式为：
[ \text{API} = \frac{141.5}{\text{SG}_{15.6℃}} – 131.5 ]
(\text{SG}_{15.6℃}) 表示石油产品在15.6℃时的相对密度（Specific Gravity），即该温度下石油密度与纯水密度的比值，水的密度在15.6℃时约为0.999 g/cm³，因此石油的密度可通过相对密度换算得出。
某原油的相对密度为0.85，其API度为：
[ \text{API} = \frac{141.5}{0.85} – 131.5 \approx 34.2 ]
API度值越高,表示石油密度越低，质量越轻；反之则密度越高，质量越重，API度大于31的原油被称为轻质原油，介于22-31之间的为中质原油，低于22的为重质原油。
相对密度的测量与换算
相对密度（SG）是API计算的基础，其测量方法包括密度计法、比重瓶法和振动管法等，实际应用中，需将不同温度下的密度换算为15.6℃的标准值，常用的温度换算公式为：
[ \text{SG}_{15.6℃} = \text{SG}_t \times \frac{\rho_w(t)}{\rho_w(15.6℃)} ]
(\text{SG}_t) 为温度t时的相对密度，(\rho_w(t)) 和 (\rho_w(15.6℃)) 分别为温度t和15.6℃时水的密度，水的密度随温度变化可通过国际标准公式精确计算，确保SG值的准确性。
API度与石油产品特性的关系
API度不仅反映石油的密度,还与其化学成分和加工性能密切相关，轻质高API度的原油通常富含轻烃组分，汽油和柴油收率较高；而重质低API度的原油沥青质和硫含量较高，需更多加工步骤才能转化为高价值产品，下表总结了不同API度范围对应的原油类型及典型用途：
| API度范围 | 原油类型 | 密度范围（g/cm³） | 典型用途 |
|---|---|---|---|
| >31 | 轻质原油 | <0.876 | 汽油、航空燃料 |
| 22-31 | 中质原油 | 876-0.923 | 柴油、燃料油 |
| <22 | 重质原油 | >0.923 | 沥青、焦炭、原料油 |
API计算公式的实际应用场景
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原油贸易与定价
国际原油交易常以API度和硫含量作为定价基准，布伦特原油的API度约为38，属轻质低硫原油，价格较高；而加拿大油砂原油API度约20，价格相对较低，API度通过公式量化原油品质，为买卖双方提供公平定价依据。 -
炼油工艺设计
炼油厂根据API度选择合适的加工工艺，轻质原油常采用催化裂化，最大化汽油产量；重质原油则需加氢裂化或延迟焦化，以降低密度和杂质含量，API度数据为设备选型和工艺参数优化提供输入。 -
运输与储存安全
石油产品的密度影响运输工具的装载量和储存设施的设计，API度低的原油粘度高，需加热管道以防止凝固；API度高的原油挥发性强，需采用密封储罐降低蒸发损耗。
API计算公式的扩展与修正
实际应用中,API度计算需考虑非标准条件的影响，高温测量时需通过温度修正公式调整SG值；对于含硫量高的原油，需引入硫含量修正系数，天然气液体的API度计算需采用不同公式：
[ \text{API} = \frac{131.5}{\text{SG}_{15.6℃}} – 131.5 ]
该公式与原油API公式类似,但适用于乙烷、丙烷等轻烃产品。
API计算公式的局限性
尽管API度是石油行业的重要指标,但其局限性也不容忽视，API度仅反映密度特性，无法直接表征原油的酸值、金属含量等其他关键参数，对于非烃类含量高的原油（如环烷基原油），API度与加工性能的相关性降低，需结合其他指标综合评估。
API计算公式通过简洁的数学模型,将石油密度转化为可量化、可比较的API度，成为石油工业的基础工具，从原油开采到炼油加工，再到贸易运输，API度贯穿产业链的各个环节，为技术决策和经济分析提供科学依据，随着非常规油气资源（如页岩油、油砂）的开发，API度的应用场景将进一步扩展，但其核心公式仍将是石油密度测定的黄金标准。
