بنزین را باید یکی از مهم‌ترین مشتقات نفت دانست که باعث پیشرفت زیادی در صنعت خودرو شده است. در ادامه شما را با تاریخچه بنزین آشنا می کنیم.
فرآیندها و عوامل متعدد اختراع شده برای بهبود کیفیت بنزین
بنزین اختراع نشده بلکه یک محصول طبیعی از صنعت نفت بوده که نفت سفید محصول اصلی آن است. بنزین توسط تقطیر نفت خام یعنی جداسازی ذرات فرار آن، تولید می شود. با این حال، آنچه که اختراع شده است فرآیندهای متعدد و عوامل مورد نیاز برای بهبود کیفیت بنزین بوده که آن را به ماده‌ای بهتر تبدیل کرده است.
اتومبیل‌ها
هنگامی که اتومبیل داشت به وسیله شماره یک دنیا جهت حمل و نقل تبدیل می‌شد، نیاز به استفاده از سوخت‌های جدید به خوبی احساس می‌شد. در قرن نوزدهم زغال سنگ، گاز، کامفین و نفت سفید تولید شده از نفت خام به عنوان سوخت و در لامپ‌ها استفاده می‌شد. با این حال، موتور خودروها نیازمند سوخت هایی بودند که به نفت به عنوان ماده خام نیاز داشته باشند. پالایشگاهها نمی‌توانستند با همان سرعتی که خودروها از خطوط مونتاژ گذشته و تولید می‌شدند، نفت خام را به بنزین تبدیل کنند.
کراکینگ
ایجاد بهبود در فرآیند پالایش سوخت‌ها به گونه‌ای که مانع سر و صدای موتور و باعث افزایش کارایی موتور شود، به خصوص برای موتورهای با تراکم بالای جدید خودروها که در حال طراحی بودند، موردنیاز بود.
فرآیندهای ابداع شده برای بهبود عملکرد بنزین بدست آمده از نفت خام به عنوان فرآیندهای “کراکینگ” شناخته می‌شدند. در پالایش نفت، کراکینگ فرآیندی است که در طی آن مولکول های هیدروکربن سنگین به وسیله گرما، فشار و گاهی اوقات کاتالیزورها، شکسته شده و به مولکول های سبک تر تبدیل می شوند.
کراکینگ حرارتی
کراکینگ اولین فرآیند برای تولید تجاری بنزین است. در سال 1913، کراکینگ حرارتی توسط ویلیام مریام برتون اختراع شد. این فرآیندی با استفاده از گرما و فشار بالا است.
کراکینگ کاتالیستی
پس از گذشت مدت زمانی کراکینگ کاتالیستی جایگزین کراکینگ حرارتی در تولید بنزین شد. کراکینگ کاتالیستی کاربرد کاتالیزورهایی است که واکنش شیمیایی ایجاد کرده و بنزین بیشتری تولید می کنند. فرآیند کراکینگ کاتالیستی توسط یوجین هودری در سال 1937 اختراع شد.
فرآیندهای اضافی
روش های دیگری نیز برای بهبود کیفیت بنزین و افزایش عرضه آن وجود دارد که از آن جمله می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- پلیمریزاسیون: تبدیل الفین های گازی مانند پروپیلن و بوتیلن به مولکول های بزرگتر در محدوده بنزین.
- آلکیلاسیون: پروسه ترکیب یک الفین و یک پارافین مانند ایزوبوتان.
- ايزومريزاسيون: تبديل هيدروكربن‌های راست زنجیر به هيدروكربن‌های زنجيری شاخه دار.
- اصلاح: استفاده از گرما و یا کاتالیزور برای تغییر ساختار مولکولی.
جدول زمانی تکامل بنزین و سوخت
- در قرن نوزدهم سوخت مورد استفاده در اتومبیل‌ها تقطیرهای قطران زغال سنگ و بخش های سبک تر از تقطیر نفت خام بود.
- در 5 سپتامبر 1885، اولین پمپ بنزین توسط سیلوانوس بوسر از فورت وین در ایندیانا تولید و به جیک گومر تحویل داده شد. مخزن پمپ بنزین دارای دریچه های مرمری و پیستون‌های چوبی بود و یک گالن ظرفیت داشت.
- در 6 سپتامبر 1892، نخستین تراکتور که با سوخت بنزین کار می‌کرد توسط جان فرولیچ از آیووا تولید و به لانگفورد در داکوتای جنوبی فرستاده شد. این ماشین در آنجا به مدت دو ماه برای خرمن کوبی مورد استفاده قرار گرفت. این دستگاه شامل یک موتور بنزینی عمودی تک سیلندری بود که روی تیرهای چوبی نصب شده و یک ماشین خرمن کوبی را هدایت می‌کرد. فرولیچ شرکت موتورهای بنزینی تراکتور واترلو را تاسیس کرد که بعدها به شرکت جان دیر پلو تحویل داده شد.
- در 11 ژوئن 1895، اولین اختراع ایالات متحده برای خودروی بنزینی به نام چارلز دوریا از اسپرینگفیلد ماساچوست ثبت شد.
- در اوایل قرن بیستم، شرکت های نفتی بنزین را به صورت یک تقطیر ساده از نفت تولید می‌کردند.
- طی دهه 1910، قوانین ذخیره بنزین را در املاک مسکونی ممنوع کردند.
- در 7 ژانویه 1913، ویلیام مریام برتون روش کراکینگ را برای تبدیل نفت به بنزین ابداع کرد.
- در تاریخ 1 ژانویه 1918، اولین خط لوله بنزین ایالات متحده، حمل و نقل بنزین را از طریق یک لوله سه اینچی با طول بیش از 40 مایل از سالت کریک به سمت کاسپر، آغاز کرد.
- چارلز کترینگ یک موتور احتراق داخلی را به صورتی تولید کرد که قابل استفاده با نفت سفید باشد. با این حال، موتور با سوخت نفت سفید دارای تحرک زیادی بود و ممکن بود سر سیلندر و پیستون را بشکند.
- توماس میدلی کشف کرد که علت این ضربات، تبخیر قطره های نفتی در محفظه احتراق است. میدلی عوامل ضد ضربه را مورد تحقیق قرار داد،که نهایتا منجر به اضافه کردن تترا اتیل به سوخت شد.
- در تاریخ 2 فوریه 1923، برای اولین بار در تاریخ ایالات متحده آمریکا، بنزین اتیل به بازار عرضه شد. این اتفاق در دیتون اوهایو به وقوع پیوست.
- در سال 1923، آلریم مکدافی مک آفی نخستین فرآیند کراکینگ کاتالیستی قابل فروش در صنعت نفت را ابداع کرد. این روش می توانست میزان تولید بنزین از نفت خام را دو و یا حتی سه برابر از روش های تقطیر استاندارد، بیشتر کند.
- تا اواسط دهه 1920، بنزین 40 تا 60 اکتان بود.
- در دهه 1930، صنعت نفت استفاده از نفت سفید را متوقف کرد.
- یوجین هودری در سال 1937 فرآیند کراکینگ کاتالیستی تبدیل سوخت نامرغوب به بنزین با مرغوبیت بالا را ابداع کرد.
- در طول دهه 1950 افزایش نسبت فشرده سازی و سوخت های اکتان بالاتر به وقوع پیوست. سطح سرب افزایش یافته و فرآیندهای تصفیه جدید (هیدروکراکینگ) آغاز شد.
- در سال 1960، چارلز پلنک و ادوارد روسینسکی اولین کاتالیزور زئولیتی تجاری که در صنعت نفت و برای کراکینگ کاتالیستی نفت و تبدیل آن به محصولات سبک تر مانند بنزین، مفید بود را ابداع کردند.
- در دهه 1970، سوخت های بدون سرب معرفی شدند.
- از سال 1970 تا سال 1990، سرب از رده خارج شد.
- در سال 1990، “لایحه هوای پاک” که برای از بین بردن آلودگی در نظر گرفته شده بود، تغییرات بزرگی در بنزین ایجاد کرد.
