Керосин

История

Очередь за керосином. Москва,1920-е годыНефтеперегонный куб братьев Дубининых

До середины XIX века для освещения сжигали всевозможные жиры или светильный газ. Однако жиры давали меньше света, больше копоти, неприятно пахли, оставляли большой нагар и засоряли лампы отложениями. Промышленная добыча китовой ворвани для осветительных целей привела к катастрофическому уменьшению поголовья китов. Светильный газ был неудобен и не получил значительного распространения. Появление керосина оценили по достоинству, и он быстро вытеснил жиры.

Сведения о дистилляции нефти начинаются с Х века н. э.. Однако широкого применения продукты дистилляции не находили, несмотря на сведения об использовании нефти в масляных лампах[1]. В 1733 году российский военврач Иоганн Лерхе, посетив бакинские нефтепромыслы, записал наблюдения о перегонке нефти:

Нефть не скоро начинает гореть, она темно-бурого цвета, и когда её перегоняют, то делается светло-желтою. Белая нефть несколько мутна, но по перегонке так светла делается, как спирт, и сия загорается весьма скоро.

В 1746 году рудознатец Ф.С.Прядунов поставил нефтеперегонный завод на реке Ухте на естественном источнике нефти. Однако удаленность от цивилизации затруднила работу завода, который не смог обеспечить прибыльность и четверть века спустя был заброшен.[2] В 1823 году крепостные крестьяне братья Дубинины построили нефтеперегонный куб на Северном Кавказе, в городе Моздок. Это предприятие проработало более 20 лет, поставляя несколько сот пудов продуктов перегонки нефти в год для аптечных и осветительных целей.[3] По видимому, это первая промышленная установка перегонки нефти, сведения об устройстве которой дошли до наших дней. В 1857 Василий Кокорев в Сураханах близ Баку построил нефтеперегонный завод начальной мощностью 100 тыс. пудов керосина в год.[4] С этого момента начинается бурное развитие керосинового промысла, потянувшее за собой нефтедобычу. К концу века в России производили уже около 100 млн. пудов керосина в год.

Начало массовому промышленному использованию светлых нефтепродуктов в освещении было положено в 40-50-х гг. XIX века. Разными людьми было продемонстрировано получение из угля, битума, нефти светлой малопахучей горючей жидкости путем нагрева этих веществ и отгонки продуктов. 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[5].

В XIX веке из продуктов перегонки нефти использовали только керосин (для освещения и приготовления пищи на керосинке или примусе), а получавшийся бензин и мазут 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. Мазут ограниченно применяли как заменитель угля в паровых машинах а также для получения смазочных масел. В начале XX века 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.

Происхождение названия, согласно Большой советской энциклопедии: «Керосин (англ. kerosene, от греческого kerós — воск)». В XIX веке, из-за широкого распространения продуктов перегонки углей, часто применялось название «фотоген».[6]

Получение

Получается путём перегонки или ректификации нефти, а также вторичной переработкой нефти. При необходимости подвергается гидроочистке.

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 дизельного двигателя) возможно кратковременное применение чистого керосина и даже бензина АИ-80. Зимой допускается добавление до 20 % керосина в летнее дизельное топливо для снижения температуры застывания, при этом не ухудшаются эксплуатационные характеристики. Также керосин — основное топливо для проведенияфаер-шоу (огненных представлений), из-за хорошей впитываемости и относительно низкой температуры горения. Применяется также для промывки механизмов, для удаления ржавчины.

Авиационный керосин

Авиационный керосин, или авиакеросин, служит не только моторным топливом в турбовинтовых и турбореактивных двигателях летательных аппаратов, но также и хладагентом в различных теплообменниках (топливно-воздушные радиаторы ТВР) и применяется для смазывания многочисленных движущихся деталей топливных и двигательных систем. Поэтому он должен обладать хорошими противоизносными (характеризуют уменьшение изнашивания трущихся поверхностей в присутствии топлива) и низкотемпературными свойствами, высокой термоокислительной стабильностью и большой удельной теплотой сгорания. В двигателях сверхзвуковых самолётов моторное топливо (керосин) также служит рабочей жидкостью в гидроцилиндрах системы регулирования проходного сечения реактивного сопла (подвижных створок), и управления поворотным соплом в двигателях с управляемым вектором тяги (УВТ).

Ракетное топливо

Керосин применяется в ракетной технике в качестве экологически чистого углеводородного горючего, и, одновременно, рабочего тела гидромашин. Использование керосина в ракетных двигателях было предложено Циолковским в 1914 году. В паре с жидким кислородом используется на нижних ступенях многих РН: советских/российских — «Союз», «Молния», «Зенит», «Энергия», «Ангара» (Авиакеросин «Т-1»); американских — серий «Дельта» и «Атлас-5» (под маркой «РГ-1» на английском «RP-1»). Для повышения плотности, и, тем самым, эффективности ракетной системы, топливо часто переохлаждают. В СССР в ряде случаев использовался синтетический заменитель керосина, синтин, позволявший поднять эффективность работы двигателя, разработанного под керосин, без существенных изменений в конструкции.

Технический керосин

Технический керосин используют как сырьё для пиролитического получения этилена, пропилена и ароматических углеводородов, в качестве топлива в основном при обжиге стеклянных и фарфоровыхизделий, как растворитель при промывке механизмов и деталей. Деароматизированный путём глубокого гидрирования керосин (содержит не более 7 % ароматических углеводородов) — растворитель в производстве ПВХ полимеризацией в растворе. В керосин, используемый в моечных машинах, для предупреждения накопления зарядов статического электричества добавляют присадки, содержащие соли магния и хрома.

Осветительный керосин

Керосин такого типа в основном применяют в керосиновых или в калильных лампах, а также в качестве топлива (керогаз, керосинка, примус) и растворителя. Качество такого керосина в лампах определяется в основном высотой некоптящего пламени. Существенное влияние на ВНП оказывает само качество и состав керосина. Улучшению качеств керосина может содействовать гидроочистка.

Автотракторный керосин

Трактор СХТЗ 15/30, большойтопливный бак — для керосина, малый — для бензина. На двигателе видны свечи зажигания.

На заре развития двигателей внутреннего сгорания керосин широко применялся как топливо для дизельных и карбюраторных двигателей внутреннего сгорания. Однако октановое число керосина низкое (ниже 50), поэтому двигатели были с низкой степенью сжатия (4,0-4,5, не более). Так как испаряемость керосина хуже, чем у бензина, запустить холодный двигатель было сложнее. Поэтому тракторы первой половины XX века, работавшие на керосине имели дополнительный (малый) бензиновый топливный бак. Холодный двигатель запускался на бензине, после его прогрева до рабочей температуры тракторист переключал карбюратор на керосин.