Xăng không phải là phát minh, nó là sản phẩm phụ tự nhiên của ngành công nghiệp dầu mỏ, dầu hỏa là sản phẩm chính. Xăng được sản xuất bằng cách chưng cất, tách các thành phần dễ bay hơi, có giá trị hơn của dầu thô. Tuy nhiên, những gì được phát minh là nhiều quy trình và tác nhân cần thiết để cải thiện chất lượng xăng, biến nó thành một mặt hàng tốt hơn.
Chiếc ô tô
Khi lịch sử của ô tô đang hướng đến mục tiêu trở thành phương tiện giao thông số một. Nhu cầu về nhiên liệu mới đã nảy sinh. Vào thế kỷ XIX , than, khí đốt, camphene và dầu hỏa làm từ dầu mỏ đã được sử dụng làm nhiên liệu và trong đèn. Tuy nhiên, động cơ ô tô cần nhiên liệu cần dầu mỏ làm nguyên liệu thô. Các nhà máy lọc dầu không thể chuyển đổi dầu thô thành xăng đủ nhanh vì ô tô đang lăn bánh khỏi dây chuyền lắp ráp.
Cracking
Cần phải cải thiện quy trình tinh chế nhiên liệu để ngăn ngừa tiếng gõ động cơ và tăng hiệu suất động cơ. Đặc biệt là đối với động cơ ô tô nén cao mới đang được thiết kế.
Các quy trình được phát minh ra để cải thiện sản lượng xăng từ dầu thô được gọi là cracking. Trong quá trình lọc dầu, cracking là quá trình mà các phân tử hydrocarbon nặng bị phân hủy thành các phân tử nhẹ hơn bằng nhiệt, áp suất và đôi khi là chất xúc tác.
Cracking nhiệt: William Meriam Burton
Cracking là quy trình số một để sản xuất xăng thương mại. Năm 1913, cracking nhiệt được phát minh bởi William Meriam Burton, một quy trình sử dụng nhiệt và áp suất cao.
Cracking xúc tác
Cuối cùng, cracking xúc tác đã thay thế cracking nhiệt trong sản xuất xăng. Cracking xúc tác là ứng dụng của chất xúc tác tạo ra phản ứng hóa học, sản xuất ra nhiều xăng hơn. Quá trình cracking xúc tác được Eugene Houdry phát minh vào năm 1937.
Các quy trình bổ sung
Các phương pháp khác được sử dụng để cải thiện chất lượng xăng và tăng nguồn cung cấp bao gồm:
- Trùng hợp: chuyển đổi các olefin dạng khí, chẳng hạn như propylene và butylene, thành các phân tử lớn hơn trong phạm vi xăng
- Alkyl hóa: một quá trình kết hợp olefin và parafin như isobutan
- Đồng phân hóa: quá trình chuyển đổi hydrocarbon mạch thẳng thành hydrocarbon mạch nhánh
- Cải cách: sử dụng nhiệt hoặc chất xúc tác để sắp xếp lại cấu trúc phân tử
Dòng thời gian cải tiến xăng và nhiên liệu
- Nhiên liệu cho ô tô vào thế kỷ 19 là sản phẩm chưng cất từ nhựa than đá và các thành phần nhẹ hơn từ quá trình chưng cất dầu thô.
- Vào ngày 5 tháng 9 năm 1885, máy bơm xăng đầu tiên được sản xuất bởi Sylvanus Bowser ở Fort Wayne, Indiana và được giao cho Jake Gumper, cũng ở Fort Wayne. Bồn bơm xăng có van bằng đá cẩm thạch và pít-tông bằng gỗ và có dung tích một thùng.
- Vào ngày 6 tháng 9 năm 1892, chiếc máy kéo chạy bằng xăng đầu tiên do John Froelich ở Iowa sản xuất đã được chuyển đến Langford, Nam Dakota, nơi nó được sử dụng để đập lúa trong khoảng 2 tháng. Nó có một động cơ xăng xi-lanh đơn thẳng đứng gắn trên các thanh gỗ và dẫn động một máy đập lúa JI Case. Froelich đã thành lập Công ty Động cơ Máy kéo Xăng Waterloo, sau đó được Công ty Máy cày John Deere mua lại.
- Vào ngày 11 tháng 6 năm 1895, bằng sáng chế đầu tiên của Hoa Kỳ cho ô tô chạy bằng xăng đã được cấp cho Charles Duryea ở Springfield, Massachusetts.
- Đến đầu thế kỷ 20, các công ty dầu mỏ đã sản xuất xăng dưới dạng sản phẩm chưng cất đơn giản từ dầu mỏ.
- Trong những năm 1910, luật pháp cấm lưu trữ xăng tại các khu dân cư.
- Vào ngày 7 tháng 1 năm 1913, William Meriam Burton đã nhận được bằng sáng chế cho quy trình cracking chuyển đổi dầu thành xăng.
- Vào ngày 1 tháng 1 năm 1918, đường ống dẫn xăng đầu tiên của Hoa Kỳ bắt đầu vận chuyển xăng qua đường ống ba inch dài hơn 40 dặm từ Salt Creek đến Casper, Wyoming.
- Charles Kettering đã cải tiến động cơ đốt trong để chạy bằng dầu hỏa. Tuy nhiên, động cơ chạy bằng dầu hỏa bị gõ và làm nứt đầu xi-lanh và piston.
- Thomas Midgley Jr. phát hiện ra rằng nguyên nhân gây ra tiếng gõ là do các giọt dầu hỏa bốc hơi khi đốt cháy. Các chất chống gõ đã được Midgley nghiên cứu, đỉnh cao là việc thêm tetraethyl chì vào nhiên liệu.
- Vào ngày 2 tháng 2 năm 1923, lần đầu tiên trong lịch sử Hoa Kỳ, xăng ethyl được đưa ra thị trường. Sự kiện này diễn ra tại Dayton, Ohio.
- Năm 1923, Almer McDuffie McAfee đã phát triển quy trình cracking xúc tác thương mại đầu tiên trong ngành dầu mỏ, một phương pháp có thể tăng gấp đôi hoặc thậm chí gấp ba lượng xăng thu được từ dầu thô bằng các phương pháp chưng cất tiêu chuẩn vào thời điểm đó.
- Đến giữa những năm 1920, xăng có chỉ số Octan từ 40 đến 60.
- Đến những năm 1930, ngành công nghiệp dầu mỏ đã ngừng sử dụng dầu hỏa.
- Eugene Houdry đã phát minh ra phương pháp cracking xúc tác từ nhiên liệu chất lượng thấp thành xăng có chất lượng cao vào năm 1937.
- Trong những năm 1950, tỷ số nén tăng và nhiên liệu có chỉ số octan cao hơn đã xuất hiện. Mức chì tăng và các quy trình tinh chế mới (hydrocracking) bắt đầu.
- Năm 1960, Charles Plank và Edward Rosinski đã được cấp bằng sáng chế (Bằng sáng chế Hoa Kỳ số 3.140.249) cho chất xúc tác zeolit đầu tiên có giá trị thương mại trong ngành công nghiệp dầu mỏ để bẻ gãy xúc tác dầu mỏ thành các sản phẩm nhẹ hơn như xăng.
- Vào những năm 1970, nhiên liệu không chì đã được giới thiệu.
- Từ năm 1970 đến năm 1990, chì đã bị loại bỏ dần.
- Vào năm 1990, Đạo luật Không khí Sạch đã tạo ra những thay đổi lớn về xăng, với mục đích chính đáng là loại bỏ ô nhiễm.
