PETROL VE PETROL ÜRÜNLERĐ

Transkript

1 PETROL VE PETROL ÜRÜNLERĐ

2 PETROL Petrol sözcs zcüğü, Latince de taş anlamına na gelen petra ile yağ anlamına na gelen oleum sözcüklerinden oluşmu muştur (Petra( oleum= Petrol). Petrol halk arasında, yalnız z belirli bir yakıtı (Benzin, Gazyağı ğı, Dizel - Motorin, Motor yağı ğı, Fuel oil) ) olarak bilinmesine rağmen, aslında petrol kelimesi doğal halde bulunan ve yeraltından çıkarılan işlenmemiş ham petrol anlamına na gelmektedir. Petrol, hidrokarbonların karışı ışımından meydana gelmiş olup, her zaman sabit bir kimyevi bileşimi imi yoktur. Doğal akaryakıt olan ham petrol, bulunduğu u memleketlere göre g değişen en bileşimler imler gösterir. g Örneğin; Amerika'da özellikle Pennsylvania bölgesinde çıkarılan petroller genellikle hidrokarbon sınıfından ndan olan bileşikleri ikleri, Rusya petrolleri, kötük kokulu naften sınıfından ndan bileşikleri; ikleri; Romanya petrolleri ise bu ikisinin bir karışı ışımını içerir. Çeşitli tipteki petrollerin spesifik ağıa ğırlıkları 0,80-0,96; 0,96; alevlenme noktaları oc ve ortalama ısıtma kuvvetleri 10,500 cal/kg'd kg'dır.. Ortalama elementel bileşimleri imleri ise; karbon %84, hidrojen %12, oksijen %1 olup çok az miktarda da kükürt bulunur. Teksas ve Kaliforniya petrollerinde kükürt k diğerlerine oranla fazladır.

3 Kimyasal oluşumu umu Oktan,, petrolde bulunan bir hidrokarbondur. Çizgiler kovalent bağ, siyah küreler k karbon ve beyaz küreler k hidrojendirler. Petrolün n kimyasal yapısı farklı uzunluklardaki hidrokarbon zincirlerinden oluşur. ur. Bu zincirler, petrolün n arıtım m sürecinde, s damıtma sayesinde ayrış ıştırılıp benzin, jet yakıtı, kerosen gibi ürünler elde edilir. Bu alkanların genel gösterimi g CnH2n+2 biçimindedir. imindedir. Örneğin benzinde yaygın n olarak bulunan 2,2,4-Trimetilpentan Trimetilpentanın ifadesi: C8H18 biçiminde iminde olup oksijen ile ısıveren tepkimesi şöyledir: C8H18(s) O2(g) 8CO2(g) + 9H2O(g) + ısı Petrolün n veya benzinin kısmk smı yanması karbon monoksit ve/veya nitrik asit gibi zehirli gazların n yayımına yol açar. a ar. C8H18(s) O2(g) + N2(g) 6CO2(g) + 2CO(g) + 2NO(g) + 9H2O(g) + ısı Petrol, yüksek y ısı ve/veya basınç ortamında, ısıalan tepkimeler sonucunda oluşur. ur. Örneğin kerojen farklı uzunluklardaki hidrokarbonlara bölünebilir: CH1.45 (k) + ısı.663ch1.6 (s) +.076CH2 (s) +.04CH2.6 (g) +.006CH4 (g) +.012CH2.6 (k) +.018CH4.0 (k) +.185CH.25 (k)

4 PETROL ÜRÜNLERĐ

5 BENZĐN 150 C a kadar ham benzin, C a kadar kerosin,, jet yakıtı, C a kadar dizel yakıtı, 350 C dan sonra da ağıa ğır r yağlar elde edilir. Kimyasal olarak benzin ham petrolün özelliğine ine bağlı olarak 120 den fazla hidrokarbon ihtiva eder. Bunların çoğu u doymuş hidrokarbon yapısında olup, 4 den 4 12 ye kadar karbon ihtiva ederler. Sentetik olarak benzini Alman kimyager Bergius un un metodu ile kömürden k elde etmek mümkündür. Bu metoda göre g kömür k r yüksek y basınç altında katalitik hidrojenasyon ile sıvıs hidrokarbonlara dönüştürülür. d r. Fischer-Tropsch ise karbonmonoksit ile hidrojeni katalitik olarak birleştirerek sıvıs hidrokarbon elde etmiştir. tir. Her iki metod ile hem daha pahalı hem de daha kalitesiz benzin elde edilmektedir. Ancak yakın n bir gelecekte bu proseslerin ticari önemi olma ihtimali vardır. r.

6 Organik bileşenlerin enlerin parçalanmas alanması,, katalitik veya ısı ile bozunmasıyla elde edilen benzin, bugünün n motorlarının çoğu u için i in gerekli olan yüksek y performansı sağlar. Benzin en fazla içten i yanmalı motorlarda ve bir dereceye kadar da özel sobalarda yakıt t olarak, organik kimyada ise çözücü olarak kullanılır. Yağ endüstrisinin ilk zamanlarında nda büyük b ölçüde atılan benzin, otomobil sanayiinin gelişmesiyle büyük önem kazanmış ıştır. Motor benzininin kaynama noktası 32,2 C C ile 210 C C arasındad ndadır. Motor yakıtı olarak fonksiyonlarını tam yapabilmesi için, i in, ticari benzin, şu özelliklere sahip olarak üretilmelidir: 1. Değişik ik yük y k altında ve hızda h durmadan yanabilmeli; 2. Motorun kolay çalışması için in soğuk havalarda yeterli olarak buharlaşmal malı; 3. Sıcak S havalarda aşıa şırı derecede buharlaşarak arak tıkanmalara t sebep olmamalı; 4. Motorda kurum teşkiline yol açan a an kaynama noktası yüksek olan bileşikleri ikleri bertaraf etmeli; 5. Depo içinde i inde oksitlenmeye yol açmamala mamalı; 6. Buji tıkanmasını ve karbürat ratör buzlanmasını minimuma indirmelidir

7 HĐDROKARBON Hidrokarbon, sadece karbon ve hidrojen CxHy atomlarından oluşan kimyasal bileşiklerin iklerin genel adı. Örneğin metan,, bir karbon ve dört d hidrojen atomundan oluşan bir hidrokarbondur. Sadece karbon ve hidrojen atomları ihtiva eden organik bileşikler. ikler. Hidrokarbonlar çok çeşitlidir. Birçok üyesi endüstriyel bakımdan önemlidir. Örneğin metan tabii gazların n temel maddesidir. Benzin hidrokarbonlar karışı ışımı olduğu u gibi benzen, naftalin ve asetilen de birer hidrokarbondur. Hidrokarbonlar teorik bakımdan da önemlidir. Çünk nkü organik bileşiklerin iklerin birçok sınıfının n sistematik olarak adlandırılmas lmasında hidrokarbonların n adlandırılmas lması esastır.

8 Hidrokarbon Tipleri Hidrokarbonlar yapılar larına bağlı olarak alifatik, aromatik ve alisiklik bileşikler ikler olarak tasnif edilebilir. Alifatik ve alisiklik bileşikler ikler de doymuş ve doymamış olarak sınıfandırılır.. Doymuş hidrokarbon, mümkün n olan en çok hidrojen ihtiva eder ve karbonlar birbirlerine bir elektron çiftinin meydana getirdiği i tek elektron bağı ile bağlıdırlar. Doymamış hidrokarbonlarda ise karbonlar birbirlerine çift veya üç bağ ile bağlanm lanmışlardır. r. Alifatik hidrokarbonlar, hidrojen atomlarının n bağlı olduğu u düz d z veya dallanmış karbon zincirlerinden meydana gelmiştir.

9 Doymuş alifatik hidrokarbonlar Bunlara alkanlar veya parafinler de denir. Genel formülü CnH2n+2'dir (n: karbon sayısı). Alkanlar bir homolog seri meydana getirir ki bu seride birbirini takip eden bileşikler ikler arasında (CH2) kadar fark vardır.bu r.bu fark nedenıyle homolog(aynı)seri olustururlar.. Karbon sayısının Latincesinin sonuna (AN) eki getirilerek adlandırılır.bile r.bileşikler ikler birbirine yakın n benzerler gösterir Karbon sayısı birden ona kadar olan alkanlar metan, etan, propan, bütan, pentan, hekzan, heptan, oktan, nonan ve dekan şeklinde adlandırılır. r. Dört D karbonlu hidrokarbonlardan itibaren izomeri (kapalı formülü aynı,, açık a formülü farklı olma) olayı başlar. Alkanlar doymuş olduklarından sadce yer değiştirmesi tepkimesi verirler.yanarlar.genel yanma tepkimeleri; C2H2n+2+3n+1/2 O2>nCO2+(n+1)H2O dur.bu olay aynı zamanda alkanların yükseltgenmesi manasınada nada gelir. Doymamış hidrokarbonlar Alkenler Bu sınıfa s olefinler sınıfı da denir. Bu sınıfta s hiç olmazsa iki karbon arasında çift bağ vardır. r. Karbon sayısının latincesinin sonuna EN ve ĐLEN eki getirilerek adlandırılır. r. Çift bağı ğın n hangi karbonlar arasında olduğunu unu belirtmek için i in rakam kullanılır. Bu rakam çift bağı ğın n bağlı olduğu karbonlardan ilkine aittir.sp2 hibritleşmesi yaparlar.birbirini takip eden iki alkan molekülü arasında CH2kadar fark vardır.homolog r.homolog seri olusturular Alkenler oldukça a aktiftir. Doymamış karbonlara hidrojen, halojen ve diğer bazı bileşikler ikler katılır. Alkinler Doymamış diğer hidrokarbon grubudur. Karbonlardan bir çiftinin arasında üç bağ vardır. r. Karbon sayısının n Latincesinin sonuna ĐN N eki getirilerek adlandırılır: r: Alkinler kimyasal olarak alkenlere göre çok daha aktiftir

10 Aromatik hidrokarbonlar Aromatik hidrokarbonlar bir veya daha çok benzen halkası ihtiva ederler. Benzen halkasının yapısı çok çeşitli şekilde gösterilmig sterilmiştir. tir. Birinci formül l açık a k formül l olup bağlanma şekillerini, karbon ve hidrojen sayılar larını göstermektedir. 2 ve 3 numaralı formüller ise basitleştirilmi tirilmiş benzen formülüdür. r. Benzen halkasına çeşitli grupların n girdirilmesi ile çeşitli bileşikler ikler elde edilir. Toluen, ksilen,, naftalin gibi misaller vermek mümkm mkündür. Alisiklik hidrokarbonlar Alisiklik hidrokarbonlar üç veya daha fazla karbon bulunduran halkalı bileşiklerdir. iklerdir. Bu halkalar benzen halkalarından farklıdır

11 Gazyağı ğı, rafinerilerde benzinden sonra alınan bir üründür. Önceleri sadece aydınlatma amacıyla kullanılırken sonradan ısıtma, soğutma, traktör r yakıtı ve jet yakıtı olarak kullanılmaya lmaya da başlanm lanmıştır. Shell Oil arıtımevi, Kaliforniya. Arıtımevi (rafineri), ham petrolün işlenip, benzin ve dizel gibi daha kullanış ışlı petrol ürünlerine dönüştürüldüğü üretimliktir (fabrika). Arıtımevleri genelde büyük b k borular ile donatılm lmış geniş alan kaplayan yapılar görünümündedirler. g ndedirler.

12 Dizel Motoru, içten yanmalı bir motor tipidir. Daha özel bir tanımla, dizel motor oksijen içeren bir gazın n (genellikle bu atmosferik havadır) sıkışs ıştırılarak yüksek y basınç ve sıcakls caklığa ulaşmas ması ve silindir içine i ine püskp skürtülen yakıtın n bu sayede alev alması ve patlaması prensibi ile çalışan bir motordur. Bu yüzden benzinli motorlardan farklı olarak ateşleme için i in bujiye ve yakıt t oksijen karışı ışımını oluşturmak için i in karbürat ratöre re ihtiyaç yoktur. 1892'de Alman Mühendis M Rudolf Diesel tarafından bulunmuş ve daha sonra 23 Şubat 1893'te patenti alınm nmış bu süres reç dizel çevrimi olarak bilinir. Diesel,, motoru kömür k r tozu dahil çeşitli yakıtlar tların n kullanımına na yönelik y olarak tasarlamış ıştır. Motorun sunumunu 1900 deki Dünya Fuarı'nda, yakıt t olarak yer fıstf stığı yağı (Biodizel)) kullanarak yapmış ıştır. Đçten yanmalı motor

13 Türkiye'deki üretim Türkiye'nin ilk %100 Türk T Malı Dizel Motorunu, 1967 senesinde Yüksek Y Mühendis M Abdülkadir Özgür r seri olarak üretmiştir. tir. Đlk olarak 1 silindirli Su Soğutmal utmalı Direkt Enjeksiyonlu olarak üretilen bu motorlar, Motosan A.Ş. firması adı altında ( sulama motopompları,, elektrik jeneratörleri, rleri, dizel deniz motorları, bahçe e traktörleri, rleri, uygulamalarında 40 yılıy aşkın n süredir s Avrupa, Asya ve Afrika kıtalark talarında hizmet vermektedir. Motosan firması 1,2 ve 3 silindirli dizel su soğutmal utmalı OHC ( Over Head Camshaft - Üstten Kam Milli ), Turbo Şarjlı ( Aşırı Doldurmalı ) Euro III emisyonlu Silindir Başı şına 4 Subaplı 120 HP gücüne g kadar motorlar üretmektedir

14 Çalışma prensipleri Gaz sıkıştırıldığında, sıcakls caklığı yükselir, dizel motoru bu özelliği kullanarak yakıtı ateşler. Hava, dizel motorunun silindiri içine i ine çekilir ve bir piston tarafından, kıvılck lcım m ateşlemeli (benzinli) motorlardakinden çok daha yüksek y (25 katı bulabilir) bir oranda sıkıştırılır. r. Hava sıcakls caklığı C'a ulaşı şır. Piston hareketinin en tepe noktasında, nda, dizel yakıt t yüksek y basınçla atomizer memeden geçerek erek yanma odasının n içine i ine püskp skürtülür, r, burada sıcak s ve yüksek y basınçlı hava ile karışı ışır. Bu karışı ışım m hızla h tutuşur ur ve yanar. HızlH zlı sıcaklık artışı ile yanma odası içindeki indeki gaz genleşir, artan basınç, pistonu aşağıa doğru hareket ettirir. Biyel (piston) kolu, krank mili çıkışına dönme d gücüg olarak iletilir. Motorun süpürmesinde, s egzoz gazını silindirin dışına atma ve taze hava çekme işlemi, i kapakçıklar klar (valf) veya giriş ve çıkışış kanalları aracılığı ığıyla yapılır. Dizel motorun kapasitesinin tam olarak kullanılabimesi labimesi için in içeriye i alınan havayı sıkıştırabilecek turboşarjer kullanılmas lması gerekir; turboşarjer ile havanın sıkıştırılmasından sonra bir artsoğutucu utucu/arasoğutucu ile içeri i alınan havanın soğutulmas utulması ayrıca verimi arttırılır. r. Çok soğuk havalarda, dizel yakıt t koyulaşı şır, viskozitesi artar, balmumu kristalleri oluşur ur veya jel haline dönüşür. d Yakıt enjektörü,, yakıtı silindirin içine i ine etkili bir şekilde itemez ve bu yüzden soğuk havalarda motorun çalıştırılmasını zorlaştırabilir. rabilir. Dizel teknolojisinde bu zorluğu u yenmek için i in çeşitli önlemler geliştirilmi tirilmiştir. tir. Sıkça S a kullanılan lan bir uygulama, yakıt t hattı ve yakıt filtresini elektrikle ısıtmaktır. Bazı motorlarda silindir içinde i inde bulunan kızdk zdırma bujileri denen küçük üçük k elektrikli ısıtıcılar, çalıştırmak için i in silindirleri önceden ısıtırlar.

15 Enjeksiyon tipleri Dizel motorlarda yakıt t enjeksiyonu, endirekt ve direkt olarak iki tiptir. Endirekt enjeksiyonda yakıt, dizel motorda yanma odası dışında, ön n oda olarak adlandırılan yere verilir. Yanma başlad ladığında yanma odasının n içine i ine yayılır. Bu tipte motordaki aşıa şırı gürültü ve titreşim im düşürülür, r, fakat ısı kaybı artar ve motor verimi düşük d k olur. Direkt enjeksiyon ise modern dizel motorlarda kullanılır. Burada motordaki yanma odasına yakıt t doğrudan püskp skürtülür. r. Emisyon Kontrolü Dizel motorlarının n en büyük b k sorunlarından ndan biri, yanma veriminin düşük d k olmasıdır. Bir başka deyişle; yanma odasına giren yakıt homojenize bir şekilde yanmaz. Bunun sonucunda ortama çok fazla sera etkisi yapacak gazlar verilir. Bunun kontrolü son yıllarda y Dizel motoru üreticilerinin en büyük b k sorunlarından ndan birisi haline gelmiştir. Avrupa Birliğinin inin almış olduğu u karara göre g Kasım 2008'de Euro V standartları Avrupa'da devreye giriyor. Emisyon değerlerini erlerini düşürmek d için i in ise araştırmalar rmalar hala devam etmekte. NADI konsepti diye tabir edilen bir uygulama ile emisyon değerleri erleri düşürülürken d rken performans artışı da kayda değer er bir şekilde artmaktadır. r. Bu uygulama ile enjeksiyon açılara ları düşürülerek küresel ısınmaya etkisi olacak gazların n oluşumu umu bir nebze olsun azaltılmaktad lmaktadır.

16 MAZOT Mazot, veya motorin dizel motorlarda kullanilan, ham petrolün damıtma ürünlerinden biridir. MOTOR YAĞI Motor yağı ğı,, motorlu taşı şıtlarda motorun çalışan parçalar aları arasında kaygan bir yağ tabakası oluşturarak sürts rtünen yüzeylerin y aşınmasını önler. Ayrıca motorun içinde i inde çalışan parçalar aları temizler.

17 LPG LPG yani sıvılas laştırılmış petrol gazı ham petrolun rafinelerde damıtılmas lması sırasında veya petrol yataklarının üzerinde bulunan doğal gazın n ayrış ıştırılması ile elde edilen ve basınç altında sıvılas laştırılan,renksiz,kokusuz lan,renksiz,kokusuz ve havadan ağıa ğır r ve yanıcı bir gazdır.bir sızınts ntı halinde gaz kaçağı ğının n hemen anlaşı şılması için in rafineri tarafından özel kokulandırılm lmıştır. r.ülkemizde kullanılan lan mix LPG nin bileşimi imi genelde %70 bütan,%30 b propandır.1 litre LPG gazlaştığı ığında normal şartlarda yaklaşı şık k 250 litre gaz hacmine ulaşı şır.lpg doğal gaz gibi uçucu u ucu olmayıp,dibe çöker. LPG kullanım şartlarına uyulduğunda,t unda,tüketicilerin güvenle g kullanabileceği i bir yakıtt ttır. LPG doğal gazın n sağlad ladığı bütün n faydaları sağlayan ve herhangi bir merkezi altyapı gerektirmeyen bir enerji türüdür. r. LPG basit kimyasal yapısından dolayı diğer enerji kaynaklarına göre g çevreci bir yakıtt ttır. LPG ambalajlanabilen ve taşı şınabilir bir enerji türüdür. t r. LPG ayrıca,diğer yakıt t türlerine t göre g ısı değeri eri yüksek y ve verimli bir yakıtt ttır LPG herhangi bir yaşam am biriminin yaklaşı şık k tüm t m enerji ihtiyacını karşı şılayabilmektedir.

18 Asfalt Asfalt, viskoz (az akış ışkan, lizüci ci) ) halden katı hale kadar değişkenlik gösteren g siyah ve kahverengi organik bir madde. Esas olarak bir hidrokarbon olan asfaltın, kimyasal bileşimi imi oldukça a karışı ışık k ve değişken olup, petrolün destilasyonundan veya tabii yataklardan elde edilir. Bugün n yaygın n olarak kullanılan lan asfalt, petrolün rafinasyonundan elde edilen yan üründür. Maden kömürününk damıtılmas lması esnasında nda elde edilen siyah madde zifttir. Asfalt; yolların, hava alanlarının n kaplanmasında, nda, çatı izolasyonunda,, su ile irtibatlı olan yapılarda su geçirmezlik sağlamada kullanılır. Yapış ışkan özelliği i vardır. r. Boya sanayiinde,, akü imalatında, su kanallarını kaplamada ve kil tuğlalar lalarını yapış ıştırmada kullanılır. Asfalt genellikle petrolün oksidasyonu neticesinde teşekk ekkül l etmiştir. tir. Yani petrol menşelidir. elidir. Çamur ve göl g l halinde (Bermudez( kara gölünde g ve Trinidad'daki kara gölde) g bulunduğu u gibi, yer altında kaya aralarında sert halde de bulunur. Sert haldekiler yer altından maden çıkarılır r gibi çıkarılır. r. Ayrıca kum taşlar larında ve killer arasında da bulunur