a. (fr. pâtrochimie’d en). Petrolden organik kimyasal ürünler elde etmede kullanılan Sanayi yöntemlerinin tümü. —ANSİKL. Petrokimya, ilk kez 1920’ye
doğru, ısıl kraking işlemiyle oluşan arıtma gazlarının içerdiği propilenden, izop- ropanolun bireşim yoluyla elde edilmesi sonucu ABD’de ortaya çıktı. Gerçek gelişmesi ise, büyük miktarlarda sentetik kauçuk üretimine duyulan gereksinim nedeniyle İkinci Dünya savaşı yıllarında olmuştur. 1941’de, ilk buharla kraking üniteleri ABD’de (yılda 15 0001 etilen) ve Büyük Britanya’da (yılda 6 000 t etilen) bulunuyordu. Daha sonra, bir buhar reaktörü çevresine toplanmış olan ve birçok kimyasal ürün elde etmeyi sağlayan birimlerden meydana gelen petrokimya kompleksleri gelişti. Tesislerin boyutlarının büyümesi durmadı, bu da üretilen ton başına yatırımları azalttı. Böylece, buhar reaktörlerinin yıllık üretimleri 1941’de 10 000 t’u, 1981’de ise 500 000 t’u geçti. Plastik malzemeler, deterjanlar, sentetik elyaf, sentetik kauçuklar gibi pek çok yeni petrol ürünü ortaya çıktı ve 1990’lara gelindiğinde, dünyada tüketilen 3 000 Mt’dan fazla ham petrolün yaklaşık % 5’i petrokimya sanayisince kullanılır oldu. • Petrokimyanın hammaddeler Petrokimya sanayisinde, doğal gazlardan ve ham petrolden elde edilen gaz ya da sıvı hidrokarbonlar kullanılır. Doğa! gaz temel olarak metandan oluşur, ancak kimyasal bireşimler için çok iyi hammaddeler oluşturan daha ağır hidrokarbonlar da (etan, propan, bütan) içerir. Sıvı hidrokarbonlar arasında, özellikle, kaynama sıcaklığı 35 °C ile 175 °C arasında değişen ve ham petrolün damıtılmasından elde edilen hafif bir benzin olan nafta kullanılır. Gitgide ağırlaşan ham petrollerin pazara girmesi ve ağır yüklerin fazlalığı, mazot’un daha sık kullanılmasına yol açtı. Son olarak, kimi özel kimyasal uygulamalarda (karbon siyahı, elektrotlar vb.), daha ağır ürünler, artıklar, kok da kullanılır. • Petrokimya yöntemleri. Temel hammaddelerin, büyük tüketici sektörlerce kullanılan bitmiş ürünlere dönüştürülmesi ardışık aşamalarda gerçekleştirilir; bu aşamalarda birinci, sonra ikinci kuşak denilen ara ürünler kullanılır. Birinci kuşak ara ürünler, etilenik hidrokarbonların (etilen, propilen, buten, butadien) ve aromatik hidrokarbonların (benzen, toluen, ksilen- ler) yanı sıra hidrojen, amonyak ve meta- nolden meydana gelir. Bunlar daha sonra ikinci kuşak çok daha büyük ara ürünlere dönüşür; bu kuşağın kimyasal yapısı genellikle daha karmaşıktır ve kimi kez birçok bireşim aşaması gerektirir (stiren, vi- nil klorür, etilen oksit, tereftalik asit, hek- sametilendiamin vb.); bu aşamalarla, ara ürünler plastik malzemelere, elyafa, deterjanlara vb. dönüştürülür. Birinci kuşak ara ürünlerin üretiminde kullanılan üç yöntem petrokimyanın temelini oluşturur. Buharla reforming yöntemi, gaz ya da sıvı hidrokarbonları, bireşim gazı denilen, bir hid
rojen
ve karbonmonoksit karışımına dönüştürmeyi sağlar. Bu gaz daha sonra katalitik olarak metanole dönüştürülür. Ayrıca, bu gazdan, birçok tepkimede kullanılan (hidrojenlemeler) ve bir katalizör eşliğinde azotla tepkimeye girerek amonyak oluşturan hidrojen özütlenir. İkinci yöntem olan buharla kraking, su buhan eşliğinde, etan ile mazot arasında değişen çeşitli yükleri 750 ile 1 000 °C arasında ısıl olarak krakinge tutmaya (ya da ^sılbozunma- ya uğratmaya) dalınır. Böylece, yüke ve işlem koşullanna bağlı olarak değişik oranlarda olefinler (etilen, propilen, buten- ler), diolefınler (buten ve butadien) ve aromatikler (benzen, toluen ve ksilen) bakımından zengin bir benzin elde edilir. Son olarak, üçüncü temel yöntem katalitik reforming’d\ı Bir benzinin parafin ve siklo- alkan hidrokarbonlannı aromatik hidrokarbonlara dönüştürmek için platin tabanlı bir katalizörden yararlanılır. Bu yöntem, benzinlerin oktan indisini iyileştirmek için kullanılır. Oluşan bu hidrokarbonlar pet- rokimyada» çözücülerle özütlemeyle, molekül elekleri üzerinde kristalleştirme ya da yüzde tutmayla ve ayrıca ayrımlamalı damıtmayla ayrılır. Birinci kuşak ara ürünlerden yola çıkarak petrokimya sanayisi ikinci kuşak ara ürünleri üretir. Az işçiyle sürekli olarak çalışan, çok büyük kapasiteli ünitelerde (genellikle 0,1 Mt/yıPdan fazla), organik kimyanın birçok işleminden (yükseltgemeler, hidratiamaJar, alkillemeler, klorlamalar, nit- rolamalar vb.) yararlanır. Son yirmi yıl boyunca, bu tesislerin boyutlannın gelişmesi durmamıştır. • Başlıca petrokimya ürünleri. 1930’da, ABD’de, organik ürünlerin % 6’sı petrolden ve karbon, bitki ya da hayvan artıklarından elde ediliyordu, günümüzde ise tüketilen organik bileşiklerin % 95’ten fazlası petrol kökenlidir. Petrokimya ürünlerinin, polimerler, gübreler ve ve deterjanlar için çok özel bir önemi vardır, ancak çözücülerde, plastikleştiricilerde, katkı maddelerinde, pestisitlerde vb.’de de kullanılır. Organik polimerler, dünyadaki petrokimya üretiminin yarıdan fazlasını karşılar ve şu maddeleri kapsar: plastik maddeler (dünya üretimi 1980’de 56,5 Mt), sentetik elyaf (10,5 Mt) ve bireşim elastomerleri (8J5
Mt). Plastik madc/e/er’den kimileri (polietilen, polipropilen) doğrudan buharla kraking işlemiyle elde edilen ana ürünler, yani monomerler (etilen, propilen, buten), kimileri ise (polistiren, polivinil-klorür, polyesterler) olefinlerden elde edilen sentetik monomerler olarak kullanılır. Çok sayıda başka polimer de petrokimyadan çıkmıştır: fenol-formaldehit ve üre-formaldehit reçineler, poliüretanlar, ABS reçineleri, po* (ümitler, polisulfonlar vb. Sentetik elyaf, büyük ölçüde bitkilerden ya da hayvanlardan elde edilen doğal elyafın (yün, pamuk, ipek vb.) yerini almıştır. En önemlileri poliamitler (naylon), polyesterler, akrilik ve modakrilik elyaf, kloro- elyaf, polipropilen elyaftır. Bireşim elastomerleri, butadienden (başlangıçta, butadienin sodyumla poümerteş- tirilmesiyle: buna), butadien-stiren eşpoli- merinden (başlangıçta GRS [Government Rubber Styrene] deniyordu ve günümüzde SBR’den [Styrene Butadiene Rubber]) elde edilebilir. Otomobil lastiği yapımında yararlanılan SBR, günümüzde en çok kullanılan elastomerlerdir. Ziegler-Natta katalizörleriyle stereodüzenli polimerleş- tirmenin gelişmesi, polibutadien sis 1,4 ile poliizopren sis 1,4’ü bireştirmeyi sağlamıştır. Etilenin ve propilenin dienik bir termonomerle eşpolimerleşmesi, yükseft- genmeye ve aşınmaya karşı iyi bir direnç göstermesiyle belirginleşen yeni bir elas- tomer olan EPDM’nin (etilen propilen di- en monomer rubber) ortaya çıkmasına neden oiur. Çok az miktarlarda üretilen diğer elastomer, özel kullanımları karşılamaya yönelik özel kauçuklardır; örneğin nit- ril kauçuğu, yani butadien ve akrilonitri eşpdımeri ile neöpren.fati polikloröprön. Sşntetik deterjanlar, yavaş yavaşsabu- nun yerini almaktadır. Bunlar,’ organik bileşiklerin çokğeniş bir kateğdrisinde^y# alır: gerilirrtetkin maddeler 1980’deki dünyâ deter{art üretimi 15 Mt’dur. Bu bileşikler öusever gruplarının “tüllerine çjöre.anyo- nik, katyonik ve iyonik olmadın deterjanlar olarak ayırt edilir. Anyonik deterjanlar arasında yer alan ve nehirlerdeki rmikrc> organizmalardan etkilenmeyen bir örün olan dallı zincirli sbdyum’.sülfonat’dode-‘ sllbehzenfn yerioi!ğünümQzde döğmsar zincirli biyolojik olarak parçalanabilin db- deşil benze çalmıştır. Diğer anyonik deter: jânlar ârasındâ, sulfohlu alfa olefinler ve! etoksisülfatlr alkoller de yer alırlybnik o)- mayan deterjanlar, özellikle yağ âlkoilerfya da alkılfenol polietoksilatlaıiaterhsil edilir. Kâtyonâal gerilimetkin maddeler, gehellik- ledörtlü amönyum tuzlandır; bir öncekilerden çok daha az miktarlarda üretilen Öa maddeler,, bakterisitve fyrigisit özellikleri bakımından önemlidir ‘ Azötlugübrelerr\n (1980,’de, aktif madde darak’ftade edilen. dQnya üretimi ;^9,5 Mt) tümü, hidrojen (buharla* reforpnihg[ şüre- çiy1e;dide edilen hidrokarbohîşrdân çı}<ah)
ve havadaki azottan oluşafı amonyaktan türetilin Buradasözkçnüsu olaii sülfat; nitrat, amonyum fosfatlar ve amonyağın karbondioksit ile tepkimesinden elde edilen üredir* – 1 ‘ . v Ayhcâ çözücüler, plastikleştiriciler. çöş’ıtli katkı maddeleri, pestisitfer.vfr de petro- kimyânın alanına girer., Böylece, petrbkirrv ya, ham petroldeki hidrokarbonların karmaşık hidrokarböri karışımlarındanyoja çıkarak orf kaçlar hidrokarbon’üretir’1 ve bunları yüz kadar ara ürüne’dönüştürür;’
bu’ara’ürünlerle; çeşitli*uygulamalar‘ için binlerde molekülün bireşimini gerçekleşti™ * rt . . “, “ * • Türkiye’dekuruluşu oldükçâ’yenî bir sanayi dalı ’r olan petrokimya safıayisi, 19654e, Petkim*’in kurulmasıyla hızla gelişti ve giderek önem kazandı. ’Petkim’in dışında, bu sanayi kolundaki Önerr\li, bTr başka gelişme de’1961’de Goodyear ve Unirbyal, İ962’de Türk Pirelli olmak’ü^’
re üç taşıt lastiği fabrikasının kurulması \k 1967’de Sasa’nırt, 1968’deSifaş’in^nte- tik elyaf üretimine geçmesiyle başladı’. Petkim’in, 1Ö70’te, işletmece açılan Yarım/ ca petrokimya kompleksi kısa süredebıj- yüyüp gelişerek, Türkiye petrokimya ürün
leri
üretiminin önemli bir ‘bölümünü‘karşılar dürumâ geldi/Bö arada, yurjiçi sentetik* kauçuk talebinin.tümüyle yerli,üretimle karşılanabilmesi amâcfyla kuruİaırPet- kim kauçuk’aş de üretime-geçti (1971). Bütün bu gelişmeler, Y97Ö’li yıllarda hfi- l^,artan yurtiçi ^alebj,_keyşılamayavyetme- yince, İzmir’de bir pejrokimya t,e,sis-daha’ kurulmasına karar verilerşk, Türkiye’nin err büyük sanayi yatırımİârındarf biri olan Aliağa* petrûkimyâ kompleksi ‘1987’de işletmeye açıldı. Türkiye’de’üretilen pet- rokimya ürünleri ’ülke g^feksinimihîn bir bölürhünü karşılamakla birlikte, bu urürl- Jere “olan-taletSirt hızla- artfrtâsı, dışalımdı tla artmasına yol açmaktadır. 19Ö1’de Türkiye* pefrokirrVya sanayisinde ** bazı maddelerin ■ ürfetimı:‘benzen 78 DÛO t, io- lueri 15 000 t ksilen 86’ 400 f, polıvinil klorür 131 600’t, polietilen 256 1001, po- listiren 19V60(M,’ (poli|5r’öplleh’ 65 000 t, polıvinil asetat” 34*500 t, plastiklöştiricller ■34 000 ti ‘Stiren büfadien kauçuğu 25 400’t;’Cİs-poliöufadieft:katfçuğu 9 000 t, ftâlik arihidrif’26 ŞOO ‘t, âtabilizatörler 1
8001, karbon siyâsi 32 2ö0’t, etilen glikol 66’100 t, Kâprölâktam’17 700rt, akrilonit- ril 52 2001; ‘dimetil tereftâlat’94 500 t, *tereftalik asit 53 700 t, dodesil benzen 5 8001, akrilik elyaf 133 Q001, poliamid elyaf 1 100 t, poliester elyaf 38 900 t, po- lipropilen elyaf 27 700 t, poliamid iplik 21 0001, poliester iplik 84 4001, polipro- pilen iplik 18 9001.