Краткая история бензина: как он попал в нашу жизнь?
Привет, Хабр! Как вы можете помнить, с бензином мы связаны опосредованно. Но так как тема топлива в мире постепенно становится более горячей (no pun intended), мы решили рассказать вам в подробностях о том, как бензин вообще попал в нашу жизнь.
Шумеры и битум
Начнём с быстрого путешествия из бурного настоящего в спокойное прошлое. То есть, в каменноугольный период палеозойской эры (от 360 до 286 млн лет назад), когда бесчисленные деревья и растения, завершая свой жизненный цикл, постепенно превращались в торф.
Торф, как известно, в течение десятка миллионов лет сдавливался осадочными отложениями как на земле, так и на дне океана, превращаясь в углеродистые субстанции. Этим субстанциям оставалось лишь дождаться своего часа, чтобы их начали использовать находчивые homo sapiens.
И этот час наступил не так уж и поздно, как принято считать. Известно, например, что нефтяной битум, который просачивался из-под земли, жители Месопотамии использовали ещё около 5000 лет назад для кирпичной кладки, покрытия дорог и гидроизоляции кораблей. Предприимчивые жители Междуречья пробовали добавлять битум и в краски, и в лекарства и косметические средства. Правда, о креативном применении углеродов в регионе позабыли вскоре после персидского завоевания в 600 году д.н.э.
Вот так выглядит битум в природе
В течение последующих веков интерес к нефти пробуждался в самых разных уголках Земли — так, китайцы видели в ней инструмент для обогрева, а арабы — потенциальный источник света и эффективное горючее вещество.
Именно средневековые арабы разработали первые технологии перегонки нефти, и полученный опыт работы с горючим веществом даже позволил им применить свои знания против европейцев во время Крестовых походов. Неудивительно, что первый европейский трактат о применении горючих вещеcтв «Liber Ignium» сейчас признаётся переводом оригинального арабского труда. Но вернёмся к извилистому пути появления бензина.
Индейцы и мази
Нефть как источник света на Западе игнорировали ещё долго, но появление бензина в нашей жизни косвенно приблизили изобретения светил Средневековья и эпохи Возрождения — к примеру, технологии дистилляции алкоголя, в области которых пионером стал флорентийский доктор Таддео Альдеротти, живший в XIII веке. Нефтяники нашего времени по сей день вспоминают его с теплотой, судя по книгам «Американская нефтяная промышленность» Уильяма Даума и «Пятнадцать веков битума» Р. Форбса. Но как ни странно, фармацевтическая промышленность повлияла на возникновение бензина ещё сильнее алкогольной.
Как часто бывало при столкновении неизвестных субстанций с человеческой предприимчивостью, нефти приписывали чудотворные целебные свойства. В Северной Америке, например, интерес к нефти передался колонизаторам от коренных американцев, которые лечили ею кожные заболевания и обморожения.
Но если индейцы натыкались на нефть случайно и эпизодически, колонизаторы начали сталкиваться с ней регулярно, в процессе бурения для добычи соли. Вскоре из нефти стали делать мази, анестетики и тонизирующие средства. И хоть их эффективность была довольно сомнительной, отрасль процветала.
Сохранилась, например, запись из «Американского журнала науки» 1833 года, описывающая, как из-за огромного спроса на нефть цены на неё выросли до 40–50 центов за пузырёк (в этой же записи упоминается, что нефть удивительно быстро излечивает недуги лошадей, но нам остаётся лишь поверить на слово).
При этом в районах, где было много нефти, её использовали как замену более дорогому китовому жиру, который тогда использовали в масляных лампах. А ещё как смазочный материал для станков, поскольку американцы быстро заметили, что нефть позволяет поддерживать работоспособность деталей лучше, чем животные и растительные жиры.
Киты и керосин
По причине удорожания китового жира как основного вещества для наполнения ламп, американские предприниматели стали искать ему альтернативы. Так, например, появился камфин — осветительная жидкость, изготовленная из смеси скипидара и спирта. Камфин приобрел большую, но недолгую популярность — во время Гражданской войны в США на все спирты ввели огромный налог, который заставил рынок в очередной раз искать новое топливо.
Марка с изображением спасителя китов
Так и настал черёд керосина, который уже надолго закрепился в истории нашей цивилизации. Его отцом можно назвать Авраама Геснера, одного из пионеров каменноугольного топлива. На основе всех имеющихся на тот момент знаний о переработке углеродов Геснер в 1846 году разработал новые методы работы с горючими (битуминозными) сланцами, выделив новое вещество, которое по качеству освещения не уступало привычному китовому жиру.
Открытие Геснера продвинуло отрасль не столько в силу самих технологий (которые довольно оперативно усовершенствовали его современники), сколько благодаря демонстрации экономических преимуществ и перспектив нефти в роли топлива. Уже к 1859 году в США работало около 33 предприятий по переработке нефти, которые и начали заниматься целенаправленным бурением нефтяных скважин.
Рокфеллер и бензин
В 1862 году нефтеперерабатывающий завод приобрёл некий Джон Рокфеллер вместе со своими партнёрами. Успехи в бизнесе позволили Рокфеллеру уже в 1870 году основать собственную компанию — Standard Oil, а его необычайная хваткость — уже к 1880 году стать монополистом. Развитие отрасли было опосредовано не менее стремительным развитием технологий, которые позволили путём перегонки нефти выделить более лёгкий, чем керосин, продукт — бензин.
Standard Oil приобретала едва ли не каждый патент, который мог способствовать прибыльности бизнеса, и её успеху не мешали ни конкуренты, ни законодательство. Единственное, что ставило прибыли компании под угрозу — растущие темпы электрификации городов, которые существенно снижали популярность нефтепродуктов как горючих жидкостей для освещения.
Но и здесь обстоятельства в итоге сыграли компании на руку — ведь параллельно с электрификацией шёл другой, не менее важный процесс: разработка двигателей внутреннего сгорания. В 1877 году немецкий инженер Николаус Отто представил миру четырёхтактный газовый двигатель, в 1883 году появился бензиновый двигатель Даймлера и Майбаха, а уже в 1886 был создан первый в мире автомобиль Карла Бенца — Motorwagen.
Вот так выглядел двигатель Отто. А разработанный им цикл из 4-х тактов применяется в двигателях и по сей день.
Не менее активно над автомобилями работали Уильям Дюрант и Генри Форд, которые сделали автомобили по-настоящему массовыми. К 1910 году продажи бензина превзошли совокупные продажи керосина и осветительного масла, а количество автомобилей Ford и General Motors росло в геометрической прогрессии, достигнув около 2,5 млн единиц к 1915 году и более 9,2 млн — к 1920 году.
Шуховская установка для термического крекинга, г. Баку.
Ошеломительный спрос на бензин позволила удовлетворить технология крекинга, запатентованная в 1891 году нашим соотечественником Владимиром Шуховым. Переработка нефти при высокой температуре в непрерывно действующей трубчатой установке позволила получать гораздо больше бензина. И как это часто бывает при диффузии инноваций, технология Шухова распространилась по всему миру, подтолкнув триумфальное шествие нефти в роли «чёрного золота».
Если вам понравилась статья, дайте знать — так мы будем чаще радовать вас материалами об истории нефтепереработки и нефтехимии :)
