Petrol

Petrol, neft ya da yer yağı, hidrokarbonlardan oluşmuş, sudan yoğun kıvamda, koyu renkli, arıtılmamış, kendisine özgü kokusu olan, yer altından çıkarılmış doğal yanıcı mineral yağı. Latincede taş anlamına gelen "petra" ile yağ anlamına gelen "oleum" sözcüklerinden oluşmuştur (Petra oleum = Petrol).

Petrol halk arasında, yalnız belirli bir yakıt (benzin, gazyağı, dizel - motorin, motor yağı, fuel oil) olarak bilinmesine rağmen, aslında petrol kelimesi doğal halde bulunan ve yeraltından çıkarılan işlenmemiş ham petrol anlamına gelmektedir.

Petrol, hidrokarbonların karışımından meydana gelmiş olup, her zaman sabit bir kimyevî bileşimi yoktur. Doğal akaryakıt olan ham petrol, bulunduğu memleketlere göre değişen bileşimler gösterir. Örneğin; Amerika'da özellikle Pensilvanya bölgesinde çıkarılan petroller genellikle hidrokarbon sınıfından olan bileşikleri, Rusya petrolleri, kötü kokulu naften sınıfından bileşikleri; Romanya petrolleri ise bu ikisinin bir karışımını içerir.

Çeşitli tipteki petrollerin kendine has ağırlıkları 0,80-0,96; alevlenme noktaları 15-120 °C ve ortalama ısıtma kuvvetleri 10,500 kcal/kg'dır. Ortalama elementel bileşimleri ise; karbon %84, hidrojen %12, oksijen %1 olup çok az miktarda da kükürt bulunur. Teksas ve Kaliforniya petrollerinde kükürt diğerlerine oranla fazladır.

Değişik kimyasal içeriğe sahip hidrokarbonların bir araya gelerek oluşturduğu değişik kimyevi bileşimde olan çok sayıda petrol tipi bulunmaktadır (Örneğin: parafin bazlı petrol, asfalt bazlı petrol gibi).

Yüz milyonlarca yıl önce, denizlerde yaşayan ya da suların denizlere sürüklediği hayvan ve bitki kalıntıları anaerobik bir ortamda, gerekli şartlar altında (ısı basınç ve mikroorganizmaların etkisiyle), ham petrole benzer kerojeni meydana getirmiştir. Kerojen sonradan, yukarı tabakalara doğru göç etmesi esnasında gittikçe değişmiş ve ham petrolü meydana getirmiştir. Bu yüzden de hiçbir sahanın ham petrolü, tam olarak öteki bir sahanın ham petrolüne uymaz; muhakkak az çok farklar bulunur. Hatta bu durum, aynı bir petrol sahasında bile, çoğu zaman görülür.

OPEC'in kurucusu Venezuelalı politikacı Juan Pablo Pérez, doğaya ve dünya siyasetine yaptığı olumsuz etkilerinden dolayı petrolü şeytanın pisliği olarak tanımlamış ve gelecekte insanlığın mahvına sebep olacağını öngörmüştü.^[1]

Tarihi

Erken dönem

Günümüzde ekonomi, siyaset ve teknolojide oldukça önemli olan petrol, herhangi bir şekliyle antik zamanlardan bu yana kullanılagelmiştir. Öneminin artışı ise, içten yanmalı motorların keşfi, sivil havacılığın artması ve petrolün Organik Kimya'da ve özellikle plastik, yapay gübre, çözücü, yapıştırıcı ve böcek zehri üretimindeki öneminden ileri gelmiştir.

Herodotus ve Diodorus Siculus'a göre, 4000 yıldan daha önce, Babil'de Kule ve duvarların inşasında asfalt kullanılmıştır. Babil yakınındaki Ardenicca yakınlarında ve Zacynthus' ta zift kaynakları vardı.^[2] Fırat nehrinin şubelerinden Issus nehri kıyılarında çok miktarda zift bulunuyordu. Antik İran tabletlerine göre, İran medeniyeti zamanla sağlık ve aydınlatma alanlarında petrol kullanmıştır. MS 347'de Çin'de bambu kaplı kuyulardan petrol üretilmiştir.^[3] Myanmar'a giden erken dönem İngiliz araştırmacıları Yenangyaung'da gelişmiş bir petrol üretim endüstrisi olduğunu ve 1795'te elle kazılmış yüzlerce petrol kuyusunun üretimde olduğunu kaydederler.^[4] Yenangyaung'daki Petrol sahalarının mitolojik orijini ve bu sahaların 24 ailenin tekelinde bulunması çok eskiden beri kullanılan kaynaklar olduklarını belirtir.

Pechelbronn (Zift Çeşmesi) petrolün Avrupa'da ilk olarak bulunduğu ve kullanıldığı yerin adıdır. Petrolün suyla karışık olarak yüzeye çıktığı Erdpechquelle, 1498 den bu yana sağlık vb. amaçlarıyla kullanılan bir kaynaktır.^[5] Ayrıca 18. yüzyıldan bu yana petrol kumlarından da petrol üretilmektedir.

Aşağı Saksonya'daki Wietze'de doğal asfalt/bitumen 18. yüzyılda bulunmuştur.^[6]

Pechelbronn'da da Wietze'de de kömür endüstrisi petrol teknolojilerini domine etmiştir.^[7]

Kimyasal oluşumu

Petrol, denizlerdeki bitki ve hayvanların çürüdükten sonraki kalıntılarından oluşur. Bu kalıntılar deniz yatağında milyonlarca yıl boyunca çürüdükten sonra, geriye yalnızca yağlı maddeler kalır. Çamur ve büyük kaya katmanları altında kalan yağlı maddeler de petrol ve gaza dönüşür.

Petrolün kimyasal yapısı farklı uzunluklardaki hidrokarbon zincirlerinden oluşur. Bu zincirler, petrolün arıtım sürecinde, damıtma sayesinde ayrıştırılıp benzin, jet yakıtı, kerosen gibi ürünler elde edilir.

Bu alkanların genel gösterimi C_nH_2n+2 biçimindedir. Örneğin benzinde yaygın olarak bulunan 2,2,4-Trimetilpentanın ifadesi: C₈H₁₈ biçiminde olup oksijen ile ısıveren tepkimesi şöyledir:

C₈H₁₈ (s) + 12.5 O₂ (g) → 8 CO₂ (g) + 9H₂O(g) + ısı

Petrolün veya benzinin kısmi yanması karbon monoksit ve/veya nitrik oksit gibi zehirli gazların yayımına yol açar.

C₈H₁₈(s) + 12.5O₂(g) + N₂(g) → 6CO₂(g) + 2CO(g) + 2NO(g) + 9H₂O(g) + ısı

Petrol, yüksek ısı ve/veya basınç ortamında, ısıalan tepkimeler sonucunda oluşur. Örneğin kerojen farklı uzunluklardaki hidrokarbonlara bölünebilir:

CH_1.45 (k) + ısı →.663CH_1.6 (s) +.076CH₂ (s) +.04CH_2.6 (g) +.006CH₄ (g) +.012CH_2.6 (k) +.018CH_4.0 (k) +.185CH_.25 (k)

Petrolün organik kökeni incelenirse kerojen adlı çözünmeyen, ağır ve katı organik molekül görülür. Kerojenler birkaç tipten meydana gelirler bu tipler de petrol oluşup oluşmayacağını belirler, zira sadece tip-1 ve tip-2 kerojen petrol oluşturur. Bu kerojenlerin kökeni ise denizel organik kalıntılardır. Planktonik tek hücreliler ve alglerin kalıntıları uygun şartlarda petrol oluşturmaya meyillidir. Tip-3 kerojen karasal kökenli organik kalıntılardan oluşur ve uygun şartlara gaz üretme potansiyeline sahiptir.^[8]

Petrolün jeolojik oluşumu

Petrol en genel itibarıyla deniz kökenli (marine) organik maddelerin çökelmesi sonucu meydana gelen organik içerikçe zengin sedimanter kayaların jeolojik zaman süreci içinde gömülmesiyle ısı ve basınç etkisi altında meydana gelen bir organik üründür. Öncelikle bu organik maddeler diyajenez süreciyle (ki erken gömülme şartlarını içerir görece düşük basınç ve sıcaklık) hacimsel küçülmeye uğrar ve tetiklenen birtakım kimyasal reaksiyonlar sonucu kerojen oluşturur. Çökeller içinde sıkışma sonucu su da ortaya çıkar ve organik maddeye doygun tortul kayaçlar elde edilmiş olur. Bu noktada en önemli 3 eleman sıcaklık, basınç ve uzun zamandır, zira jeolojik olarak anlaşılması gereken bir zaman dilimi kastedilir. Oluşan kerojen mumsu yapıda, büyük bir organik moleküldür ve suda ve organik çözücülerde çözünmez. Gömülme devam ettikçe sıcaklık ve basınç artar (yerin derinlerine inildikçe bu iki değer artış gösterir) bir yerden sonra katajenez aşamasına gelinir, bu aşamada kerojenden hidrokarbon zincirleri oluşumu başlar ve katajenez şartları oluşacak hidrokarbonu belirler. Petrol oluşumu için gereken sıcaklık 60-150 santigrad derece arasındaki petrol penceresi sıcaklığıdır, bu değerlerin üstünde kerojen bütünüyle çatlamaya ve ufak hidrokarbon zincirleri oluşturmaya başlar ve ürün olarak gaz elde edilir.^[9]

Petrolün jeolojik göçü ve yerleşimi

Kaynak kayada zaman, sıcaklık ve basınç etkisiyle meydana gelen petrol, jeolojik şartların değişmesi sonucu bir deformasyon veya çatlak sebebiyle kaynak kayadan çıkar ve göçe başlar. Geçirimli kayalar boyunca veya geçirimsiz bölgelerdeki çatlaklardan akarak yer altında ilerler. Nihayet bir engelle karşılaşmazsa yeryüzüne dek çıkar ve bu kaçak-sızıntı olarak bilinir. Dünyada bu şekilde pek çok petrol çukuru vardır. En ünlüsü birçok pleyistosen memeli fosiline de ev sahipliği yapan La Brea katran çukurudur.

Eğer ki, petrol göçü sırasında geçirimsiz ve sıkı bir tabaka ile karşılaşırsa tuzaklanır ve bu geçirimsiz tabaka örtü kaya olarak adlandırılır. Genelde şeyl, kireçtaşı gibi kayalar örtü kaya olarak bulunur.

Oluşmuş petroller pek çok farklı tür kapan sisteminde bulunabilir. Petrol ve gaz özkütle olarak su ve kayalardan daha ufak değerlere sahip oldukları için yukarı çıkma eğilimindelerdir. Antiklinal, stratigrafik, tuz kubbesi, hidrotermal ve karma kapan türleri olmak üzere 5 çeşit kapan türü vardır. Stratigrafik kapan ise en basit tanımıyla farklı tür tabakaların yan yana gelerek oluşturduğu kapanlardır. Örneğin tektonik veya diyajenetik olarak farklı özellikle iki kaya grubu yan yana gelirse biri rezervuar diğeri ise örtü kaya olarak bulunur ve petrol tuzağı oluşur.^[9]

Petrol endüstrisi

Dünya petrol rezervlerinin yaklaşık olarak yüzde 18'i Venezuela^ya aittir. yaklaşık olarak 300 milyar varillik bir petrol varlığına sahip ülkeyi, Suudi Arabistan takip eder. 265 milyar varillik bir petrol varlığı olan Suudi Arabistan'ı ise Alberta'da bulunan devasa petrol yataklarına sahip olan Kanada takip etmektedir ve 170 milyar varillik bu petrol varlığı dünya rezervlerinin yüzde 10'una tekabül etmektedir. Bu ülkeleri sırasıyla İran ve Irak takip etmektedir, İran petrolleri dünya rezervlerinin yüzde 9.5'una ve Irak petrolleri ise dünya rezervlerinin yüzde 8.7'sine denk gelir.

^[10]

Petrol endüstrisi ve petrol ürünleri pazarlamada (petrol tankerleri ve genellikle boru hatları) taşıma, arama, çıkarma, rafinaj ve küresel süreçler yer almaktadır. Sektörün en büyük hacimli ürünleri fuel oil ve benzindir. Petrol, aynı zamanda ilaç, solventler, gübre, pestisit ve plastik gibi birçok kimyasal ürünler için ham maddedir.

Petrol, birçok sanayi için çok önemlidir ve sanayileşmiş medeniyetler kendisi için önemli olduğunu bilir ve bu nedenle birçok ülke için önemli husustur. Dünyada petrol tüketimi her yıl yaklaşık olarak 30 milyar varildir ve üst petrol tüketicilerini büyük ölçüde gelişmiş ülkeler oluşturur. 2004 yılında tüketilen petrolün %24'ünü Amerika Birleşik Devletleri tüketmişken 2007 yılında bu oran %21'e düşmüştür.

ABD'de, Arizona, California, Hawaii, Nevada, Oregon ve Washington eyaletlerinde, Batılı Devletler Petrol Derneği (WSPA) şirketi, rafineri dağıtım, üretim, taşıma ve petrol pazarlamadan sorumlu kurumdur. kâr amacı gütmeyen bu ticaret kurumu, 1907 yılında kurulmuş olup Amerika Birleşik Devletleri'ndeki en eski petrol ticaret birliğidir.

Petrolün çok farklı kullanım alanlarına hizmet edebilme şansı vardır, çünkü petrol çok farklı çeşitte ve farklı büyüklükte hidrokarbon zincirlerine ayrılabilir. damıtma işlemi petrol işleme tesislerinde ısıl süreçler ile yapılır ve üç tür ürün ortaya çıkar. İlk sıcaklıklarda çıkan ürünler hafif, ikinci ürünler orta ve son ürünler ağır petrol ürünleridir. Benzin, gaz vb. hafifken, dizel ve gaz yağı orta, fuel-oil, katran ve cila ağır ürünleri oluşturur.

Ayrıca bakınız

Kaynakça

^ Prof. Dr. İhsan Işık. "Ortadoğu'nun bolluk paradoksu". zaman.com.tr. 24 Şubat 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 23 Ekim 2011.
^ One or more of the preceding sentences incorporates text from a publication now in the public domain: Chisholm, Hugh, ed. (1911). "Petroleum" . Encyclopædia Britannica (11th ed.). Cambridge University Press.<meta />
^ George E. Totten ASTM Timeline 6 Temmuz 2017 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.<meta />
^ Longmuir, Marilyn V. "Oil in Burma: The Extraction of "Earth Oil" to 1914". Bangkok: White Lotus (2001) ISBN 974-7534-60-6 pp.329
^ "The oil wells of Alsace; a discovery made more than a century ago. What a Pennsylvania operator saw abroad--primitive methods of obtaining oil--the process similar to that used in coal mining" . New York Times. 23 February 1880.
^ Erdöl in Wietze (Bildband), Horb am Neckar: Geiger-Verlag 1994, ISBN 3-89264-910-3.
^ Rainer Karlsch, Raymond G. Stokes: Faktor Öl. Die Mineralölwirtschaft in Deutschland 1859–1974. Verlag C. H. Beck, München, 2003. ISBN 3-406-50276-8
^ Glossary Administration, Glossary Administration. "Kerogen". www.glossary.oilfield.slb.com/. Schlumberger. 26 Şubat 2013 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 9 Haziran 2020.
^ ^a ^b Editors of Fuel Chemistry Division, Editors of Fuel Chemistry Division. "Petroleum". personal.ems.psu.edu/~pisupati/ACSOutreach/Petroleum_2.html/. Fuel Chemistry Division. 30 Eylül 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 9 Haziran 2020.
^ Editors of Natural Resources Canada, Editors of Natural Resources Canada. "Canada has the third-largest proven oil reserve in the world, most of which is in the oil sands". www.nrcan.gc.ca/. Natural Resources Canada. 13 Haziran 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 9 Haziran 2020.