I 1859 Edwin Drake Og E. B. Bowditch Av Seneca Oil Company boret Den Første Kommersielle oljebrønnen i usa i titusville, pennsylvania. Brønnen produserte ca 400 liter råolje, mindre enn ti fat om dagen. Snart ga lignende brønner over hele vestlige Pennsylvania råolje for petroleumsproduksjon som var nødvendig for å brenne nasjonens gatelys og huslamper. Den lettere kokende komponenten, bensin, ble kassert, siden den ikke hadde noe marked. Det er historiske rapporter om at» avfall » bensin, som hadde blitt dumpet i elver, noen ganger ble brann. I 1892 ble de første bensindrevne motorene, for både bil og traktor, utviklet: dette ga snart et marked for den en gang ubrukelige substansen, bensin.
i Dag er bensin det viktigste produktet av et typisk oljeraffineri: Hele raffineriprosessen er designet for å maksimere produksjonen. Bensin er en kompleks blanding av molekyler med et kokeområde på 40-200°C (104-392°F). For å produsere ulike kvaliteter er det en blanding av mange raffinerikomponenter, som hver fremmer spesifikke drivstoffkvaliteter som ønsket oktantall, volatilitet og minimering av motoravsetninger.
Oktankvalitet
den viktigste kvalitetsparameteren for bensin er oktankvaliteten. Oktantal er et mål på drivstoffets antiknockegenskaper. Knocking i en bensinmotor er en metallisk clattering støy( pinging), noe som indikerer overdreven intensitet i preflame reaksjoner. Alvorlig banking kan skade motoren.
preflame-reaksjoner oppstår i motorsylinderne når deler av drivstoffet selv starter forbrenning før den fremrykkende flammen fra tennpluggen. Denne ekstra forbrenningen forårsaker en overdreven mengde energiutslipp,som banker. Tendensen til et drivstoff til å engasjere seg i preflame-reaksjoner er avhengig av strukturen til komponentmolekylene (Se Figur 1);
oktanverdiene for bensin kan økes ved tilsetning av små mengder antiknock-midler. Det første kommersielt vellykkede antiknock-middelet, tetraethyllead (TEL), ble utviklet på 1920-tallet. TEL ble brukt TIL å fremme utviklingen av høyere effektivitet, høyere kompresjonsmotorer. TEL er imidlertid svært giftig og gift katalysatorer. Siden 1974 har ALLE NYE amerikanske bilmotorer brukt katalysatorer for å redusere eksosutslipp. Metyl t-butyl eter (MTBE) Har vært antiknock agent av valget for blyfri bensin. MTBE gir høyoktankvalitet sammen med lav volatilitet og er lettoppløselig i bensin. Lekkasje av bensin fra underjordiske lagertanker har imidlertid resultert i påvisning AV MTBE i drikkevannet i flere byområder. Dette førte til at Staten California bestilte fjerning AV MTBE fra California bensin innen 2003.
Alkoholer har også funnet bruk som oktanforsterkere. Ved høyere konsentrasjon kan alkoholer brukes som bensinforlengere, og dermed redusere vår avhengighet av importert råolje. En betydelig andel AV ALLE AMERIKANSKE markedsført bensin antas å inneholde etanol.
Bensin Tilsetningsstoffer
Spormengder av olefiner og diolefiner funnet i bensin er utsatt for reaksjon med oksygen oppløst i bensin. Denne prosessen er referert til som autoxidation og innebærer en radikal kjedereaksjon som kan innlemme oksygen
inn i olefin og kan også fremme en økning i molekylær størrelse via polymerisasjonsreaksjoner. Sluttresultatet av denne komplekse prosessen er dannelsen av innskudd og tannkjøtt som kan blokkere drivstofffiltre og forstyrre måling av drivstoff og luft i forgaseren. Dette kan føre til ugunstig motorytelse. Tilsetningsstoffer legges ofte til bensin for å løse oksidativ stabilitet og andre problemer; de inkluderer antioksidanter, metalldeaktiveringsmidler og vaskemidler.
Antioksidanter er tilsetningsstoffer som minimerer autoksidasjonsreaksjoner. De fungerer som hydrogenatomdonorer som stopper kjedeoksydasjonsprosessen av olefinene. De to forskjellige typer antioksidanter som brukes i bensin er fenylendiaminer (PDA) og hindret fenoler (SOM BHT).
Vaskemidler minimerer avleiringer i drivstoffsystemet ved lave konsentrasjoner, og ved høye konsentrasjoner kan avleiringer som allerede er dannet fjernes. Vaskemidler er molekyler som har en svært polar endegruppe og en ikke-polar hydrokarbonhale. Et konvensjonelt vaskemiddel av aminoamidtype er vist i Figur 4.
Formentlig fester de polare gruppene i vaskemiddelet seg til metalloverflater og til polare forekomster på disse overflatene. De ikke-polare haler av disse molekylene «stikker ut» i drivstoffet på en slik måte at en monomolekylær film dannes på metalloverflaten, og forhindrer avsetning og partikkelaggregering. Denne prosessen antas også å løse eventuelle innskudd som allerede er på metalloverflaten. Vaskemiddelmonolaget antas også å forhindre opphopning av is på forgasserflater om vinteren. Dermed kan vaskemidler også fungere som anti-ising tilsetningsstoffer.
Bensinproduksjon
produksjonen av bensin begynner med avsaltning av viskøs råolje. Salter og metaller i råoljen fremmer korrosjon og giftbehandlingskatalysatorer. Dermed blir råoljen oppvarmet (for å redusere viskositeten) og ekstrahert med vann for å fjerne salter og metaller. Ofte resulterer denne prosessen i dannelsen av en olje / vannblanding referert til som en emulsjon (suspensjon). Denne emulsjonen brytes vanligvis ved tilsetning av et kjemisk overflateaktivt middel (demulsifier) som fremmer separasjonen av diskrete olje-og vannlag. Etter separasjon av det vandige lag oppvarmes oljen til omtrent 400 O C (752 o F): Dette omdanner oljen til gassformige produkter og øker fluiditeten til gjenværende væske. I denne formen går den gassformige blandingen inn i fraksjoneringskolonnen, hvor prosessen med atmosfærisk fraksjonert destillasjon separerer råoljen i forskjellige komponenter basert på kokepunkt.
de letteste kokende fraksjonene er molekyler som er gasser under omgivende forhold: metan, etan, propan, butan og olefiner avledet fra disse forbindelsene. Bruksområder for denne destillatstrømmen inkluderer brenning som drivstoff på raffineriet; som petrokjemisk matlagre; eller bearbeiding til flytende petroleumsgass (LPG). Det er tre andre store destillatet bekker som samles inn under atmosfærisk destillasjon: den naptha fraksjon, som har et kokeområde fra 30 til 180°C (86-356°F); parafin-fraksjon, som trekker ut på mellom 180 og 240°C (356-464°F); og gass olje-fraksjon, som trekker ut på mellom 240 og 355°C (464-671°F).
for å møte gjeldende miljøforskrifter for svovelinnholdet i drivstoffprodukter, blir de tre destillatstrømmene utsatt for hydrodesulfuriseringsprosessen. I nærvær av en katalysator oppvarmes destillater i nærvær av hydrogen for å redusere forskjellige organosulfatforbindelser til enkle organiske forbindelser Og H 2 S. hydrogenet som trengs for denne prosessen er et biprodukt av den katalytiske reformprosessen. H 2 s-produktet kan lett fjernes. I denne prosessen raffineriet kan styre oktantallet av bensin blanding lager. Ved oppvarming av nafta-fraksjonen i nærvær av en spesielt utformet platinakatalysator, blir rettkjedede hydrokarboner syklisk, og mettede sykliske hydrokarboner omdannes til aromatiske forbindelser. I tillegg omdanner denne prosessen rettkjedede hydrokarboner til forgrenede hydrokarboner. Katalytisk reforming letter produksjonen av bensinblandingslag med oktanverdier fra 90 til 100+.
Omdistilling av atmosfæriske rester ved en temperatur på mindre enn 400°C (752°F) under vakuum produserer en vakuumgassolje. Vanligvis blir vakuumgassoljen utsatt for væskekatalytisk krakking (FCC) for å produsere lavere kokende væsker som kan blandes for å lage bensin. Dette oppnås ved å bryte store molekyler av vakuumgassoljen i mindre, lavere kokende molekyler. En viktig bensinblandingskomponent som kan produseres på denne måten er alkylat. Det er en blanding av høyt forgrenede hydrokarboner produsert ved syrekatalysert reaksjon av isobuten og lette olefiniske hydrokarboner. Alkylat er en verdifull blandingskomponent på grunn av sin høyoktankvalitet og fravær av aromater eller olefiner, noe som kan føre til miljø-og oksidative stabilitetsproblemer. 1990 Clean Air Act krevde Environmental Protection Agency (EPA) å utstede forskrifter som krevde at bensin skulle «omformuleres», noe som resulterte i betydelige reduksjoner i kjøretøyutslipp av ozondannende og giftige luftforurensende stoffer. Denne renere bensin kalles omformulert bensin (RFG). RFG er nødvendig i de ni store storbyområdene I Usa som har de verste ozonproblemene. I tillegg har flere andre områder med ozonnivåer som overstiger folkehelsestandarden frivillig valgt Å bruke RFG. Bruk AV RFG reduserer mengden flyktige organiske forbindelser (Voc) og nitrogenoksider (NO x) i atmosfæren som reagerer i nærvær av sollys for å produsere ozon, en viktig komponent i smog. Kjøretøy frigjør også giftige utslipp, hvorav en (benzen) er et kjent karsinogen. RFG inneholder 2 vektprosent oksygenadditiver( oksygenater), SOM MTBE eller etanol. Oksygen øker forbrenningseffektiviteten til bensin, reduserer kjøretøyutslipp av karbonmonoksid, en alvorlig folkehelsetrussel. Utseendet TIL MTBE i noen urbane vannforsyninger har resultert i lovgivning som venter I DEN AMERIKANSKE Kongressen for å fase ut bruken AV MTBE I RFG. Etanol vil da mest sannsynlig bli det primære oksygenatet for fremtidig RFG.
Bensin Er det viktigste produktet av oljeraffineriet. Den viktigste kvalitetsparameteren for bensin er dens oktantal. Ytterligere kvalitetsegenskaper for bensin styres ved bruk av tilsetningsstoffer, for eksempel antioksidanter, metalldeaktiveringsmidler og vaskemidler. Ved å blande ulike raffineristrømmer og tilsetningsstoffer kan en bensinformulering oppnås som minimerer miljøforringelse. Et slikt drivstoff kalles omformulert bensin.