Определение удельной теплоты сгорания керосина, сравнение с нефтью

Что это?

Керосин — это горючая смесь, состоящая из жидких углеводородов. Температура кипения керосина варьируется в пределах 150-250° по Цельсию. Это прозрачная, не имеющая цвет (в некоторых случаях желтоватая) жидкость, чуть маслянистая на ощупь.
Само слово произошло от англ. kerosene. В свою очередь, оно имеет греческие корни: κηρός — «воск».

Керосин получается путем прямой перегонки или ратификации нефти. Иногда — посредством ее вторичной переработки. В некоторых случаях продукт подвергают гидроочистке.

Керосин, как топливо:

Керосин (англ. kerosene от др.-греч. κηρός – «воск») – горючая смесь жидких углеводородов (от C8 до C15) с температурой кипения в интервале 150-250 °C, получаемая путём прямой перегонки или ректификации нефти.

Внешне керосин – это прозрачная, бесцветная (или слегка желтоватая, или светло-коричневая), слегка маслянистая на ощупь жидкость. Имеет характерный запах нефтепродуктов.

Керосин – горючая, легковоспламеняющаяся жидкость. Относится к малоопасным веществам и по степени воздействия на организм человека в соответствии с ГОСТ 12.1.007 относятся к 4-му классу опасности. Горючее топливо.

Керосин легче воды. В воде не растворяется.

С воздухом керосин образуют взрывоопасные смеси.

Состав вещества

Мы разобрались с температурой кипения керосина. Теперь представим состав данного продукта. Он не является универсальным и эталонным, так как зависит от сырья — нефти, ее способа переработки и химического состава.

Итак, состав керосина по ГОСТ:

• Алифатические предельные углеводороды — 20-60% от общей массы.
• Углеводороды нафтеновые — 20-50%.
• Ароматические бициклические углеводороды — 5-25%.
• Углеводороды непредельные — до 2%.
• Незначительное содержание примесей — сернистых, кислородных или азотистых.

Представим теперь важнейшие свойства данного вещества.

Химический состав и свойства керосина

Химический состав полученного при крекинге керосина может меняться в зависимости того, производной из какой нефти он является, а также используемой технологии ее переработки и дальнейшей очистки керосинового дистиллята. В среднем этот нефтепродукт может включать:

• алифактические углероды в процентном соотношении от 20 до 60;
• нафтеновые углероды в процентном соотношении от 20 до 50;
• бициклические ароматические углероды в процентном соотношении от 5 до 25;
• непредельные углероды в процентном соотношении до 2.

При более высоких температурах процессов получения керосина

количество бициклических ароматических углеродов возрастает. В тоже время, их более низкое содержание в готовом нефтепродукте способствует повышению интенсивности и яркости пламени. Высокое процентное содержание тяжелых фракций приводит к ухудшению горения этого нефтепродукта, поэтому после его получения производится специальная химическая и гидроочистка.

Следует учитывать также высокие показатели испаряемости данного продукта. При концентрации в воздухе превышающей 300 мг/м3 существует угроза отравления парами керосина. Это накладывает определенные требования на условия хранения данного нефтепродукта.

Основные теплофизические характеристики керосина

Керосин — это средний дистиллят процесса нефтепереработки, определяемый как доля сырой нефти, которая кипит при температуре от 145 до 300°C. Керосин может быть получен путём перегонки сырой нефти (прямогонный керосин) или из крекинга более тяжёлых нефтяных потоков (крекинг-керосин).

Сырой керосин обладает свойствами, которые делают этот нефтепродукт пригодным для смешивания с различными эксплуатационными добавками, определяющими его использование в различных коммерческих целях, в том числе в транспортном топливе. Керосин представляет собой сложную смесь соединений с разветвлённой и прямой цепью, которые обычно можно разделить на три класса: парафины (55,2% по массе), нафтены (40,9%) и ароматические соединения (3,9%).

Для эффективности применения все марки керосина должны обладать максимально возможной удельной теплотой сгорания и удельной теплоёмкостью, а также характеризоваться достаточно широким диапазоном температур воспламенения. Для различных групп керосинов эти показатели составляют:

• Удельная теплота сгорания, кДж/кг — 43000±1000.
• Температура самовоспламенения, 0С, не ниже – 215.
• Удельная теплоёмкость керосина при комнатной температуре, Дж/кг·К – 2000…2020.

Точно установить большинство теплофизических показателей керосина невозможно, поскольку сам продукт не имеет постоянного химического состава и определяется характеристиками исходной нефти. Кроме того, плотность и вязкость керосина зависит от внешних температур. Известно только, что по мере приближения температуры к зоне устойчивого горения нефтепродукта, удельная теплоёмкость керосина существенно повышается: при 2000С она составляет уже 2900 Дж/кг·К, а при 2700С — 3260 Дж/кг·К. Соответственно снижается кинематическая вязкость. Совокупность этих параметров определяет хорошее и устойчивое воспламенение керосина.

Экология для кукурузника

Вместе с учеными из Всероссийского научно-исследовательского института по переработке нефти специалисты компании в 2014 году занялись разработкой рецептуры неэтилированного топлива с октановым числом 91, и к настоящему моменту эта работа уже завершена. Ее итогом стало появление даже не одного, а двух составов. Первый получил обозначение Б-92 / 115 — для российского рынка. По своим характеристикам он полностью соответствует ГОСТовскому этилированному топливу Б-91 / 115. Второй — аналог неэтилированного авиабензина 91UL (ASTM D 7547), под который сейчас разрабатывают дви- гатели многие ведущие производители, — такие, например, как один из мировых лидеров в этом сегменте, австрийский Rotax.
Петр Дегтярев, директор дирекции нефтепереработки «Газпром нефти»:

«По 91-му бензину работы выполнены, поданы заявки на три патента, по одной уже пришло подтверждение, две других еще на стадии экспертизы, — рассказал главный специалист управления технической политики и инновационной деятельности департамента развития нефтепереработки и нефтехимии „Газпром нефти“ Валерий Головачев. — Российская и европейская нормали не сильно отличаются по составу, поэтому производство всего объема планируется разместить на одной площадке Омского НПЗ».

Однако разработать топливо — полдела. Даже самый лучший бензин, соответствующий всем стандартам, невозможно продать, если его не сертифицировали для использования в своей продукции производители авиадвигателей. Этим сейчас и занимаются в дирекции переработки «Газпром нефти» и ВНИИ НП, начав, разумеется, с предприятий, выпускающих моторы для Ан-2 в России и Польше. Ведутся переговоры в этом направлении и с Rotax. Однако на 91-м авиабензине способна работать лишь половина поршневой авиатехники, зарегистрированной в стране. Это отражают и статистические данные: 54% продаж специализированного топлива для поршневых авиадвигателей приходится на бензин 100LL. Поэтому в компании уже началась подготовка к новому проекту, в рамках которого планируется разработать неэтилированный аналог 100-го авиабензина, а ОНПЗ в качестве индустриального партнера подал заявку на участие в тендере Министерства образования и науки РФ на разработку такого топлива.

Стандарты на авиационный бензин

Согласно ГОСТ 1012–2013 авиационные бензины выпускаются в следующих марках:

— авиационный бензин Б-91 / 115. Предназначен для эксплуатации двигателей АШ-62ИР, АИ-26В, М-14Б, М-14П и М-14В-26.

— авиационный бензин Б-92. Поставляется по государственному оборонному заказу. Разработан в результате большого комплекса испытаний как единый бензин без нормирования показателя «сортность на богатой смеси», в определенных условиях может применяться взамен бензина Б-91 / 115.

В настоящее время в России наиболее широко применяется импортный бензин с пониженным содержанием свинца марки Avgas 100LL. Это основное топливо для зарубежной авиатехники, в том числе для таких распространенных вертолетов, как R-22, R-44, самолетов Cessna-172 и других типов.

Кинематическая вязкость

При характеристике керосина по ГОСТу будет актуальной и эта позиция. Надо сказать, что вязкость углеводородов, входящих в состав данного продукта существенно изменяется с понижением/повышением его температуры. Чем последняя будет выше, тем меньше становится вязкость.

Это весьма важная характеристика. Вязкость керосинов оказывает большое влияние на ряд эксплуатационных особенностей топливных систем летательных аппаратов, а также процессы сгорания и смесеобразования в двигателе.

Так, вязкость керосина при 20 °С составляет 1,2 — 4,5 мм2/с.

Действие на организм человека

Степень токсичности веществ связана с их физической и химической природой. Взаимодействуя с организмом, продукты горения вызывают патологические синдромы.

Международная классификация болезней десятого пересмотра МКБ-10 определяет отравление продуктами горения кодом Т59 – «Токсическое действие других газов, дымов и паров».

По механизму действия на человека отравляющие компоненты в составе дыма делятся на пять групп.

На эту тему ▼

Отравление угарным газом

Симптомы, первая помощь и профилактика

1. Вещества, которые вызывают поражение кожного покрова и слизистой оболочки. Симптомы такого отравления продуктами горения – зуд, жжение кожи и её воспаление, боль в области глаз, век, слезотечение, кашель. Примеры – пары дёгтя, сернистый газ, формальдегид.
2. Продукты горения, которые вызывают острые ингаляционные отравления. Пострадавшие жалуются на одышку, кашель. При осмотре обращает на себя внимание частое дыхание, синюшность. При высокой концентрации токсичного газа может произойти остановка дыхания. Так, признаки отравления продуктами горения ПВХ могут проявиться через несколько часов. Ингаляционные отравления вызывает хлор, аммиак, оксид азота.
3. Продукты горения с образованием токсичных веществ, которых называют «ядами крови». Связывая гемоглобин, они нарушают доступ кислорода к тканям и запускают патологические реакции, охватывающие весь организм. Примеры – угарный газ, диоксид азота.
4. Продукты горения, для которых органом-мишенью является нервная система. Это бензол, сероводород.
5. Ферментные яды, которые воздействуют на тканевое дыхание, блокируя процессы активации кислорода. Это сероводород, синильная кислота.

Многие токсины, образующие в продуктах горения «универсальны», так как вызывают поражение сразу нескольких систем организма.

Отличие керосина от бензина

Способ получения авиационного керосина – прямая перегонка малосернистой и сернистой нефти. Для улучшения физико-химических свойств керосина применяются различные присадки и гидроочистка. Керосин имеет ряд преимуществ перед бензином:

• высокий показатель теплоты сгорания (как массовой, так и объёмной);
• низкая испаряемость;
• меньшая температура замерзания;
• небольшая кинематическая вязкость.
• Кроме того, керосин менее пожароопасен, чем бензин.

Существенный плюс в использовании керосина – широта применения. Кроме топлива для реактивных силовых установок, он используется на борту как хладагент или теплоноситель для радиаторов. Для управления сечением сопла двигателя используется гидросистема, рабочей жидкостью в которой также может быть керосин. Излишне напоминать, что данный вид топлива – прекрасный растворитель. Это крайне важно при организации процесса технического обслуживания реактивных авиадвигателей.

Плотность

Одна из важнейших характеристик, используемых в отношении всех нефтепродуктов. И если сравнить плотность керосина и воды, мы увидим, что последняя будет выше. Приведем конкретные цифры:

• Плотность воды дистиллированной при «идеальной» температуре 3,7 °С — 1000 кг/м3.
• Плотность воды морской при «идеальной» температуре 3,7 °С — 1030 кг/м3.
• Плотность воды кипящей при 100 °С — 958,4 кг/м3.

Для дальнейшего сравнения плотности воды и керосина познакомимся с этой характеристикой уже касательно нефтепродукта. Это 800 кг/м3.

Надо сказать, что на первых этапах развития нефтяной промышленности плотность была единственной характеристикой керосина. Сегодня же на практике чаще всего используют такую величину, как относительная плотность. Это безразмерный показатель, равный соотношению истинных плотностей данного нефтепродукта и дистиллированной воды, взятых для сравнения при определенных температурах.

Так, плотность керосина при 20 °С будет составлять от 780 до 850 кг/м3.

Виды горючего

Оно бывает разным. Но нефтепродукты и другое топливо легко поддаются воспламенению.

Классификация следующая:

Температура возгорания керосина и других продуктов отличается. Измерять ее достаточно сложно. Также разняться правила тушения. Твердыми материалами естественно пользуются для нагрева помещений люди, имеющие котел.

Температура вспышки

Следующая после температуры кипения керосина характеристика — температура вспышки. Это параметр, по которому определяется степень пожарной опасности данной жидкости. Тут температура вспышки керосина будет варьироваться от 28 до 60 °С.

Надо сказать, что эта характеристика строго контролируется стандартами для предотвращения попадания в топливо бензина, который способен резко повысить его огнеопасность. Практическое определение температуры реактивных вспышек керосиновой жидкости предписывается стандартами всех государств мира.

Температура самовоспламенения

На очереди еще один тепловой показатель — температура воспламенения керосина. Под этой характеристикой следует понимать такое воспламенение паровоздушной смеси, которое приводит к горению. Однако воспламенение паров не всегда будет достаточным условием для возникновения устойчивого горения керосина.

Температурой самовоспламенения называется наименьшая температура, при которой пары нефтепродукта совместно с воздухом способны загореться без наличия источника воспламенения. Кстати, именно на таком замечательном свойстве и основано функционирование дизельных двигателей внутреннего сгорания.

Самовоспламенение керосина будет происходить при температуре в 300 °С.

Что такое авиационное топливо?

Топливом для использования в авиационной отрасли называется горючее вещество, предназначенное для подачи в смеси с воздухом в камеру сгорания самолётного двигателя. Цель – получение тепловой энергии, которая выделяется в момент окисления смеси кислородом, то есть сгорания. Топливо, заливаемое в кессонные баки летательных аппаратов, делится на два вида.

Авиационный бензин

Данный вид топлива получается с помощью прямой перегонки, риформинга или каталитического крекинга. Основными физико-химическими показателями авиабензина являются:

• стойкость к детонации;
• химическая стабильность;
• фракционный состав.

Для бензина характерными являются высокая испаряемость и пригодность к образованию необходимых для текущих условий полёта топливо-воздушных смесей.

Данный вид горючей смеси применяется для сжигания в поршневых двигателях внутреннего сгорания. Самолёты с такими моторами летают на небольшие расстояния на местных авиалиниях, используются для проведения демонстрационных полётов и авиашоу. Наиболее популярными в российской малой авиации считались марки этилированного бензина для нормальных и обеднённых смесей, разработанные к последней четверти прошлого века – Б91/115 и Б95/130. Сегодня парк малой авиации полностью заправляется обычным бензином АИ-95, либо импортным топливом AVGAS 100LL.

Интересно: Почему дети сосут палец? Причины, что делать, фото и видео

Авиационный керосин

Для сжигания в камере сгорания турбореактивного самолётного двигателя обычный бензин не годится. В поршневых двигателях используется эффект резкого воспламенения бензиновоздушной смеси для создания толчка на головке цилиндра. Совсем иной принцип используется в реактивных двигателях. Здесь важно, чтобы горение было плавным. Именно это и обеспечивает сжигаемый авиационный керосин.

Для заливки в кессоны реактивных самолётов используется топливо, которое получают из среднедистиллятной керосиновой фракции нефти с температурой выкипания 150-280°С. 96-98% состава авиационного керосина – это нафтеновые, парафиновые и ароматические углеводороды. Остальная доля в составе – за смолами, азотистыми и металлоорганическими соединениями.

Как предотвратить детонацию

Топливные нефтепродукты – взрывоопасные вещества, но избежать чрезвычайной ситуации можно, выполняя простые правила.

Они следующие:

• двигатель надо эксплуатировать на высоких оборотах;
• применять интеркулер, чтобы охлаждать надувочный воздух, появляющийся спереди цилиндра;
• правильно подбирать свечи;
• перейти на топливо с высоким октановым числом.

Водители цистерн, транспортирующие горючие вещества, должны четко соблюдать требования ГОСТ Р 52734.

ВНП

Под этой аббревиатурой понимается высота некоптящего пламени нефтепродукта. В частности, это важная характеристика для керосина КО-25. Определяет его способность гореть в фитильной стандартной лампе (с диаметром самого фитиля 6 мм) белым равномерным пламенем без образования копоти или нагара.

Это численный показатель, измеримый в миллиметрах. Он обязательно указывается на этикетках соответствующих осветительных марок продукта. На ВНП оказывают прямое влияние химический и фракционный составы керосина.

Последовательность определения удельной теплоты сгорания

Показатель удельной теплоты сгорания керосина устанавливает условия его воспламенения в различных устройствах – от двигателей до аппаратов керосиновой резки. В первом случае оптимальное сочетание теплофизических параметров следует определять более тщательно. Для каждой из комбинаций топлива обычно устанавливается несколько графиков. Эти графики могут быть использованы для оценки:

1. Оптимального соотношения смеси продуктов сгорания.
2. Адиабатической температуры пламени реакции сгорания.
3. Средней молекулярной массы продуктов сгорания.
4. Удельной теплоты соотношение продуктов сгорания.

Эти данные необходимы для определения скорости выхлопных газов, выбрасываемых из двигателя, что в свою очередь определяет тягу двигателя.

Оптимальное соотношение топливной смеси даёт самый высокий удельный импульс энергии и является функцией давления, при котором будет работать двигатель. Двигатель с высоким давлением в камере сгорания и низким давлением на выходе будет иметь самое высокое оптимальное соотношение смеси. В свою очередь, от оптимального соотношения смеси зависит давление в камере сгорания и энергоёмкость керосинового топлива.

В большинстве конструкций двигателей, использующих керосин в качестве топлива, большое внимание уделяется условиям адиабатического сжатия, когда давление и объём, занимаемый горючей смесью, находятся в постоянной взаимосвязи – это влияет на долговечность элементов двигателя. При этом внешний теплообмен, как известно, отсутствует, что определяет максимальный КПД.

Формулы для расчета объема

Вид формулы для расчета объема продуктов полного сгорания при теоретически необходимом количестве воздуха зависит от состава горючего вещества.

Индивидуальное химическое соединение

В этом случае расчет ведут, исходя из уравнения реакции горения. Объем влажных продуктов сгорания единицы массы (кг) горючего вещества при нормальных условиях рассчитывают по формуле:

где:

Vп.с. – объем влажных продуктов сгорания, м3/кг; – число киломолей диоксида углерода, паров воды, азота и горючего вещества в уравнении реакции горения; М

– масса горючего вещества, численно равная молекулярной массе, кг.

Например, чтобы определить объем сухих продуктов сгорания 1 кг ацетона при нормальных условиях, составляем уравнение реакции горения ацетона в воздухе:

CH3COCH3 + 4O2 + 4·3,76N2 = 3CO2 + 3H2O + 4·3,76N2

Определяем объем сухих продуктов сгорания ацетона:

Объем влажных продуктов сгорания 1 м3 горючего вещества (газа) можно рассчитать по формуле:

где:

Vп.с. – объем влажных продуктов сгорания 1 м3горючего газа, м3/м3; – число молей диоксида углерода, паров воды, азота и горючего вещества (газа).

Сложная смесь химических соединений

Если известен элементный состав сложного горючего вещества, то состав и количество продуктов сгорания 1 кг вещества можно определить по уравнению реакции горения отдельных элементов. Для этого составляют уравнения реакции горения углерода, водорода, серы и определяют объем продуктов сгорания, приходящийся на 1 кг горючего вещества. Уравнение реакции горения имеет вид:

С + О2+ 3,76N2 = СО2 + 3,76N2

При сгорании 1 кг углерода получается 22,4 / 12 = 1,86 м3 СО2 и 22,4 × 3,76/12 = 7,0 м3 N2.

Аналогично определяют объем (в м3) продуктов сгорания 1 кг серы и водорода. Полученные данные приведены ниже:

При горении углерода, водорода и серы кислород поступает из воздуха. Однако в состав горючего вещества может входить кислород, который также принимает участие в горении. В этом случае воздуха на горение вещества расходуется соответственно меньше.

В составе горючего вещества могут находиться азот и влага, которые в процессе горения переходят в продукты сгорания. Для их учета необходимо знать объем 1 кг азота и паров воды при нормальных условиях.

Объем 1 кг азота равен 0,8 м3, а паров воды 1,24 м3. В воздухе при 0 °С и давлении 101325 Па на 1 кг кислорода приходится 3,76 × 22,4 / 32 = 2,63 м3 азота.

На основании приведенных данных определяют состав и объем продуктов сгорания 1 кг горючего вещества.

Например, чтобы определить объем и состав влажных продуктов сгорания 1 кг каменного угля, состоящего из 75,8 % С, 3,8 % Н, 2,8 % О, 1,1 % N, 2,5 % S, W = 3,8 %, A = 11,0 %.

Объем продуктов сгорания будет следующий, м3:

Из общего объема азота вычитают объем азота, приходящийся на кислород в составе каменного угля 0,028 × 2,63 = 0,0736 м3. Итог указывает состав продуктов сгорания каменного угля: объем влажных продуктов сгорания 1 кг каменного угля равен:

Vп.с. = 1,4 + 0,462 + 6,6972 + 0,017 = 8,576 м3/кг.

Смесь газов

Количество и состав продуктов сгорания для смеси газов определяют по уравнению реакции горения компонентов, составляющих смесь. Например, горение метана протекает по следующему уравнению:

СН4 + 2О2 + 2 × 3,76N2 = СО2 + 2Н2О + 7,52N2

Согласно этому уравнению, при сгорании 1 м3 метана получается 1 м3 диоксида углерода, 2 м3 паров воды и 7,52 м3 азота. Аналогично определяют объем (в м3) продуктов сгорания 1 м3 различных газов:

На основании приведенных цифр определяют состав и количество продуктов сгорания смеси газов.

Анализ продуктов сгорания, взятых на пожарах в различных помещениях, показывает, что в них всегда содержится значительное количество кислорода. Если пожар возникает в помещении с закрытыми оконными и дверными проемами, то пожар при наличии горючего может продолжаться до тех пор, пока содержание кислорода в смеси воздуха с продуктами сгорания в помещении не снизится до 14-16 % (об.). Следовательно, на пожарах в закрытых помещениях содержание кислорода в продуктах сгорания может быть в пределах от 21 до 14 % (об.). Состав продуктов сгорания во время пожаров в помещениях с открытыми проемами (подвал, чердак) показывает, что содержание в них кислорода может быть ниже 14 % (об.):

По содержанию кислорода в продуктах сгорания на пожарах можно судить о коэффициенте избытка воздуха, при котором происходило горение.

Применение вещества

Более всего нам известен топливный керосин. Нефтепродукт применяют в качестве реактивного топлива в ракетах и самолетах. Это и известное горючее, используемое при обжиге фарфоровых и стеклянных изделий. Керосин выпускается также и для бытовых осветительных и нагревательных приборов. Применяется для аппаратов по резке металлов. Еще это растворитель (как пример, для нанесения пестицидов), сырье в нефтеперерабатывающем производстве.

Керосин реально использовать в качестве заменителя арктического и зимнего топлива. Но в этом случае он не является равноценной альтернативой — необходимо добавление цетаноповышающих и антиизносных присадок. Для многотопливных моторов (на базе дизельного двигателя) возможно применение чистого керосина, но лишь кратковременное.

Зимой будет допустимым добавление керосина в доле 20 % в летнее дизельное топливо в целях снижения температуры застывания последнего. При этом эксплуатационные характеристики страдать не будут.

Что касается развлекательной сферы, то тут именно керосин выступает главным топливом при проведении различных фаер-шоу (представлений с «участием» огня). Тому способствует его отличная впитываемость и относительно низкая температура горения. В быту известно применение керосина в качестве средства для удаления ржавчины и промывки различных механизмов.

Чем заправляют самолеты

Топливо для самолетов бывает двух видов. Поршневые двигатели, которыми оборудуются небольшие самолеты и вертолеты, работают на бензине — так же, как и автомобильные моторы. Правда, по составу такое топливо несколько отличается от автомобильного. Газотурбинные двигатели (турбореактивные и турбовинтовые), которыми сегодня оснащены практически все коммерческие воздушные суда, потребляют топливо для реактивных двигателей, которое также называют авиакеросином.

Основная марка авиакеросина, которым в России заправляют почти все пассажирские, транспортные и военные дозвуковые самолеты и большую часть вертолетов — ТС-1 — топливо сернистое. Оно вырабатывается из нефти с высоким содержанием серы.

В Европе основа системы авиатопливообеспечения — керосин Jet A-1. Он считается более экологичным как раз за счет меньшего содержания серы — при его производстве прямогонная керосино-легроиновая фракция полностью проходит процедуру гидроочистки. Российский авиакеросин — это смесь гидроочищеного и неочищенного прямогонного дистиллятов. В целом же это аналоги — более того, отечественный продукт может использоваться при гораздо более низких температурах, чем «Джет». ТС-1 сегодня наравне с Jet A-1 включен в международные документы и руководства по эксплуатации не только самолетов российского производства, но и лайнеров семейств Airbus и Boeing (правда, только выполняющих полеты по России). Но это авиакеросин для гражданской авиации, не предназначенный для сверхзвуковых самолетов.

«Газпром нефть» запустила НИОКР по созданию неэтилированного авиационного бензина. Вместе с учеными из Всероссийского научно-исследовательского института нефтяной промышленности специалисты компании в 2014 году занялись разработкой рецептуры неэтилированного топлива с октановым числом 91, и сейчас эта работа уже завершена.

Основное авиатопливо для сверхзвуковой авиации — РТ. При его производстве с помощью гидроочистки из нефтяного дистиллята удаляются агрессивные, а также нестабильные соединения, содержащие серу, азот и кислород

При этом повышается термическая стабильность топлива, что крайне важно при полетах на сверхзвуковых скоростях, когда за счет трения о воздух нагревается весь корпус самолета, а вместе с ним и топливо в баках

Разумеется, РТ, обладающее такими характеристиками, можно использовать и в обычных воздушных судах вместо ТС-1. Для самых же скоростных самолетов применяется авиакеросин Т-6, обладающий еще большей термостабильностью и повышенной плотностью.

Что касается авиабензина, то это, по сути, автомобильное моторное топливо, но с улучшенными свойствами, влияющими на надежность работы двигателя. Именно потребность в повышении детонационной стойкости, октанового числа, сортности, обеспечивающих запас динамических характеристик и надежности, заставляет производителей авиабензина добавлять в него тетраэтилсвинец (этилировать). Из-за токсичности эта присадка давно запрещена при производстве автомобильного бензина, но двигатель самолета работает в гораздо более напряженном режиме, а создать неэтилированный авиабензин, не уступающий по характеристикам этилированному, октановое число которого превышает 92–95, пока не удалось никому.

При этом самым современным и совершенным самолетам и вертолетам с поршневыми двигателями нужен авиабензин с повышенным октановым числом — не меньше 100. Поэтому разработкой экологичных аналогов этилированного авиабензина 100LL (одна из самых востребованных марок в мире) сегодня занимаются ведущие производители и научные центры во всем мире. В том числе подобная программа существует и у «Газпром нефти».

100 тысяч авиарейсов выполняется в мире каждый день

Основные направления в применении керосина

Используют керосин в разных сферах. Можно выделить несколько основных групп по его применению:

Топливо для авиатехники

Керосин получил широкое распространение в то время, когда во всем мире началась активная разработка техники турбовинтового и реактивного класса. Вещество оказалось наиболее подходящим топливом. Причина достаточно проста. Октановое число керосина не достигает 50. Это свойство сделало его идеальным для заправки самолетов.

Авиакеросин – это один из самых распространенных видов нефтепродуктов

Растворитель и очиститель на производстве

Существует еще один достаточно популярный вид этого топлива – деароматизированное или глубокого гидрирования. Состав и характеристики сырья подходят для производства поливинилхлорида. Керосин используется в качестве растворителя. Чтобы применять его для промывки, в вещество добавляют специальные присадки. Именно они предотвращают скопление электрических зарядов.

Горюче смазочный материал для быта

Как и в давние времена, керосином заправляют осветительные приборы. Подходит он и для калильных ламп. Также среди сфер применения вещества:

• Резка металлов.
• Пропитка кожи.
• Растворение лаковых покрытий и т.д.

При выборе керосина для любого применения важно, чтобы масса серы в составе была минимальна. Это делает сырье безопасным для человека и окружающей среды

Для эффективного использования сырья в качестве горючего важно учитывать такие показатели как:

• Уровень помутнения.
• Масса керосина.
• Высота не коптящего пламени.
• Температура вспышки.

Особо тщательно их рассматривают в авиации. Это связано с тем, что полеты проходят на большой высоте. Поскольку атмосфера имеет очень низкую температуру, важно чтобы топливо не преобразовывалось в кристаллическую форму.

Если вы хотите узнать больше про состав и характеристики керосина, подобрать определенный тип для любой сферы применения, обращайтесь к нашим менеджерам. Звоните, специалисты топливной помогут разобраться во всех нюансах!

Как из 92 бензина сделать 80-й

По первой формуле, узнаем количество керосина в литре получаемого 80-го:

K= (92-80) / (92-45) = 12 / 47 ≈ 0.255 л

По третьей формуле вычисляем какое количество керосина нужно добавить в 10 литров 92-го бензина:

Kк= (10 ⋅ 0.255) / (1-0.255) = 2.55/0.745 ≈ 3.42 л

Итог: чтобы получить 80-й бензин из 10-ти литров 92-го нужно во второй налить 3.42 литра керосина.

Очень часто меня спрашивают чем мы заправляли двигатели Побед в время медиаэкспедиции в 2022 году. Действительно, если на просторах нашей родины еще можно было найти 80-й, то в Европе, особенно в еврозоне даже 92-го нет, редко встречается 95-й, в основном 98-й, 100 и 102-й. Напомню двигатель Победы М20 имеет степень сжатия 6,2 и рассчитан на работу на 66-м бензине. О том как решить эту проблему мы долго совещались перед поездкой, были варианты форсировать двигатели, заказывать новые распредвалы с фазами газораспределения под высокооктановое топливо, менять клапана на клапана с натром, уменьшать степень сжатия за счет уменьшения камеры сгорания и т, д. Все это оказалось трудоемким и долгим по времени, так же достаточно затратно по финансам. В конце концов было принято решение использовать специальную присадку в топливо. Итак за время поездки в наших Победах ( все 4 машины) мы использовали присадку в топливо, так называемый тетраэтилсвинец.На фото бутылочка с ней.

Главные направления использования

В заключение представим самые распространенные направления эксплуатации вещества:

• Авиационный керосин. Так называется моторное топливо для газотурбинных двигателей, которыми оснащают различные летательные аппараты. Это керосиновые фракции прямой перегонки нефти. Часто они проходят гидроочистку, к ним добавляют присадки для улучшения эксплуатационных свойств. В России для дозвуковой авиации выпускают пять разновидностей такого топлива — ТС-1, Т-1, Т-1С, Т-2 и РТ, а для сверхзвуковой — две (Т-6 и Т-8В).
• Ракетный керосин. Тут данный нефтепродукт выступает в качестве углеводородного экологически чистого горючего и рабочего тела гидромашин. Такое его применение в ракетных двигателях было предложено еще в 1914 году Циолковским. В паре с жидким кислородом используется на нижних ступенях многих ракетоносителей.
• Технический керосин. Это сырье для получения ароматических углеводородов, этилена, пропилена. Кроме того, это основное топливо при обжиге фарфора и стекла, растворитель для промывки деталей и механизмов.
• Осветительный керосин (КО-25, КО-30, КО-20, КО-22). Он применяется в осветительных приборах, используется в качестве топлива для некоторых кухонных плит (керосинки, примуса, керогаза). Еще одно использование — в отоплении. Это растворитель, средство для очистки (широко используется для удаления остатков термопаст, различных лакокрасочных покрытий), обезжириватель.
• Автотракторный керосин. Такое применение было характерно для зари развития двигателей внутреннего сгорания. Нефтепродукт широко применялся в качестве топлива для карбюраторного и дизельного двигателя внутреннего сгорания.

Среди нетривиальных применений можно выделить следующее: народное средство избавления от вшей, лечения педикулеза и дифтерии. Кроме того, керосин помогал избавиться от клопов при протирке им мебели.

Как вы убедились, керосин определяет сразу комплекс характеристик. И это кажется естественным на фоне его множественных применений.

Температура горения керосина в воздухе — Портал по безопасности

Реактивное топливо керосин ТС-1 получают из среднедистиллятной фракции нефти путем прямой перегонки нефти, либо в смеси с гидроочищенным или демеркаптанизированным компонентом.

Для приведения топлива к требованиям стандарта по составу общей или меркаптановой серы применяют либо гидроочистку, либо демеркаптанизацию.

Основные эксплуатационные характеристики: хорошая испаряемость для обеспечения полноты сгорания; высокие полнота и теплота сгорания для определения дальности полета; хорошие прокачиваемость и низкотемпературные свойства для подачи в камеру сгорания; низкая склонность к образованию отложений; хорошие совместимость с материалами и противоизносные и антистатические свойства.

Применение

Керосин ТС-1 предназначен для использования в самолетах дозвуковой авиации.

Хранение

Изготовитель гарантирует соответствие качества топлива требованиям настоящего стандарта при соблюдении условий транспортирования и хранения.

Гарантийный срок хранения: 5 лет со дня изготовления.

Технические характеристики для керосин ТС 1

Примечания:

1. Удельная электрическая проводимость нормируется только для топлив, содержащих антистатическую присадку Сигбол.

2. Топлива ТС-1 высшего и первого сорта, Т-2 и РТ, предназначенные для применения во всех климатических районах, за исключением района 11 (по ГОСТ 16350-80), допускается вырабатывать с температурой начала кристаллизации не выше минус 50 °С.

Допускается применять в климатическом районе 11 (ГОСТ 16350-80) топлива ТС-1 и РТ с температурой начала кристаллизации не выше минус 50 °С при температуре воздуха у земли не ниже минус 30 °С в течение 24 ч до вылета.

Топливо для применения в климатическом районе 11 с температурой начала кристаллизации не выше минус 55 °С (РТ) и минус 60 °С (ТС-1) вырабатывают по требованию потребителей.

3. Топливо Т-1С предназначено для специального потребления.

4. В топливе после длительного хранения (более 3 лет) допускается отклонение от норм, указанных в таблице:

— по кислотности — на 0,1 мг КОН на 100 см3 топлива;

— по содержанию фактических смол — на 2 мг на 100 см3 топлива;

— по количеству осадка при определении термической стабильности в статических условиях — на 2 мг на 100 см3 топлива.

5. По требованию потребителей топливо Т-1 должно выпускаться плотностью при 20 °С не менее 810 кг/м3.

6. При производстве топлива марки РТ с присадкой Хайтек-580 норма по показателю 6 устанавливается не более 0,7 мг KOH/100 см3.

Правила приемки

Топливо для реактивных двигателей принимают партиями.

Партией считают любое количество топлива, изготовленного за один непрерывный технологический процесс, однородного по своим показателям качества и компонентному составу, оформленное одним документом о качестве. В документе должно быть указано количество противоизносной, антиокислительной и антистатической присадок, введенных при изготовлении топлива.

Объем выборки — по ГОСТ 2517-85.

При получении неудовлетворительных результатов испытаний хотя бы по одному показателю проводят повторные испытания вновь отобранной пробы, взятой из той же выборки.

Результаты повторных испытаний распространяются на всю партию.

Безопасность

Топлива для реактивных двигателей представляют собой легковоспламеняющуюся жидкость, выкипающую в пределах 130–280 °С для топлив РТ, ТС-1 и Т-1 и 60-280 °С для топлива Т-2; температура самовоспламенения топлив РТ, ТС-1, Т-1, Т-1С-220 °С, топлива Т-2 – 230 °С.

Температурные пределы воспламенения паров топлив и концентрированные пределы взрываемости приведены в таблице:

Состав и характеристики керосина, основные свойства разных видов

07.02.2018

Свойства керосина сделали его востребованным в различных сферах. Прозрачная, маслянистая жидкость подходит для применения в качестве топлива, ГСМ и всевозможных добавок. Керосин устойчив к низким температурам и имеет высокие показатели горения и испаряемости. Также он совместим с сырьем, имеющим другой состав.

Керосин, нефтепродукт, получаемый путем ректификации и вторичной переработки сырья. В некоторых случаях его дополнительно подвергают гидроочистке

Технический керосин

Технический керосин используют как сырьё для пиролитического получения этилена, пропилена и ароматических углеводородов, в качестве топлива в основном при обжиге стеклянных и фарфоровых изделий, 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. В России нормы на технический керосин задаются ГОСТ 18499-73 «Керосин для технических целей»