4. PETROL ENDSTRSNE BAKI (Ref. e_makaleleri, Rafineri Prosesleri)Petrol endstrisi, ticari ilk sondaj kuyusunun 1859da almas ve iki yl sonra da petrolden gazya elde edilmesiyle balar. Petrol rafinasyonu, ilk uygulama olan basit distilasyon ileminden, bugnn karmak proseslerine kadar olan aamalar ynnden deerlendirildiinde, en byk abann salk ve gvenlik gereksinimlerinin karlanmas ve gvenli alma ortam salanmas iin harcand grlr. Petrol rafinerileri eitli nitelerden oluan birer komplekstir; rafinasyon, karmak bir hidrokarbonlar karmndan dier baz karmak hidrokarbonlar karmlar elde etme ilemidir. Proseslerde alevlenebilen gazlar ve sv rnler elde edilirken yksek scaklklar ve yksek basnlar uygulanr; gerekli tm tehizatn scakla, basnca, korozyona, gerilime dayankllklar uzmanlarn denetiminde kontrol altnda tutulur. Elektronik teknolojiyle operatrler proses nitelerini gece gndz srekli olarak izleyebilmektedirler. Her operasyon blgesindeki kontrol odalarnda bilgisayarlproses kontrol sistemleri bulunur; fabrikalarn almalaryla ilgili veriler, grafikler ve etkileimli grafikler ekranlarda grntlenir. Proses kontrol sistemi, operatrlerin gerekli hallerde prosese mdahale ederek ince ayar yapmalarna ve prosesteki deiikliin sonucunu hemen almalarna olanak verir.

TARHEPetrol rafinasyonu, tketicinin daha kaliteli ve daha ok sayda rn taleplerine gre ekillenmi ve gelitirilmitir. lk rafinasyon, balina yandan daha hafif ve daha ucuz olan gazya elde edilmesine ynelik olmu, i yanmal motorlarn kefedilmesiyle de benzin ve dizel yakt retimi balamtr. Uak yakt ihtiyac yksek-oktanl benzin ve jet yakt retiminin balamasna yol amtr (Tablo4.1).

60

BLM 4. PETROL ENDSTRSNE BAKI

TABLO-4.1: RAFNASYONUN TARHYl 1862 1870 1913 1916 1930 1932 1932 1933 1935 1935 1937 1939 1940 1940 1942 1950 1952 1954 1956 1957 1960 1974 1975 Prosesin Ad Atmosferik distilasyon Vakum distilasyonu Termal kraking Sweetening Termal reforming Hidrojenasyon Koklatrma Solvent ekstraksiyon Solvent devaksing Kat polimerizasyon Katalitik kraking Visbreaking Alkilasyon zomerizasyon Fluid katalitik kraking Deasfalting Katalitik reforming Hidrodeslfrizasyon nhibitr sweetening Kat. izomerizasyon Hidrokraking Katalitik devaksing Kalnt hidrokraking Amac Gazya retimi Hampetrolleri fraksiyonlama Benzin verimini artrma Kkrt ve kokuyu azaltma Oktan saysn ykseltme Kkrt uzaklatrma Benzin baz stoklar artrma Yalarn VI artrma Akma noktasn dzenleme Benzin verimi ve oktan artrma Daha yksek oktanl benzin Viskoziteyi drme Benzin verimi ve oktan artrma Alkilasyon ham maddeleri Benzin verimi ve oktan artrma Kraking ham maddesini artrma Nafta dntrme Kkrt uzaklatrma Merkaptanlar uzaklatrma Yksek oktanl molekller Kaliteyi iyiletirme, S azaltma Akma noktasn dzenleme Benzin verimini artrma Yan-rn, v.s., Nafta, katran, v.s., Asfalt, kalnt Kalnt, bunker yakt Kkrt Kalnt Kkrt Kok Aromatikler Vakslar Petrokimya hammaddeleri Petrokimya hammaddeleri Distilat ve katran Yk. Oktanl uak benzini Nafta Petrokimya hammaddeleri Asfalt Aromatikler Slfr Dislfrler Alkilasyon ham maddeleri Alkilasyon ham maddeleri Vakslar Ar kalntlar

PETROL ENDSTRSNE BAKI

61

Distilasyon Proseslerilk rafineri 1862de ald ve basit atmosferik distilasyonla yan rnleri arasnda katran ve naftann da bulunduu gazya retildi. Ksa bir sre sonra petroln vakum altnda distillenmesiyle yksek kaliteli yalama yalar elde edilebilecei kefedildi. Sonraki 30 yl boyunca tketicinin temel talebi yine gazya oldu. Bu durumu iki olay deitirdi; elektriin kefedilmesiyle aydnlatma amacyla kullanlan gazya talebinin azalmas ve i yanmal motorlarn kullanlmasyla dizel yakt ve benzin talebinin artmasdr.

Termal Kraking ProsesleriOtomotiv endstrisinin gelimesi ve I. Dnya Sava, benzin motorlu aralarn oalmasna ve buna paralel olarak da benzin talebinin hzla artmasna neden oldu. Ancak, distilasyon prosesleriyle elde edilen benzin miktar az ve snrl olduundan, 1913de termal kraking prosesi gelitirildi. Bu proseste byk molekll hidrokarbonlar iiren ar yaktlar basn ve s altnda paralanp kk molekll hidrokarbonlara dntrlerek benzin retimi ve distile yaktlar artrlr. Dier bir termal kraking teknolojisi koklatrmadr (1933); ar kalntlar daha hafif rnlere ve distilatlara dntrmede uygulanan iddetli bir termal kraking prosesidir. Visbreaking (1939), termal kraking prosesinin yumuak bir formudur, atmosferik veya vakum distilasyon kalntlar, katalizrsz ortamda sl olarak paralanarak gaz, nafta, distilatlar ve dk viskoziteli fuel oile dntrlr.

Katalitik ProseslerYksek-sktrmal benzin motorlarnda, vuruntuya dayankl yksek-oktanl benzine gereksinim vardr. 1930lu yllarn ortalarndan sonlarna kadar gelitirilen katalitik kraking, alkilasyon (1940) ve polimerizasyon prosesleriyle benzin kalitesi slah edildi ve yksek-oktanl benzin talepleri karland. Daha sonra katalitik izomerizasyon yntemi gelitirilerek hidrokarbonlarn alkilasyon ham maddeleri haline dntrlmesi gerekletirildi. 1960larda slah edilmi katalizrlerle, hidrokraking, buhar reforming, buhar kraking ve devaksing gibi proses metotlar gelitirildi. Bu katalitik prosesler, ayn zamanda ift bal molekller (alkenler) de elde edilebildiinden, modern petrokimya endstrisinin temelini oluturmulardr.

62

BLM 4. PETROL ENDSTRSNE BAKI

lemleme (Treatment) ProsesleriHidrokarbon olmayan maddeler, safszlklar ve son rnlerin zelliklerini etkileyen veya dnm proseslerinin verimini dren dier maddelerin uzaklatrlmas iin eitli treatment metotlar kullanlr. lemleme, kimyasal reaksiyon ve/veya fiziksel ayrmadr. Tipik rnekler, kimyasal sweetening (yumuatma), asit treating, klay temaslandrma, kostik ykama, hidrotreating, kurutma, solvent ekstraksiyonu ve solvent devaksingdir (mum giderme). Sweetening, hampetrole prosesten nce uygulanarak kkrtten arnmasn salar; rnlere ise proses srasnda veya prosesten sonra uygulanr.

4.1. RAFNER PROSESLERPetrol rafinasyonu, hampetrol hidrokarbon gruplarna ayrmak amacyla distilasyon veya fraksiyonlama prosesleriyle balar. rnlerinin ou, daha sonra, kraking, reforming ve dier dnm prosesleri gibi ilemlerden geirilerek ierdikleri hidrokarbon molekllerinin bykl ve yaps deitirilir ve ok kullanlan rnlere dntrlr. Sonraki aamalar ekstraksiyon, hidrotreating ve sweetening gibi eitli ilemleme ve ayrma prosesleridir. bylece istenmeyen bileikler uzaklatrlr ve rnlerin kalitesi ykseltilir. Entegre rafinerilerde fraksiyonlama, konversiyon, treatment ve harmanlama operasyonlar birletirilmi halde bulunur, hatta petrokimyasal prosesler de bunlarn iinde yeralabilir. Rafineri prosesleri ve operasyonlar be genel grup altnda toplanabilir,

Fraksiyonlama (Distilasyon)Hampetroln distilasyon kolonlarnda, atmosferik ve vakum altnda distillenerek farkl kaynama-aralklarnda, hidrokarbon gruplarna ayrlmas ilemidir; bunlara, fraksiyonlar veya cutlar denir. Temel fraksiyonlama prosesleri atmosferik ve vakum distilasyon prosesleridir.

Dnm (Konversiyon)Konversiyon prosesleriyle hidrokarbon molekllerinin byklkleri ve/veya yaplar deitirilir. Bu prosesler (Blm 3), Paralanma (dekompozisyon); termal ve katalitik kraking, Birleme (unifikasyon); alkilasyon, polimerizasyon ve kompaundlama,

PETROL ENDSTRSNE BAKI Deime ve yeniden dzenlenme izomerizasyon ve katalitik reforming. (alterasyon ve

63

rearragement);

lemleme (Treatment)Bu proseslerin amac hidrokarbon akmlarn sonraki preselere hazrlamak ve son rnleri ekillendirmektir. Safszlklar ve kirliliklerin uzaklatrlmas kadar aromatikler ve naftenlerin ayrlmas veya uzaklatrlmas da treatment ilemleri iinde yeralr. Treatment kimyasal veya fiziksel ayrma eklinde olabilir; znme, absorbsiyon, ktrme, kurutma, hidrodeslfrizasyon, solvent deasfalting, sweetening, solvent ekstraksiyonu ve solvent devaksing, v.s.

Harmanlama ve Dier ProseslerHarmanlama, hidrokarbon fraksiyonlarn, katk maddelerini ve dier gerekli bileikleri, zel performans kriterlerinde rnler elde etmek amacyla birletirme ve kartrma ilemidir. Harmanlama rafineri operasyonlarnn en son ve kritik aamasdr; rnein benzin rn, eitli proses nitelerinden alnan komponentlerin harmanlanmasyla elde edilir; karmn oktan seviyesi, buhar basnc deeri ve dier zelliklerinin kullanm amacna gre belirlenmi artnamelere uygun olmas gerekir. Ayrca madeniyalar, vakslar, gresler ile doymamlar (unsat) ve doymular (sat) gaz fabrikalar, hidrojen retimi ve MTBE fabrikalar da bu grup altnda topland.

Yardmc letmeler ve Dier OperasyonlarBunlar arasnda hafiflerin-elde edilmesi (light-ends recovery), ac-su syrma (sour-water stripping), kat atklar ve atk su ilemleme, proses suyu ilemleme ve soutma, depolama ve tama, rn hareketi, hidrojen retimi, asit ve tail (atk) gaz ilemleme ve slfr elde etme.ilemleri saylabilir. Yardmc operasyonlar ve yerleimler olarak buhar ve g retimi, proses ve yangn suyu sistemleri, baca ve kurtarma sistemleri, frnlar ve stclar, pompalar ve valfler, gaz (buhar, hava, azot ve dier fabrika gazlar) salanmas, alarmlar ve sensrler, grlt ve kirlilik kontrolleri, rnek alma (testler ve kontroller), ve laboratuvar, kontrol odas, bakm, idari yerleimler.

64

BLM 4. PETROL ENDSTRSNE BAKI

TABLO-4.2: RAFNER PROSESLER VE OPERASYONLARIBlm 4. 4.1. 4.2. 5. 5.1. 5.2. a. 6. 6.1. 6.1.1. a. b. b.1. b.2. 6.1.2. a. a.1. a.2. a.3. b. c. d. e. e.1. e.2. Proses Blm Proses PETROL ENDSTRSNE BAKI 6.2. BRLEME PROSESLER RAFNER PROSESLER 6.2.1. Alkilasyon RAFNER RNLER a. Alkilbenzenler FRAKSYONLAMA PROSESLER 6.2.2. Polimerizasyon ATMOSFERK DSTLASYON a. Polipropilen VAKUM DSTLASYONU 6.3. DEME, DZENLENME Baz Yalarn elde edilmesi 6.3.1. Katalitik Reforming DNM PROSESLER a. Nafta Katalitik Reforming PARALANMA PROSESLER 6.3.2. zomerizasyon Termal Paralanma Prosesleri a. Ksilenler zomerizasyonu 7. LEMLEME PROSESLER Visbreaking Koklatrma a. Amin lemleme (Treating) Geciktirilmi Koklatrma b. Tuz Giderme Fleksikoklatrma c. Hidrotreating Katalitik Paralanma Prosesleri c.1. Katalitik Hidrodeslfrizasyon Katalitik Kraking c.2. Yalama Yalar Hidrotreating Fluid Katalitik Kraking, FCC c.3. White Oil ve Vaks Hidrotreating Hareketli Yatak Katalitik Kraking c.4. Piroliz Benzin Termofor Katalitik Kraking d. Solvent Deasfalting Hidrokraking e. Solvent Devaksing Buhar (Steam) Reforming e.1. Solvent Devaksng , Vaks Deolng Buhar Kraking e.2. DiMe Devaksing, Vaks Deoiling Katalitik Devaksing e.3. Sprey Ya Giderme (Deoiling) Katalitik Distile Oil Vaks Giderme Katalitik Lube Oil Vaks Giderme

PETROL ENDSTRSNE BAKI

65

TABLO-4.2: RAFNER PROSESLER VE OPERASYONLARIBlm Proses Blm Proses f. Solvent Ekstraksiyon 8.2.8. Hidrojen retimi f.1. Furfural (Solvent) Ekstraksiyonu 8.2.9. MTBE Fabrikalar YARDIMCI ETMELER VE MP (N-Metil-2-Pirolidon) 9. f.2. DER Rafinasyonu 9.1. YARDIMCI LETMELER g. Sweetening g.1. Slfr ve Karbon Dioksit Ayrma 9.1.1. Su nartma g.2. Claus Slfr retim Prosesi a. Mekanik ktrme g.3. Asit, Kostik veya Klay lemleme b. Kimyasal ktrme g.4. Kurutma ve Sweetening 9.1.2. Buhar retim 8. HARMANLAMA VE DER a. Besleme Suyu (feed water) 8.1. HARMANLAMA b. Istc-Yakt a. Yakt Harmanlama c. Buhar Datm b. Yalama Ya Harmanlama 9.1.3. Trbinler 8.2. DER PROSESLER a. Buhar Trbinleri 8.2.1. Madeni Yalar, Vakslar ve Gresler b. Gaz Trbinleri a. Vaks retim Prosesi 9.1.4. Elektrik Gc b. Yalama Ya Prosessi 9.1.5. Soutma Kuleleri c. Gres Ya retim Prosesi 9.1.6. Hava-Azot 8.2.2. Doymamlar Gaz Fabrikalar 9.1.7. Atk Su lemleme 9.2. DER OPERASYONLAR 8.2.3. Doymular Gaz Fabrikalar a. Absorbsiyon 9.2.1. Is Deitirici, Soutucu ve Istclar b. Doal Gaz Svlarn Fraksiyonlama 9.2.2. Basn Drme, Baca Sistemleri 8.2.4. Refrijerasyon 9.2.3. Gaz ve Hava Kompresrleri Gemi ve Tanker Ykleme, 8.2.5. Kriyojenik Genleme Prosesi 9.2.4. Boaltma 8.2.6. Kuru-yatak adsorbsiyon prosesleri 9.2.5. Pompalar, Borular, Valfler 8.2.7. Asfalt retimi 9.2.6. Tank Depolama