1859 년에 에드윈 드레이크와 B.E. 보우디치의 세네카 석유 회사를 드릴 첫번째 상업적인 오일 잘 미국에서 타이,펜실베니아에 있습니다. 우물은 하루에 10 배럴 미만의 약 400 갤런의 원유를 생산했습니다. 곧,비슷한 웰 모든 서쪽 펜실베니아었을 제공하 원유를 위한 석유 생산는 데 필요한 연료는 국가의 가로등과 집니다. 더 가벼운 끓는 성분 인 가솔린은 시장이 없었기 때문에 버려졌습니다. 강에 버려 졌던”폐기물”가솔린이 때때로 불을 붙잡 았다는 역사적인보고가 있습니다. 1892 년에 첫 가솔린 엔진,모두를 위해 자동차와 트랙터 개발되었:이 곧 제공에 대한 시장면 쓸모 없는 물질의 정보를 공유 할 수 있습니다.
오늘날 가솔린은 전형적인 정유 공장의 가장 중요한 제품입니다: 전체 정유 공정은 생산을 극대화하도록 설계되었습니다. 가솔린은 40-200°C(104-392°F)의 비등 범위를 갖는 분자의 복잡한 혼합물이다. 을 생산하는 다양한 성적을 거의 혼합 많은 정유성,각각의를 촉진하는 특정 연료와 같은 자질을 원하는 옥탄가 변동성 최소화 엔진의 예금입니다.
옥탄 품질
가장 중요한 매개 변수는 품질에 대한 가솔린 옥탄 품질입니다. 옥탄가는 연료의 안티 노크 특성을 측정 한 것입니다. 가솔린 엔진에서 노크하는 것은 프리 플레임 반응에서 과도한 강도를 나타내는 금속성 찰칵 소리(핑)입니다. 심한 노크는 엔진을 손상시킬 수 있습니다.
Preflame 반응에서 발생하는 엔진 실린더 할 때 부분의 연료를 연소하기 전에 진행에서 불꽃 점화 플러그. 이 추가 연소는 과도한 에너지 방출 속도를 유발하며,이는 노크입니다. 의 경향 연료에 종사하는 preflame 반응에 따라 달라집의 구조를 구성 요소는 분자(그림 1 참조);
경향에 대한 preflame 반응은 높은 위해 직쇄 탄화수소,중간에 대한 분기된 탄화수소,그리고 낮에 대한 방향족 화합물.
옥탄에 대한 가솔린 테스트 비율을 나타냅으로의 볼륨소옥탄(2,2,4-trimethylpentane)에서 참조하는 연료로 구성된 혼합물의소옥탄 및 헵탄는 것이 필요에 맞게 테스트 연료의 두드리는 경향이 있습니다. Isooctane 은 최소한의 노킹으로 화상을 입으며 100 의 옥탄가 등급이 부여됩니다. 이것은 많은 노크로 타 오르고 옥탄가 등급이 0 인 헵탄과는 대조적입니다. 따라서 92 퍼센트의 이소 옥탄과 8 퍼센트의 헵탄의 혼합물과 같은 양의 노킹으로 연소하는 가솔린은 92 옥탄 가솔린으로 분류됩니다.
가솔린의 옥탄가는 소량의 안티 노크 제를 첨가함으로써 증가 될 수있다. 첫번째 상업적으로 성공적인 내폭성 에이전트,테트라 에틸(TEL),에서 개발되었 1920. TEL 사용되었의 발전을 촉진하기 위해 높은 효율,높은 압축 엔진이 있습니다. 그러나 TEL 은 독성이 강하고 촉매 변환기를 독살합니다. 1974 년부터 모든 새로운 미국 자동차 엔진을 사용하고 있는 촉매 변환기를 줄이기 위해서는 배기가스.
메틸 t 부틸 에테르(MTBE)는 무연 가솔린을 위한 선택의 antiknock 대리인이었습니다. MTBE 는 낮은 휘발성과 함께 고 옥탄 품질을 제공하며 가솔린에 쉽게 용해됩니다. 그러나,누출 가솔린에서 지하 저장 탱크 결과에서 감지 MTBE 에서 마시는 물의 여러 도시 지역입니다. 이로 인해 캘리포니아주는 2003 년까지 캘리포니아 가솔린에서 MTBE 를 제거하라는 명령을 내 렸습니다.
알콜은 또한 옥탄 인핸서로서의 사용을 발견했다. 더 높은 농도에서 알콜은 가솔린 증량제로 사용될 수 있으므로 수입 된 원유에 대한 의존성을 감소시킵니다. 모든 미국의 상당 부분 시판되는 가솔린은 에탄올을 함유하고 있다고 믿어진다.
가솔린 첨가제
가솔린에서 발견되는 미량의 올레핀과 디올레핀은 가솔린에 용해 된 산소와 반응하기 쉽다. 이 프로세스를 자동 산화하고 포함한 급진 연쇄 반응할 수 있는 통합한 산소
올레핀으로 또한 중합 반응을 통해 분자 크기 증가를 촉진 할 수있다. 의 최종 결과는 이러한 복잡한 프로세스의 형성이 예금고 실리콘껌을 차단할 수 있는 연료 필터와 미터링 연료와 공기에서는 기화기. 이로 인해 엔진 성능이 저하될 수 있습니다. 산화 안정성 및 기타 문제를 해결하기 위해 가솔린에 첨가제가 자주 첨가됩니다; 여기에는 산화 방지제,금속 비활성화 제 및 세제가 포함됩니다.
산화 방지제는자가 산화 반응을 최소화하는 첨가제입니다. 그들은 올레핀의 사슬 산화 과정을 멈추게하는 수소 원자 공여체로서 기능한다. 가솔린에 사용되는 산화 방지제의 두 가지 다른 유형은 페닐 렌 디아민(PDA)과 방해 페놀(예:BHT)입니다.
추적 수준의 수용성 금속 화합물,특히 구리,산화 촉매의 저하를 가솔린에 의해 형성 추진 실리콘껌과 예금입니다. 금속 비활성화 기는 금속을 킬레이트 화하고 비활성 상태로 렌더링함으로써이 문제를 극복합니다. 가장 널리 사용되는 금속 비활성화 제는 n,N’-디 살리 실 리덴-1,2-프로판 디아민이며,구리 복합체는 그림 3 에 나와 있습니다.
세제는 저농도에서 연료 시스템 침전물을 최소화하고 고농도에서는 이미 형성된 침전물을 제거 할 수 있습니다. 세제는 극성이 높은 말단 그룹과 비극성 탄화수소 꼬리를 갖는 분자입니다. 종래의 아미노 아미드 형 세제가 도 4 에 도시되어있다.
아마도 세제 내의 극성 그룹은 금속 표면 및 이들 표면의 극성 침전물에 부착된다. 이 nonpolar 의 꼬리를 이러한 분자를”밖으로 스틱으로”연료에는 것과 같은 방법으로 단분 필름이 형성되어 금속 표면에 방지,증착 및 입자를 정의합니다 이 공정은 또한 금속 표면에 이미 존재하는 임의의 침전물을 가용화하는 것으로 여겨진다. 세제 단층은 또한 겨울 동안 기화기 표면에 얼음이 쌓이는 것을 방지하는 것으로 여겨집니다. 따라서,세제는 또한 결빙 방지 첨가제로서 작용할 수있다.
가솔린 생산
생산의 가솔린 시작으로 탈염 점성 원유. 원유의 염 및 금속은 부식 및 독 처리 촉매를 촉진합니다. 따라서,원유는 가열(점도를 감소시키기 위해)되고 물으로 추출되어 염 및 금속을 제거한다. 빈번하게 이 과정은 유화액(현탁액)로 불린 기름/물 혼합물의 대형에 귀착됩니다. 이 에멀젼은 전형적으로 분리 된 오일 및 물층의 분리를 촉진하는 화학 계면 활성제(탈유 화제)의 첨가에 의해 파손된다. 수성층의 분리 후,오일을 약 400o C(752o F)로 가열한다: 이것은 오일을 기체 생성물로 전환시키고 나머지 액체의 유동성을 증가시킵니다. 이 양식에서는,가스 혼합물이 들어가는 분별 열 프로세스의 대기 분별 증류 분리하는 원유로 다른 구성 요소를 기반으로 끓는점이다.
가장 가벼운 비등 분획은 주변 조건에서 가스 인 분자입니다: 메탄,에탄,프로판,부탄 및 이들 화합물로부터 유도 된 올레핀. 에 사용하는 이 증류액 스트림에 포함되는 불타는 연료로서 정유로 석유 화학 먹이를 주거나 처리로 액화 석유 가스(LPG). 거기에 세 가지 다른 중요한 증류액 스트림을 수집 중에 대기 증류법:naptha 분수가 있는 끓는점 범위의 30~180°C(86-356°F),등유 분수,증류하는 사이에서 180 240°C(356-464°F);및 가스 오일 분수,증류하는 사이에서 240 355°C(464-671°F).
를 충족하기 위해서는 현재의 환경 규정에 대한 황 함량에서 연료의 제품,세 증류액 스트림을 받는 프로세스를 수첨탈황공. 에서 촉매의 존재,유출은 격렬한 존재 하에서의 수소를 줄이는 다양한 organosulfur 화합물을 단순한 유기 화합물과서 2S. 수소이를 위해 필요한 프로세스에 대해 제품의 촉매 개혁 과정입니다. H2s 제품은 즉시 제거될 수 있습니다. 이 과정에서 정제기는 가솔린 블렌딩 스톡의 옥탄가를 제어 할 수 있습니다. 가열하여 나프타 부분의 존재에 특히 백금 촉매,스트레이트 체인 탄화수소는 cyclized 고,포화된 주기적인 탄화수소로 변환 방향족 화합물입니다. 또한,이 공정은 직쇄 탄화수소를 분 지형 탄화수소로 전환시킨다. 촉매 개질은 90 에서 100+의 옥탄 등급을 가진 가솔린 혼합 주식의 생산을 촉진합니다.
진공 상태에서 400°C(752°F)미만의 온도에서 대기 잔류 물을 재분배하면 진공 가스 오일이 생성됩니다. 일반적으로,진공 가스 오일을 받는 유동성 촉매 부수기(FCC)을 생산하는 낮은 끓는 액체를 혼합할 수 있을 만들의 정보를 공유 할 수 있습니다. 이것은 진공 가스 오일의 큰 분자를 더 작고 낮은 비등 분자로 분해함으로써 달성됩니다. 이러한 방식으로 생산 될 수있는 중요한 가솔린 혼합 성분은 알킬산이다. 그것은 이소 부텐과 가벼운 올레핀 탄화수소의 산 촉매 반응에 의해 생성 된 고도로 분지 된 탄화수소의 혼합물이다. Alkylate 한 블렌딩 구성요소의 높은-옥탄 품질의 부재는 방향족 또는 올레핀으로 이어질 수 있는 환경 및 산화 안정성 문제입니다.
1990 기 위해 필요한 환경 보호국(EPA)하는 문제 규정을 필요로하는 가솔린은”reformulated,”결과에 상당한 절감에 차량의 배출량 오존 형성 독성 대기 오염물질이 스며들고 있습니다. 이 클리너 가솔린은 rfg(reformulated gasoline)라고합니다. RFG 는 최악의 오존 문제를 가진 미국의 9 개 주요 대도시 지역에서 필요합니다. 또한 오존 수준이 공중 보건 기준을 초과하는 다른 여러 지역은 자발적으로 RFG 를 사용하도록 선택했습니다.
의 사용 RFG 감소량의 휘발성 유기화합물(Voc)및 질소 산화물(NO x)분위기에서는 반응의 존재에 햇빛을 생산하는 오존,의 주요 구성 요소 스모그. 차량은 또한 독성 배출물을 방출하며,그 중 하나(벤젠)는 알려진 발암 물질입니다.
RFG 는 MTBE 또는 에탄올과 같은 2 중량%의 산소 첨가제(oxygenates)를 함유한다. 산소화는 가솔린의 연소 효율을 증가시켜 심각한 공중 보건 위협 인 일산화탄소의 차량 배출을 감소시킵니다. 일부 도시 물 공급에서 MTBE 의 출현은 RFG 에서 MTBE 의 사용을 단계적으로 폐지하기 위해 미국 의회에서 계류중인 법안을 초래했습니다. 에탄올은 미래의 RFG 를위한 기본 산소화 될 가능성이 큽니다. 가솔린은 정유 공장의 가장 중요한 제품입니다. 가솔린의 가장 중요한 품질 매개 변수는 옥탄가입니다. 가솔린에 대한 추가 품질 특성은 산화 방지제,금속 비활성화 제 및 세제와 같은 첨가제의 사용으로 제어됩니다. 다양한 정유 스트림과 첨가제를 혼합함으로써 환경 저하를 최소화하는 가솔린 제형을 얻을 수 있습니다. 이러한 연료를 개질 가솔린이라고합니다.