بنزین بدون سرب از کجا می‌آید؟

[h.l.a]

[FONT=&quot] احتمالاً بر روی بسیاری از پمپ بنزین‌ها عبارت «بنزین بدون سرب» را دیده‌اید. بعید است کم سن و سال‌ها، دورانی غیر از بنزین بدون سرب را به خاطر داشته باشند اما روزگاری در کشور سه نوع بنزین معمولی (دارای ترکیبات سرب)، سوپر و بدون سرب عرضه می‌شد تا اینکه در اوایل دهه 80، عرضه بنزین بدون سرب به صورت سراسری آغاز شد و بنزین‌های معمولی از چرخه سوخت کشور حذف شدند. اما این سرب از کجا وارد بنزین شده بود و چرا حذف شد و اکنون چه چیزی جایگزین سرب در بنزین شده است؟ این‌ها سئوالاتی است که در این بخش به آن‌ها پاسخ خواهیم داد[/FONT][FONT=&quot]. [/FONT]

[FONT=&quot]سرب در بنزین؛ چرا؟[/FONT][FONT=&quot]
[/FONT][FONT=&quot]قبل از اینکه به حذف سرب از بنزین و سایر مسایل مربوط به آن برسیم در ابتدا بهتر است پاسخ این سؤال را بررسی کنیم که اصولاً سرب چرا باید در بنزین وجود داشته باشد در حالی که بنزین یک مشتق نفتی است[/FONT][FONT=&quot].‌
[/FONT][FONT=&quot]سرب موجود در بنزین پس از پروسه تولید و به عنوان یک افزودنی به بنزین اضافه می‌شده است. البته سرب به طور طبیعی یک فلز جامد است و نمی‌توان آن را به طور مستقیم به بنزین وارد کرد. سربی که در بنزین وجود داشته ناشی از افزودن ماده‌ای به نام تترا اتیل سرب بوده که ماده‌ای بسیار سمی و خطر‌ناک است. علت افزودن این ماده به بنزین کاهش پدیده‌ای موسوم به کوبش یا ناک موتور و افزایش اکتان سوخت است[/FONT][FONT=&quot].
[/FONT][FONT=&quot]پدیده ناک ناشی از مصرف بنزین با اکتان پایین در موتور‌هایی با ضریب تراکم بالاتر است. هر چه اکتان بنزین پایین‌تر باشد در مقابل فشرده شدن در داخل سیلندر مقاومت کمتری از خود نشان می‌دهد و مشتعل می‌شود. به این ترتیب اگر از بنزین با اکتان پایین در موتور خودرویی با ضریب تراکم بالا استفاده شود، پیش از آنکه پیستون به نقطه مرگ بالا برسد، در اثر فشرده شدن مخلوط سوخت و هوا، بنزین مشتعل می‌شود و ضربه‌ای به پیستون وارد می‌کند. این ضربه به دلیل آنکه زودتر از موقع مناسب وارد می‌شود نمی‌تواند منجر به حرکت پیستون به سمت پایین شود و چون در زمان حرکت پیستون به سمت بالا وارد می‌شود به صورت یک کوبش در موتور حس شده و در نهایت منجر به آسیب به موتور می‌شود. برای جلوگیری از این پدیده، از سال‌ها قبل با استفاده تترا اتیل سرب در بنزین معمول بود. حتی زمان جنگ جهانی دوم هم استفاده از این ماده بود که به موتور جنگنده‌های نظامی امکان داد به قدرت‌های بالای 1000 اسب‌بخار دست پیدا کنند چرا که اکتان بنزین مورد استفاده آن‌ها را به اعدادی در حدود 150 می‌رساند و به این ترتیب این موتور‌ها می‌توانستند با ضریب تراکم بالا ساخته شوند و ضریب تراکم بالا به معنی قدرت بیشتر است. به علاوه این ماده مانع از چسبندگی سوپاپ دود و نشیمنگاه آن می‌شود. البته اروپایی‌ها در سال‌های دور برای کمک به ارتقاء اکتان بنزین مصرفی خود از اتانول نیز استفاده می‌کردند. اتانول هر چند می‌توانست تا حدودی به افزایش اکتان کمک کند اما مشکلات خود را نیز داشت که مهم‌ترینشان جذب رطوبت توسط آن بود که باعث آسیب به مجاری سوخت‌رسانی خودرو می‌شد ضمن آنکه میزان حل شدن آن در بنزین نیز کمتر از تترا اتیل سرب بود و به این ترتیب استفاده از آن در اروپا هم کنار گذاشته شد[/FONT][FONT=&quot].
[/FONT][FONT=&quot]دردسر‌های سرب آغاز می‌شود[/FONT][FONT=&quot]
[/FONT][FONT=&quot]با وجود تمام این مزایا، وجود ترکیبات سرب داخل بنزین مشکلاتی را به دنبال داشت که به آرامی آشکار شدند و توجهات را به سمت یافتن جانشینی برای آن جلب کردند. انتشار سرب ناشی از بنزین‌های سرب‌دار یکی از بزرگترین تهدیدات برای سلامتی افراد جامعه است. سرب قابلیت نفوذپذیری و ماندگاری در سیستم عصبی را دارد و تحقیقات نشان داده وجود مقادیر بسیار اندکی از این ماده در خون کودکان سبب کاهش هوش آن‌ها می‌شود[/FONT][FONT=&quot]. [/FONT][FONT=&quot]با در نظر گرفتن این موضوعات و انبوهی از بیماری‌های دیگر مرتبط با سرب بود که از اواخر دهه 80‌، روند حذف سرب از بنزین‌های تولیدی آغاز شد و ماده‌ای موسوم به[/FONT][FONT=&quot] MTBE [/FONT][FONT=&quot]جایگزین آن شد. یکی دیگر از مضرات بنزین‌های سرب‌دار، اثر مخربی است که ترکیبات سرب بر کاتالیزور‌های این خودرو‌ها بر جای می‌گذارند و به این ترتیب دولت‌ها ناچار شدند استفاده از بنزین‌های حاوی افزودنی سرب را متوقف کنند چرا که پیش از آن استفاده از کاتالیزور در بسیاری از کشور‌ها الزامی شده بود و بنزین بدون سرب هم در کنار بنزین‌های دارای سرب عرضه می‌شد و به این ترتیب تناقض استفاده از بنزین دارای ترکیبات سرب و کاتالیزور بر طرف شد. البته روند استفاده از این مکمل به اواخر دهه [/FONT][FONT=&quot]70 [/FONT][FONT=&quot]باز می‌گشت اما حدود یک دهه طول کشید تا کشور‌ها قوانین محدود‌کننده را بر ضد استفاده از تترا اتیل سرب وضع کنند و استفاده از[/FONT][FONT=&quot] MTBE [/FONT][FONT=&quot]الزامی شود و بنزین‌های بدون سرب پا به میدان بگذارند[/FONT][FONT=&quot].
MTBE
[/FONT][FONT=&quot]پس از حذف افزودنی‌های سرب از بنزین، ماده‌ای موسوم به[/FONT][FONT=&quot] MTBE [/FONT][FONT=&quot]جایگزین شد که مخفف عبارت[/FONT][FONT=&quot]Methyl Tertiary Butyl Ether [/FONT][FONT=&quot]است. اگر از دیدن نام طولانی‌اش تعجب کرده‌اید بهتر است نگاهی به فرمول[/FONT][FONT=&quot] (CH3)3COCH3‌ [/FONT][FONT=&quot]بیندازید. دانشمندان حدود دهه 30 میلادی به خاصیت افزایش اکتان ترکیباتی از این دست پی بردند اما به دلیل وجود افزودنی‌های مبتنی بر سرب و عدم شناخت از مشکلات سرب، استفاده از آن‌ها عمومیت پیدا نکرد اما از دهه 70 به مرور جانشین سرب شدند. البته نام کامل و یا فرمول[/FONT][FONT=&quot] MTBE [/FONT][FONT=&quot]مهم نیست بلکه کارایی آن مهم است. این ماده که امروزه در بنزین ویژه خودرو‌ها به طور کامل جانشین ترکیبات سرب شده دو وظیفه مهم را در زمان احتراق بر عهده دارد: نخستین وظیفه[/FONT][FONT=&quot] MTBE [/FONT][FONT=&quot]بدون شک افزایش اکتان بنزین است تا بنزین بتواند خود را ضریب تراکم بالای موتور‌های جدید همراه کند. در کنار این، [/FONT][FONT=&quot]MTBE [/FONT][FONT=&quot]به دلیل آنکه در ترکیب خود اکسیژن دارد، وقتی واکنش نشان می‌دهد از خود اکسیژن آزاد می‌کند. این اکسیژن آزاد شده در محفظه احتراق به سوختن بهتر هیدروکربن‌ها کمک می‌کند و به این ترتیب میزان کمتری هیدروکربن نسوخته از موتور خارج می‌شود که خود کمک موثری در زمینه کاهش آلایندگی خودرو‌ها است. دقیقاً همین خاصیت[/FONT][FONT=&quot] MTBE [/FONT][FONT=&quot]است که برای علاقه‌مندان محیط‌زیست و البته مسئولین سازمان‌های حفاظت از محیط‌زیست کشور‌ها جذاب است و به همین دلیل در بسیاری از کشور‌ها تنها تاکید شده تولید‌کنندگان بنزین باید از افزودنی استفاده کنند که تولید اکسیژن کند تا از میزان هیدروکربن‌های نسوخته موتور کم شود و به نام[/FONT][FONT=&quot]MTBE [/FONT][FONT=&quot]اشاره نشده است. در حال حاضر چند افزودنی دیگر نیز در این زمینه تولید شده است اما[/FONT][FONT=&quot] MTBE [/FONT][FONT=&quot]ارزان‌تر از سایر افزودنی‌ها است و به همین دلیل در حال حاضر جانشینی ندارد. البته اتانول که پیش از این اشاره شد نیز یک ترکیب اکسیژنه است اما به دلیل مشکلاتی که قبلاً به آن اشاره کردیم نمی‌توان آن را جایگزین[/FONT][FONT=&quot] MTBE [/FONT][FONT=&quot]کرد[/FONT][FONT=&quot].
[/FONT][FONT=&quot]به طور کلی با افزودن[/FONT][FONT=&quot]MTBE [/FONT][FONT=&quot]تا 15‌درصد حجمی به بنزین موتور می‌توان انتشار هیدروکربن‌های نسوخته را تا 7.5‌درصد و مونواکسید کربن را تا 14.5‌درصد کاهش داد ضمن آنکه به دلیل جلوگیری از بروز پدیده ناک، از آسیب به موتور هم جلوگیری می‌شود[/FONT][FONT=&quot].
[/FONT][FONT=&quot]دردسر‌های[/FONT][FONT=&quot] MTBE
[/FONT][FONT=&quot]هر چند[/FONT][FONT=&quot] MTBE [/FONT][FONT=&quot]اثرات زیان بار تترا اتیل سرب را بر سلامت انسان ندارد، اما احتمال آلودگی زیست‌محیطی توسط آن بسیار بالا است[/FONT][FONT=&quot]. MTBE [/FONT][FONT=&quot]با نسبت بالا در آب حل می‌شود و می‌تواند منابع آب‌های زیر‌زمینی را آلوده کند. نشتی بنزین از مخازن زیر‌زمینی پمپ بنزین‌ها خطر اصلی در این زمینه است. هر چند تحقیقات نشان داده[/FONT][FONT=&quot] MTBE [/FONT][FONT=&quot]اثرات سرطانی ندارد اما محدوده‌های مجازی برای میزان[/FONT][FONT=&quot] MTBE [/FONT][FONT=&quot]موجود در آب آشامیدنی وضع شده است. از سوی دیگر تماس این ماده با پوست می‌تواند منجر به بروز حساسیت‌های پوستی شود و به همین دلیل اکیداً توصیه می‌شود از بنزین برای شست‌وشوی دست‌ها و ماشین‌آلات استفاده نشود[/FONT][FONT=&quot].
[/FONT][FONT=&quot]این ماده به طور خالص خاصیت خوردگی داشته و به همین دلیل حمل و نقل آن نیاز به مراقبت‌های ویژه‌ای دارد ضمن آنکه قابل اشتعال نیز هست. با وجود این معایب و البته این نکته که استفاده از آن اندکی قیمت بنزین را بالا می‌برد، در حال حاضر بهترین مکمل برای افزایش اکتان همین ماده است و در سرتاسر جهان نیز از آن استفاده می‌شود[/FONT][FONT=&quot].
MTBE [/FONT][FONT=&quot]و خودرو‌های قدیمی[/FONT][FONT=&quot]
[/FONT][FONT=&quot]در حال حاضر تمامی خودرو‌ها تولید داخل، حتی آن‌هایی که از تکنولوژی‌های قدیمی بهره می‌برند قابلیت استفاده از بنزین بدون سرب را دارند. در مورد خودرو‌هایی با تکنولوژی قدیمی، بهینه‌سازی‌های لازم انجام شده است و تمامی آن‌ها از دهه 70 به این سو برای استفاده از بنزین بدون سرب مشکلی ندارند. خودرو‌های اروپایی از اواسط دهه [/FONT][FONT=&quot]80 [/FONT][FONT=&quot]میلادی و خودرو‌های آمریکایی و ژاپنی از اواسط دهه 70 به این سو می‌توانند بدون مشکل از بنزین بدون سرب استفاده کنند. برای سایر خودرو‌ها که موتور آن‌ها برای استفاده از بنزین دارای ترکیبات سرب طراحی شده است،[/FONT][FONT=&quot] [/FONT][FONT=&quot]نیاز به تعویض قطعاتی مانند شیلنگ‌ها و واشر‌ها وجود دارد ضمن آنکه سوپاپ‌های آن‌ها نیز در معرض آسیب تدریجی است هر چند مکمل‌هایی برای این منظور پیشنهاد شده است[/FONT]

 

[pc-isar]

با تشكر از كاربر خوبمان hla از پست مفيد ارسالي