ما هي مادة الكيروسين؟ يعتبر الكيروسين واحدًا من الموارد الحيوية الهامة في العالم الحديث، حيث يعتمد على نطاق واسع في قطاعات النقل والطيران. ومع تطور التكنولوجيا وازدياد الاهتمام بالطاقة المتجددة، يتم الآن العمل على تطوير وقود الكيروسين المستدام المشتق من مصادر متجددة مثل البيوماس والطاقة الشمسية والرياح. يهدف هذا التطوير إلى تقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري وتحقيق استدامة أكبر في قطاع الطيران.
مادة الكيروسين
الكيروسين هو مادة وقود هيدروكربونية، وهي جزء أساسي من مجموعة واسعة من وقود الطائرات والصواريخ والمركبات الفضائية. يعتبر الكيروسين منتجًا نفطيًا، حيث يتم استخراجه من النفط الخام أو من خلال عملية تكسير النفط. يتكون الكيروسين بشكل رئيسي من الهيدروكربونات، وتتراوح طول سلاسلها الكربونية عادة بين 10 و 16 ذرة كربون.
الكيروسين هو وقود هيدروكربوني يستخدم بشكل رئيسي في صناعة الطيران. يتميز بكفاءة عالية وقدرة على التخزين والنقل بسهولة. يعد الكيروسين مادة حيوية في الاقتصاد العالمي وتطوره المستدام يعد تحديًا مهمًا للحد من الانبعاثات وتحقيق استدامة أكبر في قطاع الطيران.
ما هي مادة الكيروسين
تاريخياً، تم اكتشاف الكيروسين في القرن التاسع عشر، وكانت الشركة الروسية “أفيسوف” هي أول من قدم استخدام تجاري للكيروسين كوقود. ومنذ ذلك الحين، أصبح الكيروسين وقودًا هامًا في جميع أنحاء العالم.
ميزة الكيروسين الرئيسية هي قيمة الحرارة العالية التي ينتجها عند احتراقه. يتم استخدام هذه الخاصية في صناعة الطيران، حيث يعمل الكيروسين كوقود للمحركات النفاثة. يتم تحويل الطاقة الكيميائية المخزنة في الكيروسين إلى طاقة حركة لتشغيل المحركات وتوليد الدفع اللازم للطائرات.
إضافة إلى ذلك، يستخدم الكيروسين في التدفئة المنزلية والصناعية. يتم حرقه في وحدات التدفئة لتسخين الماء والهواء. كما يستخدم في المولدات الكهربائية لتوليد الكهرباء في الأماكن التي لا تتوفر فيها مصادر طاقة أخرى.
التطبيقات الأساسية للكيروسين
يتم الحصول عليه من النفط الخام ويستخدم في حرق مصابيح الكيروسين والسخانات أو الأفران المنزلية، كوقود أو مكون وقود للمحركات النفاثة، وكمذيب للشحوم والمبيدات الحشرية. الكيروسين، الذي اكتشفه الطبيب الكندي أبراهام جيسنر في أواخر أربعينيات القرن التاسع عشر، كان يُصنع في الأصل من قطران الفحم والزيوت الصخرية. ومع ذلك، بعد حفر أول بئر نفط في ولاية بنسلفانيا بواسطة إي.إل. في عام 1859، أصبح النفط بسرعة المصدر الرئيسي للكيروسين.
بسبب استخدامه في المصابيح، كان الكيروسين أهم منتج للتكرير لعقود من الزمن حتى ظهور المصباح الكهربائي الذي أدى إلى انخفاض قيمته بالنسبة للإضاءة. انخفض الإنتاج بشكل أكبر حيث أدى ظهور السيارات إلى جعل البنزين منتجًا بتروليًا مهمًا. ومع ذلك، في أجزاء كثيرة من العالم، لا يزال الكيروسين يستخدم كوقود للتدفئة والطهي، بالإضافة إلى وقود الإضاءة. وقود الطائرات التجارية القياسي هو في الأساس كيروسين مستقيم عالي الجودة، والعديد من أنواع وقود الطائرات العسكرية عبارة عن مزيج يعتمد على الكيروسين.
تاريخ مادة الكيروسين
تمت كتابة عملية تقطير النفط الخام / النفط إلى الكيروسين، بالإضافة إلى مركبات هيدروكربونية أخرى، لأول مرة في القرن التاسع من قبل العالم الإيراني الرازي. وقد وصف الطبيب والكيميائي الرازي في كتابه العصر طريقتين لإنتاج الزيت الأبيض المسمى بالزيت الأبيض باستخدام جهاز يسمى الإنبيق.
في إحدى الطرق، يتم استخدام الطين كمادة ماصة، ولاحقًا في طريقة أخرى، يتم استخدام المواد الكيميائية مثل كلوريد الأمونيوم. تم تكرار عملية التقطير حتى تتم إزالة معظم الأجزاء الهيدروكربونية المتطايرة ويصبح المنتج النهائي صافيًا تمامًا وآمنًا للحرق. وفي نفس الفترة، تم إنتاج الكيروسين من الصخر الزيتي والقار عن طريق تسخين الصخر لاستخراج النفط، ثم يتم تقطيره.
خلال عهد أسرة مينغ، استخدم الصينيون الكيروسين عن طريق استخلاص الزيت وتكريره ومن ثم تحويله إلى وقود للمصابيح. استخدم الصينيون الزيت لإضاءة المصابيح وتدفئة المنازل منذ عام 1500 قبل الميلاد.
خصائص مادة الكيروسين
تتمتع مادة الكيروسين بعدد من الخصائص المميزة التي تجعلها مثالية للاستخدام كوقود للطائرات. فهي تحتوي على كمية عالية من الطاقة المخزنة بالنسبة لكتلتها، مما يجعلها وقودًا فعالًا من حيث الأداء. تتحلل الكيروسين ببطء نسبيًا عند درجات حرارة عالية، مما يعني أنه يمكن تخزينه ونقله بسهولة دون تدهور كبير في الجودة. بالإضافة إلى ذلك، فإن الكيروسين يحترق بشكل نظيف ويولد كمية أقل من الانبعاثات الضارة مقارنة بالوقود الأخرى مثل الديزل.
استخدام مادة الكيروسين
تستخدم الكيروسين بشكل رئيسي كوقود للطائرات. وقود الطائرات يجب أن يكون خفيفًا ومستقرًا في مجموعة متنوعة من درجات الحرارة، ويجب أن يمتلك قيمة حرارية عالية. يلتقط الكيروسين تلك المتطلبات بشكل جيد، حيث يوفر طاقة عالية للمحركات ويظل سائلاً حتى في درجات الحرارة المنخفضة. يتم تكريره وتنقيته لإزالة المواد الغير مرغوب فيها مثل الشوائب والماء والكبريت.
يستخدم الكيروسين أيضًا في العديد من التطبيقات الأخرى بما في ذلك التدفئة المنزلية والصناعات الكيماوية. قد يتم استخدامه أيضًا في التوربينات الغازية ومولدات الطاقة الكهربائية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام الكيروسين كوقود للصواريخ والمركبات الفضائية بسبب خصائصه الفيزيائية والكيميائية المناسبة.
استخدام الكيروسين في صناعات
بالإضافة إلى الاستخدامات المذكورة في المقالة السابقة، يمكن استخدام الكيروسين في العديد من الصناعات الأخرى. إليك بعض الأمثلة:
1. الصناعة الكيميائية
يستخدم الكيروسين كمادة خام في صناعة البلاستيك والمطاط والألياف الاصطناعية. يتم تحويل الكيروسين إلى مركبات كيميائية أخرى تستخدم في عمليات التصنيع.
2. الصناعات الصيدلانية
يستخدم الكيروسين في إنتاج الأدوية والمستحضرات الصيدلانية. يعمل كوسط مذيب للمواد الدوائية ويساعد في استخلاص المركبات الفعالة من النباتات.
3. الصناعة الكهربائية
يمكن استخدام الكيروسين في محطات توليد الكهرباء التي تعمل بالوقود الأحفوري. يتم حرق الكيروسين لتسخين الماء وتوليد البخار الذي يدفع توربينات البخار لتوليد الكهرباء.
4. صناعة البتروكيماويات
يستخدم الكيروسين كمادة خام في صناعة المواد الكيميائية المشتقة من النفط، مثل البوليمرات والأصباغ والمذيبات.
5. الصناعات النسيجية
يستخدم الكيروسين في صناعة الألياف الاصطناعية مثل النايلون والبوليستر. يتم تحويل الكيروسين إلى مواد أولية تدخل في عملية تصنيع الألياف.
6. صناعة الدهانات
يستخدم الكيروسين كمذيب في صناعة الدهانات والورنيش. يساعد في توزيع المواد الكيميائية وتجفيف الدهانات بسرعة.
7. الصناعة الزراعية
يمكن استخدام الكيروسين في آلات الزراعة مثل الجرارات والحصادات. يعمل كوقود للمحركات الزراعية ويوفر الطاقة اللازمة لتشغيلها.
هذه مجرد بعض الأمثلة على الصناعات التي يمكن استخدام الكيروسين فيها. يتم استكشاف وتطوير استخدامات جديدة للكيروسين باستمرار، مع التركيز على تحسين كفاءة الاستخدام وتقليل الآثار البيئية السلبية.
استخدام الكيروسين في الترفيه
غالبًا ما يستخدم الكيروسين في صناعة الترفيه لعروض النار مثل التنفس الناري، أو شعوذة، أو رقص البوي والنار. بسبب انخفاض درجة حرارة اللهب عند حرقه في الهواء الطلق، هناك خطر أقل إذا لامس الموصل اللهب.
لا يُنصح عمومًا باستخدام الكيروسين كوقود للرقص على النار في الأماكن المغلقة، لأنه ينتج رائحة كريهة (للبعض) تصبح سامة بتركيز كافٍ. تم استخدام الإيثانول في بعض الأحيان بدلاً من ذلك، لكن النيران التي ينتجها تبدو أقل دراماتيكية ونقطة الوميض السفلية أكثر خطورة.
خزان الكيروسين
يستخدم الكيروسين على نطاق واسع في اليابان وتشيلي كوقود للتدفئة المنزلية لسخانات الزيت المحمولة والمثبتة. وفي تشيلي واليابان، يمكن شراء الكيروسين بسهولة من أي محطة وقود، أو توصيله إلى المنازل في بعض الحالات.
في إنجلترا وأيرلندا، غالبًا ما يستخدم الكيروسين كوقود للتدفئة في المناطق غير المتصلة بشبكة خطوط أنابيب الغاز. وهو أقل استخدامًا في الطهي ويفضل غاز البترول المسال لأنه أسهل في الإضاءة.
غالبًا ما يكون الكيروسين هو الوقود المفضل لمواقد الطهي مثل Rayburn. يمكن إضافة إضافات مثل RangeKlene إلى الكيروسين لضمان احتراقه بشكل أنظف وإنتاج كمية أقل من السخام عند استخدامه في مواقد الطهي.
جوانب البيئية
الكيروسين هو وقود أحفوري هام يستخدم في مجموعة واسعة من التطبيقات. يعتبر مصدرًا قويًا للطاقة ووقودًافعالًا في الصناعات المختلفة. على الرغم من الآثار البيئية السلبية لاحتراقه، يتم العمل على تحسين تكنولوجيا الكيروسين وتطوير حلول أكثر استدامة للحد من الانبعاثات وتأثيره على البيئة.
من الجوانب البيئية، يعتبر الكيروسين أيضًا مصدرًا لانبعاثات الكربون والملوثات البيئية الأخرى عند احتراقه. ومع ذلك، تم تطوير تقنيات ومعايير جديدة لتقليل هذه الانبعاثات وتحسين كفاءة استخدام الكيروسين.
