원유로부터 휘발유 생산

정유과정에서 원유로부터 휘발유 생산량을 증가시키기 위해 정유업체들은 큰 분자들로 구성된 중유 (heavy oil) 유분을  휘발유를 구성하는 작은 분자들로 쪼개기 위해 초기에 열분해 (thermal cracking) 공정을 사용했다(1913년). 고온으로 인해 원하지 않는 부산물이  함께 생성되므로 1928년에 저온에서 운용되는 감압 증류 공정을 도입했다. 1936년에 Eugene Houdry가 안정한 촉매를 이용해서 더 이상 고온조건이 필요하지 않는 공정(촉매 분해공정, catalytic cracking)을 개발하였으며, 1937년에 산업생산 공정에 직접 사용하였고 빠르게 휘발유 정유 공정을 혁신적으로 개선하였다.

     정유 공장

연료 첨가제

초기 자동차 엔진은 저급 휘발유를 사용할 때마다 노킹을 일으켜서 시끄럽게 작동하였다. 1921년에 사에틸납 화합물 (tetraethyl lead)이 첨가된 휘발유를 사용함에 따라 엔진이 더 부드럽고 조용하게 작동하게 되었다. 1926년 경 가솔린의 질 (내압축성(compression tolerance))을 가늠하는 옥탄가 (octane rating)가 도입되었다. 환경 문제를 야기하는 사에틸납 첨가물은 1970년대에 사용이 금지되었다. 오늘날 소량의 산소포함 화합물(알코올, 에테르)이 휘발유에 첨가되어 옥탄가를 높이고 휘발유 성능을 개선하며(금속 불활성제), 엔진 마찰과 마모를 줄이게 되어 엔진 수명을 연장할 수 있게 되었다(세척제). 지리적 이유로 지역에 따라 계절에 따라 연료가 어는 것을 방지하기 위해 메탄올과 같은 화학 첨가제가 사용된다.

촉매 변환기

1975년에 이단계 촉매 변환기(보통 ‘마후라’로 불리는 배기 장치의  중요 부분)가 도입되어 일산화 탄소와 탄화수소 방출을 조절할 수 있게 되었다. 이어서 곧 배기 가스로부터 질소 산화물들을 제거하는 세번째 단계가 추가로 도입되었다. 촉매 변환기는 일련의 화학반응이 금속, 일반적으로 백금 촉매 주위에서 일어나게 한다. 질소 산화물들은 질소와 산소  가스로, 일산화 산소는 이산화 탄소로 그리고 연소가 안 된 탄화수소들은 물과 이산화 탄소로 변환된다.

         삼단계 촉매 변환기