°API重度是液态烃密度的反向表示。在石油行业参考条件60°F/60°F（15.56°C/15.56°C）下，它与相对密度的关系为：
[ ^\circ\mathrm{API}=\frac{141.5}{\mathrm{sp.\ gr.}_{60/60}}-131.5 ]
反向换算为：
[ \mathrm{sp.\ gr.}_{60/60}=\frac{141.5}{131.5+^\circ\mathrm{API}} ]
需要规定标准参考温度，是因为烃类液体会随温度发生膨胀和收缩，从而改变其测得的密度和体积。
°API重度越高，相对密度越低，烃类越轻。60°F/60°F参考条件使密度测量、液体密度计读数、物料衡算和流量计算具有可比性和可重复性。
°API重度与相对密度的关系
°API重度是一种反向密度标度
相对密度是在规定条件下，将液体密度与水的密度进行比较。API重度将这一比值转换为石油行业使用的标度，其中数值越大表示液体越轻。
例如，相对密度为0.80的液体为：
[ ^\circ\mathrm{API}=\frac{141.5}{0.80}-131.5=45.4^\circ\mathrm{API} ]
相对密度为0.95的液体约为17.4°API，因此明显比相对密度为0.80的液体更重。
该换算可双向进行
当已知相对密度并需要求API重度时，使用API公式：
[ ^\circ\mathrm{API}=\frac{141.5}{\mathrm{sp.\ gr.}_{60/60}}-131.5 ]
当已知报告的API重度并需要相对密度进行计算时，使用变形公式：
[ \mathrm{sp.\ gr.}_{60/60}=\frac{141.5}{131.5+^\circ\mathrm{API}} ]
相对密度值必须对应于API标度所使用的相同参考条件。
该标度在单元操作中所表示的含义
API重度较高的烃类通常密度较低，并且往往表现为较轻的石油馏分。API重度较低的烃类密度较高，可能需要采用不同的能量、流体力学和分离计算方法。
API重度本身无法完整表征烃类混合物。它是有用的密度指标，但要准确预测沸腾行为、热容或汽化潜热等性质，还需要额外的组成或表征数据。
为什么需要参考温度
液体密度会随温度变化
液体受热时通常会膨胀。其质量基本保持不变，但体积增大，因此密度降低。
液体冷却时通常会发生相反的变化。因此，同一样品在不同温度下会产生不同的密度、相对密度和液体密度计表观读数。
该比值需要规定条件
60°F/60°F下的相对密度这一表示法确定了密度比较中两种液体的参考条件：
- 第一个温度指烃类样品。
- 第二个温度指水的参考温度。
使用规定条件可以避免仅因测量在不同温度下进行而导致结果发生变化。
参考条件有助于实现一致的测量
标准温度使不同操作人员、实验室和中试装置获得的测量结果能够相互比较。没有这一标准，两个相同的烃类样品可能仅仅因为在不同温度下测量，就显示出不同的API重度。
因此，在偏离60°F的温度下获得的液体密度计读数，必须先校正到标准参考条件，然后才能报告API重度。
这对中试装置培训为何重要
物料衡算依赖一致的密度
中试规模的物料衡算通常会同时使用质量基准和体积基准的测量结果。两者之间的换算需要可靠的密度或相对密度值。
如果密度没有校正到一致的参考条件，计算得到的质量流量、库存量和回收率可能包含系统误差。
流量计算依赖流体性质
密度会影响液体流动行为，并出现在压降、泵性能、静压头和流体动量等相关计算中。
在正确参考条件下使用由API重度换算得到的相对密度，可为这些量的估算提供一致基础；但对于实际工艺条件，仍可能需要进行操作温度校正。
分离和热负荷估算所需的不仅是API重度
在蒸馏和萃取培训中，API重度有助于表征进料，并区分较轻和较重的烃类物料。它可用于初步性质估算以及不同进料之间的比较。
但是，当需要进行精确的汽液平衡、热负荷或分离计算时，不应将API重度视为完整组成分析或沸点分析的替代品。
理解其中的权衡
单个数值无法描述整个混合物
两种烃类混合物可能具有相同的API重度，但在组成、挥发性、黏度或沸程方面存在差异。因此，API重度是一项有用的筛选和报告性质，而不是完整的过程模型。
参考温度不等于操作温度
在60°F/60°F下报告相对密度可以使该性质标准化，但单元操作中的流体可能要热得多或冷得多。在模拟实际设备条件时，工程计算必须采用适当的温度校正或与温度相关的物性数据。
未经校正的液体密度计读数可能产生误导
在非标准温度下获得的液体密度计读数，是该温度下的表观测量值。将其直接作为标准API重度报告，可能错误地判定液体类别，并给流量、衡算和设备计算带来误差。
单位一致性仍然很重要
API关系式本身是无量纲的，但参考约定并非可有可无。将60°F/60°F下的相对密度与在其他温度下测得的数值混淆，或使用不一致的水参考条件，都会破坏换算结果的可靠性。
正确应用该关系
应将该换算作为更广泛的性质测量程序的一部分，而不是孤立的算术步骤。
- 如果主要关注性质换算：使用（\mathrm{sp.\ gr.}_{60/60}=141.5/(131.5+^\circ\mathrm{API})），并确认API值和相对密度采用相同的60°F/60°F参考条件。
- 如果主要关注测量准确性：在报告标准API重度之前，先校正在其他温度下获得的液体密度计或密度读数。
- 如果主要关注物料衡算和能量衡算：使用标准化相对密度进行一致的质量—体积换算，然后在设备计算需要时，应用操作温度下的物性数据。
- 如果主要关注分离过程设计：将API重度作为重要的密度指标，同时补充组成、沸程和其他性质数据。
理解API重度的反向关系及其参考温度基础，有助于确保烃类测量结果在化学工程单元操作中可靠一致。
总结表：
| 要点 | 实际意义 |
|---|---|
| °API关系式 | °API = 141.5 / SG₆₀/₆₀ - 131.5 |
| 反向换算 | SG₆₀/₆₀ = 141.5 / (131.5 + °API) |
| 标度含义 | °API越高，表示密度越低，烃类越轻。 |
| 参考条件 | 60°F/60°F使烃类与水的比较实现标准化。 |
| 温度影响 | 加热会使液体膨胀，并降低其测得的密度。 |
| 对中试装置的价值 | 一致的密度有助于物料衡算、流量计算和设备分析。 |
| 重要限制 | API重度不能替代组成、沸程或与温度相关的物性数据。 |
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