Petrolden Elde Edilen Yakıtlar

•Benzin (Petrol)

•Diesel(Motorin)

•Kerozen •LPG•Fuel-oil

Sıvı Yakıtlar Gaz Yakıt

Benzinli Motorların Çalışma Prensibi

Benzin Hakkında Genel Bilgiler

• Benzinin buharı havadan 3-4 defa daha ağırdır.

• Benzin petrolün rafine edilmesi ile elde edilir ve 200’den fazla HC bileşenden oluşan bir karışımdır

• Otto motorlarında yakıt olarak kullanılan benzin distilasyon (buharlaşma ) aralığı 32oC- 220oC arasında olan sıvı hidrokarbonlardan oluşur.

• Petrolden elde dilen diğer sıvı yakıtlara göre çok daha çabuk buharlaşabildiğinden parlayıcı bir özelliğe sahiptir.

• Rafinerilerde elde edilen benzinin oktan sayısı 95 ila 97 (Türkiye için) arası değişiklik göstermektedir. Ancak oktan sayısı yabancı ülkelerde 140’a kadar yükselmektedir. Artan oktan sayısı ile artan vuruntu direnci, daha yüksek sıkıştırma oranlı motorların yapılmasına imkan vermektedir. Bu nedenle oktan sayısını yükseltmek rafinasyon sonrası en önemli işlem olmuştur.

• Benzin buharının yanıcı, parlayıcı olabilmesi için 100lt. hava içinde 1.5-7.5lt. arasında olması gerekir. 1.5 lt.’nin altındaki karışımlar çok fakir, 7.5 lt.’nin üstündeki karışımlar ise çok zengin olduğu için yanamazlar. 1gr. benzin 13-17gr. hava ile en iyi yanmayı gerçekleştirir.

• 1lt. sıvı benzinin buharlaşması ile 300lt benzin buharı meydana gelir.

Benzinin HC Yapısı • Değişik hidrokarbonlardan oluşan

benzinin yapısının her zaman aynı değildir.

• Karmaşık kimyasal bileşimi rafineride; coğrafi bölge, iklim, mevsim ve yerel gereksinimler uyarınca değişik biçimlerde hazırlanır.

• Emisyon sınırlarındaki değişime paralel olarak benzinin değişmesi de onun tek bir kompozisyonda olmamasında etkilidir.

Bileşik Fransız Premium Alman Premium Alman Normal

Parafinler 44,47 43,3 47,3

C4 1,46 3 1,42

C5 11,64 22,3 14,12

C6 12,27 11,04 10,54

C7 11,52 4,26 9,51

C8 4,26 1,73 6,25

C9+ 0,65 0,97 5,48

Naftenler 2,67 - -

C5 0,18 - -

C6 1,03 - -

C7 1,41 - -

C8 0,05 - -

Olefinler 7,36 3,9 11,7

C4 0,59 0,89 1,43

C5 3,16 1,88 0,7

C6 2,09 0,57 2,66

C7 1,4 0,28 2,67

C8 0,12 0,1 1,41

C9+ - 0,16 2

Diolefinler 0,12 - -

C5 0,06 - -

C6 0,06 - -

Aromatikler 45,79 52,8 41,4

C6 2,22 3,93 2,59

C7 12,84 5,31 8,53

C8 16,7 9,16 5,94

C9 10,76 20,25 11,79

C10 3,08 14,14 11,18

C11 0,19 - 1,33

İki ülke bazında tipik kompozisyonunun farklılıkları yandaki tabloda verilmektedir

Benzinde Bulunan HC’lar

Doymuş HC’lar(Tüm karbon bağları hidrojen atomları ile

doldurulmuş.)•Benzinde bulunan ana ve stabil elemandır.•Yanmaları temiz (dumansız) alevle gözlenir.

Doymamış HC’lar(Tüm karbon bağları hidrojen atomları ile

doldurulmamış.)•Benzinde bulunan stabil olmayan elemandır.•Yanmaları dumanlı alevle gözlenir. Bu sebeple benzin içindeki yüzdeleri azaltılmaya çalışılır.

Doymuş HC’larAlkanlar (Parafinik HC)Sadece Karbon ve Hidrojen elementlerinin bulunduğu ve bu elementlerin birbirleriyle tekli bağ yaptığı organik bileşiklerdir. Benzin içerisinde üç farklı yapıda bulunabilirler:1. Normal (Düz Zincir) Yapılı AlkanlarKapalı formülleri Cn H2n+2 olarak ifade edilir.

C – C – C – C – C – C – C

2. Dallanmış (izo) Yapılı AlkanlarGenel formüldeki n sayısının 3'ten büyük olduğunda izo (dallanmış) alkan yapısı oluşur.

C C

C – C – C – C – C

C C. Halka (siklo) Yapılı AlkanlarGenel formülü CnH2n’dir. Genel formüldeki n sayısının 2'den büyüktür. Dairesel (Halka) yapılıdır.

CC CC C

C

Doymamış HC’lar

1. Alkenler (Olefinik HC)En az bir adet karbon-karbon çift bağı içeren doymamış hidrokarbondur.

C I

C -- C = C – C

2. Alkiller (Asetilenik HC)Bir alkan molekülünden bir hidrojen atomunun koparılmasıyla türeyen ve genel formülü, CnH2n+1

olan HC grubudur. Üç karbon bağlı yapılardır. H - C C - H

3. Arenler (Aromatik HC)Özellikle benzen ve toluen bu gruba örnektir. Bu iki aromatik HC oktan sayısını yükseltmelerine rağmen çevre için çok zararlı olmaları nedeni ile benzin içindeki yüzdelerinin azaltılması gerekmektedir.

C

C C

C C

C

Ham Petrolden Benzin ÜretimiBenzin genel olarak ham petrolün rafinasyonu yani sıvı yakıt üretim aşamasında oluşan yabancı maddelerin uzaklaştırılması ile elde edilir.

Rafinasyon Metotları

Kimyasal Metotlar Fiziksel Metotlar Destilasyon Metotları

Doktor Solüsyonu H2SO4 Edeleanu Furfurol Pott Still Shell Still Fraksiyonlu

1. Doktor Solüsyonu• Kurşun asetat veya kurşun oksit çözeltisi ile sodyum hidroksit çözeltisinin karışımıdır.• Petrol içindeki serbest kükürtü ayırmak için kullanılır.

Kimyasal Metotlar

2. Sülfirik Asit (H2SO4)•Parafik kökenli petrollere uygulanır.•Petrol içindeki doymamış, çift bağlı HC’lar (olefinler) polimerizasyonla ve oksidasyonla reçineleşip ayrışırlar.Fiziksel Metotlar

1. Edeleanu Metodu• Basınç altında ham petrol sıvı kükürt dioksit (SO2 ) ile işleme tabi tutulur.• Sıvı SO2 bütün yabancı maddeleri alır. • SO2 gaz halinde uçunca (destilasyon) yabancı maddeler bozulmadan geri kalır, bu yöntemde

oktan sayısı bir miktar düşer.

2. Furfurol Metodu

Petrol içersindeki istenmeyen birçok maddenin alınmasını sağlar.

Destilasyon MetotlarıDestilasyon, genel olarak herhangi bir sıvı karışımın buharlaşma neticesinde buhar ve bakiyenin, ayrı- ayrı elde edilmesi olarak tanımlanmaktadır.

1 Pott Still Destilasyon

Isıtılma işlemi sonunda kapta kalan kalıntıya, yakıt kalıntısı (residue) olarak adlandırılır ve FUEL OIL olarak tanklarda depolanır.

Bu tip destilasyon , kayıpların yüksek olması ve daha gelişmiş yöntemlerin olması nedeni ile artık kullanılmamaktadır.

Ham petrol pot şeklinde bir kaba alınarak ısıtılır.

Ham petrol ısıtıldıkça ilk olarak BENZİN buharı çıkar ve kondenserde yoğuşturulan bu buhar tanklara sıvı olarak pompalanır.

Bir miktar daha ısıtılan ham petrolden, GAZYAĞI buharı çıkar ve kondenserde yoğuşturulan bu buhar tanklara sıvı olarak pompalanır.

Kaba verilen ısının artırılması ile MOTORİN buharı çıkar ve kondenserde yoğuşturulan bu buhar tanklara sıvı olarak pompalanır.

Isıtılmaya devam edilmesi ile YAĞLAMA YAĞI buharları çıkar ve yoğuşturularak depolanır.

2. Shell Still DestilasyonPrensip olarak Pott Still metodu ile aynıdır Yan yana 8 adet arıtma ünitesi bulunur ve her ünite farklı destilasyon sıcaklığına ısıtılır. Böylece her üniteden farklı bir ürün elde edilir.

t1<t2<t3<t4<t5<t6<t7<t8

3. Fraksiyonlu Destilasyon

Benzinin Fiziksel, Kimyasal Özellikleri ve Yakıt Olarak Beklenenler

1. Renk2. Özgül Kütle3. Oktan Sayısı4. Uçuculuk5. Gom miktarı

1. Renk• Üretim aşamasından çıkan benzin renksizdir.• Vuruntu önleyici katıkların da renksiz ve zehirli olması , bu maddeleri ihtiva eden benzinlerin

renkle ayrılmasını zorunlu kılmıştır. Bu amaçla oktan sayılarına göre benzinlere boyar madde katılmaktadır.

• Ülkemizde üretilen ve piyasaya sunulan, kurşunsuz benzine sarı renk verilmektedir.

2. Özgül Kütle•Benzinlerin yoğunluğu belli bir değer aralığında standart olarak belirlenmiştir. Daha fazla aromatik bileşik içeren benzinler daha büyük özgül kütle daha yüksek ısıl değere sahiptirler. •Yakıtın özgül kütlesi karbon/hidrojen atom oranına bağlıdır.•Avrupa ülkelerinde benzinin özgül kütlesi maksimum ortalama 0,75 + 0.05 g/cm3 ‘tür.•Özgül kütledeki artış karbüratörlü motorlarda yakıt/hava karışımını fakirleşmesine, elektronik benzin püskürtmeli motorlarda zenginleşmeye neden olmaktadır.

3. Oktan Sayısı (ON)

Benzinin vuruntuya karşı direncini belirleyen sayıdır. ON yükseldikçe benzinin vuruntuya karşı direnci artar.

Oktan Sayısının Tespiti

•Sıkıştırma oranı değiştirilebilen C.F.R. (Commitee of Fuel Research) motoru kullanılır.

• Motor önce ON’ı belirlenecek yakıt ile çalıştırılır.

•Sıkıştırma oranı arttırılarak belli bir sıkıştırma oranında belli bir vuruntu şiddeti elde edilir.

•Daha sonra motora n-Heptan (C7H16) ve isooktan (C8H18)’dan oluşan bir karışım yakıt konur. n-Heptan (C7H16)’ın vuruntuya karşı direnci 0, isooktan (C8H18)’ın ise 100 kabul edilir.

•Burada amaç ON’ı tespit edilecek yakıtla aynı şartlarda aynı sıkıştırma oranında aynı vuruntu şiddetini verecek olan bir karışım elde etmektir.

ON’ı tespit edilecek yakıtla aynı şartlarda aynı sıkıştırma oranında aynı vuruntu şiddetini vren karışım yakıt içerisindeki isooktan (C8H18)’ın hacimsel yüzdesi o yakıtın ON’nı verir.

Standartlarda yakıtın oktan değeri RON ve MON olarak iki ayrı yöntemle tanımlanır.

RON : Research Octane Number

MON : Motor Octane Number

RON MON

Motor Devir Sayısı : 600 d/d 900 d/d

Ateşleme Avansı : ÜÖN’dan önce 13oKMA Değişken

Hava+Yakıt Sıcaklığı: 52.3oC 150oC

Soğutma Suyu Sıcaklığı : 100oC 100oC

ON=(RON+MON)/2

•Oktan sayısının yüksek olması artan sıkıştırma oranı ile aynı güç için motor boyutlarında küçülme sağlar.

•Bununla birlikte motorun kullanımı esnasında gereken oktan sayısı değişiklik göstermektedir. Örneğin: aracın düz yolda vuruntuya girme olasılığı, eğimli yol tırmanırken girme olasılığından düşüktür ve bu nedenle düz yolda daha düşük oktanlı benzin kullanmak mümkündür.

Oktan Arttırıcı Katıklar

Organik Kurşun Bileşikleri Oksijenatlar

•Kurşun Tetra Etil [Pb(C2H5)4 – TEL

•Kurşun Tetra Metil [Pb(CH3)4 - TML

• Metanol• Etanol• Izo-propilalkol (IPA)• Tetra Bütanol (TBA)• Metil Tetra Butil Eter (MTBE)• Etil Tetra Butil Eter (ETBE• Tetra Amil Metil Eter (TAME)

1. Organik Kurşun Bileşikleri

• Oktan artırmanın dışında supapları yağlama ve karbon birikimini önleme gibi bir işlevleri vardır.

•Bu özelliklerine rağmen çevre kirliliğine neden olmaları, günümüz taşıt motorlarının katalitik konvertör ve lambda sensörüne zarar vermeleri nedeni ile kullanımdan kalkmıştır.

Araştırma Oktan Sayısı (RON)Hidrokarbonlar Kurşunsuz + TEL % 0,025 + TEL % 0,075

2-metil-pentan 73,4 84,6 93,1

2,4-dimetil-pentan 83,1 93,7 96,6

2,3-dimetil-hegzan 71,3 82,5 91,7

4-okten 73,3 85,4 91,8

6-metil-2-hepten 71,3 84,6 90,2

İzopropilsiklopentan 81,1 89,6 94,3

Siklohegzan 83,0 92,9 97,4

Metil-siklohegzan 74,8 83,5 88,2

1,2dimetil-siklohegzan 80,9 89,8 94,5

1,1,3-Trimetil-siklohegzan 81,3 89,5 94,8

n-propylbenzen 110,5 117 118

• Bir litre benzine ortalama 200-600 mg kurşun ilave edilmekte ve 100 km’de 10 litre yakıt tüketen bir araç bu mesafede 2-3 g kurşunu havaya atmaktadır.

• Saatte 200 araçlık bir trafik yoğunluğunda 40-60 g/km-saat kurşun havaya aktarılır. • Havadan solunum yolu veya yiyeceklerle insan bünyesine giren kurşunun bir kısmı

kemiklerde birikir. • Kanda konsantrasyonu artan kurşun akut kurşun zehirlenmesine neden olur. • Sağlık açısından kandaki kurşun miktarının kabul edilebilir maksimum değeri çocuk ve

kadınlarda 30g/100ml, erkeklerde 35 g/100ml’dir.

2. Oksijenatlar

•Oktan artırıcı olarak kullanılan oksijenli bileşiklerdir.

•Alkol bazlı olmaları sebebi ile uçuculukta artış ve yakıt sisteminde hasara neden oldukları bilinmektedir.•Kurşunsuz benzin üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadırlar.

•Ülkemizde üretim yapan TÜPRAŞ yüksek oktanlı benzin elde etmek için, katkı maddeleri yerine isomerizasyon yöntemini kullanmaktadır.

İzomerizasyon :•Ham petrolün içinde bulunan ve oktanı 60-65 civarında olan hafif naftanın oktanını 88-90 arasına yükselten prosestir.•Bu proseste oktanı düşük C5 ve C6 parafinik hidrokarbonlar hidrojen ve katalizör ortamında basınç ve sıcaklığın etkisi ile oktanı yüksek izomerlerine dönüştürülmektedir.•Elde edilen nafta daha yüksek oktanlı diğer HC bileşikleri ile karıştırılarak yüksek oktanlı benzin elde edilir.

100’den Büyük Oktan Sayısının Tespit Edilmesi

•n-heptan ve isooktan parafinik HC’lardır.

•Parafinlerin parafinlerle karışımlarında oktan sayıları lineer olarak değişir.

•Sıkıştırma oranı parametre kabul edilerek değişik karışımların oktan sayısı değişim eğrisi çıkartılır.

Hacimsel %20 n-heptan ve %80 isooktan karışımında a gibi bir vuruntu şiddeti sıkıştırma oranı 9 olduğunda elde edilmiş olsun.

Daha sonra motor saf isooktan ile çalıştırılır. Aynı vuruntu şiddeti (a) sıkıştırma oranı 10 olduğunda elde edilmiş olsun.Bu durumda sıkıştırma oranı 10 iken saf isooktanın ON’ı 100’dür.

Bundan sonra 100’den büyük ON’ı tespit edilecek yakıt ile n-heptanın değişik karışımları hazırlanır. Yakıta n-heptan karıştırıldığından ON’ı düşer.

Amaç 100’den büyük ON’ı tespit edilecek yakıt ve n-heptan karışımlarının aynı koşullarda aynı vuruntu şiddetini (a) vereceği sıkıştırma oranlarını araştırmaktır.

Sıkıştırma oranı parametre olacak şekilde ON’ı değişim eğrisi çizilir.100’den büyük ON’ı tespit edilecek saf yakıtın aynı vuruntu şiddetini (a) verdiği sıkıştırma oranı bulunur. Bu oran saf isooktanın ON’dan daha yüksektir.

ON’nı gösteren düşey eksen üzerinden enterpolasyon yapılarak100’den büyük ON’ı hesaplanır.

Performans Sayısı

Bir yakıtın vuruntusuz olarak verebileceği maksimum gücün, aynı şartlar altında isooktanın vuruntusuz olarak verebileceği maksimum güce oranıdır.

Ne

n

ab

PN=(a/b).100

Performans Sayısı Kullanılarak 100’den Büyük Oktan Sayısının Belirlenmesi

ON=100+(PN-100)/3

4. Uçuculuk• Her yakıtın, sıcaklıkla değişen bir buhar basıncı vardır.

• Bu basınç, atmosfer basıncına eşit olduğu anda kaynama olur.

• Bir yakıt ne kadar uçucu ise, yani kaynama noktası ne kadar düşük ise, düşük sıcaklıktaki buhar basıncı o kadar yüksek olur.

• Yakıtların buhar basınçları, kapalı bir kapta oluşturdukları basınç ile ölçülür. Benzinin buhar basıncı “Reid Buhar Basıncı (RVP)” metodu (38oC /100F sıcaklıkta ) ile ölçülür.

Reid Buhar Basıncı (RVP)

Reid Buhar Basıncı yakıtın uçuculuğu hakkında bilgi verir.

• RVP (Reid buhar basıncı) yakıtın kullanıldığı ülkenin iklim şartlarına göre sınırlandırılmaktadır.

• Sıcak ülkelerde kullanılan benzinin RVP değeri, soğuk ülkelerde kullanılanlardan daha düşük olmalıdır.

soğuk ülkelerde 84 kPasıcak ülkelerde 56 kPaTürkiye’de 63-66 kPa

• Eğer benzinin buhar basıncı depolandığı iklime göre yüksek ise, buharlaşmadan dolayı büyük kayıplar söz konusu olabilir.

• Soğuk çalıştırmanın önem kazandığı kış aylarında, benzinin içerisinde bulunan bütan ve pentan gibi daha uçucu maddelerin konsantrasyonu yükseltilir ve bu tip benzine kış benzini, sıcak çalıştırma döneminde ise bu konsantrasyonlar düşürülür, bu tip benzine de yaz benzini denir.

Uçuculuk Açısından Motor Yakıtı Olarak Benzinden Beklenen ÖzelliklerDüşük ortam sıcaklıklarında kolay ilk hareket.Buhar tıkacının önlenmesiMotorun ivmelenme yeteneğinin yüksek olması.

5. Gom Miktarı • İçten yanmalı motorlarda yakıt olarak kullanılan benzinlerde kraking esnasında

stabil olmayan olefinler yüksek yüzdelerde meydana gelirler.

• Olefinler benzinin oktan sayısını artırdıkları halde hava ile temaslarında oksitlenerek gom denilen yapışkan maddeleri (reçineleri) teşkil ederler.

• Bu nedenle benzinlerin depolarda uzun müddet kalması durumunda gom oluşur. Oluşabilecek reçine miktarını tespit etmek için bu değer standartlarda maksimum olarak sınırlandırılmıştır. Standartlardaki değerin üzerinde gom ihtiva eden benzinlerin yakıt olarak kullanılması durumunda Emme kanallarında, yakıt sistemi elemanlarında ve valflerde reçine birikimi olur.

100 litre benzinde maksimum 5 mg

• Çözünmeyen tipte gomun oluşması; supaplarda tutukluk ve kirlenmeye, emme kanallarında tortu oluşumuna ve segmanlarda kilitlenmeye yol açarak motorda kalıcı hasarlara neden olmaktadır.

6. İlk ve Son Kaynama Noktası

• İlk ve son kaynama noktası benzinin destilasyon karakteri ile ilgili büyüklüklerdir. • Standart şartlarda yapılan destilasyon deneyinde, cam balon içerisinde bulunan 1 litre

benzin ısıtılır ve buharlaştırılır. Benzin buharı yoğuşturucudan geçirilerek tekrar sıvı faza dönüştürülür. Yoğunlaştırıcının ucundan yoğunlaşmış ilk damlanın düştüğü anda kaydedilen sıcaklık “İlk Kaynama Noktası” olarak ifade edilir.

• Sıcaklığın arttırılması ile destilasyonun son safhasında kaydedilen sıcaklık ise “Son Kaynama Noktası” olarak ifade edilir. Bu değer, numunenin bulunduğu cam balon içerisindeki sıvı benzinin tamamının buharlaşmasından sonra ortaya çıkan değerdir.

7. Kükürt (S) Miktarı

Ham petrolde kükürt aşağıdaki yapılarda bulunmaktadır;•Serbest (elementer) kükürt (S)•Hidrojen Sülfür(H2S)•Disülfürler •Polisülfürler•Tiofen (Korozif olmayan kükürtlü bileşikler)

Rafinasyon işlemi sırasında serbest kükürt, hidrojen sülfür, kükürtlü organik bileşikler (merkaptanlar) ve polisülfürlerin coğu bertaraf edilebilir. Buna karşın tiofenlerin bertaraf edilmesi çok zor olduğu için benzinde kalırlar.

Kükürt ihtiva eden ham benzinler doktor çözeltisine tabi tutulur. Aslında bu işlem kükürdü gidermez; kötü kokulu merkaptanları, hidrojen sülfürü ve serbest kükürdü, di sülfürler ve kurşun sülfür haline çevirir. Böylece kötü kokulu maddeler ortadan kalmış olur.

Biyobenzin (Bioethanol)

Buğday, patates, mısır ve şeker pancarı gibi nişasta + şeker bitkilerden elde edilen susuz alkollerdir. Bu alkollere biyoetanol adı verilir. Benzinli motorlarda kullanılabilen yakıtlardır.

• Ethanol renksiz, berrak, yanıcı bir sıvı olup, biyolojik olarak bozunur ve çevre açısından bir tahdit oluşturmaz.

• Yüksek oktanlı bir yakıttır. Benzinde oktan arttırıcı katık olarak kullanılır.

• Ethanol ile benzini karıştırarak zararlı emisyonları azaltmak ve tam yanma sağlamak mümkündür. En yaygın uygulamalar E10 ya da E85 diye bilinen sırasıyla %10 ve %85 etanol içeren karışımlardır.

• Kimyasal formülü C2H6O olup ya da C2H5OH olarak da ifade edilmektedir.

Dünyada etanol öncelikle mısır ve tahıl gibi tohumlardan damıtma yöntemiyle (distilasyonla) üretilmektedir.Biyoetanol üç temel hammaddeden üretilebilmektedir:•Şeker Bazlı Hammaddeler (şeker kamışı, şeker pancarı)•Nişasta Bazlı Hammaddeler (Hububat: mısır, buğday, arpa, soya fasülyesi, patates…)•Selüloz ve Hemiselüloz Bazlı Hammaddeler (odun, saman, sap v.b. biokütle)

1. Asit HidrolizSeyreltik asit hidrolizi ile şeker üretimini takip eden selülozun konsantre asit dekristalizasyonuna

dayanır. Daha sonra fermantasyon işlemi ile şeker etanole dönüştürülür.

2. Enzimatik HidrolizSelüloz ve fermente edici organizmalar birleştirilmekte ve şekerler meydana geldikçe fermente edici organizmalar şekerleri ethanole dönüştürmektedir.

3. Gazlaştırma ve FermantasyonBiokütle yüksek sıcaklıkta gazlaştırma ile CO, CO2 ve H2 gibi sentez gazlarına dönüştürülebilir. Anaerobik bakteri sentez gazlarını ethanole dönüştürmek için kullanılır.

Bioethanol Eldesi

Asit Hidroliz Enzimatik Hidroliz Gazlaştırma ve Fermantasyon

Fermantasyon

Şeker Pancarı ve şeker Kamışından Etanol üretimi aşağıdaki temel reaksiyona dayanır. (Alkol Fermantasyonu)

C6H12O6 CO2 + 2C2H5OH (Etil Alkol)

C6H12O6 (Glükoz) Maya Üretimi

Fermantasyon

%8 - %10 Etil Alkol Çözeltisi

Destilasyon

%96 Etil Alkol

Füzel Yağları (Fermantasyon sırasında yan ürün olarak elde edilen, başlıca bütil alkol (C4H9OH) ile izoamil alkolden (C5H11OH) oluşan karışım. Etil alkolden damıtma yoluyla ayrılır ve çözücü olarak kullanılır.)

Şilempe (İstenmeyen sıvı atık)

Fermantasyon Öncesi Ön işlemler ve Oluşan Yan ürünler

Özellik Benzin Bioethanol

Özgül Ağırlık, 15oC (g/cm3) 0.72 – 0.78 0.791

Kinematik Viskozite 40oC (mm2/s) 0.8 1.13

Stokiometrik Hava/Yakıt Oranı 14.5 9

Parlama Noktası (oC) 220 420

RON 91 109

MON 80 98

Buharlaşma Gizli Isısı (kJ/kg) 376 - 502 903

Alt Isıl Değer (MJ/kg) 42 27

Bioethanol’ün Avantajları

1. Yerli, yenilenebilir bir yakıt kaynağıdır. 2. Petrol için dışa bağımlılığı azaltır. 3. Temiz bir yakıt kaynağıdır. 4. Düşük maliyet ile yakıt oktan sayısını artırır. 5. Genelde bütün araçlarda kullanılabilir.6. Üretimi ve muhafazası kolaydır.7. Fosil yakıtlara göre % 40-80 daha az sera gazı yayar. 8. Asit yağmurunu azaltır. 9. Daha az su kirliliği oluşturur. 10. Daha az atık oluşturur.

Bioethanol’ün Motor Yakıtı Olarak Kullanılması

1. Oktan Sayısı• Oktan arttırıcı katık olarak kullanılır.• Benzine %10 (hacimsel) biyoethanol ilave edildiği zaman oktan sayı 2 birim artar.

2. Karışım Oranı (Hava/Yakıt)•Benzin için stokiometrik (ideal karışım oranı) 14.5/1’dir.•Bioethanol’ün O2 içeriği benzine göre daha fazla olduğundan örneğin E22 için (hacimsel olarak %22 bioethanol içeren benzin) karışım oranı 12.7/1’dir.•Bioethanol kullanılana motorlar saf benzine göre daha az hava harcarlar.

3. Yakıt Filitresi•Bioethanol çözücüdür. Aracın deposundaki ve yakıt hattındaki kalıntıları çözer.•Bu sebeple bioethanol kullanıldığında yakıt filtresinin daha kısa aralıklarla değiştirilmesi gerekir.

4. İlk Çalıştırma•Bioethanol’ün buharlaşma gizli ısısı benzinden daha fazladır.•Bioethanol-Benzin karışımlarının özellikle soğuk ortamlarda ilk hareket zorluğu vardır. Bu sebeple akü ve marş motorunun kapasitelerinin yükseltilmesine ve soğuk havalarda ilk hareket kolaylığı için saf benzine ihtiyaç vardır.

5. Malzeme Uyumu•Bioethanol; alüminyum, pirinç, çinko ve kurşun gibi metalik malzemelerde korozyona yol açmakta ve sonuçta yakıt ve ateşleme donanımları zarar görebilmektedir.•Benzin içerisinde bioethanol miktarı artıkça (>E10) korozyon etkisi de hızla artmaktadır.•Bu sorunu gidermek için bioethanolle uyumlu olan teflon ve flor kaplanmış elastomer malzemeler kullanılmalıdır.•Yine korozyonu önlemek için yakıt filitrelerinde paslanmaz çelik malzemeler kullanılmalıdır.

6. Motor Garantisi•Motor garantisi açısından izin verilen maksimum karım oranları (hacimsel)İngiltere %5 (E5)ABD %10 (E10)

• Bioetanol için özel üretilmiş araçlarda bioetanol, %85 etanol - %15 benzin (E85) karışım oranına kadar kullanılabilmektedir. E85 araçlar, otomobil üreticilerinin bu ürünü test etmeleri nedeniyle sınırlı sayıda üretilmektedir. Bu araçlar %100 etanol veya %85 sınırına kadar her oranda etanol-benzin karışımlı olarak çalıştırılabilmektedir.

• Ülkemizde sadece Petrol Ofisi bioethanol harmanlaması yapmakta ve istasyonlarında biobenzin adı ile satmaktadır. Bu benzinin içerisinde hacimsel olarak %2 oranında bioethanol vardır.

7. Motor Karakteristik DeğerleriHacimsel olarak düşük seviyedeki bioetanol karışımlarının kullanılması ile motor karakteristik değerlerinde (Efektif Güç, Moment, Özgül Yakıt Sarfiyatı, Toplam Verim) kayda değer bir değişiklik olmamaktadır.

8. Egzoz EmisyonuTam çevrimde bir litre % 100 benzin yerine E10 yakıtı kullanıldığında; •Ethanol tahıldan üretilmişse; sera etkisi yapan gaz (CO2) emisyonu % 3-4•Etanol selülozdan üretilmişse; sera etkisi yapan gaz emisyonu % 6-8 azalır.•%100 benzin yerine E85 yakıtı kullanımı emisyonları (CO2) % 75’ye kadar düşürebilir.

ETBE (Etil-tersiyer bütil ether)

Kapalı formülü C6H14O, özgül kütlesi 760 kg/m3, alt ısıl değeri 36 MJ/kg olan susuz bir başka alkol türüdür.

Bioethanol’ün isobütan ile katalitik reaksiyonu sonucu elde edilir.

Bioethanol’e göre;•Daha uçucu olduğu,•Korozif ve nem çekici olmadığı,için bioethanol yerine benzine hacimsel %15 oranında katılarak kullanılabilir.