原油貿(mào)易計量中凈重量計算方法的差異分析

施盛林，張達(dá)智，崔立，馬德起

1.天津口岸檢測分析開發(fā)服務(wù)有限公司 （天津 300457）2.天津海關(guān)化礦金屬材料檢測中心 （天津 300456）

原油貿(mào)易中，一般以毛重量作為運費結(jié)算依據(jù)，以凈重量作為貨物結(jié)算依據(jù)，所以原油貿(mào)易計量的準(zhǔn)確性直接影響著買賣雙方的經(jīng)濟(jì)效益[1]。原油凈重量計算方法的影響因素有兩個：一是沉淀物是否參與凈重量計算，二是凈重量計算的順序，這體現(xiàn)在計量標(biāo)準(zhǔn)的差異上。毛量扣除水含量（水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)）或扣除水含量和沉淀物計算得到凈重量。其表現(xiàn)形式通常是凈重量（t）、凈體積（20℃，m3）或凈桶（60 ℉，BBLS），采用體積流量計動態(tài)計量和容器靜態(tài)計量最先得到的量都是毛體積（20℃，m3），在計算凈重量時，計算順序不同，計算結(jié)果也存在差異。因而有必要梳理原油貿(mào)易計量標(biāo)準(zhǔn)，研究標(biāo)準(zhǔn)之間的差異，確定這些方法因素帶來的差異率是否顯著。本文僅討論計算順序帶來的影響。

1 原油中水和沉淀物測定

1.1 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

原油中水含量的結(jié)果表示分為質(zhì)量分?jǐn)?shù)和體積分?jǐn)?shù)兩種形式[2]，因此整理出現(xiàn)行使用的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（表1）。

GB/T 8929—2006、GB/T 260—2016 和 GB/T 6531—1986為測定水含量和沉淀物的經(jīng)典方法，為仲裁方法。GB/T 6533—1986離心法不能精確分析含有較小水滴的穩(wěn)定乳化液的水含量，GB/T 11146—2009和GB/T 8929—2006可替代其用于水含量的測量[3]。GB/T 26986-2011同樣適用于測定原油水含量，但大量物質(zhì)和多種化合物凝聚或發(fā)生氧化還原反應(yīng)會干擾卡爾·費休電位滴定法測定水含量。原油中干擾物質(zhì)僅可能是硫醇和離子硫化物。當(dāng)水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.05%～2.00%時，質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.05%的硫干擾是很小的[4]。

表1 原油中水和沉淀物測定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

1.2 水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和體積分?jǐn)?shù)的換算

原油中水含量的計算方式以質(zhì)量分?jǐn)?shù)ω或體積分?jǐn)?shù)φ計，以%表示。其中，假定水的密度為1g/cm3，關(guān)系式為：

式中：V0為做空白試驗時接收器中水的體積，mL；V1為試樣的體積，mL；V2為接收器中水的體積，mL；m為試樣質(zhì)量，g；ρ為樣品密度，g/cm3。

可知水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與體積分?jǐn)?shù)的關(guān)系式為：

1.3 沉淀物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和體積分?jǐn)?shù)的換算

沉淀物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)X，以%表示。關(guān)系式為：

式中：A為沉淀物質(zhì)量，g；B為試樣質(zhì)量，g。

如若按照體積分?jǐn)?shù)報告沉淀值時，要計算出沉淀物的體積和沉淀物的體積占原試樣的分?jǐn)?shù)。當(dāng)沉淀物的主要部分是砂子（二氧化硅，密度為2.32 g/cm3）和少量的其他天然存在的物質(zhì)（密度小于砂子）時，對所獲得的沉淀物就要使用2.0 g/cm3這個任意密度。求沉淀物的體積分?jǐn)?shù)是把沉淀物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)乘上原油20℃的密度，再除以2.0 g/cm3?？芍恋砦锏捏w積分?jǐn)?shù)Y，以%表示，關(guān)系式為：

式中ρ未知時取0.85 g/cm3。

通過油品類別和貿(mào)易協(xié)議，按GB/T 260—2016或GB/T 8929—2006測定水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或體積分?jǐn)?shù)，按GB/T 6531—1986測定沉淀物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或體積分?jǐn)?shù)，將二者相加作為沉淀物和水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和體積分?jǐn)?shù)。也可按照GB/T 6533—2012一次測出原油中水和沉淀物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或體積分?jǐn)?shù)[6-7]，但不作為仲裁方法。

沉淀物和水有體積分?jǐn)?shù)和質(zhì)量分?jǐn)?shù)兩種確定方式，應(yīng)根據(jù)油量計算是基于體積還是基于質(zhì)量來選擇使用，故沉淀物和水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示為：

沉淀物和水的體積分?jǐn)?shù)表示為：

2 原油動態(tài)、靜態(tài)計量中毛重量、凈重量計算

2.1 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)國內(nèi)現(xiàn)有原油計量標(biāo)準(zhǔn)，對凈重量計算方法進(jìn)行了整理，見表2。

表2 原油動、靜態(tài)計量中毛、凈重量計算的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

由表2得知，原油動態(tài)、靜態(tài)計量標(biāo)準(zhǔn)凈重量計算方法中，水含量及沉淀物選取存在差異。一是部分標(biāo)準(zhǔn)未考慮沉淀物的影響；二是部分標(biāo)準(zhǔn)僅考慮ω，可計算凈重量，未提供凈體積的計算方法。

2.2 原油凈重量計算方法

2.2.1 凈重量的計算

凈重量計算如圖1所示。

圖1 凈重量的計算示意圖

計算公式為：

通過分析，除水含量及沉淀物選取不同之外，mgw和Vns各標(biāo)準(zhǔn)計算方法相同，凈重量mnw存在兩種計算方法，一種是通過Vns得到的，記作mnw；另一種是通過mgw得到的，記作mnw′。這兩種計算方法均可在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中找到依據(jù)：GB/T 19779—2005《石油和液體石油產(chǎn)品油量計算 靜態(tài)計量》中13.4.1基于體積 公式（18）：mn=Vns×WCF；SN/T 2389.13—2013《進(jìn)出口商品容器計重規(guī)程第13部分:石油及其液態(tài)產(chǎn)品船艙靜態(tài)計重》中5.4.6計算表觀質(zhì)量公式（11）：mn=Vns×WCF。

2.2.2 凈重量計算方法差異分析

分析公式mnw與mnw′，可做如下推導(dǎo)：mnw－mnw′=Vns×Fw－mgw×（1-msw）=Vgs×（1-Vsw）×Fw-Vgs×Fw×（1-msw）=Vgs×Fw×(msw-Vsw)。

以原油20℃密度為850.0～950.0 kg/m3、水質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25%～1.00%、20℃毛體積為100 000 m3時，按照前面分析得到的公式計算，結(jié)果見表3。

由表3可得，密度越小、水含量越大，mnw和mnw′的差異越大。兩種原油凈重量的計算方法與原油密度、水含量有關(guān)，且存在差異，從而影響貿(mào)易結(jié)算。

表3 原油凈重量動靜態(tài)計量差異分析表

以某油田一批外輸原油為例，20℃密度為936.1 kg/m3、水含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為0.95%、20℃毛體積為104657.250m3時，mnw=96924.911 t，mnw′=96984.313t，差異量59.403 t，差異率0.61‰?？梢酝扑?，計算方法差異引發(fā)的貿(mào)易結(jié)算額相差約12萬元。

3 結(jié)束語

原油作為國際貿(mào)易最先開展的商品，國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)已沿用多年。原油凈重量的計算需通過20℃毛體積、20℃密度、水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)或體積分?jǐn)?shù)計算得到，由于各種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定既可采用凈體積計算，也可采用毛重量計算，計量人員容易產(chǎn)生誤解，認(rèn)為兩種計算方法得到的結(jié)果相等。本文經(jīng)過對標(biāo)準(zhǔn)原文的分析和嚴(yán)密的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，證明了差異的存在，給出了差異率和實例。對原油密度檢驗標(biāo)準(zhǔn)的分析可知，利用密度結(jié)果采用凈體積計算凈重量欠妥。建議在修訂標(biāo)準(zhǔn)過程中，取消凈體積計算凈重量的方法，僅保留毛重量計算凈重量的計算方法，減少由此帶來的貿(mào)易爭議。