Кероси́н (англ. kerosene от греч. κηρός - воск) - смеси углеводородов (от C 12 до C 15), выкипающие в интервале температур 150-250 °C, прозрачная, слегка маслянистая на ощупь, горючая жидкость, получаемая путём прямой перегонки или ректификации нефти.
Свойства и состав
Плотность 0,78-0,85 г/см³ (при 20 °C), вязкость 1,2-4,5 мм²/с (при 20 °C), температура вспышки 28-72 °C, теплота сгорания около 43 МДж/кг.
В зависимости от химического состава и способа переработки нефти, из которой получен керосин, в его состав входят:
предельные алифатические углеводороды (C n H 2n+2) - 20-60 %
нафтеновые углеводороды (С n H 2n) - 20-50 %
бициклические ароматические 5-25 %
непредельные углеводороды - до 2 %
примеси сернистых, азотистых или кислородных соединений.
Типичный состав углеводородов в топливах (в %)
|
Циклоалканы | ||||
Из таблицы видно, что в наибольших количествах в топливах содержатся алканы и циклоалканы. Количество аренов составляет 10 – 20%. как продукты прямой перегонки эти топлива практически не имеют в своем составе олеыиновых углеводородов. С точки зрения требований, предъявляемых к топливам данной категории, классы углеводов далеко не равнозначные. Рассмотрим их влияние на некоторые из эксплуатационных свойств топлив
Для определения в керосинах каждого из четырёх основных классов углеводородов применяют методы: сульфирование, определение анилиновых точек и йодных чисел
Теплота сгорания. Чем больше в топливе доля водорода, тем выше теплота сгорания. В этом отношении углеводородный состав прямогонных керосиновых фракций, из которых вырабатываются авиационные керосины, оказывается наиболее благоприятным. Более насыщенные водородом (алканы и циклоалканы) в них составляют до 80%.
Показатель теплоты сгорания топлива для реактивных двигателей имеет особо важное значение. Чем он выше, тем больше дальность полета самолетана одной заправке, т. е. тем большую работу он может выполнить. Но теплоту сгорания следует рассматривать исходя из двух условий: самолет имеет ограниченный объем топливных баков или для него ограничена масса топлива, которым он может быть заправлен, хотя объем баков имеет запас. В первом случае для дальности полета лучшем является топливо с высокими значениями плотности и объемной теплоты сгорания, которыми обладают фракции циклоалкановой основы. Во втором случае лучшим будет топливо с меньшей плотностью, но с большей весовой теплотой сгорания. Такие свойства характерны для алкановых углеводородов.
Содержание ареновых углеводородов. Арены, входящие в состав авиационных керосинов (алкилбензолы, нафталин и его гомологи) плохо горят. Теплота их сгорания на 11 – 12% ниже, чем у остальных углеводородов. Они способствуют образованию нагара на деталях двигателей, кристаллизуются при низких температурах и забивают топливные фильтры. Поэтому присутствие в данных топливах этого класса углеводородов нежелательно.
Показатели «высота некоптящего пламени» характеризует нагарообразующую способность топлива, которая является следствием плохого сгорания аренов. Нагар отлагается на форсунках и приводит к нарушению геометрии факела распыла и пламени сгорания топлива. А это опасно, так как возможен прогар стенок камеры сгорания и лопаток турбины.
Для определения высоты некоптящего пламени керосина существует несколько фитильных приборов. Простейший из них показаны на рисунке.
1 – резервуар; 2 - втулка для резервуара; 3 - камера; 4 - направляющая фитиля: 5 - шкала; 6 - вытяжная труб
Сущность анализа с помощью любого из этих приборов заключается в сжигании пробы топлива с постепенным увеличением длины пламени путем поднятия фитиля до появления фитиля до появления дыма. Затем пламя уменьшают до его исчезновения и в этот момент фиксируют высоту пламени по шкале замера. При содержании аренов а авиационных керосинах в пределах 10 – 22% она не должна быть менее 16 – 25 мм.
Температура начала кристаллизации и вязкости. Необходимость регламентации этого свойства объясняется эксплуатацией самолетов на больших высотах при минус 60°С и ниже. В Этих условиях есть опасность остановки двигателя из-за забивания топливных фильтров и топливопроводов кристаллами линейных алканов и растворимой воды. Вязкость обеспечивает смазывающие и распыливающие свойства топлива. Особенности влияния углеводородного состава на оба эти свойства аналогичны тем, которые рассматривались применительно к дизельным топливам.
Йодное число. Этот показатель контролируют в целях предотвращения смешения авиационных керосинов с химически не стабильными фракциями продуктов термического или каталитического крекинга
Содержание фактических смол, общей серы и кислотность относятся к числу эксплуатационных свойств топлива. Они характеризуют осмоленность и коррозионную активность топлива в момент их определения. Их зависимость от состава углеводородов и примесей минеральных кислот, а также методы определения этих свойств нам известны из лекций по бензинам и дизельным топливам.
Получение
Получается путём перегонки или ректификации нефти, а также вторичной переработкой нефти. При необходимости подвергается гидроочистке.
Ректификация
Ректификация (от лат. rectus - прямой и facio - делаю) - это процесс разделения бинарных или многокомпонентных смесей за счет противоточного массо- и теплообмена между паром и жидкостью. Ректификацию можно проводить периодически или непрерывно. Ректификацию проводят в башенных колонных аппаратах, снабженных контактными устройствами (тарелками или насадкой) ректификационных колоннах.
Ректификация- разделение жидких смесей на практически чистые компоненты, отличающиеся температурами кипения, путем многократных испарения жидкости и конденсации паров. В этом основное отличие ректификации от дистилляции, при которой в результате однократного цикла частичное испарение – конденсация достигается лишь предварительное (грубое) разделение жидких смесей.
СТАДИИ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ И ГАЗА. Сырые нефть и газ должны пройти серию стадий в процессе их очистки и переработки, прежде чем они превратятся в окончательные продукты, применяемые в промышленности и быту. После подъема под действием давления газа или воды в полевой (промысловый) сепаратор природный газ и легкий природный бензин удаляются, а жидкая нефть сохраняется. Серия насосных станций подает нефть по трубопроводам в хранилища нефтеперерабатывающих предприятий. Там, путем термической обработки в ректификационных колоннах, происходит разделение на бензин, керосин, различные типы газойля, масляные дистилляты и тяжелые остатки, а затем их индивидуальная очистка.
Дистилляция
Дистилляция (лат. distillatio - стекание каплями) - перегонка, испарение жидкости с последующим охлаждением и конденсацией паров.
Простая дистилляция - частичное испарение кипящей жидкой смеси путём непрерывного отвода и конденсации образовавшихся паров в холодильнике. Полученный конденсат называется дистиллятом, а неиспарившаяся жидкость - кубовым остатком.
Фракционная дистилляция (или дробная перегонка) - разделение многокомпонентных жидких смесей на отличающиеся по составу части - фракции. Основана на различии в составах многокомпонентной жидкости и образующегося из неё пара. Осуществляется путём частичного испарения легколетучих компонентов исходной смеси и последующей их конденсации. Первые (низкотемпературные) фракции полученного конденсата обогащены низкокипящими компонентами, остаток жидкой смеси - высококипящими.
Устройство простейшего перегонного аппарата.
1 Нагревательный элемент 2 Перегонный куб 3 Отводная трубка или насадка Вюрца 4 Термометр 5 Холодильник 6 Подвод охлаждающей жидкости 7 Отвод охлаждающей жидкости 8 Приёмная колба 9 Отвод газа (в том числе с понижением давления) 10 Аллонж 11 Температура нагревателя 12 Скорость перемешивания 13 Нагреватель 14 Водяная (масляная, песочная и т. п.) баня 15 Мешалка или гранулы 16 Охлаждающая ванна
Гидроочистка нефтепродуктов
Гидроочистка - процесс химического превращения веществ под воздействием водорода при высоком давлении и температуре. Гидроочистка нефтяных фракций направлена на снижение содержания сернистых соединений в товарных нефтепродуктах. Побочно происходит насыщение непредельных углеводородов, снижение содержания смол, кислородсодержащих соединений, а также гидрокрекинг молекул углеводородов. Наиболее распространённый процесс нефтепереработки. Гидроочистке подвергаются следующие фракции нефти:
1. Бензиновые фракции (прямогонные и каталитического крекинга);
2. Керосиновые фракции;
3. Дизельное топливо;
4. Вакуумный газойль;
5. Моторные масла
Гидроочистка керосиновых фракций
Гидроочистка керосиновых фракций направлена на снижение содержания серы и смол в реактивном топливе. Сернистые соединения и смолы вызывают коррозию топливной аппаратуры летательных аппаратов и закокcовывают форсунки двигателей.
Качество топлива до и после гидроочистки:
Применение керосина
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. Для многотопливных двигателей (на основе дизеля) возможно применение чистого керосина. Допускается добавление до 20 % керосина в летнее дизельное топливо для снижения температуры застывания, при этом не ухудшаются эксплуатационные характеристики. Применяется так же для промывки механизмов, для удаления ржавчины.
Основные виды керосина
ТС - авиационный керосин ;
КТ - керосин технический ;
КО - керосин осветительный.
Авиационный керосин
АВИАКЕРОСИН - смеси парафиновых (20-60%), нафтеновых (20-60%), ароматич. (18,5-22,0%) и непредельных (0,3-1,0%) углеводородов. используемые как топливо для самолетов и вертолетов с газотурбинными двигателями. авиакеросин получают в основном при прямой перегонке нефти (часто с последующим гидроочисткой или гидрированием). В качестве авиакеросин обычно применяют дистилляты, содержащие лигроиновые, керосиновые или газойлевые фракции, ограниченно - смеси широкого фракционного состава (пределы выкипания 60-230 °С), включающие бензиновые дистилляты.
Характеристики авиационных керосинов
Керосин - продукт перегонки нефти, который представляет собой прозрачную жидкость (может также иметь слегка желтоватый оттенок) с достаточно характерным запахом и слегка маслянистой консистенцией. Состав керосина включает в себя смесь летучих углеводородов, которые имеют различные температурные пределы кипения. К уникальным характеристикам керосина можно отнести низкую летучесть, что определяет достаточно широкую область применения этого вида растворителя.
Область применения керосина
В современных условиях керосин, как правило, используется в качестве горючего, а также реактивного топлива. Деароматизированный керосин позволяет осуществлять обезжиривание поверхностей. Нередко это вещество используется в качестве растворителя красок, а также растворителя для раствора в полимеризации.
В наше время керосин используют обычно как горючее для различных бытовых приборов и как реактивное топливо. При добавлении специальных присадок керосин применяется в моечных машинах. Использование керосина достаточно обширно и разнообразно: пропитывание кожи, растворитель для лаков, бытовые нагревательные приборы, резка металлов и т.д.
Авиационный керосин
Авиационный керосин используется в качестве топлива в двигателях самолетов, реактивной техники. Кроме того, он необходим для смазывания деталей в летательных аппаратах, используется в качестве хладагента. Авиационный керосин характеризуется достаточно мощными противоизносными качествами. Кроме того, он обладает высокими показателями температуры сгорания, хорошими данными по термоокислительной стабильности, низкотемпературными свойствами.
Получение авиационного керосина осуществляется путем прямой перегонки нефти из среднедистиллятной фракции. Также возможно получение керосина такого типа в смеси с демеркаптанизированным или гидроочищенным компонентом. Гидроочистка необходима для доведения авиационного керосина под требования стандартов.
Ракетное топливо
В ракетной технике керосин используется в качестве рабочего тела для гидромашин, а также классического углеводородного горючего. Впервые керосин в роли ракетного топлива стали использовать в 1914 году по предложению Циолковского. Ракетное топливо применялось на нижних ступенях многих американских и отечественных ракетных установок. Впоследствии его планируют заменить на пропан, этан, метан и другие более эффективные углеводородные горючие.
Технический керосин
Технический керосин выполняет роль основного сырья для получения ароматических углеводородов, пропилена, этилена. Он активно используется при обжиге фарфоровых изделий и изделий из стекла. Применяется технический керосин и в качестве растворителя, который позволяет осуществлять промывку деталей и механизмов.
Осветительный керосин
Осветительный керосин используется в калильных и стандартных керосиновых лампах. Кроме того, керосин такого типа применяется в роли топлива в бытовых приборах для нагрева, в аппаратах, предназначенных для резки металла.
Осветительный керосин способен выполнять роль эффективного растворителя в процессе промывки деталей в механических и электроремонтных мастерских, для пропитки материалов из натуральной кожи, в процессе производства лаков и пленок.
Качество осветительного керосина, если он используется по своему основному назначению, будет зависеть от таких показателей как температура помутнения и вспышки, высота не коптящего пламени. Высота не коптящего пламени (показатель высоты) характеризует способность керосина гореть в стандартной фитильной лампе, не образовывать при этом копоти и нагара. Достаточно сильное влияние на высоту не коптящего пламени оказывает химический состав керосина, а также фракционный его состав. Для того, чтобы исключить засорение пор смолами и предотвратить обугливание фитиля, необходимо, чтобы в осветительном керосине число легких фракций было сведено к минимуму. Чем больше в осветительном керосине предельных алифатических углеводородов и чем меньше - ароматических, тем выше будет показатель его качества, поскольку эти характеристики влияют на высоту не коптящего пламени и снижают уровень образования копоти и нагара. Проведение процедур по гидроочистке керосина позволяет на порядок увеличить его эксплуатационные свойства.
Автотракторный керосин
Автотракторный керосин - топливо, характеризующееся высоким показателем октана. Используется в стандартных карбюраторных двигателях внутреннего сгорания. В первой половине ХХ века автотракторный керосин служил в качестве основного топлива для автомобилей и сельскохозяйственной техники. Сегодня карбюраторные керосиновые двигатели в технике фактически не используются - им на смену пришли более современные дизельные и бензиновые двигатели.
Керосин представляет собой смесь углеводородов с числом углеродных атомов от 9 до 16. В зависимости от химического состава и способа переработки нефти, из которой получен керосин, в его состав входят: предельные, непредельные, нафтеновые, бициклические ароматические углеводороды.
Основные физико-химические свойства керосина
Вязкость при 20 °С.....................1,2 - 4,5 мм 2 /с
Плотность при 20 °С................. 780 - 850 кг/м 3
Температура вспышки............... 28 - 72 °С
Теплота сгорания.......................42,9 - 43,1 МДж/кг
Керосин применяется как реактивное топливо (авиационный), как компонент жидкого ракетного топлива, для технических целей (например, в качестве топлива в керамическом производстве).
Бытовой осветительный керосин предназначен для ламп, керосинок, керогазов и примусов, обогревателей. Он изготовляется из продуктов прямой перегонки нефти. Для обеспечения требуемой высоты некоптящего пламени в осветительном керосине должно содержаться минимальное количество ароматических углеводородов, а также смол и нафтеновых кислот (засоряют поры фитилей), серы, что обеспечивает отсутствие вредных веществ при горении.
Марки осветительного керосина - К0-20, КО-22, КО-25, КО-30 - различаются плотностью и высотой некоптящего пламени. Температура вспышки нормируется и составляет для КО-З0 не ниже 48 °С, для других марок - не ниже 40 °С. Для технических целей используют керосин с температурой вспышки не ниже 28 °С.
Растворители находят широкое применение в резиновой промышленности для производства клеев, а также в лакокрасочной промышленности при изготовлении лаков и масляных красок. Кроме того, они применяются для промывки деталей во время ремонта оборудования, химической чистки одежды, в производстве синтетических кож и др. К растворителям относятся бензины-растворители, сольвент нефтяной и эфир петролейный.
Бензин-растворитель для резиновой промышленности представляет собой деароматизированную легкокипящую фракцию прямой перегонки нефти или каталитического риформинга. Марка БР-2 производится из бензина каталитического риформинга, марка БР-1 («галоша») - из бензиновой фракции прямой перегонки нефти. Содержание ароматических углеводородов в этих марках по санитарным условиям не должно превышать 3 %.
Бензин-растворитель для лакокрасочной промышленности (уайт-спирит) изготовляется из бензинов прямой перегонки нефти (165 - 200 °С). Содержание ароматических углеводородов в нем достигает 16 %. Бензин для промышленно-технических целей имеет более широкий фракционный состав (45-170 °С). Содержание ароматических углеводородов в нем не нормируется.
Сольвент нефтяной для лакокрасочной промышленности представляет собой смесь ароматических углеводородов, получаемых при пиролизе нефтяных фракций. Используется в производстве лаков, красок и эмалей.
Эфир петролейный является смесью углеводородов метанового ряда и получается из продуктов прямой перегонки, алкинирования и синтеза углеводородов. Изготовляется двух марок: 40 - 70 и 70-100 (цифры соответствуют пределам выкипания).
В настоящее время общепринятые названия растворителей заменены стандартизованными: нефрас - нефтяной растворитель; С - смешанные углеводороды, П - парафиновые, Н - нафтеновые, А - ароматические, И - изопарафиновые; 4 - подгруппа (за исключением ароматических) по содержанию ароматических углеводородов (всего подгрупп шесть); 155/200 - температура начала и конца кипения продукта.
Ассортимент нефтяных растворителей включает в себя:
Нефрас С2-80/120 - бензин-растворитель для резиновой промышленности;
Нефрас СЗ-80/120 - бензин-растворитель для технических целей;
Нефрас С-50/170 - бензин-растворитель для лакокрасочной промышленности (уайт-спирит);
Нефрас А-130/150 - сольвент нефтяной;
Нефрас А-120/200 - сольвент нефтяной тяжeлый;
Нефрас СЗ-70/95 - бензин экстракционный прямогонный;
Нефрас С2-70/85 - бензин экстракционный;
Нефрас СЗ-105/130 - бензин-растворитель для лесотехнической промышленности;
Нефрас П4-30/80 - фракция петролейного эфира;
Нефрас СЗ-94/99 - гептан-растворитель;
Нефрас С4-150/200 - заменитель уайт-спирита;
Нефрас П1- 63/75 - гексановый растворитель;
Нефрас П1-65/70 - гексановый растворитель;
Нефрас Н2-220/300 - технологический растворитель для процесса «Алфол»;
Нефрас И2-190/320 - растворитель для бытовых инсектицидов;
Нефрас А-150/330 - нефтяной ароматический растворитель.
Важнейшими эксплуатационными свойствами нефтяных растворителей являются:
Способность растворять органические соединения;
Способность удалять органические загрязнения с поверхности металлов;
Способность быстро испаряться;
Способность к минимальному отложению своих компонентов;
Отсутствие коррозионной агрессивности, что определяется наличием в растворителях сернистых соединений;
Стабильность качества, характеризующаяся гарантийным сроком хранения;
Степень токсичности.
Показатели качества нефтяных растворителей - плотность, фракционный состав, содержание серы, ароматических и нафтеновых углеводородов.
К твердым углеводородам относятся парафины и церезины.
Твердые нефтяные парафины представляют собой кристаллические вещества - углеводороды жирного ряда с числом углеродных атомов от 19 до 35. В зависимости от глубины очистки они имеют белый цвет или слегка желтоватый и от светло-желтого до светло-коричневого (неочищенные парафины). Парафины широко используются в электротехнической, пищевой, парфюмерно-косметической и других отраслях промышленности. Они являются важнейшим сырьевым источником для получения жирных кислот. В пищевой промышленности используются парафины глубокой очистки, для производства свечей, спичек и других продуктов - парафин Нс (нефтяной спичечный).
Основные показатели качества парафина: внешний вид, плотность, температура плавления, массовая доля масла, содержание воды, температура вспышки, температура самовоспламенения.
Церезины представляют собой смесь парафиновых углеводородов с числом углеродных атомов в молекуле от 36 до 55. Их получают из естественного сырья или производят синтетически из окиси углерода и водорода. Естественным сырьем является природный озокерит (горный воск) - природный нефтяной битум. Это смесь твердых насыщенных углеводородов желтого, бурого, зеленоватого цвета. Церезин - однородная масса без заметных механических примесей с температурой каплепадения 80 - 85 °С.
На основе церезина изготовляются различные композиции в промышленности бытовой химии. Он также используется в качестве загустителя при производстве пластичных смазок, изоляционного материала в электро- и радиотехнике и восковых составов.
Основные показатели качества нефтепродуктов и методы их определения в соответствии с действующими нормативными документами
| Показатели | Продукт | Метод | ГОСТ |
| Антикоррозионные свойства | Масла смазочные | Проверка на коррозию стержней из углеродистой стали в присутствии воды или раствора неорганических солей при температуре 60°С | |
| Бромное число и непредельные углеводороды г- | Нефтепродукты светлые | Электрометрическое титрование бромидброматным раствором | |
| Нефтепродукты | Отгонка воды из навески с помощью растворителя (бензина фракции 80-120°С) | ||
| Водорастворимые кислоты и щелочи (наличие) | Экстракция навески кипящей водой и определение сухой массы после выпаривания водной вытяжки | ||
| Вязкость: | |||
| кинематическая (определение) и динамическая (расчет) | С помощью капиллярных вискозиметров ВПЖ-1, ВПЖ-2, ВПЖ-4, ВПЖ и ВПЖМ и Пинкевича | ||
| динамическая | Нефтепродукты жидкие | Автоматический капиллярный вискозиметр АКВ-4 | |
| эффективная | |||
| условная | Смазки пластичные | Вискозиметр ВУ | |
| динамическая при температуре от 0 до минус 60 °С | Нефтепродукты | Ротационный вискозиметр |
| Глубина проникания иглы | Битумы нефтяные, парафины | Изменение глубины погружения иглы пенетрометра в испытуемый образец при заданных нагрузке, температуре и времени | |
| Давление насыщенных паров | Нефтепродукты, масла и смазки | Определение давления насыщенных паров в зависимости от температуры производится в специальном приборе при остаточном давлении 267-400 Па (2-3 мм рт. ст.) | 15823-70 Р 1756-2000 |
| Зольность | Нефть и нефтепродукты | Сжигание и прокаливание в тигле до постоянной массы | |
| Изменение массы после прогрева | Битумы нефтяные | Определение массы образца битума после нагрева при 163 °С в течение 5 ч | |
| Испаряемость | Смазки пластичные | Определение потери массы при нагревании образца в чашках-испарителях | |
| Кислотное число и водорастворимые | Масла смазочные и специальные | Кислотное число - титрование навески в растворителе (спирт, бензол и голубой 6 В) спиртовым раствором едкого кали. Водорастворимые кислоты - кипячение навески масла с водой, титрование КОН аликвотной части водного экстракта | |
| Кислотность и кислотное число | Нефтепродукты | Титрование навески 0,05 н. раствором КОН | |
| Число нейтрализации | Нефтепродукты и смазочные материалы | Потенциометрическое титрование | |
| Кислоты и щелочи водорастворимые; (наличие) | Нефтепродукты | Экстракция навески водой или водорастворимым раствором; определение рН водной вытяжки | |
| Коксуемость методом Конрадсона Коксуемость на аппарате ЛKH | Сжигание и прокаливание продукта в фарфоровом тигле, помещаемом в двух металлических тиглях, снабженных крышками Сжигание и прокаливание продукта в тиглях из термостойкого стекла в приборе ЛKH-70 | ||
| Коррозийное действие на металлы | Масла и присадки | Выдерживание металлической пластинки в испытуемом продукте при повышенной температуре и определение характера коррозийного воздействия | |
| Смазки пластичные | Ускоренный метод: шлифованные металлические пластинки погружают в стаканы со смазкой; испытание проводят для смазок на мыльной основе в зависимости от температуры плавления при 100-75 °С и ниже в течение 3 - 5 ч | ||
| Коррозийные свойства и окисляемость | Масла моторные | Лабораторная установка ПЗЗ, имитирующая работу масла в системе смазки двигателя (циркуляция, нагрев, контакт с различными металлами). Определяется осадок и потери массы свинцовых пластин | |
| Коррозийные свойства | Испытание опытного образца масла на двигателе ЯАЗ-254 в течение 125 ч | ||
| Массы, методы измерения | Нефтепродукты | Осаждение парафина из фракции выше 250 °С смесью спирта и эфира при минус 20 °С |
| Механические примеси: | Нефть, нефтепродукты и присадки | Растворимые навески в растворителе (бензин Б-20, петролейные эфир, бензол, спиртобензольная смесь) и отделение механических примесей фильтрацией | |
| несгораемые | Нефтепродукты светлые | Озоление общих механических примесей, фильтрование через мембранный фильтр | |
| Механические примеси, определяемые при разложении продукта соляной кислотой | Смазки пластичные | Растворимые смазки в смеси растворителей бензола, этилового спирта и четырехлористого углерода; разложение 2 %, определение массы осадка | |
| Мыло, минеральные масла и высокомолекулярные органические кислоты (содержание) | Растворимые смазки в бензоле; осаждение мыла ацетоном; отделение масла от мыла; определение свободных кислот титрированием масла и связанных кислот титрованием после разложения мыла | ||
| Пенетрация | Определение глубины погружения стандартного конуса в испытуемую смазку на 5 с | ||
| Плотность | Нефтепродукты | Ареометрами, гидростатическими весами, пикнометром | |
| Предел прочности и термоупрочнения | Смазки пластичные | Измерение максимального крутящего момента с помощью прочномера СК | |
| Растворимость в бензоле, хлороформе, три-хлорэтилене | Битумы нефтяные | Растворение при кипячении с обратным холодильником, фильтрация; промывка фильтра, определение массы высушенного остатка | |
| Растяжимость (дуктильность) | Определение максимальной длины растяжения битума, залитого в стандартную форму при 25°С и 0 °С и постоянной скорости растяжения 5 см/мин | ||
| Нефтепродукты, присадки | Сжигание навески со смесью перекиси марганца и углекислого натрия, растворение сульфидов в воде, определение серы объемным хромным способом | 1431-85 Р 51859-2000 |
|
| сжигание в воздухе | Нефтепродукты темные | Сжигание навески в струе воздуха; улавливание продуктов сгорания перекисью водорода и серной кислотой; титрование раствором NaON. Сжигание в лампе; улавливание S0 2 раствором Na 2 C0 3 ; титрование соляной кислотой | |
| сжигание в лампе сжигание в бомбе | Нефтепродукты светлые Нефтепродукты тяжелые | Ламповый метод Сжигание навески в бомбе (калориметрической); осаждение смыва раствором ВаС1 2 , весовое определение осадка | 19121-73 3877-88 |
| Склонность к сползанию | Смазки пластичные | Способность слоя смазки не сползать при заданной температуре с гладкой вертикальной металлической поверхности |
| Смазывающие свойства (трибологические характеристики) | Жидкие и пластичные смазочные материалы | Испытание на четырехшариковой машине при заданных осевых нагрузках и определение индекса задира, критической нагрузки, нагрузки сваривания и показателя износа | |
| Масла нефтяные | Адсорбция смол силикагелем из бензольного раствора; десорбция их ацетоном | ||
| Стабильность механическая | Смазки пластичные | Определение изменения предела прочности на разрыв в результате интенсивного деформирования смазки в таксометре | |
| Стабильность против окисления | Смазка наносится на стандартную медную пластину и выдерживается в течение 10 ч при 120 "С; определяются свободные кислоты и щелочи (после испытания). | ||
| Масла минеральные | Сравнение показателей качества масла до и после окисления в универсальном приборе, включающем пробирки из нейтрального стекла, в которые помещены металлические пластинки; окисление производится кислородом или воздухом. | ||
| Масла нефтяные | Определение на приборе ВТИ летучих кислот, кислотного числа и массы осадка при окислении воздухом в условиях, указанных в нормативно-технической документации | ||
| Стабильность термоокислительная | Масла смазочные | По методу Папок на испарителях; масло, находящееся в тонком слое на тарелочках, нагревается до заданной температуры и превращения в остаток, состоящий на 50 % из лака По методу Папок определяется время, при котором образовавшаяся лаковая пленка способна удержать кольцо при отрыве его с усилием в 1 кгс | |
| Температура вспышки: в закрытом тигле | Нефтепродукты, продукты химические и органические | Нагрев и фиксация температуры вспышки от пламени зажигательного устройства | |
| в открытом тигле | Масла и нефтепродукты темные | Нагрев и фиксация температуры вспышки и воспламенения от пламени газовой горелки | |
| Температура застывания и текучести | Нефтепродукты | Предварительное нагревание образца с последующим охлаждением до температуры, при которой образец остается неподвижным | |
| Температура каплепадения | Определение температуры, при которой из специальной чашечки, прикрепленной к термометру, отрывается первая капля, или температуры касания этой каплей дна пробирки | ||
| Температура размягчения по кольцу и шару | Битумы нефтяные | Определение температуры, при которой битум, находящийся в латунном кольце, при нагревании под действием шарика массой 3,5 г выдавливается и касается контрольного диска (основания аппарата) |
| Фракционный состав | Нефть и нефтепродукты | Перегонка из стандартного прибора | |
| Перегонка с ректификацией в аппарате АРН-2 | |||
| Постепенное испарение на чашечках | |||
| Число омыления | Масла нефтяные | Кипячение навески в смеси со спиртом, толуолом и титрованным раствором КОН; обратное титрование НС1 | |
| Цвет(определение) | Нефтепродукты | На хромометре Сейболта | |
| Нефтепродукты светлые | |||
| Цетановое число | Топливо дизельное |
Широкое распространение в парфюмерно-косметической, медицинской и электротехнической промышленности получил вазелин - сплав парафина, церезина и парфюмерного масла.
Продукт перегонки тяжелых нефтепродуктов. Представляет собой смесь углеводородов с температурой кипения 110–320 град. С. Применяется как топливо и в качестве растворителя ***
КЕРОСИН
(петролеум, фотоген, гелиозоль, астралол, олеофин и проч.). - Продукт, обращающийся ныне под этими названиями в огромном количестве в житейском обиходе, состоит из смеси различных веществ, получаемых перегонкой из нефти и подвергнутых некоторой химической обработке для очищения. Природная или сырая нефть (см.) представляет смесь многообразных, преимущественно жидких углеводородных соединений, отличающихся друг от друга различными температурами кипения, плотностью, внутренним трением и др. свойствами. При перегонке нефти из нее отделяются, в парообразном состоянии, т. е. в форме отгонов, смеси этих веществ; их удельный вес [При возрастании температуры кипения продуктов перегонки нефти, хотя в обычных (технических) условиях происходит постепенное увеличение удельного веса, но при тщательной (лабораторной) дробной перегонке тех порций нефти, которые отвечают бензину и керосину, как для русской, так и для американской нефти замечается всегда, что после возрастания удельного веса наступает его уменьшение, затем вновь увеличение, опять уменьшение и т. д. Это наблюдение сперва сделано было Менделеевым, потом изучалось подробнее г-ми Расинским и Тищенко. Зависит оно от содержания в нефти смеси различных гомологических рядов углеводородов (см. Нефть, химический состав, Нафтены). Д. Менделеев.] и температуры кипения постоянно повышаются по мере приближения перегонки к концу. Нефтяной отгон, сгущаемый в холодильниках, разделяется по особым сборникам (фракционируется) и получаемые таким образом различного свойства жидкие продукты носят (торговые) названия: газолина, лигроина или нефтяного эфира, бензина, керосина, парфюмерного солярового масла, за ними следуют разной густоты смазочные масла и нефтяные остатки (мазут). В настоящей статье будет рассмотрен К., главным образом с точки зрения заводского производства, употребляемые в последнем перегонные и др. аппараты и химическая обработка. Для разделения отгонов следующих друг за другом, по мере того как идет последовательный нагрев нефти в перегонном кубе, на практике руководствуются не столько температурой их кипения, сколько их удельным весом, находящимся в связи с температурами кипения. Контроль над ходом перегонки более или менее ограничивается одним определением удельного веса дистиллятов, который и кладется в основу их классификации. Собственно К. (из русской нефти) называется смесь, состоящая из продуктов с удельным весом (при 15° Ц.) от 0,800 до 0,845 или в среднем 0,820 - плотность, которую должен иметь этот осветительный материал, чтобы быть пригодным для горения в лампах обычного устройства. Удельный вес, однако, сам по себе еще недостаточно характеризует свойства продукта, так как возможно получить смеси среднего удельного веса из самых тяжелых и легких составных частей, непригодные по своей огнеопасности, а между тем по среднему удельному весу сходные или тожественные с К. Поэтому для правильного составления К. из дистиллятов руководствуются еще, помимо удельных весов, температурой вспышки (см.). После перемешивания собранных в общий сборник погонов, составляющих К., испытывают эту смесь (см. Вспышка керосина), чтобы узнать этим путем температуру ее вспышки. Американский К. легче русского и имеет в среднем удельный вес 0,800; существуют, однако, американские К. с удельным весом до 0,795, но в то же время достаточно безопасные, например так называемое астральное масло имеет в среднем удельный вес 0,788. Это зависит от разницы в натуре углеводородов той и другой нефти: составные части американской нефти отличаются от русской меньшим удельным весом, при той же температуре кипения (см. ниже таблицу). Еще более существенная разница является в отношении выходов К. из нефти; американская (пенсильванская) нефть дает до 70% осветительных масел, тогда как из русской нефти может быть получено всего лишь 25-35% К. [Изложенные суждения об относительных свойствах русской (бакинской) и американской (пенсильванской) нефти опираются на обычное определение керосина как нефтяного масла, со вспышкой от 20° до 40°, горящего в обыкновенных керосиновых лампах, приноровленных к американскому К., который появился в потреблении с конца 50-х гг., тогда как русский К., приноровленный поныне к тем же лампам, появился в России в сколько-либо значительных количествах лишь с середины 60-х гг., а за границу начал вывозиться лишь с 80-х гг. Дело в том, что керосин, пригодный для таких ламп, получается из бакинской нефти лишь в количестве 20-30% и это потому одному, что русской нефти должны отвечать другие лампы. Тип их известен (см. Горелки и Лампы), но их еще мало делают и применяют. Тяжелая смесь всех, кроме самых летучих, продуктов перегонки бакинской нефти, имея после очищения удельный вес около 0,86, совершенно и равномерно до конца способна гореть, как обычный керосин, в лампах подходящего устройства, как я испытывал и демонстрировал еще в середине 80-х гг., смесь же (названная мной "бакуоль") обычного бакинского керосина с промежуточными маслами, имея удельный вес около 0,84, отлично горит в лампах, употребляемых для так называемого солярового масла. Первой смеси из бакинской нефти легко получается до 75%, второй до 50%. Эти смеси или эти виды осветительных нефтяных масел представляют то большое преимущество перед распространенным ныне К., что имеют температуру вспышки гораздо высшую, чем К., а именно: первая смесь легко получается со вспышкой более 70°, а вторая более 40°, а потому они гораздо безопаснее для потребителей, чем К. Вот эти-то осветительные масла, отвечающие бакинской нефти (и мало соответствующие пенсильванской), найдут со временем, когда устроятся в России столь же большие нефтепроводы, как в Америке (см. Вазелин и Нефтепроводы), обширнейшее всемирное применение. Ныне в России получается около 300 млн. пудов нефти, из них около 80 млн. пудов К., из которых около 30 млн. пудов применяется в самой России и около 50 млн. вывозится за границу. В Северной Америке получается также около 300 млн. пудов нефти, они дают около 200 млн. пудов К., которого Америка вывозит раза в 3 больше, чем Россия. Цена сырой нефти в Баку ныне едва 2-4 коп. за пуд, в Америке на местах добычи 12-17 коп. за пуд. Успехи русского нефтяного дела всецело зависят от осуществления двух мер: построения длинных нефтепроводов (от Баку до Батума, от Грозного до Новороссийска, от Баку до Персидского залива и др.) и распространения (фабрикации в большом виде и уменья распространять) ламп для сжигания тяжелых масел, отвечающим нашей нефти и соответствующих пожарной безопасности. Д. Менделеев.]. Независимо от того, выходы легких осветительных масел в пропорции к тяжелым смазочным могут быть из одной и той же нефти неодинаковы, смотря по методу и приемам перегонки. Малое содержание легких составных частей вызывает иногда со стороны наших керосинозаводчиков введение в состав К., с целью увеличения его выходов, продуктов, значительно разнящихся по своему удельному весу от указанных выше норм, так как прибавлением к нормальному К., с одной стороны, более тяжелых продуктов, с другой - легких, возможно получить смесь, достаточно хорошо горящую в обыкновенных керосиновых лампах. Количество этих подмесей, возможное для такого увеличения выходов К., сдержано правительственными установлениями, касающимися предельной температуры вспышки (для России не ниже 28° Ц.), понижение которой именно и зависит от относительного содержания, в общей смеси, более легких нефтяных продуктов. Увеличивая выход К. из русской нефти этим путем, возможно довести его до 35-40% от веса нефти, без существенного уклонения от узаконенной температуры вспышки. В состав обыкновенного К. из балаханской кавказской нефти входит весь погон в пределах удельного веса 0,775-0,860. Прилагаемая таблица представляет сравнительный состав (по анализам Биля) торгового сорта русского и американского К.:
Слишком тяжелый К. в лампах обыкновенного нынешнего устройства дает слабое и коптящее пламя или вовсе не горит; для его сжигания требуются особое устройство лампы, несколько типов которых уже существует в настоящее время, но они еще недостаточно разработаны и распространение не имеют. Введение во всеобщее употребление ламп, годных для сжигания тяжелых осветительных масел, представляет для нашей нефтяной промышленности существеннейший вопрос, так как наша нефть по своим свойствам наиболее пригодна именно для производства тяжелых сортов К., со вспышкой в 50-60° Ц., и, следовательно, более удобного для повсеместного распространения в качестве дешевевшего и вполне огнебезопасного осветительного материала. Такой К. возможно получать из бакинской нефти в количестве до 60%. Дробная перегонка сырой нефти в современной заводской практике распадается на две отдельные операции: 1) перегонку нефти с получением всех легких продуктов и К. и 2) перегонку остающегося от первой операции легкого или первого нефтяного остатка (мазута), с получением из него парфюмерных, соляровых и смазочных масел, после чего остающееся в котлах представляет тяжелые нефтяные остатки (гудрон) - весьма ценный материал для добычи из него полужидких и твердых нефтяных продуктов, особенно - натурального вазелина (см.); ныне гудрон у нас потребляется более как топливо. Следует заметить, что и первый, легкий, остаток после отгонки К. не всегда перерабатывается на русских заводах, а иногда весь, иногда частью употребляется и продается как топливо. Перегонка на нынешних крупных керосиновых заводах ведется почти исключительно в цилиндрических лежачих котлах из котельного железа, вместимостью в 600-2000 пудов сырой нефти. Употреблявшиеся прежде простые перегоночные кубы, а также плоские стоячие цилиндрические котлы с гофрированным днищем (Cheese-box stills), имевшие наиболее широкое распространение, и огромные американские так называемые вагонные кубы, с внутренними дымоходами, в настоящее время почти всюду оставлены. Большой размер их (некоторые из них вмещают свыше 15000 пудов нефти), большая стоимость, сложный уход за топками (под большими кубами системы Cheese-box устраивается до 17 отдельных топок) оказались на деле непрактичными; такие котлы сохранились еще лишь кое-где на старых фабриках, дослуживая до износа. С другой стороны, слишком мелкие перегонные кубы простейшего устройства все еще очень распространены на Кавказе на небольших армянских и персидских кустарных заводах, фабрикующих К. по самым примитивным приемам. Нагрев перегонных котлов всегда производится голым огнем, причем топливом служит у нас на Кавказе преимущественно нефть и нефтяные остатки, сжигаемые при помощи форсунок или на особых колосниках. На американских заводах работают преимущественно на каменном угле, иногда заменяя его газообразными и другими малоценными продуктами нефти. Во время перегонки в куб постоянно впускается в обильном количестве перегретый водяной пар из парового котла, так что вся перегонка может быть названа паровой, хотя часть нагрева столь же постоянно идет от наружных топок. Перегонные котлы нередко устраиваются с одной или несколькими внутренними жаровыми трубами, наподобие английских паровых котлов (корнвалийского и ланкаширского); такая конструкция, однако, на деле оказалась также малопрактичной, по причине чаще случающегося в них лекажа и неравномерности нагрева содержимого, и в настоящее время отдается предпочтение обыкновенным цилиндрическим котлам с простой печной вмазкой. Для некоторого дефлегмирования дистиллята, т. е. отделения паров его от механически увлеченных частиц жидкостей с высшей температурой кипения и большим удельным весом, вылет пара устраивается через особые паросушители, состоящие, как видно на фиг. 1, из шлема C и изогнутой паропроводной трубы, входящей в сепаратор A, откуда сгущенные через воздушное охлаждение жидкости стекают обратно в котел; по трубе B пар проводится в холодильник.
***амер.Kerosinc
Керосин - продукт перегонки тяжелых нефтепродуктов; смесь углеводородов с температурой кипения 110-320 град.С. Керосин применяется как топливо и как растворитель.
*** КЕРОСИН (английское kerosene), бесцветная жидкость легче воды; смеси углеводородов, выкипающие при 110-320шC. Получают дистилляцией нефти или крекингом тяжелых нефтепродуктов (промышленное производство впервые начато в 1823 братьями Дубиниными в России). Керосин применяют как реактивное топливо, горючий компонент жидкого ракетного топлива, горючее при обжиге стеклянных и фарфоровых изделий, для бытовых нагревательных и осветительных приборов и в аппаратах для резки металлов, как растворитель, сырье для нефтеперерабатывающей промышленности.Плотность керосина в зависимости от температуры
Приведена таблица значений плотности жидкого керосина марки Т-1 в зависимости от температуры. Величина плотности керосина дана в размерности кг/м 3 при различных температурах в интервале от 20 до 270°С.
Плотность этого определяется составом и качеством производства отдельных его партий при нефтепереработке. Она увеличивается с ростом содержания в его составе тяжелых углеводородов.
Плотность керосина различных марок и разного молекулярного веса может отличаться на 5…10%. Например, плотность авиационного керосина ТС-1 при 20°С равна 780 кг/м 3 , ТС-2 — 766 кг/м 3 , авиакеросина Т-6 — 841 кг/м 3 , плотность топлива РТ составляет величину 778 кг/м 3 . Плотность керосина Т-1 при температуре 20°С равна 819 кг/м 3 или 819 г/л, плотность осветительного керосина составляет 840 кг/м 3 .
При нагревании этого топлива, его плотность снижается из-за увеличения объема за счет теплового расширения. Например, при температуре 270°С плотность керосина Т-1 становится равной 618 кг/м 3 .
Керосин близок по другим видам топлива. Например, дизельное топливо имеет плотность около 860 кг/м 3 , бензин — от 680 до 800 кг/м 3 . Если сравнить плотность керосина и воды, то плотность этого топлива будет меньше . При попадании в воду керосин будет образовывать маслянистую пленку на ее поверхности.
| t, °С | ρ, кг/м 3 | t, °С | ρ, кг/м 3 | t, °С | ρ, кг/м 3 |
|---|---|---|---|---|---|
| 20 | 819 | 110 | 759 | 200 | 685 |
| 30 | 814 | 120 | 751 | 210 | 676 |
| 40 | 808 | 130 | 744 | 220 | 668 |
| 50 | 801 | 140 | 736 | 230 | 658 |
| 60 | 795 | 150 | 728 | 240 | 649 |
| 70 | 788 | 160 | 720 | 250 | 638 |
| 80 | 781 | 170 | 711 | 260 | 628 |
| 90 | 774 | 180 | 703 | 265 | 623 |
| 100 | 766 | 190 | 694 | 270 | 618 |
Удельная теплоемкость керосина при различных температурах
В таблице представлены значения удельной теплоемкости керосина при различных температурах. Теплоемкость керосина указана в диапазоне температуры от 20…270°С. Значение удельной (массовой) теплоемкости керосина определяется его составом, то есть содержанием ароматических и парафиновых углеводородов. Чем меньше в составе керосина парафинов и олефинов, тем ниже его теплоемкость.
Удельная теплоемкость керосина зависит от температуры — она увеличивается при нагревании этого топлива. Зависимость теплоемкости от температуры носит нелинейный характер. При комнатной температуре его удельная теплоемкость равна 2000 Дж/(кг·К). При высоких температурах значение этого теплофизического свойства керосина может достигать 3300 Дж/(кг·К).
Кроме того, теплоемкость керосина также зависит и от давления. При повышении давления она уменьшается — при высоких температурах влияние давления усиливается. Следует отметить, что зависимость теплоемкости керосина от давления не линейна.
| t, °С | C p , Дж/(кг·К) | t, °С | C p , Дж/(кг·К) | t, °С | C p , Дж/(кг·К) |
|---|---|---|---|---|---|
| 20 | 2000 | 110 | 2430 | 200 | 2890 |
| 30 | 2040 | 120 | 2480 | 210 | 2940 |
| 40 | 2090 | 130 | 2530 | 220 | 3000 |
| 50 | 2140 | 140 | 2580 | 230 | 3050 |
| 60 | 2180 | 150 | 2630 | 240 | 3110 |
| 70 | 2230 | 160 | 2680 | 250 | 3160 |
| 80 | 2280 | 170 | 2730 | 260 | 3210 |
| 90 | 2330 | 180 | 2790 | 265 | 3235 |
| 100 | 2380 | 190 | 2840 | 270 | 3260 |
Вязкость керосина в зависимости от температуры
Дана таблица значений динамической μ и кинематической ν вязкости керосина при положительных и отрицательных температурах в диапазоне от -50 до 300°С. Вязкость керосина определяется количеством и размерами ассоциатов молекул углеводородов в его составе. Масштаб таких молекулярных связей напрямую зависит от температуры этого топлива. При низких температурах они достаточно многочисленны и имеют крупные размеры, что делает керосин в этих условиях ощутимо вязким.
При комнатной температуре динамическая вязкость керосина имеет значение 0,00149 Па·с. Кинематическая вязкость керосина при температуре 20°С равна 1,819·10 -6 м 2 /с. С повышением температуры этого топлива его вязкость уменьшается. Коэффициент кинематической вязкости имеет меньшую скорость такого снижения, чем динамический, поскольку плотность керосина также изменяется с температурой. Например, при нагревании керосина с 20 до 200 градусов его динамическая вязкость уменьшается в 5,7 раза, а кинематическая — в 4,8.
| t, °С | μ·10 3 , Па·с | ν·10 6 , м 2 /с | t, °С | μ·10 3 , Па·с | ν·10 6 , м 2 /с |
|---|---|---|---|---|---|
| -50 | 11,5 | 14,14 | 40 | 1,08 | 1,337 |
| -45 | 9,04 | — | 60 | 0,832 | 1,047 |
| -40 | 7,26 | 8,59 | 80 | 0,664 | 0,85 |
| -35 | 5,96 | — | 100 | 0,545 | 0,711 |
| -30 | 4,98 | 5,75 | 120 | 0,457 | 0,61 |
| -25 | 4,22 | — | 140 | 0,39 | 0,53 |
| -20 | 3,62 | 4,131 | 160 | 0,338 | 0,469 |
| -15 | 3,14 | — | 180 | 0,296 | 0,421 |
| -10 | 2,75 | 3,12 | 200 | 0,262 | 0,382 |
| -5 | 2,42 | — | 220 | 0,234 | 0,35 |
| 0 | 2,15 | 2,61 | 240 | 0,211 | 0,325 |
| 5 | 1,92 | — | 260 | 0,191 | 0,304 |
| 10 | 1,73 | — | 280 | 0,174 | — |
| 20 | 1,49 | 1,819 | 300 | 0,159 | — |
Примечание: значения кинематической вязкости керосина в таблице получены расчетным путем через величину динамической вязкости и плотности.
Закрытие ИП
