Керосин: свойства и основные области применения

Что такое керосин?

Всяческих трактовок данному понятию существует множество. Вот только несколько из них. Керосин – это:

- горючая совокупность жидких орган. соединений, сформированных атомами углерода и водорода, (С8-С16) с t кипения 150-250 °C;

- прозрачное жидкое вещество (нефтефракция) несколько маслянистой консистенции, не имеющее окраса или с незначительным желтым оттенком;

- жидкость, хорошо поддающаяся испарению и имеющая специфический запах аренов;

- продукт, получение которого заключается в прямой перегонке нефти, ее ректификации или вторпереработке (если необходимо, дополнительно поддается гидроочистке);

- самое легкое и летучее из жидких топлив;

- авиационное топливо, нефрас, горючее, используемое для обжига изделий из стекла и фарфора, средство, которое популярно в народной медицине, (керосинолечение) и материал с активным применением в некоторых других сферах, направлениях, процессах.

Состав данного продукта зависит от его химической структуры и способа, который был использован для нефтепереработки с целью получения керосина. Среди основных составляющих такие:

- предельные алифатические углеводороды (20-60 %);

- циклоалканы (20-50 %);

- бициклические арены (5-25 %);

- непредельные углеводороды (не более 2 %);

- сернистые/азотистые/кислородные примеси.

Если тяжелые фракции будут присутствовать в значительном объеме, керосин будет хуже гореть. Во избежание подобного при его перегонке осуществляют гидроочищение. После этого материал становится пригодным для применения в качестве лекарства. Самый очищенный керосин – авиакеросин, поскольку именно к нему выдвигаются наиболее высокие требования. Что касается материала, задействуемого для осветительных задач, в нем – минимальное количество аренов, так как это обеспечивает максимальную яркость и интенсивность горения. По объему ароматических углеводородов керосин делится на 3 марки, каждая – со своим назначением.

Работая с керосином, важно соблюдать технику безопасности. Он принадлежит к весьма воспламеняемым веществам, может вспыхнуть при t всего 57 °С, а воспламениться сам даже при 216 °С. Кроме того, ему характерно интенсивное испарение, что может привести к интоксикациям парами. Количество керосина в воздушной среде не должно быть больше, чем 300 мг/м³. Показатели выше указанного – причина гарантировано пагубного воздействия на людей. Обязательно учтите данную информацию, если работа с керосином предвидится в закрытом помещении.

Свойства керосина

Керосин является углеводородной смесью с количеством атомов углерода 8-16. Так как фракционирование нефти возможно различными способами, закономерно и отличие физических и химических свойств.

Среди основных цифр, которые важно знать, имея дело с керосином: плотность – 0,78-0,85 г/см³, вязкость – 1,2-4,5 мм²/с. Показатели указаны при обычной комнатной температуре, то есть при 20 °C.

Вязкость сильно зависит от температуры. Когда t увеличивается, вязкость становится меньшей, и наоборот, при снижении температуры, вязкость больше. Вязкость керосина – очень важный параметр, так как он сильно влияет на важнейшие эксплуатационные качества системы топлива самолета, а также на формирование смесей и сгорание в двигателе.

Плотность – еще одна из самых важных характеристик нефтяных продуктов, в общем, и рассматриваемого вещества, в частности. Изначально она была едва ли не единственной величиной, по которым устанавливали качество керосина. Определение плотности происходит как вычисление массы одной части объема жидкого состава при установленной t. Хотя практическое предоставление данного параметра выглядит, как подача безразмерной величины, которая равна отношению удельного веса продукта нефти и удельного веса дистиллята, задействованых опять же при установленной t.

Термосвойства: t вспышки – 28-72 °C, t самовоспламенения – 300-400 °С, теплота сгорания – примерно 43 МДж/кг.

Температура вспышки – показатель, требующий особого внимания, ведь он определяет, насколько жидкость пожарно опасна/безопасна. Он подлежит строжайшему контролю стандартами, для предотвращения проникновения бензина, моментально повышающего огнеопасность. Необходимость определять t вспышки керосина прописана в стандартах всех стран.

Воспламенение жидкого материала – это имеется в виду воспламенение его паровоздушной совокупности, которое выступает предусловием устойчивого горения. Обратите внимание, что воспламенение не во всех случаях к этому устойчивому горению приводит. Что касается самовоспламенения, то это наименьшая t, при которой пары нефтяных продуктов, сочетаясь с воздухом, воспламеняются без внешнего воздействия на них. Это свойство лежит в основе функционирования дизельных ДВС.

Под теплотой сгорания имеется в виду объем теплоты, которая выделяется при абсолютном сгорании массовой единицы керосина. Примерная цифра указана выше, в целом же диапазон выглядит так: 42,9-43,1 МДж/кг.

Другие свойства керосина, имеющие значение:

- высота некоптящего пламени (ВНП). Таким образом, устанавливается, способен ли продукт гореть в классической фитильной лампе, создавая равномерное белое пламя и не продуцируя нагар и копоть. ВНП зависит, в основном, от фракционного и химического состава керосина;

- концентрационный предел воспламенения (КПВ). Определяет, как соотносятся участки воспламенения пара/газа с диапазоном скопления горючего продукта, равномерно размещенного в том или ином окислителе, в чертах которого возможно воспламенение керосина от источника огня и автономное распространение горения по совокупности. КПВ керосина = 1,2-8 % по объему;

- t помутнения. Ее можно понять при визуальном осмотре и с помощью оптических методов, в ходе определения того, как меняется пропуск керосином лучей света. Температура помутнения керосина – меньше 12 °C;

- кислотность. То, что в составе керосина присутствуют кислотные компоненты, известно давно. Применяемый ранее с целью освещения керосин имел в своем составе много органических кислот. Это служило объяснением его низкопробности и требовало щелочного очищения, например, при помощи гидроксида калия. Так как кислотность данного топлива тщательно контролируется и не должна быть выше 0,7 мг КОН/100 мл, обратное растворение мыл нафтеновых кислот при очистительных мероприятиях не рекомендовано. С целью минимизации данного процесса на 2-м этапе очистки делают рабочую t 40 °С.

Керосин: применение

Рассматривая данный продукт, можно выделить несколько основных направлений его применения, о которых и пойдет речь далее.

Авиация. Авиакеросин служит моторным топливом для газотурбинных моторов разных авиааппаратов. Это керосинофракции прямой нефтеперегонки. Нередко здесь имеет место гидроочищение и компонировка с рядом присадок, улучшающих характеристики применения.

Также данный вид керосина может использоваться как хладагент в теплообменниках, служить смазкой для движимых компонентов топливной системы и с-мы двигателя.

Закономерно, что материал для упомянутых задач должен иметь отличные противоизносные и низкотемпературные качества, а термическая окислительная стабильность, как и удельная теплота сгорания, должны быть значительными.

Ракетостроение. Керосин – экологическое углеводородное топливо для ракет, выступающее вместе с тем и рабочим телом гидравлических машин. Кроме того, задействуется в техобслуживании, во время ручных и механических очистительных мероприятий.

Автотракторное направление. Ранее керосин был очень популярным топливом для дизельных и карбюраторных ДВС. Но ввиду небольшого октанового числа материала, моторам было характерно малое сжатие – до 4,5.

Уступает керосин бензину и в плане испаряемости, следовательно, запуск двигателя в холодное время с ним усложняется. Проблему решали таким образом, что трактор имел 2 топливных бака: основной керосиновый и дополнительный бензиновый. Запуск холодного двигателя происходил на бензине, а после следовало переключение на керосин.

Промышленность. Здесь без технического керосина иногда не обходится создание этилена, пропена и аренов. Он служит топливом в процессе обжига стекла и фарфора, Выступает отличным растворяющим материалом, когда нужно промыть какой-либо механизм, избавиться от ржавчины, и используется в качестве растворителя при изготовлении ПВХ. Его задействуют в машинах для мытья посуды, чтобы предотвратить скопление электростатических зарядов, к нему добавляют магний- и хромосодержащие присадки. Находит этот продукт применение и в качестве сырья для нефтепереработки.

Освещение, обогрев и прочие бытовые применения. Самое распространенное бытовое применение, которое также уже осталось в прошлом – введение в керосиновые лампы. Да и другие осветительные приборы часто адаптировали именно под керосин. Это топливо использовали и для функционирования различных устаревших типов плит для кухни. Оно задействовалось в отоплении, служило растворителем. Качественный уровень определялся, главным образом, по высоте некоптящего пламени.

Народная медицина. Основные цели, преследуемые в этом направлении – лечение педикулеза и дифтерии.

Дезинсекция. Много лет керосин служил средством для борьбы со вшами. Кроме того, им протирали различные предметы мебели, чтобы истребить клопов.

Из очень интересных применений:

- как приманка для ловли рыбы;

- как растворитель при нанесении пестицидов;

- как отличный вариант топлива, используемого на фаер-шоу, благодаря хорошему впитыванию и сравнительно небольшой t горения.

Керосин – удивительный материал с разноплановым применением. Но для какой бы из задач вы не решили его использовать, не забывайте о необходимости соблюдать технику безопасности. Тогда результат будет желаемым, а риски сведены к минимуму.