ما هو الكيروسين؟ الكيروسين هو ناتج تقطير متوسط الوزن يتم الحصول عليه أثناء عملية التكرير عن طريق تقطير النفط الخام أو عن طريق تكسير الهيدروكربونات الزيتية الثقيلة. عادة ما يكون الكيروسين أصفر باهتًا أو عديم اللون وليس له رائحة مميزة. يتم الحصول على هذه المادة من البترول وتستخدم للحرق في مصابيح الزيت والسخانات أو الأفران المنزلية ، وكوقود أو مكونات وقود للمحركات النفاثة ، وكمذيب للشحوم والمبيدات الحشرية.
ماهو الكيروسين
الكيروسين أو Kerosene، المعروف أيضًا باسم البارافين ، هو سائل صافٍ وقابل للاشتعال وله رائحة نفاذة. هذا التركيب هو أحد الأجزاء التي تم الحصول عليها من التقطير الجوي للزيت الخام (10-25٪) ، والتي تحتوي هيدروكربوناتها على 10-16 ذرة كربون وتتراوح درجة غليانها بين 150 و 275 درجة مئوية. الكيروسين هو خليط من الهيدروكربونات المختلفة وله تقلب أقل من البنزين.
ما هي طبيعة الكيروسين؟
الكيروسين هو سائل هيدروكربوني قابل للاشتعال. يتم الحصول على طبيعة النفط من خلال الجمع بين النفط الخام ومعالجته مع مواد كيميائية أخرى. الاسم الآخر هو البارافين. الزيت المذكور عبارة عن سائل صافٍ ومنخفض اللزوجة وغير لزج.
يحتوي الكيروسين على جزيئات هيدروكربونية في تركيبته. يعتمد تركيبه الكيميائي على مصدره ، لكنه يتكون عادة من حوالي 10 هيدروكربونات مختلفة. يحتوي كل جزيء على 10 إلى 16 ذرة كربون. تشتمل المركبات الرئيسية على البارافينات المشبعة المستقيمة والمتفرعة السلسلة وكذلك السيكلوبرافينات الحلقية الشكل.
ما هو إنتاج الكيروسين؟
الكيروسين هو خليط سائل قابل للاشتعال من المواد الكيميائية المنتجة في تقطير النفط الخام. لإنتاج الكيروسين ، يتم تقطير الزيت الخام في برج التقطير في عملية مماثلة لعملية إنتاج الديزل والبنزين. وهو ناتج تقطير متوسط الوزن في عملية التكرير ويمكن إنتاجه عن طريق تقطير الزيت الخام (يشار إليه هنا بالكيروسين المستقيم) أو عن طريق تكسير الهيدروكربونات الثقيلة (يشار إليها هنا باسم الكيروسين المتصدع).
ما هو التركيب الكيميائي للكيروسين؟
التركيب الكيميائي للكيروسين معقد نسبيًا ويتضمن مزيجًا من البارافينات (55.2٪) ، النفثينات (40.9٪) والهيدروكربونات العطرية (3.9٪). يحتوي هذا المركب على الهيدروكربونات التي تحتوي على 11 إلى 13 كربون في كل سلسلة. يحتوي الوقود السائل الذي يتم الحصول عليه من هذا الزيت على مركبات قد تكون ضارة مثل الهكسان والبنزين.
التحليل الكيميائي للكيروسين
هذه المادة عبارة عن خليط من الهيدروكربونات ويعتمد تركيبها الكيميائي على مصدر الاستخلاص. لكنها تتكون عادة من حوالي 10 هيدروكربونات مختلفة ، كل منها يحتوي على 10 إلى 16 ذرة كربون لكل جزيء. المكونات الرئيسية لهذا الوقود هي البارافينات المشبعة والمتفرعة السلسلة المستقيمة ، وكذلك السيكلوبارافينات الحلقية الشكل (والتي تسمى أيضًا نافثينيس).
تطاير الكيروسين أقل من تطاير البنزين. نقطة الوميض (درجة الحرارة التي يتم عندها إنتاج الأبخرة القابلة للاشتعال بالقرب من سطحه) هي 38 درجة مئوية (100 درجة فهرنهايت) أو أعلى ، في حين أن نقطة وميض البنزين هي -40 درجة مئوية (40 درجة فهرنهايت). تجعل هذه المشكلة هذا المركب معروفًا بالوقود الآمن نسبيًا للتخزين والاستخدام.
تطبيقات الكيروسين
يستخدم زيت الكيروسين على نطاق واسع في معدات التدفئة المنزلية الثابتة والمتنقلة. كان الوقود النفاث الأول الذي تم إنتاجه يعتمد على الكيروسين أو الكيروسين والبنزين ، ولا يزال الوقود الأحدث يعتمد على الكيروسين.
يتم حرقه في المصابيح والسخانات والأفران ويستخدم كوقود أو مزيج من الوقود في محركات الديزل ووقود الطائرات والصواريخ وأيضًا كمذيب في الشحوم والمبيدات الحشرية. يضاف المجمد إلى وقود الديزل في بعض الحالات لمنعه من التشمع في الطقس البارد.
تاريخ الكيروسين
تم إنتاج Kerosene لأول مرة من قطران الفحم في خمسينيات القرن التاسع عشر ، ومن هنا جاء اسم زيت الفحم ، ولكن بعد عام 1859 أصبح النفط الخام المصدر الرئيسي لإنتاجه. منذ ذلك الحين وحتى اليوم ، يتم الحصول على الكيروسين كقطع من تقطير النفط الخام.
الخصائص الهامة للكيروسين
نقطة الوميض
نقطة الاشتعال لسائل البترول هي درجة الحرارة الدنيا التي يشتعل عندها البخار الناتج لبضع لحظات بالقرب من اللهب. بمعنى آخر ، نقطة الاشتعال هي درجة الحرارة التي ينتج عنها بخار كافٍ لتشتعله العوامل الموجودة أمام اللهب.
تدل نقطة الوميض للمواد البترولية على كمية المواد الخفيفة الموجودة فيها ، وبالتالي يمكن استخدامها للتنبؤ باحتمالية حدوث انفجار في خزانات البترول من خلال مراعاة حد الانفجار. يجب ألا تقل نقطة اشتعال الكيروسين عن 100 درجة فهرنهايت. ترجع نقطة الوميض المنخفضة إلى وجود الهيدروكربونات في البنزين ، والتي يجب دائمًا التحكم فيها أثناء التكرير.
نقطة الدخان (SMOKE POINT)
يُطلق على الحد الأقصى لطول اللهب لمصباح فتيل المختبر القياسي قبل التدخين ، بالمليمترات ، نقطة دخان الهيدروكربون. تعتمد نقطة دخان الزيت الأبيض على الهيدروكربونات التي يحتوي عليها ، ويجب ألا تقل نقطة دخانها عن مم. لرفع نقطة احتراق الهيدروكربونات العطرية ، يتم فصلها بطريقة الاستخلاص.
شارفيو (CHARVAIUE)
يهدف هذا الاختبار إلى تحديد كمية الكربون المتبقية الناتجة عن احتراق الكيروسين بسرعة 24 ، ويمكن التحقق من جودة الكيروسين منه. هناك طرق مختلفة لتحديد كمية الكربون الناتجة عن حرق الكيروسين ، والتي تعتمد على طرق IP أو ASTM.
طريقة إنتاج الكيروسين
كما قيل أن الكيروسين يتم الحصول عليه من التقطير الجوي للنفط الخام ، سنناقش خطوات هذه العملية في ما يلي:
يحتوي الزيت الخام في البداية على ملح وماء ، ويستخدم جهاز إزالة الأملاح لإزالة هاتين المادتين. سيتم إرسال تغذية الإخراج إلى سخان وتسخينه هناك. ثم يتم إرسال الزيت الناتج من السخان إلى برج التقطير الجوي.
الغرض من التقطير الجوي هو تحويل النفط الخام إلى أجزاء هيدروكربونية مختلفة ، والتي تشمل: الغازات الخفيفة ، غاز البترول المسال ، النفثا ، الكيروسين ، الديزل وزيت الوقود.
صقل وتحضير الكيروسين
عندما يكون الهدف هو إنتاج زيت يستخدم لأغراض الإضاءة والتدفئة ، تتم إضافة بعض البارافين إلى المنتج لتقليل كمية الدخان الناتج. لنفس السبب ، يتم تجنب المكونات العطرية أو المتشققة.
تحتوي بعض الزيوت الخام ، وخاصة زيوت البارافيني ، على كيروسين عالي الجودة ، لكن يجب تكرير البعض الآخر ، مثل زيوت الأسفلت ، لإزالة المركبات العطرية والكبريت من أجل إنتاج زيت أبيض مقبول.
في البداية ، تمت إضافة كميات كبيرة من حامض الكبريتيك لتحسين الخصائص وتحويل كروزن إلى منتج قابل للتسويق. ومع ذلك ، فإن طريقة التنقية هذه تسببت في تحمض شديد وإهدار لمنتج Crozen. لكن في وقت لاحق ، مع اكتمال عملية Edeleanu ، تم حل هذه المشكلة.
المضافات المسموح بها للكيروسين
يعتبر الكيروسين منتجًا مستقرًا للغاية ولا يلزم وجود مواد مضافة لتحسين جودته. بصرف النظر عن عملية Edeleanu ، التي تزيل كميات كبيرة من المواد العطرية ، فإن عملية الغسيل فقط بالقلويات أو ، في وجود كبريتيد الهيدروجين ، تكون خطوة التنقية (عملية الطبيب) ضرورية لإزالة المركابتان. بناءً على نوع الزيت الخام المستخدم ، يتم إجراء عمليات مختلفة لإعداد Crozen ، والتي سنناقشها أدناه:
البارافين
عندما يتم تقطير زيت خام برافيني منخفض الكبريت ، يكون التجفيف هو العملية الوحيدة المطلوبة ، ولا يلزم إجراء مزيد من المعالجة على القطع.
نافثينيك
يحتاج المجمد الذي يتم الحصول عليه من زيت النفثينيك أو الزيت الخام عالي الكبريت إلى معالجة هيدروجينية ومعالجة بالحمض وغسل بالماء ، أو يمكن استخراجه بمذيب وغسيل مادة كاوية وإشراق الطين لإزالة المركبات أو المركبات العطرية غير المرغوب فيها.يستخدم المحتوي على الكبريت.
القيام بعملية تكرير الكيروسين
بعد عملية التنقية ، يتم الجمع بين تيارات الكيروسين لتحقيق المواصفات المطلوبة. نظرًا لاستخدام الكيروسين كزيت وقود ، يجب أن يكون خاليًا من المركبات العطرية والهيدروكربونات غير المشبعة ومركبات الكبريت الضارة.
تعتبر الهيدروكربونات المشبعة مركبات مواتية لكروزن ولهذا السبب لا يتم استخدام هذا المنتج مباشرة من التقطير وطريقة التكسير.
الكيروسين أخطار على الصحة
قد يكون استخدام الكيروسين كوقود في السخانات أمرًا خطيرًا ولذلك لا يتم استخدامه بانتظام. عند التشغيل ، يمكن أن تقلل سخانات الكيروسين جودة الهواء الداخلي بينما تنتج غازات سامة ومسرطنة. لهذا السبب ، لا يستخدم الكيروسين بنشاط في التدفئة المنزلية في معظم البلدان المتقدمة.
في البلدان النامية ، يرتبط الاستخدام الواسع للكيروسين بقضايا مختلفة. تشمل مخاطر استخدام الكيروسين التسمم والحريق والانفجار. أيضا ، بعض مصابيح الكيروسين تنبعث منها جزيئات دقيقة ، وأول أكسيد الكربون ، وأكاسيد النيتريك (NOx) وثاني أكسيد الكبريت عند الاحتراق.
قد تقلل هذه المنتجات الثانوية وظائف الرئة وتزيد من خطر الإصابة بالربو والسرطان. بالنظر إلى مخاطر استخدام الكيروسين ، يجب استكشاف بدائل أنظف لتقنيات الكيروسين للإضاءة والطهي. على الرغم من أن الكيروسين لا يزال خيارًا أكثر أمانًا من استخدام الوقود الصلب في كثير من الحالات.
حجم الكيروسين المستخدم
ما هي كمية الكيروسين المستخدمة في جميع أنحاء العالم؟
اليوم ، يتم استخدام ما يقرب من 1.2 مليون برميل من الكيروسين يوميًا في جميع أنحاء العالم لأغراض مختلفة. خلال عام ، يبلغ إجمالي استهلاك هذا الوقود في العالم حوالي 19.710.000.000 لتر ، أي ما يعادل 20 مليار جالون صغير. يبدو أننا قد نحتاج إلى إعادة التفكير في حجم ناقلات النفط لدينا للمساعدة في تلبية هذا الطلب!
استنتاج
الكيروسين مشتق من النفط الخام. الزيت سائل صافٍ له استخدامات عديدة في الحياة اليومية. في الماضي ، كان الزيت وقودًا للمصابيح والطهي. ولكن مع مرور الوقت ومع نمو التكنولوجيا والتغويز ، انخفض استخدامها. تستخدم طريقة إنتاج الزيت المذكورة دائمًا التقطير الجزئي للنفط الخام. اليوم ، يستخدم الكيروسين في النزهات وتسلق الجبال كمصدر للطاقة.
