Gasoline – Xăng không phải được phát minh ra, mà 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 phần dễ bay hơi, có giá trị hơn của dầu thô. Tuy nhiên, điều được phát minh là vô số quy trình và tác nhân cần thiết để cải thiện chất lượng xăng, khiến nó trở thành một mặt hàng tốt hơn.
Ô tô
Khi lịch sử ô tô đang đi theo hướng trở thành phương tiện di chuyển số một. Nhu cầu về nhiên liệu mới đã được tạo ra. Vào thế kỷ 19, than, khí đốt, camphene và dầu hỏa làm từ dầu mỏ đã được sử dụng làm nhiên liệu và đèn. Tuy nhiên, động cơ ô tô yêu cầu nhiên liệu cần đến 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 tiến quy trình tinh chế nhiên liệu để ngăn ngừa hiện tượng kích nổ động cơ và tăng hiệu suất động cơ. Đặc biệt đối với các động cơ ô tô có độ nén cao mới đang được thiết kế.
Các quy trình được phát minh nhằm nâng cao hiệu suất sản xuất xăng từ dầu thô được gọi là Cracking. Trong lọc dầu, Cracking là một quá trình trong đó các phân tử hydrocarbon nặng bị phá vỡ thành các phân tử nhẹ hơn bằng nhiệt, áp suất và đôi khi là chất xúc tác.
Cracking nhiệt: William Merriam Burton
Cracking là quy trình số một để sản xuất xăng thương mại. Năm 1913, phương pháp Cracking nhiệt được phát minh bởi William Merriam Burton, một quá 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 chất xúc tác tạo ra phản ứng hóa học, tạo ra nhiều xăng hơn. Quá trình Cracking xúc tác được phát minh bởi Eugene Houdry 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 xăng bao gồm:
- Phản ứng trùng hợp: chuyển đổi 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 isobutane
- Đồng phân hóa: sự chuyển đổi hydrocarbon chuỗi thẳng thành hydrocarbon chuỗi nhánh
- Cải tổ cấu trúc Reforming: sử dụng nhiệt hoặc chất xúc tác để sắp xếp lại cấu trúc phân tử
Tiến trình cải tiến xăng và nhiên liệu
- Nhiên liệu cho ô tô trong thế kỷ 19 là sản phẩm chưng cất từ than đá và các phần nhẹ hơn từ quá trình chưng cất dầu thô.
- Vào ngày 5 tháng 9 năm 1885, máy bơm xăng đầu tiên được chế tạo bởi Sylvanus Bowser ở Fort Wayne, Indiana và giao cho Jake Gumper, cũng ở Fort Wayne. Thùng bơm xăng có van bằng đá cẩm thạch và pít tông bằng gỗ, có công suất một thùng (1barrel).
- 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 dầm gỗ và dẫn động một máy tuốt lúa J. I. Case. Froelich thành lập Công ty Động cơ Máy kéo Chạy xăng Waterloo (Waterloo Gasoline Tractor Engine Company), sau này được Công ty Máy cày John Deere(John Deere Plow Company) mua lại.
- Vào ngày 11 tháng 6 năm 1895, bằng sáng chế đầu tiên của Hoa Kỳ cho ô tô chạy bằng xăng được cấp cho Charles Duryea ở Springfield, Massachusetts.
- Vào đầu thế kỷ 20, các công ty dầu mỏ đã sản xuất xăng như một sản phẩm chưng cất đơn giản từ dầu mỏ.
- Trong những năm 1910, luật cấm lưu trữ xăng dầu 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 để chuyển 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 một đường ống 3 inch dài hơn 40 dặm từ Salt Creek tới Casper, Wyoming.
- Charles Kettering đã sửa đổi một động cơ đốt trong để chạy bằng dầu hỏa. Tuy nhiên, động cơ chạy bằng dầu hỏa bị kích nổ và làm nứt đầu xi-lanh và pít-tông.
- Thomas Midgley Jr. phát hiện ra nguyên nhân gây ra kích nổ là do những giọt dầu hỏa bay hơi khi đốt cháy. Chất chống kích nổ được Midgley nghiên cứu, đỉnh điểm là việc chì tetraethyl được thêm vào nhiên liệu.
- Vào ngày 2 tháng 2 năm 1923, lần đầu tiên trong lịch sử Hoa Kỳ xăng etylic được đưa ra thị trường. Điều này diễn ra ở Dayton, Ohio.
- Năm 1923, Almer McDuffie McAfee đã phát triển quy trình Cracking xúc tác có hiệu quả thương mại đầu tiên trong ngành dầu khí, 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 lúc bấy giờ.
- Vào giữa những năm 1920, xăng có chỉ số Octane từ 40 đến 60.
- Đến những năm 1930, ngành dầu khí ngừng sử dụng dầu hỏa.
- Eugene Houdry đã phát minh ra phương pháp xúc tác Cracking nhiên liệu cấp thấp thành xăng thử nghiệm cao vào năm 1937.
- Trong những năm 1950, tỷ số nén tăng và nhiên liệu có chỉ số octan cao hơn đã xảy ra. Mức độ chì tăng lên và các quá trình tinh chế mới (hydrocracking) bắt đầu.
- Năm 1960, Charles Plank và Edward Rosinski được cấp bằng sáng chế (US #3.140.249) chất xúc tác zeolit đầu tiên có ích về mặt thương mại trong ngành dầu khí để xúc tác crack 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.
- Năm 1990, Đạo luật Không khí Sạch đã tạo ra những thay đổi lớn về xăng, nhằm mục đích chính đáng là loại bỏ ô nhiễm.
