Geschichte des Benzins

Benzin wurde nicht erfunden, es ist ein natürliches Nebenprodukt der Erdölindustrie, wobei Kerosin das Hauptprodukt ist. Benzin wird durch Destillation hergestellt, wobei die flüchtigen, wertvolleren Fraktionen von Rohöl abgetrennt werden. Was jedoch erfunden wurde, waren die zahlreichen Verfahren und Wirkstoffe, die benötigt wurden, um die Qualität des Benzins zu verbessern und es zu einem besseren Gut zu machen.

Das Automobil

Als die Geschichte des Automobils in die Richtung ging, die Transportmethode Nummer eins zu werden. Es wurde ein Bedarf an neuen Brennstoffen geschaffen. Im neunzehnten Jahrhundert wurden Kohle, Gas, Camphen und Kerosin aus Erdöl als Brennstoffe und in Lampen verwendet. Automotoren benötigten jedoch Kraftstoffe, die Erdöl als Rohstoff benötigten. Raffinerien konnten Rohöl nicht schnell genug in Benzin umwandeln, als Autos vom Fließband rollten.

Knacken

Der Raffinationsprozess für Kraftstoffe musste verbessert werden, um ein Klopfen des Motors zu verhindern und den Wirkungsgrad des Motors zu erhöhen. Speziell für die neuen hochkomprimierten Automotoren, die entwickelt wurden.

Die Verfahren, die erfunden wurden, um die Ausbeute an Benzin aus Rohöl zu verbessern, wurden als Cracken bezeichnet. Bei der Erdölraffination ist das Cracken ein Prozess, bei dem schwere Kohlenwasserstoffmoleküle mittels Wärme, Druck und manchmal Katalysatoren in leichtere Moleküle zerteilt werden.

Thermisches Cracken: William Meriam Burton

Cracken ist das Verfahren Nummer eins für die kommerzielle Herstellung von Benzin. Das thermische Cracken wurde 1913 von William Meriam Burton erfunden, einem Verfahren, bei dem Hitze und hohe Drücke angewendet wurden.

Katalytische Zersetzung

Schließlich ersetzte das katalytische Cracken das thermische Cracken bei der Benzinherstellung. Beim katalytischen Cracken werden Katalysatoren eingesetzt, die chemische Reaktionen auslösen und mehr Benzin produzieren. Das katalytische Crackverfahren wurde 1937 von Eugene Houdry erfunden.

Zusätzliche Prozesse

Andere Methoden zur Verbesserung der Qualität von Benzin und zur Erhöhung seines Angebots, einschließlich:

• Polymerisation: Umwandlung gasförmiger Olefine wie Propylen und Butylen in größere Moleküle im Benzinbereich
• Alkylierung: Ein Verfahren, bei dem Olefin und Paraffin wie Isobutan kombiniert werden
• Isomerisierung: die Umwandlung von geradkettigen Kohlenwasserstoffen in verzweigtkettige Kohlenwasserstoffe
• Reformieren: Verwenden von Wärme oder eines Katalysators zum Umordnen einer Molekülstruktur

Zeitleiste der Benzin- und Kraftstoffverbesserungen

• Kraftstoffe für das Automobil des 19. Jahrhunderts waren Steinkohlenteerdestillate und die leichteren Fraktionen aus der Destillation von Rohöl.
• Am 5. September 1885 wurde die erste Benzinpumpe von Sylvanus Bowser aus Fort Wayne, Indiana, hergestellt und an Jake Gumper, ebenfalls aus Fort Wayne, geliefert. Der Benzinpumpentank hatte Marmorventile und Holzkolben und ein Fassungsvermögen von einem Fass.
• Am 6. September 1892 wurde der erste benzinbetriebene Traktor, hergestellt von John Froelich aus Iowa, nach Langford, South Dakota, verschifft, wo er ungefähr zwei Monate lang zum Dreschen eingesetzt wurde. Es hatte einen vertikalen Einzylinder-Benzinmotor auf Holzbalken und fuhr eine Dreschmaschine von J. I. Case. Froelich gründete die Waterloo Gasoline Tractor Engine Company, die später von der John Deere Plough Company übernommen wurde.
• Am 11. Juni 1895 wurde Charles Duryea aus Springfield, Massachusetts, das erste US-Patent für ein benzinbetriebenes Auto erteilt.
• Zu Beginn des 20. Jahrhunderts produzierten die Ölkonzerne Benzin als einfaches Destillat aus Erdöl.
• In den 1910er Jahren untersagten Gesetze die Lagerung von Benzin auf Wohnimmobilien.
• Am 7. Januar 1913 erhielt William Meriam Burton ein Patent für sein Crackverfahren zur Umwandlung von Öl in Benzin.
• Am 1. Januar 1918 begann die erste US-Benzinpipeline mit dem Transport von Benzin durch eine Drei-Zoll-Leitung über 40 Meilen von Salt Creek nach Casper, Wyoming.
• Charles Kettering hat einen Verbrennungsmotor auf Kerosin umgerüstet. Der mit Kerosin betriebene Motor klopfte jedoch und brach den Zylinderkopf und die Kolben.
• Thomas Midgley Jr. entdeckte, dass die Ursache für das Klopfen in den Kerosintröpfchen lag, die bei der Verbrennung verdampften. Mittel gegen Klopfen wurden von Midgley erforscht und gipfelten in der Zugabe von Tetraethyl-Blei zum Kraftstoff.
• Am 2. Februar 1923 wurde erstmals in der US-Geschichte Ethylbenzin vermarktet. Dies fand in Dayton, Ohio, statt.
• 1923 entwickelte Almer McDuffie McAfee das erste kommerziell realisierbare katalytische Crackverfahren der Mineralölindustrie, mit dem das aus Rohöl nach den damals üblichen Destillationsmethoden gewonnene Benzin verdoppelt oder sogar verdreifacht werden konnte.
• Bis Mitte der 1920er Jahre war Benzin 40 bis 60 Oktan.
• In den 1930er Jahren hörte die Erdölindustrie auf, Kerosin zu verwenden.
• Eugene Houdry erfand 1937 das katalytische Cracken von minderwertigem Kraftstoff zu Hochtestbenzin.
• In den 1950er Jahren kam es zu einer Erhöhung des Verdichtungsverhältnisses und zu Kraftstoffen mit höherer Oktanzahl. Die Bleigehalte nahmen zu und neue Raffinationsprozesse (Hydrocracken) begannen.
• 1960 patentierten Charles Plank und Edward Rosinski (US-Patent Nr. 3 140 249) den ersten Zeolithkatalysator, der kommerziell in der Erdölindustrie zum katalytischen Cracken von Erdöl in leichtere Produkte wie Benzin nützlich ist.
• In den 1970er Jahren wurden bleifreie Kraftstoffe eingeführt.
• Von 1970 bis 1990 wurde Blei ausgemustert.
• Im Jahr 1990 wurden durch das Gesetz über saubere Luft erhebliche Änderungen an Benzin vorgenommen, die zu Recht der Beseitigung der Umweltverschmutzung dienten.