Petrokimyasal Maddelerin Ara Ham Maddeleri

Doğal veya kraking yapılmış gazdan, LPG ve siklik fraksiyonlardan, kimyasal dönüşümlerle sağlanmışlardır. Petrokimyasal maddelerin üretiminde asetilen, olefinler ve aromatiklerin artan önemini açıkça ortaya koymak için bu bileşiklere, ” ara ham madde” denilmesi uygun görülmüştür. Bunlar, ana ham madde ile son ürünler arasında bulunurlar. Bu ara ham maddeler, ya doğrudan doğal petrolden veya kraking işlemi görmüş ham maddelerden kimyasal dönüşümlerle sağlanırlar. Esas ara ham maddeler şunlardır; asetilen, propilen, benzen, ksilen, etilen, büten, toluen, ve naftalindir.

Etilen, distilat, doğal benzin ve ham maddeler için kondensat ile ilgili olarak genişletilmiş bir akım aşağıda verilmiştir.

Etilen, en büyük hacimde kullanılan organik madde olup ekonomik şartlara bağlı olarak, etandan ağır gaz yağına veya ham petrole kadar değişebilen ana ham maddelerden üretilebilir. Üretimi için gerekli şartlar, rafinasyon ile ilişkili olanlarla kimyasal üretimde çok kez karşılaşılanlar arasında yer alır. 50.000 ton/yıl kapasiteli fabrikalar günümüzde yapılmaktadır.

TABLO 1: Petrokimyasal maddelerin ara ham maddeleri olarak, olefinlerin ve aromatiklerin ayırımı için, temel fiziksel işlemler

Fiziksel değişim

Temel aldığı farklılık

Ürün, ayrılacak madde

Buhar-sıvı

Distilasyon

Ekstraktif distilasyon

Buhar basıncı

Polarlanabilme

Etandan etilen

Bütandan n-bütenler

(sulu aseton)

Absorpsiyon

Sıvı-sıvı

Solvent ekstraksiyonu

Katı-sıvı

Kristalizasyon

Çözünürlük

Çözünürlük

Erime noktası

Metandan etan

Alifatiklerden benzen

(polietilen glikoller)

Diğer ksilenlerden

(p-ksilen)

Ekstraktif kristalizasyon

Clathrate oluşturma

Diğer hidrokarbonlardan n-parafinler (üre)

Enkapsulasyon (korumaya alma)

Clathrate oluşturma

m-ksilen

Adsorpsiyon, moleküler elekler

Buhar-katı

Adsorpsiyon

Yüzey veya kovuk adsopsiyonu

Yüzey veya kovuk adsorpsiyonu

İzoparafinlerden

(n-parafinler)

Etandan etilen

(odun kömürü)

Bir inert gaz ( çok kez su buharı) ile seyreltilmiş maddelerin, yüksek bir temperatürde krakinge sokulması ve çok kısa bir kalma süresi (30-100 metre/saniye), yararlı komponentleri elde etmek için ayrılmaları gereken, bir karışım verir. Son bir raporun ortaya koyduğuna göre, yüksek bir şiddetle, kısa süreli krakinge uğratılmış nafta, %1,2 hidrojen, %15,2 metan, %1,3 asetilen, % 2,8 etan, %31,8 etilen, % 2,8 etan, %1,2 propadien, % 11,6 propilen, % 0,3 propan, %4,7 bütadien, %2,2 bütadien, 527,7 C5 ve sonrası sıvıları verir. Elde olunan gazlar hemen suya daldırılır, soğutulur, dehidrate edilir ve yüksek saflıkta tek tek kompenentler üretmek için, franksiyonlanır ve istenilmeyen maddeler, işlemin başına geri gönderilir. Asıl istenilen ürünlerin propilen ve büten olması halinde, değişik ham madde ve şartlar kullanılır. Rafineri gazının tipik analizi: %25 metan, %19 hidrojen, % 15 etan, % 7 etilen, %12 propan, %6 propilen, %16 N2, CO, H2S ve daha yüksek HxCy ‘erden ibarettir. Bunun yerini LPG, benzin (high-run) ve geri döndürülen etan almıştır üretilmiştir ve çok daha fazlası, benzin paçalı hazırlamak için, özellikle krakingden kurtarılabilir. Petrokimyasal ham maddelerin aromatik ara ham maddelerinin, ham petrol ve kömür kaynaklı, aralarındaki ilişkilerle birlikte gösterilmektedir. Bunlar petrolden üretimi hızlı bir şekilde artmaktadır Toluen, uzun bir süredir, petrol ham maddelerinden elde edilmektedir. Bir kısım ham maddelerde, kurtarılabilir miktarda bulunur. Fakat daha çok naftadan dehidrojenasyonla elde edilir. Naftalin benzenle birlikte son yıllarda, ağır bir katalitik reformat akımının 650 C ‘de, bir Cr2O3ve AI2C3 katalizörü kullanılarak, 10 saniyelik sürede dealkilasyonu ile elde edilmektedir. Bu yöntemle elde edilen naftalin, kömür katranından elde edilen alışılmış ürüne oranla, daha saftır. Ashland Oil Co kuruluşu, Hydeal prosesi ile ilgili akım diyagramları, verimler ve fiyatları da içine alan, pek çok bilgi yayınlanmıştır.

Hafif Distilatlar


Bunlar, naftaları ve rafine petrol ürünlerini, uçak benzini, motor benzinini, petrol esaslı solventleri ve jet yakıtı gaz yağını kapsarlar. Benzin, en önemli petrol ürünlerinin başında gelir. Yüksek bastırmalı ( kompresyonlu ) motorların bulunuşuyla, bir yakıtın vuruntu veya patlama eğilimi, giderek artan ve şiddetlenen bir şekilde önlenmeye çalışılmıştır.

Kurşun tetra etil ( TEL ), kurşun tetrametil, ( TML ) ve demir karbonil gibi belirli bir kısım bileşikler, vuruntuyu önleme eğilimi gösterirler. Oktan sayısı, normal heptan ile izooktan ( 2,2,4-trimetilpentan ) oluşan bir karışımda, izooktanın yüzdesidir. Bu karışım bir örnek olarak, konu olan benzinle aynı vuruntu karakteristiğine sahiptir. Oktan sayısı 100 ve bazen da daha yüksek olan uçak benzini, yaklaşık üçte bir oranında izo bütan ve gaz halindeki olefinlerden türetilmiş alkilatlarla karıştırılmış ve vuruntu eğilimini azaltmak için, her galona birkaç kurşun tetra etil ilave edilmiştir. Güvenli bir şekilde benzinde kalmasına izin verilen kükürdün miktarı, tartışmalı bir konudur. %0,2′ye kadar yükselen miktarlar, ciddi bir korozyona neden olmazlar. Kükürt miktarı çoğunlukla, eyalet kurallarına göre %0,1 ile sınırlanmıştır. Düşük miktardaki kükürt, oktan sayısını artırarak, TEL ‘ın etkisini belirli bir şekilde azaltır. Bir benzinin rengi, onun kalitesi ile pek az ilgilidir. TEL katılmış benzin, yağda çözünebilen boyalarla boyanır. Boyalar ayrıca, kraking işlemi görmüş benzinin beyaz dışı rengini de örter. Nafta terimi, benzin ile gaz yağı arasında özelliklere sahip hafif distilatlar için kullanılır.

Naftalar giderek artan bir şekilde, yağlı boyalarda solvent, kuru temizleme ve etilen ham maddesi olarak kullanılmaktadır. Jet uçaklarında, diğer tüm uçak benzinlerine oranla, daha fazla gaz yağı ( kerosin ) kullanılır. Gaz yağı ayrıca, bir yakıt ve bir aydınlatma aracı olarak da kullanılmaktadır. Hafif ısıtma yağları, ev fırınlarında yakıt olarak kullanılır.

Petrol Ürünleri Katkı Maddeleri

Katkı maddelerinin<<ufacık miktarının>> petrol ürünlerine katılması, petrol ürünlerinin görev yapma (performans) derecelerinde, büyük iyileştirmelere neden olur.Katkı yapılan petrol ürünleri şunlardır; benzinler, distilatlar, yakıtlar, kaydırıcı yağlar ve fren sıvıları (yağları) dır.

En iyi bilinen katkı maddeleri, TEL ve TML gibi, vuruntu önleyen bileşiklerdir. Bu bileşiklerin tüketilen miktarları 1972` de 440 milyon kgr olarak hesaplanmıştır. Benzinden, kurşun bileşiklerinin uzaklaştırılması konusunda, önemli çevresel baskılar vardır. Kurşunsuz benzinler, daha yüksek oktan komponentleri ve üretim için, daha fazla reforming işlemi gerektirilir. Fosforoditiyoatlar ve trikrezil fosfat gibi organafosfarik katkı maddeleri, yanma odasında meydana gelen çökelmeleri değişikliğe uğratan bileşiklerdir ve günümüzde satılan pek çok yüksek fiyatlı benzinlere katılırlar. Antioksidanlar( 2,6-di-ter-butil-4- metinfenol gibi fenol türevleri ), benzin içerisindeki diolefinleri karalı kılarlar ve reçine (resine) oluşumunu azaltırlar. Antistall katkı maddelerinin ( karbüratörde buzlanma önleyiciler ) kullanımı, soğuk havalarla birlikte büyük hacimde artar ve çok kez, izopropil alkol gibi, donma noktası düşürücülerden oluşurlar. Amonyum sulfonatlar, korozyon inhibitörleri arasında yer alırlar. Alkil nitratlar gibi katkı maddeleri, setan sayısını artırırlar ve dizel yağları için, çok kez gereklidirler. Kaydırıcı yağların katkı maddelerinden olan çinko dialkil ditiyosfosfatlar, fosfor pentasülfür ile alkoller veya fenoller arasında meydana gelen reaksiyondan doğarlar; bu reaksiyonu çinko oksit ile nötrleştirme izler.

Bunlar korozyon ve oksidasyonu engelleme yanında, içten yanmalı motorlarda vernik veya torlu (çamur) oluşumunu önlerler. Deterjan etkisi ve segmen yapışmasını önlemek için, toprak alkalisi, elementlerinin aromatik sulfonatları, metal fosfatları veya diğer bileşikler kullanılır. Akma noktası azaltıcılar ve viskozite iyileştiriciler de yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Antifrizler ve buzlanma giderici akışkanlara da değinmek gerektir Etilen glikol, en çok kullanılan antifrizdir ve bu amaçla her yıl 0,7 milyar kgr satılmaktadır.

Ara Distilatlar

Gas oil, ağır fırın yağı (evler için) kraking stokları, dizel yakıtı, absopsiyon yağı ile uygun kalitede benzin elde etmek için, kraking ve reforming yapılmış distilatlar bu gruba girerler. Distilatlar çok kez, katranın viskozitesini azaltmak için, ağır katranla karıştırılırlar ve bu şekilde hazırlanan karışımlar, fuel oil olarak pazarlanabilirler. Bir kısım özel ağır naftalar asfaltın viskozitesini düşürmek için kullanılır. Bu şekilde hazırlanan asfalt, yol kaplanmasında kolaylıklı uygulanabilir ve bunlara katkılı (cutback) asfalt adı verilir. Gas oil önceleri, yapay yakıt gazın zenginleştirilmesi için piroliz edilirdi; bugün ise ya, doğrudan bir yakıt olarak kullanılır veya kraking ile benzine dönüştürülür. Dizel yakıtı, gaz oil’ in özel bir kalitesidir ve son yıllarda önemli bir motor yakıtı olmuştur. Dizel yakıtının uygun viskozitede olması önemlidir ve bu viskozite, değişmez sınırlar arasında tutulmalıdır. Distilatlar insektisidlerin hazırlanmasında kullanılır.

Ağır Distilatlar

Kaydırıcı yağları (ayrıca artıklardan) değişik amaçlı ağır yağ ve mumları sağlarlar. Ağır distilatlar ayrıca, daha hafif distilat yakıtlara ve benzine dönüştürülmek üzere, hidrokraking işlemine sokulurlar.1972 yılında distilasyona sokulan 4,280 milyon varil ham petrolden 67.8 milyon varil kaydırıcı yağ ve gres elde edilmiştir. Parlama noktası, viskozite, akma noktası, emülsiyon oluşturabilme ve tortu oluşturma direncinin yer aldığı testler, kaydırıcı yağların kullanılacakları yerleri bulmada, yardımcı olmaktadır. Solvent ekstraksiyonu ve kimyasal işlemler, kaydırıcı yağların iyileştirilmesinde uzun süredir uygulanan önemli işlemlerdir. Kaydırıcı yağların çalışmaları antioksidanlar, deterjanlar, yüksek basınç maddeleri, köpük önleyiciler, viskozite indeksini iyileştiriciler ve sürtünme azaltıcı maddeler gibi, katkı maddelerin (% 0,001 ila 25 veya daha fazla) kullanılmasıyla, iyileştirilir. Rafine edilmiş mum, özellikle kâğıt endüstrisinde olmak üzere, endüstride yaygın bir şekilde kullanılır. Rafinasyon, çok sayıda dar-erime fraksiyonlarına ayırarak, terletme ve ilerleyen kristalizasyonlar ile gerçekleştirilebilir. Rafinasyondan sonra mum, asid (sülfirik) işlemi ve Attapulgus türü, adsorbant bir kil ile prkolasyon (katı- sıvı ekst.) yaparak, saflaştırılır.

Asfaltı, artık fuel oil, kok ve petrolatum artıkları oluşturur. Bunlar, normal bir rafinasyon prosesinin yan ürünleri veya artıklarıdır. Petrol koku elektrot yapımında, kalsiyum karbür üretiminde, yağlı boyalarda ve seramik endüstrisinde ticari olarak kullanılır. Asfalt da büyük öneme sahiptir, yapıları su geçirmez hale getirmek için, kaldırım veya çatı kaplama malzemesi olarak kullanılır. Asfaltın özellikleri, yüksek bir temperatüre ısıtmak ve içerisinden hava geçirmek suretiyle kısmen oksitlenerek, önemli derecede değiştirilebilir. Bu gibi malzemelere oksit asfalt adı verilir; bunlar, normal asfalta oranla, daha viskoz ve daha az esnektir; çatı ve duvar kaplama malzemelerinin yapımında kullanılırlar. Çok sert asfalt, briket bağlayıcı olarak kullanım alanı bulur. Çok değişik maddeleri kapsayan ve büyük bir grubu oluşturan gresler, üç sınıfa ayrılırlar:

1. Mineral (madeni) yağların ve katı kaydırıcı yağların karışımı.

2. Mumların, katı yağların (bitkisel veya hayvansal),reçine yağlarının ve katranların karışımı.

3. Sabun ile kıvamlaştırılmış madeni yağlar.

Petrol Kimyasal Maddeleri Veya Petrokimyasallar


Giderek artan miktarlar, petrol ürünlerinden ve doğal gazdan elde edilmektedir. Bunlara örnek olarak amonyak, karbon siyahı, bütadien ve stiren, değeri giderek artan yüzlerce organik ve inorganik kimyasal madde gösterilebilir.

Benzer Konular