煤油,又称火油、火水,是一种通过对石油进行分馏后获得的碳氢化合物的混合物。
研究简史
中国是世界上最早发现石油的国家之一,《汉书·地理志》记载陕北“洧水可燃”,宋代沈括正式命名“石油”。古代石油主要用于照明(如“猛火油”)、制墨、润滑等,但技术原始。
明代,广东地区已发现煤油,因其可燃性被称为“火水”,这一名称至今在香港、广州沿用。
1846年,加拿大地质学家亚伯拉罕·格斯纳首次从烟煤中蒸馏出煤油并命名“Kerosene”,1854年实现商业化生产。
1850年代,美国商人塞缪尔·基尔制造首台蒸馏釜提炼煤油,推动其成为主流照明燃料。
理化性质
物理性质
煤油纯品为无色透明液体,含有杂质时呈淡黄色。略具臭味。沸程180~310℃(不是绝对的,在生产时常需根据具体情况变动),平均分子量在200~250之间。熔点-40℃以上。运动黏度40℃为1.0~2.0mm2/s。不溶于水,易溶于醇和其他有机溶剂。易挥发。易燃。挥发后与空气混合形成爆炸性的混合气。燃烧完全,亮度足,火焰稳定,不冒黑烟,不结灯花,无明显异味,对环境污染小。
煤油可与石油系溶剂混溶。对水的溶解度非常小,含有芳香烃的煤油对水的溶解度比脂肪烃煤油要大。煤油能溶解无水乙醇。与醇的混合物在低温有水存在时会分层。
不同用途的煤油,其化学成分不同。同一种煤油因制取方法和产地不同,其理化性质也有差异。
各种煤油的质量依次降低:动力煤油、溶剂煤油、灯用煤油、燃料煤油、洗涤煤油。
煤油为碳原子数C11-C17的高沸点烃类混合物。主要成分是饱和烃类,还含有不饱和烃和芳香烃。因品种不同含有烷烃28-48%,芳烃20-50%或8%~15%,不饱和烃1-6%,环烃17-44%。碳原子数为11-16。此外,还有少量的杂质,如硫化物(硫醇)、胶质等。其中硫含量0.04%~0.10%。不含苯、二烯烃和裂化馏分。
化学性质
煤油又名火油、灯油,是含有9—16个碳原子的烃类化合物。水白色至淡黄色油状液体,略带臭味。相对密度0.8—1.0,沸点175—325℃,不溶于水,能溶于有机溶剂,可与石油系溶剂混溶。煤油属低毒类,LD50:36000mg/Kg(大鼠经口);7072mg/Kg(兔经口),成人经口最小致死量为100ml。
煤油闪点:37.78—73.89℃,属易燃液体,自燃点210℃。其蒸气能与空气形成爆炸性混合物。爆炸极限0.7%一5%。遇高热、明火、氧化剂有燃烧爆炸的危险。煤油由于分子量的增加,其挥发性次于汽油。燃烧所需要的最小点火能量也比汽油高。
制备方法
除含硫化合物外,尚有含氮和含氧的化合物等杂质。在原油蒸馏时,将汽油和轻油之间的馏分用硫酸及碱进行精制,用氯化钙、无水硫酸钠和白土作脱水剂。
应用领域
航天煤油是一种液态火箭推进剂(liquid rocket propellant),与航空煤油外观相似,但组成和性质不同。航空煤油适用于在大气中飞行的各类航空发动机,其燃烧用氧取自周围的大气,燃烧温度不超过2000℃。航天煤油则适用于在大气层外飞行的火箭发动机,其氧化剂(通常为液氧)同燃烧剂一样系由火箭本身携带,燃烧温度可达3600℃。
安全措施
环境危害
煤油火灾危险程度与汽油比小些,在冬季,煤油一般危险性不大,只有遇到较强的着火源才着火。但在夏季,由于气温高,其危险性也很大。
危害防治
疏散泄漏污染区人员至安全区,禁止无关人员进入污染区,切断火源。建议应急处理人员戴好防毒面具,穿一般消防防护服,在确保安全的情况下堵漏。喷水雾减少蒸发,但不能降低泄漏物在受限制空间内的易燃性。用沙土或其它不可燃性吸附混合吸收。然后收集运至废物处理场所。也可以在安全的情况下,就地焚烧。如大量泄漏,建围堤收容,然后收集、转移、回收或无害处理后废弃。
毒理资料
人吸入最大耐受浓度为15g/m3,10-15分钟。成人经口LDL0:100 mL。
一般属微毒-低毒。主要有麻醉和刺激作用。一般有吸入气溶胶或雾滴引起粘膜刺激。不易经完整的皮肤吸收。口服煤油时可因同时呛入液态煤油而引起化学性肺炎。
急性中毒:吸入高浓度煤油蒸汽,常先有兴奋,后转入抑制,表现为乏力、头痛、酩酊感、神志恍惚、肌肉震颤、共济运动失调;严重者出现定向力障碍、谵妄、意识模糊等;蒸汽可引起眼及上呼吸道刺激症状;吸入液态煤油可引起吸入性肺炎;摄入引起口腔、咽喉和胃肠道刺激症状。
慢性影响:神经衰弱征候群为主要表现,还有眼及呼吸道刺激症状,接触性皮炎、干燥等皮肤损害。
储存运输
煤油在灌装时应注意流速,且应有排静电接地装置,以防止产生和积聚静电,灌装场所的电器设备均应选用防爆型。