Особенности керосина: история и получение продукта, его виды и сфера применения

Керосин – прозрачное вещество с масляной структурой, прозрачного или светлого, желтоватого цвета. Получают субстанцию при разделении многокомпонентных составляющих ректификацией или при прямой перегонке нефти. Горючая смесь жидких углеродов имеет t° кипения от +150°C до +250°C. Благодаря свойствам нефтепродукта и его характеристикам, купить керосин можно для обслуживания авто и авиатехники, а также приборов освещения и многого другого.

Название керосин произошло от древнегреческого «Κηρός», что означает воск

История

Сведения о дистилляции нефти начинаются с Х века н.э.. Однако широкого применения продукты дистилляции не находили несмотря на сведения о использовании нефти в масляных лампах. Начало промышленному использованию светлых нефтепродуктов в освещении было положено в 40-50-х годах XIX века. Разными людьми было продемонстрировано получение светлой малопахучей горючей жидкости перегонкой из угля, битума, нефти. Был получен ряд патентов. В 1851 году вступила в строй первая промышленная перегонная установка в Англии. В 1854 была зарегистрирована торговая марка «керосин». Начался процесс адаптации масляных ламп в керосиновую лампу. В 1853 году, во Львове работники аптеки Петра Миколяша «Под золотой звездой», Игнатий Лукасевич и Ян Зег разработали методику дистилляции и очистки нефти Теперь можно было начать производство керосина, или «новой камфины», как называл керосин Лукашевич. В декабре 1853 года ученые получили австрийский патент. В этом же году Зег открыл во Львове первое небольшое нефтеперерабатывающее предприятие. В XIX веке из продуктов перегонки нефти использовали только керосин (для освещения), а получавшийся бензин и другие нефтепродукты имели крайне ограниченное применение. Например, бензин применялся в аптекарских и ветеринарных целях, а также в качестве бытового растворителя, и поэтому большие его запасы нефтепромышленники попросту выжигали в ямах или сливали в водоёмы. В 1911 году керосин уступил бензину своё лидирующее положение на мировом рынке нефтепродуктов из-за распространения двигателей внутреннего сгорания и электрического освещения. Вновь значение керосина начало возрастать только с 1950-х, ввиду развития реактивной и турбовинтовой авиации, для которой именно этот вид нефтепродуктов (авиакеросин) оказался практически идеальным топливом. Интересно и происхождение слова керосин. Так, в Русской энциклопедии (т. 10, с. 42), изданной в Петербурге книжным товариществом «Деятель», сказано: «Керосин… введен в продажу торговым домом „Кэрръ и сынъ“ („Care and Son“), отсюда название». Однако в Большой советской энциклопедии мы читаем: «Керосин (англ. kerosene, от греческого kerós — воск)»

История и происхождение названия

Получение светлых нефтепродуктов путем перегонки нефтяных образований был описан еще в 9 веке персидским ученым Рази (иногда, Разес). В своей книге «Kitab al-Ascar» («Книга секретов») он описал два метода производства так называемых «naft abyad», что в переводе означает «белая нефть», с использованием специального аппарата «алембик». По одному методу в качестве абсорбента использовалась глина, в другом – хлорид аммония (или другая аммиачная соль). Процесс перегонки повторяли до тех пор, пока не получался прозрачный продукт, не дающий при сгорании едкого дыма.

Сохранились упоминания, что задолго до этого, еще в 1500 году до н.э., китайцы перегоняли нефть и использовали светлые продукты в качестве лампового топлива – т.е. некоего подобия современного керосина.

Осветительное масло из угля и горючего сланца

Еще в 1700-х годах при производстве угольного газа, используемого для освещения, и каменноугольной смолы, химики обнаружили побочный продукт – так называемое «угольное масло». Однако эта горючая субстанция не пользовалась популярностью, так как при горении выделяла много дыма, и соответственно, не могла использоваться для внутреннего освещения. В городах для этих целей использовался как раз угольный газ, а за пределами крупных центров лампы заправляли китовым жиром, который горел достаточно ярко и «чисто».

Именно использование китового жира для освещения привело к существенному сокращению популяции китов.

В 1846 году канадский геолог Абрахам Пинео Геснер заявил об открытии им способа получения качественной горючей субстанции из каменного угля. В доказательство он провел публичный эксперимент, разогрев уголь в реторте и отогнав из него прозрачную жидкость. После этого он заправил получившейся жидкостью лампу и продемонстрировал, что новое топливо ничуть не уступает китовому жиру.

Выделенную таким способом жидкость Геснер назвал «kerosene», как сокращение от «keraselaion», что в переводе с греческого означает восковое масло. Однако сразу получить патент на свое изобретение и зарегистрировать название Геснеру не удалось.

Параллельно с этим в 1848 году шотландский химик Джеймс Янг в ходе проведения экспериментов с сухой перегонкой каменного угля и торбанита извлек из них ряд полезных жидкостей. Одну из субстанций ученый назвал парафиновым маслом, основываясь на ее свойстве затвердевать при низких температурах, как парафиновый воск. В 1850 году Янг получил патент на свое изобретение и полученные продукты В Шотландии, а в 1852 году – в США.

Несмотря на явный приоритет открытия, Геснер получил патент на свой продукт только в 1854 году, через два года после Янга. Однако, метод очистки Геснера превосходил метод Янга, поэтому в 1854 году ряд промышленных компаний Нью-Йорка, а затем Бостона начали производство керосина из каменного угля и горючего сланца по методу Геснера. В том же 1854 году ученый зарегистрировал товарный знак «Kerosene», и дал право на его использование в качестве названий лампового масла только двум и «Downer Company».

Что это?

Керосин — это горючая смесь, состоящая из жидких углеводородов. Температура кипения керосина варьируется в пределах 150-250° по Цельсию. Это прозрачная, не имеющая цвет (в некоторых случаях желтоватая) жидкость, чуть маслянистая на ощупь.

Само слово произошло от англ. kerosene. В свою очередь, оно имеет греческие корни: κηρός — «воск».

Керосин получается путем прямой перегонки или ратификации нефти. Иногда — посредством ее вторичной переработки. В некоторых случаях продукт подвергают гидроочистке.

Керосин, виды, химический состав, свойства и применение.

Керосин – это горючая жидкость, горючее топливо. Представляет собой горючую смесь жидких углеводородов (от C8 до C15) с температурой кипения в интервале 150-250 °C, получаемая путём прямой перегонки или ректификации нефти.

Керосин, как топливо

Физические свойства керосина

Типы, виды и марки керосина

Химический (компонентный, углеводородный и элементный) состав керосина

Получение керосина

Применение керосина

Другие виды топлива: биодизель, биотопливо, газойль, горючие сланцы, керосин, лигроин, мазут, нефть, попутный нефтяной газ, природный газ, свалочный газ, сланцевая нефть, сланцевый газ, синтез-газ

Состав вещества

Мы разобрались с температурой кипения керосина. Теперь представим состав данного продукта. Он не является универсальным и эталонным, так как зависит от сырья — нефти, ее способа переработки и химического состава.

Итак, состав керосина по ГОСТ:

• Алифатические предельные углеводороды — 20-60% от общей массы.
• Углеводороды нафтеновые — 20-50%.
• Ароматические бициклические углеводороды — 5-25%.
• Углеводороды непредельные — до 2%.
• Незначительное содержание примесей — сернистых, кислородных или азотистых.

Представим теперь важнейшие свойства данного вещества.

Авиационный

Подразделяется на реактивное и самолетное горючее. Имеет высокую отметку воспламенения, а также:

• Подходит для смазки моторов и систем подачи горючего разной авиатехники.
• Используется в качестве хладагента.
• Характеризуется повышенной окисляемостью при нагревании.
• Отличается стабильностью показателей.
• Обладает стойкостью к низким температурным отметкам.

Керосин нередко применяют для удаления налета и ржавчины на узлах техники

Технический

Согласно ГОСТу 18499-73, в составе сортов КТ-1 и КТ-2 может содержаться не более 7% ароматических углеродов. Вещество служит сырьем для производства этилена, а также заменяет прочие растворители и вещества для мытья или чистки:

• Узлов оборудования.
• Деталей транспорта.

До 20 % керосина можно добавлять в летний дизель. Это позволяет снизить температурную отметку застывания, без потери эксплуатационных качеств солярки.

Чтобы определить, на какой температурной отметке произойдет помутнение керосина, нужно провести оптический опыт. Необходимо наблюдать за изменением пропускной способности вещества, относительно световых лучей

Осветительный

Благодаря составу, регламентированному ГОСТами «Керосин осветительный из сернистой нефти» 11128-65 и «Керосин осветительный» 4753-68, при сжигании продукта не образуется черная копоть и нагар. Применяется вещество для бытовых осветительных и нагревательных приборов — примусов, керосинок и керогазов. Его используют для снятия застаревших лакокрасочных покрытий. Подходит керосин для:

• Очистки.
• Растворения.
• Промывки.
• Обезжиривания.
• Пропитки.

Осветительный керосин, химический состав которого характеризуется сильной испаряемостью, безопасен для окружающих. Содержание паров не превышает 300 мг на 1 м3.

Состав керосина позволяет применять его для обжига продукции из стекла и фарфора

Для чего применяется керосин

Как один из самых распространенных нефтепродуктов, керосин применение нашел в различных сферах. Сырье может подходить для создания:

• Топлива реактивных агрегатов.
• Добавок в топливо для ракет.
• Горючего для оборудования обжига.
• Заправки бытовой техники.
• Недорогих растворителей.
• Альтернативы зимнему и арктическому дизелю.

Как в прошлом, так и в современности, качественный осветительный керосин широко применим. Его можно встретить на производстве в цехах, домашних мастерских и т.д. Стоит помнить, что при эксплуатации нужно соблюдать меры предосторожности.

Основные показатели керосина осветительной марки

Керосин (ГОСТ 18499-73) разработан для технических целей – с его помощью чистят и смазывают механизмы, удаляют ржавчину и т.д. Разные типы вещества подходят для пропитки кожи, проведения файер-шоу и большого числа других задач.

В народной медицине допустимо лечение керосином различных болезней. Чаще всего он используется для выведения вшей. В различных дозах, с определенными примесями и способами применения его рекомендуют для профилактики болезней:

• Желудочно-кишечного тракта.
• Нервной системы.
• Сердечно-сосудистой системы.
• Легких и т.д.

Керосин стал основой для растирок, примочек и других процедур в народной медицине

Кинематическая вязкость

При характеристике керосина по ГОСТу будет актуальной и эта позиция. Надо сказать, что вязкость углеводородов, входящих в состав данного продукта существенно изменяется с понижением/повышением его температуры. Чем последняя будет выше, тем меньше становится вязкость.

Это весьма важная характеристика. Вязкость керосинов оказывает большое влияние на ряд эксплуатационных особенностей топливных систем летательных аппаратов, а также процессы сгорания и смесеобразования в двигателе.

Так, вязкость керосина при 20 °С составляет 1,2 — 4,5 мм2/с.

Применение вещества

Более всего нам известен топливный керосин. Нефтепродукт применяют в качестве реактивного топлива в ракетах и самолетах. Это и известное горючее, используемое при обжиге фарфоровых и стеклянных изделий. Керосин выпускается также и для бытовых осветительных и нагревательных приборов. Применяется для аппаратов по резке металлов. Еще это растворитель (как пример, для нанесения пестицидов), сырье в нефтеперерабатывающем производстве.

Керосин реально использовать в качестве заменителя арктического и зимнего топлива. Но в этом случае он не является равноценной альтернативой — необходимо добавление цетаноповышающих и антиизносных присадок. Для многотопливных моторов (на базе дизельного двигателя) возможно применение чистого керосина, но лишь кратковременное.

Зимой будет допустимым добавление керосина в доле 20 % в летнее дизельное топливо в целях снижения температуры застывания последнего. При этом эксплуатационные характеристики страдать не будут.

Что касается развлекательной сферы, то тут именно керосин выступает главным топливом при проведении различных фаер-шоу (представлений с «участием» огня). Тому способствует его отличная впитываемость и относительно низкая температура горения. В быту известно применение керосина в качестве средства для удаления ржавчины и промывки различных механизмов.

Плотность

Одна из важнейших характеристик, используемых в отношении всех нефтепродуктов. И если сравнить плотность керосина и воды, мы увидим, что последняя будет выше. Приведем конкретные цифры:

• Плотность воды дистиллированной при «идеальной» температуре 3,7 °С — 1000 кг/м3.
• Плотность воды морской при «идеальной» температуре 3,7 °С — 1030 кг/м3.
• Плотность воды кипящей при 100 °С — 958,4 кг/м3.

Для дальнейшего сравнения плотности воды и керосина познакомимся с этой характеристикой уже касательно нефтепродукта. Это 800 кг/м3.

Надо сказать, что на первых этапах развития нефтяной промышленности плотность была единственной характеристикой керосина. Сегодня же на практике чаще всего используют такую величину, как относительная плотность. Это безразмерный показатель, равный соотношению истинных плотностей данного нефтепродукта и дистиллированной воды, взятых для сравнения при определенных температурах.

Так, плотность керосина при 20 °С будет составлять от 780 до 850 кг/м3.

Как определить

Чтобы определить плотность керосина необходимо использовать относительные величины. При +20°С показатель может составлять 780 до 850 кг/м3. Чтобы провести расчеты можно воспользоваться формулой:

Р20 = РT + Y(T + 20)

В данном уравнении:

• Р – плотность горючего при t° испытания (кг/м3).
• Y – усредненная температурная поправка, кг/м3 (град).
• T – показатель тепла, при котором произведены измерения плотности (°С).

При выборе ГСМ необходимо учитывать характеристики, приведенные в паспорте качества.

При нагревании керосина Т-1 его плотность снижается, поскольку происходит тепловое расширение и рост объема за счет теплового расширения. Так при t° + 270°С, плотность марки Т-1 будет 618 кг/м3.

Температура вспышки

Следующая после температуры кипения керосина характеристика – температура вспышки. Это параметр, по которому определяется степень пожарной опасности данной жидкости. Тут температура вспышки керосина будет варьироваться от 28 до 60 °С.

Надо сказать, что эта характеристика строго контролируется стандартами для предотвращения попадания в топливо бензина, который способен резко повысить его огнеопасность. Практическое определение температуры реактивных вспышек керосиновой жидкости предписывается стандартами всех государств мира.

Керосин

Керосин, получивший такое большое значение в общежитии и представляющий в настоящее время один из наиболее важных осветительных материалов, является вместе с тем продуктом заводской переработки нефти. Так как нефть, или «жидкое минеральное тело», встречающееся во многих местах в недрах земли, представляется весьма разнообразной по своему химическому составу и физическим свойствам, то, конечно, не кажется странным также тот факт, что и керосин, полученный из различных нефтей, не представляется тождественным. Это в особенности справедливо по отношению к керосину из американских и русских нефтей, существенно отличающихся друг от друга по своему химическому составу. Элементарный химический состав керосина в среднем таков:

Углерода — 85,28%

Водорода — 14,12%

Кислорода и азота — 0,60%

Содержание золы обычно не превышает 0,002%, а серы не больше 0,02%. Теплотворная его способность в среднем 10 500 калорий. Керосин представляет сравнительно новый продукт, так как производство его возникло всего 50 лет тому назад, когда американскому полковнику Драку, после довольно продолжительных усилий, удалось добиться — применением бура к добыче нефти — получения значительных количеств этого необходимого для фабрикации керосина сырья. До этого времени жидкими осветительными материалами служили различные растительные масла: оливковое, кунжутное, сурепное и др., а также так называемый «фотоген», или «соларовое масло», приготовлявшееся из смолы, получающейся при сухой перегонке некоторых сортов каменного угля, торфа, сланцев и т. п. Так как сырая нефть во многих отношениях похожа на смолу, служившую материалом для приготовления фотогена, то было естественно применить к обработке этого сырья те приемы, которые уже практиковались при получении фотогена. С 1860 г. керосиновое производство в Америке становится на твердую почву, и керосин в значительных количествах появляется в Европе. В настоящее время, нет сомнения, керосин распространен почти на всем земном шаре; введение керосиновых ламп обеспечило дешевый источник света даже для беднейших классов населения и тем самым, конечно, содействовало улучшению экономического положения человечества. Если таким образом плодимые в житейскую практику новые химические продукты представляют материализованные химические идеи, то, нет сомнения, идея замены дорогих растительных масел и фотогена дешевым керосином должна быть признана одной из наиболее счастливых. О размерах керосинового производства можно судить по тому, что за последние годы, например 1911 год, вывоз керосина из Соединенных Штатов равнялся 1112 миллионам галлонов, или 200,2 миллионов пудов, а за 1910 год вывезено из России 32,4 миллиона пудов керосина и других осветительных масел. Если принять во внимание местное потребление керосина в Америке и России, а также производство этого продукта в других нефтяных центрах (Румыния, Галиция, голландская Индия, Япония и др. менее значительные центры), то производство его, нет сомнения, превышает 300 млн. пудов в год.

По своему химическому составу керосин представляет смесь различных углеводородов, перегоняющихся в пределах 150°—270°С; в керосинах различного происхождения эти углеводороды относятся к различным гомологичным рядам. В состав американского керосина входят главным образом углеводороды парафинового или метанового ряда, отвечающие общей формуле CnH2n+1, в частности углеводороды, в которых n отвечает 10-16. Таким образом, в состав этого керосина входят; декан, C10H22, ундекан, C11H24, додекан, C12H26, и т. д. до гексадекана, C16H34, включительно, бакинский керосин состоит главным образом из углеводородов нафтенового ряда (исследованных преимущественно русскими химиками: Марковниковым и Оглоблиным, Бейльштейном и Курбатовым, Шютценбергером и Иониным, Зелинским, Вреденом и др.); они отвечают общей формуле CnH2n т. е. содержат меньше водорода по сравнению с углеводородами парафинового ряда. Понятно, что раз в состав их входит больше тяжелого углерода и меньше легкого водорода, то и керосин бакинский, состоящий из этих углеводородов (от С9Н18 до C14H30 представляется более тяжелым, труднее всасывается по фитилю, но зато вследствие большего содержания углерода обладает и большей световой силой. Насколько сильно разнятся эти углеводороды по своим физическим свойствам, можно проследить на свойствах одного какого-нибудь углеводорода, например углеводорода с 11 атомами углерода. Ундекан, C11H24, кипит при 182°, удельный вес 0,765; эндеканафтен, C11H22, кипит при 180°—184°, удельный вес 0,849, т. е. нафтен, кипящий почти при той же температуре, что и отвечающий ему парафин, тем не менее обладает значительно большим удельным весом.

Керосин приготовляется из нефти путем дробной перегонки ее, и в зависимости от различия в составе русской и американской нефти приемы перегонки в обеих странах неодинаковы. В Америке нефть обыкновенно подвергается перегонке в больших железных клепаных котлах очень значительной емкости (до 25 000 пудов за раз), обогреваемых непосредственно топочными газами, а в России, ввиду того, что бакинская нефть обладает меньшей летучестью, перегонку ведут в котлах значительно меньшей емкости и притом не только за счет теплоты топочных газов, но также и перегретого до 200°С пара, который впускается непосредственно внутрь котла и в значительной степени облегчает выделение нефтяных паров.

Периодическая перегонка

нефти, еще сравнительна недавно представлявшая очень распространенный прием работы, в настоящее время почти оставлена, и на большинстве заводов применяется теперь почти исключительно непрерывная перегонка, впервые выработанная Нобелем, почему и носящая его имя. Перегонная батарея Нобеля представляет серию из 12—14 лежачих железных клепаных котлов емкостью каждый обыкновенно на 1000 пудов, поставленных таким образом, что каждый последующий куб лежит немного ниже предыдущего. Нефть самотекам направляется из одного котла в другой, причем температура внутри котлов при помощи топок и перегретого пара держится различной и в каждом нижележащем кубе на 10°—15°С выше. В нескольких первых котлах происходит отгонка бензина, т. е. из них выделяется погон, кипящий до 150°С; в эти котлы перегретый пар не впускается. В остальных котлах отбирается погон до 270°С. Очевидно, что таким путем получается ряд отдельных погонов, смешением которых получается керосин значительно лучшего качества, чем при периодической перегонке. Ввиду существенных преимуществ этого приема работы (кроме лучшего качества керосина, при непрерывной перегонке тратится меньше топлива, меньше изнашиваются котлы, надо меньше рабочих рук, самая перегонка идет значительно ровнее, и пр.), нобелевская система перегонки практикуется теперь также на многих нефтяных заводах Румынии, Галиции и в Америке. Выход керосина из пенсильванской нефти достигает 70—80%, из бакинской нефти — не более 40%, а из грозненской обыкновенно далее не больше 25% от веса сырой нефти. Вместе с тем остающиеся после отгонки керосина бакинский мазут является превосходным материалом для получения смазочных масел, которые в качественном отношении стоят значительно выше американских смазочных масел. Охлаждение погонов в Баку производится обыкновенно морской водой; и так как летом она нагревается до сравнительно высокой температуры, а керосин надо не только сгустить, но также и охладить, то расход на воду в Баку на заводах представляется весьма значительным. Сгустившиеся погоны из погоноразделителя направляются в отстойные цистерны, где происходит возможно совершенное отделение керосина от воды, что существенно важно, так как очистке подвергается только совершенно сухой керосин.

Очищение сырого керосина имеет целью удалить находящиеся в нем примеси: фенолы, нефтяные кислоты, ненасыщенные углеводороды, ароматические соединения и т. п. Присутствие этих веществ потому вредно, что некоторые из них, как, например, фенолы, обусловливают осмаливание керосина, вследствие чего ухудшается внешний вид и запах его; другие, как нефтяные кислоты, обусловливают разъедание металлических частей ламп. Очистка керосина производится последовательной обработкой отстоявшегося керосина сперва серной кислотой, а затем едким натром, в особого рода очистительных приборах, так называемых меланжерах, очень значительной емкости, до 25 000 и больше пудов за раз. В этом приборе сверху на керосин направляется непрерывной струей серная кислота, а снизу через толщу керосина продувается под давлением струя воздуха, нагнетаемая из воздуходувки. Очищенный серной кислотой керосин на некоторых заводах промывается водой; морская вода однако для этой цели непригодна, так как при обработке ею образуются трудно удаляемые и придающие керосину опаловидность магнезиальные и известковые масла нефтяных кислот. Во всяком случае, после промывки, или без этой промывки, но керосин, очищенный серной кислотой, подвергается затем очистке раствором едкого натра, который удаляет вещества кислотного характера. Если после очистки серной кислотой керосин промывался водой, то расход на едкий натр может быть сокращен в очень значительной степени. После очистки керосин направляется в товарные цистерны для отстаивания. Скопляющиеся при очистке керосина отбросы, как кислотные, так и щелочные, в настоящее время большей частью утилизируются. Кислотные отбросы перерабатываются на черную серную кислоту, которая употребляется для предварительного перед чисткой подсушивания керосина, а щелочные отбросы или перерабатываются на нефтяные кислоты, идущие на мыло, для приготовления различных солей, ализаринового масла и пр., или подвергаются сухой перегонке, или, наконец, сжигаются с целью регенерации соды. При очистке объем керосина убывает на 5—8%, а удельный вес убывает на 0,004—0,005. Что касается до количества реагентов, употребляемых на очистку, то оно изменяется в довольно широких пределах в зависимости от сорта сырой нефти. Тогда как для очистки бакинского керосина обыкновенно употребляется 0,6—0,8% серной кислоты, а иногда и меньше, для очистки керосина из смолистой грозненской нефти приходится употреблять до 1—1½%. При очистке стремятся однако не только удалить вредные примеси, но также по возможности и обесцветить керосин. Требования, установленные для керосина в отношении цвета и узаконенные правительством, ставят предельную марку для керосина 2,5, т. е. такую, при которой столб керосина в 140 миллиметров был бы равнозначущ в отношении окраски нормальному стеклу аппарата Штаммера. В практике однако обычно стремятся к получению даже более светлых керосинов с маркой 2,25 и ниже.

Огромное практическое значение имеет температура вспышки керосина. Температурой вспышки называется та температура, при которой керосин выделяет количество паров, достаточное чтобы произвести легкий взрыв, причем на поверхности керосина получается быстро тухнущее, перебегающее синее пламя. Температурой воспламенения керосина — та температура, при которой керосин загорается. Чем менее тщательно была произведена перегонка керосина, тем обыкновенно он больше содержит бензина, погона с низкой температурой кипения и потому сильно понижающего температуру его вспышка. Керосин с низкой температурой вспышки опасен при сжигании его в обыкновенных лампах; в результате при этом нередко образуется взрывчатая смесь, которая загорается от соприкосновения с пламенем, разрывает лампу и обусловливает пожар. Именно с целью обезопасить употребление керосина в различных странах установлены нормы, определяющие его предельную минимальную температуру вспышки. В России температура вспышки не должна быть ниже 28°С, и весь выпускаемый на рынок керосин исследуется чинами акцизного ведомства на его огнеопасность в узаконенном приборе Абеля-Пенского. В других странах, сообразно с климатическими условиями, меняется температура вспышки, и в Америке, например, в различных штатах она различна. Для точного определения температуры вспышки употребляется, как уже указано выше, нафтометр с закрытым резервуаром Абеля-Пенского. Температура вспышки лучших сортов русского керосина лежит в пределах 30°—34°С. Конечно, в практике керосин в наибольших количествах употребляется как осветительный материал и, при сжигании его в лампах, помимо качества керосина, необходимо также обращать большой внимание и на конструкцию ламп. При этом лампы должны быть приспособлены для сжигания керосина определенного качества. В начале статьи уже было указано, что американский керосин существенно отличается от русского; именно он значительно легче. Поэтому и американский керосин будет сравнительно плохо гореть в русских лампах, а русский керосин не горит как следует в лампах, приспособленных для сжигания американского.

Всякая лампа состоит из трех главных частей: резервуара, горелки и стекла, обусловливающего тягу, необходимую для правильного горения ее. Горелки бывают двух типов: круглые и плоские. Плоские горелки могут быть с одним, двумя, тремя и большим числом фитилей. Плоские горелки различаются по линейности, т. е. по ширине фитиля, выраженной в линиях; для круглых горелок линейность выражает ширину в развернутом состоянии, деленную на два. Для правильности горения необходимо, чтобы к месту горения в единицу времени доставлялось определенное количество керосина; при избытке керосина лампа будет коптить, при недостатке — фитиль обугливается и дает нагар. Так как равномерность притока к фитилю керосина зависит и от степени изменяемости уровня, то ламповые резервуары делаются обыкновенно широкими и низкими, так как в них уровень керосина, остается более постоянным. В настоящее время конструируются лампы и без стекла, в которых необходимый для горения воздух засасывается помощью различного рода механизмов. Существуют также лампы, в которых керосин горит в распыленном состоянии, причем это распыливание производится сжатым воздухом. Иногда такого рода керосиновые лампы обладают очень значительной световой силой, до 3000 свечей и употребляются для освещения площадей, гаваней и т. п. Теперь начинают распространяться также лампы, в которых пары керосина при сгорании накаливают ауэровский чулочек из огнестойких окислов и дают свет, приближающийся к свету, даваемому газом в ауэровских горелках (см. горелки, XVI, 120/122).

Много керосина употребляется как топливо для сжигания в керосиновых печах, как для обогревания жилых помещений, так и для приготовления пищи. Наконец, нельзя не упомянуть, что в настоящее время очень большое значение приобрели керосиномоторы (см. двигатели внутреннего сгорания — о двигателях жидкого топлива), в особенности в сельскохозяйственной промышленности. В Америке огромные площади пустовавших раньше, благодаря отсутствию воды, земель в настоящее время представляют центры различных культур, так как для орошения полей применяется искусственная ирригация, при помощи воды, выкачиваемой из недр земли поставленными на различных участках насосами, приводимыми в движение от керосиномоторов. Точно так же керосиномоторы оказываются незаменимыми при разработке рудников в тех местностях, где нет воды или трудно ее достать.

А. Лидов.

Температура самовоспламенения

На очереди еще один тепловой показатель – температура воспламенения керосина. Под этой характеристикой следует понимать такое воспламенение паровоздушной смеси, которое приводит к горению. Однако воспламенение паров не всегда будет достаточным условием для возникновения устойчивого горения керосина.

Температурой самовоспламенения называется наименьшая температура, при которой пары нефтепродукта совместно с воздухом способны загореться без наличия источника воспламенения. Кстати, именно на таком замечательном свойстве и основано функционирование дизельных двигателей внутреннего сгорания.

Самовоспламенение керосина будет происходить при температуре в 300 °С.

Физические свойства керосина:

Примечание:

* с повышением температуры плотность керосина уменьшается.

** температура воспламенения – это температура горючего вещества, при которой оно выделяет горючие пары и газы с такой скоростью, что после воспламенения их от источника зажигания возникает устойчивое горение;

** температура вспышки – температура, при которой пары нефтепродукта образуют с окружающим воздухом смесь, вспыхивающую при поднесении к ней огня.

Таблица удельного веса керосина

Так как, керосин является сложным веществом, рассчитать необходимый ее удельный вес в полевых условиях не представляется возможным. Данные вычисление производятся в специальных лабораториях с использованием специализированного оборудования. Однако, при это среднее значения диапазона удельного веса известно и равно значениям, представленным ниже в таблице. Данная таблица поможет провести необходимые расчёты, в том числе и такого параметра, как вес керосина.

Удельный вес и вес 1л керосина в зависимости от единиц измерения

Состав керосина

Учитывая возможность получения способом дистилляции, эта жидкость встречается в природе в чистом виде. В простой структуре это смесь углеводородов в различном процентном содержании. Объем компонентов зависит от месторождения нефти.

Состав жидкости:

• Углеводороды: Алифатические. В объеме от 20 до 60 процентов;
• Ароматические – до 25 %;
• Нафтеновые – до 50%.

В зависимости от процентного содержания того или иного компонента керосин по химическому составу может показывать превалирование тех или иных качеств. Именно поэтому при ответственном применении проводят лабораторные испытания, учитывают качество сырья. В современных условиях для получения жидкости с точным компонентным составом модифицируется технология изготовления топлива.

Расчеты удельного веса

Для того чтобы провести необходимые вычисления надо, для начала, определиться что же означает это понятие.

Удельный вес – это обозначение соотношения веса необходимого вещества к его объему. Данный параметр вычисляется с помощью формулы: y=p*g, где y – удельный вес, p – плотность, g – ускорение свободного падения, которое в обычных случаях является константой и равняется 9,81 м/с*с.

Результаты измеряются в Ньютонах, деленных на метр кубический (Н/м3). Для перевода в международную систему, то есть в кг/м3, значение умножаем на 0,102.

Отличие керосина от бензина

Способ получения авиационного керосина – прямая перегонка малосернистой и сернистой нефти. Для улучшения физико-химических свойств керосина применяются различные присадки и гидроочистка. Керосин имеет ряд преимуществ перед бензином:

• высокий показатель теплоты сгорания (как массовой, так и объёмной);
• низкая испаряемость;
• меньшая температура замерзания;
• небольшая кинематическая вязкость.
• Кроме того, керосин менее пожароопасен, чем бензин.

Существенный плюс в использовании керосина – широта применения. Кроме топлива для реактивных силовых установок, он используется на борту как хладагент или теплоноситель для радиаторов. Для управления сечением сопла двигателя используется гидросистема, рабочей жидкостью в которой также может быть керосин. Излишне напоминать, что данный вид топлива – прекрасный растворитель. Это крайне важно при организации процесса технического обслуживания реактивных авиадвигателей.

Что такое керосин

Находящийся в агрегатном состоянии жидкости, представляет собой смесь различных углеводородов. Основным сырьем для получения керосина остается нефть, как основной источник различных горючих и смазочных фракций. В современных промышленных масштабах топливо получается путем классической перегонки или ректификации. Основное применение керосина определяется его физико-химическими свойствами. Температура кипения находится в интервале от 150 до 250 градусов, более устойчив к детонации, безопасен при использовании на больших высотах. Спектр задействования достаточно широк: используется в осветительных приборах, садовой технике, дизельных электростанциях, авиационных двигателях и ракетах.

На вид керосин представляет собой прозрачную маслянистую жидкость. Может иметь желтоватый оттенок, который зависит от способа получения (сферы применения).

Кто открыл керосин

Изобретение этой углеводородной жидкости приписывается древнему ученому из Персии – Рази Мухаммеду. Открытие керосина произошло в результате простой дистилляции, когда из сырой нефти фактически была выпарена одна из ее фракций. С учетом развития точных наук на то время точно было определить состав керосина не возможно. По этой причине жидкость вплоть до 19 века применялась по своему элементарному свойству – горючести в составе осветительных архитектурных элементов.

Использование керосина как запатентованного вещества датируется 1854 годом. В этот период начинается эра изобретений, поэтому Авраам Геснер поспешил закрепить за собой патент за светлым маслянистым веществом.

Почему эта жидкость называется керосином

Своим названием керосин обязан древним грекам. Перевод слова Keros звучит как воск. Именно так воспринимали далекие предки человечества то вещество. Достаточно простой способ получения позволил накапливать внушительные запасы маслянистой жидкости. Получаемый параллельно мазут, однако не нашел такого широкого применения как керосин по температуре горения в составе ламп или простейших обогревателей. Нередко излишки «древнего воска» сжигались прямо в хранилищах. Так происходило до тех пор, пока не была досконально изучена химическая структура вещества.

Применение

Керосин применяют как реактивное топливо, горючий компонент жидкого ракетного топлива, горючее при обжиге стеклянных и фарфоровых изделий, для бытовых нагревательных и осветительных приборов, в аппаратах для резки металлов, как растворитель (например для нанесения пестицидов), сырьё для нефтеперерабатывающей промышленности. Керосин может использоваться как заменитель зимнего и арктического дизтоплива для дизельных двигателей, однако необходимо добавить противоизносные и цетаноповышающие присадки; цетановое число керосина около 40, ГОСТ требует не менее 45. Для многотопливных двигателей (на основе дизеля) возможно применение чистого керосина и даже бензина АИ-80. Допускается добавление до 20 % керосина в летнее дизельное топливо для снижения температуры застывания, при этом не ухудшаются эксплуатационные характеристики. Также керосин — основное топливо для проведения фаершоу (огненных представлений), из-за хорошей впитываемости и относительно низкой температуры горения. Применяется так же для промывки механизмов, для удаления ржавчины.

Применение керосина:

Керосин применяется в качестве топлива для различных двигателей, в качестве смазки движущихся деталей, как растворитель при промывке механизмов и деталей, как средство для обезжиривания поверхности, как ценное сырье для химической промышленности, в народной медицине.

История распространения керосина в России

Формула керосина, его плотность, горючесть и прочие характеристики позволили заменить светильный газ и всевозможные жиры. Его начали активно использовать еще в XIX веке. Это привело к увеличению спроса на нефть, а керосиновый промысел повлиял на усовершенствование методов добычи и увеличение объемов потребления черного золота.

Востребованность керосина резко возросла с появлением примуса и керосинки, которые применялись повсеместно для приготовления еды

В начале ХХ века сельхозтехнику с карбюраторными и дизельными двигателями стали заправлять керосином. Но это вызывало некоторые сложности.

Октановое число керосина ниже 40 единиц, а испаряемость хуже, чем у бензина, поэтому запуск холодного двигателя был весьма затруднителен. В связи с этим машины оборудовались дополнительным небольшим бензобаком.

Масса керосина, расходуемого автотехникой в качестве топлива, была высока, и вскоре его вытеснил бензин и солярка.

Популярность керосина возобновилась в середине ХХ века, с развитием авиационной и ракетной отрасли

Способ получения керосина

В настоящее время жидкость, используемая в качестве топлива, вырабатывается из нефти. В небольших масштабах используется традиционный метод перегонки. При нагреве сырья в специальных кубах углеводородные соединения начинают активно отделяться от мазутной основы. Метод основывается на физических свойствах керосина, когда более легкие фракции при нагреве отделяются от тяжелых. Способ не является секретным, поэтому с легкостью может быть воспроизведен в бытовых условиях.

С ростом потребности в передовом топливе и предъявлении требований к качеству появляются промышленные методы получения смеси углеводородных соединений. Так, начиная с 1866 года появился метод крекинга (или расщепления). На самом деле перспективный американец использовал несколько модифицированную перегонку под давлением. Настоящий крекинг, который заложил основу получения марок керосина, появился в 1981 году благодаря российскому инженеру Гаврилову. С этого момента начинает свой отсчет промышленное производство топлива, при котором существенно увеличилась глубина переработки (уменьшились объемы отходов).

Главные направления использования

В заключение представим самые распространенные направления эксплуатации вещества:

• Авиационный керосин. Так называется моторное топливо для газотурбинных двигателей, которыми оснащают различные летательные аппараты. Это керосиновые фракции прямой перегонки нефти. Часто они проходят гидроочистку, к ним добавляют присадки для улучшения эксплуатационных свойств. В России для дозвуковой авиации выпускают пять разновидностей такого топлива — ТС-1, Т-1, Т-1С, Т-2 и РТ, а для сверхзвуковой — две (Т-6 и Т-8В).
• Ракетный керосин. Тут данный нефтепродукт выступает в качестве углеводородного экологически чистого горючего и рабочего тела гидромашин. Такое его применение в ракетных двигателях было предложено еще в 1914 году Циолковским. В паре с жидким кислородом используется на нижних ступенях многих ракетоносителей.
• Технический керосин. Это сырье для получения ароматических углеводородов, этилена, пропилена. Кроме того, это основное топливо при обжиге фарфора и стекла, растворитель для промывки деталей и механизмов.
• Осветительный керосин (КО-25, КО-30, КО-20, КО-22). Он применяется в осветительных приборах, используется в качестве топлива для некоторых кухонных плит (керосинки, примуса, керогаза). Еще одно использование — в отоплении. Это растворитель, средство для очистки (широко используется для удаления остатков термопаст, различных лакокрасочных покрытий), обезжириватель.
• Автотракторный керосин. Такое применение было характерно для зари развития двигателей внутреннего сгорания. Нефтепродукт широко применялся в качестве топлива для карбюраторного и дизельного двигателя внутреннего сгорания.

Среди нетривиальных применений можно выделить следующее: народное средство избавления от вшей, лечения педикулеза и дифтерии. Кроме того, керосин помогал избавиться от клопов при протирке им мебели.

Как вы убедились, керосин определяет сразу комплекс характеристик. И это кажется естественным на фоне его множественных применений.

Существующие разновидности керосина

В зависимости от содержащихся в составе химических веществ, фракций и областей применения керосин подразделяют на 4 основные группы:

1. Технический.
2. Ракетный.
3. Авиационный.
4. Осветительный.

Технический

Используется для создания этиленов, пропиленов и других углеводородов. Его используют как растворитель для промывки и очистки деталей сложных форм и разных размеров, как топливо для оборудования в цехах. Используется для обжига изделий из фарфора стекла.

Существует 2 марки технического керосина — КТ1 и КТ2. Существенным их отличием является содержание в них серы, что влияет на разную температуру вспышки. У КТ1 содержание серы ниже, а температурный показатель вспышки выше.

Ракетный

Может 10 лет храниться в закрытой емкости. При его сгорании образуется обратная тяга, количества которой хватает для работы ракетного двигателя. Этот вид содержит малое количество примесей и считается самым чистым. К особенностям относят:

• химическую стабильность;
• отсутствие серных образований;
• стойкость к изнашиванию;
• отсутствие термоокисления.

Авиационный

Используется для заправки авиационной техники и смазки ее деталей. Является самым распространенным В теплообменниках выполняет роль хладагента. Имеет довольно высокие противоизносные и низкотемпературные свойства.

В качестве топлива для авиации используют дистилляты, которые включают в свой состав газойлевые, лигроиновые, керосиновые фракции и дистилляты бензина.

Существует несколько видов авиационного керосина:

1. ТС1 — получают от прямой перегонки нефти при температуре от 150°С до 250°С. Гидроочищается. Используется как топливо для гражданской и для дозвуковой военной авиации.
2. Т6 и Т8В — используются исключительно для заправки сверхзвуковых самолетов армии.
3. РТ — продукт массового производства с добавлением специальных присадок. Полностью соответствует мировым стандартам качества.
4. Т1 — обладает низким содержанием серы, но при этом хорошими смазывающими характеристиками. Имеет низкую температурную стабильность, что приводит к образованию отложений на деталях двигателей. Производится в ограниченном количестве.
5. Т2 — низкая плотность этого керосина ограничивает высоту полетов. Используется в качестве резервного вида топлива.

Меры предосторожности

Несмотря на распространенное использование горючей смеси в быту, не стоит забывать об опасности применения керосина в соответствии с некоторыми «народными» рецептами. Например, лечение данным средством, в т.ч. и его прием внутрь никогда не используется официальной медициной, но распространенно в народной.Применение керосина в качестве «лекарственного средства» нетрадиционной медицины (как при наружной обработке, так и при приеме внутрь) недопустимо и не признается официальными медицинскими учреждениями. Поэтому любые компрессы, настойки и другие средства, если они используются для натираний, избавлений от вшей, лечения различных болезней, вы применяете исключительно на свой страх и риск. Лучше всё же воздержаться от «лечебного» использования горючей смеси.Не забывайте, что керосин – горячая легковоспламеняющаяся жидкость, поэтому при бытовом применении и хранении необходимо обязательно соблюдать требования пожарной безопасности.При работе с горючей жидкостью в помещении необходимо обеспечить следующие условия:

• Полностью исправная приточно-вытяжная вентиляция, проветривание помещения после завершения работ.
• Для защиты кожи рук используются резиновые перчатки, для защиты глаз – специальные очки.
• Органы дыхания в случае большой обрабатываемой поверхности (концентрации жидкости), плохой работе вентиляции необходимо защитить с помощью респиратора.
• При попадании на кожу участок необходимо тщательно промыть с помощью теплой мыльной воды во избежание раздражения кожного покрова.
• В случае возгорания использовать огнетушитель, песок или землю, соду, плотные ткани.

При соблюдении всех мер предосторожности, использовании жидкости в смесях в рекомендуемых пропорциях исключается порча имущества, нанесение вреда садовым деревьям и домашним животным, причинение вреда здоровью человека. Главное – покупать нефтехимические растворители от проверенных производителей, выпускающих продукцию в соответствии с действующими стандартами ГОСТ и техническими условиями. Теги: керосин

Как хранить керосин

Для хранения этого продукта требуются тары с плотной и герметично закрывающейся крышкой, чтобы избежать испарения. Ёмкости с керосином размещаются строго в местах, где исключено попадание прямых солнечных лучей. Вблизи не должны находиться нагревательные элементы, открытый огонь.

При соблюдении правильных условий хранения он сохраняет свои свойства до пяти лет. Обязательным для места хранения керосина является хорошая система вентиляции. Постоянное проветривание исключает накопление керосиновых паров и риск случайного возгорания.

Историческая справка

Сведения о переработке нефти с выделением светлых горючих веществ встречаются в материалах начиная с конца первого тысячелетия новой эры. Однако вплоть до середины XIX века широкого применения продукты нефтепереработки не получили.

Практическое использование керосина началось с 1851 года в нескольких крупных городах стран Европы, первыми из них стали Лондон, Париж, Берлин, Петербург, Львов, Варшава, Москва.

Это время стало началом вытеснения масляных осветительных ламп керосиновыми, однако других путей применения этого нефтепродукта еще не было. С наступлением XX века из-за распространения бензиновых двигателей и электрического освещения роль керосина в структуре энергообеспечения развитых стран начала снижаться. Спад спроса и производства продолжался до середины XX века, до момента появления турбовинтовой и реактивной авиации, ракетной техники. Для новых двигателей очищенный керосин оказался идеальным топливом.