煤油或石蜡是一种可燃的碳氢化合物液体,来源于石油。它被广泛用作航空和家庭的燃料。它的名字来源于希腊语:κηρός(keros),意思是“蜡”,1854年由加拿大地质学家和发明家亚伯拉罕·格斯纳注册为商标,后来演变为通用商标。在科学和工业使用中,它有时拼写为煤油。
煤油被广泛用于为飞机的喷气发动机(喷气燃料)以及一些被称为RP-1的高度精制形式的火箭发动机提供动力。它也常被用作烹饪和照明燃料,以及用于火玩具,如poi。在亚洲部分地区,煤油有时被用作小型舷外发动机甚至摩托车的燃料。截至2023年7月,世界所有用途的煤油总消费量相当于每天约550万桶。
煤油一词在阿根廷、澳大利亚、加拿大、印度、新西兰、尼日利亚和美国的大部分地区很常见,而石蜡(或一种密切相关的变体)一词在智利、东非、南非、挪威和英国使用。灯油一词,或当地语言中的等效词,在亚洲大部分地区和美国东南部很常见。
令人困惑的是,石蜡这个名字也用来指煤油以外的许多不同的石油副产品。例如,液体石蜡(在美国称为矿物油)是一种更粘稠、高度精炼的产品,用作泻药。石蜡是从石油中提取的蜡状固体。为了防止煤油和更易燃、更易挥发的汽油(汽油)之间的混淆,一些司法管辖区对用于储存或分配煤油的容器的标记或颜色进行了规定。例如,在美国,宾夕法尼亚州要求零售服务站使用的煤油便携式容器为蓝色,而不是红色(用于汽油)或黄色(用于柴油)。
世界卫生组织认为煤油是一种污染燃料,并建议“政府和从业者立即停止推广其家庭使用”。煤油烟雾含有高水平的有害颗粒物,家庭使用煤油与癌症、呼吸道感染、哮喘、结核病、白内障和不良妊娠结局的高风险相关。
性能和等级
煤油是一种低粘度、清澈的液体,由石油在150至275°C(300至525°F)下分馏得到的碳氢化合物形成,密度为0.78-0.81 g/cm3。它与石油溶剂混溶,但与水不混溶。它由碳氢化合物分子组成,每个分子通常含有6到20个碳原子,主要含有9到16个碳原子。
无论原油来源或加工历史如何,煤油的主要成分是支链和直链烷烃(烃链)和环烷烃(环烷烃),通常至少占70%的体积。芳香烃,如烷基苯(单环)和烷基萘(双环),通常不超过煤油流体积的25%。烯烃的体积含量通常不超过5%。
煤油的燃烧热与柴油相似;其低热值为43.1MJ/kg(约18500Btu/lb),高热值为46.2MJ/kg(19900Btu/lb)。
ASTM国际标准规范D-3699-19认可两种等级的煤油:1-K级(硫重量百分比小于0.04%)和2-K级(含硫重量百分比为0.3%)。1-K级煤油比2-K级煤油燃烧更清洁,沉积物更少,毒素更少,维护频率更低,是室内煤油加热器和炉灶的首选煤油等级。
在英国,定义了两种等级的取暖油。BS 2869 C1类是最轻的等级,用于灯笼、野营炉、灯芯加热器,并在一些老式内燃机中与汽油混合,作为拖拉机汽化油的替代品。BS 2869 C2类是一种较重的馏分,用于
作为家用取暖油。高级煤油通常装在五金店、露营店和花园商店的5升或20升容器中出售,通常被染成紫色。标准煤油通常由油轮散装分配,不染色。
国家和国际标准规定了用于喷气燃料的几种等级煤油的性能。闪点和冰点特性对操作和安全特别重要;这些标准还定义了用于控制静电和其他目的的添加剂。
熔点、冰点和闪点
煤油在室温下为液体:25°C(77°F)。煤油的闪点在37°C(99°F)至65°C(149°F)之间,其自燃温度为220°C(428°F)。煤油的冰点取决于等级,商用航空燃料的标准化温度为-47°C(-53°F)。
1-K级煤油在-40°C(-40°F,233 K)左右结冰。
历史
将原油/石油蒸馏成煤油以及其他碳氢化合物的过程最早是由波斯学者拉齐(或Rhazes)在九世纪写的。在他的《秘密之书》(Kitab al-Asrar)中,医生和化学家Razi描述了两种生产煤油的方法,称为naft abyad(意为“白色石脑油”),使用一种称为alembic的装置。一种方法使用粘土作为吸收剂,另一种方法则使用铵等化学物质
氯化物(氨水)。重复蒸馏过程,直到大部分挥发性烃馏分被去除,最终产物完全清澈,可以安全燃烧。同期,通过加热岩石提取油,然后蒸馏,从油页岩和沥青中生产煤油。在中国明朝,中国人通过提取和净化石油来利用煤油,然后将其转化为灯燃料。早在公元前1500年,中国人就利用石油照明和取暖。
生产
煤油是在炼油厂通过原油分馏生产的。它在柴油(挥发性较低)和石脑油和汽油(挥发性较高)之间的中间温度下冷凝。
2021年,煤油占美国炼油厂产量的8.5%,其中几乎全部是煤油型喷气燃料(8.4%)。
毒性
世界卫生组织认为煤油是一种污染燃料,并建议“政府和从业者立即停止推广其家庭使用”。煤油烟雾含有高水平的有害颗粒物,家庭使用煤油与癌症、呼吸道感染、哮喘、结核病、白内障和不良妊娠结局的高风险相关。
摄入煤油是有害的。煤油有时被推荐作为杀死头虱的民间疗法,但卫生机构警告不要这样做,因为它会导致烧伤和严重疾病。如果吸入烟雾,煤油洗发水甚至可能致命。
人们可能会在工作场所通过吸入、吞咽、皮肤接触和眼睛接触接触煤油。美国国家职业安全与健康研究所(NIOSH)已将8小时工作日的推荐暴露限值设定为100mg/m3。