Керосин

Название этой смеси, получаемой из нефти, известно каждому из детства. На сегодня керосин это единственное в мире авиационное топливо, которое превосходит другие горючие составы по безопасности и экономичности. На нем ездит сельскохозяйственная техника, легковые автомобили. Применение керосина остается в достаточно широком спектре потребительских запросов. Для понимания преимуществ этой смеси следует обратиться к его происхождению, химическому составу и практике использования.

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.

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%.
• Соединения:
  • Азотистые;
  • Сернистые;
  • На основе кислорода.

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.

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).

Для чего применяется керосин

Сегодня этот вид топлива используется по своему прямому назначению. Применение напрямую зависит от марки, разновидности, сферы, от которой идет спрос. При закупках для промышленных нужд проверяется соответствие смеси действующим стандартам консистенции, плотности, углеводородному составу и другим физико-химическим свойствам.

Кроме технического назначения, известно применение определенных марок керосина в медицинских целях. Жидкость используется для выведения вшей, в качестве основы для примочек, мазей для лечения заболеваний кожи. При определенном компонентном составе применяется в составе препаратов для лечения заболеваний легких, нервной системы или желудочно-кишечного тракта.

Основные разновидности керосина

Горючая вязкая жидкость, получаемая из нефти, классифицируется по сферам применения. Существуют технический, осветительный, ракетный и авиационный виды фракций. Если говорят, что керосин — это топливо для автомобилей, это не совсем соответствует действительности. Для заправки машин используется дизель.

Технический

Один из самых популярных типов вещества. Известно применение согласно химической формуле керосина в качестве сырья для получения отдельных групп углеводородов. Это пропилены, этилены и более сложные цепочки, на базе которых вырабатываются растворители, пластик, пластификаторы, порошковые составы для получения гидроизоляции. Нередко керосин применяется в качестве технического топлива для обогрева производственных помещений, цехов, мастерских. Ведущим отличием от остальных разновидностей остается содержание ароматических углеводородов. Их объем не должен превышать 7 процентов от общей массы.

Ракетный

Как основное горючее топливо керосин практически в чистом виде задействуется для запуска космических и военных аппаратов. Параметры удельной теплоты сгорания обеспечивают эффективную тягу, достаточную для придания внушительной кинетической силы различным объектам. При этом достаточно высокая температура воспламенения керосина создает безопасные условия в критических условиях пилотирования.

Авиационный

Гражданские, военные и специальные виды сообщений на пилотируемых воздушных аппаратах работают именно на этом виде топлива. Различные марки авиакеросина используются для заправки и в качестве технической жидкости. Известна высокая устойчивость к воспламенению от случайных электрических разрядов. При соблюдении условий может храниться в качестве неприкосновенных запасов (оборонная промышленность, удаленные объекты).

Осветительный

Благодаря уникальным физическим свойствам керосина в процессе сгорания (при температуре в диапазоне от 35 до 75 градусов) выделяется минимальное количество побочных продуктов. Особенно ценится качественное сырье, обеспечивающее эффективное и продолжительное свечение.

Основные показатели физических свойств керосина

Поставщиками топлива для различных нужд являются ведущие нефтехимические компании. Нередко снабжение осуществляется частными производствами, работающими по направлению уникальных разработок. При формировании промышленных запасов учитывается целый ряд характеристик и свойств керосина. Физические параметры чаще всего изучаются в комбинации с химическими формулами. В связи с этим выделяют следующие смешанные свойства:

• Плотность;
• Вязкость;
• Теплота, выделяемая при сгорании;
• Температуры вспышки, кипения;
• Цвет жидкости. Бывает без цвета, желтоватого или светло-коричневого оттенка;
• Химический состав. Зависит от исходного сырья;
• Концентрационный предел воспламенения. По аналогии с природным газом изучается объем вещества в находящемся рядом воздухе, смешанном с парами керосина;
• Кислотность

Плотность керосина

Эта физическая величина напрямую зависит от температуры жидкости. Для составления таблицы плотности производят измерения при различных степенях разогрева взятого для исследований образца. Увеличение параметра достигается за счет применения различных технологий производства, наращивания содержания тяжелых углеводородов. При нагревании наблюдается прямая зависимость плотности, она начинает снижаться. Например, при температуре 20 градусов плотность находится на уровне 819 кг/м3, затем устремляется к значению 618 кг/м3 при нагреве до 270 градусов. Это свойство следует учитывать при практическом применении. Исходная плотность вещества меньше воды, именно поэтому практически все производные нефти образуют на поверхности водоемов сплошную пленку.

Приблизительные свойства в зависимости от того, где используется керосин:

• Авиационные марки ТС-1 -780 кг/м3, ТС-2 – 766 кг/м3;
• Осветительный – 840 кг/м3.

Кинематическая вязкость керосина

На практике этот показатель получают расчетным путем. Исходными данными для вычислений являются плотность и динамическая вязкость. Параметр используется для определения смазочных свойств вещества при использовании в качестве технической жидкости в промышленности и авиационной видах промышленности. Показатель кинематической вязкости учитывается при заполнении хранилищ, баков, резервуаров и других типов емкостей.

Параметр сохраняет прямую зависимость от степени нагрева, исходное значение принимается как 1,819·10^-6 м²/с, сохраняющееся при температуре 20 градусов. Кинематическая вязкость снижается менее активно, чем динамическая (в соотношении 4.8 против 5.7).

Температура вспышки керосина

Нередко этот параметр изучается как горючесть жидкости. По определению это стартовая температура, при которой воспламеняются пары над баком (емкостью, трубопроводом). При этом уровень вспышки не обозначает детонацию всего объема используемого керосина. В качестве исходного параметра, применяемого для целей промышленного снабжения, принимается значение 28 градусов. При отклонении от этого параметра в сторону уменьшения топливо к продаже не допускается. На практике активное воспламенение керосина происходит при разогреве (например, сжатым воздухом) до 300 градусов. При этом температура вспышки учитывает именно несанкционированное возгорание (от посторонних источников).

Теплота при горении керосина

Исходным значением является 43 МДж на кг топлива. Параметр учитывается при сжигании сырья на обогрев помещений. Также изучается уровень влияния на смежные механизмы при активном сжигании топлива в реактивных двигателях.

Является ли керосин опасным для человека

Как и в случае с любыми техническими жидкостями, все зависит от количества. Учитывая тот факт, что керосин получают из нефти как природного ресурса, в небольших объемах он безвреден. Нередко вещество используют в медицинских целях, но по большей части в качестве наружного применения. При попадании в пищевод, тяжелые фракции могут вызвать ухудшение самочувствия, аллергические реакции. В таких случаях следует принять дезактивирующие элементы.

Говоря о том, что такое керосин, следует вспомнить про крайне интересный для изучения набор химических элементов и активных соединений. Практические свойства как топлива, технической жидкости, исходного сырья для различных видов промышленности сохраняют это вещество на уровне глобального потребительского спроса.