Yakıt endüstrisi

Bu hammaddeler rafinerilerde çeşitli ürünler için işlenir, örneğin:

a) Sıvılaştırılmış gaz (LPG)

b) Motor yakıtları (benzin, gazyağı, dizel yağı)

c) Isıtma yağları

d) Yol ve endüstriyel asfalt

e) Çeşitli sentezler için hidrokarbon hammaddeleri

f) Petrol koku

g) Katı petrol hidrokarbonları (örneğin parafin)

Ayrıca yakıt sanayi ürünleri, ilaçlar (ağır yağ fraksiyonlarından elde edilen ve müshil olarak kullanılan parafin), gübreler (bitki koruma kimyasallarının üretiminde kullanılan fenol), çözücüler (petrol eteri ve aseton) ve plastikler (poliolefinler) dahil olmak üzere çeşitli kimyasal ürünlerin hazırlanmasında hammadde rolü oynamaktadır.

Ham petrol işleme

Sanayide ham petrolün %90’ından fazlası benzin, yağ ve asfalta dönüştürülür. Sodyum hidroksit çözeltisi, yani soda külü bu süreçte büyük önem taşır. Kükürt bileşikleri ve karbondioksit gibi safsızlıkları gidermek için kullanılır. Bunların giderilmesi, bu bileşiklerin içeriğine ilişkin yasal gereklilikleri karşılamak için gerekli olan petrol rafinasyon sürecinin önemli bir aşamasıdır . Soda külü ayrıca ham petrolün işlenmesinden sonra elde edilen nihai ürünlerin rafinasyonunda da kullanılır. Birkaç temel işlem vardır:

a) Damıtma – Ham petrolün kaynama noktası farklı fraksiyonlara ayrılması işlemidir. Bu şekilde kuru ve yaş gaz, benzin, gazyağı, dizel yağı, mazot ve gudron gibi çeşitli hammaddeler elde edilir.

b) Katalitik kraking – Ağır petrol fraksiyonlarını daha hafif fraksiyonlara ayırmak için bir katalizör (çoğunlukla zeolit) kullanılmasını içerir. Bu şekilde, nispeten büyük miktarda yüksek kaliteli benzin elde edilir.

c) Katalitik reformlama – düşük oktanlı benzinin, platin katalizörü varlığında yüksek oktanlı benzine katalitik dönüşümü. Bu işlemin ana ürünleri şunlardır: hidrojen, rafineri gazı, LPG, izo- ve n-bütan.

d) Hidrokraking – Ağır petrol fraksiyonlarının, mazot ve gudronun hidrojen basıncı altında katalitik olarak daha hafif yakıtlara dönüştürülmesi işlemidir. Bu yöntemle benzin, gazyağı ve dizel yakıtları elde edilir.

e) Piroliz – Ağır yağ fraksiyonlarının su buharı varlığında parçalanması işlemidir. Bu şekilde piroliz benzini, yağ ve katran elde edilir.

f) Alkilasyon – olefinlerin izobütanla reaksiyona girmesiyle daha yüksek molekül ağırlığına ve oktan sayısına sahip izoparafinlerin oluşumuyla sonuçlanır. Bu işlem, düşük sıcaklıkta ve bir katalizör varlığında gerçekleştirilen reaksiyonları içerir. En yaygın kullanılan katalizör sülfürik asittir . PCC Grubunda, sülfürik asit temas yöntemiyle elde edilir ve bu da ona çok yüksek saflık kazandırır. Bu şekilde elde edilen sülfürik asit, yağların, gazyağının, parafinin saflaştırılması ve gaz kurutma işlemlerinde kullanılabilir .

Yakıt türleri

Yakıtlar, kökenlerine (doğal ve yapay), kalori değerlerine (yüksek ve düşük kalorili) ve toplanma durumlarına (sıvı, gaz ve katı) göre sınıflandırılabilir. Her türün farklı özellikleri ve çeşitli uygulama alanları vardır.

Sıvı yakıtlar – benzin

Ham petrolden elde edilen en önemli sıvı yakıtlar şunlardır: benzin, gazyağı, dizel ve ısıtma yağları. Benzin, yaklaşık 40°C ila 200°C arasında kaynayan bir ham petrol fraksiyonudur. Esas olarak buji ateşlemeli motorları çalıştırmak için kullanılan bir yakıttır. Ayrıca çözücü (örneğin petrol eteri) görevi de görebilir. Benzin esas olarak alifatik hidrokarbonlardan oluşur, ayrıca belirli miktarlarda aromatik ve doymamış hidrokarbonlar da içerir. Benzinin en önemli özellikleri şunlardır : oktan sayısı (yani patlamaya karşı direnç), yanıcı karışımlar oluşturma kabiliyeti ve reçine birikintileri oluşturma eğilimi. Birkaç benzin türü vardır:

a) Kurşunlu benzin – Etil. 1980’lerin ortalarına kadar kullanıldı. Motorda yandığında toksik kurşun oksitlerin oluşumuna yol açan tetraetil kurşun içeriyordu.

b) Kurşunsuz benzin (95 RON) – oktan sayısı 95 olan daha ucuz kurşunsuz benzin türüdür.

c) Kurşunsuz benzin (98 RON) – daha pahalı olan, oktan sayısı 98 olan model.

Benzinin ticari ürün haline gelebilmesi için, yakıtın depolanması, kullanımı ve taşınması sırasında meydana gelebilecek olumsuz ve istenmeyen olayları önleyecek bir takım katkı maddelerinin de bileşimine dahil edilmesi gerekmektedir.

Petrol katkı maddeleri

En önemli benzin katkı maddeleri arasında oksidasyon inhibitörleri bulunur. Benzin, bir hidrokarbon karışımı ürünü olduğundan, depolama sırasında oksidasyona uğrayabilir. Bu durum, oktan sayısını düşürerek yakıtın özelliklerinin bozulmasına yol açar. Oksidasyon inhibitörleri genellikle aromatik aminler ve fenolleri içerir.

İkinci grup ek maddeler metal deaktivatörleridir. Metallerin petrol oksidasyon reaksiyonları üzerindeki katalitik etkisini etkisiz hale getirerek oksidasyon inhibitörlerini desteklerler. Etkileri, metallerin yüzeyinde koruyucu tabakalar oluşturmaktır.

Temel katkı maddeleri arasında, tortuları ve korozyon ürünlerini dispersiyon halinde tutan dağıtıcı-emülsifiye edici bileşikler de bulunur. Bu işlevleri yerine getirebilen ürün grubu ROKAmer’lerdir. Bu ürünler, etilen oksit ve propilenin non-iyonik blok kopolimerleri grubuna aittir. Bu özellik, ROKAmer grubunu diğer non-iyonik yüzey aktif maddelerden ayırır ve köpük önleyici özelliklerini belirler.

Bir diğer katkı maddesi grubu da yağlayıcılardır . Uygun yağlama gerektiren yakıt pompası bileşenlerinin hızlı aşınmasını önlerler. Bu tür bileşiklere örnek olarak karboksilik asitler, esterler veya aminler verilebilir. Benzindeki su, de-emülgatörler kullanılarak giderilir ve bu sayede depoda ayrı bir faz olarak salınır. Bu, özellikle yakıt pompalarken önemlidir. Bu olguyu önlemek için, yukarıda bahsedilen de-emülgatörler adı verilen katkı maddeleri kullanılır.

Petrol endüstrisindeki tesislerin çoğu çelikten yapılmıştır ve bu nedenle su varlığında korozyon meydana gelebilir ve bu da sızıntı riskine yol açabilir. Bunu önlemek için korozyon inhibitörleri kullanılır. Bu inhibitörler metalin yüzeyiyle reaksiyona girerek koruyucu bir bariyer oluşturur ve böylece aşındırıcı maddelerin etkisini engeller. Bunlar genellikle amin, amid veya amonyum tuzları bazlı bileşiklerdir.

Modern motor benzinlerinin sonuncusu ama aynı derecede önemli özelliği, yakıt sistemini (özellikle emme sistemini) ve motor yanma odalarını temiz tutabilmeleridir. Bu amaçla deterjan adı verilen rafine edici katkı maddeleri kullanılır. PCC Group’un ürünü olan Petrotex DF30 bu amaç için mükemmel bir şekilde çalışacaktır. Dağıtıcı ve emülsifiye edici bileşimlerde bileşen olarak kullanılan sarı, yağlı bir sıvıdır. Bu ürünün en önemli özelliği yıkama kabiliyetidir. Petrotex DF30 esas olarak silindirlerin giriş ve çıkış valflerini temizlemek için bir deterjan olarak kullanılır. Dodesilfenol ayrıca yakıt sistemi temizlik maddelerine katkı maddesi olarak da mükemmel şekilde uygundur. Sarı renkli ve fenolik kokulu, koyu, viskoz bir sıvıdır. Dodesilfenol, yakıt katkı maddesi paketlerinin sentetik bileşenlerini oluşturan propoksilatların üretiminde kullanılır.

Sıvı yakıtlar – dizel yağı

Dizel yakıtı, esas olarak kendiliğinden tutuşan dizel motorlar için tasarlanmış bir yakıttır. Petrolden damıtma işlemleriyle ayrıştırılan parafin, naftalin ve aromatik hidrokarbonların bir karışımıdır. 180-350°C’de kaynayan bir petrol fraksiyonudur. Bu sıvı yakıtın en önemli parametreleri viskozite (püskürtme), kendiliğinden tutuşmaya karşı direnç (setan sayısı), katılaşma sıcaklığı ve kükürt içeriğidir. Dizel yağı damıtıkları yüksek oranda kükürt bileşiği içerdiğinden, bunların hidrojenleme yoluyla giderilmesi gerekir.

Dizel yağı katkı maddeleri

Günümüzde kullanılan dizel yağı, çeşitli zenginleştirici katkı maddelerinin kullanılmasını gerektirir. Bunların çoğu, benzin için tasarlananlara benzer işlevler görür. Ancak dizelde asıl önemli olan, köpük önleyici katkı maddeleri, anti-elektrostatik katkı maddeleri ve setan sayısını artıran modifiye edicilerin kullanılmasıdır.

Köpük önleyici maddeler, yakıt hazırlama ve tank doldurma sırasında köpük oluşumunu önlemek için tasarlanmıştır. Bazı dizel yakıtlar da pompalama sırasında köpürme eğilimindedir ve bu da tank doldurma işlemini aksatarak sızıntılara neden olur. ROKAmer serisi ürünler bunu önler. Bunlar, çok çeşitli sıcaklıklarda kullanılabilen köpük önleyici maddelerdir. Ayrıca, ROKAmer’ler çok iyi yağ çözücü özelliklere ve sıvı ile hava arasındaki yüzey gerilimini azaltma yeteneğine sahiptir. Bu sayede köpük drenajını iyileştirerek azalmasını sağlarlar.

Antistatik katkı maddeleri, dizel yağının elektriksel iletkenliğini artırarak yangın riskini azaltmak için tasarlanmıştır. Bu amaçla genellikle olefin ve akrilonitril kopolimerleri poliaminlerle birlikte kullanılır.

Bir diğer modifiye edici grubu ise setan sayısını artıran katkı maddeleridir . Görevleri, tutuşma gecikme süresini kısaltmak ve yanma hızını artırmaktır. Bunların en popülerleri 2-etilheksil nitrat (EHN) ve di-tert-bütil peroksittir (DTBP).

Önemli bir katkı maddesi grubu da belirteçlerdir. Görevleri, yakıt türünün belirlenmesini kolaylaştırmaktır. Yakıt yağını ısıtma yağından ayırt etmek için, yakıta belirli bir renk veren azo türevleri kullanılır. Son zamanlarda, yağ veya benzin kokusunun rahatsız edici olduğu yerlerde kullanılan koku katkı maddeleri oldukça popüler hale gelmiştir . Bu tür değiştiriciler örneğin esterler veya terpenler olabilir.

Sıvı yakıtlar – gazyağı

Kerosen, özellikle havacılıkta turboprop veya jet motorlarında büyük miktarlarda kullanılan bir yakıttır. Ayrıca kozmetik formülasyonlarında çözücü ve bileşen olarak kullanılır. Düşük oktan ve setan sayısına sahip olması nedeniyle kıvılcım ateşlemeli motorlarda (benzinli motorlar) ve kendinden tahrikli motorlarda (dizel motorlar) kullanılamaz. Kerosen, yaklaşık 170-250°C’de kaynayan sıvı bir petrol fraksiyonudur. Üretimi nispeten ucuzdur. Kerosen esas olarak ham petrolün damıtılması işleminde oluşur . Genellikle, benzin ve dizel yağı üretimi gibi katkı maddeleri ve rafine etme işlemleri bu tür yakıtlar için kullanılmaz. Kerosen ayrıca, kraking ve reforming işlemlerinde benzine ve diğer ürünlere dönüştürülür.

Sıvı yakıtlar – biyodizel

Biyodizel, petrol türevi dizele yenilenebilir bir alternatiftir. Bitkisel veya hayvansal yağlardan elde edilir. Biyodizel genellikle saf yağ asitlerinin metil esterlerini veya yağ asitlerinin etil esterlerini içerir. Genellikle dizel yakıtıyla karıştırılan yakıtlara biyodizel de denir. Daha iyi motor çalışma koşulları sağlayan yakıt elde etmek için kullanılırlar. Saf biyodizel, kauçuk hortumları ve yakıt hatlarını olumsuz etkiler. Ayrıca, sıcaklık arttığında viskozitesi büyük ölçüde değiştiğinden, biyodizel için ek bir soğutucu kullanılması gerekebilir. Bu yakıtın bir diğer dezavantajı, düşük sıcaklıklarda çökelmesi ve bu nedenle kış koşullarında çalışma sırasında filtrelerin ve diğer motor bileşenlerinin tıkanmasıdır. Elbette biyodizelin de birçok avantajı vardır. Her şeyden önce, havayı kükürt bileşikleriyle zehirlemez, biyolojik olarak parçalanabilir, atmosferdeki CO2 konsantrasyonunu artırmaz ve üretimi atık alanların değerlendirilmesine olanak tanır.

Biyodizel katkı maddeleri

Yüksek kaliteli çok işlevli dizel katkı maddeleri, yakıt sistemi korozyonu, su ayrışması ve yakıtın köpürmesinin artması gibi biyodizel karışımlarıyla ilişkili birçok sorunu azaltır. Bu amaçla, dizel yağlarına eklenenlere çok benzer düzenleyiciler kullanılır. Biyodizel kullanımının temel ve sıklıkla endişe verici konusu, enjektörlerin temizliği üzerindeki etkisi, ciddi koklaşma olasılığı ve nozulların kirlenmesidir. Bu amaçla, dağıtıcı olarak bilinen maddeler kullanılır. PCC Group, dağıtıcı görevi görebilen ROKAcet serisi ürünler sunmaktadır. ROKAcet’ler, çeşitli endüstriyel uygulamalarda başarıyla kullanılabilen genel amaçlı maddelerdir.

Biyodizelin geleneksel dizel yakıtlarla karıştırılması, köpürme özelliklerini daha da kötüleştirebilir. Bu durum, özellikle bir akaryakıt istasyonunda yakıt deposunu doldururken sorun yaratabilir. Bu durumu önlemek için köpük önleyici katkı maddeleri kullanılır. Yukarıda bahsedilen ROKAmer serisi ürünler bu amaç için mükemmeldir.