Чем отличается этилированный бензин от неэтилированного

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.

• Запретить в США использование тетраэтилсвинца в качестве октанирующей присадки удалось лишь в 1972 году.
• Закрыть все производства этилированного бензина в США не удавалось ещё почти двадцать лет, так как их дешевизна окупала все штрафы и санкции.
• Полностью прекратить выпуск этилированного бензина в Европе удалось лишь к 2000 году.
• В России законодательно запретили производить этилированный бензин в 1986 году, но лишь в 2003 году было закрыто последнее предприятие, которое его производило.
• В настоящее время от выпуска этилированного бензина не отказались лишь самые бедные страны – Йемен, Афганистан и несколько других государств.

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.

Читайте также: Как уменьшить расход бензина .

Основные характеристики и различия этилированного и неэтилированного бензина

• Как создали этилированный бензин
• Опасность тетраэтилсвинца
• Почему использование этилированного топлива имело большие масштабы

Точно такое же предупреждение можно прочитать и возле топливного бака. Но большинство пользователей даже не предполагают, что этилированный и неэтилированный бензины – это разное топливо. У них существенные различия между собой.

Что такое этилированный бензин? Эта разновидность топлива получила широкое распространение при заправке автомобилей в минувшем веке.

У этилированного бензина плохие для здоровья характеристики. В нем содержится тетраэтилсвинец. Это такое вещество, которое даже в незначительном количестве может вызвать смерть человека или сильно повредить здоровью.

Как создали этилированный бензин

Тем самым она высвобождает очень много свободной энергии. Вот почему тепловой баланс внутри двигателя нарушается. В результате – необратимые последствия. Агрегат выходит из строя очень быстро.

В 1921 году силами американских ученых было сделано важное открытие. После множества экспериментов они сделали вывод о том, что тетраэтилсвинец является таким синтетическим веществом, которое может поднимать сопротивляемость к самопроизвольному возгоранию даже самого низкопробного и дешевого бензина.

Производители топлива для автомобилей проявили большой интерес к этому веществу. В том числе и крупнейшие корпорации. В результате совместными усилиями было возведено предприятие, которое начало в промышленных масштабах выпускать тетраэтилсвинец.

Опасность тетраэтилсвинца

При этом он негативно воздействует на кору головного мозга, а также центральную нервную систему. И если вдыхать его пары, то это может привести к тому, что дыхательная система будет парализована. Может быть даже летальный исход.

Конечно, речь не идет о том, что смерть наступит сразу же, но этилированный бензин способствует тому, что образуются раковые клетки. Значит, проблема только в том, как быстро это произойдет.

Парами этого бензина можно отравиться быстро. И это можно понять по тому, какие симптомы начинают проявляться. Это не только головная боль. У человека нарушается координация движений. Его начинает терзать кашель. Он чувствует раздражение в области носа. Воздействие паров бензина можно ощутить уже в течении 2-3 минут после того, как вдохнул воздух с двухпроцентной концентрацией этого вредного вещества.

Это вещество опасно еще и тем, что оно способно проникать в человеческий организм даже через кожу, которая не повреждена. Основные признаки отравления тетраэтилсвинцом – это не только сильные галлюцинации, но и приступы паники.

Предприятие работало долгие годы и выпускало продукцию, несмотря на то, что она представляла реальную опасность. И что же? В 1978 году практических у всех, кто проживал в США, свинца в крови было гораздо больше, чем предусмотрено нормой. В результате завод свернул свою деятельность. Но компетентные органы лишь через шестнадцать лет отдали такое распоряжение.

Почему использование этилированного топлива имело большие масштабы

Зачем покупать дорогой бензин? Ведь можно купить самый дешевый вариант и добавить в него дешевый тетраэтилсвинец, который изготавливают собственными силами? Именно так можно было получить этилированный бензин, который будет полностью идентичный по своим характеристикам тем видам бензина, которые более дорогие.

Этот бензин также представляет опасность, как и тетраэтилсвинец. Вот почему его запретили во всех странах Европы, как и во многих штатах США. В России этилированный бензин и поныне распространен. Его запретили к продаже только в таких мегаполисах, как Москва и Санкт-Петербург. Это топливо опасно тем, что его на глазок невозможно отличить от неэтилированного.

Ученые разработали синтетический аналог этилированного бензина — биобензин. Он отличается от этилированного бензина тем, что в него добавляется этиловый спирт, а не тетраэтилсвинец. Это вещество тоже токсичное. Однако оно не может накапливаться в организме. Что касается продуктов распада этилового спирта, то оно не несет вреда. Такой бензин в Германии и Финляндии очень популярен.

Тетраэтилсвинец

Тетраэтилсвине́ц (ТЭС) Pb(CH₃CH₂)₄ — ядовитое и канцерогенное металлоорганическое соединение. Применялось в основном как антидетонирующая присадка к моторному топливу, повышающая его октановое число.

Содержание

• 1 История
• 2 Физические свойства
• 3 Получение
• 4 Отравление тетраэтилсвинцом
  • 4.1 Патогенез
  • 4.2 Хроническое отравление
  • 4.3 Лечение
• 5 Влияние на преступность
• 6 См. также
• 7 Примечания

История [ править | править код ]

Впервые антидетонационный эффект ТЭС был открыт в 1921 году в США на фирме «General Motors». В 1923 году три крупнейшие американские корпорации «Дженерал моторс», «DuPont» и «Standard Oil» создали совместное предприятие, названное «Ethyl Gasoline Corporation». Название «этил» было выбрано специально, чтобы не пугать людей словом «свинец». Автор этого изобретения Томас Миджли прекрасно знал об опасности отравления свинцом и предупреждал начальство, но деньги были важнее. Почти сразу у рабочих на производстве стали появляться неустойчивая походка и нарушения психики. Так в 1924 году на одной плохо вентилируемой установке за несколько дней погибли пять рабочих и еще тридцать пять стали инвалидами. «Ethyl Corporation» всегда следовала практике твердого отрицания ядовитости своей продукции [2] . В последующие несколько десятилетий основная масса бензина в Штатах содержала ТЭС.

Вредные эффекты, вызываемые свинцом, были известны начиная с конца сороковых — начала пятидесятых годов. В 1965 году упорную борьбу за запрещение тетраэтилсвинца начал американский геофизик Клер Кэмерон Паттерсон. Собирая данные о катастрофическом увеличении содержания свинца в атмосфере и о накапливании его в организмах людей, Паттерсон доказывал необходимость запрещения использования этого вещества. Однако длительное время никаких мер не предпринималось из-за сильного лобби производителей топлива.

Тем не менее, в 1972 году американское Агентство по предотвращению загрязнения окружающей среды (EPA) ввело запрет на использование ТЭС и производство двигателей, рассчитанных на этилированный бензин; в ответ последовал иск от производителей. EPA выиграла процесс, и с 1976 года началось постепенное вытеснение ТЭС-содержащегося топлива, которое было завершено к 1986 году. По результатам исследований, к 1994 году содержание свинца в крови американцев снизилось по сравнению с 1978 годом на 78 %.

Тетраэтилсвинец широко использовался в том числе и в СССР. В содержащий его автомобильный бензин с целью маркировки добавлялся краситель: до 1979 года содержащие тетраэтилсвинец бензины АИ93, А-76 и А-66 окрашивались в синий, зелёный, оранжевый цвета соответственно, неэтилированный А-72 не окрашивался [3] . С 1979 года этилированные бензины стали окрашивать в оранжево-красный (АИ-93), жёлтый (А-76), синий (АИ-98) [4] :93 , зелёный (А-66) или розовый (А-72) цвета [5] . В инструкции вносились требования по соблюдению мер техники безопасности при работе с топливом и топливной аппаратурой автомобилей. С конца 1970-х годов (ГОСТ 2084—77) начался процесс отказа от использования ТЭС, завершившийся в 2000-е годы.

В Евросоюзе этилированный бензин был запрещён с 1 января 2000 года, хотя большинство стран-членов ввело подобный запрет значительно раньше. В Великобритании продолжают производить небольшие количества этилированного бензина, облагаемого повышенным налогом. Китай отказался от использования ТЭС в 2000 году [6] , но некоторое количество бензина производится на экспорт. В России этилированный бензин был запрещён с 15 ноября 2002 года [7] .

Таким образом, в связи с высокой канцерогенной активностью тетраэтилсвинца и загрязнением окружающей среды свинцом при его использовании, к настоящему моменту [ когда? ] времени от добавления тетраэтилсвинца в топливо в основном отказались. Ещё одна причина отказа от использования тетраэтилсвинца — в использовании в современных [ когда? ] автомобилях каталитических нейтрализаторов, так как тетраэтилсвинец является причиной выхода нейтрализатора из строя [8] . Тетраэтилсвинец продолжают добавлять в авиационный бензин [9] и топливо для некоторых гоночных двигателей. Тем не менее этилированный бензин всё ещё используется в слаборазвитых странах вроде Йемена, Палестины, Афганистана или Северной Кореи из-за относительных дешевизны и простоты в производстве.

В настоящее [ когда? ] время вместо ТЭС используются менее вредные высокооктановые добавки, такие, как ферроцен или метил-трет-бутиловый эфир. В некоторых странах используют в качестве добавки этанол, также обладающий довольно высоким октановым числом.

Физические свойства [ править | править код ]

Тетраэтилсвинец — бесцветная маслянистая летучая жидкость с плотностью 1,65 г/см³, температурой кипения 80 °C с разложением.

Получение [ править | править код ]

Тетраэтилсвинец получают при взаимодействии хлористого этила C₂H₅Cl и сплава свинца с натрием PbNa (около 10 % Na).

Отравление тетраэтилсвинцом [ править | править код ]

Тетраэтилсвинец — летучая ядовитая жидкость, которая при температуре 0° переходит в парообразное состояние [ источник не указан 90 дней ] и через верхние дыхательные пути проникает в организм. Тетраэтилсвинец может проникать в организм и через неповрежденную кожу. Это вещество является сильным ядом, который избирательно поражает нервную систему, вызывая острые, подострые и хронические отравления. Последние обусловливаются функциональной кумуляцией, свойственной этому токсическому веществу.

Чаще отравления бывают острые и подострые. Поражается прежде всего кора большого мозга. В области вегетативных центров промежуточного мозга возникает очаг застойного возбуждения, что приводит к грубым нарушениям корково-подкорковых взаимосвязей.

Патогенез [ править | править код ]

В патогенезе отравлений тетраэтилсвинцом определенную роль играет нарушение ферментативных процессов, приводящее к развитию дегенеративных изменений в нервных клетках на фоне выраженных сосудистых расстройств (гиперемия, отек, кровоизлияния).

В развитии клинической картины острого отравления (при случайном заглатывании этилированного бензина, при случайном попадании его на большую поверхность кожи) выделяют 3 стадии — начальную, предкульминационную и кульминационную.

В начальной стадии отмечаются выраженные вегетативные расстройства: гипотермия, артериальная гипотензия и брадикардия, гиперсаливация на фоне нарушения сна, страха смерти по ночам, тревожного, подавленного настроения, головной боли, общей слабости (вегетативно-астенический синдром). В этом периоде наблюдаются своеобразные парестезии в виде ощущения клубка волос или нитей на языке.

В предкульминационной стадии проявляются резко выраженные психические нарушения: страх смерти начинает беспокоить больного не только ночью, но и днем; появляются слуховые, зрительные, тактильные галлюцинации устрашающего характера, бред преследования и отношения. Под влиянием бреда развивается психомоторное возбуждение; больные становятся агрессивными; нередки случаи, когда, пытаясь спасти свою жизнь от якобы преследующих их лиц, больные выбрасывались из окон. В клинической картине обнаруживаются признаки органического поражения головного мозга: атаксия, интенционный тремор, нистагм, анизорефлексия, дизартрия, эйфория.

В кульминационной стадии психомоторное возбуждение достигает максимального напряжения. Сознание у больных спутано. Им кажется, что их режут на куски, что тело их обвивают змеи, и т. п. Могут развиваться эпилептические припадки. На высоте психомоторного возбуждения гипотермия сменяется гипертермией (до 40 °C), артериальная гипотензия — гипертензией, брадикардия — тахикардией. Резко выраженная дистония вегетативных центров может привести к развитию коллапса, заканчивающегося смертью.

В тех случаях, когда делирий затягивается, прогноз благоприятен. На смену психомоторному возбуждению приходит вегетативно-астеническое состояние. Могут оставаться дефекты психики, эмоциональная тупость, снижение интеллекта, потеря интереса к окружающему и др.

Хроническое отравление [ править | править код ]

Хроническое отравление возможно у лиц, длительно контактирующих с малыми дозами тетраэтилсвинца. Клиническая картина отравления, как и при других интоксикациях, в начальных стадиях характеризуется вегетативно-астеническим состоянием, когда отмечается повышенная утомляемость, снижение памяти и внимания, тревожный, прерывистый сон, эмоциональная неустойчивость, брадикардия, артериальная гипотензия, гипотермия, гиперсаливация, гипергидроз. Начальная стадия хронического отравления тетраэтилсвинцом, как и при отравлениях другими ядами, носит обратимый характер.

Следующая стадия, развивающаяся по мере нарастания хронического отравления, характеризуется появлением органических изменений в головном мозге. Это различные формы энцефалопатий с выраженными расстройствами психики (тревога, страх, галлюцинации) на фоне таких симптомов, как нистагм, дизартрия, атаксия, интенционный тремор, анизорефлексия, снижение интеллекта.

Третья стадия при хроническом отравлении тетраэтилсвинцом встречается редко и протекает как токсический психоз.

Лечение [ править | править код ]

Для нормализации корково-подкорковых взаимосвязей рекомендуются снотворные (барбитураты), гексенал, аминазин, наркотики (кроме морфина, который дает парадоксальный эффект, усиливая возбуждение). Назначаются также внутривенно глюкоза с витаминами группы В и аскорбиновой кислотой, дегидратирующие средства (глюкоза, магния сульфат), а также сердечные и сосудистые средства (при коллапсе).

Профилактика интоксикаций тетраэтилсвинцом и его смесями требует дальнейшего совершенствования технологического процесса и повышения культуры труда. При попадании тетраэтилсвинца на кожу необходимо тут же удалить его с помощью керосина или бензина. По окончании работы необходимо систематически пользоваться душем. Один раз в три месяца необходимо проводить медицинские осмотры лиц, работающих на заводах, производящих Тетраэтилсвинец, и один раз в 12 месяцев — лиц, работающих с этилированным бензином. Медосмотры необходимы для своевременного выявления начальных форм интоксикации. В медосмотрах должны обязательно участвовать невропатолог и терапевт, другие специалисты — по мере необходимости.

Влияние на преступность [ править | править код ]

Согласно влиятельной гипотезе [ какой? ] , предложенной для объяснения флуктуаций уровня преступности во второй половине XX и начале XXI века, отравление тетраэтилсвинцом в детском возрасте влекло за собой нарушение развития центральной нервной системы, следствием чего было увеличение делинквентного поведения во взрослом возрасте, что повлекло рост преступности с 1960-х по начало 1990-х годов. Падение уровня преступности с 1990-х годов, согласно этой гипотезе, объясняется снижением потребления бензина, изготовленного с использованием тетраэтилсвинца начиная с 1970-х годов [10] .

Этилированное и неэтилированное автомобильное топливо

Тетраэтилсвинец впервые начали добавлять в бензин в 1920-х годах с целью зaмедлить скорость горения, улучшить процесс сгорания и увеличить октановое число топлива. Это обходилось дешевле, чем дальнейшая очистка топлива бензиновыми компаниями.

Первый реальный шаг к использованию неэтилированного топлива был сделай в Лос-Анджелесе в Калифорнии. Чтобы уменьшить серьезную для этого городя проблему смога, решено было использовать каталитические конвертеры. Однако если использовалось этилированное топливо, катализатор выводился из строя. Дальнейшее исследование, показавшее, что свинец вызывает повреждение головного мозга у детей, возвестило конец эры этилированного топлива. Этот процесс распространился по всему миру и все ещё идет.

Теперь получено новое свидетельство, проливающее свет на то, чем заканчивается для окружающей среды применение добавок, используемых вместо свинца. Два главных преступника — это бензол, который неразрывно связан с лейкемией, и антиокислительная присадка МТВЕ (Methyl tertiary butyl), отравляющий воду и ядовитый почти для вссх живых сушеств. Эти добавки — потенциально намного более страшная проблема, чем свинец, который, оказалось, не так уж страшен, как думали вначале.

Важно, однако, отметить, что все это находится еще в стадии обсуждения; для полностью аргументированного заключения необходимы дальнейшие исследования. Отметим, впрочем, что любая технологическая проблема оказывается гораздо более емкой, чем та причина, по которой она исследуется в первый раз.

Современные двигатели теперь разрабатываются для работы на неэтилированном топливе, при этом производится укрепление посадочных мест (седел) выпускных клапанов. В Европе и других местах этилированное топливо ныне полностью выведено из производства. Это стало проблемой для владельцев классических транспортных средств. В принципе, известны многие виды добавок, но они не столь хороши как тетраэтилсвинец. Вот список комментариев, которые я составил из множества источников:

• все двигатели с чугунными головками, не имеющие специального усиления седел выпускных клапанов, подвержены риску повреждения при работе на неэтилированном топливе. Степень повреждения зависит от конструкции и от оборотов двигателя;
• никакие бензиновые добавки не предотвращают прогар седла клапана полностью. Одни лучше, другие хуже, но ни одна не заменит действие свинца;
• минимальный критический уровень свинца в топливе — примерно 0,07 г на литр. Настоящий уровень в некоторых этилированных видах топлива составляет 0,15 г на литр и, вероятно, можно успешно смешивать этилированный и неэтилированный бензин;
• невозможно точно предсказать скорость износа, нередко преобладающий износ обнаруживается только в одном цилиндре:
• установка усиленных клапанов или выполнение СВЧ-закалки посадочных мест эффективно на всех двигателях, где эти работы могли быть сделаны;
• тесты, проведенные компанией Rover, кажется, оправдывают теорию, что хотя неэтилированный бензин и повреждает все чугунные головки, менее дотошный водитель не будет замечать никаких проблем, пока не преодолеет расстояние, которое мог бы преодолеть на этилированном топливе;
• когда незащищенные двигатели проверяют на стенде при работе с неэтилированным топливом и затем полностью разбирают, повреждение всегда будет заметно. Однако водители редко жалуются на неприятность в работе, исходящую от неэтилированного топлива, возможно, потому, что они еще не перебирали свой двигатель или не достигли соответствующей величины пробега.

Я предоставляю вам самим составить собственное мнение об этих фактах.