Есть ли октановое число у керосина?

Понятие «октановое число» используется применительно к бензину, и устанавливает меру противостояния процессу детонации — преждевременному воспламенению топлива в цилиндре двигателя до того, как зажжётся искра. Применимо ли понятие октанового числа к керосину?

Октановое число топлива и его роль

Октановое число является мерой производительности топлива. Оно измеряется относительно чистого изооктана, которому присваивается условное значение 100. Чем выше октановое число, тем больше сжатия потребуется для детонации топлива.

С другой стороны, октан – это не только оценочная шкала, используемая для классификации бензина по его антидетонационным свойствам, но и реально существующий углеводород парафинового ряда. Его формула близка к C₈H₁₈. Нормальный октан — это бесцветная жидкость, которая содержится в кипящей нефти примерно при температуре  124,6⁰С.

Обычный бензин представляет собой (если исключить влияние этанольного компонента) смесь из нескольких углеводородов. Поэтому октановое число высчитывается как количество атомов октана в молекуле бензина.

Справедливо ли всё вышеописанное к керосину как топливу?

Спорность некоторых моментов и аргументов

Несмотря на общность происхождения и близость по химическому составу, керосин с физико-химической точки зрения существенно отличается от бензина. Различия состоят в следующем:

1. Технически любой керосин значительно ближе к дизельному топливу, которое, как известно, характеризуется цетановым числом. Поэтому керосин может быть использован в двигателях с дизельным циклом, которые основаны на самопроизвольной детонации топлива под давлением. В двигателях внутреннего сгорания керосин не применяется, за исключением небольших поршневых самолётов.
2. Температура вспышки керосина сильно разнится по маркам, поэтому и условия его воспламенения в двигателе также будут различными.

3. В некоторых старых учебниках и справочниках приводятся так называемые условные октановые числа для дизельного топлива. Их значение составляет 15…25. Это ничтожно мало в сравнении с аналогичными показателями для бензина, но необходимо учитывать тот факт, что дизельное топливо сжигается в совершенно другом типе двигателя. Дизель имеет низкую летучесть, низкое сопротивление детонации, и одновременно высокую энергию на единицу объёма.
4. Принципиальная разница между бензином и керосином заключается в том, что керосин на самом деле представляет собой смесь более чем одного линейного или разветвлённого алканового углеводорода, причём ни один из них не имеет двойных или тройных связей. Со своей стороны, октан является одной из алкановых групп углеводородов, и является основным компонентом бензина. Поэтому определять так называемое октановое число керосина можно было лишь после того, как каким-то образом отделить один алкановый углеводород от другого.

Как же определять эффективность керосина как топлива?

Во всяком случае, не по октановому числу: его для керосина не существует. Многочисленные эксперименты, которые проводились в лабораторных, а не в промышленных условиях, давали значительное расхождение конечных результатов. Объясняется это следующим. При перегонке сырой нефти образуется промежуточная фракция между бензином и керосином, часто называемая нафтой или лигроином. Необработанная нафта для смешивания с бензином непригодна, так как снижает его октановое число. Нафта не подходит и для смешивания с керосином, поскольку, помимо соображений производительности, она снижает температуру вспышки. Поэтому нафту в большинстве случаев подвергают паровой конверсии с получением топливного газа или синтез-газа. Продукты перегонки при получении керосина могут иметь различный фракционный состав, который непостоянен даже в пределах одной партии нефтепродукта.

В заключение отметим, что авиационный керосин ТС-1 используется в качестве топлива для реактивных самолётов. Реактивный двигатель представляет собой газовую турбину, где горение продолжается в камере сгорания. Это отличает такие двигатели от дизельных или бензиновых, где воспламенение происходит на необходимой стадии в термодинамическом цикле. Для такого керосина также корректнее подсчитывать цетановое, а не октановое число.

Следовательно, для керосина нет, и не может быть аналога с октановым числом бензина.