İÇERİK BÖLÜM
1. DÜNYA ENERJİ KAYNAKLARI VE HAMPETROL Uluslararası Enerji Ajansı’nın (IEA) 2000-2030 dönemini
kapsayan enerji projeksiyonu, enerji kullanımının artacağı, fosil yakıtların
enerji kaynakları arasında bugün olduğu gibi başat olmaya devam edeceği ve
gelişmekte olan ülkelerin enerji tüketimlerinin gelişmiş ülkelere hızla
yaklaşacağı yönündedir. Global enerji talebinin 2000-2030 arasında yıllık ortalama %1.7 oranında artarak ~15.3 milyar ton petrol eşdeğerine ulaşacağı tahmin edilmektedir. Bu miktar bugünkü talebin 2/3 si dolayındadır. Son 30 yıldaki yıllık talep artışının %2.1 olduğu düşünülürse, artış hızının düşeceği söylenebilir. Fosil yakıtları enerji talebindeki artışın yaklaşık %90’ını
karşılayarak birincil e-nerji kaynağı olma
özelliğini koruyacak, global enerji talebi 2000 yılındaki günde 75 milyon
varil değerinden, yıllık %1.6’lık artışla 2030’da günde 120 varile
yükselecektir. Talep artışının dörtte üçünün taşımacılık sektöründen
kaynaklanacağı tahmin edilmektedir. Kara, deniz ve hava taşımacılığında
petrol ürünleri kullanımı tercihi devam edecek, dolayısıyla tüm bölgelerde,
özellikle de gelişmiş ülkelerde hafif ve orta distilat
ürünlere olan talep artarken çoğunlukla endüstride kullanılan ağır ürünler
talebinde azalma görülecektir.
BÖLÜM 2. HAMPETROL VE DOĞAL GAZ 2.1. PETROL KİMYASI Ham petrol, 1’den 60’a kadar karbon atomu içeren hidrokarbon moleküllerin karışımıdır. Hidrokarbonların özellikleri, moleküllerindeki karbon ve hidrojen atomlarının sayısına ve düzenlenmesine bağlıdır. Ham petrol oda sıcaklığında (70°F dolayı) kaynamaya başlar, ısıtmaya devam edildiği süre boyunca kaynama devam edeceğinden, sıvı üzerinde buharın sıcaklığı yükselir; nedeni, sıcaklık arttıkça hampetroldeki çeşitli hidrokarbon molekülleri buharlaşarak veya kaynayarak sıvıyı terk etmesidir. Kalan karışımın kaynayabilmesi için daha yüksek sıcaklıklara gereksinim olur. Hidrokarbon molekülleri propanın kaynama noktası olan -44°F’dan, asfalt için gereken 1500°F’a kadar geniş bir aralığı kapsar.
2.2. HAMPETROL İnsanlığın petrolü kullanması yazılı tarih kadar eskidir. Eski kültürler petrolün yapıştırma ve su geçirmez özelliklerini keşfetmişler ve bundan yararlanmışlardır. Beş bin yıl önce Sümerler, duvar ve döşemelerde kullandıkları mozaiklerin içine asfaltla kakmalar yapmışlardır. Mısırlılar, cenk ve yarış arabalarını ziftle yağlamışlar ve mumyaları asfaltla tahnitleşmişler ve piramitlerin yapımında zift kullanmışlardır. Roman hatip Cicero bir hampetrol lambası yapmıştır. Güney Amerika yerlileri vücutlarını boyamada ve seremonilerinde yaktıkları ateşlerde petrol kullanmışlardır. M. Ö. 1500 yıllarında buhurdanlarda çok yavaş yanan, tehlikeli patlamalara yol açmayan sıvı yağlar kullanıldı. Sonra bunun yerini, bugün kullandığımız gazyağlı fenerlerine benzeyen, kapiler etkisiyle alevlenebilen sıvının fitile çekilerek yandığı fitilli yağ lambaları aldı Yeraltındaki yağ kalıntılarını tuz kuyularında ilk keşfeden Çinlilerdir. M. Ö. 600’de Confucius, Tiberya sınırları boyunca 100 feet derinlikte su ve doğal gaz bulunduğunu yazmıştır; petrol ve gaz, kuyulardan bambudan yapılmış boru hatlarıyla taşınmıştır. İlk petrol kuyusunun 4. yüzyılda (veya daha önce) Çin’de açıldığı, derinliğinin 800 feet kadar olduğu ve sondajın bambulara bağlanmış kazıcı bazı uçlarla yapıldığına dair yazıtlar vardır.
2.3. HAMPETROL ÜRETİMİ
Doğal gaz ne olduğu anlaşılmadan önce insanlara gizemli bir olay gibi görünmüştür. Yeraltındaki gaz sızıntılarının, örneğin şimşek çakması nedeniyle yanmaya başlamasını pek çok medeniyet hayret ve şaşkınlıkla karşılamış ve bu olaylar, yerin derinliklerinden yaratılan bir işaret kabul edilerek pek çok batıl inancın kökü olmuştur. Bu tip alevlerin en meşhur olanı antik Yunanistan’daki Parnasus dağında (M.Ö. 1000 dolayları) bir çoban tarafından görülmüş ve bunun bir kehanet olduğu düşünülerek alevin oluştuğu yere bir mabet yapılmıştır. Mabette Delhi Kahini olarak bilinen bir kadın papaz oturur ve alevden yayılan kehanetleri bildirirdi. Bu gibi alev kaynakları Hindistan, Yunanistan ve Eski İran inançlarında doğa üstü güçler olarak kabul edilmiştir. M.Ö. 500 yıllarında Çinliler bu alevlerden yararlanmaya başlamışlardır; gaz sızıntılarının bulunduğu alanları belirleyerek bam-bulardan boru hatlarıyla gazı çeşitli bölgelere taşımış ve deniz suyunu ısıtarak tuzundan arındırıp içme suyu elde etmişlerdir. Kömürden elde edilen doğal gaz evleri ve sokakları aydınlatmada ilk olarak Britanya’da (1785) daha sonra Amerika’da (1816) kullanıldı. Ancak kömür yataklarından “üretilen” doğal gaz, yeraltında doğal olarak “oluşan” doğal gaz kadar verimli değildir ve çevre kirliliği yönünden de olumsuz bir yakıttır. Amerika’da doğal gaz endüstrisi 69 feet derinliğinde ilk yer altı doğal gaz kuyusunun Edwin Drake (1859) tarafından açılmasıyla başladı. 1885’de Robert Bunzen hava+doğal gazla yanan ve ısıtma ve yemek pişirmede güvenle kullanılan Bunzen bekini yaptı. Sıcaklık ayarlamalı termostatik sistemlerin keşfedilmesiyle doğal gazın ısıtma potansiyelinden daha fazla yaralanılmaya başlandı. Doğal gaz taşımacılığı 1891’de boru hatlarıyla başladı ve dolayısıyla kullanımı da evler, iş yerleri, sanayi, elektrik üretimi gibi alanlarda da hızla genişledi ve gelişti. Geliştirilen güvenli taşıma ve depolama yöntemleri doğal gazın popüler bir enerji kaynağı olmasını sağladı.
BÖLÜM 3. RAFİNERİ PROSESLERİ Petrol endüstrisi, ticari ilk sondaj kuyusunun 1859’da açılması ve iki yıl sonra da petrolden gazyağı elde edilmesiyle başlar. Petrol rafinasyonu, ilk uygulama olan basit distilasyon işleminden, bugünün karmaşık proseslerine kadar olan aşamalar yönünden değerlendirildiğinde, en büyük çabanın sağlık ve güvenlik gereksinimlerinin karşılanması ve güvenli çalışma ortamı sağlanması için harcandığı görülür. Petrol rafinerileri çeşitli ünitelerden oluşan birer komplekstir; rafinasyon, karmaşık bir hidrokarbonlar karışımından diğer bazı karmaşık hidrokarbonlar karışımları elde etme işlemidir. Proseslerde alevlenebilen gazlar ve sıvı ürünler elde edilirken yüksek sıcaklıklar ve yüksek basınçlar uygulanır; gerekli tüm teçhizatın sıcaklığa, basınca, korozyona, gerilime dayanıklılıkları uzmanların denetiminde kontrol altında tutulur. Elektronik teknolojiyle operatörler proses ünitelerini gece gündüz sürekli olarak izleyebilmektedirler. Her operasyon bölgesindeki kontrol odalarında bilgisayarlı proses kontrol sistemleri bulunur; fabrikaların çalışmalarıyla ilgili veriler, grafikler ve etkileşimli grafikler ekranlarda görüntülenir. Proses kontrol sistemi, operatörlerin gerekli hallerde prosese müdahale ederek “ince ayar” yapmalarına ve prosesteki değişikliğin sonucunu hemen almalarına olanak verir. II. PROSESLER
BÖLÜM 4. YAKITLAR VE YAĞLAR 4.1. LPG, SIVILAŞTIRILMIŞ PETROL GAZLARI LPG endüstrisi diğer endüstri dallarıyla kıyaslandığında daha genç bir endüstridir; 1904 yılında doğal gazdan sıvı benzin fraksiyonlarının ayrılmasıyla başladığı söylenebilir. Önceleri olduğu gibi şişelenerek aydınlatma amacıyla kullanılan, propanla beraber diğer doğal gaz sıvı hidrokarbonlarını da içeren karışım İlerle-yen yıllarda benzin bileşenlerinden arındırılıp basınç altında sıvılaştırılarak bu-gün LPG olarak tanıdığımız ürüne dönüştürüldü. 1910 yılında şişelenmiş gaz, portatif sobalarda ve asetilene alternatif olarak kaynak işlerinde kullanılmaya başlandı. 1920’li yıllarda rafinasyon teknolojileri uygulanarak çok saf ve fazla miktarlarda propan elde edildi, basınçlı özel silindirler ve regülatörler geliştirildi; böylece LP gazın ticari amaçlı ve sitelerde kullanımı başladı. II. Dünya savaşı sırasında LPG’den; inşaatların ısıtılmasında, motor yakıtı ve soğutucu olarak yararlanıldı. 1950’lerde propanın bazı plastik maddelerin ham-maddesi olduğu keşfedildi ve rafineriler bu yönde üretime yöneldi. 1970-1980 yıllarındaki kriz sırasında motorlu araçlarda benzin yerine ve yerleşim yerlerindeki fuel oil yerine alternatif yakıt olarak propan kullanılmaya başlandı. Doğal gaz boru hatlarının ulaşmadığı yerlerde elektrik üretimi propanla sağlandı. Kolay elde edilen, kolay taşınan LP gazdan yaralanılması için yıllarca süren binlerce araştırma yapıldı. Modern yakıtlara geçiş belirli aşamalardan sonra gerçekleşti. İnsanlık evlerde ve çiftliklerde yakıt olarak önce odun, odun kömürü, gazyağı ve kömür kullanıldı. Bunları takiben modern yakıtlar olan LPG, doğal gaz ve elektriğe geçildi. LPG , toplam enerji endüstrisindeki (kömür hariç) yeri yönünden değerlendirildiğinde zengin veya fakir, toplumun her kesimine hitabe-den bir üründür. Bugün gerek konutlarda ve gerekse taşıtlarda kullanılan yakıtlar sıralamasında benzin ve dizel yakıtlarından sonra üçüncü sırada yer almaktadır. Gelişen sosyal yapı ve artan enerji talebi, çevre koşulları da dikkate alındığında fosil yakıtlarından yeni bir yakıt grubuna, “yenilenir enerji” teknolojilerine yönel-meyi gerektirmektedir; ancak bu teknolojiler hala çok pahalıdır. Çevreyi ve suyu kirletmeyen, ozon tabakasını önemli derecede etkilemeyen ve “sera etkisine” yardımcı olan “çevre dostu” LPG 1990’dan sonra enerji gereksinimi olan pek çok alanda kullanılan bir yakıt oldu.
4.2.
MOTOR BENZİNİ VE UÇAK BENZİNİ 19. Yüzyıl sonlarına kadar otomobillerde kömür katranı distilatları ve ham petrolün distilasyonundan çıkan hafif fraksiyonlar kullanıldı. 20. Yüzyıl başlarında basit distilasyonla bir miktar benzin üretimi başladı, ancak otomotiv sanayiinin hızla gelişmesi benzine olan talebi de artırdı. Zaman içinde otomobil motorlarının geliştirilmesi, yeni teknolojilerle daha güçlü ve verimli motorlar üretilmesiyle benzinin özelliklerinin de geliştirilmesi gerekti; motorla uyum içinde çalışan, “vuruntu” yapmayan ve motor aksamına hasar vermeyen, özel katkı maddeleri içeren benzin üretimlerine yönelindi. 1950’lerde yüksek oktan sayılı, dolayısıyla yüksek kurşun bileşikleri içeren benzin üretimine ağırlı verilmişken, 1970-1990 arasında otomobillerde, çevre kirliliğine önlem olarak konulan eksoz katalizörlerini zehirlemesi nedeniyle benzin formülasyonları değiştirilerek kurşunlu bileşiklerin kullanılması azaltıldı, oktan sayısı az miktarda aromatik hidrokarbonlarla yükseltildi. Daha sonra benzin formülasyonlarında oktan sayıları çok yüksek olan oksijenatlar kullanılmaya başlandı. Benzin, petrolün rafinasyonuyla elde edilen ürünlerden en önemlisidir. Otomotiv sanayinin gelişmesiyle benzinin karakteristikleri de sürekli olarak geliştirilmektedir. Benzinin motorlarda karşılaması gereken bazı temel özellikler, 1. Motor soğukken kolaylıkla çalışmalı, hızla ısınmalı ve tüm koşullar altında çalışmasını düzgün bir şekilde sürdürmelidir. 2. Motor, vuruntu yapmadan çalışmalı ve yeterli gücü verebilmelidir. 3. Ekonomik olmalı, düşük emisyon yaratmalıdır. 4..Motorda depozit ve kirlilik bırakmamalı, yakıt sisteminde korozyon yapmamalıdır. Kömür, shale oil, katran kumu ve hatta atık plastikler ve kauçuktan benzin üreten çeşitli teknolojiler vardır; ancak bu prosesler karmaşık ve çok pahalıdır. Petrol (veya hampetrol) benzin üretiminde kullanılan temel hammaddedir. İnsanlığın uçaklarla tanışması 20. yüzyılın başlarında büyük ve taşınabilir güç kaynakları olan iç yanmalı motorların keşfiyle başladı. İlk pistonlu uçak motorları (1903-1918) benzinli otomobil motorlarına benzerdi ve yakıt olarak ta oto benzini kullanılırdı. Daha sonraki yıllarda uçak motoru teknolojilerindeki gelişmelere paralel olarak uçak benzinleri de geliştirildi. Her yeni uçak motoru teknolojisi daha farklı ve yüksek özellikler içeren yakıta, her geliştirilmiş yakıt da yeni motor teknolojilerinin araştırılmasına yol açtı. Sonuçta motor üreticiler ve kullanıcıların her geçen yıl daha kaliteli yakıta gereksinimi doğdu. Uçak benzininin karşılaması gereken ilk talep motorun vuruntusuz çalışmasını sağlayan anti-vuruntu özelliğinin artırılmasıdır. Bu yönde yapılan araştırmalarla yakıtla uyumlu ve yakıtın anti-vuruntu özelliğini yükselten kurşun organometalik bileşikleri geliştirildi. 1930’lu yıllarda oktan sayısı en az 87 olan uçak benzinleri üretildi. II. Dünya Savaşı sırasında ve takip eden yıllarda pistonlu uçak motorların geliş-tirilmesiyle değişik oktan sayılı uçak benzinleri “avgaz” üretilmeye başlandı: 87, 100/130 ve nihayet yüksek performanslı motorlardan maksimum gücün alına-bilmesi amacıyla 115/145 oktanlı ürünler yapıldı (1944). (Aynı yıllarda türbinli uçak motorlarının da üretilmeye başlanmasıyla benzinli motorların yerini, önce askeri alanlarda sonra da sivil havacılıkta jet motorları almaya başladı. Bugün kullanılmakta olan avgaz
yakıtı üç değişik derecededir; 80, 100 ve 100LL, ve ASTM D 910 şartnamesiyle
standardize edilmiştir. Avgazı daha çok küçük
uçaklar, hafif helikopterler ve az sayıda da olsa sivil ve askeri taşıma
uçakları kullanmaktadır. I. MOTOR BENZİNİ
II. UÇAK BENZİNİ
4.3.
JET YAKITLARI VE GAZYAĞI 1940’lı yıllarda uçaklarda, çok daha yüksek güçler üreten türbinli motorların kullanılmaya başlanmasıyla benzinli motorların yerini, önce askeri alanlarda sonra da sivil havacılıkta jet motorları almaya başladı. Türbin motorlu uçaklar ilk olarak 1939’da Almanya’da, daha sonra 1941 yılında İngiltere’de kullanıldı. Jet motorları, benzin ve dizel motorlarından daha toleranslı olmasına karşın, uçak ve motor yakıt sistemi yakıtın fiziksel ve kimyasal özelliklerinden etkilenir. Motor ve uçak dizaynları çok çeşitli olduğundan türbin motoru yakıt kalitesinde de çeşitliliğe gerek doğmuş, uçuş koşullarında istenilen özellikleri karşılayabilecek değişik yakıt tipleri geliştirilmiştir (JP-1, JP-2, JP-3, gibi). 1944’de Amerika’da, sonra 1947’de İngiltere’de çıkarılan standartlarla gazyağının donma ve alevlenme noktaları gerekli seviyelerde sınırlandırıldı. Gelişmeler devam ederek 1952’de JP-4, 1953’de JP-5 yakıtları geliştirildi. Bunu JP-6, JP-7 ve JP-8 yakıt-ları izledi; herbirinin özellikleri, ticari ve/veya askeri şartnamelerle sınırlandırıldı. II. Dünya Savaşından sonra Amerika’da “wide-cut”
denilen ve kaynama aralığı benzinle gazyağı arasında olan bir hidrokarbonlar
karışımı da jet yakıtı olarak kullanılmaya başlandı. Wide-cut
daha hafif bir ürün olduğundan alevlenme riskinin ve yüksek uçuşlardaki
buharlaşma kayıplarının gazyağından daha fazla olması gibi dezavantajları
vardı. 1950 Yıllarında ticari jet endüstrisinin devreye girmesiyle çeşitli
jet motorları ve jet yakıtı formülleri geliştirildi. Bugün Dünyanın hemen her
yerinde gazyağı bazlı jet yakıtları (Jet A ve Jet A-1) kullanılmaktadır. Wide-cut bazlı (jet B) yakıt Kanada ve Alaska gibi soğuk
bölgelerde uygundur I. JET YAKITLARI
II. GAZYAĞI
4.4.
DİZEL YAKITLARI VE FUEL OİLLER İç yanmalı motorların keşfi ve geliştirilmesi 18. Yüzyılın sonlarında başladı, Rudolf Dizel 1892’de kömür tozuyla çalışan iç yanmalı pistonlu motor patentini aldı, fakat bu yakıtla çalışılamadı. Dizel, sıvı petrol yan ürünlerinin daha iyi bir motor yakıtı olacağı görüşünden hareketle bu ürünlerden biriyle çalışmalarını sürdürdü. Bu çalışmalarla paralel olarak motor dizaynında da değişikliler yapıla-rak üç yıl kadar sürdü ve 1895 yılında prototip bir motor bir motor üretildi. 1922 yılında Robert Bosh dizel motorları için yakıt injeksiyon sistemi geliştirme-ye başladı ve 1927’de ilk injeksiyon pompasını yaptı. Büyük hacimli ve düşük hızlarda çalışan ilk dizel motorları önceleri endüstriyel alanlarda, gemilerde ve trenlerde kullanıldı. 1930’lu yıllarda tankerler ve otobüsler de dizel yakıtı kullanmaya başladı. Takibeden yıllarda sırasıyla Fransa, İngiltere, Amerika ve Japonya’da ’da çeşitli dizel motorları üretilmeye yapılmaya başlandı. II. Dünya Savaşıyla çalışmalar yavaşladıysa da savaştan sonra araştırmalara kaldığı yerlerden hızla devam edildi. Bugün dizel motorları ve dolayısıyla dizel yakıtları hemen her alanda kullanılmaktadır; taşıma, güç üretimi, endüstri, ısıtma, zirai işletmeler, v.s. gibi. Bazı petrol ürünleri birbirlerine benzerler, ancak karşıladıkları şartnameler ve fiziksel özellikleri tümüyle aynı değildir. Örneğin, No.2 dizel yakıtı, No.2 fuel oil ile 2-GT gaz türbin yakıtına, No.1 dizel yakıtı da 1-GT gaz türbin fuel oil, Jet A uçak türbin yakıtı ve gazyağına benzer. Ancak her bir yakıtın kullanım yerine göre kendilerine özgü özellikleri içeren ayrı şartnameleri vardır. Dizel yakıtı, bileşimlerinde alifatik hidrokarbonların
fazlalığı nedeniyle benzine benzer; elde edilme prosesleri benzin üretimine
göre daha basit ve masrafsız olduğundan fiyatı daha ucuzdur. 4.4.1. DİZEL YAKITLARI
4.4.2. FUEL OİLLER
4.5. YAĞLAMA YAĞLARI Yağlayıcı maddeler tekerleğin keşfinden beri kullanılmaktadır. Çok eskilerde hayvansal veya bitkisel kaynaklardan çıkarılan yağlar kullanıldı; hampetrolün keşfiyle bunların yerini petrol kökenli karışımlar aldı. Hampetrolün yağlayıcı olarak kullanılması 1860’lara kadar uzanır. Ancak içerdiği çok sayıda ve çok değişik özelliklerdeki bileşikler, safsızlıklar ve kirlilikler nedeniyle hampetrol iyi bir yağlayıcı değildi. Zamanla yapılan araştırmalar ve teknolojik gelişmelerle hampetrolden uygun özelliklerdeki bileşenler çekilerek istenilen özellikleri karşılayan çeşitli baz yağ stokları üretildi. Baz yağ teknolojisi pek çok evre geçirmiştir. İlk kullanılan yağlayıcılar hayvansal yağlardır; tarihi yazıtlarda Milattan Önce 1400’lerde tekerleklerin akslarına sığır ve koyun (donyağı) yağları sürüldüğü belirtilir. M.S. 1500’lere gelindiğinde fazla bir gelişme olmadığı, balina yağlarının da yağlamada kullanılmaya başlandığını görüyoruz. 1852 Yılında hampetrol kullanılmaya başlanmışsa da rafine olmamış haliyle hayvansal yağlar kadar iyi yağlayıcı olamamıştır. Petrol rafinasyonuyla başlayan
baz yağ endüstrisi araç ve ekipman üreticilerinin talepleri de göz önüne
alınarak çeşitli aşamalar geçirdi; gelişen otomobil sanayinin ihtiyacını
karşılamak için her aşamada daha kaliteli yağ elde edilmesine yönelik
teknolojiler üretildi.
BÖLÜM
5. ALTERNATİF YAKITLAR Benzinin motor yakıtı olarak kullanılmaya başlamasından (19. yüzyılın sonları) önceki yıllarda ilk prototip iç yanmalı araçlarda petrol bazlı olmayan bazı yakıtlar kullanıldı(1860’lar). Örneğin, doğal gaz (veya metan) benzeri bir gaz olan kömür gazı, kurşunlu asidik bataryalarda depolanan elektrik enerjisi (1830-1920’ler), mısırdan elde edilen ve ‘çiftlik alkolü’ denilen etanol (1880’ler), propan (1930’lar) bugün alternatif yakıtlar olarak adlandırdığımız yakıtlardan bazılarıdır. Alternatif yakıtların gündeme gelmesi 1970’li yıllardaki
petrol kriziyle başladı, zamanla çevre koruma ve sağlık yönetmeliklerinin
devreye girmesiyle paralel olarak da geliştirildi. Günümüzde alternatif yakıt
olarak kabul edilen yakıtlar propan (LPG), doğal
gaz, biyoyakıtlar, elektrik, hidrojen ve
kömür-bazlı sıvı yakıtlardır. Bunlardan bazıları konvensiyonal
yakıtlara benzerler ve konvensiyonal motorlarda,
yakıt sisteminde çok küçük değişikliklerle veya herhangi bir değişikliğe
gerek olmadan kullanılabilirler. Alternatif yakıtların bazıları ise
farklıdır; kullanılan motorlar ve yakıt sistemleri tamamen değişiktir. 5.1.
HİDROJEN VE YAKIT PİLLERİ
5.1.2. YAKIT PİLLERİ
5.2. BİYOYAKITLAR
BÖLÜM
6. PETROKİMYA KOMPLEKSİ 20. Yüzyılın başlarında rafine edilmiş hampetrol genellikle aydınlatmada kullanılıyordu, 1920’lerde otomobil ve uçak yakıtlarına olan gereksinim nedeniyle rafine ürünler ve tüketim alanları hızla değişti ve kısa zamanda hampetrol çok önemli bir ekonomik ve politik değer halini aldı. Petrol bazlı yakıtlar çok kısa sürede dünyanın manzarasını değiştirdi. Kolay taşınabilir sıvı yakıtlar hızla kömür türü yakıtların yerinin aldı. Çeşitli petrol ürünlerinin ve dolayısıyla petrokimya sanayinin devreye girmesiyle pek çok doğal ürünlerin yerini alan daha dayanıklı ve çok daha çeşitli ürünler üretilmeye başlandı. Petrokimya insanlığın temel ihtiyaçları olan sağlık ve hijyen malzemelerinden ev gereçleri, yiyecek endüstrisi, tarım ve tekstil sanayine kadar uzanan binlerce maddenin üretilmesine olanak veren bir sanayi dalıdır ve dünyada günümüz kimya endüstrisinin en büyük ortağıdır. Petrokimya henüz genç bir endüstridir; ilk petrokimya tesisi, petrol kuyusunun açılışından (1859) 80 yıl gibi uzun bir süre sonra, ancak 1940 yılında kuruldu. II. Dünya savaşı sırasında pahalı ve çoğu zaman da özellikleri yetersiz olan bazı doğal maddelerin yerine sentetik maddelere olan talep petrokimya endüstrisinin gelişmesini hızlandırdı ve bugünün ekonomisinde baş oyuncu olmasını tetikledi. Sentetik ürünlerin deneme sektöründe yer alması ise daha eskiye dayanır; sentetik kauçuk üzerindeki çalışmalar 1900 yılında başladı ve ilk petrokimyasal ürün olan bakalit 1907’de elde edildi,1920’lerde ilk solvent, 1930’lu yıllarda ise polistiren pazara girdi. Takibeden yıllarda ev gereçlerinden tıp alanına, spor malzemelerine, arkeoloji gereçlerinden alarm sistemlerine kadar uzanan binler-ce petrokimyasal madde geliştirildi. Petrokimyasallar doğrudan doğruya son tüketiciye ulaşmaz, önce müşteri endüstrilere satılır; buralarda çeşitli dönüşümlerden geçtikten sonra değişik ve çok sayıda ürünler olarak kullanıcıya gelir. Kullanıcı elindeki bilgisayarın, CD’lerin, veya paketleme malzemelerinin hammaddelerinin ve ne aşamalardan geçtiğini doğal olarak bilmez veya çok az bilir. Her petrokimyasalın pazarda kendine özgü genel bir adı
vardır; hammaddedir, ara maddedir veya son üründür. Pazara giren bir
petrokimyasal üreticisinin son ürünüdür, oysa bir alıcı o maddeyi çoğunlukla
başka petrokimyasallar üretimin-de hammadde olarak kullanır. Örneğin metan
veya doğal gaz, sentez gazının, sentez gazı metanolün
hammaddesidir, metanol formaldehitin, formaldehit
ise fenol-formaldehit reçinelerinin hammaddeleridir. Benzer şekilde, hampetrol etanın, etan etilenin, etilen oksitin,
etilen oksit etilen glikolün hammaddesidir; bu zincire göre, yani etilen
glikol yönünden bakıldığında etilen ve etilen oksit ara maddelerdir. 6.1. OLEFİNLER FABRİKASI Olefinler iki önemli kaynaktan elde edilir; hampetrol ve doğal gaz; en büyük hammadde kaynağı ise petrol rafineri endüstrisidir. Bu nedenle büyük kapasiteli olefin fabrikaları rafinerilerin içinde veya çok yakınlarına kurulur. Olefinler fabrikası hammaddeleri çeşitlidir; uygulanan teknolojiye göre nafta, etan, propan, bütan, gaz oil gibi hammaddeler kullanılmaktadır: Halen dünyada üretilmekte olan etilenin %20 kadarı hafif naftadan, %10 kadarı da rafineri proses ünitelerinden çıkan gaz oilden elde edilmektedir. Bölgesel olarak düşünüldüğünde, Batı Avrupa ve bazı Asya Ülkelerinde (K. Kore, Tayvan ve Japonya gibi) etilenin %80-100’ü nafta ve gaz oilün parçalanmasıyla üretilmektedir. Diğer etilen hammaddeleri etan ve doğal gaz sıvılarıdır (NGL). Olefinler fabrikası, genellikle üretilen etilen
kapasiteleriyle tanımlanır; üretilen temel ürünler etilen ve propilendir; bunlarla beraber yan ürünler olan C4’ler
karı-şımı ve piroliz
benzin ile kullanılan teknolojilere bağlı olarak hidrojen, metan ve asetilen
de elde edilmektedir. Ürünlerin dağılımı kullanılan teknolojiye ve
ham-maddeye bağlı olarak değişir.
6.1.1. ETİLEN
6.1.2. PROPİLEN
6.1.3.
C4'LER KARIŞIMI, PİROLİZ BENZİN I. C4'LER KARIŞIMI
II.
PİROLİZ BENZİN 6.2. AROMATİKLER FABRİKASI Aromatikler fabrikası, temel petrokimyasal aromatikler benzen, toluen ve ksilenlerin (BTX) üretildiği kompleks bir fabrikadır. En önemli hammadde kaynakları buhar kraking ünitelerinden çıkan piroliz benzin, katalitik reforming ünitesi ürünü olan reformat ve kok fırınlarından çıkan hafif yağlardır. Bunlardan en fazla işlenen reformat hammaddedir; örneğin, 2003 yılı verilerine göre dünyada kullanılan aromatikler kaynaklarının (2003, 100 000 milyon ton) dağılımı %70 reformat, %27 piroliz benzin ve %3 koktur. Piroliz benzin ve reformat alifatik ve aromatik hidrokarbonlar karışımıdır; içerdik-leri aromatiklerin bileşimleri, üretimleri sırasında uygulanan proses koşullarına bağlıdır. Yine de piroliz benzin ve reformat arasındaki bazı önemli farklılıklar vardır; bunlar, aşağıda sıralanmıştır. • Piroliz benzin olefinler üretiminde çıkan bir yan üründür; verimi ve bileşimi olefin talebine bağlı olarak belirlenen koşullara göre değişir. Reformatın bileşimi ise, işlenen naftanın özellikleri de etkili olmak üzere aromatikler üreticisinin tercihlerine göre belirlenir. • Genel olarak piroliz benzindeki toplam aromatikler (BTX) reformattakinden daha fazla olma eğilimindedir, ancak ağır piroliz koşulları oluşan bazı bileşiklerin parçalanmasına neden olur. • Benzen, toluen, ksilenler yönünden
irdelendiğinde, piroliz benzinde benzen, reformatta ise ksilenler daha
fazladır. Standart ve orta derecelerdeki kraking koşullarında üretilen piroliz benzinin benzen içeriği %40’dan daha yüksektir;
oysa, sürekli (kontinü) ve yarı sürekli reformer ünitelerinden çıkan reformatlardaki
benzen miktarı %20, karışık ksilenler ise %40’ın
üstündedir.
6.2.1. BENZEN
6.2.2. TOLUEN
6.2.3. KSİLENLER
6.3. POLİMERLER Polimer endüstrisinin, 1839'da Goodyear'in vulkanizasyon işlemini bulmasıyla başladığı söylenebilir. Hevea kauçuğu, bazı kullanım alanları bulunmasına rağmen, vulkanizasyon işlemi ile önemli bir ham madde oldu. Otomobil endüstrisinin büyümesiyle kauçuğa olan talep hızla arttı. 1912'de izoprenin polimerizasyonu ile başlayan sentetik ürünler üzerindeki çalışmalar 20. Yüzyılın ‘Sentetikler Yüzyılı’ olarak tanımlanmasına neden olan çok çeşitli yapay polimerlerin elde edilmesiyle sürdürüldü. Günümüzde elimizin altındaki hemen hemen her malzeme herhangi bir tür polimerle ilişki içindedir.
6.4. KLOR ALKALİ FABRİKASI Klor, 1774 yılında Alman kimyacı Scheele tarafından keşfedildi ve 1810’da İngiliz fen bilimci Davy tarafından elementel halde elde edildi. Kostik sodanın (sodyum hidroksit) kullanımı 1853 yılında başladı ve 1892’ye kadar sönmüş kireçten ve soda külünden (sodyum karbonat) üretildi. Bu tarihten sonra elektroliz yönteminin keşfedilmesiyle salamura (tuzlu su) elektrolizlenerek klor ve kostik birarada üretilmeye başlandı. 1960’lı yıllarda elektroliz işlemi bu iki önemli bileşiğin başlıca üretim prosesi oldu. Klor alkali endüstrisinin hammaddesi sodyum klorür ve kireç taşıdır (kalsiyum karbonat); ürünler klor, sodyum hidroksit (kostik soda), soda külü (sodyum kar-bonat), sodyum bikarbonat, potasyum hidroksit ve potasyum karbonattır. Üretilen klorun büyük bir kısmı organik kimyasal maddelerin elde edilmesinde kullanılmaktadır; bunlar arasında vinil klorür, etilen diklorür, gliserin, klorlu solventler ve glikoller sayılabilir. Vinil klorür üretiminde kullanılan klor %25’in üzerindedir; bilindiği gibi vinil klorür başta polivinil klorür olmak üzere çok sayıda petrokimyasalın başlangıç veya ara maddesidir. Klor kağıt endüstrisinin de önemli bir girdisidir; yıllık klor gereksinimi %10’ugeçer. Diğer kullanım alanları arasında bazı inorganik kimyasal maddelerin üretimi, su temizleme ve hipoklorit üretimi sayılabilir. Üretilen sodyum hidroksitin yaklaşık ~%30’u organik kimya, %20’si de inorganik kimya endüstrisinde kullanılır; kağıt endüstrisinin tüketimi %20 dolayındadır. Bunlar dışında sabun ve temizlik maddeleri üretiminde ve petrol üretiminde sondaj akışkanı ve gaz ekstraksiyonu gibi yaygın kullanım alanları vardır. Soda külü (sodyum karbonat) cam endüstrisinin temel
hammaddesidir; kumun ergime noktasını düşürmede kullanılır. Endüstriyel
temizlik maddelerinin temel elemanları olan sodyum fosfat ve sodyum silikat üretiminde
hammaddedir. Diğer kullanım alanları metal üretimi fabrikaları, sülfit kağıt
hamuru prosesleri ve tekstil prosesleri sayılabilir. Soda külünden,
fosfatlar, silikatlar ve sülfitlerin üretiminde bir ara madde olarak
yararlanılır.
EKLER ŞARTMANELER,
TEST METODLARI DÖNÜŞÜM
FAKTÖRLERİ HİDROKARBON
PROSES ÖZETLERİ VE AKIM ŞEMALARI HAVA YASTIĞI SİSTEMİ; AİRBAG (SRS) |
