Этиловый бензин что это такое
Чем отличается этилированный бензин от неэтилированного
Изучая инструкцию производителя к новенькой иномарке, многие водители обращают внимание на строгий запрет использовать для заправки автомашины этилированный бензин. Между тем, молодое поколение автолюбителей, скорее всего, даже не знает, чем отличается этилированный бензин от неэтилированного, и почему его нельзя использовать в современной автомобильной технике. Постараемся разобраться в этом вопросе.
Этилированный бензин: что это такое
Как известно, бензин – это продукт переработки нефти: органическое сырьё путём перегонки очищают от вязких и тяжёлых компонентов, серы и других примесей. Но полученная жидкость обладает чересчур низким для современных двигателей октановым числом, которое колеблется в пределах 55-60 единиц.
Молекула тетраэтилсвинца, который используется в этилированном бензине.
Как мы помним из школьного курса органической химии, октановое число является показателем уровня сжатия топливной смеси, при котором происходит её самопроизвольное возгорание. Низкое октановое число делает невозможной эксплуатацию топлива в современном автомобильном двигателе с его высокими скоростями и уровнем давления, создаваемом поршнями цилиндров.
Проблема повышения октанового числа встала перед автопроизводителями достаточно давно, ещё в 20-30-е годы ХХ века. Без её решения было невозможно создавать эффективные и производительные двигатели. Выходом из создавшейся ситуации стало изобретение американскими химиками из «Дженерал Моторс» метода этилирования бензина путём введения в его состав особой добавки – тетраэтилсвинца. Октановое число топлива после этого резко повышалось, причём без существенного удорожания производства.
Технология получила широкое распространение, а бензин с добавкой тетраэтилсвинца стали называть этилированным бензином. К сожалению, при всех достоинствах – дешевизне, простоте и эффективности – продукт получился достаточно ядовитым. Соединения свинца, выбрасываемые в воздух с выхлопом отработанных газов, накапливались в окружающей среде, постепенно отравляя её, принося вред здоровью людей и всего живого мира.
Неэтилированный бензин: что это такое
После того, как стало ясно, насколько опасен этилированный бензин для живых существ, химики начали активный поиск топливных присадок, которые были бы столь же эффективны, но не настолько ядовиты. В настоящее время производители добавляют в бензин различные спирты, эфиры и другие органические соединения, которые повышают октановое число топлива, но не являются настолько токсичными, как тетраэтилсвинца. Чаще всего в качестве добавки используют этанол. Топливо, содержащее такие присадки, называется неэтилированным.
Конечно, нельзя сказать, что неэтилированный бензин совершенно безвреден. После его сгорания образуется углекислота, определённое количество угарных газов и другие не слишком приятные компоненты. Но всё же общий негативный эффект от его использования намного меньше, чем от сжигания в двигателе этилированного бензина.
Почему нельзя использовать этилированный бензин
В большинстве современных автомашин выхлопная система для поддержания необходимого уровня экологичности оборудована специальным фильтром, который называется каталитическим нейтрализатором отработанных газов. Он обеспечивает требуемую законодательством большинства стран концентрацию вредных компонентов в выхлопе, разлагая наиболее токсичные органические соединения на более простые и менее вредные вещества.
Предупреждение на крышке бензобака.
По своей конструкции катализатор напоминает вытянутые в длину пчелиные соты, изготовленные из нержавейки или керамики и покрытые тончайшим слоем сплава платины и иридия. Их суммарная поверхность превышает тысячу квадратных метров. Платиново-иридиевое покрытие выступает катализатором химических реакций разложения продуктов сгорания.
Если залить в бак машины этилированный бензин с добавкой тетраэтилсвинца, большое количество этого металла будет содержаться в газах выхлопа. Проходя через соты катализатора, свинец будет оседать на их поверхности, и очень быстро платиново-иридиевый сплав будет замещён свинцовым покрытием, а значит, катализатор перестанет работать.
Помимо пластин катализатора, свинец осядет на стенках камеры сгорания топлива и тем самым уменьшит её объём. Соответственно, минимальный показатель октанового числа для такой камеры увеличится на 5-7 единиц. Нагар снизит теплопроводность и повысит рабочую температуру в камере, из-за чего снизится моторесурс двигателя и ухудшится его эффективность. Кроме того, свинец осядет на электродах свечей зажигания, уменьшая время их работы в 3-4 раза: с 80 тыс. км до 20-25 тыс. км. Таким образом, используя дешёвое этилированное топливо, вы значительно сократите ресурс вашего автомобиля.
Читайте также: Чем отличается 95 бензин от 92 и какой выбрать.
Законодательные запреты этилированного топлива
Борьба против использования этилированного бензина началась спустя два десятилетия после начала его производства, когда была убедительно доказана его высочайшая токсичность. Рабочие на заводах «Дженерал Моторс» в США постоянно жаловались на головокружения, тошноту и другие признаки отравления.
Использование неэтилированного бензина существенно продлевает моторесурс машин. Но самое главное – выхлопные газы причиняют существенно меньший вред здоровью людей и не отравляют окружающую среду.
Простота производства бензина с добавлением тетраэтилсвинца позволяет организовать его полукустарный выпуск чуть ли не в гараже. Этим пользуются криминальные и полукриминальные элементы, продавая затем свой продукт нелегально, на стихийных точках продаж, или через сеть распространителей. Чтобы избежать засорения выхлопной системы своего авто и преждевременного выхода из строя двигателя, нужно покупать бензин только на проверенных заправках, где его качество гарантирует высокая репутация производителя и требования закона.
Почему этилированный бензин запрещен в большинстве стран мира?
Многим автомобилистам, особенно тем, кто впервые сел за руль с середины двухтысячных, само понятие «этилированный бензин» связано разве что с наклейкой на внутренней стороне лючка бензобака и надписью на английском (unleaded only): производство такого бензина давно запрещено. Между тем дешевизна и эффективность тетраэтилсвинца всё ещё подталкивает многих недобросовестных продавцов к его распространению.
Чем отличается этилированный бензин от неэтилированного и почему он был запрещен к использованию во многих странах? Ответы на эти вопросы могут представлять интерес для широкого круга автомобилистов.
Немного истории
Использовать тетраэтилсвинец (или сокращённо TEL) в качестве присадки к автомобильному топливу, повышающему его антидетонирующие свойства, стали в 20-х годах прошлого века в Америке. Тогда крупные автомобильные концерны настойчиво искали эффективное средство борьбы с детонацией, и тетраэтилсвинец был далеко не единственным материалом, с которым работали исследователи. Но по соотношению затрат на производство присадки и её эффективностью — самым перспективным веществом. Во всяком случае, именно к такому выводу пришла группа исследователей, руководимая тогдашним вице-президентом корпорации GM Чарльзом Ф. Кеттерингом.
Новому виду «свинцовосодержащего» (leaded) топлива Кеттеринг даёт название этил, что внесло некоторую путаницу при использовании названия другого хорошо известного вида топлива на основе этилового спирта. Сам этиловый спирт применялся в спортивных двигателях с высокой степенью сжатия, а его добавление в бензин повышало антидетонационные характеристики топлива. Впоследствии в истории техники многие исследователи считали, что такая неразбериха с названиями была устроена намеренно: об опасном влиянии свинца на человеческий организм сотрудники GM уже знали.
После успешных лабораторных испытаний GM объявляет о подготовке производства этилированного бензина в промышленных объемах. И это происходит несмотря на предостережения, поступающие в GM из ведущих научно-исследовательских центров страны об опасности влияния свинца на человеческий организм. Несмотря на эти и другие многочисленные предупреждения общественности GM совместно с DuPont и Standart Oil Co (ныне Exxon/Mobil) создают предприятие Ethyl Corporation по производству этилированного бензин.
С этого времени начинается победное шествие автомобильного топлива, содержащего TEL по миру, равно как и многочисленные движения в разных странах за его запрещение.
И немного техники
А зачем вообще так мучились с изобретением, испытанием, внедрением и последующим совершенствованием антидетонационных присадок целые поколения исследователей? Дело в том, что практически сразу с началом использования двигателя внутреннего сгорания в автомобилестроении возник вопрос о повышении его мощности. А точнее удельной мощности: конечно, можно было увеличивать объём двигателя, но не до бесконечности же (к тому же машина становилась тяжелее и дополнительная мощность расходовалась бы впустую).
Увеличение степени сжатия топлива — основной способ повышения удельной мощности двигателя, который практически сразу стал использоваться конструкторами. И вот тут возникла проблема детонации: взрывного возгорания части топливной смеси по достижении определённых значений давления и температуры в камере сгорания.
Чем вредна детонация и почему с ней потребовалось бороться?
Октановое число исследуемого бензина и по сей день определяется на установке, включающей одноцилиндровый двигатель с возможностью плавного изменения степени сжатия. Как только в такой установке в процессе испытаний начинается детонация, бензин заменяют смесью изооктана и н-гептана и добиваются детонации уже за счёт изменения пропорции эталонных жидкостей. То есть, если соотношение изооктан/ н-гептан оказалось 92:8, значит октановое число равно 92.
В мировой практике приняты два метода определения октанового числа:
Отличаются они более жёсткими условиями испытаний по моторному методу: октановое число получается приблизительно на 9 – 10 пунктов ниже, чем по исследовательскому методу. Поэтому для потребителя важно понимать, что приобретая «исследовательский» АИ 95, он заправляет автомобиль «моторным» бензином А 85 или А 86.
В ряде стран, например в США, введен универсальный индекс октанового числа — AKI (Anti-Knock Index), который равен среднеарифметическому «исследовательского» и «моторного» октановых чисел. Поэтому автомобилистам следует учитывать, что разрешённое к применению в американских автомобилях топливо с октановым числом, 86 по AKI, например, соответствует нашему АИ 92.
Видео: Тестируем КАЧЕСТВО бензина / Октановое число / Присадки
Отличие этилированного бензина от неэтилированного
Продолжительное время автомобильный бензин получали методом перегонки сырой нефти. Октановое число такого «прямогонного» бензина редко когда превышало цифру 60, да и то из нефти, полученной на весьма ограниченном круге месторождений. «Добирать» антидетонационную стойкость можно было двумя путями:
Первый путь требовал серьёзных затрат, а второй был дёшев и давал немедленный результат. И в этом смысле соперников у тетраэтилсвинца в прошлом веке не было: присадки на основе TEL повышали октановое число бензина почти на 20 пунктов. Использование присадок на основе тетраэтилсвинца для повышения октанового числа и отличает этилированный бензин от неэтилированного.
Вредное воздействие TEL на человеческий организм стало проявляться сразу же после начала производства этилированного бензина. Уже в 1924 году, когда на одном из предприятий на участке по производству этилированного бензина в Нью-Джерси произошла авария, был зафиксирован случай массового психического расстройства работников с тяжелейшими последствиями. Случай оказался не единственным: на разных предприятиях Standart Oil Co в том же 1924 году происходили случаи отравления парами свинца, в том числе и с летальным исходом.
С этого времени и на многие десятилетия вперед разворачивается борьба за запрещение производства и использования этилированного бензина.
Но опасным для здоровья человека и окружающей среды тетраэтилсвинец оказался не только на стадии производства. В выхлопных газах автомобилей, использующих этилированный бензин, доля оксида свинца чрезвычайно высока: 1 литр такого топлива отравляет (превышает предельную концентрацию) более 1 тыс. кубических метров воздуха. Но и это еще не всё — загрязняется почва и природные водоёмы.
Наконец, с семидесятых годов прошлого столетия борьба за охрану окружающей среды охватывает и автомобилестроение. В конструкции машин появляются каталитические нейтрализаторы, существенно снижающие содержание вредных веществ в выхлопах. При сгорании этилированного бензина свинец, содержащийся в отработанных газах, тонкой пленкой оседает на рабочей поверхности катализатора, сводя его эффективность к нулю. Недаром говорят, что этилированный бензин — главный враг катализатора.
Видео: Тест бензин
Что взамен
Параллельно с общественными и экологическими движениями за запрет производства и использования этилированного топлива совершенствовались технологии переработки нефти с получением бензина с повышенным октановым числом (каталитический риформинг), изобретались безопасные для окружающей среды антидетонационные присадки (прежде всего на основе эфиров).
В чём плюсы и минусы биоэтанола
О том, что для двигателей автомобилей можно использовать растительное топливо, известно ещё со времён первых самоходных тележек. Но лишь в последние годы эта идея вновь стала актуальна. Виной тому неуклонно повышающиеся цены на нефть.
В последнее время в мировой прессе всё чаще публикуются сообщения об опасности и даже вредности массового перевода автомобилей на биоэтанол. Одно авторитетное мнение очень скоро оспаривается другим, не менее авторитетным. Критика настолько жёсткая, что поневоле вызывает недоумение. Как такое может быть: ведущие страны принимают энергетические стратегии, которые, если верить скептикам, совершенно бездумны и являются кратчайшим путём к масштабным экологическим и экономическим катастрофам? Где правда? Попробуем разобраться.
Противники сжигания этанола в двигателях внутреннего сгорания приводят убедительные доводы. Они не опровергают факта, что при использовании этилового спирта выхлоп автомобилей становится намного чище. Это действительно так. Главная же беда — в самом производстве этого вида топлива, когда в атмосферу выбрасываются огромные количества углекислого газа. А значит, вся экологическая эффективность использования спиртосодержащих смесей сводится на нет. И бравые лозунги о борьбе с глобальным потеплением, об изменении климата не только теряют свою актуальность, но даже смешны.
Правы они? И да и нет. Производство этанола действительно насыщает атмосферу парниковыми газами (ещё они называются GHG — от greenhouse gas) в количествах, сопоставимых с выбросами бензиновых двигателей внутреннего сгорания. Но у всякой монеты есть и обратная сторона. Дело в том, что в процессе производства и сжигания 1 литра этанола из растительного сырья в атмосферу попадает ровно столько же CO2, сколько до этого было поглощено теми же самыми растениями в результате реакции фотосинтеза. По сути производство этилового спирта есть не что иное, как «фотосинтез наоборот», с той лишь разницей, что в одном случае требуется солнечный свет, а в другом — выделяется тепло.
Получается, биоэтанол абсолютно нейтрален в качестве источника парниковых газов. Значит — лучше от него не станет, но и хуже не будет, в отличие от продуктов переработки нефти. Есть у этилового спирта и ещё одно преимущество: положительный энергетический баланс. В зависимости от вида сырья последний может колебаться от 1,24 до 8. То есть при сжигании этанола выделяется в несколько раз больше энергии, чем затрачивается при его производстве. В этом смысле «скандальное топливо» на порядок превосходит бензин или солярку. Только вообразите себе расходы на разведку, добычу, транспортировку, переработку нефти, и вы поймёте, что топливный баланс нефтяных продуктов значительно меньше единицы.
Но и без недостатков у C2H5OH не обходится. При сгорании 1 литра этилового спирта выделяется на 34% меньше энергии, чем при сгорании того же объёма бензина. Выходит, что если заправлять автомобиль топливом с содержанием этанола (к примеру, широко пропагандируемой смесью с бензином E85), то расход топлива неизбежно возрастёт вплоть до этих самых 34% — всё будет зависеть от концентрации спирта в каждом конкретном случае. Но с этой печальной картиной столкнутся лишь владельцы машин с двигателями, изначально рассчитанными на традиционный бензин и лишь затем адаптированными под новомодное топливо.
Нельзя забывать, что октановое число этанола равно 105. Это означает, что его можно сжигать в двигателях с куда большей степенью сжатия. Так что, в принципе, двигатели, рассчитанные исключительно на новый источник энергии, должны быть уж никак не хуже нынешних бензиновых или дизельных собратьев. И в плане экономичности, и в плане мощностных характеристик. А уж про экологию и говорить не приходится! Примерно на 80% уменьшаются выбросы углеродных соединений, а конкретно CO2 снижаются на 30%. Но заливать в такие машины бензин категорически нельзя — детонация мигом убьёт технологичный мотор.
В этом смысле весьма пессимистично выглядят перспективы так называемых многотопливных (чаще всего битопливных) автомобилей. Они могут называться Flex Fuel, Flexifuel, BioFlex, и как угодно ещё — всё зависит от фантазии фирм-производителей. Про такие разработки мы писали уже не раз и не два. Причём если некоторые носят статус концептов, то другие — вполне себе серийные машинки. Но у всех этих автомобилей есть один противный недостаток — этанол там сжигается неэффективно, ведь степень сжатия нельзя изменить, просто нажав кнопку на панели.
Стоит тормознуть и поговорить подробнее, ибо в этих странах внедрение биоэтанола зашло очень далеко. Бразильцы очень не любят топливные кризисы c 1973 года. И всячески стараются их предотвратить. Так, с в стране функционирует масштабная биотопливная кампания. Не стоит поэтому удивляться, что 4,5% площади Бразилии заняты плантациями сахарного тростника, а большинство местных автомобилей можно с чистой совестью причислить к заядлым алкоголикам. За год миллион бразильских рабочих производит двадцать с лишним миллиардов (!) литров этанола.
Назвать экономику этой страны зависимой от нефти никак нельзя. Выращивая и перерабатывая сахарный тростник, Бразилия полностью обеспечивает себя топливом и электричеством. Всё это безусловно радует, но даже в бочке спирта нашлось место вездесущему дёгтю. Ради новых плантаций бразильцы вырубают леса Амазонки. Можно назвать это странной и недальновидной политикой, а если сказать прямо — то это настоящий идиотизм. Как жить без «лёгких планеты»?
Похожая ситуация складывается и в США. Президент Буш выдвинул программу «20 за 10», которая должна помочь к 2017 году снизить потребление бензина на 20%. За счёт чего? Разумеется, за счёт этанола. К озвученному сроку власти намерены увеличить его производство до 30 с лишним миллиардов литров. За последние годы инвестиции только в исследования перевалили за 12 миллиардов долларов. И это только начало.
В Америке производят этанола хоть и много, но чуть меньше, чем в Бразилии. Правда, делают его не из тростника (он в Штатах расти не хочет), а из кукурузы. Такой вариант менее эффективен, а стало быть, себестоимость американского эталона выше бразильского. Тем не менее программу активно продвигают власти многих штатов, и губернатор «кукурузного» Иллинойса, кандидат в президенты Барак Обама (Barack Obama), — не исключение. Принимаются новые требования к бензиновому топливу, которое должно содержать 10% этанола (такая пропорция безопасна для традиционных двигателей).
Достигнут ли американцы своих целей? Каково будущее всей этой затеи с биоэтанолом? Пока что всё туманно. Ясно одно — рассчитывать на тотальный переход к спиртовым двигателям нереально. Если предположить стопроцентную эффективность процесса переработки, то для того, чтобы только США перевести с нефти на этанол, нужно 75% сельскохозяйственных земель нашей планеты засеять соответствующими культурами. Грубо говоря, если даже всю Луну засадить тростником, этого окажется недостаточно.
Массовое культивирование культур для производства этанола неизбежно окажет значительное влияние на сельское хозяйство. Фермеры не дураки — раз спрос на кукурузу растёт, они будут её сеять везде, где смогут. А кто при этом подумает о миллионах голодающих жителей Земли? Поэтому многие исследователи и негодуют, утверждая, что «выращивать» биотопливо в то время, когда людям есть нечего, — низкое, подлое и вообще аморальное занятие.
Этилированный бензин – это одно. А бензин с этиловым спиртом.
В этом номере немало статей о двигателе и его компонентах. А на с. 12–15 говорится о моторном топливе с этиловым спиртом (этанолом).
Тема современная, интересная, вызывающая много споров. Но вот беда: очень часто бензин с добавлением этилового спирта именуют этилированным. И не только на форумах в Интернете, но и в солидных, казалось бы, изданиях. И даже с высоких трибун! А ведь такая путаница говорит о полном непонимании предмета.
Новая информация не должна вытеснять базовых знаний – иначе любое образование, будь оно хоть трижды МВА, окажется колоссом на глиняных ногах. Поэтому давайте разберемся с терминами.
Чего мы ждем от бензина? Многого: чтобы сгорал без детонации, не губил окружающую среду и не выводил из строя системы нейтрализации отработавших газов. Эти и другие требования, выраженные в числах, прописаны в нормах Euro.
Но раньше нормы были другими. Об экологии никто не думал, а вот с детонацией бороться приходилось – этого требовали двигатели с увеличенной степенью сжатия.
Добиться повышения октанового числа можно либо технологическими способами, либо введением специальных присадок – антидетонаторов. Когда-то функцию антидетонатора выполнял ТЭС – тетраэтилсвинец Pb(C2H5)4.
Как работает ТЭС? В условиях высоких температур в камере сгорания происходит выделение чистого свинца. Участвуя в реакциях, он тормозит окисление углеводородов топлива. В результате детонация уменьшается, а то и прекращается вовсе.
ТЭС вводили в бензин в виде так называемых этиловых жидкостей. Этот бензин и называли этилированным. Но спасая двигатели от детонации, человечество губило природу. Соединения свинца, попадая с отработавшими газами в окружающую среду, наносили ей невосполнимый ущерб. И настал день, когда бороться пришлось не с детонацией, а с этилированным бензином.
Хорошим аргументом стало изобретение каталитического нейтрализатора отработавших газов: свинцовые отложения выводили из строя этот дорогой узел. В конечном счете этилированный бензин повсеместно запретили.
А теперь вернемся к термину этиловая жидкость. Почему этиловая? А потому, что помимо свинца в ее состав входит этил. Это такой радикал, его формула – С2Н5.
Узнаете? Как не узнать! Если сюда добавить гидрокисильную группу ОН, получим С2Н5ОН – этиловый спирт. Эта формула известна даже школьникам. Но к этиловым жидкостям спирт не имеет никакого отношения. У них только общий радикал – тот самый этил. И как следствие – похожее звучание. Но для близкого родства этого недостаточно. Мало ли какие радикалы куда входят!
Так что этиловая жидкость и этиловый спирт – суть разные вещи. И древний бензин с тетраэтилсвинцом совсем не то, что бензин современный с этиловым спиртом. И уж совсем негоже именовать топливо со спиртом этилированным бензином.
Да, чуть не забыл. Этиловый спирт – тоже отличный антидетонатор, и это одна из причин роста его популярности в составе моторного топлива. Но к этой теме мы вернемся особо.
Этилированный и неэтилированный бензин: отличие и плюсы топлива
Каждый не раз слышал о загазованности воздуха свинцовыми парами, о ядовитости соединений в бензине. Но эта информация воспринималась как нечто должное, как необходимые издержки современного бытия. Но, оказывается, на машине можно ездить, не испытывая чувства вины за испорченный городской воздух. Как? – спросите вы. Не покупать на АЗС этилированный бензин.
Этилированное топливо дешевле, но оно наносит больше вреда как окружающей среде, так и людям
Как вырабатывается бензин из нефти?
Нефть представляет собой сложную смесь разнородных по химическому составу химических веществ, но в основу ее составляют жидкие углеводороды (от пентана и выше). Все углеводороды, в зависимости от химической формулы, то есть от количества метиленовых групп CH2 имеют разную температуру кипения. На этом и было основано разделение углеводородов на фракции. Кипение нефти при температуре
Но получаемый продукт имел низкое октановое число, и в результате двигатель работал на нем с перебоями.
[stextbox самое высокое ОЧ давала переработка азербайджанской нефти. При прямой перегонке октановое число равнялось 60-65. Но даже этого было недостаточно.[/stextbox]
Выбираете материал для гаража? Смотрите в нашем материале обсуждение плюсов и минусов разных вариантов.
Выбираете материал для гаража? Смотрите в нашем материале обсуждение плюсов и минусов разных вариантов.Сколько стоит учиться на права, что сходит в теоретическую часть – ответы на эти и другие вопросы вы найдете в материале от Прокроссовер.
Существует ли в природе идеальный бензин?
Октан – восьмой по счету представитель простейших углеводородов. Жидкое, маслянистое вещество, содержащееся в нефти и обеспечивающее идеальные параметры для работы двигателя. А именно, октан способен противостоять высоким температурам, в ходе сжатия не воспламеняется, и не детонирует. Благодаря чему обеспечивается высокий коэффициент полезного действия двигателя. Химическое соединение с формулой С8H17 и является идеальным бензином.
Казалось бы, что может быть проще? Нужно выделить 10 процентов октана из обрабатываемой нефти и отправить на автозаправки, в канистры, цистерны и бензобаки. Но не тут-то было. Октан, содержащий 8 атомов углерода, комфортно чувствовал себя в компании с другими углеводородами, содержащимися в нефти. Но отделяться в отдельное вещество, категорически отказывался, и распадался на соединения с меньшим числом углеродных атомов. Важно было связать молекулу так, чтобы она содержала 8 атомов углерода, точнее, 8 метильных групп. Отсюда и родился термин – октановое число. Фактически это число определяет процент октана в составе бензина. Выделяемый перегонкой бензин содержал от 30 до 50 процентов октана, но этого было мало для бесперебойной работы двигателя.
Этилированный бензин: что это такое и как появилось
В 1921 году решение проблемы с октановым числом было найдено. Два инженера из компании Дженерал моторс, Бойд и Миджлей, хотели помочь своему другу, предпринимателю, построившему небольшую электростанцию. Предполагалось, что движок будет работать на керосине, но он работал со сбоями, сильно детонировал, и в любой момент мог выйти из строя, потому что в керосине было низкое ОЧ. Способность тетраэтилсвинца повышать октановое число керосина, была обнаружена в результате целенаправленного поиска вещества, способного снижать детонацию двигателя.
[stextbox оказался тем самым элементом, который, имея 4 валентные связи, был способен связать нужные углеродные атомы. Формула тетраэтилсвинца – Pb(CH2CH3)4. Таким образом, этиловые радикалысоздавали структуру октана, и снижали детонацию двигателя.[/stextbox]
Получив искомое, руководители Этиловой корпорации на этом успокоились. Они тщательно скрывали факты отравлений на своих фабриках, отрицали ядовитость тетраэтилсвинца. Сам Томас Миджлей получил отравление этим веществом, и долго лечился, но он так и не признался в том, что его детище наносит вред окружающей среде и людям.
Даже в названии предприятия, занимавшегося производством тетраэтилсвинца в Америке, о ядовитом металле предпочли умолчать, чтобы не пугать людей. Компания называлась EthylCorporation(этиловая корпорация).
Господство этилированных бензинов
Поскольку до 2000-го года 80% бензина выпускалось с содержанием тетраэтилсвинца, официального разделения на бензины этилированные и неэтилированные не было. В первой половине ХХ века, когда планету сотрясали социальные катаклизмы (войны, революции) общество мало заботили проблемы экологии и здоровья. Да и машин было не так много, чтобы ощущать их вредное воздействие на природу.
Эра этилированных бензинов началась в 1924 году в Америке с того самого предприятия, без свинца в названии – «Этил корпорейшн». В России тетраэтилсвинец не применялся до 1942 года по двум причинам:
Но в 1942 году в СССР поступили первые партии американских грузовиков Studebekker и истребители из стран Атланты, которые привыкли работать на этилированном бензине. Поэтому сначала закупали, а потом и наладили производство тетраэтилсвинцовой жидкости.
После войны постановлением правительства применение этилированных бензинов пытались запретить в столичных и курортных городах СССР, но этот запрет выполнялся не всегда из-за возрастающих перевозок. Более того, развивающееся в стране автомобилестроение увеличивало мощности двигателей, в том числе и за счет увеличения сжатия в карбюраторах ДВС, и применения этилированных бензинов. Открытые в 60-х годах нефтяные месторождения решили проблему количества бензина для растущего автомобиле- и тракторостроения, но качество Сибирской нефти оказалось ниже, чем той, которую добывали на юге. Так, этилирование прочно обосновалось и в СССР.
Чем коварен этилированный бензин
ТЭС – сокращенное название тетраэтилсвинца. Вредное влияние на организм человека это соединение продемонстрировало на заводах «Этил корпорейшн» в первые же дни своего появления. ТЭС – летучее соединение, и его пары попадают в организм с вдыхаемым воздухом. Соединение этила со свинцом воздействует, прежде всего, на нервную систему, на головной мозг. При постоянном контакте с этим веществом, оно накапливается в паренхиматозных органах, таких, как почки и печень, в головном мозге.
В результате, у людей, работавших на предприятиях «Этил корпорейшн», появились нарушения психики и двигательной координации. Первые годы работы «этиловой корпорации» были омрачены инвалидностью и даже гибелью людей.
И дело здесь не только в ядовитости свинца. ТЭС, действовал двояко. Содержащиеся в этом веществе этиловые радикалы входят в состав этиленгликоля, медицинского (этилового) спирта, уксусной кислоты. Попав в организм, и отделившись от свинца, этиловые радикалы вели себя не столь безобидно, как может показаться на первый взгляд.
Хоть этилированный бензин и под запретом, некоторые мелкие заправки все равно торгуют им
Начало конца
Производителей ТЭС, которые больше полувека держали в бензиновых тисках планету. И важно было переломить влияние бензиновых магнатов на правящую верхушку. Первой Америка забила тревогу по поводу задымления воздуха, особенно ощущавшегося в городах-миллионерах. Страна, где автомобиль давно перестал быть роскошью и приобретается не на семью, а для каждого взрослого, где наличие транспортного средства ставят одним из условий приема на работу, должна была задуматься об экологии и здоровье людей.
В 1972 году агентство EPA в Америке, занимающееся проблемами окружающей среды, запретило применять ТЭС в бензинах и создавать двигатели, рассчитанные на этилированный бензин. Производители подали на EPAв суд, но проиграли. С этого процесса начинается эпоха борьбы с тетраэтилсвинцом и этилированным бензином. С начала 1976 года, и последующие 10 лет велись разработки и исследования в области производства высокооктановых бензинов без тетраэтилсвинца, создавались новые двигатели.
[stextbox показали, что содержание свинца в крови американцев в течение 18 лет, начиная с 1976 года, в результате запретительных мер, снизилось на 78 %.[/stextbox]
ТЭС также обосновался и в стране Советов. Но в СССР на протяжении всех последующих лет велись исследования в области повышения октанового процента. И в бензин, содержащий ТЭС, в качестве предупредительной меры, добавлялся краситель. В СССР работа по отказу от применения ТЭС началась в начале 80-х и завершилась уже в новой России к 2000-му году. ЕЭС также в 2000-м году ввел запрет на использование этилированных бензинов, хотя некоторые европейские страны сделали это раньше. Европа ввела стандарты на бензин, допускавшие применение тех или иных марок, но допустимые стандарты год от года ужесточались.
Одной из альтернативных присадок в России стал ферроцен. Соединение менее токсичное, образованное в результате слияния железа и органического вещества с циклической структурой – циклопентадиена. Велись и ведутся работы по созданию эффективных присадок, повышающих октановое число без металла, поскольку металлы разрушающе действуют на двигатель.
[stextbox что повышают октановое число метиловый и этиловый спирт, но добавление спирта в бензин – удовольствие не из дешевых.[/stextbox]
Развитие органической химии и ее практическая направленность породила новые вещества и соединения, не известные в начале ХХ века. Данный прогресс коснулся и углеводородов. Появилась возможность синтезировать изомеры, вещества, равные по числу атомов и молекулярной массе. Изомер октана – одно из таких веществ. Оно стало идеальной присадкой к бензинам, потому что не содержит отравляющих веществ, и не окисляет метал двигателя.
Можно было бы сказать, что проблема отравляющих бензинов решена. Но есть проблема другого рода. Этилированные бензины дешевле, и поэтому недобросовестные заправщики на АЗС продолжают «химичить», выдавая одни марки бензина за другие. С другой стороны, сами потребители, особенно, из малообеспеченных слоев населения стараются на бензине экономить, и заправляют ядовитый, но дешевый бензин.