Türkiyede Petrol

Türkiyede petrol

SIVI YAKITLAR


Genel olarak sıvı yakıtlar üçe ayrılır;
-Petrol esaslı yakıtlar
-Alkol
-Yağlar
Doğal akaryakıtlar petrol ve bunun destilasyon ve kraklama (termik veya katalitik)ürünleri teşkil ederYapay akaryakıtlar ise sentez yoluyla elde edilen akaryakıtlar ve bunların destilasyon ürünleridirİspirtoda yapay akaryakıttırPetrol çeşitli hidrokarbonların karşımıdırBütün petrollerin esas bileşenleri parafinler, naftenler ve aromatik hidrokarbonlardırOrtalama bir petrol %30 parafinler %25 aromatik hidrokarbonlardırGeriye kalan %5’lik kısmı ise oksijen , azot ve kükürt bileşenlerdirPetrol özellikle motorlu ve tepkili ulaşım araçlarının gerekli yakıtını ,makine yağlarının üretimini ve asfalt gereksinimini karşılamakta , bundan başka Fuel-Oil olarak ısıtmada kullanılmaktadır



Ham petrolün terkibi;

Akaryakıtlar ve minarel yağlar organik bileşilerdirOrganik bileşiklerin özelliği 4 değerli (C) ‘nun yaptığı bileşikler olmasıdır(C) atomunun 4 basamağının her biri ayrı ayrı veya ikisi bir diğerleri ayrı ayrı veya üçü bir birisi ayrı hatta dördü de birden bir yere bağlanabilir Renginin koyuluğu nisbetinde karbonu fazladırBazen siyaha yakın bazende sarımtrak renk olabilirSiyahlığı içersinde asfalt bulunmasından ileri gelirHam petrol aktarma ve vakum cihazlarında damıtma suretiyle beraber sürüklediği toprak ve sudan ayrılırSonra kesif sülfirik asitle muamele edilerek içersindeki oksijenli birleşikleri tahrip edilir,petrol tabakası ayrılarak sodyum hidroksitle nötürlenir,yıkanıp suyundan ayrıldıktan sonra damıtılır Ham petrolün alevlenme noktası takriben (0)0C olmakla beraber içreisndeki hafif kısımların olmasına göre değişir Ham petrolün kalori değeri 10000 kcal/kg civarındadır


Doğal Akaryakıtların Elde Ediliş Yöntemleri

Sıvı yakıtlar genel olarak ham petrolün damıtılması ile elde edilirlerBunun yanı sıra damıtma ile az miktarda elde edilebilen bazı ürünlerin miktarlarını artırmak amacıyla büyük moleküllü hidrokarbonları parçalamak (kraking yöntemi) veya temel elemanlar olan karbon ve hidrojeni birleştirerek yeni hidrokarbon molekülleri oluşturmak (sentez yöntemi) mümkündürAyrıca bazı tip hidrokarbonların yapıları değiştirilerek istenilen kalite ve yapıda benzin elde edilebilmektedir


Ham Petrolün Elde Ediliş Yöntemleri

Ham petrol, propan, bütan gibi çok küçük moleküllerle ,ağır yaylar,asfalt gibi çok büyük moleküllerin ve ayrıca parafinik, naftanik ve aromatik yapıların karışımından oluşmuştur Ham petrol ısıtıldığında önce buharlaşma sıcaklığı düşük olan küçük moleküllü bileşenler buharlaşmaya başlarIsıtma ilerledikçe belli sıcaklık aralıklarında buharlaşan kısımlar tekrar yoğunluşturularak benzin, gaz yağı, fuel oil, makine yağları gibi ürün grupları elde edilmektedir Ancak belli sıcakılık aralığnda ayrılan moleküllerden oluşan bu ürün gruplarınıda ,örneğin benzini de, kendi içinde damıtarak daha uçucu olan hafif benzin (kuş benzini) veya standart benzin elde edilirHam petrolün damıtılması sonucunda %30 benzin, %20-40 dizel yakıtı ,%20 ağır yakıtlar ,%10-20 ağır yağlar elde edilmektedirPetrolden ;petrol gazı, gazyağı ,benzin ,motorin , fuel oil ,yağlama yağları ,mum ve asfaltik bitüm gibi çeşitli ürnler elde edilmektedirAyrıca alkol benzeri yağlar çeşitli tarım ürünlerinden (şeker pancarı-ispirto üretimi gibi) yakıtlar eşde edilmektedir Ham petrolden elde edilen yakıtların damıtma oranları yaklaşık olarak aşağıda verilmiştir
Yakıt Damıtma sıcaklıkları
Petrol gazları 0-35
Uçak benzini 35-150
Taşıt benzini 35-200
Gaz yağı –kerozen 150-260
Dizel yakıtı(ince) 175-290
Dizel yakıtı (Standard) 200-370
Ağır yakıtlar 370-550


Ham petrol damıtılmaya başlanmadan önce dinlendirilmekte ve bazı işlemlerle tuz ve sudan arındırılmaktadırHam petrolün yapısında ,elde edildiği bölgeye göre parafinik veya naftanik bileşenler daha fazla bulunabilirAromatlar ham petrolde çok az bulunurlarHam petrolün damıtılması ile elde edilen benzinde %50-75 oranında parafinler vardır
Kraking Yöntemi:Bu usulle daha fazla miktarda benzin elde edilebilirYani parçalanma ile %40’a kadar bir istihsal temin edilebilirBazı petrollerde bu oran %60’a kadar çıkarKraking metodunda esas büyük moleküllü ve kaynama dereceleri yüksek olan hidrokarbonları parçalamak sureti ile küçük molküllü ve düşük derecede kaynayan hidrokarbonları elde etmektirİki yöntemle yapılır


aHaruri (termik) Kraking:Bu metodunda iki tatbik yolu vardırSıvı durum ve buhar durumu Sıvı durumda benzini ayrılmış petrol yüksek basınç tesiri ile buharlaşmaz ve böylece değişme sıvı durumda olurBuhar durumdaki temparatör sıvı durumundakinden bir miktar yüksek ve basınç ise bir miktar azdır


bKatalitik Kraking:Haruri krakingin gerek sıvı gerekse buhar durumunda da bazen katalizörler kullanılırBunlar parçalanmayı çabuklaştırırlarAynı zamanda reaksiyonun oluşaması için daha düşük sıcaklık ve basınca ihtiyaç duyarlarBu yolla elde edilen jraking bezin büyük bir kısım doymamış hidrokarbonları ihtiva etmesi sebebi ile damıtma benzinine nazaran daha fazla vuruntu dirençlidirFakat bunlara nazaran daha esaslı bir temizlemeye ihtiyaç gösterirBu suretle subaplara yapışan ve kolaşma yapan kısım ayrılırMuhtelif miktarda parçalanma gazı bu arada sıvılaştırılabilen gazlar elde edilir
Polimersazyon:Kraking usulunun tersidirYani elverili basınç ve sıcaklık şartlarında uygun katalizörler kullanarak moleküller birbirleriyle birleştirilerek polimerize edilir ve böylece küçük moleküllü bileşiklerden büyük moleküllü bileşikler meydana getirilirBazı moleküller düşük sıcaklıkta polimerize olurPolimerisazyonda ilkel madde olarak yer-gazınmın doymamış hidrokarbonları ve ayrımsal damıtma ve parçalamadan artan gazlar kulşlanılırBu gazlar %5 ‘e kadar olefine ihtiva ederlerBunlar 50 atmosfere kadar basınç ve 700 0C’ye kadar sıcaklıkta reaksiyona getrilirlerEsas mahsül damıtma benzininden daha az müddet depo edilmesi mümkün vuruntu dirençli polimerisazyon benzinidirBunu yanında birazda gaz oil meydana gelirTahvil edilecek hidrokarbonların lmolkül ağırlığı yükseldilçe reaksiyon sıcaklığı düşer ve sıvı maddeler bakımından elde edilen verimde genellikle aynı oranda artar
Hidrojenleme:Kraking olayı sırasında doymamış ağır hidrokarbonlara kimyevi olarakhidrojen ilave etmektir
1-İlkel maddenin büyük moleküllerini küçültmek, parçalamak
2-Her moleküle hidrjen yığılmasını temin etmek
Her çeşit petrol atıklarını işlemek mümkündür


Sıvı Yakıtların Özellikleri


Özgül Ağırlık:Akaryakıtlarda ve diğer sıvı petrol destilasyonu ürünlerinde ,birim hacmin ağırlığı olan özgül ağırlığın tespiti için çeşitli yömtemler vardırAnalizde kullanılan ve gövde kısmı içinde termometre bulunan tiplerine ‘’termo-hidrometre‘’ adı verilirÖzgül ağırlığı belirlenecek numune,çapı hidrometre çapından en az 2,5 cm daha geniş ve yüksekliğinde hidrometre yüzer vaziyette iken dipten 25 cm yukarı olacak şekilde cam bir kabın çine konulurYakıtın kendi sıcaklığında ölçülen özgül ağırlık değerleri 15,5 0C (60 0F) standart sıcaklığı çevrilerek yapılır Akaryakıtlarda ASTM yöntemlerinin kabul ettiği diğer bir özgül ağırlık birimi API derecesi olup , d 15,5 0 C( 0 F) ‘daki yoğunluk olmak üzere
API=1415/d-1315 ifadesinden bulunabilir
Vizkozite : Bizkozite bir akıcılık ölçüsüdürYakıtın düşük çalışma sıcaklıklarında dahi serbestçe akacak kadar vizkozitesi düşük olmalı ,sıızntıya engel olacak ve pompa sistemini yağlayabilecek kadar da yüksek vizkoziteli olmalıdırAynı zamanda yanma hücresine kolayca atomize edebilecek uygun vizkozitede olmalıdır Vizkozite akış halinde olan bir sıvının akmaya karşı gösterdiği direnç olarak da tanımlanabilmekte ve mutlak vizkozite ve bağıl vizkozite olmak üzere iki grupta verilmektedir

Mutlak vizkozite ,1cm2’lik düzlem yüzey elemanını 1cm uzakta ,yine 1cm2’lik düper bir yüze nazaran 1cm/sn’lik bir hızl hareket ettirmek için 1dyn’lik bir kuvvet gerekiyorsa söz konusu sıvının vizkozitesine mutlak vizkozite veya mutlak içsel sürtünme adı verilirCGS sisteminin vizkozite birimi poise (gr/sncm) dirVizkozite ölçülmesinde en çok şu birimler kullanılmaktadır
-Engler derecesi (0E)
-Redword saniye (RI)
-Saybolt saniye (SSU)
Destilasyon: Akaryakıtların özelliğini ve cinsini aydınlatmaya yarayan en önemli yöntemlerden biri destilasyondurBu deney ASTM’nin kabul ettiği standart bir deney seti ile yapılmaktadırDeneyde ; yakıt , ısıtalarak buharlaştırılırBuhar ,bir soğutucudan geçirilerek ,yoğunlaşan yakıt bir ölçü kabında toplanır%10 ,%20 ,%30 ,%40, %50,%60,%70, %80, %90 ve son yakıtın yoğunlaştığı sıcaklıklar kaydedilirYakıt yüzdeleri ,ordinat eksenine ,sıcaklıklarda apsis eksenine alınarak her yakıt karışımı için buharlaşma eğrisi elde edilirDüzgün bir yanma için , buharlaşma erisininde düzgün olması gerekmektedir


Alevlenme Noktası:Sıvı bir yakıtın yanabilmesi için ,bu yakıtın buharı ile havanın belirli oranlar dahilinde karışmış olması gerekirBir yakıt ne kadar kolay buhar haline gelebilirse ,hava ile yanıcı bir karışım oluşturması da o derece kolay oluryakıtın bu kolay yanabilme özelliği ,alevlenme noktası ile tespit edilirYanıcı bir cismin alevlenme noktası bir cismin hava ile yanıcı karışım meydana getiren bir buhar çıkardığı en düşük sıcaklık derecesidirAlevlenme noktasının yanma tekniği bakımından çok büyük bir önemi lmadığı kaydedilmektedirAncak soğuk havalarda yanabilme özelliği bakımından sınırlamalar getirmektedir Özel kabına konulan numuneye istenilen bir sıcaklıktan itibaren bir derece aralıklarla alev yaklaştırlmakta , yakıt buharının alevi aldığı sıcaklık , yakıtın alevlenme noktası olarak belirlenmekte ve deney cihazı sesli sinyal vererek bu sıcaklığı dijital olarak belirtmektedir


Yakıtın Yapısal Bileşimi:Genel olarak parafin ve naften tipi yakıtlarda karbon miktarı %89 civarındadırYakıtın önemli özelliklerinden biri de içindeki asfalt miktarıdırAsfaltlar ,oksijenliveküükrtlü büyük moleküllerdirSert asfalt normal sıcaklıkta yakıt içersinde erimezböyle bir içeriğe sahip yakıt motorlarında kullanıldığı zaman piston ,silindir , subap yüzeylerine oturarak aşınmaya yol açar Sert asfaltlar yakıt içersinde %05-07’yi geçmemelidirYakıt içersinde suyun bulunması da istenmezSu bir yandan yakıt donanımında korozyana yol açarken , diğer taraftan yakııtn ısıl değerini düşürür
Yakıtın ısıl değeri:Yakıtın ısıl değeri genellikle birim kütlenin enerjisi ile verilirGaz yakıtlarda ise ısıl değer ,uygulamada birim hacminin enerjisi olarak verilirYanma sonu sıcaklıklarında su her zaman buhar olarak bulunduğundan , ısıl değer,alt ısıl değer olarak alınmalıdır


Hu=98222+366*API (kcal/kg)
Benzin veya dizel yakıt için
Hu=42000-44000 kj/kg
Hu=10200-10500 kj/kg ‘dir


Kükürt Miktarı:Yakıt içersinde kükürt varsa ,yakıt bu kükürtle yanarKükürtdioksit (SO2) veya daha fazla oksijenle birleşerek kükürt trioksit (SO3) oluştururYakıtın yanmasıyla meydana gelen su buharıyla SO3 ‘ün birleşmesinden oluşan sülfürük asit (H2SO4) çok şiddetli bir aşındırıcı olduğu için bulunduğu sistemin aşınmasına sebep olurBu amaçla yakıt içersindeki kükürt miktarı için deneyleri yapılır


Karbon Miktarı:Bir yakıtın yanabilmesi için buhar haline gelmesi gerekliliği açıklanmıştı Karbon miktarı testi ,yakıtın uçucu kısımlarının buharlaşmasından geriye kalan kok miktarını verirKarbonun yüksek olması brülor memelerinde tıkanmalar gibi sorunlara neden olmaktadır


Yakıtın Yüzey Gerilimi:Yüzey gerilimidemetin parçalanmasında etkili olan bir özelliktirYakıtın yüzeyi gerilimi yoğunluka artar, sıcaklıkla azalırÇeşitli yakıtlar için yüzey gerilimi;
Benzin (0019-0023)
Dizel yakıt (0023-0028)
Gaz yağı (0028-0029) değerleri arasındadır
Akaryakıtlarda Bulunan Önemli Hidrokarbonlar
Doymuş Zincirli Hidrokarbonlar
Bir tek zincirden meydana gelen bu hidrokarbonların birbirleriyle bir tek bağla bağlanmış moleküllerine parafin sırası veyahutta doymuş hidrokarbonlar denirBunların genel formülü (C2H2n+2)’dirçünkü sıra üzerindeher karbonda iki hidrojen,başta ve sonda ayrıca birer hidrojen bulunmaktadırBöylece (H) sayısı (C) sayısının iki mislinden iki fazladır

Parafinler(CnH2n+2):Hidrojen atomu sayıları fazla olduğundan ısl değerleri büyük , yoğunlukları düşüktür(620-770 kg/m3)Karbon atomlarının birbirine bağlanış şekline göre iki kısma ayrılır


Normal parafinler:Atomlar sıra şeklinde bağlıdırlarHer karbon atomunun dört bağlantı koluda bağlı olduğundan bunlara doymuş hidrokarbonlar denirBağlar kolayca ayrılabildiğinden tutuşma meyilleri oldukça yüksektirN sayısı 1-4 arası ise gaz, 5-15 arası ise sıvı ve 16’dan büyük ise katı fazdadırlar


İzoparafinler:Bazı karbon atomları genel zincir yapının üzerine çatallı bir şekilde yerleşmiştirGrubun düz zincir kısmını oluşturankarbon atmu sayıısna ve d allanma yerlerine göre özel isim alırlarBu türde isimlendirme önemlidirÇünkü aynı kapalı formüle sahip ,fakat farklı şekillerde dallanmış yakıtlar tamamen farklı özellikler gösterebilirTutuşma meyilleri ,dolaysıyla vuruntu meyilleri azdırbenzin motorları için uygundurlar


Naftenler:CnH2n genel formülüne sahip hidrokarbonlardırYapıları halka şeklinde kapalı olduğu için parçalanmaları zor ve tutuşma meyilleri azdırHidrojen sayıları az olduğundan ,ısıl değerleri az yoğunlukları yüksektirBu yapının ısıl değerleri aromatlara göre yüksek ,parafinlere göre düşüktür Hem benzin hemde dizel yakıt olarak kullanılabilirler
Olefinler(CnH2n-CnH2n-6):Bazı karbon atomları çift bağlı doymamış hidrokarbonlardırIsıl değerleri düşük yoğunlukları 620-820 kg/m3 arasındadır Tutuşma meyilleri azdırBu grup ham petrolün damıtılması yoluyla çok az elde eilebilirDaha çok büyük ürünlerin parçalanması ile elde edilenbenzinde bol miktarda bulunurlarKolay parçalanamayan olefinler benzin motoru olarak kullanılabilirTutuşma meyilleri artırılırsa dizel yakıtı olarak kullanılabilirler


Aromatlar(CnH2n-6): Halka şeklinde yapıları, çok saıyda çift bağlı karbon atomları nedeniyle tutuşma meyilleri düşüktürKokuları keskin olduğundan aromatlar olarak adlandırılırlarKapalı formülleri CnH2n-6 ‘dır Ana yapılarını benzen molekülü oluştururDaha çok kömürden yapay olarak elde edilirler ve vuruntu mukavemetini artırmak için benzine katılırlarAncak kansorojen olduklarından katkı miktarı sınırlandırılmaktadır Genelde aromatların yoğunlukları yüksek (800-850 kg/m3) ,ısıl değerleri düşüktürKarbon atomlarının aralarındaki bağlar sağlam olduğundan vuruntuya karşı dayanıklı olan aromatların oktan sayıları yüksektirBenzin motoru yakıtı olarak kullanılmaya elverişli olup ,setan sayıları düşük olduğundan dizel motoru yakıtı olarak kullanılmazlar


BENZİN:Buharlaşma sıcaklığı 40 0C ile 50 0C arasındadırBenzinde vuruntu olayını kısmen önlemek bakımından , hidrojeni az ,doymamış hidrokarbonların yani naftenlerinfazla bulunması tecih edilirVuruntuyu önlemek için motor benzinine alkol kurşun tetraetil gibi bileşikler katılırBenziini mukavemetini oktan sayısı ile ölçülürOktan sayısını belirlemek istenilen benzin bir standart motorda yakılır ve aynı motorda kullanılan izooktan ve n-heptan karışımıyla karıştırılırİzooktan hemen hemen vuruntusuz yanarNormal heptanın vuruntu yeteneği yüksektirBu karışımda izooktanın hacim yüzdesi oktan sayısını gösterirSaf izooktanın oktan sayısı 100’dürBir Benzin hacmen %70 izooktan ve %30 normal heptan karışımı ile aynı vırıntu mukavemetini gösteriyorsa ,Bu benzinin oktan sayısı 70’dirUygun olan oktan sayısı 85’tir ve bunu elde etmek için benzine litre başına 0,84 gram kurşun tetra etil katılırUçak benzininde oktan sayısı 100, süper benzinde ise 95’tir


DİZEL YAKITI:Bu motorlarda hava 30-40 atmosfere kadar sıkıştırılır ve bu suretle ısıtılmış hava akaryakıt püskürtülerek tedricen yanma temin edilirKullanılan akaryakıtın yani dizel yakıtın yanma yeteneğinin fazla olması gereklidirDizel yakıtı için ölçü olarak setan sayısı kullanılırYakıtlar standat motorlarda yakılarak setan ve α-metil Naftalin karışımıyla karşılaştırılırSetan sayısı takriben 70 olmalıdır


ISITMA YAĞLARI: Ham petrolün damıtılmasından elde edilen ağır hidrokarbon karışımıdırBenzin miktarı düşük petroller ,destilasyon artıkları , kraklama tesislerinden çıkan artıklar veya bunların karışımları ısıtma yağları olarak kullanılırVizkozitelerine göre sınıflandırılırlarIsıtma yağları genellikle yüksek vizkoz olduğundan, yanma yerine püskürtülmeden önce bir miktar ısıtılır