Alm. Petroleum, Erdöl (n), Fr. Pétrole (m), İng. Petroleum, oil. Toprak altında, daha çok derinliklerde bulunan organik menşeli az akışkan, koyu renkli, alev alıcı, sıvı yakıt. Petrol, hidrojen, karbon, kükürt, azot ve oksijen ihtiva eden organik bileşiklerin bir karışımıdır.

Petrolün Târihçesi:

Dünyâ üzerinde doğal gaz ve yağ sızıntıları hâlinde çıkan petrolden ilk defâ faydalanan Sümerler, daha sonra Asurlular ve Bâbilliler olduğu bilinmektedir. 4-5 bin yıl önce, Fırat Irmağı kıyısında bulunan Tuttut (Hit, Irak), zamânın başlıca asfalt üretim merkezlerindendi. Buradaki sızıntılardan toplanan ham petrol ve asfalt çok değişik gâyelerle kullanılıyordu. Eski Mısırlıların deri ve müshil ilâcı olarak sıvı petrolden faydalandıkları sanılmaktadır. Persler (İranlılar) M.Ö 480’deki Atina kuşatmasında uçları sıvı petrole batırılmış lifli oklar kullandıkları bilinmektedir. Müslümanların İspanya’yı feth etmesinden sonra Avrupa’da petrol damıtılmış olarak aydınlatmada kullanılmaya başlandı.

Sanâyinin gelişmesiyle enerji alanında petrol yavaş yavaş yerini aldı. Daha bol yeni yeni petrol kaynaklarının bulunması yönünde herkesi harekete geçirdi.İlk petrol kuyusu 1859’da ABD’de açıldı. Daha sonra pekçok ülkede petrol sanâyii hızla gelişmeye başladı.

Yirminci yüzyılın hemen ilk başlarında otomobilin yaygınlaşmasıyla petrol kıymetli bir enerji kaynağı durumuna geldi.

Petrolün bulunduğu bölgede, çeşitli hidrokarbonların karışımı olan yanıcı gaz da bulunur.

Petrolün bulunduğu yerler: Jeolojistlerin çoğunun görüşüne göre petrol, milyonlarca sene evvel toprak altında kalan bitki ve hayvanların organik maddelerinden meydana gelmiştir. Petrol ana kayaçta meydana geldikten sonra, göç(migrasyon) ederek yerleşme (rezerv) kayacına gelir. Burada birikir. Petrolün rezerv kayacından uzaklaşmasına imkân yoktur. Bu kayacın üstü geçirmez tabaka ile örtülüdür. İşte, petrolün bulunduğu bu yerlere “petrol kapanı” adı verilir.

Petrol kapanları, yeryüzüne birkaç yüz metre yakın olabilecekleri gibi, binlerce metre derinlikte de olabilir. Kapanları arayıp bulmak sondaj mühendisinin, kuyu açacak bir yer tespit etmek, petrol jeologlarının ve jeofizikçilerinin görevidir.

Petrolün aranması: Petrol çıkarılabilmesi için önce, petrol olduğu tahmin edilen bölgelerde ilmî jeolojik incelemelerin yapılması gerekir. Petrol aranacak yerlerdeki başlıca özellikler:

1. Arâzinin geçmiş jeolojik devirlerde deniz olması.

2. Hayvânî ve nebâtî (bitkisel) parçacıklar bakımından zengin bir çöküntü tabakasının bulunması ve bunun teşekkül edecek petrolü muhâfaza edebilecek şekilde gözenekli bir kum tabakası ile temasta olması.

3. Petrolün toplanmış olduğu gözenekli tabakanın sızdırmaz başka bir tabaka üzerinde bulunması.

4. Arâzinin katlanma ve eğilme gibi kuvvetler tesiri altında petrolün toplanabileceği sınırlı sahalar meydana getirmiş olması.

Bu hususlar, uçaklardan uydu yardımıyla alınan filmler ve arâziden alınan örneklerle arâzinin jeolojik durumunu, teşekkül devresi içindeki çöküntü miktarı, tabakanın kalınlığı ve yer altında ne şekilde bulunduğu tespit edilir.

Sismik metodla petrol aranması, tabakalar içerisinde sun’î olarak meydana getirilen deprem sarsıntı dalgalarının özel âletlerle (Jeofon) tespiti ve kaydı sâyesinde mümkün olmaktadır. Dinamit patlatılmasından sonra dağılan ses dalgaları çeşitli formasyon yüzeylerinden yansır. Muayyen yerlere yerleştirilmiş olan sismometrelerle ses dalgalarının arz içerisindeki sert kayalara çarpıp dönmeleri için geçen zamanla, bu tabakaların yer yüzüne olan mesâfeleri tespit edilir. Gravite metodu, cisimlerin birbirlerini çekmeleri esasına dayanır. Bu işlem için hazırlanmış Gravimetre ile yapılır. Manyetik metodunda, arz kabuğundaki manyetik sapmalar Manyetometre ile kaydedilerek formasyon hakkında bilgi edinilir.

Petrol sondajı: Petrol kuyuları çeşitli metodlarla açılır. En ilkel kuyu açma metodu şahmerdan tipi olup delici bir metal, yükseğe kaldırılıp bırakılır. Toprağa süratle giren metal, delik açar. Delik zaman zaman tazyikli su ile temizlenir. 1.500 metreye kadar bu metodla kuyu açılabilir. Bugün, sondajda hidrolik rotary ve turbo teknik kullanılır. Yurdumuzda hâlen rotary sondajı kullanılmakta olup, sondaj ekipmanları şunlardır:

1. Güç-tahrik motoru. Dizel jeneratörden beslenir.

2. Kule.

3. Kaldırma ekipmanları: Vinç, kanca, makaralar.

4. Dönen ekipmanlar: Döner tabla, tahrik, sondaj ve ağırlık boruları, matkap.

Bu metodla kesici matkap ile sondaj boruları dizisi beraberce dönerler.

Petrol üretimi:

1. Pompalarla: Şâyet petrolün içinde bulunduğu yapı ve rezervuar basıncı petrolün yüzeye çıkmasına yetmiyorsa, derinkuyu pompaları ile petrol yeryüzüne çıkarılır.

2. Akar kuyular: Rezervuar basıncı petrolün yüzeye çıkmasına yeterli ise, petrol kuyusu akar kuyu olarak nitelendirilir. Kuyu başı vanalarla teçhiz edilir.

İstihsal edilen petrol, beraberinde getirdiği tuzlu sudan dinlendirilerek ayrılır. Bu dinlenme ve tuzlu sudan ayırma işleminden sonra rafinasyon için petrol rafinerilerine boru hattıyle (pipe-line) ulaştırılır.

Petrol kimyâsı: Ham petrol birbirinden güçlükle ayrılabilen maddeler karışımıdır. Ham petrolden; petrol gazı, gazyağı, benzin, motorin, fuel-oil, yağlama yağları, mum ve asfaltik bitüm gibi çeşitli ürünler elde edilir. Yukarıda adı geçen ürünler çoğunlukla yalnızca karbon ve hidrojenden meydana gelmişlerdir ve “hidrokarbonlar” olarak adlandırılırlar. Diğer mevcut elementler, miktarlarının azlığı sebebiyle ihmal edilebilirler. Bunlardan kükürt eser miktarda bulunmasına rağmen, ürün kalitesi üzerindeki etkisi sebebiyle önem arz eder.

Petrol ürünlerinin elde edilmesinde başlıca iki proses kullanılır:

1. Fiziksel metodlar vâsıtasıyla ham petrol içerisindeki hidrokarbonlar yapıları bozulmaksızın, teknik olarak daha kullanışlı, faydalı gruplara ayrılır.

2. Kimyâsal veya konversiyon metodları ile kompleks hidrokarbonlar daha basit gruplara parçalanır ve daha sonra da teknik olarak faydalı gruplar meydana getirmek üzere yeniden düzenlenirler.

Petrol ürünlerinin elde edilmesi, hem proses hem de araçlar açısından diğer kimyâsal ürünlere göre epey farklılık gösterir. Ancak genel hatları ile petrol kimyâsı, hidrokarbon kimyâsı ile eşdeğer tutulur.

Hidrokarbonlar: Molekül içerisindeki karbon atomlarının sayısına ve dizilişine bağlı olarak; normal sıcaklık ve basınç şartlarında gaz, sıvı ve katı hallerde bulunurlar.

1. Dört karbon atomluya kadar gaz,

2. Dört-yirmi karbon atomlular sıvı,

3. Yirmiden fazla karbon atomlular katı haldedirler.

Hidrokarbon olmayanlar: Ham petrol ve diğer petrol ürünleri içerisinde mevcut bulunan “hidrokarbon olmayan maddeler” miktar olarak az olmakla birlikte, bâzılarının ürün kalitesi üzerindeki etkileri oldukça önemlidir. Çoğu zaman bunların etkisi zararlı olup üründen ayrıştırılmaları veya etkisi daha az zararlı olan maddelere dönüştürülmeleri gerekir. Gâyet nâdir olarak ise bunların varlığı faydalı olur ve oldukları gibi bırakılırlar.

Hidrokarbon olmayan maddeler grubu içerisinde yer alan en önemli elementler şunlardır:

a) Kükürt (S); b) Azot (N); c) Oksijen (O); d) Bâzı ham petrol cinslerinde eser miktarlarda, metal bileşikleri hâlinde vanadyum (Va), nikel (Ni), sodyum (Na) ve potasyum (K) bulunabilir.

a. Kükürt bileşikleri: Ham petrol içerisinde (ağırlıkça) % 0,2 ile % 6 arasında değişen oranlarda; korozif veya korozif olmayan özelliklere sâhip, çeşitli kükürt bileşikleri bulunmaktadır. Serbest kükürt, hidrojen sülfür ve merkaptanlar korozif bileşikleri meydana getirirler. Bunlar ham petrolün destilasyonu sırasında ortaya çıkarlar ve proses ekipmanlarında şiddetli korozyona yol açarlar, bu sebeple tedbirler alınması gerekir. Sülfürler, disülfürler ve tiyofenler korozif olmayan kükürt bileşiklerini teşkil eder. Bunlar doğrudan korozif olmamakla birlikte yüksek sıcaklıklarda ayrışmak sûretiyle dolaylı olarak korozyona sebep olabilirler. Bu yüzden sıcaklık kontrolü sağlanması gerekir.

Kötü kokularının yanı sıra korozif olan veya olmayan bütün kükürtlü bileşikler, petrol ürünlerinin çoğunda istenmezler.

b. Azotlu bileşikler: Ham petrol türlerinin çoğunluğunda % 0,1 oranında azotlu bileşikler bulunur. Bunlar destilasyon ameliyesi esnâsında ortaya çıkarlar ve asit ekstraktının nötralizasyonu ile yeniden kazanılırlar.

c. Oksijenli bileşikler: Ham petrolde mevcut oksijen bileşikleri destilasyon ameliyesi (işlemi) esnâsında ayrışarak, karboksilik asit grupları ile birleşip, halka yapılı maddeleri meydana getirirler. Ortaya çıkan maddeler naftenik asitler olarak isimlendirilirler. Bâzıları çok korozif olan bu asitler alkali muamelesiyle ortamdan ayrıştırılırlar ve sonradan ekstraktın asitlenmesi yoluyla yeniden kazanılırlar. Elde edilen bu maddeler boyaların, ucuz sabunların ve emülsiyon teşkil edici maddelerin îmâlinde kullanılırlar.

Bâzı ham petrol cinslerinde fenolik bileşikler mevcuttur. Bunlar kraking ameliyesi sırasında ortaya çıkarlar. Daha sonra rafinasyon ameliyesinde yeniden kazanılırlar.

Ham petrol çeşitleri: Ham petroller görünüşleri ve yoğunluk bakımından elde edildikleri alanlara ve memleketlere göre farklılık gösterirler. Bunlar yeşilimsi kahverenkli akışkan cinslerden siyah yarı-katı cinslere kadar çeşitlilik arz ederler. Fakat hepsinin sâhip olduğu ortak bir husus esas olarak hidrokarbonlardan teşekkül etmeleridir. Hidrokarbonların molekül tiplerine ve bunların miktarlarına bağlı olarak farklılık gösterirler. Bâzıları parafinlerden, bâzıları naftenlerden meydana gelir. Çok miktarda erimiş gaz bulunduranlar olduğu gibi, hemen hiç erimiş gaz ihtivâ etmeyenler de mevcuttur. Kullanılan ham petrolün cinsi elde edilen petrol ürünlerinin tiplerini etkiler. İhtivâ ettikleri hidrokarbonların cinslerine göre ham petroller başlıca üç sınıfta toplanır:

1. Parafinik ham petroller: Parafinik hidrokarbonlardan meydana gelirler, mum ihtivâ ederler. Asfaltik maddeler yok denecek kadar azdır. Bunlardan yüksek miktarlarda mum ve yüksek dereceli yağlama yağları elde edilir.

2. Naftenik ham petroller (Asfaltik ham petroller): Naftenik hidrokarbonlardan meydana gelirler. Hemen hiç mum ihtivâ etmezler. Önemli miktarda asfaltik madde ihtivâ ederler. Bunlardan elde edilen yağlama yağlarının viskozitleri parafinik ham petrollerden elde edilenlere nazaran, sıcaklığa karşı daha hassastırlar. Ancak, özel rafinasyon metodları sâyesinde parafinik esaslı ham petrollerden elde edilen yağlama yağlarına eşdeğer hale getirilirler.

3. Karışık ham petroller: Bunlar hem naftenik hem de parafinik hidrokarbonlarla bir miktar aromatik hidrokarbonlardan meydana gelirler. Mum ve asfaltik maddeler ihtivâ ederler.

Rafinasyon: İstihsâl edilen ham petrol, bir çeşit saf kimyâsal madde olmayıp; içerisinde değişik hidrokarbon gruplarının kimyâsal bileşimlerini ve kükürtlü maddeler, su, bazik tuzlar ve eser halde mineralleri ihtivâ eden bir karışımdır. Rafinasyon işlemi, yabancı maddeleri tasfiye ederek ham petrolden belli özellikleri olan, günümüzde çok kullandığımız ürünleri çıkarmak için yapılır.

Bir ham petrolü meydana getiren hidrokarbonların kaynama veya buharlaşma sıcaklıkları, hidrokarbonun molekül ağırlığıyle orantılı olarak artar. Bu özellik, ham petrolün ısıtıldığı sıcaklığın kontrol edilmesi sûretiyle, içinden değişik molekül ağırlığında ürünlerin buharlaştırılmasını mümkün kılar. Rafinasyon sanâyiinin ana prensibini teşkil eden destilasyon bu esâsa dayanır. Bir rafineriye giren ham petrol üzerinde yapılan ilk işlem, onu bir destilasyon kolonundan geçirmek sûretiyle değişik yoğunlukta kısımlara ayırmaktır. Bu kolonun tabanından tepesine doğru sıcaklık azaldığından en alt kısımda en ağır hidrokarbonlar, en üst kısımda da en hafif hidrokarbonlar buharlaşır. Bu buharların kolonun değişik noktalarından dışarı alınması ve yoğunlaştırılması sûretiyle, ürünler elde edilir. Bu ürünler molekül ağırlıkları belli hudutlar içinde değişen hidrokarbon cinslerinden meydana gelmiştir.

Bir rafineride kuruluş gâyesine göre değişik destilasyon, reforming ve kraking üniteleri bulunur. Bunlara ilâveten, üretilen mahsullerin istenmeyen kirletici maddelerden temizlenmesini, parçalanmasını, depolanmasını ve satışa hazırlanmasını sağlayan tesisler de mevcuttur. Rafinasyon işlemlerinde bol miktarda su buharı kullanıldığından, her rafinerinin ayrıca su arıtma ve soğutma tesisleri ve buhar santralları mevcuttur. Rafineri faaliyeti gece gündüz kesintisiz devam eder.

Bir rafineride elde edilen en hafif ürünler metan, etan ve etilen gibi, propandan daha hafif olan gazlardır. Bunların sıvılaştırılmaları zor ve pahalı olduğundan, rafinerilerde veya rafineri yakınındaki tesislerde yakıt gazı olarak kullanılmaları tercih edilir.

Rafineri ürünleri: Rafinaj esnâsında ham petrolden ayrılan propan ve bütan gazları, kolayca sıvılaştırılabilmeleri dolayısıyle, evlerde ve sanâyide geniş çapta kullanılmaktadır. Bu sıvılaştırılmış petrol gazları(LPG) genellikle propan ve bütan gazı karışımı olarak, çelik tüplere doldurulmuş vaziyette satılır.

Bugün en çok kullanılan motor yakıtı olan benzin, ham petrolden kaynama noktaları 30-200°C olan hidrokarbonların ayrılmasıyle elde edilir. Uçak benzinlerinin ekserisinin oktan numaraları 100’ün üzerinde olduğundan, bu benzinler özel hidrokarbonların sentezleriyle elde edilmektedir. Benzinler, oktan sayısına göre değişik renklerde (Kırmızı, mavi, yeşil, kahverengi, eflâtun) olabilir. Hafif benzinle gazyağı arasında kalan bir ağır nafta olan solvent, boya sanâyiinde, kuru temizlemede, ormancılıkta ve haşaratla mücâdelede eritici veya çözücü madde olarak kullanılmaktadır. Türkiye’de solvent üretimi sâdece Türkiye Petrolleri A.O.’nın Batman Rafinerisinde yapılmaktadır.

Tamâmen ham petrolün destilasyonundan elde edilen gazyağı, kaynama noktaları 160-250°C arasında değişen hidrokarbonlardan meydana gelmektedir. İçinde bulunan kükürt bileşikleri hidrojenasyonla ayrılmaktadır. Böylece, işlenme, fitil bozulması dumanlı yanma ve pis koku yayılması önlenmektedir.

Destilasyon sırasında gazyağından sonra gelen Motorin, genellikle 200-360°C arasında kaynama noktası olan hidrokarbonların ham petrolden ayrılmasıyle elde edilir. Dizel motorlarında yakıt olarak kullanılır. Ev ve sanâyi işyerlerinde ısıtma yakıtı olarak da kullanılmaktadır.

No. 4 Fuel-Oil adıyla da anılan Marin dizel, daha ziyâde deniz taşıtlarında, büyük dizel jenaratörlerinde yakılmaktadır. Fuel-Oil No.5 ve No.6 endüstri ve kazan yakıtlarıdır. Buhar kazanlarında kömür yerine kullanılır.

Ham petrolün atmosfer basıncı altında destilasyonu neticesinde meydana gelen dip ürün veya rezidyum, fuel-oil ve makina yağlarının îmâlinde kullanılabilir. Bunun için, rezidyum bir vakum destilasyon ünitesinde, ikinci bir destilasyona tâbi tutularak, içindeki asfalt ayrıldıktan sonra elde edilen ağır motorinden daha yüksek viskoziteli ürünler kullanılır. Bu ürünler içindeki petrol mumu ayrıldıktan ve değişik çözücülerle muâmele edildikten sona, makina yağlarında kullanılan bâzı ürünler elde edilir.

Memleketimizde ilk modern rafineri inşâsı, 1956’da tamamlanan Batman rafinerisidir. İlk kuruluş kapasitesi 330 bin ton olan bu rafineri, atmosferik ve vakum destilasyon kolonlarını mavi ham petrol ve asfalt ünitesi, termal katalitik kraking (T.C.C.) ünitesi ve kimyevî tasfiye ünitesini ihtivâ eder. Ayrıca, reforming ve L.P.G. üniteleri ilâve edilmiştir. Türkiye’nin ikinci modern rafinerisi İzmit’te kurulmuş olan İpraş rafinerisidir. Yılda 5,5 milyon ton ham petrol işlemektedir.

Yurdumuzun üçüncü büyük rafinerisi 1962 yılında faaliyete geçen, 4,4 milyon kapasiteli Ataş rafinerisidir.

Türkiye’deki dördüncü rafineri 3.000.000 ton/yıl kapasite ile 1972’de işletmeye açılan İzmir Aliağa rafinerisidir. Aliağa rafinerisinin kapasitesi 1976’da 4.500.000 ton/yıl oldu. Daha sonra 1976 yılında yapımına başlanıp, 1987’de işletmeye açılan Orta Anadolu Rafinerisi açıldı. Rafinerinin üretim kapasitesi 5 milyon ton ham petroldür.

Dünyânın en büyük petrol yatakları: Bugün petrol yataklarının miktarı modern ölçme aletleriyle yapılmaktadır. Buna rağmen petrol rezervlerinin miktarını önceden kestirmek zordur. Ancak dünyâ petrol rezervlerinin toplamının 400-500 gigaton (1 Gt= 1 milyar ton) olduğu tahmin edilmektedir. Buna göre dünyâ petrolünün yüzde 16’sını ABD, yüzde 15’ini Eski Sovyet Cumhûriyetleri, yüzde 11’ini Kuzey Afrika ve Nijerya, yüzde 38’ini İran Körfezi ülkeleri, yüzde 6’sını Venezüella, geri kalanını da elli beş değişik ülke üretmektedir.

ABD’de petrolün en çok bulunduğu bölgeler Doğu Texas, Louisiane, Batı Texas, Oklahome ve Kalifornia’dır. Amerika’da 500.000 petrol kuyusu olup, kuyu başına günlük üretim 19, toplam 9.400.000 varildir. ABD’nin 1967 senesinde Alaska’nın Arctic Okyanusunda bulduğu petrol yatakları da oldukça zengindir.

Dünyânın en büyük petrol rezervi Suudi Arabistan’ın Ghawar sahasıdır. Bu sahanın boyu 240 km genişliği 16 km’dir. Bu bölgeye yakın birkaç büyük yatak daha vardır. İran Körfezi petrol yatakları ile birleşik gibidirler. Bu bölgelerde toplam 300 kuyu mevcut olup, günde 5500 varil petrol çıkarılır. Kuveyt petrol rezervi ise toplam 73 milyar varildir.

İran’ın en büyük petrol yatakları Marun, Aghe Jari, Saran ve Ehvaz bölgelerinde yer alır. Irak’ın toplam petrol rezervi 34 milyar varil civârındadır.

Diğer petrol bölgelerinden Libya’nın rezerv miktarı ise 21 milyar varili bulmaktadır. Petrol, Kuzey Avrupa ülkeleri tarafından Kuzey Denizinde de çıkarılmaya başlanmıştır. Kuzey Denizinde 30 milyar varil petrol rezervi vardır.

Dünya Ham Petrol Rezervleri (Tahmini)

Ülke görünür rezerv+ muhtemel kaynaklar+ toplam rezerv+

Suudi Arabistan 168.8 41 261.5

Eski Sov. Cum. 61.0 107 258.0

ABD 28.0 54 221.1

Irak 44.1 56 117.8

Kuveyt 89.8 3 114.7

İran 47.9 19 100.7

Meksika 26.5 50 88.9

Venezuela 25.6 17 82.0

Çin 18.4 34 62.5

Kanada 6,5 26 45.1

BAE 32,9 1 43.2

Libya 21,3 7 43,1

Endonezya 8,5 9 29,4

Norveç 10,9 16 28,8

Nijerya 7,9 6 24,8

Cezayir 8,8 5 21,5

İngiltere 13,0 2 20,9

Toplam 619,9 453 1.564.0

+ milyon varil (1993)