درباره بنزین بدون سرب

بنزین بدون سرب از کجا می آید؟
 اصولاً سرب چرا باید در بنزین وجود داشته باشد در حالی که بنزین یک مشتق نفتی است. سرب موجود در بنزین پس از پروسه تولید و به عنوان یک افزودنی به بنزین اضافه می شده است. البته سرب به طور طبیعی یک فلز جامد است و نمی توان آن را به طور مستقیم به بنزین وارد کرد. سربی که در بنزین وجود داشته ناشی از افزودن ماده ای به نام تترا اتیل سرب بوده که ماده ای بسیار سمی و خطر ناک است.

علت افزودن این ماده به بنزین کاهش پدیده ای موسوم به کوبش یا ناک موتور و افزایش اکتان سوخت است. پدیده ناک ناشی از مصرف بنزین با اکتان پایین در موتور هایی با ضریب تراکم بالاتر است. هر چه اکتان بنزین پایین تر باشد در مقابل فشرده شدن در داخل سیلندر مقاومت کمتری از خود نشان می دهد و مشتعل می شود.

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 می شود و ضربه ای به پیستون وارد می کند.

این ضربه به دلیل آنکه زودتر از موقع مناسب وارد می شود نمی تواند منجر به حرکت پیستون به سمت پایین شود و چون در زمان حرکت پیستون به سمت بالا وارد می شود به صورت یک کوبش در موتور حس شده و در نهایت منجر به آسیب به موتور می شود. برای جلوگیری از این پدیده، از سال ها قبل با استفاده تترا اتیل سرب در بنزین معمول بود.

حتی زمان جنگ جهانی دوم هم استفاده از این ماده بود که به موتور جنگنده های نظامی امکان داد به قدرت های بالای 1000 اسب بخار دست پیدا کنند چرا که اکتان بنزین مورد استفاده آن ها را به اعدادی در حدود 150 می رساند و به این ترتیب این موتور ها می توانستند 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 می شود. البته اروپایی ها در سال های دور برای کمک به ارتقاء اکتان بنزین مصرفی خود از اتانول نیز استفاده می کردند.

اتانول هر چند می توانست تا حدودی به افزایش اکتان کمک کند اما مشکلات خود را نیز داشت که مهم ترینشان جذب رطوبت توسط آن بود که باعث آسیب به مجاری سوخت رسانی خودرو می شد 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.

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 بنزین های سرب دار یکی از بزرگ ترین 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 آن ها می شود. یکی دیگر از مضرات بنزین های سرب دار، اثر مخربی است که ترکیبات سرب بر کاتالیزور های این خودرو ها بر جای می گذارند و به این ترتیب دولت ها ناچار شدند استفاده از بنزین های حاوی افزودنی سرب را متوقف کنند.

با در نظر گرفتن این موضوعات و انبوهی از بیماری های دیگر مرتبط با سرب بود که از اواخر دهه 80، روند حذف سرب از بنزین های تولیدی آغاز شد و ماده ای موسوم به MTBE (Methyl Tertiary Butyl Ether) جایگزین آن شد.

MTBE
این ماده که امروزه در بنزین ویژه خودرو ها به طور کامل جانشین ترکیبات سرب شده دو وظیفه مهم را در زمان احتراق بر عهده دارد نخستین وظیفه MTBE بدون شک افزایش اکتان بنزین است تا بنزین بتواند خود را ضریب تراکم بالای موتور های جدید همراه کند. در کنار این MTBE به دلیل آنکه در ترکیب خود اکسیژن دارد، وقتی واکنش نشان می دهد از خود اکسیژن آزاد می کند. این اکسیژن آزاد شده در محفظه احتراق به سوختن بهتر هیدروکربن ها کمک می کند و به این ترتیب میزان کمتری هیدروکربن نسوخته از موتور خارج می شود که خود کمک موثری در زمینه کاهش آلایندگی خودرو ها است.

به طور کلی با افزودن MTBE تا 15 درصد حجمی به بنزین موتور می توان انتشار هیدروکربن های نسوخته را تا 7.5 درصد و مونواکسید کربن را تا 14.5 درصد کاهش داد ضمن آنکه به دلیل جلوگیری از بروز پدیده ناک، از آسیب به موتور هم جلوگیری می شود.

دردسر های MTBE
هر چند MTBE اثرات زیان بار تترا اتیل سرب را بر سلامت انسان ندارد، اما احتمال آلودگی زیست محیطی توسط آن بسیار بالا است، MTBE با نسبت بالا در آب حل می شود و می تواند منابع آب های زیر زمینی را آلوده کند.

نشتی بنزین از مخازن زیر زمینی پمپ بنزین ها خطر اصلی در این زمینه است. هر چند تحقیقات نشان دادهMTBE اثرات سرطانی ندارد اما محدوده های مجازی برای میزان MTBE موجود در آب آشامیدنی وضع شده است. از سوی دیگر تماس این ماده با پوست می تواند منجر به بروز حساسیت های پوستی شود و به همین دلیل اکیداً توصیه می شود از بنزین برای شست وشوی دست ها و ماشین آلات استفاده نشود.

این ماده به طور خالص خاصیت خوردگی داشته و به همین دلیل حمل و نقل آن نیاز به مراقبت های ویژه ای دارد ضمن آنکه قابل اشتعال نیز هست. با وجود این معایب و البته این نکته که استفاده از آن اندکی قیمت بنزین را بالا می برد، در حال حاضر بهترین مکمل برای افزایش اکتان همین ماده است و در سرتاسر جهان نیز از آن استفاده می شود.