Petrol Rafinasyonu

Petrol

Petrol milyonlarca yılda oluşan bir fosil yakıttır. İnsanlık tarihinde petrol binlerce yıldan beri kullanılmaktadır. Ancak günümüzdeki ayırma ve saflaştırma teknikleri olmadığından petrolün kullanımı eski çağlarda basit yollarla ve doğrudan kullanım şeklinde olmuştur. Petrolün günümüzde enerji tüketimindeki payı %40 tır. Bunu %28 lik pay ile kömür ve %23 lük pay ile doğal gaz takip eder. Yerkürenin derinliklerinde gözenekli kayaçlar içerisinde depolanmış sıvı haldeki hidrokarbon karışımı ham petrol olarak adlandırılır. Petrol, yapısındaki hidrokarbon bileşiklerinin yanında azot, oksijen ve kükürt içeren organik bileşenler de bulundurur. Ham petrol terimi, rafine edilerek ayrıştırılmış petrol ürünlerinin farklı olduğunun anlaşılması için kullanılır. Günümüz teknolojisinde ham petrol, rafinerilerde bileşenlerine ayrıştırılarak (damıtılarak) günlük yaşamımızda kullandığımız pek çok ara madde ve akaryakıt ürünleri elde edilir.

Petrol oluşum süreci 4 ana basamakta gerçekleşir;

•  Petrolün oluşumu yaşamını yitirmiş canlıların artıklarının durgun deniz ve göl gibi ortamların tabanında birikmesiyle başlar
•  Bu kalıntılar akarsuların bu ortamlara taşıdığı kum, kil ve mineral tanecikleri ile birlikte dibe çökerek yığılırlar.
• Yeraltı katmanlarının milyonlarca yıl geçerek kayması sonucunda bu ham madde kimyasal olarak havasız ortamda bozunur. Karmaşık bir hidrokarbon yapısına sahip olan bir karışım haline gelir. Milyonlarca yıl boyunca yer kabuğundaki hareketler petrolü oluştuğu deniz kayaçlarından uzaklaştırabilir. En son geçirimsiz sert kayaçlarla karşılaşarak alttaki tabakalara sızıp kararlı bir hal alır. Böylece, sünger gibi gözenekli kayaçlar içine yerleşerek petrol yatakları(petrol kapanı) oluşur.
• Yeryüzünden yapılan sondajlar yoluyla bu derinliklere borular ile inilerek petrol kapanlarındaki bu ham petrol yeryüzüne çıkarılır.

Petrol Rafinasyonu

Ham petrolün yapısında 1 karbonludan 70 karbonluya kadar hidrokarbonlar vardır. Bu hidrokarbonlar, moleküllerindeki karbon ve hidrojen atomlarının sayısına ve düzenlerine göre özellikler gösterir.Ham petrol yeryüzüne çıktığı haliyle günümüzdeki enerji ve ham madde ihtiyacı için doğrudan kullanılabilir değildir. Kullanılabilir olması için içerdiği bileşenlerin birbirinden ayrılması petrol rafinasyonu olarak adlandırılır.

Ham Petrolün Rafinasyonu

Ham petrolün kullanılabilir nitelikteki bileşenlere ayrılması için kullanılan en yaygın yöntem destilasyondur. Destilasyon işlemi temel olarak iki aşamada gerçekleştirilir;

• İlk aşamada yaklaşık 400 C a kadar ısıtılan tuz ve suyundan ayrılmış ham petrol bir karışım halinde damıtma kulesine alttan gönderilir. Karışımdaki buharlar yukarıya doğru çıktıkça soğur ve yoğuşarak belirli kademelerde farklı ürünler sıvı olarak elde edilir. Kulenin en üstünden gaz halde olanlar elde edilir. Bu işlem atmosferik destilasyon olarak adlandırılır.
• Kaynama sıcaklığı 400 C un üstünde olanlar damıtma kulesinin en altından alınır. Bu bileşenlerin içinde kaynama sıcaklığından daha düşük sıcaklıklarda kimyasal olarak bozunan bileşenler de vardır. Bu nedenle daha düşük sıcaklıklarda kaynaması sağlanarak vakumlu destilasyon işlemi gerçekleştirilir.

Petrolden Elde Edilen Yakıtlar

LPG

Petrolün rafinasyonu sırasında damıtma kulesinin en üstünden alınan gaz karışımıdır. Büyük oranda bütan ve propan gazlarından oluşur. Yakıt ve ham madde olarak kullanılır. Özellikle son yıllarda yaygın olarak motorlu araçlarda yakıt olarak kullanılmaktadır.

Benzin

Ham petrolün refinasyonunda petrol gazlarından hemen önce elde dilen kaynama noktası düşük sıvıların oluşturduğu karışımdır. İçeriğinde yaklaşık 120 çeşit hidrokarbon bulunur. Benzinin en yaygın kullanım alanı benzinli motora sahip araçlarda yakıt olarak kullanılmasıdır.

Motorin (Dizel-Mazot)

Ham petrolün rafinasyonu sırasında 180-360 C kaynama aralığında elde edilen karışımdır. En yaygın olarak dizel motorlarda yakıt olarak kullanılır. LPG ve benzin ile çalışan motorlara göre dizel motorların verimi daha fazladır. Bileşenlerinin karbon sayısı 14-20 aralığında değişir. Dizel yakıtlar, küresel ısınmaya neden CO2 emisyonunu daha az yapsa da azot bileşimli oksitleri daha çok yaydığı için hava kirliliğine daha çok sebep olurlar.

Fuel-Oil

Mazot ve benzine göre viskozitesi daha yüksek ve koyu renkte olan bir rafinasyon ürünüdür. İçerdiği hidrokarbonların karbon sayısı mazot ve benzine göre daha fazladır.  En çok fabrika,tesis ve iş merkezlerindeki enerji ve ısınma ihtiyacını sağlamak için kullanılır.

Asfalt Ve Katran

Petrolün rafinasyonundan elde edilen yan ürünlerdir.

Asfaltı oldukça kıvamlı halden katı hale kadar farklı şekillerde bulunabilir. Yolların, hava alanlarının kaplanmasında, çatı izolasyonunda, su ile ilgili olan yapılarda su geçirmezlik sağlamada kullanılır. Boya sanayisinde, akü üretiminde, su kanallarını kaplamada ve kil tuğlalarını yapıştırmada kullanılır.

Katran ise görünüm olarak asfalta çok benzer. Yapısındaki hidrokarbonların oranlarında farklılık vardır. Asfalt ile benzer alanlarda kullanılabilir. Katran petrolün rafinasyonundan elde edilebileceği gibi odun ve kömürden de elde edilmektedir.