Doğal Gaz – 1

Doğal gaz hakkında bilgi vereceğimiz bir yazı dizisinin bu kısmında doğal gazın tarihçesi, bileşimi ve özelliklerinden bahsedeceğim. Devam eden yazılarda ise doğal gaz rezervleri, üretim prosesleri, ülkelerin üretim-tüketim miktarları gibi konuları anlatacağım.

1-) Tarihçe

Bilindiği kadarıyla ilk olarak M.Ö. 500 yıllarında Çinliler doğal gazı kullanmaya başlamışlardır; gaz sızıntılarının olduğu bölgeleri belirleyerek bambu boru hatlarını kullanarak gazı çeşitli bölgelere taşımışlar ve deniz suyunu ısıtarak tuzundan arındırarak içme suyu elde etmişlerdir.

Kömürden elde edilen doğalgaz, aydınlatma amacıyla ilk olarak 1785’te Britanya’da daha sonra 1816’da ise Amerika’da kullanıldı. Ancak kömür yataklarından üretilen doğalgaz, yeraltında doğal olarak oluşan doğalgaz kadar verimli değildir. Kömür yataklarından üretilen doğal gaz çevre kirliliği yönünden olumsuz bir yakıttır.

Amerika’da doğalgaz endüstrisi 21 metre derinlikteki ilk yer altı doğalgaz kuyusunun Edwin Drake tarafından 1859’da açılmasıyla başladı. 1885’de ise Robert Bunzen, Bunzen beki ismini verdiği ve hava+doğalgaz ile yanan, ısıtma, yemek pişirmede güvenli bir şekilde kullanılan bir alet yaptı. Sıcaklık ayarlamasının yapılabildiği termostatik sistemlerin keşfedilmesiyle doğal gazın ısıtma potansiyelinden daha fazla yararlanılmaya başlandı.

Doğalgaz taşımacılığı 1891’de boru hatlarıyla yapılmaya başladı ve dolayısıyla kullanımı alanları olarak evler, iş yerleri, sanayi, elektrik üretimi gibi alanlarda da hızla yayıldı ve gelişti. Geliştirilen yeni yöntemler taşımada ve depolamada güvenlik sağladığından doğal gaz popüler bir enerji kaynağı haline geldi.



2-) Özellikleri ve Bileşimi

Doğalgaz modern yakıtlarda istenilen verimlilik, temiz yanma, ekonomik olma ve kontrol edilebilme özelliklerinin hepsine sahiptir. Doğalgaz temel olarak metandan oluştuğundan yandığı zaman su ve karbon dioksit oluşur. Kömür, petrol ürünleri ve benzeri yakıtlar ise yüksek karbonlu, nitrojenli ve sülfürlü karmaşık moleküller içerdikleri için yanma sonucu ortaya çıkan ürünler çevreye zararlıdır.

Dünyada üretilen doğal gaz şu alanlarda kullanılır:

sektörlere göre doğal gaz

  • Elektrik üretiminde; güç ünitelerinde yakıt olarak
  • Petrol kuyularına enjeksiyonda
  • Endüstride buhar üretimi ve ısıtma işlemlerinde
  • Yerleşim bölgelerinde ve ticari kuruluşlarda çeşitli amaçlarla yakıt olarak
  • Dizel motorlar alternatif yakıt olarak
  • Çeşitli kimyasal ve petrokimyasal maddelerin üretiminde
  • Yakıt hücrelerinde elektrik üretiminde

 

 

Şekil 1. Sektörlere göre doğal gaz tüketimi            

Doğal Gaz Bileşimi

Kaynağından çıkarıldığı haldeki doğal gazın ismi ham doğal gazdır; çeşitli miktarlarda ağır hidrokarbonlar, su buharı, bazen sülfür bileşikleri ve hidrokarbon olmayan gazlar içerir. Ham doğalgaz, çoğunlukla işlenmeden, olduğu halde kullanılmaz.

alkanlar

Şekil 2. Alkan bileşikleri

Doğalgaz metan, etan, propan, bütan, pentan ve heksan karışımından oluşur. Bunların dışında az miktarlarda helyum, karbon dioksit, nitrojen ve hidrojen sülfür içerir. Doğalgazın içeriği çıkarıldığı bölgeye ve kaynağa göre değişir. Kabaca en önemli bileşeni olan metan hacimce %70-90 arasında değişen bir oranda bulunur, %0-20 arasında değişen oranda ise etan bulunur. Propan miktarı ise etandan biraz daha azdır.

doğal gaz bileşimi

Şekil 3. Doğal gazın bileşimi

Ham petrol gibi doğal gaz da içerdiği sülfür miktarına göre tatlı veya yumuşak (düşük sülfürlü) ve acı veya sert (yüksek sülfürlü) olarak sınıflandırılır. Ayrıca sıvılaşabilen gazlar içeriğine göre de ıslak ve kuru (metan >%85) doğal gaz olarak adlandırılır.

Doğal gazın diğer bir tanımı ile; bağlı (associated) doğal gaz, yani ham petrol yataklarında bulunan doğal gaz, bağımsız (non-associated) doğal gaz yani bir yatakta önemli miktarlarda petrol olmayan doğal gazdır.

Doğal gaz, temiz yanan bir yakıttır. Kömür, petrol gibi fosil yakıtlar kimyasal yapıları bakımından doğal gaza göre daha karmaşık olduğundan yandıkları zaman çeşitli zararlı ürünler oluşur. Doğal gaz aşındırıcı ve zehirli değildir, kalıntı bırakmadan ve kolayca yanar, hava kirliliğine sebep olabilecek kirleticileri çok azdır.

Doğalgaz üzerinde yapılacak işlemler içeriğindeki maddelere göre değişir. Hidrojen sülfür miktarı az olan yani kuru bir gazda, nem miktarının ayarlanması haricinde bir işleme gerek olmaz. Gaz kuru, ama acı ise karbon dioksit ve hidrojen sülfürün uzaklaştırılması gerekir. Doğal gaz çeşitli işlemlerden geçirilerek diğer hidrokarbonlardan ayrılır ve hemen hemen saf metan olarak pazarlanır.



Doğal Gaz Özellikleri

Doğalgaz kokusuz, renksiz ve tatsızdır. Doğalgaz havadan hafiftir ve -161 °C’nin üstündeki sıcaklıklarda gaz halinde bulunur; kullanılırken bir kaçak olması halinde kokusundan anlaşılması için merkaptan bileşikleri katılır.

Doğalgaz nem, yoğunlaşabilen hidrokarbonlar (NGL), gerekliyse H2S ve CO2’den arındırıldıktan sonra fiziksel özellikleri, metana çok benzer. Yoğunlaşabilen hidrokarbonlar; etan, propan, bütanlar, pentanlar ve daha fazla karbon içeren alkanlardır.

metan

Şekil 4. Metan bileşiği

Doğal gazın enerjisi içerdiği hidrokarbonların tür ve miktarlarına göre değişir; hidrokarbon gazlarda ne kadar çok karbon atomu varsa yandığında elde edilen enerji de o kadar yüksek olur.

Doğal gazın %95 kadarı yakıt olarak kullanıldığından kalori değeri çok önemlidir. Kalori değeri, gazdaki hidrokarbonların oranına bağlıdır ve doğal gazın satışında “1 milyon Btu/1000 ft³ gaz” esas alınır.

Doğal gazın kaynaklarını ve işleme yöntemlerini anlattığım Doğal Gaz – 2 isimli yazıma tıklayarak ulaşabilirsiniz

Yazar: Osman Veysel Özdemir

Necmettin Erbakan Üniversitesi Uçak Mühendisliği bölümü öğrencisi. Mühendisliğin, dersleri yüksek notlarla geçmekten ibaret olmadığını ve gerekirse aynı dersin 3 kez alınabileceğini savunan adam. Ayrıca bilgisayarlara ve kodlamaya dair özel bir ilgisi var. "Forget Bernoulli Theorem". #NecmettinErbakan #AbbasibnFirnas #MilliGörüş #%0.7 #AGD #UGSAM #AeronauticalEngineer #UçakMühendisi

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir