Гас

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Освітлювальний гас

Гас — горюча рідина, продукт перегонки нафти.

[1] Гас, також відомий як парафін, лампова олія та вугільна олія (застаріла назва), являє собою горючу вуглеводневу рідину, отриману з нафти, широко використовувану як паливо у промисловості чи домашніх господарствах. [1] Термін «гас», поширений у більшості країн: Аргентині, Австралії, Канаді, Індії, Новій Зеландії та Сполучених Штатах [2] [3], назва «парафін» використовується у Чилі, Східній Африці, Південній Африці та Сполученому Королівстві, [4], а назва «лампова олія», поширена у більшості країн Азії. Рідкий парафін (званий мінеральною олією у США) є більш в'язким і високо-очищеним продуктом, який використовується в якості проносного. Парафіновий віск - це тверда речовина, вилучена з нафти.

Гас широко використовується як паливо для реактивних двигунів літаків (реактивне паливо) і деяких ракетних двигунів, а також широко застосовується в якості палива для приготування їжі та освітлення, а також для вогневих іграшок. У деяких частинах Азії, гас іноді використовується як паливо для невеликих підвісних моторів або навіть, мотоциклів. [5] Світове споживання гасу для усіх потреб, відповідає, приблизно 1,2 мільйонам барелів на день. [6]

Щоби запобігти плутанині між гасом і набагато більш легкозаймистим та летючим бензином, деякі юридичні особи застосовують маркування або забарвлення для баків, використовуваних для зберігання або дозування гасу. Наприклад, у Сполучених Штатах, у Пенсільванії вимагають, щоби переносні контейнери для гасу, які використовуються на станціях роздрібної торгівлі, були пофарбовані у синій колір, на відміну від червоного (для бензину) або жовтого (для дизельного палива). [7]

Походження терміна[ред.ред. код]

Слово «гас» в українській мові походить від скороченого англійського «gas-oil» (буквально — «світильногазова олія»). У багатьох європейських мовах цей нафтопродукт називається «керосином» (англ. kerosene, нім. Kerosin, рос. керосин). Словом «kerosine» назвав канадський лікар і геолог А. Ґеснер видобуту ним з вугілля освітлювальну олію, запатентовану у США 1854 році. Воно є скороченням від грец. κερόσελαιον, «кероселаїон» тобто «воскова олія»[1] («воском» (wax) в англійській мові також іноді називають тверді вуглеводні), етимологія якого пов'язана з грецьким коренем «κερός» («керос») — «віск».

Історія[ред.ред. код]

Спосіб перегонки сирої нафти на гас, а також інші вуглеводневі сполуки, було вперше оприлюднено у IX столітті

Перський вчений Разі (або Rhazes) був першим, хто переганяв гас у 9-му столітті. Він зображений тут у рукопису Герарда з Кремони.

перським вченим Разі (або Rhazes). Лікар і хімік Разі, у власному «Кітаб аль-Асрар» («Книзі таємниць») змалював два способи виробництва гасу, званого тоді нафт абіад («біла нафта»), з використанням апарату, під назвою алембік. В одному способі як абсорбент, було використано глину, тоді як в іншому методі, використовували хлорид амонію (сал-аміак). Процес дистиляції повторювали доти, поки більша частина летких вуглеводневих фракцій, не була видалена, та кінцевий продукт був абсолютно прозорим і безпечним для горіння. Гас також, протягом того ж часу, вироблявся з горючих сланців і бітумів шляхом нагрівання породи для отримання мастила, яке потім переганяли [14]. Під час правління середньовічної китайської династії Мін, китайці виготовляли гас шляхом видобутку і очищення нафти, а потім перетворили його на лампове паливо. [15] Китайці використовували нафту і гас для освітлювальних ламп та опалення будинку вже 1500 року до нашої ери. [16]

Освітлювальна олія з вугілля та горючого сланцю[ред.ред. код]

Хоча «вугільна олія» була добре відома промисловим хімікам, принаймні, вже у 1700-х роках як побічний продукт отримання вугільного газу і кам'яновугільної смоли, вона горіла димним полум'ям, що перешкоджало її використанню для внутрішнього освітлення.

1846 року, канадський геолог Абрахам Геснер, показав у Шарлоттауні, острів Принца Едуарда, новий спосіб, який було ним винайдено. Він нагрівав вугілля у реторті та відганяв від нього прозору, тонку рідину, яку він показав, у якості відмінної лампової олії та вигадав назву «Гас (керосин)» для свого палива (скорочення від кероселаона), що означає віск-олія. [18] Вартість вилучення гасу з вугілля на той час, була високою.

На щастя, Геснер згадав (зі своїх великих знань) про геологію Нью-Брансвіка - природний асфальт, званий альбертітом. Він був заблокований для використання вугільним конгломератом в Нью-Брансвіку, через те, що у нього були права на видобуток вугілля для провінції, і Геснер програв судову справу, коли їх експерти стверджували, що альбертит, був видом вугілля. [19] 1854 року, Геснер перебрався до Ньютаун-Кріку, Лонг-Айленд, Нью-Йорк. Там він домігся підтримки від групи підприємців. Вони сформували північноамериканську компанію Gas Light, якій Геснер передав власні патенти.

Попри наявність пріоритету відкриття, Геснер не отримав свій перший патент на гас до 1854 року — аж за два роки після того, як Джеймс Янг отримав патент у Сполучених Штатах. Спосіб очищення продуктів дистиляцією від Геснера, мабуть, перевершував технологію Янга, бо дозволяв отримувати більш чисте паливо, яке краще пахнуло. Виробництво гасу за патентами Геснера, почалося у Нью-Йорку 1854 року, а пізніше у Бостоні, з бітумінозного вугілля і горючіх сланців. [18] Геснер зареєстрував слово «Гас» як товарний знак 1854 року, і протягом декількох років, лише північно-американській Gas Light Company і компанії Downer (якій Gesner надав право) було дозволено називати їх лампову олію «Гас» у Сполучених Штатах. [20]

1848 року, шотландський хімік Джеймс Янг досліджував виявлену нафту, яка просочувалася на вугільній шахті, у якості джерела мастила та освітлювального палива. Коли просочування було вичерпано, він робив досліди з сухою перегонкою вугілля, особливо смолистим «болотним вугіллям» (торбанітом). Він витягнув з нього чимало корисних рідин, одну з яких назвав парафіновою олією, оскільки за низьких температур вона застигала на речовину, що нагадувала парафін. Янг отримав патент на свій спосіб і отримані продукти 1850 року (1852 року, підтвердив патент у США), а 1851 року, побудував перші у світі, справді комерційні нафтопереробні заводи у Батгейті, де використовував нафту, видобуту з місцевої розробки торбаніту, сланцю та бітумінозного вугілля.

Гас з нафти[ред.ред. код]

1851 року Семюель Мартін К'єр почав продавати лампову олію місцевим шахтарям під назвою «Вуглецева олія». Він отримував її за власним винаходом, перегонкою з сирої нафти. К'єр також, винайшов нову лампу для спалювання свого продукту.

З 1840-х років соляні свердловини К'єра стали насиченими нафтою. Спочатку К'єр просто скинув марну нафту до

Процес кипіння сирої нафти якісно

найближчого каналу штату Пенсільванія, але пізніше разом з хіміком зі східної Пенсільванії, він почав досліджувати декілька дистилятів сирої нафти.

Львів'янин-фармацевт Лукасевич, та його угорський партнер Ян Зег досліджували різні методи дистиляції, у намаганні поліпшити спосіб Геснера з виготовлення гасу, та використовували мастило з місцевого нафтового просочування. Багато людей знали про їх роботу, але приділяли цьому мало уваги. У ніч на 31 липня 1853 року, лікарі з місцевої лікарні потребували термінової операції, яка була практично неможливою при свічках. Тому вони відправили посланника до Лукасевича за його новими лампами. Лампа горіла так яскраво і чисто, що чиновники лікарні замовили кілька штук та великий запас палива. Лукасевич усвідомив успіх власної роботи, та пішов з аптеки, щоби знайти ділового партнера, а потім вирушив до Відня, щоби зареєструвати свою техніку. 1854 року, Лукасевич перебрався до Горлицеського району Польщі, де заснував нафтопереробний завод поблизу Ясло 1859 року.

Відкриття нафти у колонії Дрейка західної Пенсільванії 1859 року, викликало велику кількість громадських хвилювань і інвестиційного буріння нових свердловин не лише у Пенсільванії, але і у Канаді, де нафту було виявлено у нафтових джерелах Онтаріо 1858 року. Збільшення запасу нафти, дозволило нафтопереробним заводам повністю відмовитися від патентів на нафту з вугілля як Юнга, так і Геснера. У підсумку, освітлювальна нафтова промисловість,наприклад, Сполучених Штатів повністю перейшла на нафту у 1860-х роках. Нафтове освітлювальна олія, широко продавалася як гас, і торгова назва незабаром втратила свій майновий статус і стала основним продуктом «гас».

У Сполученому Королівстві, видобуток нафти з вугілля (або горючого сланцю) тривав до початку 20-го століття.

Зі збільшенням виробництва гасу, китовий промисел скорочувався. Американський китобійний флот, який неухильно зростав протягом 50 років, досяг свого піку у 199 кораблів, 1858 року. До 1860 року, всього за два роки, флот зменшився до 167 кораблів, а 1876 року, всього 39 американських кораблів вирушило у полювання на китів. Гас, роблений спочатку з вугілля і горючого сланцю, а відтак з нафти, значною мірою захопив прибутковий ринок китобійного промислу щодо лампової олії.

Електричне освітлення почало витісняти гас у якості джерела світла наприкінці 19-го століття, особливо в міських районах. Зростання кількості бензинових автомобілів на початку 20-го століття, викликало попит на більш легкі вуглеводневі фракції, і нафтопереробні заводи винайшли способи збільшення випуску бензину за одночасного зниження виходу гасу. Крім того, деякі з більш важких вуглеводнів, які раніше потрапляли до гасу, було включено до дизельного палива. Гас зберіг деяку частку на ринку завдяки тому, що він все частіше використовується у печах і переносних нагрівачах.

2013 року, наприклад, гас склав близько 0,1% за обсягом продукції нафтопереробного виробництва у Сполучених Штатах.

Фізико-хімічні характеристики гасу[ред.ред. код]

Безбарвна або жовтувата рідина. Википає в інтервалі температур 110—320°С.

Густина 0,75–0,78 г/см³

Теплота згоряння близько 43 МДж/кг

Одна молекула різних ґатунків гасу містить від 9 до 16 атомів вуглецю.

Застосовують як пальне, розчинник, реагент при збагаченні корисних копалин (флотація, масляна агрегація), сировина нафтопереробної промисловості.

Властивості[ред.ред. код]

Гас є тонкою прозорою рідиною, утвореною з вуглеводнів, отриманих шляхом фракційної перегонки нафти між 150 і

Підвісна освітлювальна лампа

275 ° С. Він змішується у нафтових розчинниках, але не змішується з водою.

Стандартна специфікація Американського товариства з випробувань та матеріалів D-3699-78, визнає два класи гасу: сорту 1-K (менше 0,04% сірки за масою) і 2-K (0,3% сірки за масою), який є переважним сортом для внутрішніх керамічних нагрівачів і печей. [9]

Незалежно від джерела видобувної нафти або способу переробки, основними складниками гасу є розгалужені і ланцюжкові алкани та нафтени (циклоалкани), які зазвичай, складають щонайменше 70 об.%. Ароматичні вуглеводні у цих межах кипіння, такі як алкілбензоли (одиничне кільце) та алкілнафталіни (подвійне кільце), зазвичай не перевищують 25 об.% гасу. Олефіни, як правило, становлять за обсягом, не більше 5%. [10]

Температура спалаху гасу становить від 37 до 65 ° C (100 і 150 ° F), а температура самозаймання відповідає 220 ° C (428 ° F) [11]. Температура застигання гасу залежить від сорту, але комерційне авіаційне паливо стандартизовано за -47 ° C (-53 ° F).

Гас сорту 1-K, замерзає близько -40 ° C (-40 ° F, 233 K). [12]

Теплота згоряння гасу, подібна теплоті згоряння дизельного палива; його нижча теплотворна здатність становить 43,1 МДж / кг (близько 18 500 БТЕ / фунт), а його найбільша теплотворність становить 46,2 МДж / кг. [13]

Національні та міжнародні стандарти визначають властивості декількох сортів гасу, використовуваних для реактивного палива. Температури спалаху та замерзання, являють особливий інтерес для роботи та безпеки; стандарти також визначають добавки для обмеження статичної електрики та інших потреб.

Уживання[ред.ред. код]

Освітлення[ред.ред. код]

Основна стаття: Гасова лампа

Авіаційне паливо[ред.ред. код]

Основна стаття: Авіаційне паливо

Ракетне паливо[ред.ред. код]

Основна стаття: Ракетне паливо

Засіб дезінфекції[ред.ред. код]

Медицина[ред.ред. код]

Гас використовується для лікування дифтерії та педикульозу.

Інше[ред.ред. код]

У менш розвинених країнах, гас є важливим джерелом енергії для приготування їжі та освітлення. Він, також, має попит як паливо для приготування їжі у переносних пальниках для піших туристів.

Як пальне, його часто використовують для переносних печей та продають на деяких заправних станціях. Він іноді

Вантажівка, яка доставляє гас в Японії.

застосовується як джерело тепла під час збоїв основного теплопостачання.

Гас широко використовується в Японії як паливо для переносних і закріплених гасових нагрівачів опалення. Там, гас можна легко купити на будь-якій заправній станції або замовити доставку до будинку. У Сполученому Королівстві та Ірландії, гас часто використовується як паливо для опалення або приготування їжі у районах, не пов'язаних з мережею газопроводів. Добавки, такі як RangeKlene, може бути додано до гасу, щоби зменшити виділення сажі під час його спалювання у плитах.

Аміші, які взагалі утримується від використання електрики, покладаються на гас для освітлення вночі.

В Україні, гас також, використовується у моторних нагрівачах з рукавами, для обігріву великих ангарів з обслуговування авіатехніки, а до до початку 1970 років, він у великій кількості, застосовувався для приготування їжі на керогазах, продавався на розлив і коштував у ті часи від 3 до 7 копійок за літр, аж поки не почалося підведення до будинків природного газу.

Токсичність[ред.ред. код]

Проковтування гасу є шкідливим або смертельним. Гас іноді радять як народний засіб для знищення головних вошей, але медичні установи застерігають від цього, через те, що це може викликати опіки і серйозну хворобу. Шампунь з гасом може навіть стати фатальним, якщо вдихаються випари.

Люди можуть піддаватися впливу гасу на робочому місці, шляхом вдихання випарів, ковтання його, чи контакту зі шкірою або з очима. Національний інститут безпеки та гігієни праці США (NIOSH) встановив Рекомендовану межу впливу (REL) 100 мг / м3 протягом 8-годинного робочого дня.

Цікавий факт[ред.ред. код]

Слово «керосин», яким називають гас у багатьох мовах, безперечно походить від грецького «κερός». Проте, деякі джерела[2][3] колись стверджували, що у російській мові назва цього нафтопродукту виникла зі словосполучення «Кер і син» — вивіски на гасовій крамниці американця Самуеля Кера у Петербурзі. Попри те, що у Російській Імперії перший нафтоперегінний завод з'явився ще у 1820-х роках, перевага віддавалася американському гасу — власне виробництво, було нерентабельним.

Література[ред.ред. код]

Примітки[ред.ред. код]

  1. Russell, Loris S. (2003). A Heritage of Light: Lamps and Lighting in the Early Canadian Home. University of Toronto Press. ISBN 0-8020-3765-8.
  2. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А. Н., 1910
  3. В. ЦВЕТКОВ «РЕЧНОЙ ТРАНСПОРТ» // Менделеев и русский способ перевозки нефти

10.https://web.archive.org/web/20140228144933/http://www.epa.gov/hpv/pubs/summaries/kerjetfc/c15020ad2.pdf

11.http://www.inchem.org/documents/icsc/icsc/eics0663.htm

12.https://www.reference.com/science/freezing-point-kerosene-52221b0bdd2ecc07

14.http://archive.aramcoworld.com/issue/199501/the.oil.weapons.htm

15. https://en.wikipedia.org/wiki/Special:BookSources/978-1441994097

16.http://www.petroleumhistory.org/OilHistory/pages/Whale/whale.html

21.https://books.google.com.ua/books?id=lkcVAAAAYAAJ&pg=PT57&dq=refinery+kier+pittsburgh&redir_esc=y&hl=uk