2008 yılında güçlü bir ülke olarak gördüğümüz Amerika Birleşik Devletlerinin enerji ihtiyaçlarının yaklaşık % 40′ ı petrol veya petrol ürünleri ile sağlanmıştır. Geri kalan kısmı ise doğal gaz (yaklaşık % 25), kömür (% 23), hidroelektrik enerjisi (% 4), nükleer enerji (% 8) ve diğer kaynaklardan (% 0.5) oluşuyordu.
Petrol, enerjiye ek olarak ilaç, giyim ve diğer birçok ürünün imalatında kullanılan sayısız organik kimyasalın kaynağıdır. Yapışkan, koyu kahverengi bir sıvı olan arıtılmamış petrol, genellikle ham petrol olarak adlandırılır. Karbonsuz alkanlar, alkenler, sikloalkanlar ve aromatik bileşikler karışımı olan petrol, milyonlarca yıl boyunca yeryüzünün kabuğunda, hayvan ve sebze maddesinin bakteriler tarafından anaerobik olarak ayrışmasıyla oluştu.
Petrol Rezervi Olan Ülkeler
Petrol yataklarının dünyaya dağılımı daha çok Kuzey Amerika, Meksika, Rusya, Çin, Venezuela ve tabii ki Orta Doğu’da bulunmaktadır. Petrolün gerçek kompozisyonu bulunduğu yere göre değişmektedir. Örneğin Amerika Birleşik Devletlerinin Pensilvanya ham petrolleri çoğunlukla alifatik hidrokarbonlarken, batı ham petrollerinin ana bileşenleri aromatiktir.
Petrol Ürünleri Nasıl Elde Edilir?
Petrol tam anlamıyla binlerce hidrokarbon bileşiği içeriyor olsa da, bileşenlerini kaynama noktalarının aralığına göre sınıflandırabiliriz.
Bu hidrokarbonlar, fraksiyonel damıtma ile mol kütlesi temelinde ayrılabilir. Ham petrolü yaklaşık 400 ° C’ye ısıtmak, viskoz yağı sıcak buhara ve akışa dönüştürür. Bu formda, fraksiyonel kuleye girer. Buhar, çeşitli toplayıcı tepsiler üzerinde, buharın çeşitli bileşenlerinin sıvılaştığı sıcaklıklara göre yükselir ve yoğunlaşır. Bazı gazlar kolonun üst kısmından çekilir ve buharlaşmamış artık yağ alt kısımda toplanır.
Benzin, muhtemelen en iyi bilinen petrol ürünüdür. Uçucu bir hidrokarbon karışımı, benzin çoğunlukla alkanlar, sikloalkanlar ve birkaç aromatik hidrokarbon içerir. Bu bileşiklerin bazıları, bir otomobil motorunu diğerlerinden daha fazla yakıt harcamasına sebep olur ve buda benzinin daha ileri işlenmesi ve yenilenmesi problemini ortaya çıkarmaktadır.
Çoğu otomobil, Otto çevrim motorunun dört zamanlı çalıştırmasını kullanır. Büyük bir mühendislik problemi, gaz karışımının düzgün bir şekilde genişlemesi için her silindirin içindeki benzin-hava karışımının yakılmasını kontrol etmektir. Karışım çok hızlı yanarsa, piston düz, kuvvetli bir itme yerine sabit bir sarsıntı alır. Bu eylem, yanma enerjisinin mekanik enerjiye dönüştürülmesindeki verimliliğin azalmasının yanı sıra bir “çarpma” veya ” vızıltı ” sesi üretir. Düz zincirli hidrokarbonların vuruntu üretme eğilimi en yüksekken, dallanmış zincirli ve aromatik hidrokarbonlar arzulanan yumuşak itme özelliğini verir.
Benzin, genellikle oktan sayısına göre derecelendirilir; bu, oktan sayısına, vuruşa neden olma eğiliminin bir ölçüsüdür. Bu ölçekte, dallı bir C8 bileşiği (2,2,4-trimetilpentan veya izooktan) isteğe bağlı olarak 100 oktan sayısına ve düz zincirli bir bileşik olan n-heptanınkine sıfır olarak atanmıştır.
Hidrokarbonun oktan sayısı ne kadar yüksek olursa, içten yanmalı motorun performansı o kadar iyi olur. Benzen ve toluen gibi aromatik hidrokarbonlar dallanmış zincirli alifatik hidrokarbonlarda olduğu gibi yüksek oktan sayılarına (sırasıyla 106 ve 120) sahiptir. Hidrokarbonların oktan derecelendirmesi, antifouling maddeler olarak adlandırılan küçük miktarlarda bileşik eklenerek geliştirilebilir.
En yaygın kullanılan antifouling maddeler arasında şunlar bulunur.
Yaklaşık 4.5 litrelik bir benzine bu bileşiklerden herhangi birinden 2 ila 4 g’ lık ilavesi, oktan oranını %10 veya daha fazla arttırır. Ancak, kurşun oldukça toksik bir metaldir ve atmosfere otomobil egzozunun sürekli deşarjı ciddi bir çevre sorunu haline gelmiştir.
ABD deki düzenlemeler 1974′ ten sonra yapılan tüm otomobillerin “kurşunsuz” benzin kullanmasını şart koşuyor. Kurşunsuz benzinler metil tert-butil eter (MTBE) içerir, bu da benzinin itme gücünü en aza indirir ve benzinin oksijen içeriğini arttırarak yakıtın temizlenmesini sağlar. Ancak, 1990’ların sonlarında, MTBE sızdıran benzin tanklarından dolayı içme suyuna geçti. Madde, su kokusu ve tadında degişiklik yapar ve olası bir insan kanseriojenidir. Bu yüzden bazı eyaletler MTBE’nin benzin kullanımını aşamalı şekilde kaldırmaya başladılar, ancak uygun bir alternative bulunamamıştır.