Petrol ve Petrol Enerjisi
PETROL ve PETROL ENERJİSİ
PETROL sözcüğü, Latince'de
"kaya" anlamına gelen petra ve "yağ" anlamına gelen oleum
sözcüklerinden türetilmiştir. Günümüzde petrol ve petrol ürünleri büyük önem
taşır. Benzin, gazyağı, mazot, fueloil (yağyakıt), makine yağı, bitüm ve
parafin mumu çok bilinen petrol ürünleridir. Benzin otomobillerde; gazyağı gaz
lambalarında, bazı ısıtma aygıtlarında ve jet uçaklarının motorlarında; mazot
(dizel yakıtı da denir) otobüs, kamyon ve gemilerdeki dizel motorlarında
kullanılır. Buharlı gemilerin kazanlarında buhar üretilmesinde; çelik, cam,
seramik gibi maddelerin üretiminde kullanılan bazı sanayi fırınlarında ve bazı
binaların ısıtma sistemlerinde fueloil yakılır. Makinelerin düzgün ve rahat
çalışabilmesi için ince ya da kalın makine yağlarına (en kalınlarına gres
denir) gereksinim vardır. Bitümden, asfalt ve yalıtım malzemesi üretiminde
yararlanılır.
Petrol
binlerce yıl boyunca basit bir biçimde kullanıldı. Babilliler yol döşerken ve
bağlayıcı madde olarak bitümden, Romalılar yolları için Sicilya'dan
getirttikleri asfalttan yararlanırlardı. Eski Çinliler, tuz üretmek için tuzlu
suyun ısıtılmasında doğal gaz kullandılar. İtalya, Almanya, Kuzey Amerika ve
Birmanya'da ham petrolün tedavi edici özellikleri olduğuna inanılırdı.
Gazyağı
ve Parafin
1850'de
İskoçyalı bilim adamı James Young, şeyl denen bir kayaçtan gazyağı elde etmenin
yöntemini buldu. Young, gazyağının lambalarda bitkisel yağ ya da balina yağı
yerine kullanılabileceğini gösterdi. Kimyadaki adı kerozen olan gazyağının
başlıca iki türü vardır. Bunlardan birincisi gaz lambalarında, gaz sobalarında
ve ısıtıcılarda; daha uçucu olan ikinci türü ise, bazı traktörlerin ve küçük
balıkçı teknelerinin motorlarında yakıt olarak kullanılır. Jet uçaklarının
motorlarında kullanılan gazyağı ikinci türdendir.
Gazyağına
İngiltere'de parafin denir. Ama parafin aslında petrolden elde edilen, mum,
cila, su geçirmez karton ve kağıt yapımında kullanılan yarı saydam, sert bir
mumdur. Açık renkli, kalın bir yağ olan ve ilaç olarak kullanılan vazelin (kimyadaki
adı petrolatum) de bir başka petrol ürünüdür.
Ham
Petrolün Keşfi
19.
yüzyılın ortalarına kadar ham petrol, doğal olarak yüzeye sızdığı yerlerde
oluşturduğu birikintilerden toplanırdı. Hayvanların su içtiği kaynaklara ya da
tuzlu su çıkarmak için açılan kuyulara sızdığı için de çoğu zaman can sıkıcı,
istenmeyen bir madde olarak görülürdü. 1850 dolaylarında ABD'de A.C.Ferris ve
onun ardından S.M.Kier, petrolün lamba yağı olarak kullanılmasına yönelik ilk
çalışmaları başlattılar. Daha sonra New York'lu iki avukat, George Bissell ve
Jonathan Eveleth, Pennsylvania'da bir petrol arama şirketi kurdular ve emekli
bir demiryolu müteahhiti olan Edwin L. Drake'i, Pennsylvania'daki küçük
Titusville kasabası yakınlarında petrol kuyusu açmakla görevlendirdiler.
Drake
27 Ağustos 1859'da 21 metre
derinde petrole rastladı. Çok geçmeden günde sekiz varil, sonra da 20 varil
petrol çıkarmaya başladı. Petrol, balina avlamak gibi riskli bir işten daha
güvenilir ve daha ucuz bir lamba yağı kaynağı olduğu için hazır bir pazar
buldu. Artık petrole hücum ve petrol çağı başlamıştı.
Petrolün
Oluşumu ve Bulunması
Petrol
denizlerdeki bitki ve hayvanların öldükten sonraki kalıntılardan oluşmuştur. Bu
kalıntılar deniz yatağında milyonlarca yıl boyunca çürümüş ve geriye yalnızca
yağlı maddeler kalmıştır. Yağlı maddeler çamur altında kalmış ve zamanla çamur
sıkışıp kayaç katmanlarına, alttaki yağlı maddelerde de petrol ve gaza
dönüşmüştür. Yerkabuğundaki altüst oluşlar bazen denizlerin kara parçaları
haline gelmesine ve petrol içeren kayaçların da binlerce metre derine
gömülmesine yol açmıştır.
Çoğunlukla
petrol oluştuğu yerden başka yerlere taşınmıştır. Bazen kayaçlardaki
gözeneklerden sızıp kilometrelerce derinden yüzeye çıkmış ve burada buharlaşmış
(gaz haline dönüşmüş), geriye bir bitüm ya da zift birikintisi kalmıştır. Çoğu
kez de gözeneksiz, sert kayaçlarla karşılaşmış ve buralarda toplanmıştır.
Bulunan petrol yatakları bu tür kayaçların petrolü tutmasıyla oluşmuştur. Bu
yataklarda, süngerin su emmesi gibi, gözenekli kayaçların emdiği petrolün üstü
kubbe biçimli, sert ve gözeneksiz kayaçlarla örtülmüştür. Ama bu kayaçlar ile
petrol arasında genellikle bir doğal gaz katmanı, petrolün altında da çoğu kez
eski denizden arta kalan tuzlu su bulunur.
Belirli
bir yerde petrol bulunup bulunmadığı ancak sondajla (delmeyle) anlaşılabilir;
ama jeologlar yerkabuğuna ilişkin bilgilerden yararlanarak petrol bulunma
olasılığı olan yerleri önceden belirleyebilirler. Çoğu zaman hava
fotoğraflarından çıkarılan haritaları inceleyen jeologlar, petrol açısından
umut verici olan alanları seçerler ve daha sonra bu alanlar karadan taranır.
Kayaç ve bitki örtüsü incelenir, sondaj yoluyla sağlanan yer altı kayaç
örnekleri getirilip laboratuarda çözümlenir. Jeologlar yeraltı kayaçlarının
konum, derinlik, sertlik gibi özelliklerini ve hatta türünü belirleyebilmek
için özel aygıtlardan ve bu aygıtlara dayalı olarak geliştirilmiş bilimsel
arama yöntemlerinden yararlanırlar. Ama bütün bu çalışmalar yapılmış olsa da,
açılacak kuyudan petrol çıkacağı gene de kesin değildir.
Petrol
Kuyuları, Boru hatları ve Tankerler
Günümüzde
pek çok petrol kuyusu, marangozların delik delmek için kullandıkları döner
matkap uçlarına benzeyen uçlarla delinip açılır; aradaki fark, petrol için
kullanılanların çok daha büyük olmasıdır. Matkap ucu, sondaj kulesi ya da delme
kulesi denen yüksek bir kuleden, tel halatlara bağlanarak sarkıtılan delme
borusunun ucuna takılır. Delme borusu kule tabanındaki döner tabladan geçer. Bu
boru makine gücüyle, çoğu zaman bir dizel motoruyla döndürülür; ama son olarak
geliştirilen türbo sondaj tekniğinde elektrik motorlarından yararlanılmaktadır.
Delik derinleştikçe, delme borularına yenileri takılır. Delme borusundan aşağı
yapay bir çamur pompalanır; bu çamur sürekli olarak matkap ucunun deliklerinden
dışarı püskürür ve delinen deliğin yanlarından yukarıya geri döner. Bu çamur
yalnızca matkap ucuna sıvanan kayaç parçacıklarını temizlemekle kalmaz, ucun
yağlanmasını ve soğumasını da sağlar; ayrıca, taşıdığı basınç açılan deliğin
duvarlarının içe doğru çökmesini önler. Daha sonra deliğe çelik borudan bir
koruyucu kılıf geçirilir ve çimentolanır. Çok derin deliklerde, kılıf çapı
tepede yaklaşık 45 santimetreyken dipte yaklaşık 10 santimetreye düşer.
Gerekli
dikkat gösterilmezse, matkap ucu petrole ulaştığında petrol şiddetle dışarı
fışkırabilir, böylece boşa akabilir ve yangın tehlikesi doğurabilir. Bunu
önlemek ve petrolü aşağı doğru bastırabilmek için ağır sondaj çamuru
kullanılır; ayrıca bir valf ve boru sisteminin yardımıyla da basıncın yavaş serbest
bırakılması sağlanabilir. Eğer doğal basınç petrolü yüzeye çıkaracak kadar
güçlü değilse, petrol ya pompalanarak ya da yüksek basınçlı gaz basılarak
dışarı çıkarılır. İkinci yönteme "gazla yükseltme" denir.
Büyük
miktarlarda petrolü karadan taşımak için boru hatlarından yararlanılır.
Çelikten yapılan boruların çapları 15 cm ile 2 metre arasında olabilir.
Boru hatları vadileri aşabilir, dağlara tırmanabilir ve ırmak yataklarının
altından geçebilir.
Petrolü
denizden taşımak için tanker denen gemiler kullanılır. Bunlar özel olarak
tasarımlanmış teknelerdir; tankerlerin makineleri kıçta (geminin arka ucunda)
bulunur. Teknenin çok büyük bir bölümü petrol bölmelerine ayrılmıştır. Büyük
tankerler petrolü küçüklerden daha ucuza taşır. Günümüzde 550.000 tonluk tankerler
yapılınca bunların yanaşabileceği uygun iskele bulmak bir sorun olmuştur. Bu
tür tankerler limanı kullanmak yerine, derin sulardaki yüzer şamandıraların
yanına demir atar; yükleme ve boşaltmayı da şamandıralardan başlayıp deniz
yatağından kıyıdaki depolama tanklarına giden boru hatları aracılığıyla
Petrolün
Arıtılması
Ham
petrol, rafineri denen arıtma tesislerinde benzin ve gazyağı gibi petrol
ürünlerine ayrılır. Bu değişik ürünler farklı sıcaklıklarda kaynayıp
buharlaşır; bu özellikten yararlanılarak, ayrımsal damıtma denen yöntemle bu
ürünler ham petrolden ayrılabilir. Ham petrol ısıtılır, bir sıvı ve buhar (gaz)
karışımı halinde, ayırma kulesi denen çelik bir kuleye pompalanır. Sıvı bölüm
kulenin dibinde toplanır, fueloil ve bitüm gibi ürünler haline gelir. Buharlar
kulede yükselir ve yükseldikçe de soğur. Önce mazot gibi daha ağır ürünler
sıvılaşır ve bunlar kulenin değişik düzeylerindeki tepsilerden çekilip alınır.
Benzin buharları kulenin tepesine kadar yükselir ve buradan alınarak sıvılaştırılır.
Damıtma,
arıtmanın birinci aşamasıdır. Ham petrol rafineride, değişik ürünlerin istenen
miktarlarda elde edilebilmesine olanak verecek biçimde işlenebilmelidir. Yüksek
sıcaklıklarda gerçekleştirilen bir işlem olan "kraking" (parçalama),
ağır ürünleri daha hafif bileşenlerine ayırır ve böylece elde edilen benzin
miktarı artar. Bütün maddeler moleküllerden, moleküller de atomlardan oluşur.
Petrol hidrokarbon moleküllerinden, yani hidrojen ve karbon elementlerinin
atomlarından oluşur; ama bütün petrol moleküllerinde aynı sayıda atom bulunmaz.
Örneğin, fueloil moleküllerinde gazyağı moleküllerinden daha çok hidrojen ve
karbon atomu vardır ve bu yüzden fueloil molekülleri gazyağı moleküllerinden
daha ağırdır. Kraking işleminde, büyük taşların parçalanıp çakıl haline
getirilmesi gibi moleküllerin bazıları da ısı ve basıncın etkisiyle parçalanır
ve daha hafif moleküller elde edilir.
"Reforming"
(düzeltim) işlemi ise arıtma sürecinin en önemli aşamasıdır. Bu, yüksek
sıcaklık ve basınçta gerçekleştirilen, moleküllerin büyüklüklerinden çok
biçimlerini değiştirmeye yönelik bir işlemdir. Bu işlemle hidrokarbon
zincirlerinin biçimi değiştirilir ve bunlar "aroma tik" bileşikler
denen benzen halkalı bileşiklere dönüştürülür. Üstün nitelikli benzin bu aşamada
elde edilir.
Örneğin,
ABD'de bir varil ham petrolden 63
litre benzin, 22 litre ağır fueloil elde edilir; oysa
Ortadoğu'da bir varil petrol ancak 31 litre benzin, buna karşılık 63 litre fueloil verir.
Petrol ya 159 litre
eşdeğerindeki "varil" ya da özellikle deniz yoluyla taşındığında
"artık ton" (1.016
kg) ve "metrik ton" la (1.000 kg) ölçülür.
Daha
az bilinen petrol ürünlerinin şaşırtıcı kullanım alanları vardır. Mumlarda ve
cilalarda petrol mumu (parafin mumu) bulunur; parfümler, kozmetikler ve hatta
peynirin bozulmasını önleyen bazı maddeler petrol yağlarından hazırlanır.
Böceklere karşı kullanılan ilaçlarda başka petrol yağları vardır. Etilen
(domatesleri yapay olarak olgunlaştırmak için de bu madde kullanılır) ve yapay
ipek ya da tırnak cilası yapımında kullanılan aseton gibi ürünler arıtma
işleminden elde edilen gazlardan üretilir. Yapay kauçuk, plastikler ve sıvı
deterjan yapımında kullanılan başlıca kimyasal maddeler de gene petrol
ürünüdür. Pek çok ilaç ve boya, hatta sakız ve güçlü patlayıcılar gibi maddeler
de petrol ürünleri içerebilir. Petrol gazları soğutularak ve sıkıştırılarak
sıvılaştırılabilir; tüplere doldurularak pazarlanan bu tür propan ve bütan gibi
gazlar çoğunlukla mutfaklarda ve aydınlatma amacıyla kullanılır.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder