PETROL sözcüğü, Latince'de "kaya" anlamına gelen petra ve "yağ" anlamına gelen oleum sözcüklerinden türetilmiştir. Günümüzde petrol ve petrol ürünleri büyük önem taşır. Benzin, gazyağı, mazot, fueloil (yağyakıt), makine yağı, bitüm ve parafin mumu çok bilinen petrol ürünleridir. Benzin otomobillerde; gazyağı gaz lambalarında, bazı ısıtma aygıtlarında ve jet uçaklarının motorlarında; mazot (dizel yakıtı da denir) otobüs, kamyon ve gemilerdeki dizel motorlarında kullanılır. Buharlı gemilerin kazanlarında buhar üretilmesinde; çelik, cam, seramik gibi maddelerin üretiminde kullanılan bazı sanayi fırınlarında ve bazı binaların ısıtma sistemlerinde fueloil yakılır. Makinelerin düzgün ve rahat çalışabilmesi için ince ya da kalın makine yağlarına (en kalınlarına gres denir) gereksinim vardır. Bitümden, asfalt ve yalıtım malzemesi üretiminde yararlanılır.
Petrol binlerce yıl boyunca basit bir biçimde kullanıldı. Babilliler yol döşerken ve bağlayıcı madde olarak bitümden, Romalılar yolları için Sicilya'dan getirttikleri asfalttan yararlanırlardı. Eski Çinliler, tuz üretmek için tuzlu suyun ısıtılmasında doğal gaz kullandılar. İtalya, Almanya, Kuzey Amerika ve Birmanya'da ham petrolün tedavi edici özellikleri olduğuna inanılırdı.
Gazyağı ve Parafin
1850'de İskoçyalı bilim adamı James Young, şeyl denen bir kayaçtan gazyağı elde etmenin yöntemini buldu. Young, gazyağının lambalarda bitkisel yağ ya da balina yağı yerine kullanılabileceğini gösterdi. Kimyadaki adı kerozen olan gazyağının başlıca iki türü vardır. Bunlardan birincisi gaz lambalarında, gaz sobalarında ve ısıtıcılarda; daha uçucu olan ikinci türü ise, bazı traktörlerin ve küçük balıkçı teknelerinin motorlarında yakıt olarak kullanılır. Jet uçaklarının motorlarında kullanılan gazyağı ikinci türdendir.
Gazyağına İngiltere'de parafin denir. Ama parafin aslında petrolden elde edilen, mum, cila, su geçirmez karton ve kağıt yapımında kullanılan yarı saydam, sert bir mumdur. Açık renkli, kalın bir yağ olan ve ilaç olarak kullanılan vazelin (kimyadaki adı petrolatum) de bir başka petrol ürünüdür.
Ham Petrolün Keşfi
19. yüzyılın ortalarına kadar ham petrol, doğal olarak yüzeye sızdığı yerlerde oluşturduğu birikintilerden toplanırdı. Hayvanların su içtiği kaynaklara ya da tuzlu su çıkarmak için açılan kuyulara sızdığı için de çoğu zaman can sıkıcı, istenmeyen bir madde olarak görülürdü. 1850 dolaylarında ABD'de A.C.Ferris ve onun ardından S.M.Kier, petrolün lamba yağı olarak kullanılmasına yönelik ilk çalışmaları başlattılar. Daha sonra New York'lu iki avukat, George Bissell ve Jonathan Eveleth, Pennsylvania'da bir petrol arama şirketi kurdular ve emekli bir demiryolu müteahhiti olan Edwin L. Drake'i, Pennsylvania'daki küçük Titusville kasabası yakınlarında petrol kuyusu açmakla görevlendirdiler.
Drake 27 Ağustos 1859'da 21 metre derinde petrole rastladı. Çok geçmeden günde sekiz varil, sonra da 20 varil petrol çıkarmaya başladı. Petrol, balina avlamak gibi riskli bir işten daha güvenilir ve daha ucuz bir lamba yağı kaynağı olduğu için hazır bir pazar buldu. Artık petrole hücum ve petrol çağı başlamıştı.
Petrolün Oluşumu ve Bulunması
Petrol denizlerdeki bitki ve hayvanların öldükten sonraki kalıntılardan oluşmuştur. Bu kalıntılar deniz yatağında milyonlarca yıl boyunca çürümüş ve geriye yalnızca yağlı maddeler kalmıştır. Yağlı maddeler çamur altında kalmış ve zamanla çamur sıkışıp kayaç katmanlarına, alttaki yağlı maddelerde de petrol ve gaza dönüşmüştür. Yerkabuğundaki altüst oluşlar bazen denizlerin kara parçaları haline gelmesine ve petrol içeren kayaçların da binlerce metre derine gömülmesine yol açmıştır.
Çoğunlukla petrol oluştuğu yerden başka yerlere taşınmıştır. Bazen kayaçlardaki gözeneklerden sızıp kilometrelerce derinden yüzeye çıkmış ve burada buharlaşmış (gaz haline dönüşmüş), geriye bir bitüm ya da zift birikintisi kalmıştır. Çoğu kez de gözeneksiz, sert kayaçlarla karşılaşmış ve buralarda toplanmıştır. Bulunan petrol yatakları bu tür kayaçların petrolü tutmasıyla oluşmuştur. Bu yataklarda, süngerin su emmesi gibi, gözenekli kayaçların emdiği petrolün üstü kubbe biçimli, sert ve gözeneksiz kayaçlarla örtülmüştür. Ama bu kayaçlar ile petrol arasında genellikle bir doğal gaz katmanı, petrolün altında da çoğu kez eski denizden arta kalan tuzlu su bulunur.
Belirli bir yerde petrol bulunup bulunmadığı ancak sondajla (delmeyle) anlaşılabilir; ama jeologlar yerkabuğuna ilişkin bilgilerden yararlanarak petrol bulunma olasılığı olan yerleri önceden belirleyebilirler. Çoğu zaman hava fotoğraflarından çıkarılan haritaları inceleyen jeologlar, petrol açısından umut verici olan alanları seçerler ve daha sonra bu alanlar karadan taranır. Kayaç ve bitki örtüsü incelenir, sondaj yoluyla sağlanan yer altı kayaç örnekleri getirilip laboratuvarda çözümlenir. Jeologlar yeraltı kayaçlarının konum, derinlik, sertlik gibi özelliklerini ve hatta türünü belirleyebilmek için özel aygıtlardan ve bu aygıtlara dayalı olarak geliştirilmiş bilimsel arama yöntemlerinden yararlanırlar. Ama bütün bu çalışmalar yapılmış olsa da, açılacak kuyudan petrol çıkacağı gene de kesin değildir.
Petrol Kuyuları, Boruhatları ve Tankerler
Günümüzde pek çok petrol kuyusu, marangozların delik delmek için kullandıkları döner matkap uçlarına benzeyen uçlarla delinip açılır; aradaki fark, petrol için kullanılanların çok daha büyük olmasıdır. Matkap ucu, sondaj kulesi ya da delme kulesi denen yüksek bir kuleden, tel halatlara bağlanarak sarkıtılan delme borusunun ucuna takılır. Delme borusu kule tabanındaki döner tabladan geçer. Bu boru makine gücüyle, çoğu zaman bir dizel motoruyla döndürülür; ama son olarak geliştirilen türbosondaj tekniğinde elektrik motorlarından yararlanılmaktadır. Delik derinleştikçe, delme borularına yenileri takılır. Delme borusundan aşağı yapay bir çamur pompalanır; bu çamur sürekli olarak matkap ucunun deliklerinden dışarı püskürür ve delinen deliğin yanlarından yukarıya geri döner. Bu çamur yalnızca matkap ucuna sıvanan kayaç parçacıklarını temizlemekle kalmaz, ucun yağlanmasını ve soğumasını da sağlar; ayrıca, taşıdığı basınç açılan deliğin duvarlarının içe doğru çökmesini önler. Daha sonra deliğe çelik borudan bir koruyucu kılıf geçirilir ve çimentolanır. Çok derin deliklerde, kılıf çapı tepede yaklaşık 45 santimetreyken dipte yaklaşık 10 santimetreye düşer.
Gerekli dikkat gösterilmezse, matkap ucu petrole ulaştığında petrol şiddetle dışarı fışkırabilir, böylece boşa akabilir ve yangın tehlikesi doğurabilir. Bunu önlemek ve petrolü aşağı doğru bastırabilmek için ağır sondaj çamuru kullanılır; ayrıca bir valf ve boru sisteminin yardımıyla da basıncın yavaş yavaş serbest bırakılması sağlanabilir. Eğer doğal basınç petrolü yüzeye çıkaracak kadar güçlü değilse, petrol ya pompalanarak ya da yüksek basınçlı gaz basılarak dışarı çıkarılır. İkinci yönteme "gazla yükseltme" denir.
Büyük miktarlarda petrolü karadan taşımak için boruhatlarından yararlanılır. Çelikten yapılan boruların çapları 15 cm ile 2 metre arasında olabilir. Boruhatları vadileri aşabilir, dağlara tırmanabilir ve ırmak yataklarının altından geçebilir.
Petrolü denizden taşımak için tanker denen gemiler kullanılır. Bunlar özel olarak tasarımlanmış teknelerdir; tankerlerin makineleri kıçta (geminin arka ucunda) bulunur. Teknenin çok büyük bir bölümü petrol bölmelerine ayrılmıştır. Büyük tankerler petrolü küçüklerden daha ucuza taşır. Günümüzde 550.000 tonluk tankerler yapılınca bunların yanaşabileceği uygun iskele bulmak bir sorun olmuştur. Bu tür tankerler limanı kullanmak yerine, derin sulardaki yüzer şamandıraların yanına demir atar; yükleme ve boşaltmayı da şamandıralardan başlayıp deniz yatağından kıyıdaki depolama tanklarına giden boruhatları aracılığıyla
Petrolün Arıtılması
Ham petrol, rafineri denen arıtma tesislerinde benzin ve gazyağı gibi petrol ürünlerine ayrılır. Bu değişik ürünler farklı sıcaklıklarda kaynayıp buharlaşır; bu özellikten yararlanılarak, ayrımsal damıtma denen yöntemle bu ürünler ham petrolden ayrılabilir. Ham petrol ısıtılır, bir sıvı ve buhar (gaz) karışımı halinde, ayırma kulesi denen çelik bir kuleye pompalanır. Sıvı bölüm kulenin dibinde toplanır, fueloil ve bitüm gibi ürünler haline gelir. Buharlar kulede yükselir ve yükseldikçe de soğur. Önce mazot gibi daha ağır ürünler sıvılaşır ve bunlar kulenin değişik düzeylerindeki tepsilerden çekilip alınır. Benzin buharları kulenin tepesine kadar yükselir ve buradan alınarak sıvılaştırılır.
Damıtma, arıtmanın birinci aşamasıdır. Ham petrol rafineride, değişik ürünlerin istenen miktarlarda elde edilebilmesine olanak verecek biçimde işlenebilmelidir. Yüksek sıcaklıklarda gerçekleştirilen bir işlem olan "kraking" (parçalama), ağır ürünleri daha hafif bileşenlerine ayırır ve böylece elde edilen benzin miktarı artar. Bütün maddeler moleküllerden, moleküller de atomlardan oluşur. Petrol hidrokarbon moleküllerinden, yani hidrojen ve karbon elementlerinin atomlarından oluşur; ama bütün petrol moleküllerinde aynı sayıda atom bulunmaz. Örneğin, fueloil moleküllerinde gazyağı moleküllerinden daha çok hidrojen ve karbon atomu vardır ve bu yüzden fueloil molekülleri gazyağı moleküllerinden daha ağırdır. Kraking işleminde, büyük taşların parçalanıp çakıl haline getirilmesi gibi moleküllerin bazıları da ısı ve basıncın etkisiyle parçalanır ve daha hafif moleküller elde edilir.
"Reforming" (düzeltim) işlemi ise arıtma sürecinin en önemli aşamasıdır. Bu, yüksek sıcaklık ve basınçta gerçekleştirilen, moleküllerin büyüklüklerinden çok biçimlerini değiştirmeye yönelik bir işlemdir. Bu işlemle hidrokarbon zincirlerinin biçimi değiştirilir ve bunlar "aromatik" bileşikler denen benzen halkalı bileşiklere dönüştürülür. Üstün nitelikli benzin bu aşamada elde edilir.
Örneğin, ABD'de bir varil ham petrolden 63 litre benzin, 22 litre ağır fueloil elde edilir; oysa Ortadoğu'da bir varil petrol ancak 31 litre benzin, buna karşılık 63 litre fueloil verir. Petrol ya 159 litre eşdeğerindeki "varil" ya da özellikle deniz yoluyla taşındığında "artık ton" (1.016 kg) ve "metrik ton" la (1.000 kg) ölçülür.
Daha az bilinen petrol ürünlerinin şaşırtıcı kullanım alanları vardır. Mumlarda ve cilalarda petrol mumu (parafin mumu) bulunur; parfümler, kozmatikler ve hatta peynirin bozulmasını önleyen bazı maddeler petrol yağlarından hazırlanır. Böceklere karşı kullanılan ilaçlarda başka petrol yağları vardır. Etilen (domatesleri yapay olarak olgunlaştırmak için de bu madde kullanılır) ve yapay ipek ya da tırnak cilası yapımında kullanılan aseton gibi ürünler arıtma işleminden elde edilen gazlardan üretilir. Yapay kauçuk, plastikler ve sıvı deterjan yapımında kullanılan başlıca kimyasal maddeler de gene petrol ürünüdür. Pek çok ilaç ve boya, hatta sakız ve güçlü patlayıcılar gibi maddeler de petrol ürünleri içerebilir. Petrol gazları soğutularak ve sıkıştırılarak sıvılaştırılabilir; tüplere doldurularak pazarlanan bu tür propan ve bütan gibi gazlar çoğunlukla mutfaklarda ve aydınlatma amacıyla kullanılır.
Doğal Gaz
Pek çok ülkede karada ya da deniz yatağında açılmış petrol kuyularından elde edilen doğal gaz boruhatlarıyla kentlere taşınır; fabrikalarda, evlerde, ısıtma ve aydınlatma amacıyla kullanılır. Ham petrolden ayrılan gaz, işlenerek çok kolay alev alan buharlardan arıtılır. Doğal gazın çoğu bataklık gazı olarak da adlandırılan metandır. Metan, petrol ve kömürle birlikte bulunur; ama bazen tek başına da oluşur. 19. yüzyılın başlarında ABD'de keşfedilen doğal gaz kuyularına "yanar kaynak" denirdi. Petrol arayıcıları önceleri, basıncın etkisiyle petrolün yüzeye çıkmasını sağlayan doğal gaza önem vermediler. Yüzeyde petrolden ayrılan gaz bir boruya alınarak borunun ucunda dev bir meşale gibi yakılırdı. Yalnızca gaz çıkan kuyular ise tutuşturulur ve yıllarca kendi kendine yanmaya bırakırdı. Ama 1870'lerde ABD'de bu gazdan yararlanmaya yönelik çalışmalar başlatıldı ve doğal gazın boru şebekesiyle evlere dağıtılması sağlandı.
Doğal gaz genellikle yüzeyden binlerce metre derinde, kumtaşı gibi gözenekli bir kayaç katmanınca tutulmuş olarak bulunur; bu katman, gaz geçirmeyen ve bu özelliğiyle de doğal gazın kaçmasını önleyen bir başka kayaç katmanıyla örtülüdür. Doğal gaz aramaları petrol aramalarına benzer biçimde yürütülür. İngiltere’de doğal gaz aramaları 1930'larda başladı. 1950'lerde İskoçya'da Edinburgh yakınlarında ve Yorkshire'da küçük yataklar bulundu.
Kuzey Denizi'nde doğal gaz aranmasına 1964'te izin verildi. Petrol şirketleri bölgeye dev sondaj platformları gönderdiler ve sonuçta İngiltere'nin doğu kıyısı açıklarında zengin gaz yatakları keşfedildi. Bulunan yataklar İngiltere'nin gaz talebini karşılayacak kadar büyüktü. Doğal gaz, deniz yatağına döşenen boruhatlarıyla kuyulardan kıyıya taşındı ve oradan da yeni bir boru şebekesiyle bütün ülkeye dağıtıldı. Kuzey Denizi'nde yürütülen çalışmalarda kötü hava koşullarının etkisiyle sık sık büyük tehlikelerle karşılaşıldığı ve sondaj aygıtlarının yitirildiği oldu.
En büyük doğal gaz üreticileri ABD ve SSCB'dir. Yapımına 1967'de başlanan bir boruhattı doğal gazı günümüzde Sibirya'dan Urallar'a ve SSCB'nin batı kesimlerine, oradan da Türkiye'ye taşımaktadır. Hollanda, Kuzey Denizi'ndeki yataklardan Almanya Federal Cumhuriyeti, Belçika ve Fransa'ya gaz satmaktadır.
1980'lerin sonlarında çeşitli ülkelerdeki şirketler çürüyen çöp yığınlarından çıkan metan gazından elde ettikleri enerjiden yararlanarak elektrik üretmeye başladılar ve bunda başarılı da oldular.
Petrol Kaynakları
Büyük petrol yatakları birkaç ülkede toplanmıştır. En büyük petrol üreticisi SSCB'dir; dünya üretiminin neredeyse beşte biri bu ülkede gerçekleştirilir. ABD (dünyanın en çok petrol satın alan ülkesi) ve Suudi Arabistan (dünyanın en çok petrol satan ülkesi) petrol üreticisi ülkeler arasında ikinci ve üçüncü sırada yer alırlar.
Dünyanın bilinen en büyük petrol rezervleri Ortadoğu'dadır. Suudi Arabistan, İran, Irak, Kuveyt, Katar ve Abu Dabi büyük petrol üreticileridir. Bu ülkelerle birlikte Nijerya, Libya, Cezayir, Endonezya, Ekvator, Gabon ve Venezuella, petrol satış fiyatlarını ortaklaşa belirleyebilmek için Petrol İhraç Eden Ülkeler Örgütü'nü (OPEC) kurmuşlardır.
Ülkeleri çevreleyen kıta sahanlıklarında da, örneğin Kuzey Denizi'nin İngiltere ve Norveç'e ait kesimlerinde petrol sondajları yapılmaktadır.
Dünyanın görünür petrol rezervi yaklaşık 666 milyar varil kadardır; bunun yarıdan çoğu Ortadoğu'dadır. Bu, yerin altından çıkarılabileceği bilinen petrol miktarıdır. Çoğu petrol yatağı keşfedilmeyi beklemektedir. Teknoloji ilerledikçe, çok derin sular altındaki petrolü çıkarmanın, ABD'deki şeyl çökellerinde ve Kanada'daki bitümlü kumlarda hapsolmuş petrolü elde etmenin ve belki de bugünkü petrol alanlarından daha çok petrol çıkarmanın yolu bulunabilecektir. Günümüzde uygulanan yöntemler, petrolün çoğunun yeraltında bırakılmasını zorunlu kılmaktadır.
Türkiye'de Petrol ve Doğal Gaz
19. yüzyılda Osmanlı Devleti'nin sınırları içinde yer alan Musul ve Bağdat vilayetlerinde ham petrol sızıntısına rastlanan bazı alanlar olduğu biliniyordu. Bu yüzyıl sonlarında bir yabancı şirket Türkiye'de ilk kez petrol arama sondajı yaptı. İskenderun çevresinde yapılan sondajlarda doğal gaza rastlandı. Bir başka yabancı şirketin 1900'de Trakya'daki Mürefte yöresinde yaptığı sondajda petrol bulundu. Ama çıkan petrol miktarı çok az olduğundan bir süre sonra kuyular kapatıldı.
Doğu Anadolu Bölgesi'ni uzun yıllar işgalleri altında tutan Ruslar, I. Dünya Savaşı sırasında Erzurum ve Erzincan yörelerinde yapılan bazı sondajlarda petrole rastladılar. I. Dünya Savaşı sonunda Osmanlı Devleti Irak'taki geniş ham petrol alanlarını yitirdi. Türkiye bu zengin petrol alanlarında hakkı olduğunu ileri sürdü. 1926'da imzalanan bir antlaşmayla Türkiye, Irak'ın elde edeceği petrol gelirinin yüzde 10'unun 25 yıl süreyle kendisine verilmesi karşılığında bu topraklardan vazgeçti.
Türkiye'deki cevher yataklarının araştırılması ve saptanması amacıyla kurulan Maden Tetkik ve Arama Enstitüsü (MTA), 1940'ta Siirt ilinin Raman Dağı yöresinde ve 1945'te Garzan yöresinde verimli ham petrol yatakları buldu. Daha sonra MTA'nın görevini devralan Türkiye Petrolleri Anonim Ortaklığı (TPAO) Siirt ilinde birçok kuyu açarak üretim yaptı. Arama ve üretim izni alan bazı yabancı petrol şirketleri de Adana, Adıyaman, Diyarbakır ve Siirt'te verimli yataklar buldular. Türkiye'nin ham petrol üretimi 1950'de 18.000 ton, 1960'ta da 375.000 tondu. Bu yıllardan önce Türkiye, benzin ve gaz gibi petrol ürünleri gereksinmesini yurtdışından satın alarak karşılıyordu. 1955'te Siirt ilinde Batman (bugün Batman ilinde), 1961'de Kocaeli ilinde İPRAŞ, 1962'de İçel ilinde ATAŞ, 1972'de İzmir ilinde Aliağa ve 1987'de de Ankara ilinde Orta Anadolu (bugün Kırıkkale ilinde) rafinerilerinin yapılması, Türkiye'yi önemli miktarda ham petrol satın alan ve gereksinmesi olan petrol ürünlerini kendi rafinerilerinde işleyerek elde eden bir ülke durumuna getirdi. Rafinerilerinin yıllık ham petrol işleme kapasitesi 30 milyon tondan çok olan Türkiye, 2.5 milyon ton kadar ham petrol üretmektedir ve 20 milyon tondan çok ham petrol satın almaktadır.
1986'da açıklanan bilgilere göre Türkiye'de saptanan üretilebilir durumdaki ham petrol rezervlerinin kalan miktarı yaklaşık 21 milyon tondur. Bu üretilebilir rezervin yüzde 59'u yabancı petrol şirketlerinin elindedir. Yabancı petrol şirketlerinden başlıcaları Mobil ve Shell'dir. Irak, Kerkük'te ürettiği ham petrolün bir bölümünü boruhattıyla Adana ilindeki Yumurtalık limanına pompalar. Bu ham petrolün bir bölümü Türkiye'deki rafinerilerde işlenir. Güneydoğu Anadolu Bölgesi'nde üretilen ham petrolün bir bölümünü İskenderun Körfezi'ne, Batman Rafinerisi'nde işlenemeyen petrolü öteki rafinerilere taşımak ve Irak'tan gelen petrolü değerlendirmek amacıyla bazı başka boruhatları da yapılmıştır. Bunlar Batman-Dörtyol, Şelmo-Batman ve Yumurtalık-Kırıkkale boruhatlarıdır. 1987'de Türkiye'deki rafinerilerde işlenerek elde edilen başlıca petrol ürünlerinin yaklaşık miktarları şöyleydi: 2.5 milyon ton benzin, 760 bin ton jet yakıtı, 6.5 milyon ton mazot, 8 milyon ton fueloil ve 390 bin ton gazyağı.
Türkiye'de petrol ürünlerinin kullanıldığı bazı termik santrallar da vardır. Bunlar Aliağa, Ambarlı, Bornova, Hopa, ve Seydişehir santrallarıdır.
Türkiye'nin başlıca doğal gaz kaynakları Marmara Bölgesi'nin Trakya kesimi ile Güneydoğu Anadolu Bölgesi'ndedir. Çevre kirlenmesine yol açmayan temiz bir yakıt olan doğalgaz yataklarının araştırılması çalışmalarına Türkiye'de 1960'larda başlandı. 1974'te TPAO'nun yaptığı sondajlar sırasında Hamitabat'ta verimli doğal gaz yataklarına rastlandı. Dünya doğal gaz rezervlerinin çok küçük bir bölümü ülkemizdedir. Bu rezervlerin en büyük bölümü Hamitabat'tadır. Burada yapılan üretim sonucunda elde edilen doğal gaz, bir termik santral ile bazı fabrikalarda yakıt olarak kullanılmaktadır. Hamitabat'tan geçen SSCB-Türkiye Doğal Gaz Boruhattı, Bulgaristan sınırından Ankara'ya kadar uzanır. Doğal gazın boruhattıyla ulaştığı yörelerdeki konutlar ile sanayi kuruluşlarında çevreyi sürekli kirleten öteki yakıtların yerini alması tasarlanmıştır. Ankara kentindeki konutlara ulaştırılan doğal gazın İstanbul'da da kullanıma sunulması için çalışmalar sürdürülmektedir.
