2012 ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU ATIK MADENİ YAĞLARDAN BAZ YAĞ ÜRETİM TEKNOLOJİLERIİ

Transkript

1 2012 ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU Nisan 2012 ATIK MADENİ YAĞLARDAN BAZ YAĞ ÜRETİM TEKNOLOJİLERIİ Prof.Dr. İ.Ersan KALAFATOĞLU MARMARA ÜNİVERSİTESİ, MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

2 SUNUM PLANI YAĞLAR ATIK YAĞ BAZ YAĞ ATIK MADENİ YAĞ BERTARAFI YAYGIN GERİ KAZANIM SÜREÇLERİ ÖNERİLER 2012 ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 2/48

3 YAĞLAR Motorlarda ve diğer güç ve ısı aktarım cihazları ile çeşitli proseslerde kullanılan yağlar genellikle mineral yağlar ve sentetik yağlar olarak sınıflandırılır. Mineral yağlar petrolden elde edilen, sentetik yağlar ise kimyasal sentezler ile üretilen yağlardır. Dünyada petrol üretiminin yaklaşık %0.8'i endüstriyel yağ olarak tüketilmektedir. Bu oran sanayileşmiş ülkelerde daha yüksektir ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 3/48

4 KULLANIM AMACI SÜRTÜNMEYİ AZALTMA SOĞUTMA GÜRÜLTÜ AZALTMA YABANCI PARÇACIKLARI UZAKLAŞTIRMA YÜZEYİ KORUMA (yenim) SIZDIRMAZLIK SAĞLAMA 2012 ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 4/48

5 YAĞ İÇERİĞİ BAZ YAĞI Petrol türevleri (mineral yağlar) Sentetik yağlar Bitkisel yağlar KATKILAR 2012 ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 5/48

6 YAĞ İÇERİĞİ BAZ YAĞI KATKILAR Sürtünme azaltıcılar Viskozite artırıcılar Viskozite indisi düzenleyiciler Yenim ve oksitlenme direnci artırıcılar Deterjanlar Emülsiyon gidericiler Diğerleri 2012 ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 6/48

7 SUNUM PLANI YAĞLAR ATIK YAĞ BAZ YAĞ ATIK MADENİ YAĞ BERTARAFI YAYGIN GERİ KAZANIM SÜREÇLERİ ÖNERİLER 2012 ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 7/48

8 ATIK MADENİ YAĞ KULLANIM SONUCUNDA FİZİKSEL VEYA KİMYASAL SAFSIZLIKLAR İLE KİRLENMESİ SONUCU ORTAYA ÇIKAN YAĞLAR KULLANILMIŞ (ATIK) YAĞLAR OLARAK ADLANDIRILMAKTADIR. NORMAL KULLANIM SÜRESİNCE KİR, METAL TOZLARI, SU VE ÇEŞİTLİ KİMYASALLAR YAĞ İÇİNE KARIŞARAK YAĞI KULLANILAMAZ HALE GETİRİRLER. İŞLEVLERİNİ KAYBEDEN YAĞLAR YENİSİ İLE DEĞİŞTİRİLİR ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 8/48

9 ATIK MADENİ YAĞ ATIK YAĞ, ham yağ içerisindeki hidrokarbonlar, çeşitli özellikler vermek üzere yağa eklenen katkı maddeleri ve bunların sıcaklık ve hava etkisiyle bozunması, yağın temas ettiği metal ekipmanda zamanla meydana gelen aşınmalar, korozyon vb etkenler sonucunda metal içerikleri NEDENİYLE TEHLİKELİ ATIK SINIFINA GİRMEKTEDİR ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 9/48

10 ATIK MADENİ YAĞ KULLANILMIŞ YAĞLARIN DOĞRUDAN ÇEVREYE ATILMASI EKOLOJİ AÇISINDAN SON DERECE ZARARLIDIR. BU YAĞLAR BİR TEHLİKELİ ATIKTIR, UYGUN ŞEKİLDE TOPLANMALI VE BERTARAF EDİLMELİ VEYA GERİ KAZANILMALIDIR ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 10/48

11 ATIK MADENİ YAĞ ATIK YAĞLAR; deterjanlar, fosfatlar yanında kurşun, çinko, baryum, kadmiyum, civa, krom, arsenik ve vanadyum gibi ağır metaller içerirler. ATIK YAĞLARI BİYOLOJİK ARITMA TEKNİĞİ İLE FAALİYET GÖSTEREN EVSEL ATIKSU ARITMA TESİSLERİNDE ARITMAK ZORDUR. BU HALLERİYLE DOĞAYA ATILMALARI DURUMUNDA, SULARA, TOPRAĞA VE HAVAYA BÜYÜK ZARARLARI OLMAKTADIR ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 11/48

12 SUNUM PLANI YAĞLAR ATIK YAĞ BAZ YAĞ ATIK MADENİ YAĞ BERTARAFI YAYGIN GERİ KAZANIM TEKNOLOJİLERİ ÖNERİLER 2012 ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 12/48

13 HAM PETROL RAFİNASYONU 2012 ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 13/48

14 HAM PETROL RAFİNASYONU BAZ YAĞLARI HAM PETROLUN ARITILMASI SIRASINDA ATMOSFERİK KOŞULLARDA PETROLDEN petrokimya sanayisinin hammaddesi olan naftanın ve yakıt olarak kullanılan benzin ve dizel bileşenlerinin damıtılarak uzaklaştırılmasından sonra bakiyenin vakumda yeniden fraksiyonlu damıtılması yolu ile elde edilir ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 14/48

15 HAM PETROL RAFİNASYONU BAZ YAĞI FRAKSİYONLARINDAN İÇERDİKLERİ mumlar, aromatik bileşikler (PAH dahil) ve kararlı olmayan yapılar ÇÖZÜCÜ EKSTRAKSİYONU İLE UZAKLAŞTIRILIRLAR. DİP ÜRÜN OLARAK KATRAN ELDE EDİLİR ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 15/48

16 BAZ YAĞI KARIŞIM Bileşim: Hidrokarbonlar (parafinik, naftenik) %80-85 C, %10-15 H, %0-3 S N, O, metaller, tuzlar <%1 Bu damıtma aşamasında kaynama noktalarının yüksekliğine göre yağ özelliğinde çeşitli fraksiyonlar elde edilir. Burada elde edilen fraksiyonlar yüksek kaynama noktalı hidrokarbonlar karışımı olup yükselen kaynama sıcaklığı aralığına göre hafif ve ağır makine yağı (spindle oil) ve hafif ve ağır baz yağı fraksiyonları elde edilir ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 16/48

17 BAZ YAĞI hafif makine yağı ağır makine yağı hafif baz yağı ağır baz yağı 2012 ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 17/48

18 FİZİKSEL ÖZELLİKLER Özellik Yoğunluk Birim g/ml, (15 o C) Hafif makine yağı Ağır makine yağı Hafif baz yağı Ağır baz yağı Viskozite mm 2 /s, 40 o C 100 o C Viskozite indeksi Parlama noktası ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 18/48

19 SUNUM PLANI YAĞLAR ATIK YAĞ BAZ YAĞ ATIK MADENİ YAĞ BERTARAFI YAYGIN GERİ KAZANIM TEKNOLOJİLERİ ÖNERİLER 2012 ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 19/48

20 ATIK YAĞ BERTARAF STRATEJİLERİ Çevre açısından tercih sırası En yüksek En düşük Seçenek Atık çıkmasını baştan önlemek Ürünü geri kazanmak ve tekrar kullanmak Yakarak enerjiyi geri kazanmak Atığı toprak dolgusu veya yakma ile bertaraf etmek Faaliyet Kaynak kısıtlaması (örn. yağ değişimi aralığının uzaması) Atık yağın tekrar rafine edilmesi Atık yağın yakılmasıyla enerji kazanılması Atık yağın uygun şekilde bertaraf amacıyla kazanılması ve toplanması 2012 ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 20/48

21 ATIK MADENİ YAĞ BERTARAF TEKNİKLERİ Çimento döner fırınları DOĞRUDAN YAKMA TEKRAR İŞLEME SAFLAŞTIRMA GAZLAŞTIRMA YASADIŞI KULLANIM Küçük hacım ısıtıcıları Atık Asit/kil insineratörleri prosesi Kömürle Damıtma/kil çalışan prosesi santraller BASİT Damıtma/kimyasal proses Fuel oile karıştırmak Taş kırma sanayiinde Asfalt kullanım giderme (propan) AĞIR Isıl asfalt PROSESLER giderme Film Vaxon evaporatör prosesi Trailblazer prosesi Ön işlemli yağ arıtma Interline prosesi Diğer (gelişmekte) 2012 ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 21/48

22 TEKRAR İŞLEME Tekrar kullanım ve/veya temizleme işlemi çok fazla kirlenmemiş madeni yağlar için kullanılabilecek yöntemlerdir. Az kirlenmiş madeni yağlar basit kimyasal ve fiziksel işlemler ile yeniden kullanılabilir hale getirilebilir. Kullanılan işlemler ise genellikle çeşitli filtrasyon yöntemleri, santrifüjleme, damıtma, vb. dir. Bu prosesler kullanılarak temizlenen/geri dönüşümü sağlanan yağlar, hidrolik yağı, kesme yağı, kalıp yağı, dişli yağı üretiminde kullanılabilir ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 22/48

23 1. KADEME 2. KADEME 3./4. KADEMELER TEKRAR İŞLEME (VAXON PROSESİ) SU, NAFTA VE HAFİF HİDROKARBONLAR GAZ YAĞI, SPINDLE YAĞI VE HAFİF FUEL OİL İYİ KALİTE ENDÜSTRİYEL YAKITLAR ATIK YAĞ AĞIR HİDROKARBONLAR (yakıt) KARIŞIK ÜRÜNLER 2012 ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 23/48

24 SU GİDERME VAKUMDA DAMITMA TEKRAR İŞLEME (TRAILBLAZER PROSESİ) SU VE HAFİF HİDROKARBONLAR HAFİF HİDROKARBONLAR ATIK YAĞ AĞIR HİDROKARBONLAR (yakıt) ASFALT İNCELTİCİ 2012 ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 24/48

25 GERİ KAZANIM GÜNÜMÜZDE DÜNYADA GERİ KAZANILMIŞ MİNERAL YAĞLAR OTOMOTİV VE SANAYİ UYGULAMALARINDA KULLANILMAKTADIR. FAKAT BU YAĞLARIN KALİTESİ ÇEŞİTLİ AKTÖRLER ARASINDA HALA TARTIŞMA KONUSU OLABİLMEKTEDİR ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 25/48

26 GERİ KAZANIM MODERN GERİ KAZANIM YÖNTEMLERİNİN UYGULANMASI İLE ELDE EDİLEN ÜST KALİTEDEKİ GERİ KAZANILMIŞ YAĞLAR İLE KULLANILMAMIŞ BAZ YAĞLAR KARŞILAŞTIRILABİLİR DURUMDADIR. BAZ YAĞI KALİTESİ TOPLANAN ATIK YAĞLARIN KAYNAĞINA ÇOK BAĞLI DEĞİLDİR, ANCAK PROSESE VE TESİSE GÖRE FARKLILIK GÖSTERMEKTEDİR ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 26/48

27 GERİ KAZANIM İŞLEMLERİ ÇÖKTÜRME (YABANCI KATI MADDELERİN VE SUYUN UZAKLAŞTIRILMASI) EN YÜKSEK 250 O C'DE ATMOSFERİK DAMITMA (DÜŞÜK KAYNAMA NOKTASINA SAHİP BİLEŞENLERİN VE VARSA KALAN SUYUN UZAKLAŞTIRILMASI) SÜLFÜRİK ASİT İLE İŞLEME NÖTRALİZASYON (OKSİDASYON ÜRÜNLERİ VE KATKILARIN UZAKLAŞTIRIMASI) 2012 ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 27/48

28 GERİ KAZANIM İŞLEMLERİ ÇÖKTÜRME VE FİLTRASYON VAKUM DAMITMA ÇÖZÜCÜ EKSTRAKSİYONU ELDE EDİLEN FRAKSİYONLARIN AĞARTMA TOPRAĞI İLE İŞLENMESİ (ADSORPSİYON) HİDROJENASYON İLE RAFİNASYON 2012 ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 28/48

29 SUNUM PLANI YAĞLAR ATIK YAĞ BAZ YAĞ ATIK MADENİ YAĞ BERTARAFI YAYGIN GERİ KAZANIM SÜREÇLERİ ÖNERİLER 2012 ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 29/48

30 GERİ KAZANIM YÖNTEMLERİ Bu kapsamda uygulanan yöntemlerin amacı, gittikçe azalmakta olan petrol rezervlerinden elde edilen baz yağın tekrar aynı amaçla kullanımı için saflaştırılarak geri kazanılmasıdır. Bu yöntemler 1930 larda geliştirilmeye başlanmasına rağmen 2. dünya savaşı ve 1970 lerin petrol krizi sırasında önem kazandı ve gelişme gösterdi. Çevre kirliliği ve halk sağlığına gösterilen önemin artması da bu yöntemlere ivme kazandırdı ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 30/48

31 GERİ KAZANIM YÖNTEMLERİ Atık yağ geri kazanım teknolojilerinin içerdikleri işlemleri 4 başlık altında gruplandırmak mümkün görülmektedir: 1. Atık yağ içindeki su ve hafif hidrokarbonların (nafta vb.) giderilmesi, 2. Asfalt (asfaltik kalıntılar, ağır metaller, polimerler, katkılar diğer bozunma ürünleri) giderimi, 3. Fraksiyonlandırma (2-4 fraksiyon), 4. Son işlemler (yukarıdaki işlemler sonrası kalan ağır metal, PAH, vb. kirleticilerin giderilmesi) ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 31/48

32 GERİ KAZANIM YÖNTEMLERİ Atık yağ geri kazanımının ekonomisi büyük ölçüde aşağıda verilen 3 faktöre bağlıdır: 1. Prosesin maliyet kalemleri: o verim, o çıkan atık maliyetleri, o enerji ve diğer tüketimler, o emisyon kontrol 2. Geri kazanılan baz yağ satış fiyatı, 3. Atık yağ maliyeti ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 32/48

33 GERİ KAZANIM YÖNTEMLERİ Proses maliyetlerini belirleyen etkenler ise şöyle sıralanabilir: Tesis kapasitesi: küçük kapasiteli bir tesisin yağ işleme maliyeti, büyük kapasiteli bir tesise göre %20-40 arasında daha yüksek olabilir, Tesisin yeri: gerekli altyapıların (atık bertaraf tesisi, vb.) geri kazanım tesisine yakınlığı, Kullanılan teknoloji: Modern teknolojilerin kullanımı kuruluş maliyetini asit/kil yöntemiyle kıyaslandığında %75 oranında artırmaktadır. Örneğin hidro-işlem yüksek bir kuruluş maliyeti getirmektedir, Ülke koşulları: İşletme maliyetleri tesisin bulunduğu ülke ile önemli değişkenlik göstermektedir (işçilik maliyetleri, taşıma maliyetleri vb.) ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 33/48

34 GERİ KAZANIM YÖNTEMLERİ Geri kazanılan yağın satış fiyatı şu parametrelere bağlıdır: 1. Kullanılmamış baz yağ fiyatı, 2. Geri kazanılmış baz yağın kalitesi, 3. Piyasanın geri kazanılmış yağdan beklentisi: kullanılmamış yağa göre oluşacak kalite farkı ve piyasanın kalite beklentisi geri kazanılmış yağ fiyatını düşürebilmektedir, 4. Dağıtım (pazarlama) maliyetleri 2012 ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 34/48

35 GERİ KAZANIM YÖNTEMLERİ Atık yağ maliyeti şu parametrelere bağlıdır: 1. Düşük proses işletme maliyetine sahip tesisler, kullanılmış yağı satın alabilecek güce sahip olabilirler, 2. Yüksek kapasiteli tesisler kullanılmış yağı satın alabilecek güce sahip olabilirler, 3. Kullanılmamış baz yağ fiyatları ve geri kazanılan yağ fiyatlarındaki durum ve proses maliyeti, bazı tesisler için atık yağın bedelsiz olarak tedarik edilmesini veya mali olarak desteklenmelerini gerektirebilir ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 35/48

36 GERİ KAZANIM YÖNTEMLERİ Mevcut asit/kil proseslerinden başka geri kazanım prosesleri temelde şu kademeleri içermektedir: 1. Su ve nafta uçurma 2. Asfalt giderme (ağır metaller, polimerler, katkılar, diğer bozunma ürünleri) 3. Fraksinasyon (2 3 ürün) 4. Son işlemler 2012 ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 36/48

37 Hidrolama Reaksiyonları Kükürt giderme Azot giderme Oksijenli bileşiklerin giderilmesi Olefinlerin doyurulması Aromatiklerin doyurulması Parçalama R SH H RH H S 2 2 Pyr N 5 H C H NH Ph OH H C H H O R CH CHR H R CH CH R C H H C H H O Ph R H C H RH ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 37/48

38 ASİT/KİL PROSESİ 2012 ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 38/48

39 DAMITMA/KİL PROSESİ En kolay yöntemlerden birisi olarak kabul edilmektedir. Temel olarak büyük bir absorpsiyon kil kütlesiyle devam eden standart bir flaş birimi içermektedir. Stabilize olmamış, fraksiyonlarına ayrılmamıştır; viskozite ve uçuculuk açısından fakirdir (çok sınırlı kullanım). Büyük miktarda yağ absorplamış kil ileri derecede ters çevresel etkilere sahiptir ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 39/48

40 DAMITMA/KİMYASAL İŞLEM 2012 ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 40/48

41 PROPANLI ASFALT GİDERİMİ-1 (IFP) 2012 ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 41/48

42 PROPANLI ASFALT GİDERİMİ-2 (Snamprogetti) 2012 ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 42/48

43 PROPANLI ASFALT GİDERİMİ-3 (Interline) Propan ekstraksiyonu ham yağa doğrudan uygulanmaktadır. Katı/sıvı akım süzülerek ayrılır. Atmosferik basınçta propan/yağ ayırımı sağlanır. Yağ fraksiyonlanarak baz yağ, dizel ve bakiyeye damıtılır. Her iki katı atık asfalt inceltici olarak kullanılır. Verim %79 olup ilk yatırım ve işletme giderlerinin düşük olduğu iddia edilmektedir ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 43/48

44 İNCE FİLM BUHARLAŞTIRICISI 2012 ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 44/48

45 ISIL ASFALT GİDERİMİ (Agip Petroli) VERİM: % ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 45/48

46 UYGULANAN PROSES ÖRNEKLERİ Sotulub Mineralöl-Raffinerie Dollbergen (Avista Oil) Puralube (UOP-HyLube) Evergreen 2012 ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 46/48

47 SOTULUB 2012 ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 47/48

48 MRD (Avista Oil) 2012 ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 48/48

49 Puralube (UOP-HyLube) 2012 ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 49/48

50 Evergreen 2012 ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 50/48

51 GELİŞMELER Patentlenmiş çalışan prosesler Patentlenmiş önerilen prosesler İyileştirmeler Kimyasal çöktürme yardımcıları Su buharı damıtması vb ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 51/48

52 GAZLAŞTIRMA Atık madeni yağ gerektiğinde başka geri kazanılması zor organik karışımlarla birlikte gazlaştırılarak sentez gazı üretilir. Sentez gazından (H 2 ve CO) başka kimyasallar üretilmektedir (Petrokimya). Gazlaştırmada kömür de kullanıldığında metaller inert tehlikesiz bir atığa dönüşmektedir. Çok büyük kapasiteler gerekmekte ve yalnız atık yağ için ekonomik olmamaktadır ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 52/48

53 SUNUM PLANI YAĞLAR ATIK YAĞ BAZ YAĞ ATIK MADENİ YAĞ BERTARAFI YAYGIN GERİ KAZANIM SÜREÇLERİ ÖNERİLER 2012 ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 53/48

54 ÖNERİLER BU DOĞAL KAYNAKLAR BIZE ATALARIMIZDAN MİRAS KALMADI, BİZ ONU ÇOCUKLARIMIZDAN ÖDÜNÇ ALDIK. BU NEDENLE YAKMADAN GERİ KAZANIMA AĞIRLIK VERMEMİZ VE İYİ KALİTE BAZ YAĞI ÜRETMEMİZ GEREKMEKTEDİR. TÜM ÜLKELERDE OLDUĞU GİBİ TÜRKİYE KOŞULLARINA UYGUN (EKONOMİ/PAZAR/VB.) GERİ KAZANIM TEKNOLOJİSİ KULLANILMALIDIR ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 54/48

55 ÖNERİLER TÜRKİYE DE BU TEKNOLOJİYİ GELİŞTİRECEK ALTYAPI, BİLGİ BİRİKİMİ VB. KAYNAKLAR VARDIR. TESİSLERİN EKONOMİK OLMALARI İÇİN BELİRLİ BİR MİNİMUM KAPASİTENİN ÜSTÜNDE OLMALIDIR. BU NEDENLE BU ALANDA ÇALIŞAN FİRMALARIN BİR ARAYA GELMELERİNDE YARAR OLABİLİR ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 55/48

56 ÖNERİLER ÜRÜN OLARAK KALIP YAĞINDAN DAHA KALİTELİ VE ÖRNEĞİN YAĞLAMA YAĞI OLARAK KULLANILABİLECEK STANDARD BAZ YAĞLARI ÜRETİLMELİDİR. KONTROLSUZ/YASA DIŞI YAKILMANIN ÖNÜNE GEÇİLMESİ BU ALANDA ÇALIŞAN FİRMALARIN TOPLUMSAL SORUMLULUĞUDUR ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 56/48

57 TEŞEKKÜRLER Prof.Dr. Ersan KALAFATOĞLU MARMARA ÜNİVERSİTESİ, MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ 2012 ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 57/48