atik madenİ yaĞlardan baz yaĞ Üretİm ...az kirlenmiş madeni yağlar basit kimyasal ve fiziksel...

ATIK MADENİ YAĞLARDAN BAZ YAĞ ÜRETİM TEKNOLOJİLERIİ

Prof.Dr. İ.Ersan KALAFATOĞLU

MARMARA ÜNİVERSİTESİ, MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

[email protected]

2012 ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 24 - 26 Nisan 2012

2012 ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU 2/48

SUNUM PLANI

YAĞLAR

ATIK YAĞ

BAZ YAĞ

ATIK MADENİ YAĞ BERTARAFI

YAYGIN GERİ KAZANIM SÜREÇLERİ

ÖNERİLER

3/48

YAĞLAR

Motorlarda ve diğer güç ve ısı aktarım cihazları ile

çeşitli proseslerde kullanılan yağlar genellikle

mineral yağlar ve sentetik yağlar olarak

sınıflandırılır.

Mineral yağlar petrolden elde edilen, sentetik

yağlar ise kimyasal sentezler ile üretilen yağlardır.

Dünyada petrol üretiminin yaklaşık %0.8'i

endüstriyel yağ olarak tüketilmektedir.

Bu oran sanayileşmiş ülkelerde daha yüksektir.

2012 ATIK YÖNETİMİ SEMPOZYUMU

4/48

KULLANIM AMACI

SÜRTÜNMEYİ AZALTMA

SOĞUTMA

GÜRÜLTÜ AZALTMA

YABANCI PARÇACIKLARI UZAKLAŞTIRMA

YÜZEYİ KORUMA (yenim)

SIZDIRMAZLIK SAĞLAMA


5/48

YAĞ İÇERİĞİ

BAZ YAĞI

Petrol türevleri (mineral yağlar)

Sentetik yağlar

Bitkisel yağlar

KATKILAR


6/48

YAĞ İÇERİĞİ

BAZ YAĞI

KATKILAR

Sürtünme azaltıcılar

Viskozite artırıcılar

Viskozite indisi düzenleyiciler

Yenim ve oksitlenme direnci artırıcılar

Deterjanlar

Emülsiyon gidericiler

Diğerleri



SUNUM PLANI

YAĞLAR

ATIK YAĞ

BAZ YAĞ



ÖNERİLER

8/48

ATIK MADENİ YAĞ

KULLANIM SONUCUNDA FİZİKSEL VEYA

KİMYASAL SAFSIZLIKLAR İLE KİRLENMESİ

SONUCU ORTAYA ÇIKAN YAĞLAR KULLANILMIŞ

(ATIK) YAĞLAR OLARAK ADLANDIRILMAKTADIR.

NORMAL KULLANIM SÜRESİNCE KİR, METAL

TOZLARI, SU VE ÇEŞİTLİ KİMYASALLAR YAĞ

İÇİNE KARIŞARAK YAĞI KULLANILAMAZ HALE

GETİRİRLER.

İŞLEVLERİNİ KAYBEDEN YAĞLAR YENİSİ İLE

DEĞİŞTİRİLİR.



ATIK MADENİ YAĞ

ATIK YAĞ,

ham yağ içerisindeki hidrokarbonlar,

çeşitli özellikler vermek üzere yağa eklenen katkı maddeleri ve bunların sıcaklık ve hava etkisiyle bozunması,

yağın temas ettiği metal ekipmanda zamanla meydana gelen aşınmalar, korozyon vb etkenler sonucunda metal içerikleri

NEDENİYLE TEHLİKELİ ATIK SINIFINA

GİRMEKTEDİR.

10/48

ATIK MADENİ YAĞ

KULLANILMIŞ YAĞLARIN DOĞRUDAN ÇEVREYE

ATILMASI EKOLOJİ AÇISINDAN SON DERECE

ZARARLIDIR.

BU YAĞLAR BİR TEHLİKELİ ATIKTIR, UYGUN

ŞEKİLDE TOPLANMALI VE BERTARAF EDİLMELİ

VEYA GERİ KAZANILMALIDIR.



ATIK MADENİ YAĞ

ATIK YAĞLAR;

• deterjanlar,

• fosfatlar yanında

• kurşun, çinko, baryum, kadmiyum, civa, krom,

arsenik ve vanadyum gibi ağır metaller içerirler.

ATIK YAĞLARI BİYOLOJİK ARITMA TEKNİĞİ

İLE FAALİYET GÖSTEREN EVSEL ATIKSU

ARITMA TESİSLERİNDE ARITMAK ZORDUR.

BU HALLERİYLE DOĞAYA ATILMALARI

DURUMUNDA, SULARA, TOPRAĞA VE HAVAYA

BÜYÜK ZARARLARI OLMAKTADIR.


SUNUM PLANI

YAĞLAR

ATIK YAĞ

BAZ YAĞ


YAYGIN GERİ KAZANIM TEKNOLOJİLERİ

ÖNERİLER

13/48

HAM PETROL RAFİNASYONU


14/48


BAZ YAĞLARI HAM PETROLUN ARITILMASI

SIRASINDA ATMOSFERİK KOŞULLARDA

PETROLDEN

petrokimya sanayisinin hammaddesi olan

naftanın ve yakıt olarak kullanılan benzin ve

dizel bileşenlerinin damıtılarak

uzaklaştırılmasından sonra

bakiyenin vakumda yeniden fraksiyonlu

damıtılması yolu ile elde edilir.


15/48


BAZ YAĞI FRAKSİYONLARINDAN İÇERDİKLERİ

mumlar,

aromatik bileşikler (PAH dahil) ve

kararlı olmayan yapılar

ÇÖZÜCÜ EKSTRAKSİYONU İLE

UZAKLAŞTIRILIRLAR.

DİP ÜRÜN OLARAK KATRAN ELDE EDİLİR.


16/48

BAZ YAĞI

KARIŞIM

Bileşim: Hidrokarbonlar (parafinik, naftenik) %80-85 C, %10-15 H, %0-3 S

N, O, metaller, tuzlar <%1

Bu damıtma aşamasında kaynama noktalarının yüksekliğine göre yağ özelliğinde çeşitli fraksiyonlar elde edilir.

Burada elde edilen fraksiyonlar yüksek kaynama noktalı hidrokarbonlar karışımı olup yükselen kaynama sıcaklığı aralığına göre hafif ve ağır makine yağı (spindle oil) ve

hafif ve ağır baz yağı fraksiyonları elde edilir.


17/48

BAZ YAĞI


hafif

makine

yağı

ağır

makine

yağı

hafif

baz

yağı

ağır

baz

yağı

18/48

FİZİKSEL ÖZELLİKLER


Özellik Birim Hafif

makine yağı

Ağır makine yağı

Hafif baz yağı

Ağır baz yağı

Yoğunluk g/ml,

(15 oC) 0.900 0.915 0.930 0.936

Viskozite mm2/s, 40 oC 100 oC

10.10 2.48

26.60 4.25

119.0 9.73

380.0 19.5

Viskozite indeksi

52 28 36 37

Parlama noktası

160 181 221 258


SUNUM PLANI

YAĞLAR

ATIK YAĞ

BAZ YAĞ


YAYGIN GERİ KAZANIM TEKNOLOJİLERİ

ÖNERİLER

20/48

ATIK YAĞ BERTARAF STRATEJİLERİ


Çevre açısından tercih sırası

Seçenek Faaliyet

En yüksek

Atık çıkmasını baştan önlemek

Kaynak kısıtlaması (örn. yağ değişimi aralığının uzaması)

Ürünü geri kazanmak ve tekrar kullanmak

Atık yağın tekrar rafine edilmesi

Yakarak enerjiyi geri kazanmak

Atık yağın yakılmasıyla enerji kazanılması

En düşük Atığı toprak dolgusu veya yakma ile bertaraf etmek

Atık yağın uygun şekilde bertaraf amacıyla kazanılması ve toplanması


ATIK MADENİ YAĞ BERTARAF TEKNİKLERİ

DOĞRUDAN YAKMA

TEKRAR İŞLEME

SAFLAŞTIRMA

GAZLAŞTIRMA

YASADIŞI KULLANIM

• Çimento döner fırınları

• Küçük hacım ısıtıcıları

• Atık insineratörleri

• Kömürle çalışan santraller

• BASİT • Fuel oile karıştırmak • Taş kırma sanayiinde

kullanım

• AĞIR PROSESLER • Vaxon prosesi • Trailblazer prosesi

• Asit/kil prosesi

• Damıtma/kil prosesi

• Damıtma/kimyasal proses

• Asfalt giderme (propan)

• Isıl asfalt giderme

• Film evaporatör

• Ön işlemli yağ arıtma

• Interline prosesi

• Diğer (gelişmekte)

22/48

TEKRAR İŞLEME

Tekrar kullanım ve/veya temizleme işlemi çok fazla

kirlenmemiş madeni yağlar için kullanılabilecek

yöntemlerdir.

Az kirlenmiş madeni yağlar basit kimyasal ve

fiziksel işlemler ile yeniden kullanılabilir hale

getirilebilir.

Kullanılan işlemler ise genellikle çeşitli filtrasyon

yöntemleri, santrifüjleme, damıtma, vb.’dir.

Bu prosesler kullanılarak temizlenen/geri dönüşümü

sağlanan yağlar, hidrolik yağı, kesme yağı, kalıp

yağı, dişli yağı üretiminde kullanılabilir.



TEKRAR İŞLEME (VAXON PROSESİ)

ATIK YAĞ

SU, NAFTA VE

HAFİF HİDROKARBONLAR

İYİ KALİTE ENDÜSTRİYEL

YAKITLAR

KARIŞIK ÜRÜNLER

AĞIR

HİDROKARBONLAR

(yakıt)

1. K

AD

EM

E

3./

4. K

AD

EM

EL

ER

2. K

AD

EM

E

GAZ YAĞI, SPINDLE YAĞI

VE HAFİF FUEL OİL


TEKRAR İŞLEME (TRAILBLAZER PROSESİ)

ATIK YAĞ

SU VE



ASFALT

İNCELTİCİ

AĞIR

HİDROKARBONLAR

(yakıt)

SU

GİD

ER

ME

VA

KU

MD

A D

AM

ITM

A

25/48

GERİ KAZANIM

GÜNÜMÜZDE DÜNYADA GERİ KAZANILMIŞ

MİNERAL YAĞLAR OTOMOTİV VE SANAYİ

UYGULAMALARINDA KULLANILMAKTADIR.

FAKAT BU YAĞLARIN KALİTESİ ÇEŞİTLİ

AKTÖRLER ARASINDA HALA TARTIŞMA

KONUSU OLABİLMEKTEDİR.


26/48

GERİ KAZANIM

MODERN GERİ KAZANIM YÖNTEMLERİNİN

UYGULANMASI İLE ELDE EDİLEN ÜST

KALİTEDEKİ GERİ KAZANILMIŞ YAĞLAR İLE

KULLANILMAMIŞ BAZ YAĞLAR

KARŞILAŞTIRILABİLİR DURUMDADIR.

BAZ YAĞI KALİTESİ TOPLANAN ATIK

YAĞLARIN KAYNAĞINA ÇOK BAĞLI DEĞİLDİR,

ANCAK PROSESE VE TESİSE GÖRE FARKLILIK

GÖSTERMEKTEDİR.


27/48

GERİ KAZANIM İŞLEMLERİ

ÇÖKTÜRME (YABANCI KATI MADDELERİN VE

SUYUN UZAKLAŞTIRILMASI)

EN YÜKSEK 250 OC'DE ATMOSFERİK DAMITMA

(DÜŞÜK KAYNAMA NOKTASINA SAHİP

BİLEŞENLERİN VE VARSA KALAN SUYUN

UZAKLAŞTIRILMASI)

SÜLFÜRİK ASİT İLE İŞLEME

NÖTRALİZASYON (OKSİDASYON ÜRÜNLERİ VE

KATKILARIN UZAKLAŞTIRIMASI)


28/48

GERİ KAZANIM İŞLEMLERİ

ÇÖKTÜRME VE FİLTRASYON

VAKUM DAMITMA

ÇÖZÜCÜ EKSTRAKSİYONU

ELDE EDİLEN FRAKSİYONLARIN AĞARTMA

TOPRAĞI İLE İŞLENMESİ (ADSORPSİYON)

HİDROJENASYON İLE RAFİNASYON



SUNUM PLANI

YAĞLAR

ATIK YAĞ

BAZ YAĞ



ÖNERİLER


GERİ KAZANIM YÖNTEMLERİ

Bu kapsamda uygulanan yöntemlerin amacı, gittikçe

azalmakta olan petrol rezervlerinden elde edilen

baz yağın tekrar aynı amaçla kullanımı için

saflaştırılarak geri kazanılmasıdır.

Bu yöntemler 1930’larda geliştirilmeye başlanmasına

rağmen 2. dünya savaşı ve 1970’lerin petrol krizi

sırasında önem kazandı ve gelişme gösterdi.

Çevre kirliliği ve halk sağlığına gösterilen önemin

artması da bu yöntemlere ivme kazandırdı.



Atık yağ geri kazanım teknolojilerinin içerdikleri işlemleri 4 başlık altında gruplandırmak mümkün görülmektedir:

1. Atık yağ içindeki su ve hafif hidrokarbonların (nafta vb.) giderilmesi,

2. Asfalt (asfaltik kalıntılar, ağır metaller, polimerler, katkılar diğer bozunma ürünleri) giderimi,

3. Fraksiyonlandırma (2-4 fraksiyon),

4. Son işlemler (yukarıdaki işlemler sonrası kalan ağır metal, PAH, vb. kirleticilerin giderilmesi).



Atık yağ geri kazanımının ekonomisi büyük ölçüde aşağıda verilen 3 faktöre bağlıdır:

1. Prosesin maliyet kalemleri: o verim, o çıkan atık maliyetleri, o enerji ve diğer tüketimler, o emisyon kontrol

2. Geri kazanılan baz yağ satış fiyatı,

3. Atık yağ maliyeti.



Proses maliyetlerini belirleyen etkenler ise şöyle sıralanabilir: Tesis kapasitesi: küçük kapasiteli bir tesisin yağ işleme

maliyeti, büyük kapasiteli bir tesise göre %20-40 arasında daha yüksek olabilir,

Tesisin yeri: gerekli altyapıların (atık bertaraf tesisi, vb.) geri kazanım tesisine yakınlığı,

Kullanılan teknoloji: Modern teknolojilerin kullanımı kuruluş maliyetini asit/kil yöntemiyle kıyaslandığında %75 oranında artırmaktadır. Örneğin hidro-işlem yüksek bir kuruluş maliyeti getirmektedir,

Ülke koşulları: İşletme maliyetleri tesisin bulunduğu ülke ile önemli değişkenlik göstermektedir (işçilik maliyetleri, taşıma maliyetleri vb.).



Geri kazanılan yağın satış fiyatı şu parametrelere bağlıdır:

1. Kullanılmamış baz yağ fiyatı,

2. Geri kazanılmış baz yağın kalitesi,

3. Piyasanın geri kazanılmış yağdan beklentisi: kullanılmamış yağa göre oluşacak kalite farkı ve piyasanın kalite beklentisi geri kazanılmış yağ fiyatını düşürebilmektedir,

4. Dağıtım (pazarlama) maliyetleri



Atık yağ maliyeti şu parametrelere bağlıdır:

1. Düşük proses işletme maliyetine sahip tesisler, kullanılmış yağı satın alabilecek güce sahip olabilirler,

2. Yüksek kapasiteli tesisler kullanılmış yağı satın alabilecek güce sahip olabilirler,

3. Kullanılmamış baz yağ fiyatları ve geri kazanılan yağ fiyatlarındaki durum ve proses maliyeti, bazı tesisler için atık yağın bedelsiz olarak tedarik edilmesini veya mali olarak desteklenmelerini gerektirebilir.



Mevcut asit/kil proseslerinden başka geri kazanım prosesleri temelde şu kademeleri içermektedir:

1. Su ve nafta uçurma

2. Asfalt giderme (ağır metaller, polimerler, katkılar, diğer bozunma ürünleri)

3. Fraksinasyon (2 – 3 ürün)

4. Son işlemler

Kükürt giderme

Azot giderme

Oksijenli bileşiklerin giderilmesi

Olefinlerin doyurulması

Aromatiklerin doyurulması

Parçalama


Hidrolama Reaksiyonları

2 6 6 2Ph OH H C H H O

2 2R SH H RH H S

2 5 12 3Pyr N 5 H C H NH

1 2 2 1 2 2 2R CH CHR H R CH CH R

6 6 2 6 12 2C H H C H H O

2 6 6Ph R H C H RH


ASİT/KİL PROSESİ


DAMITMA/KİL PROSESİ

En kolay yöntemlerden birisi olarak kabul

edilmektedir.

Temel olarak büyük bir absorpsiyon kil kütlesiyle

devam eden standart bir flaş birimi içermektedir.

Stabilize olmamış, fraksiyonlarına ayrılmamıştır;

viskozite ve uçuculuk açısından fakirdir (çok sınırlı

kullanım).

Büyük miktarda yağ absorplamış kil ileri derecede

ters çevresel etkilere sahiptir.


DAMITMA/KİMYASAL İŞLEM


PROPANLI ASFALT GİDERİMİ-1 (IFP)


PROPANLI ASFALT GİDERİMİ-2 (Snamprogetti)


PROPANLI ASFALT GİDERİMİ-3 (Interline)

Propan ekstraksiyonu ham yağa doğrudan

uygulanmaktadır.

Katı/sıvı akım süzülerek ayrılır.

Atmosferik basınçta propan/yağ ayırımı sağlanır.

Yağ fraksiyonlanarak baz yağ, dizel ve bakiyeye

damıtılır.

Her iki katı atık asfalt inceltici olarak kullanılır.

Verim %79 olup ilk yatırım ve işletme giderlerinin

düşük olduğu iddia edilmektedir.


İNCE FİLM BUHARLAŞTIRICISI


ISIL ASFALT GİDERİMİ (Agip Petroli)

VERİM: % 74-77


UYGULANAN PROSES ÖRNEKLERİ

Sotulub

Mineralöl-Raffinerie Dollbergen (Avista Oil)

Puralube (UOP-HyLube)

Evergreen


SOTULUB


MRD (Avista Oil)


Puralube (UOP-HyLube)


Evergreen


GELİŞMELER

Patentlenmiş çalışan prosesler

Patentlenmiş önerilen prosesler

İyileştirmeler

Kimyasal çöktürme yardımcıları

Su buharı damıtması

vb.

Orusan.pptx


GAZLAŞTIRMA

Atık madeni yağ gerektiğinde başka geri

kazanılması zor organik karışımlarla birlikte

gazlaştırılarak sentez gazı üretilir.

Sentez gazından (H2 ve CO) başka kimyasallar

üretilmektedir (Petrokimya).

Gazlaştırmada kömür de kullanıldığında metaller

inert tehlikesiz bir atığa dönüşmektedir.

Çok büyük kapasiteler gerekmekte ve yalnız atık

yağ için ekonomik olmamaktadır.


SUNUM PLANI

YAĞLAR

ATIK YAĞ

BAZ YAĞ



ÖNERİLER


ÖNERİLER

BU DOĞAL KAYNAKLAR BIZE ATALARIMIZDAN

MİRAS KALMADI, BİZ ONU ÇOCUKLARIMIZDAN

ÖDÜNÇ ALDIK.

BU NEDENLE YAKMADAN GERİ KAZANIMA

AĞIRLIK VERMEMİZ VE İYİ KALİTE BAZ YAĞI

ÜRETMEMİZ GEREKMEKTEDİR.

TÜM ÜLKELERDE OLDUĞU GİBİ TÜRKİYE

KOŞULLARINA UYGUN (EKONOMİ/PAZAR/VB.)

GERİ KAZANIM TEKNOLOJİSİ

KULLANILMALIDIR.


ÖNERİLER

TÜRKİYE’DE BU TEKNOLOJİYİ GELİŞTİRECEK

ALTYAPI, BİLGİ BİRİKİMİ VB. KAYNAKLAR

VARDIR.

TESİSLERİN EKONOMİK OLMALARI İÇİN

BELİRLİ BİR MİNİMUM KAPASİTENİN

ÜSTÜNDE OLMALIDIR.

BU NEDENLE BU ALANDA ÇALIŞAN

FİRMALARIN BİR ARAYA GELMELERİNDE YARAR

OLABİLİR.


ÖNERİLER

ÜRÜN OLARAK KALIP YAĞINDAN DAHA

KALİTELİ VE ÖRNEĞİN YAĞLAMA YAĞI OLARAK

KULLANILABİLECEK STANDARD BAZ YAĞLARI

ÜRETİLMELİDİR.

KONTROLSUZ/YASA DIŞI YAKILMANIN ÖNÜNE

GEÇİLMESİ BU ALANDA ÇALIŞAN FİRMALARIN

TOPLUMSAL SORUMLULUĞUDUR.


TEŞEKKÜRLER

Prof.Dr. Ersan KALAFATOĞLU

MARMARA ÜNİVERSİTESİ, MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

[email protected]

57/48

atik madenİ yaĞlardan baz yaĞ Üretİm ...az kirlenmiş madeni yağlar basit kimyasal ve fiziksel...

Documents