Почему авиационным топливом стал керосин, а не бензин? – «Как и Почему»

Из нефти получают много разных продуктов. В их число входят бензин и керосин. Итак, узнаем, чем отличается бензин от керосина.

Общие сведения

Оба продукта получают при нагревании нефти, но температура в каждом случае воздействует разная. Нужные компоненты выкипают, а после охлаждения превращаются в горючую жидкость. На вид вещества похожи. Это бензин:

Бензин

А здесь керосин:

Керосин к содержанию ↑

Керосин

Керосин — фракция нефти, её выкипание происходит в температурных пределах от 180 до 240 °C. Обладает следующими свойствами:

• Плотность — 0,78-0,85 г/см3 (температура +20 °C),
• Вязкость — 1,2-4,5 мм2/с (температура +20 °C).
• Теплота сгорания около 43 МДж/кг.

Учитывая свойства, керосин находит различное применение. Он может быть использовать быту, в качестве авиационного топлива, топлива для ракет, и других сферах.

Химический состав керосина может формироваться содержанием следующих составляющих:

• Предельные алифатические углеводороды — 20-60%
• Нафтеновые углеводороды — 20-50%
• Бициклические ароматические — 5-25%
• Непредельные углеводороды — до 2%
• В составе также могут наблюдаться примеси соединений серы, азота или кислорода.

Чем заправляют самолеты?

Существует понятие авиационного топлива. Это горючее вещество, которое сжигается в камере сгорания двигателя и выделяет тепловую энергию. Топливо бывает двух видов:

• авиационный бензин;
• авиационный керосин.

Каждый тип топлива применяется в определенных целях, поэтому утверждение, что в авиации используют только керосин, неверно. Бензин необходим для работы поршневых двигателей. На авиакеросине летают воздушные суда с газотурбинными двигателями.

Заправка самолета через люк, расположенный в крыле

В прошлом разрабатывались поршневые моторы, которые должны были работать на дизельном горючем. Однако позже дизель заменили керосином. Поскольку запасы нефти истощаются, ведутся поиски новых видов топлива на основе других материалов. Рассматриваются варианты применения криогенного, синтетического и других альтернативных видов горючего.

Важно понимать, что любой авиадвигатель разрабатывается под определенный вид топлива, который позволяет ему работать в полную силу. Также предполагаются альтернативные сорта горючего, на которых техника сможет работать, но с некоторыми ограничениями.

Интересный факт: первые авиамоторы работали на обычном бензине, которым заправляют авто. Позже появилась необходимость в совершенствовании топлива. Например, в СССР основными сортами авиабензина были Бакинский и Грозненский, потому что поставляли их заводы Баку и Грозного.

Авиабензин в нынешнее время используется мало, поскольку на смену ему пришло более подходящее топливо на основе керосина. Бензин должен быть устойчивым к детонированию, иметь стабильный химический и фракционный состав.

Чтобы добиться нужных параметров, производители топлива этилировали его тетраэтилсвинцом. Однако данное вещество крайне токсично и запрещено к использованию. Других вариантов улучшения качества бензина пока не найдено. Специалисты всего мира работают над этой проблемой.

Дозаправка самолета в воздухе

Для заправки того или иного вида авиации используются определенные марки реактивного топлива. В России и странах СНГ дозвуковые самолеты разного назначения заправляют топливом сернистым (ТС-1). В Европе в этих целях применяют Jet A-1 (более экологически безопасный аналог).

Сверхзвуковые самолеты летают на РТ – сорте авиакеросина, который проходит тщательную гидроочистку от различных примесей и соединений. Фактически его можно использовать и в дозвуковой авиации.

Двигатели некоторых сверхзвуковых самолетов нуждаются в еще более качественном термостойком горючем – например, марки Т-6 и Т-8В. Его производство требует существенных материальных затрат, поэтому используется исключительно в целях Министерства обороны РФ.

Основные характеристики

Бензин и керосин представляют собой продукты переработки нефти при определенных условиях. Процедуру их получения можно описать несколькими простыми этапами:

1. Нефть поддается нагреванию к определенной температуре. Это позволяет отделить бензин от основного состава. Делается это в несколько этапов, так как такое вещество кипит при различных температурах, что и является показателем его качества и уровня октанового числа.
2. На следующем этапе нефтепродукты нагреваются еще больше, что позволяет отделить от них керосин, который затем конденсируют и получают обычную жидкость.

Эта технология производится по определенным правилам, что позволяет получать вещества с различными концентрациями определенных видов нефтепродуктов.

–55 градусов

Самолёты летают на высоте 10 км, где температура за бортом нередко достигает значения –55 градусов. Значит необходимо такая основа для авиационного топлива, которая не замерзает при таких температурах. Керосин как раз и не замерзает при таких температурах. Так, но и бензин не замерзает при таких температурах, что за дела?

Спокойно, спокойно. Дело в том, что бензин при таких температурах бензин начинает становиться вязким и насосам становиться тяжело его качать, что нельзя сказать про керосин. Конечно, бензин можно разбавить специальными примесями, чтобы был всегда нужной вязкости. Но в этом никакой необходимо нет, так как керосин выигрывает и в других показателях (идем дальше).

Керосин, его разновидности и применение

Керосин получают путём ректификации или прямой перегонки нефти, возможно, с последующей гидроочисткой. Химически он представляет собой горючую смесь жидких углеводородов с температурой кипения 150-200 градусов. Керосин – прозрачная, бесцветная (возможно, слегка желтоватая), немного маслянистая на ощупь жидкость. К наиболее часто используемым разновидностям керосина относятся авиационный, технический и осветительный.

Несмотря на различие названий, все они могут использоваться в качестве растворителя, например, прекрасным растворителем является авиационный керосин ТС-1 (даже после окончания срока годности это вещество успешно используют для удаления загрязнений с оборудования, деталей автомобилей и других механизмов).

Деароматизированный путём глубокого гидрирования технический керосин, содержащий в своём составе не более 7% ароматических углеводородов, используется как растворитель для производства ПВХ полимеризацией в растворе.

Риформинг

Высокотехнологический процесс, который используется для получения высококачественного бензина и прочего топлива, а также ароматических углеводородов. Он является очень сложным, но принцип таков: нефть разделяют на составляющие части с помощью химических реакций, уменьшая в ней количество воды и избавляясь от тех или иных соединений, делая смесь более простой, что и образует топливо.

1. Высокий КПД — бензина на выходе получается до 40–50% от первоначального объёма нефти. Это в среднем в три раза более эффективно, нежели перегонка. Так, из барреля получается около 80 литров горючего, что позволяет рациональнее расходовать ограниченную в количестве нефть.
2. Более высокое октановое число, достигающее 80 единиц. Разумеется, такой бензин не может быть использован сразу, но он требует меньшего количества присадок, что позволяет сократить расходы при производстве, а сам бензин сделать более качественным и «натуральным».

Современные специалисты в области обработки нефти стремятся прийти к полному отказу от использования присадок. Для этого разрабатываются технологии вроде крекинга, платформинга и прочих.

Недостаток способа в плане производства бензина самостоятельно лишь один. Этот процесс является очень сложным, требуя точного контроля и серьёзной подготовки — оборудования и знаний.

Бензин

Бензин — одна из фракций выкипания нефти. Бензиновая фракция выделяется при нагревании нефти в температурных пределах от 32 до 180 °C. Основа этого топлива представляет собой смесь, которая практически полностью состоит из гексана, октана и гептана. Бензин стал основным топливом для двигателей внутреннего сгорания. При этом для применения в качестве топлива необходимо производить его дополнительную химическую очистку. Помимо этого, обладает качествами растворителя и находит применение в области строительства. Помимо получения из нефти, существую способы производства бензина из горючих сланцев, такая технология получила распространение в Эстонии.

Важной характеристикой этого топлива является октановое число, характеризующее детонационную стойкость. Значение этого параметра определяет возможную степень сжатия в двигателе.

К основным физическим атрибутам бензина можно отнести следующие параметры:

• Плотность около 0,71 г/см3.
• Теплотворная способность примерно 10 200 ккал/кг.
• Температура замерзания −60 °C, для достижения этого значения используются присадки.

Сравнение

В состав обоих продуктов входят углерод и водород. В том, как соединяются атомы этих элементов, заключается химическое отличие бензина от керосина. У первого вещества углеводородные цепи короче. Поэтому бензин начинает выделяться из нефти при более низкой температуре.

Керосин, в котором атомы группируются в сравнительно длинные цепи, является на этом основании менее летучим и выкипает на следующей стадии нагрева исходного сырья. К слову, еще большими размерами углеводородных образований характеризуется дизельное топливо, а после него идет мазут.

Два обсуждаемых вещества отличаются своим запахом. Разной является и степень их горючести. Бензин моментально воспламеняется. Керосин разгорается медленно, из чего вытекает его меньшая пожароопасность. Стоит заметить, что этот продукт обладает более высокой теплотворностью, то есть при равном количестве сжигаемого сырья керосин выделяет больше энергии.

Представленные горючие смеси широко применяются как топливо. Бензин используется для питания автомобильных двигателей, керосин – для тракторных. Оба нефтепродукта являются источниками энергии в авиационной сфере. Здесь к такому топливу предъявляются повышенные требования.

В чем разница между бензином и керосином еще? В том, что именно последнее вещество, благодаря его свойствам, использовалось раньше для заправки таких бытовых приборов, как керогаз или специальная лампа. Кроме того, керосин выступает в качестве незаменимого топлива при организации эффектных огненных шоу. При хранении этот продукт проявляет лучшую химическую стабильность.

к содержанию ↑

Безопасность

Безопасность – это слово можно прочитать почти в любой моей статье, а что поделать если в авиации очень важна безопасность. Так как если ей пренебречь, то последствия могут быть печальными.Но, а как же безопасность зависит от топлива в баке?

Для ответа на этот вопрос, давайте вспомним как ведет себя бензин при взаимодействии с искрой? Правильно, огоньвспыхивает мгновенно, что нельзя сказать про керосин. Мало того, что керосин горит спокойным пламенем, так и его относительно тяжело поджечь.

Чем отличается керосин от дизельного топлива

Керосин является одной из фракций дизельного топлива и отличается по цвету: дизельное топливо имеет насыщенный желтоватый цвет, внешне похоже на нерафинированное подсолнечное масло, а керосин обладает слабо-желтой окраской или бесцветен (просветленный керосин).

Керосин обладает более низкой температурой застывания около -50 º С, в то время как обычное дизельное топливо около -5º С (бензин около -70º С).

Применение чистого керосина в дизельных двигателях не рекомендуется в виду увеличения его износа, но керосин можно добавлять к летнему дизельному топливу для снижения температуры застывания. Чистый керосин в основном используется как реактивное топливо в авиации, а также для промывки карбюраторов и в качестве растворителя.

kazanneft.ru

Октановое число топлива

Чем больше показатель ОЧ, тем более безопасным для топливной системы является бензин. Горючее очень плохого качества создаёт риск взрыва двигателя. Для повышения октанового числа используются дополнительные компоненты:

• Спирты;
• Эфиры;
• Алкилы;
• Присадки, повышающие стойкость к замерзанию.

Повышается октановое число разными способами

Ранее также использовался тетраэтилсвинец. Он отлично справлялся с работой, но негативно влиял на здоровье водителей и природы в целом, оседая в лёгких и вызывая рак. Разрешённые присадки позволяют создавать безопасное как для двигателя, так и для экологии топливо как в лаборатории, так и самостоятельно.