Керосин

Керосин - прозрачная, бесцветная или желтоватая жидкость, слегка маслянистая на ощупь, представляющая собой смесь жидких углеводородов С8 - С15 с температурой кипения в интервале 150 - 250 ⁰С, получаемая в современной практике путем прямой перегонки или ректификации нефти.

Керосин

Компонентный состав керосина:

 

ВеществоСодержание, %©PetroDigest.ru
Парафины (алканы) 20 - 60
Нафтены (циклоалканы) 20 - 50
Бициклические ароматические углеводороды 5 - 25
Непредельные углеводороды до 2 %
Серо-, азот, кислородсодержащие примеси присутствуют

 

Свойства керосина:

 

ПараметрЗначение©PetroDigest.ru
Плотность 0,78 - 0,85 г/см3 (20 ⁰С)
Вязкость кинематическая 1,2 - 4,5 мм2/с (20 ⁰С)
Температура вспышки 28 - 72 ⁰С
Теплота сгорания 43 МДж/кг

 

Виды и применение керосина:

  1. Авиационный керосин - является топливом в турбовинтовых и турбореактивных двигателях летательных аппаратов, применяется для смазывания деталей топливных систем, а также в качестве хладагента в некоторых видах теплообменников, например в топливно-воздушных радиаторах. В связи со спецификой такого использования, авиационный керосин должен обладать хорошими противоизносными и низкотемпературными свойствами, высокой термоокислительной стабильностью и высокой удельной температурой сгорания.
  2. Ракетное топливо - применяется в качестве углеводородного горючего в ракетной технике, где в большинстве случаев используется с жидким кислородом. Впервые применение керосина как топлива для ракетных двигателей было предложено Циолковским в 1914 году. Кроме топлива, керосин в ракетной технике используется в качестве рабочей жидкости в гидравлических приводах.
  3. Технический керосин - применяется в качестве сырья для пиролитического получения этилена, пропилена и ароматических углеводородов, а также служит топливом при обжиге стеклянных и фарфоровых изделий и как растворитель при промывке деталей и механизмов. При производстве поливинилхлорида полимеризацией в растворе используют деароматизированный путем глубокого гидрирования керосин (содержание ароматических углеводородов не более 7 %).
  4. Осветительный керосин - используется в керосиновых и калильных лампах, керогазах, примусах и керосинках, а также в качестве растворителя. Высота некоптящего пламени при использовании данного вида керосина существенно зависит от его качества, которое можно улучшить, произведя процесс гидроочистки.

Ранее керосин также находил применение как топливо для двигателей внутреннего сгорания, что, однако, сопровождалось рядом трудностей, в связи с его малым октановым числом и недостаточной испаряемостью. В результате от такого использования отказались.

Кроме этого, керосин применяли в народной медицине, для лечения дифтерии, педикулеза и для избавления от вшей.

Керосиновая лампа

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 компаниям в США: «North American Gas Light Company» и «Downer Company».

Керосин из нефти

В 1840-х годах Самюэль Мартин Киер, владелец соляных шахт в Пенсильвании, обнаружил, что его они заполняются нефтью. Сначала промышленник просто сбрасывал нефть и ближайший канал за ненадобностью. Однако через некоторое время Киер, в компании со знакомым химиком решил поэкспериментировать с перегонкой нефтяного сырья.

Эксперименты увенчались успехом, и в 1851 году Киер начал продавать полученный дистиллят в качестве лампового масла под названием «Carbon Oil». Для его использование Самюэль также изобрел и предложил новую конструкцию лампы. За свой вклад в нефтепереработку Самюэль Киер удостоился от историков званием «Дедушка американской нефтяной промышленности».

Примерно в 1850-х годах польский фармацевт Игнаций Лукашевич из Львова и его венгерский партнер Ян Зех проводили эксперименты с различными методами дистилляции, пытаясь улучшить процесс получения керосина Геснера. При этом в качестве сырья они использовали не каменный уголь, а нефть, которая выходила на поверхность в их регионе.

Многие знали об экспериментах Лукашевича, но предавали им значения. Однако в ночь на 31 июля 1853 года произошел поворотный момент для его исследований. Врачам местной больницы потребовалось провести срочную операцию, для которой необходимо было яркое освещение. Свечи в данном случае не справлялись с задачей и врачи послали за Лукашевичем и его новыми лампами. Лампа горела настолько ярко и чисто, что сотрудники заказали несколько ламп и большой запас топлива. Осознав перспективность своих исследований, Лукашевич бросил аптечное дело и отправился в Вену, чтобы зарегистрировать метод. В течение следующего десятилетия Лукашевич занимался поставками лампового масла из нефти, а в 1859 открыл нефтеперерабатывающий завод недалеко от Ясло.

Обнаружение полковником Дрейком нефти в 1859 году в Пенсильвании вызвало настоящий бум по поиску и добыче нефти. В какой-то момент увеличение поставок нефти позволило перерабатывающим предприятиям полностью отказаться от патентов Янга и Геснера на производство осветительного масла из каменного угля и горючих сланцев. В результате в 1860-х годах предприятия по производству осветительного масла США полностью перешли на переработку нефти. Такое масло продавалось как «керосин», а сам термин через некоторое время утратил свой запатентованный статут, и стал нарицательным.

Открытие нового горючего для освещения существенно сократило китобойный промысел. Например в Америке китобойный флот достиг своего максимума в 1858 году, составив 199 судов. В 1876 году на охоту за китами отправилось только 39 кораблей.

В конце 19-го века электрическое освещение стало вытеснять керосин, особенно в городских районах. Тем не менее, он оставался основным продуктом переработки нефти. Однако в начале 20-го века с появлением автомобильного транспорта основной объем производства сместился на моторное топливо – бензин и позже дизель. Тем не менее, в середине 20-го века с приходом реактивной и турбовинтовой авиации, где в качестве топлива используется авиакеросин, значение данного нефтепродукта для промышленности вновь начало возвращаться.

Термины / По алфавиту