Когда появился бензин: История появления бензина

История: Наука и техника: Lenta.ru

Бензин прошел путь от малопопулярного антисептика до жидкости, без которой невозможно представить жизнь планеты, а его производство — от примитивного выпаривания до технически сложного процесса. «Лента.ру» проследила историю главного топлива человечества.

Чистая нефть

Горючие свойства нефти издревле привлекали внимание человека. Древние греки использовали нефть для разжигания костров на маяках и поджигания стрел во время военных действий, а в Византии нефть была одной из составляющих легендарного «греческого огня». Тем не менее до XVIII века данных о нефтепереработке нет — использовалась в основном сырая нефть.

Сведения об экспериментах с перегонкой нефти относятся к X веку нашей эры, но распространения продукты перегонки не получили. В 1733 году российский военный врач Иоганн Лерхе посетил бакинские нефтепромыслы и записал наблюдения о перегонке и ее эффекте: «Белая нефть несколько мутна, но по перегонке так светла делается, как спирт, и сия загорается весьма скоро».

В 1745 году нефтеперегонный завод открыл в Ухте купец Прядунов, однако удаленность промысла не позволила ему добиться коммерческого успеха. Едва ли не единственным потребителем продуктов переработки были храмы и монастыри, где смешивали очищенную нефть с маслом и использовали смесь для лампадок. Главным церковным поставщиком очищенной нефти был купец Набатов.

Да и примитивность способа нефтеперегонки не способствовала широкому применению продуктов переработки. Нефтеперегонный завод состоял из котла, печи, трубки и двух бочек. Принцип его работы был очень похож на принцип работы самогонного аппарата. Емкость с нефтью ставили внутрь печи, и продукт нагрева по трубе шел в приготовленную пустую бочку. Труба проходила через бочку с водой, которая выполняла роль охлаждающего элемента.

Рождение бензина

Бензин как продукт переработки нефти был изобретен в 1825 году английским ученым Майклом Фарадеем. Он опытным путем выделил углеводородную смесь, которая требовала минимальных условий для возгорания. Свой продукт он назвал бензином, что с арабского переводится как «благовонное вещество». Арабское название Фарадей выбрал, так как нефть получал с Ближнего Востока.

В XIX веке бензин начали использовать в качестве топлива для примусов после того, как в нескольких странах был введен запрет на использование в этих целях керосина из-за его высокой пожароопасности. Тем не менее по масштабам распространения бензин все еще уступал другим видам топлива и даже не был самым популярным нефтепродуктом — города освещались масляными и керосиновыми лампами, и основной спрос был именно на эти нефтепродукты.

Поворотным моментом стало изобретение Николаусом Отто четырехтактного двигателя внутреннего сгорания — немецкий инженер запатентовал его в 1876 году. Патент завершил многолетнюю работу Отто и его партнера Ойгена Лангена, вместе с которым Николаус основал в 1864 году компанию N.A. Otto & Cie, ныне известную как Deutz. Партнеры понимали, что бензин в качестве топлива куда выгоднее угля, а КПД двигателя внутреннего сгорания более чем в два раза превышает КПД парового двигателя, который в XIX веке был основным.

Одновременно в городке Мангейм инженер Карл Бенц разработал и запатентовал двухтактный двигатель и вскоре установил его на самодвижущийся экипаж. Патент на двигатель был получен в 1878 году, а на автомобиль — в 1886 году. Однако продажи шли вяло, а сам автомобиль воспринимался общественностью как технический курьез.

Наглядно доказать преимущество нового вида транспорта смогла жена Карла Бенца Берта. Она без спроса мужа выгнала из гаража Motorwagen, как назывался первый трицикл Benz, взяла детей и направилась к своей матери из Мангейма в Пфорцгейм. Храбрая Берта преодолела в пути 106 километров, а главной проблемой стал дефицит бензина.

Женщина буквально сметала из аптек весь имевшийся там бензин, чем вызывала гнев аптекарей — ждать новых поставок антисептика приходилось довольно долго. В какой-то момент фрау Бенц столкнулась с полным отсутствием бензина в аптеке одного из городков — спасительная склянка с топливом нашлась у врача! Тем не менее Берта доказала, что автомобиль годится для дальних поездок не хуже, чем карета.

Тем временем маховик продажи постепенно раскручивался. Если с 1886 по 1893 год было продано всего 25 единиц Benz, то за 1893 год, когда дебютировала более дешевая модель Victoria, своих покупателей нашли 45 автомобилей. Одновременно производство своих самобеглых экипажей налаживали инженеры и в других странах: все новые автопроизводители появлялись в Италии, Франции, Великобритании и, конечно же, США. Машин на дорогах становилось все больше, они требовали все больше бензина, а аптеки этот спрос, естественно, удовлетворить не могли.

Без аптек

Предприимчивые торговцы начали открывать специализированные магазины, где можно было купить бензин в относительно больших объемах, но заправка автомобиля все равно была занятием малоприятным. Топливо отпускалось порционно в ведрах или канистрах, а никаких устройств по его перекачке в бак не существовало, поэтому заправка все равно занимала много времени.

Ждать появления специализированной заправочной станции пришлось довольно долго — первую открыл в 1907 году в Сиэтле нефтяной гигант Standard Oil. Причем, помимо продажи топлива, она предлагала и заправку его в автомобиль, для чего на станции были установлены ручные помпы.

Но настоящий прорыв случился лишь в 1910-е годы, когда Генри Форд внедрил на своем заводе в Дирборне, штат Мичиган, конвейер, позволивший в два раза уменьшить цену Ford Model T. Это мгновенно в разы увеличило продажи. Миллионы автомобилей на дорогах США требовали топлива, число АЗС в США стремительно выросло. Если в 1921 году в Штатах насчитывалось около 12 тысяч станций, то в 1929 году — уже более 143 тысяч.

Нарастить объем производства бензина удалось благодаря изобретению нового метода нефтепереработки, который увеличил выход бензина из нефти, — крекинга, высокотемпературной переработки нефти с последующим получением продуктов меньшей молекулярной массы. Крекинг значительно увеличивает выход бензина из нефти. Благодарить за него следует инженера Владимира Шухова и его помощника Сергея Гаврилова.

Несмотря на то что Шухов запатентовал свое изобретение, первую промышленную крекинговую установку построили в США в 1915 году. Ее автором стал Уильям Бертон. Шухов же смог реализовать свои идеи в промышленных масштабах лишь в 1931 году, когда заработало предприятие «Советский крекинг».

По мере развития двигателей внутреннего сгорания к бензину выдвигались все новые и новые требования. По мере увеличения степени сжатия силовых агрегатов росло и октановое число бензина — его стойкость к самовоспламенению при сжатии, взрывоопасность.

Погоня за октановым числом

Однако одноразовая перегонка нефти не позволяет получить продукт с высоким октановым числом. Максимально возможное число, как правило, не превышает 70-80 единиц. Чтобы повысить октановое число, в бензин добавляют высокооктановые компоненты (метиловый и этиловый спирт) и антидетонаторы в незначительных количествах (до 0,3 процента). Такой бензин называют этилированным.

Однако в 1970-е годы в большинстве стран мира полностью от него отказались в пользу метилтретбутилового эфира на волне борьбы за чистоту воздуха. Дело в том, что этилированный бензин в основном получали с добавлением очень опасного для здоровья человека токсичного антидетонатора — тетраэтилсвинца. Помимо своей токсичности, тетраэтилсвинец оказывает пагубное воздействие на каталитические нейтрализаторы выхлопных газов, которые стали тогда появляться на автомобилях.

Долгое время существовало всего четыре вида этилированного бензина: Аи-80 (также известный в некоторых странах как «Нормаль»), Аи-92 («Регуляр»), Аи-95 («Премиум») и Аи-98 («Супер»). Совершенно особенные требования к бензину выдвигал автоспорт, где высокофорсированные двигатели появились еще в 1950-е годы. В США довольно быстро перешли на топливо на спиртовой основе, а вот в Европе продолжали гоняться на бензине, увеличивая его октановое число. «Сотый», «сто первый» и «сто второй» бензин в спорте стал обычным делом. Топливо с октановым числом 103 используется, например, в «Формуле-1».

Не так давно бензин с октановым числом выше чем 98 стал появляться и на обычных заправках. Например, компания «Роснефть» вывела на рынок топливо Pulsar-100. Причем для создания нового бензина пришлось значительно изменить компонентный состав топлива по сравнению с бензином Аи-98-К5. Новый бензин содержит увеличенное количество компонентов, предотвращающих образование отложений, и многофункциональную моющую присадку, которая обеспечивает чистоту топливной системы в процессе работы двигателя прямого впрыска.

Несмотря на то что топливо разрабатывалось для массового использования в дорожных машинах, его характеристик достаточно для применения и в автоспорте. В частности, Российская серия кольцевых гонок (РСКГ) использует бензин Pulsar-100 в качестве единственного топлива во всех гоночных классах. А речь идет о высокофорсированных атмосферных и турбированных двигателях.

Причина появления «сотого» бензина на обычных заправках кроется в широком распространении высокотехнологичных двигателей с турбонаддувом и непосредственным впрыском. Последний чувствителен к качеству топлива и, в частности, не переносит высокого содержания серы.

Бензин Pulsar-100 с моющими присадками позволяет, в том числе, избежать закоксованности форсунок и сокращает время впрыска. Это подтверждено стендовыми испытаниями компании BASF с использованием двигателя BMW с прямым многоточечным впрыском. И это, по-видимому, не конец. Чем сложнее становятся двигатели под давлением ужесточающегося законодательства, регулирующего выбросы вредных веществ и расход топлива, тем более высокие требования предъявляются и к топливу.

Материал подготовлен при содействии ПАО «НК Роснефть».

как он попал в нашу жизнь? / Хабр

Привет, Хабр! Как вы можете помнить, с бензином мы связаны опосредованно. Но так как тема топлива в мире постепенно становится более горячей (no pun intended), мы решили рассказать вам в подробностях о том, как бензин вообще попал в нашу жизнь.

Шумеры и битум

Начнём с быстрого путешествия из бурного настоящего в спокойное прошлое. То есть, в каменноугольный период палеозойской эры (от 360 до 286 млн лет назад), когда бесчисленные деревья и растения, завершая свой жизненный цикл, постепенно превращались в торф.

Торф, как известно, в течение десятка миллионов лет сдавливался осадочными отложениями как на земле, так и на дне океана, превращаясь в углеродистые субстанции. Этим субстанциям оставалось лишь дождаться своего часа, чтобы их начали использовать находчивые homo sapiens.   

И этот час наступил не так уж и поздно, как принято считать. Известно, например, что нефтяной битум, который просачивался из-под земли, жители Месопотамии использовали ещё около 5000 лет назад для кирпичной кладки, покрытия дорог и гидроизоляции кораблей. Предприимчивые жители Междуречья пробовали добавлять битум и в краски, и в лекарства и косметические средства. Правда, о креативном применении углеродов в регионе позабыли вскоре после персидского завоевания в 600 году д.н.э.

Вот так выглядит битум в природе

В течение последующих веков интерес к нефти пробуждался в самых разных уголках Земли – так, китайцы видели в ней инструмент для обогрева, а арабы – потенциальный источник света и эффективное горючее вещество.

Именно средневековые арабы разработали первые технологии перегонки нефти, и полученный опыт работы с горючим веществом даже позволил им применить свои знания против европейцев во время Крестовых походов. Неудивительно, что первый европейский трактат о применении горючих вещеcтв «Liber Ignium» сейчас признаётся переводом оригинального арабского труда. Но вернёмся к извилистому пути появления бензина.

Индейцы и мази

Нефть как источник света на Западе игнорировали ещё долго, но появление бензина в нашей жизни косвенно приблизили изобретения светил Средневековья и эпохи Возрождения – к примеру, технологии дистилляции алкоголя, в области которых пионером стал флорентийский доктор Таддео Альдеротти, живший в XIII веке. Нефтяники нашего времени по сей день вспоминают его с теплотой, судя по книгам «Американская нефтяная промышленность» Уильяма Даума и «Пятнадцать веков битума» Р. Форбса. Но как ни странно, фармацевтическая промышленность повлияла на возникновение бензина ещё сильнее алкогольной.

Как часто бывало при столкновении неизвестных субстанций с человеческой предприимчивостью, нефти приписывали чудотворные целебные свойства. В Северной Америке, например, интерес к нефти передался колонизаторам от коренных американцев, которые лечили ею кожные заболевания и обморожения.

Но если индейцы натыкались на нефть случайно и эпизодически, колонизаторы начали сталкиваться с ней регулярно, в процессе бурения для добычи соли. Вскоре из нефти стали делать мази, анестетики и тонизирующие средства. И хоть их эффективность была довольно сомнительной, отрасль процветала.

Сохранилась, например, запись из «Американского журнала науки» 1833 года, описывающая, как из-за огромного спроса на нефть цены на неё выросли до 40-50 центов за пузырёк (в этой же записи упоминается, что нефть удивительно быстро излечивает недуги лошадей, но нам остаётся лишь поверить на слово).  

При этом в районах, где было много нефти, её использовали как замену более дорогому китовому жиру, который тогда использовали в масляных лампах. А ещё как смазочный материал для станков, поскольку американцы быстро заметили, что нефть позволяет поддерживать работоспособность деталей лучше, чем животные и растительные жиры.

Киты и керосин

По причине удорожания китового жира как основного вещества для наполнения ламп, американские предприниматели стали искать ему альтернативы. Так, например, появился камфин – осветительная жидкость, изготовленная из смеси скипидара и спирта. Камфин приобрел большую, но недолгую популярность – во время Гражданской войны в США на все спирты ввели огромный налог, который заставил рынок в очередной раз искать новое топливо.

Марка с изображением спасителя китов

Так и настал черёд керосина, который уже надолго закрепился в истории нашей цивилизации. Его отцом можно назвать Авраама Геснера, одного из пионеров каменноугольного топлива. На основе всех имеющихся на тот момент знаний о переработке углеродов Геснер в 1846 году разработал новые методы работы с горючими (битуминозными) сланцами, выделив новое вещество, которое по качеству освещения не уступало привычному китовому жиру.

Открытие Геснера продвинуло отрасль не столько в силу самих технологий (которые довольно оперативно усовершенствовали его современники), сколько благодаря демонстрации экономических преимуществ и перспектив нефти в роли топлива. Уже к 1859 году в США работало около 33 предприятий по переработке нефти, которые и начали заниматься целенаправленным бурением нефтяных скважин.

Рокфеллер и бензин

В 1862 году нефтеперерабатывающий завод приобрёл некий Джон Рокфеллер вместе со своими партнёрами. Успехи в бизнесе позволили Рокфеллеру уже в 1870 году основать собственную компанию – Standard Oil, а его необычайная хваткость – уже к 1880 году стать монополистом. Развитие отрасли было опосредовано не менее стремительным развитием технологий, которые позволили путём перегонки нефти выделить более лёгкий, чем керосин, продукт – бензин.

Standard Oil приобретала едва ли не каждый патент, который мог способствовать прибыльности бизнеса, и её успеху не мешали ни конкуренты, ни законодательство. Единственное, что ставило прибыли компании под угрозу – растущие темпы электрификации городов, которые существенно снижали популярность нефтепродуктов как горючих жидкостей для освещения.

Но и здесь обстоятельства в итоге сыграли компании на руку – ведь параллельно с электрификацией шёл другой, не менее важный процесс: разработка двигателей внутреннего сгорания. В 1877 году немецкий инженер Николаус Отто представил миру четырёхтактный газовый двигатель, в 1883 году появился бензиновый двигатель Даймлера и Майбаха, а уже в 1886 был создан первый в мире автомобиль Карла Бенца – Motorwagen.

Вот так выглядел двигатель Отто. А разработанный им цикл из 4-х тактов применяется в двигателях и по сей день.

Не менее активно над автомобилями работали Уильям Дюрант и Генри Форд, которые сделали автомобили по-настоящему массовыми. К 1910 году продажи бензина превзошли совокупные продажи керосина и осветительного масла, а количество автомобилей Ford и General Motors росло в геометрической прогрессии, достигнув около 2,5 млн единиц к 1915 году и более 9,2 млн – к 1920 году.

Шуховская установка для термического крекинга, г. Баку.

Ошеломительный спрос на бензин позволила удовлетворить технология крекинга, запатентованная в 1891 году нашим соотечественником Владимиром Шуховым. Переработка нефти при высокой температуре в непрерывно действующей трубчатой установке позволила получать гораздо больше бензина. И как это часто бывает при диффузии инноваций, технология Шухова распространилась по всему миру, подтолкнув триумфальное шествие нефти в роли «чёрного золота».

Если вам понравилась статья, дайте знать — так мы будем чаще радовать вас материалами об истории нефтепереработки и нефтехимии 🙂

когда появился впервые в мире, история изобретения

Сложно представить себе жизнь современных людей без бензина. Этот вид топлива сегодня считается очень популярным. Однако далеко не каждому человеку известно, кто именно изобрел бензин. За время своего существования это вещество прошло серьезный путь от не особо популярного антисептика до жидкости, без которой нельзя представить жизнь людей. Изначально состав получали путем обычного выпаривания, но со временем этот процесс стал совершенствоваться.

Содержание

Первое применение нефти

Горючие характеристики нефти с давних времен привлекали внимание людей. В Древней Греции вещество применяли для разжигания костров на маяках. Также им поджигали стрелы во время ведения военных действий. В Византии появился так называемый греческий огонь, основной составляющей которого была именно нефть. Однако вплоть до восемнадцатого века достоверная информация о нефтепереработке отсутствует. Люди преимущественно пользовались сырой нефтью.

Освоение перегонки нефти

Когда же люди стали перегонять нефть? Первые сведения о таких экспериментах датируются десятым веком нашей эры. Однако продукты перегонки не получили широкого распространения. Только в 1733 году появилось описание этого процесса. Именно тогда военный врач Иоганн Лерхе посетил нефтепромыслы в Баку и описал свои наблюдения о перегонке и достигнутом эффекте.

В 1745 году купец Прядунов открыл в Ухте нефтеперегонный завод. Но он находился слишком далеко от мест добычи, потому добиться ощутимых результатов не удалось. Единственными потребителями нефтепродуктов стали храмы. Они соединяли очищенное вещество с маслом и наливали полученный состав в лампадки. Основным поставщиком очищенной нефти для церквей стал купец Набатов.

К тому же в те времена перегонка нефти осуществлялась слишком примитивным способом. Это тоже не способствовало применению продуктов переработки. В структуру нефтеперегонного завода входили котел, печь, трубка и бочки. Принцип его функционирования напоминал работу самогонного аппарата.

В печь устанавливалась емкость, наполненная нефтью. Продукт нагрева при этом по трубе перемещался в подготовленную пустую бочку. Труба проходила через бочку, наполненную водой. Она выполняла функции охлаждающей конструкции.

Как появился бензин

По сути, первым бензин придумал английский физик Майкл Фарадей. Это случилось в 1825 году. Сырье для проведения своих экспериментов ученый получил из ближневосточных стран. Это и подтолкнуло исследователя назвать продукт именно так. Дело в том, что с арабского языка «бензин» переводится как «благовонное вещество». Ученый экспериментальным путем выделил из нефти углеводородную смесь, которая могла быстро возгораться.

Приблизительно спустя 70 лет был создан процесс более тщательного разложения вещества на элементы. В 1891 году исследователь Владимир Шухов сумел получить на выходе более высокий КПД и повысить количество произведенного бензина.

Проводить такие опыты исследователя заставили события, которые происходили на бакинских нефтедобывающих заводах. Нефть получали ведрами, держали в земляных углубления и перемещали в бочках или бурдюках. Этот способ сопровождался серьезными потерями – до 4/5 общего количества.

Инженер выполнил ряд расчетов, которые позволили создать нефтепроводы и резервуары для хранения сырья. К тому же он внес коррективы в процесс перегонки. Ученому удалось добиться расщепления углеводородов на более летучие элементы. Это сделало горючее более эффективным. До исследований Шухова многие люди воспринимали бензин только как нефтяной отход. Однако после его разработок появились значительные перспективы применения этого вида.

Применение нового вещества

После изобретения бензина в 1825 году его стали применять в качестве топлива для примусов. Это произошло после того, как некоторые страны ввели запрет на использование в этих целях керосина, поскольку данное вещество считалось весьма пожароопасным. Тем не менее, по объемам распространения бензин все-таки уступал другим видам топлива. Города продолжали освещаться с помощью керосиновых и масляных ламп. Ситуация изменилась с появлением двигателей.

Изобретение двигателей

Опыты Фарадея и Шухова легли в основу исследований инженеров различных стран. Их усилия были направлены на создание двигателей, которые могли бы работать на продуктах нефтяной перегонки. Работа каждого из ученых проводилась в обстановке строгой секретности. Любой эффективный двигатель мог стать настоящим прорывом в сфере науки и техники. Первый бензиновый мотор придумал Готлиб Даймлер в сотрудничестве с Вильгельмом Майбахом.

Но процесс испарения жидкого топлива в первых устройствах был не слишком совершенным. Новым словом в создании двигателей стало появление карбюратора. Его придумал венгерский исследователь Донат Банки. В каком году это случилось? Патент на свою конструкцию ученый получил в 1883 году. Она представляла собой карбюратор, оснащенный жиклером, который стал предшественником современных устройств. При этом Банки предлагал не испарять топливо, как раньше, а мелко распылять его в воздухе.

В 1884 году был создан первый карбюраторный двигатель в России. Его автором считается Огнеслав Степанович Костович. Конструкция ученого была оппозитной. Она отличалась горизонтальным расположением цилиндров, которые были направлены встречно. В этом устройстве впервые использовалось электрическое зажигание. Но он не успел получить патент раньше, чем Даймлер и Майбах, которые параллельно трудились над аналогичным проектом.

Появление автозаправок

Несмотря на то, что к концу девятнадцатого века бензиновые моторы уже получили достаточно широкое распространение, проблема заключалась в продаже бензина. Его можно было купить исключительно в аптеках. Однако количества топлива было недостаточно.

В 1907 году в США появилась первая автозаправка. Она включала несколько цистерн с отведенными шлангами. По ним топливо наполняло баки авто.

В двадцатые годы прошлого века количество заправок с бензином стало увеличиваться в геометрической прогрессии. К 40-50 годам они стали напоминать современные. Около АЗС начали открывать магазины, кафе, туалеты.

Повышение октанового числа

Однократная перегонка нефти не дала возможности создать бензин с высоким октановым числом. Такая обработка позволяла добиться параметра не больше 70-80 единиц. Для повышения октанового числа в бензин начали добавлять высокооктановые ингредиенты. К ним, в частности, относился этиловый и метиловый спирт. Также в состав вводили небольшое количество антидетонаторов – до 0,3 %. Такой продукт получил название этилированного.

Но в семидесятые годы прошлого века многие страны мира полностью отказались от этого продукта в пользу метилтретбутилового эфира. Это произошло на фоне борьбы экоактивистов за чистоту воздуха. Причина таких процессов заключалась в том, что в этилированный бензин добавляли опасный для человеческого организма антидетонатор – тетраэтилсвинец. Помимо токсичности, вещество производило негативное влияние на каталитические нейтрализаторы выхлопных газов.

На протяжении длительного периода времени существовало лишь несколько видов этилированного бензина. К ним относили следующее:

• Аи-80 – был известен в ряде стран как «Нормаль»;
• Аи-92 – назывался «Регуляр»;
• Аи-95 – был известен под названием «Премиум»;
• Аи-98 – также назывался «Супер».

Особые требования к бензину выдвигал автомобильный спорт. Там высокофорсированные моторы стали появляться еще в пятидесятые годы прошлого века. В США достаточно быстро начали пользоваться топливом, которое обладало спиртовой основой. При этом в европейских странах продолжали применять на гонках бензин, постепенно повышая его октановое число. В спорте стали активно использовать такие марки, как 100, 101 и 102. Сегодня в «Формуле-1» применяется топливо, октановое число которого составляет 103.

Сравнительно недавно бензин, который имеет октановое число 98, начал появляться и на обыкновенных заправках. К примеру, бренд «Роснефть» предложил потребителям топливо под названием Pulsar-100.

Для его создания потребовалось поменять компонентный состав бензина Аи-98-К5.

В новом бензине содержится больше ингредиентов, которые предотвращают образование отложений. К тому же он включает многофункциональную моющую присадку, которая помогает добиться чистоты топливной системы во время функционирования мотора прямого впрыска.

Хотя бензин Pulsar-100 был разработан для массового применения в обычных машинах, его свойств хватало и для использования в автомобильном спорте. К примеру, в Российской серии кольцевых гонок это топливо считается единственным. Его применяют во всех гоночных классах. Это касается высокофорсированных атмосферных и турбированных двигателей.

Распространение бензина с высоким октановым связано с востребованностью высокотехнологичных моторов, которые отличаются турбонадувом и прямым впрыском. Последняя конструкция характеризуется высокой степенью чувствительности к качественным характеристикам бензина. Эта система не выдерживает повышенного содержания серы.

Использование бензина Pulsar-100 с добавлением моющих присадок дает возможность предотвратить закоксованность форсунок и уменьшить длительность впрыска. Это удалось подтвердить и при помощи стендовых испытаний бренда BASF. Компания использовала в своих экспериментах мотор BMW с прямым многоточечным впрыском.

Нужно сказать, что производители не собираются на этом останавливаться. Двигатели, использующие бензин, постоянно совершенствуются. Это связано с ужесточением законов, которые регулируют попадание вредных веществ в атмосферу и затраты бензина. По мере улучшения моторов повышаются требования к используемому топливу.

Бензин представляет собой очень популярный вид топлива, без которого не могут функционировать многие современные авто. При этом он имеет интересную историю появления и постоянно совершенствуется.

Engineering and Technology History Wiki

Ранний трехколесный велосипед с бензиновым двигателем, конец 1890-х гг.

Первоначальная версия этой статьи была создана Франческо Джерали, стипендиатом Элизабет и Эмерсон Пью 2019 г., проживающим в Центре истории IEEE .

Рекомендуется цитировать эту статью как:

Ф. Герали (2019). Бензин , Вики по истории техники и технологий. [Онлайн] Доступно: https://ethw.org/Gasoline

Нефть – это продукт, который используется очень редко. Продукция передается на нефтеперерабатывающие заводы для преобразования ее в другие продукты, такие как бензин, который впервые был обнаружен случайно как побочный продукт переработки нефти для получения керосина для освещения.

В 1861 году в Нью-Джерси работал небольшой нефтеперерабатывающий завод, который перегонял всего несколько баррелей масла для ламп. У оператора была задача проверить, когда керосин сконденсировался. Однажды он пустил пламя больше раз, чем следовало, а по возвращении обнаружил, что конденсат, образовавшийся внутри банки, оказался не керосином, а той дурно пахнущей, почти бесцветной жидкостью, которая беспокоила операторов, очень легко воспламеняется, что обычно вырабатывается при переработке керосина.

Этот инцидент, описанный в хрониках ранней нефтяной промышленности, эмпирически показал, как тяжелые нефтепродукты могут быть преобразованы в более легкие фракции за счет более продолжительного нагревания. Эта легколетучая жидкость была известна на нефтеперегонных заводах как нежелательный остаточный побочный продукт переработки лампового масла и называлась эссенцией, поскольку ее сравнивали с природной эссенцией, эссенцией нефти, но потом она получила название бензина. Считавшийся почти бесполезным, со слишком низкой температурой кипения, на некоторых нефтеперерабатывающих заводах он перерабатывался в топливо для котлов при перегонке нефти. Чаще тысячи бочек его выливались и плыли по ручьям и рекам, а земля вокруг нефтеперерабатывающего завода пропитывалась им.

В 1860–1880-х годах никто из зарождающейся индустрии двигателей внутреннего сгорания не интересовался бензином, потому что в качестве топлива для первых прототипов двигателей использовались в основном дистилляты каменноугольной смолы и более легкие фракции керосина для освещения.

В то время как были разработаны новые методы использования керосина для сжигания карбюраторов, бензин начал использоваться в качестве растворителя для общих целей. Первый важный скачок в сторону автомобильного бензина сделал немецкий инженер Карл Фридрих Михаэль Вайян Бенц (1844-1919 гг.).29), выпускник Технологического института Карлсруэ, ^[1] , который в 1879 г. построил первый прототип одноцилиндрового двигателя, работающего на бензине, который, наконец, был запатентован Даймлером в 1886 г. В Соединенных Штатах 6 сентября 1892 г. первый трактор с бензиновым двигателем был изготовлен Джоном Фрелихом из Айовы. Он имел вертикальный одноцилиндровый бензиновый двигатель, установленный на деревянных балках. 11 июня 1895 года Чарльзу Дюри из Спрингфилда, штат Массачусетс, был выдан первый патент США на автомобиль с бензиновым двигателем.

В течение 1900-1914 гг. произошел быстрый переход от лошадиных двигателей к двигателям, работающим на бензине. Нефтяные компании производили бензин как простой дистиллят из нефти, но автомобильная промышленность создала потребность в новых видах топлива. Кроме того, производство не поспевает за темпами спроса. С 1905 года количество владельцев автомобилей с бензиновым двигателем в США начало стремительно расти, и к 1907 году производство, сосредоточенное в Детройте с Olds Motor Works, Cadillac и Ford, обогнало производство во Франции. Набеги Standard Oil в Европу и на Дальний Восток в поисках новых зарубежных баз операций отражали ее желание не только сократить транспортные расходы, но и уменьшить давление на свои внутренние производственные мощности для удовлетворения растущего внутреннего спроса на бензин. В 1903, в Европе возникли трудности с получением достаточного количества бензина из Соединенных Штатов, чтобы удовлетворить спрос на дорожные транспортные средства. Цепочка поставок оказалась под давлением, чтобы удовлетворить растущий спрос, и растущая нефтяная компания Shell в Европе также только что сумела разрушить монополию Standard на небольшом, но растущем рынке бензина в Великобритании. Количество торговых точек в Лондоне, имеющих лицензию на продажу моторного бензина, подскочило с 15 в 1900 г.

до более 150 в 1903 г. После открытия богатого месторождения очень легкой нефти на Борнео в конце 1900.00.2008 Shell открыла наливные танкеры для доставки бензина в Темз-Хейвен, Эссекс, Великобритания. В конце 1901 года Shell также начала поставлять с Суматры бензин производства Royal Dutch, что означало дальнейшее сотрудничество между двумя компаниями. В США к началу 1900-х Standard Oil начала импортировать бензин у Royal Dutch и Shell; отчасти это было связано с удаленностью западного побережья от регионов к востоку от Миссисипи, где производились более легкие сорта нефти, но в большей степени с трудностями, с которыми восточная промышленность начинала сталкиваться в удовлетворении быстро растущего спроса в атлантическом регионе. Приход танкеров с полными партиями бензина с дальневосточных месторождений для выгрузки иностранных нефтепродуктов в Нью-Йорк казался лишней задачей.

Очевидна потребность в улучшении процесса очистки для количества и качества топлива. Двигатели нуждались в бензине, способном предотвратить детонацию двигателя и повысить эффективность двигателя. Требовались многочисленные процессы и агенты, чтобы улучшить качество бензина, сделав его более качественным товаром, особенно для новых автомобильных двигателей с высокой степенью сжатия, которые разрабатывались. К 1910-м годам бензин нельзя было определить просто как чистую фракцию нефти, а скорее как смесь нескольких химических веществ, полученных после прохождения многочисленных процессов. В те годы инженеры-химики Уильям Бертон и Роберт Хамфрис из Standard Oil запатентовали метод переработки нефти, значительно увеличивающий выход бензина. Известный как термический крекинг, два химика обнаружили, что, применяя тепло и давление во время дистилляции, более тяжелые молекулы нефти могут быть расщеплены или расщеплены на более легкие молекулы бензина. Открытие является толчком для новой автомобильной промышленности, чьим топливом теперь был бензин.

В начале 20-го века производители автомобилей искали химическое вещество, которое уменьшило бы эффект детонации двигателя. В 1921 году автомобильные инженеры, работающие в General Motors, обнаружили, что тетраэтилсвинец обеспечивает октановое число бензина и предотвращает детонацию двигателя. В то время как ароматические углеводороды (такие как бензол) и спирты (такие как этанол) были хорошо известными источниками октанового числа в то время, свинец был предпочтительным выбором из-за его более низкой стоимости производства.

Углерод Петролеум Даббс

Carbon Petroleum Dubbs (1881-1962) ^[2] был сыном инженера и директора нефтеперерабатывающего завода в Калифорнии. Работая над патентами своего отца, в основном разрабатывал качества и свойства нефти в Калифорнии, а в 1923 году, после 5 лет инвестиций и исследований, он добился лучшего процесса термического крекинга, чем ведущий Бертон. Даббс, несомненно, был одним из самых плодовитых людей своего времени, внесшим свой вклад в развитие нефтепереработки, запатентовав более 40 патентов. Среди наиболее актуальных: Патент США 1 535 209.Компенсаторы (1925) ^[3] ; Патент США 1,715,062 Уровнемер для жидкостей под высоким давлением и температурой (1929) ^[4] ; патент США 1,857,532 Устройство для обработки углеводородов и т. п. (1932) ^[5] ; Патент США 2080118 «Процесс крекинга нефтяного масла» (1937 г.). ^[6]

С появлением автомобилей бензин стал одним из ведущих промышленных товаров, производимых в Соединенных Штатах. Тоннаж бензина в стране составлял три четверти тоннажа пиломатериалов, девять десятых тонны стали, в один с четвертью раза больше цемента и в два с половиной раза больше кирпича. Было подсчитано, что более 50% энергии, выработанной в стране в прошлом году, было выработано за счет бензина, и что автомобили, работающие на бензине, проехали примерно в сорок раз больше миль, чем железнодорожные поезда и троллейбусы вместе взятые. К 1930-х годов мнение о том, что представляет собой хороший автомобильный бензин, резко изменилось с начала века. Внимание привлекло внимание к тому, что требуется автомобильному двигателю для оптимальной работы, и к ограничениям, налагаемым на материал требованиями к транспортировке, обработке и хранению. Бензин теперь должен был иметь высокие стандарты в:

• Запуск
• Ускорение
• Стук или детонация
• Пробег
• Запах, не имеющий значения
• Некоррозийность (отсутствие у бензина склонности к коррозии тонких деталей впускной системы или к образованию отложений, которые могут вызвать их прилипание)
• Отсутствие чрезмерного разрежения картера. Бензин с высокой температурой кипения и низким содержанием летучих «тяжелых фракций» склонен давать неполное испарение. Низколетучий материал поступает в цилиндр в виде жидкости и растворяется в нефтяной пленке на стенках, где он остается несгоревшим, и в конечном итоге попадает в картерную жидкость, разбавляя нефть и снижая ее вязкость и смазывающую способность.

Установка каталитического крекинга в Индиане, 1950 г.

Принципиальная схема установки каталитического крекинга

Французский инженер Эжен Жюль Удри (1892-1962) ^[7] провел эксперименты по использованию катализаторов для улучшения запуска процесса крекинга в 1925 году. В Соединенных Штатах он работал с Socony Vacuum Oil (1930), а затем с Sun Oil (1932). Используя катализаторы на основе диоксида кремния и оксида алюминия, он продемонстрировал, что не только можно производить больше бензина из нефти без использования высокого давления, но и что он имеет более высокое октановое число и сгорает более эффективно.

Применение этого метода в промышленном производстве началось в 1936-1937 гг. Это был полунепрерывный процесс с неподвижным слоем катализатора, благодаря которому бензин обладал антидетонационной способностью и исключительной стабильностью. Наличие катализатора модифицирует ход реакций крекинга, способствуя образованию насыщенных и стабильных углеводородов того типа, который наиболее подходит для моторных топлив.

В 1938 году была создана Catalytic Research Associates для координации исследований и разработок подразделений Standard Oil of Indiana, Standard Oil of Jersey, Shell и Texaco. В итоге в 1942 процесс с непрерывным циклом был реализован на реакторе с псевдоожиженным слоем. ^[8] Непрерывный технологический режим на установке обеспечивался использованием разных каталитических камер, как правило, трех, расположенных параллельно. Пока в одной из камер идет процесс крекинга паров масла, в двух других идет стадия регенерации катализатора. Этот метод позволяет сохранять катализатор в высокой степени активности и в течение более длительного времени.

В то же время был запатентован другой процесс, известный как акволизация, который заключался в крекинге в присутствии большого количества пара. Он производил бензин хорошего качества, но ценой огромного и дорогого количества пара. Еще одним шагом вперед к обогащению бензина большим количеством октановых чисел стал термический риформинг, в котором использовалось либо тепло, либо катализатор для изменения молекулярной структуры бензина и придания ему большего антидетонационного эффекта. Это также работало для тяжелого топлива, такого как дизельное топливо. В 19В 47-м году американский инженер-химик немецкого происхождения Владимир Гензель (1914-2002) ^[9] изобретает платформинг — процесс производства более чистого высокооктанового топлива с использованием платинового катализатора для ускорения определенных химических реакций. Платформинг устраняет необходимость добавления свинца в бензин. В последующие годы другие методы, используемые для улучшения качества бензина и увеличения его поставок, включали:

• Полимеризация: превращение газообразных олефинов, таких как пропилен и бутилен, в более крупные молекулы бензинового ряда
• Алкилирование: процесс объединения олефина и парафина, такого как изобутан
• Изомеризация: преобразование углеводородов с прямой цепью в углеводороды с разветвленной цепью

После 1952 г. на примере платформинга было разработано несколько процессов каталитического риформинга для удовлетворения спроса на высокооктановый бензин и ограничений, связанных с экологическими проблемами, по применению свинецсодержащих добавок. Каталитический риформинг повышает качество бензина за счет производства ароматических топлив с высоким октановым числом. В процессе каталитического риформинга не происходит изменения интервала температур кипения шихты (масла); процессы стеллажей не проводятся, но активируется молекулярная перегруппировка с помощью катализаторов на основе благородных металлов, таких как платина и палладий. Остаточные углеводородные соединения, содержащие большое количество металлов, серы и азота, могут дезактивировать катализатор, поэтому их необходимо удалять из загрузки на установку. Обычно эта операция завершается процессом гидроочистки на установке гидроочистки. ^[10]

С конца 1900-х годов все крупные нефтяные компании всегда вели ожесточенную борьбу за разработку и производство автомобильного топлива. Часто компании изучали параллельные процессы, которые были «смоделированы» по патентам, зарегистрированным компаниями, которые раньше всех нашли лучшее решение, позволяющее избежать выплаты роялти. У каждой крупной нефтяной компании был свой метод, по их мнению, самый инновационный, но который на практике давал тот же результат, за исключением незначительных вариаций. Бизнес по производству лучшего бензина был большой научно-исследовательской работой, которая включала важное сотрудничество и партнерство между нефтяной и автомобильной промышленностью.

• Этанол
• Реактивное топливо
• Синтетическое топливо
• Термический крекинг

Аноним. «Реквизиция грузовиков для военных целей», Безлошадный век , 14 марта 1906 г .; «Британские военные бензиновые моторные тягачи», «Век без лошадей», 23 мая 1906 г.

Баркер Тео и Дориан Герхольд, Взлет и подъем автомобильного транспорта, 1700-1990 (Лондон: Macmillan, 1993.

Эккерманн, Эрик и Питер Л. Альбрехт. Всемирная история автомобиля . Уоррендейл, Пенсильвания: SAE International, 2001.

Lieckfeld, G. Oil Motors: их разработка, строительство и управление . Лондон: Чарльз Гриффин и Ко, 1908.

Хилл, Беннетт. «Как и почему производительность бензина». Труды Американского общества по испытанию материалов , Часть II. (1928): 653-669

Хаттон, Фредерик Ремсен. Газовый двигатель: трактат о двигателе внутреннего сгорания . 2-е изд. Нью-Йорк: Джон Уайли и сыновья, 1906.

Йонкер, Юст и Ян Люйтен ван Занден. История Royal Dutch Shell. Том. 1 . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета, 2007.

Каличевский Владимир Анатоль. Удивительная нефтяная промышленность . Издательство Рейнгольд, 1943 год.

Шоберт, Гарольд Х. Энергия и общество введение . Бока-Ратон: CRC Press, 2014.

E. T. C. Vogt B. M. Weckhuysen. «Жидкостный каталитический крекинг: последние разработки в области великой старушки цеолитного катализа». Обзоры химического общества 44, (2015): 7342-7370.

Уильямсон, Гарольд Фрэнсис. Американская нефтяная промышленность II: Эпоха энергии: 1899-1959 гг. Эванстон: издательство Северо-Западного университета, 1963.

1. ↑ https://www.kit.edu/kit/english/1083.php
2. ↑ https://cdsun.library.cornell.edu/?a=d&d=CDS19310108.2.65&
3. ↑ http://www.freepatentsonline.com/1535209.html
4. ↑ http://www.freepatentsonline.com/1715062.html
5. ↑ http://www.freepatentsonline.com/1857532.html
6. ↑ http://www.freepatentsonline.com/2080118.html
7. ↑ https://www.acs.org/content/acs/en/education/whatischemistry/landmarks/houdry.html
8. ↑ https://www.acs.org/content/acs/en/education/whatischemistry/landmarks/fluidbedreactor.html
9. ↑ https://www.nae.edu/55060/Владимир-Хензель
10. ↑ https://www.mckinseyenergyinsights.com/resources/refinery-reference-desk/hydrotreater/

Изобретение бензина

Автомобильная промышленность

Узнайте об истории бензина, в том числе о том, кто его изобрел и как он стал таким вездесущим видом топлива.

Стефан Кристенсен, Тобиас Холм

23 февраля 2022 г. • 4 мин чтения

Бензин в наши дни является довольно распространенным топливом, но так было не всегда. На заре механического транспорта энергия пара была наиболее распространенным типом энергии, используемой в транспортных средствах, причем большинство паровых двигателей использовали уголь в качестве источника энергии. Только в последние 120 лет бензин получил такое широкое распространение.

Сегодня мы поговорим об истории бензина, в том числе о том, кто его изобрел, какой был первый автомобиль, в котором он использовался, и как именно бензин стал таким популярным видом топлива.

Кто изобрел бензин?

Трудно определить, кто именно изобрел бензин, поскольку никто никогда не собирался производить бензин с самого начала. Бензин перерабатывается из сырой нефти, как вы, наверное, знаете, но первоначально сырая нефть перерабатывалась в основном для производства топлива, такого как керосин. Бензин на самом деле является побочным продуктом производства керосина из сырой нефти.

Когда керосин был впервые изобретен и запатентован в 1854 году, до создания двигателя внутреннего сгорания оставалось еще несколько лет; керосин использовался в основном как топливо для фонарей. Даже когда в 1860 году был изобретен первый двигатель внутреннего сгорания, он использовал угольный газ вместо бензина для производства энергии.

Одним из людей, принимавших участие в изобретении бензина, был Авраам Геснер, канадский геолог и химик, изобретатель керосина. Однако в его методе в качестве основы для очистки керосина использовался твердый уголь, и в результате этот метод фактически не производил бензин.

Сэмюэл Мартин Кир был еще одним человеком, чей вклад в нефтяную промышленность помог создать бензин. Кир основал первый нефтеперерабатывающий завод и был первым человеком, который действительно перерабатывал сырую нефть в керосин. В то время массового производства сырой нефти еще не существовало, поэтому он мог производить керосин только в относительно небольших масштабах.

Только когда люди начали перерабатывать сырую нефть в больших масштабах, бензин начал производиться в значительных количествах. Это началось с бурения в 1859 году скважины Дрейка в Пенсильвании Эдвином Дрейком. Скважина Дрейка примечательна тем, что она была одной из первых скважин, которые были пробурены исключительно для добычи нефти, и она многое сделала для продвижения использования нефтепродуктов в качестве топлива.

Поскольку изначально люди перерабатывали сырую нефть исключительно для производства керосина, бензин, полученный в процессе очистки, считался бесполезным. В результате ранний бензин обычно превращался в другие виды топлива или просто выбрасывался.

Способ очистки бензина значительно изменился за последние годы. В настоящее время процесс очистки бензина от сырой нефти называется каталитическим крекингом; этот метод очистки был изобретен французским инженером Эженом Удри в 1937 году.

Как бензин стал основным топливом для автомобилей?

Бензин стал стандартным топливом для автомобилей и других транспортных средств по нескольким причинам. Первоначально многие из первых бензиновых двигателей были массивными стационарными агрегатами, которые в основном использовались для выработки электроэнергии. Двигателям внутреннего сгорания потребовалось некоторое время, чтобы стать достаточно маленькими, чтобы их можно было использовать в автомобилях.

Сначала большой переход на нефтяное топливо произошел с кораблями, а не с автомобилями. Большинство кораблей того времени работали на угле вместо бензина, но погрузка угля на корабли была грязной, медленной и делала корабли чрезвычайно уязвимыми для нападения в порту. Поэтому для военно-морских сил мира было очень выгодно переоборудовать свои корабли для работы на мазуте.

Когда автомобиль только начал проникать в общество, существовало несколько различных типов власти, которые конкурировали друг с другом. Паровая энергия уже существовала некоторое время, и в начале 20 века было несколько производителей, таких как Doble и Stanley, которые производили автомобили с паровым двигателем.

Электромобили в то время также были довольно распространены; на самом деле, на рубеже веков на дорогах было почти в два раза больше электромобилей, чем бензиновых. Так почему же бензин победил, а электрическая и паровая энергия отошли на второй план?

На это есть несколько причин. Во-первых, по сравнению с паровыми двигателями бензиновые двигатели были гораздо проще в использовании и в целом более удобны. Если это было особенно холодное утро, вам, возможно, придется потратить 45 минут или больше, чтобы запустить паровой двигатель, тогда как бензиновые двигатели всегда можно было запустить всего за несколько минут.

Вторая причина заключалась в том, что по сравнению с электромобилями бензиновые автомобили имели гораздо больший запас хода. Это остается верным даже сегодня и является одной из основных причин того, что электромобилям еще предстоит обогнать бензиновые автомобили в качестве доминирующего типа автомобилей на рынке.

Какой был первый автомобиль, работавший на бензине?

Многие считают, что Benz Patent Motorwagen был первым автомобилем с бензиновым двигателем, но это не совсем так. Хотя фактом является то, что Motorwagen был первым серийным автомобилем с бензиновым двигателем, до него был как минимум еще один автомобиль с бензиновым двигателем.

Первый автомобиль с бензиновым двигателем был построен австрийским изобретателем Зигфридом Маркусом в 1875 году, за целое десятилетие до того, как Карл Бенц построил первый Motorwagen. В то время Маркус был широко признан настоящим изобретателем автомобиля, но, к сожалению, ему не приписывают это достижение по нескольким причинам.

Во-первых, он так и не удосужился запатентовать свой дизайн, поэтому другие производители могли свободно создавать аналогичные автомобили, если хотели. Другой причиной, как оказалось, были нацисты.

Маркус умер в 1898 году, но оставался известен как изобретатель автомобиля до тех пор, пока нацисты не присоединили Австрию к Германии в 1938 году. Нацисты хотели преуменьшить достижения евреев на протяжении всей истории, и так уж вышло, что Маркус имел еврейское происхождение.

В результате нацистская пропагандистская машина удалила все записи о Маркусе из исторических энциклопедий и вместо этого выдвинула утверждение, что истинными изобретателями автомобиля были Карл Бенц и Готлиб Даймлер. Нацисты уничтожили так много свидетельств работы Маркуса, что историки даже не уверены, в каком году его машина впервые вышла в свет.

Краткая история бензина: Часть первая

Это второй рассказ из серии рассказов об истории бензина. До сих пор техническое освещение Jalopnik было сосредоточено в первую очередь на появлении или возрождении электромобилей. Один из основных аргументов, выдвинутых против электромобилей и инфраструктуры для зарядки электромобилей, заключался в том, что их внедрение в мейнстрим потребует значительных инвестиций со стороны частных и государственных субъектов, и что это в целом неприемлемо с политической точки зрения в Соединенных Штатах. В этой серии из десяти частей ( вот прелюдия к прошлой неделе ), отмеченный наградами журналист Джейми Китман расскажет о том, как американские корпорации и государственные структуры уже более века сотрудничают в гораздо более дорогостоящем, сложном и смертоносном энергетическом проекте: бензине.

ЧАСТЬ ПЕРВАЯ

Реклама

Как бензин попал в нашу жизнь?

И каким образом бывшая Standard Oil Company и ее потомки, включая сегодняшнюю ExxonMobil, стали — за полтора века, поколение за поколением — не только крупнейшим именем в бензине и не просто гигантом среди транснациональных корпораций, но также многолетний король мировой деградации окружающей среды?

Мы начнем с самого начала, потому что начинать всегда хорошо с начала. Это и все, что мы здесь рассмотрим, включая добавление к бензину дополнительных токсинов, таких как свинец, бензол, 1,3-бутадиен, бензол, толуол, этилбензол, ксилолы, изопарафины, метил-трет-бутиловый эфир, ММТ и другие вкусные вещества. канцерогены — оказались полностью совместимыми с химико-технологическим производством и неразборчивым созданием беспорядка, которые характеризовали нефтяную промышленность с момента ее зарождения во времена Гражданской войны. Та же история с ее самым могущественным игроком, Standard Oil.

Так же верно и то, что возвышение одной компании над всеми остальными звучит правдоподобно, ибо современные корпорации всегда тяготели к монополии и картелям, а вместе с тем и к тенденции пренебрегать общим благом как вопросом стандартной операционной процедуры, а не игра слов. По мере того, как человек знакомится с историей нефтяной промышленности и ее практикой, а также расширяет свои знания о жизни и временах Standard Oil, вопрос «Как они могли?» отходит на второй план. и еще «Как не могли?» В каждом случае — будь то добавление дополнительных ядов в бензин, сам яд или сокрытие того, что они знали о загрязнении воздуха, глобальном потеплении, опасностях для здоровья и особой роли их продуктов в их создании — уникальная антиобщественная личность корпорации, история готовности навязывание серьезного риска публике и физическому миру, наряду с отчетливым, превыше всего выгодным состоянием ума, играют главные роли.

Реклама

---

Нефть — одно из трех ископаемых видов топлива (два других — уголь и природный газ), образовавшихся в каменноугольный период палеозойской эры, который длился от 360 до 286 миллионов лет назад. Когда умирали деревья и растения, их останки разлагались. Нетронутая в течение бесчисленных тысячелетий древняя флора превратилась в торф. Затем, в течение последующих миллионов лет и под сильным давлением отложений и горных пород, которые будут собираться поверх торфа на суше и под дном океана, вся оставшаяся вода будет вытеснена, создавая богатые углеродом вещества, которые лежали на дне океана. молча ожидая того времени в далеком будущем, когда они будут извлечены, чтобы зажигать наши лампы, обогревать наши дома и, со временем, питать наши автомобили, водные мотоциклы и воздуходувки.

Нефтяная промышленность, одно из самых колоссальных предприятий, когда-либо известных миру, начала набирать обороты в середине 19 ^го века. Оттуда она станет одной из самых важных экономических и экологических сил в истории человечества. Но его появление фактически ознаменовало второй в мире переход на нефть. Мало кто сегодня понимает, что жители Месопотамии с энтузиазмом потребляли этот продукт 5000 лет назад, еще в колыбели цивилизации.

Где-то до 3000 г. до н.э. шумеры, ассирийцы и вавилоняне использовали просачивавшуюся из-под земли нефть в родственной форме – асфальтовом битуме. (Вспомните смоляные ямы ЛаБреа.) Мертвое море недалеко от современного Израиля когда-то было известно как Асфальтитовое озеро из-за залежей асфальтовой нефти, которые вымывались на его берега, где их собирали для коммерческого использования. Асфальт, основной элемент месопотамской экономики, использовался для строительства дорог, гидроизоляции кораблей и в качестве мастики в строительстве. Он также был компонентом красок, лекарств и того, что мы сейчас называем косметическими средствами.

Учитывая то, как с тех пор дела обстояли с нефтью, некоторые могут сказать, что мы должны быть благодарны персам за завоевание Нововавилонского царства, c. 600 г. до н.э. В последующие столетия большая часть знаний о нефти испарилась из западного мира.

Реклама

Трудно сказать, что было бы, если бы этого не было. Это эффективное информационное затемнение гарантировало по крайней мере добрых два тысячелетия до того, как Запад развязал свои последние полтора века интенсивного сжигания нефти и ядовитого загрязнения, связанного с нефтью. Это наряду с более чем двумя десятками веков сопутствующей разработки продуктов и часто пугающими химическими достижениями, к которым мы позже относились. Тем временем мы сжигали уголь, что было собственным экологическим кошмаром.

История говорит нам, что Древняя Греция в основном избегала темы нефти, в то время как римляне относились к ней как к предмету легкого любопытства. Китайцы иногда использовали его для обогрева, а арабское население Александрии и других мест сохраняло немалый интерес, разрабатывая ранние технологии перегонки нефти. Их внимание было сосредоточено не столько на нефти как на строительном материале, сколько на ее использовании в качестве источника света и горючего топлива.

Некоторое знание об этих употреблениях распространится по Европе в описаниях арабских и монгольских воинов и в описаниях Марка Грека — «Марка Грека», для вас — вероятно, писателя под псевдонимом, чей том Liber Ignium покорил Европу, когда в середине 13 ^го века на улицы вышел его латинский перевод, содержащий несколько десятков зажигательных рецептов. Со своей стороны, жителям Запада было предложено переосмыслить жизнь отсеянных нефтяников во время крестовых походов, подвергшихся воздействию зажигательных бомб, гранат и огнеметов невообразимой жестокости в обмене с мусульманскими армиями. Они, так сказать, готовили на газу.

Хотя нефть не будет использоваться на Западе в качестве источника света в течение сотен лет, соответствующие методы дистилляции начали входить в европейский набор навыков в Средние века. Оба «Американская нефтяная промышленность» Уильяма Даума в 1959 и «Пятнадцать веков битума» Р.Дж. Forbes в 1937 году указывает на изобретение Таддеусом Альдеротти около 1300 года табличного конденсатора, используемого при дистилляции вина. Уловка, обнаруженная флорентийским хакером, заключалась в хранении пара снаружи, а не внутри перегонного куба, знание, которое придет позже. удобно в другом контексте более чем пятьсот лет спустя.

Реклама

Поскольку значительный спрос на нефть не материализовался до 19 ^-го век. Сначала это произошло из фармацевтической промышленности, тогдашнего меньшего и, возможно, более теневого бизнеса, чем сегодня. Как правило, те, кто продавал побочные продукты фармацевтической нефти, такие как мази, анестетики и тонизирующие средства сомнительной эффективности, часто были теми же самыми внештатными людьми, которые добывали нефть из-под земли, а затем громко заявляли о ее полезных свойствах.

Коренные американцы также использовали нефть, просачивавшуюся на поверхность озер и почву, для водонепроницаемости каноэ и в медицинских целях; Сообщается, что сочувствующие коренные народы призвали войска Джорджа Вашингтона лечить свои обморожения маслом. Нефтепродукты какое-то время прописывались сельскими врачами и промоутерами, от честных целителей до откровенных торгашей, в качестве помощи при страданиях, вызванных ревматизмом, хроническим кашлем и ожогами.

В то время нефть часто обнаруживалась случайно теми, кто добывал соль. По мере развития методов бурения и бурения для извлечения большего количества соляного раствора с все больших глубин бурильщики часто натыкались на нефть. Иногда его называли «каменной нефтью», как отмечает Даум в «Американской нефтяной промышленности», происходящим от латинских слов « петра» для камня и « олеум» для нефти.

В середине 19 ^-го -го века все большее число людей, ориентированных на возможности, начали чувствовать уверенность в том, что должно быть применение этому забавному скользкому материалу, который можно извлечь из земли за небольшую плату или бесплатно.

Реклама

В 1833 году врач сообщил в Американском научном журнале , что из-за «большого и обширного спроса на нефть маленький пузырек с ней будет продаваться за 40 или 50 центов. В это время среди жителей страны широко распространены ушибы от седла и та жалоба, которая называется «царапины» у лошадей. Кажется, он особенно приспособлен к мясу лошадей и излечивает многие из их недугов с удивительной уверенностью и быстротой».

В 1840-х и 1850-х годах Сэмюэл Кир, оператор лодочного канала, который курсировал по искусственным водным путям между Питтсбургом и Филадельфией, много сделал для коммерциализации такого рода приложений, а также продвигал использование методов бурения соли для добычи нефти с холмов западного побережья. Пенсильвания.

Но, как отмечалось в отчете 1833 г., у нефти были и другие применения. «В районах, где его много, его сжигают в лампах вместо спермацетового [китового] ​​жира, давая яркий свет, но наполняя комнату своим специфическим запахом. При фильтрации его через древесный уголь большая часть этого эмпирематического запаха уничтожается, а качество и внешний вид масла значительно улучшаются. Он также хорошо подходит для предотвращения трения в машинах, так как не содержит глютена, столь характерного для животных и растительных масел, и сохраняет части, на которые наносится, в течение длительного времени в свободном движении».

КАМФЕН, УГОЛЬНЫЙ ГАЗ И КЕРОСИН

Реклама

Возвышение современной нефтяной промышленности началось довольно скромно в 1850-х годах, когда ценность нефти как смазки для машин и возможного источника света стала более широко цениться. На протяжении веков китовый жир был предпочтительным топливом для ламп, а позже для освещения стали использовать свиной жир, жир и растительные масла, хотя, как и китовый жир, каждый из них имел заметные недостатки, связанные с их стоимостью, безопасностью, доступностью или простотой. восстановления и использования или их сочетания. Китовый жир, который, например, принес состояние многим жителям Новой Англии, стал невероятно дорогим по мере того, как спрос рос, а популяция китов сокращалась из-за чрезмерной охоты.

Но именно угольный газ, образующийся при нагревании угля для производства кокса, а позже и каменноугольная нефть, полученная из битуминозных сланцев, парафинообразного углеводородного соединения угля и нефти (также известного как асфальт или минеральный воск), обеспечили ключевые связи с нашим современным нефтяным миром.

Первая продажа угольного газа Балтиморской компанией газового освещения в 1816 году ознаменовала собой, как пишет Даум в своем уважаемом труде, «первое важное использование минерала в качестве источника освещения». Но в то время как европейские угольные газовые предприятия процветали, в Соединенных Штатах они просуществовали недолго. Однако американские пионеры угольного газа и угольной нефти остаются важными, потому что они заложили основу для методов дистилляции и очистки, а также методов распределения, которые будут иметь решающее значение для роста нефтяной промышленности.

В течение десятилетий, непосредственно предшествовавших новой большой популярности нефти, осветительная жидкость, изготовленная из смеси скипидара и спирта, известная как камфен, была бы доминирующим топливом для освещения в США. как источник энергии. Но, как и позже, в случае со спиртовым топливом, вмешалась государственная политика. Камфен утратил свое преобладание практически в одночасье, когда огромный налог, введенный во время Гражданской войны на все спирты — промышленные и рекреационные — заставил рынок перейти на новое топливо, сделанное из каменноугольного масла. Он назывался керосином и имел другие преимущества, помимо стоимости.

Advertisement

За это эпохальное топливо спасибо Аврааму Геснеру, первому приверженцу каменноугольного топлива и, вероятно, одной из первых душ, чей дух был сломлен новым источником энергии. Получив хирургическое образование в Лондоне, Геснер репатриировался на свою канадскую родину, чтобы практиковать медицину в 1820-х годах, но ему приписали несколько замечательных достижений в не связанных между собой областях геологии, минералогии и нефтепереработки, в том числе автор книги 1836 г. и минералогия Новой Шотландии», что принесло ему краткое назначение в качестве провинциального геолога в Нью-Брансуике. Но окончательным выражением его гениальности — и непосредственной причиной его эмоциональной гибели — был рафинированный продукт, который он называл керосином…0245 керос » для парафина, « ен » потому, что он был летучим, как камфен, на самом деле часто даже слишком летучим; возгорание ламп было тревожно частым явлением в 19 ^-м -м веке. (Кстати, англичане называют керосин «парафином».)

Как записано в статье Кендалла Битона 1955 года в The Business History Review, Dr. циркулярное письмо с энтузиазмом: «До сих пор публике не предлагалось ни одного материала, способного производить такой свет, как керосиновое масло. Он дает лучший и более яркий свет, чем любое другое известное вещество, менее чем за половину стоимости свечи или камфена… горит чрезвычайно чисто, не дает запаха, не застывает в любом климате и совершенно безопасен в любых руках… Вследствие экономичности и безопасности его использования, а также яркости излучаемого им света [имя] вскоре должно будет использоваться в каждом доме в стране».

Произведенный из битуминозного сланца и, как мы теперь знаем, способный быть переработанным из любого ископаемого топлива, будущее керосина было блестящим (он остается, например, основой топлива для реактивных двигателей до сих пор), даже если он не был Он такой же чистый и безвредный, как и обещали его ускорители. Однако будущее Геснера было менее радужным.

Несмотря на несколько попыток, в том числе одну, в ходе которой он переехал в Нью-Йорк, чтобы стать основателем новой индустрии осветительных приборов на основе ископаемого топлива, в оставшуюся часть своей относительно короткой жизни ему не удалось извлечь выгоду из своего открытия, и он умер. бедный, сломленный и, хотя внешне философски настроенный, чувствует себя полностью сорванным. Он выделил продукт и общие требования по его обработке, а также многие из необходимых для этого методов, а также подробно изложил мудрость и методы использования многих возможных побочных продуктов топливного запаса. Но его наградой была сноска в некоторых книгах по истории, а также утешительное знание, по его собственному выражению, что он спас китов, обеспечив «долгий и продолжительный отдых… для… морских чудовищ». ”

Реклама

Так же, как и нефть, сырая каменноугольная нефть требует дистилляции для отделения ее ценных компонентов. Требуется дистилляция и химическая обработка для удаления примесей, таких как углерод и аммиак, которые вызывают неприятный запах, несовершенный цвет и неравномерность горения. Как и почти во всех событиях в истории нефтяного бизнеса, недостатки нового продукта открывались его создателям по старинке, на местах, потребителями, чьи открытия часто сопровождались дискомфортом, болезнями и, в худшем случае, дела, смерть.

Прибыль там, где Геснеру не удалось этого добиться, получили первые пионеры отрасли, Джеймс Янг из Шотландии и организация Сэмюэля Даунера из Нью-Йорка. Последний в 1857 году, благодаря усилиям молодого продавца и инженера-смазчика по имени Джошуа Меррилл, изобрел процесс деструктивной дистилляции или «крекинга». Крекинг происходит, когда масло перегревается до температуры выше 600 градусов по Фаренгейту, процесс, который изменяет молекулярную структуру тяжелых масел, разбивая или «раскалывая» более мелкие молекулы из более крупных. Поскольку топливо с разной молекулярной структурой имеет разные характеристики, крекинг осуществляется с прицелом на достижение оптимальной молекулярной структуры и температуры кипения, чтобы сделать определенные виды топлива идеально подходящими для конкретного использования, например, в те времена для освещения.

В силу своего «потрясающего» открытия организация Даунера поглотила New York Kerosene Co., одного из первых участников отрасли и, по иронии судьбы, компанию, основанную Геснером в 1853 году как Asphalt Mining & Kerosene Gas. Company (позже North American Gas Light Company) на берегу реки Ньютаун-Крик, которая протекает между районом Квинс в Нью-Йорке и Бруклином.

(Историческое примечание: этот же завод перешел под контроль Standard Oil в 1876 году. Иллюстрируя долговечность фундаментальных технологий, выделенных Геснером, а также вялое отношение отрасли к дорогостоящим технологическим модернизациям, они будут эксплуатировать его в течение длительного времени. в следующем столетии, с частями своего первоначального оборудования, все еще нетронутыми. Объявленный федеральным правительством местом Суперфонда в 2010 году, Ручей — устье Ист-Ривер между Бруклином и Квинсом — как известно, поглотил огромное количество нефти, в том числе от гигантского разлива обнаружен в 1978, который, по оценкам, собрал от 17 до 30 миллионов галлонов в многомиллионный шлейф, занимающий истощенные грунтовые воды водоносные горизонты под международными хипстерскими столицами Бруклина Гринпойнт и Вильямсбург. Сравните это с более печально известной, но меньшей катастрофой танкера Exxon Valdez, в результате которой разлилось 11 миллионов галлонов.)

Реклама

Излишне говорить, что из-за невезения в жизни Геснер потерял контроль над нефтеперерабатывающим заводом, который он помог построить. Но к 1859 году технология его открытия — переработка — получила широкое распространение, и было создано около 33 предприятий по переработке каменноугольной нефти. Как Scientific American заметит в том же году: «Производство каменноугольного масла в нашей стране стало довольно обширным, и в настоящее время этот вопрос имеет большое значение».

Люди, занимающиеся угольным газом и угольной нефтью, возможно, не полностью осознавали это, но какими бы многообещающими ни выглядели их перспективы, условия для извлечения нефти из земли были такими же правильными, как и сейчас, в большем масштабе, чем когда-либо, и чтобы у кого-то было представление о том, что с этим делать — в первую очередь благодаря процессам, разработанным Геснером и другими ведущими переработчиками угля.