Petrol çıkarma işlemi son derece pahalı ve zaman alıcıdır. Hammaddenin varlığını doğrulamak için bir dizi ölçüm, test, numune alma ve son olarak sondaj kuyuları gerekir. Tabii ki kayanın gözenekliliği veya alt tabakanın viskozitesi gibi bir takım zorluklar da var. Geçmişte, keşfedilen yataktan ham maddenin yalnızca %10'u çıkarılıyor, geri kalanı yeraltında kalıyordu. Modern madencilik teknolojileri sayesinde ham petrol ve doğal gazın geri kazanım derecesi %60'ın üzerine çıkmıştır.
Doğal gazın çıkarılması
Doğal gaz yerkabuğunun dış katmanında yani litosferde oluşur. Milyonlarca yıldır devam eden, organik maddelerin farklı basınç ve sıcaklık koşulları altında dönüşümü sonucu oluşmuştur. Doğal gaz esas olarak metandan ( CH4 ) ve onun homologlarından ( C3 – C4 ) oluşur . Bileşimi büyük ölçüde çıkarıldığı yatağın türüne bağlıdır. Doğal gaz, elbette metan ve homologlarının yanı sıra nitrojen, su, hidrojen sülfür veya karbondioksit gibi bir dizi istenmeyen bileşen de içerir. Doğal koşullar altında gaz ham petrole eşlik edebilir veya ayrı olarak oluşabilir. Esas olarak iki biçimde oluşur: su veya yağda serbestçe çözünmüş bir gaz olarak veya kayalar veya kömürde absorbe edilmiş biçimde.
Endüstriyel yöntemlerle üretilen gaz
Endüstriyel yöntemler kullanılarak çeşitli gaz türleri elde edilebilir:
a) Sıvı gazlar – halk arasında LPG (Sıvılaştırılmış Petrol Gazı) olarak anılır. Ana bileşenleri propan ( C3H8 ), bütan ve izobütandır ( C4H10 ). Esas olarak ham benzinin, ham petrolün stabilize edilmesiyle veya reformasyon, kırma ve piroliz proseslerinden elde edilen rafineri gazlarının işlenmesiyle elde edilirler. b) Şehir gazı – kömürün düşük ve orta sıcaklıkta karbonizasyonu koşullarında elde edilir. c) Kömür gazı – yüksek sıcaklıkta kömürün gazdan arındırılması işleminde üretilir. d) Kömürün gazlaştırılmasından elde edilen gaz – Kahverengi kömür veya kara kömürün su buharı ve oksijen karışımı ile 900°C’nin üzerindeki sıcaklıklarda etki edilmesiyle elde edilir. Bileşimi kullanılan gazlaştırma teknolojisine bağlıdır. En önemli ekonomik faktör, CO ve H2 karışımının (sözde sentez gazı) üretilmesidir.
Gaz yakıtların uygulanması ve avantajları
Gaz yakıtların birçok avantajı vardır. Öncelikle yüksek enerji verimliliği ile karakterize edilirler. Ayrıca sabit bir yanma sıcaklığı sağlarlar, kullanıcı için depolama gerektirmezler ve dumansız (kül ve kükürt oksit emisyonu olmadan) yanarlar. Doğal gaz değerli bir enerji taşıyıcısıdır ve endüstride önemli bir hammaddedir: kimya (sentez gazı üretimi), enerji (pistonlu yanmalı motorlar, gaz türbinleri, jeneratörler), inşaat (üretim, cam, çimento ve inşaat seramikleri) ve metalurji (ısıtma). fırınlar).
Petrol çıkarma
Yeni bir petrol sahasının yerini seçmek çok karmaşık ve pahalı bir süreçtir. Petrol yatakları oluşturabilecek uygun jeolojik yapıların araştırılması amacıyla sismik araştırmaların yapılmasıyla başlar. Bu amaçla iki araştırma yöntemi kullanılmaktadır. Bunlardan ilki, yatağın yakınında yer altı patlamaları yapmak ve sismik reaksiyonları gözlemleyerek onun konumu ve büyüklüğü hakkında bilgi almayı içeriyor. İkinci yöntem ise bu verileri doğal olarak oluşan sismik dalgalardan elde etmektir.
Petrol çıkarmanın ilk aşaması zeminde derin bir delik açmaktır. Daha sonra, açılan deliğe bir mahfaza (çelik boru) yerleştirilerek tüm yapının stabilitesi sağlanır. Daha sonraki aşamada, çıkarılan yağın daha fazla akışını sağlamak için daha fazla delik açılır. Açılan kuyudaki kirleticileri çözmek için, karbonat ve kireç oluşumlarını etkili bir şekilde asitlendiren ve kireç, pas ve karbonit birikintilerini gideren hidroklorik asit sıklıkla kullanılır. Hidroklorik asit ayrıca delme işleminden sonra kalan çimento kalıntılarını gidermek için de kullanılır. Bir sonraki aşamada kuyunun tepesine bazen "Noel ağacı" adı verilen özel bir kurulum yerleştirilir. Petrol ve gazın basıncını ve akışını düzenlemek için tasarlanmış bir dizi kombine vana, boru ve bağlantı parçasından oluşur. Tüm aparatın bağlanmasından sonra birincil kurtarma aşaması gerçekleşir. Bu süreçte petrolün çıkarılması için yerçekimi drenajı gibi birçok doğal mekanizma kullanılmaktadır. Birincil aşamadaki iyileşme oranı genellikle %15’i geçmez. Daha fazla ekstraksiyonla yeraltı basıncı düşer ve petrolü yüzeye çıkarmaya devam etmek için yetersiz hale gelir. Bu noktada ikincil kurtarma adımı başlar. Petrolün ikincil geri kazanımı için birçok teknik vardır. Genellikle yeraltı basıncını arttırmak için sıvıların (örneğin su) veya gazların (örneğin hava, karbondioksit) enjekte edilmesi yoluyla yataklara harici enerji sağlanmasını içerirler. Birincil ve ikincil petrol toplama operasyonlarından sonra ortalama geri kazanım oranı genellikle %45’i geçmez. Ekstraksiyon işleminin son aşaması, çeşitli teknikler kullanılarak elde edilebilen üçüncü dereceden geri kazanımdır. Bunlardan ilki, termal ısıtma yoluyla yağın viskozitesini azaltır. İkincisi ise depoya gaz enjeksiyonu (karbondioksit enjeksiyonu). Son yönteme kimyasal taşkınlar denir. Yoğun, çözünmeyen polimerlerin suyla karıştırılıp yeraltına enjekte edilmesinden oluşur. Üçüncül geri kazanım, yataktan ilave %15 oranında petrol üretimine olanak tanır. Karadaki petrol yataklarının rezervlerinin tükenmesi nedeniyle, deniz yatağı altındaki kaynakların aranmasına başlandı. Bu amaçla karmaşık, pahalı ve zaman alıcı bir süreç olan sondaj platformları inşa ediliyor – madencilik platformunun inşası genellikle 2 yıl sürüyor. Kalıcı olarak tabana sabitlenebilirler (derinlik 90 m’ye kadar) veya özel şamandıralar üzerinde sürüklenebilirler, bir ankraj sistemi ile sabitlenebilirler. Açık deniz sondaj platformları genellikle gözenekli kayalardan petrol çıkaran birkaç düzine kuyudan oluşan bir ağa bağlanır. Sondaj platformunda yağın çıkarılmasının yanı sıra gazdan da ayrıştırılır. Bu şekilde elde edilen ham madde bir boru hattı sistemi aracılığıyla bir rafineriye veya bir madencilik ve aktarma gemisine taşınır. Daha sonra petrol ve gaz, onu kıyıya taşıyan tankere gönderilir. Elbette geri kazanılan petrol miktarı sadece kullanılan sondaj tekniklerine bağlı değildir. Bu durumda temel faktörler kaya geçirgenliği, doğal tahriklerin gücü, yatağın gözenekliliği veya petrolün viskozitesi gibi jeolojik özelliklerdir.
Ham petrolün işlenmesi
Çıkarılan ham petrol, yakıtlar, yağlar, yağlayıcılar, asfaltlar ve diğer ürünleri elde etmek için rafinerilerde işlenir. Çoğu zaman ham petrol, bileşenlerinde kimyasal bir değişiklik yapılmadan fraksiyonlara ayrılır. Bu sayede oda sıcaklığında uçucu olan rafineri gazları, kaynama noktası 35-60°C olan petrol eteri, hafif ve ağır benzin, kerosen, farklı kaynama noktalarına sahip dizel ve mazut (yani kaynama noktası 350°C’nin üzerinde olan artık) ) elde edildi. Ham petrol aşağıdakiler gibi çeşitli işlemlerden geçer:
a) Çatlama – ağır mazot ve yağ fraksiyonlarında bulunan uzun alifatik hidrokarbonların, benzin ve motorinde bulunan daha kısa zincirli bileşiklere ayrışmasından oluşur. Proseste kısa zincirli alifatik hidrokarbonların yanı sıra metan, LPG, doymamış hidrokarbonlar ve kok da oluşuyor. Çatlama termal, katalitik veya radyasyon yöntemleriyle başlatılabilir. b) Reforming – Oktan sayısı yüksek yakıtlar elde etmek amacıyla hafif petrol fraksiyonlarına veya kraking yoluyla elde edilen ürünlere uygulanan işlemdir. İşlem, çok pahalı platin katalizörler kullanılarak hidrojen varlığında gerçekleştirilir. Reformasyon prosesi hidrojen, rafineri gazı, LPG’nin yanı sıra izobütan ve n-bütan üretir. c) Damıtma – ham petrolün çeşitli sıcaklık aralıklarında kaynayan fraksiyonlara ayrılması amaçlanır. Bu işlem sayesinde kuru ve ıslak gaz, hafif ve ağır benzin, gazyağı, mazot, mazut ve gudron gibi temel fraksiyonlar elde edilir. d) Alkilasyon – Bu, olefinlerin izobütanla reaksiyonudur ve daha yüksek moleküler ağırlığa ve oktan sayısına sahip izoparafinlerin oluşmasıyla sonuçlanır. Alkilasyon prosesinde katalizör olarak sülfürik asit kullanılabilir. e) Piroliz – oksijen olmadan çok yüksek sıcaklıklarda gerçekleştirilen bozunma işlemi. Ağır yağ fraksiyonlarını pirolitik benzine, yağlara ve katrana parçalamak için kullanılır.
PCC Grubunun madencilik endüstrisine yönelik teklifi
Petrol çıkarımını ve işlenmesini geliştirmek için çeşitli kimyasalların kullanılması büyük önem taşımaktadır. Soda kostik , ham petrolün, mineral yağların, zift ve bitümün rafine edilmesinde ve kaya gazı çıkarılmasında kullanılır. PCC Grubundaki sodyum hidroksit, membran elektroliz işlemiyle üretilir ve yaklaşık %20 konsantrasyona sahip bir çözelti formunda sağlanır. %50. Madencilik endüstrisinde sodyum hidroksitin bir başka uygulaması da kanalizasyon ve sıvı kok ürünlerinin arıtılmasıdır.
Petrol ve gazın çıkarılması ve üretiminde büyük ölçüde kullanılan önemli bir ürün grubu yüzey aktif maddelerdir. Yüzey aktif maddeler ham petrol ve kaya arasındaki arayüzey gerilimini azaltır. Bu, yapışma kuvvetlerini azaltır ve petrol sahasından ilave petrol salınabilir. Yüzey aktif maddeler aynı zamanda petrol ve diğer petrol sızıntılarından kaynaklanan ekolojik zararları azaltmanın bir yolu olarak da kullanılır. Ayrıca, çıkarılan ham maddenin taşınması için gereken tankların ve kapların temizlenmesi için de kullanılabilirler.
Temizleme preparatlarında kullanılan yüzey aktif maddelerin en önemli gruplarından biri PCC Grubunun SULFOROKAnol serisinde sunduğu alkil eter sülfatlardır. Bu ürünler anyonik karakterlerinden dolayı diğer anyonik, iyonik olmayan ve amfoterik yüzey aktif maddelerle yapılan formülasyonlarda iyi çalışacaktır. Yıkama, emülsifiye etme ve köpürtme özellikleri, onları farklı yüzeyleri temizleyen formüllerdeki bileşenler olarak kullanışlı kılar. Alkilbenzensülfonik asit (ABS) ve bunun tuzları, örneğin ABSNa da benzer kullanıma sahiptir.ABS/1 asit anyonik yüzey aktif maddeler grubuna aittir. Ham petroldeki çözünürlüğü nedeniyle, petrolün çıkarılması ve işlenmesinde kullanılan yardımcı maddelerin bir unsuru olabilir. Ayrıca ABS/1 asit , deterjan özelliği sayesinde tank ve gemi gibi temizlik ve yağdan arındırma işlemlerinde de kullanılmaktadır. Petrol endüstrisinde kullanılan temizlik ürünleri aynı zamanda ROKAmid serisi ürünleri de içerebilir. Küçük bir konsantrasyonda bile yoğun ve stabil köpük oluşturma yeteneği ile karakterize edilirler. ROKAmid ürünleri, sıvı formları sayesinde depolama, taşıma ve dağıtma ile ilgili tüm işlemleri önemli ölçüde kolaylaştırır. Petrol ve gaz çıkarma işlemlerinde gerekli olan bir sonraki ürün grubu emülgatörlerdir. Petrolün susuzlaştırılması ve tuzdan arındırılmasının endüstriyel yöntemlerinde kullanılırlar. Bu işlemler, elektro-dehidratör adı verilen bir cihazda emülgatörlerin eklenmesiyle yağın ısıtılmasına dayanır. Bu şekilde ısıtılan karışım, eşmerkezli elektrot sisteminin boşluğu boyunca zorlanır. Su damlaları deforme olur, yüklerini kaybeder ve birbirleriyle daha kolay birleşerek yağdan ayrılırlar. Kurutulmuş ve tuzdan arındırılmış ham petrol daha ileri işlemlere tabi tutulabilir. Endüstriyel susuzlaştırma ve tuzdan arındırma proseslerinde emülgatör olarak ideal olan ROKAnol ürünleridir. Bunlar alkoksi yağ alkolleri grubuna ait iyonik olmayan yüzey aktif maddelerdir. ROKAnol ürünleri çok geniş sıcaklık aralıklarında kullanılabileceği gibi asidik, nötr ve hafif alkali ortamlarda da kullanılabilir. Ayrıca petrol endüstrisinde kullanılan yağ giderici temizlik maddelerinin bir parçası da olabilirler. ROKwinol 60 ve ROKwinol 80 gibi etoksilenmiş sorbitan ester türevleri de çok iyi emülsifiye edici özellikler sergiler. Bu ürünler petrol üretiminde kullanılan sondaj sıvılarının bileşenleri olabilir. Öte yandan ROKwin 60 ve ROKwin 80 gibi sorbitan esterler ise petrol kökenli maddelerin sulara sızmasında dispersiyon ajanı olarak kullanılabilmektedir.
