Günümüzde çevre korumaya büyük önem verilmekte olup, kömür, benzin ve dizel gibi geleneksel yakıtlar, daha temiz ve çevre dostu olan Sıvılaştırılmış Petrol Gazı (LPG), Sıkıştırılmış Doğal Gaz (CNG) ve Sıvılaştırılmış Doğal Gaz (LNG) ile kademeli olarak değiştirilmektedir. CNG, NGL, LPG veya LNG kısaltmaları, deneyimli bir enerji piyasası uzmanını bile şaşırtabilir. Aşağıdaki bilgiler bu önemli gaz terimlerinin tanımlanmasına, netleşmesine ve ayırt edilmesine, yaygın kullanım alanlarının öğrenilmesine yardımcı olacaktır.
Doğal Gaz ve Çeşitleri
Doğal gaz genellikle kısaca ‘gaz’ olarak anılır, dünya çapında çeşitli temel amaçlar için yaygın olarak kullanılan bir fosil yakıttır. Esas olarak metan (CH4) ile birlikte etan, propan, bütan gibi diğer hidrokarbonlardan ve eser miktarda diğer gazlardan oluşur. Genellikle yer altındaki petrol yataklarıyla ilişkili olarak bulunan, doğal olarak oluşan bir gazdır. Ayrıca kömür yataklarında ve okyanus tabanındaki metan hidrat yataklarında da bulunabilir. Milyonlarca yıl boyunca yer altında yoğun ısı ve basınca maruz kalan çürümüş organik maddeden oluşan doğal gaz, yemek pişirme ve ısıtma için ev yakıtı olarak, güvenilir ve esnek enerji üretimi sağlayan bir yakıt olarak ve gübre, polimer üretimi gibi kimyasal üretim süreçlerinde temel bir bileşen olarak kullanılabilir. Doğal gaz, özellikle elektriğin %50’sinden fazlasının hala kömürden elde edildiği Asya’da, en temiz yanan fosil yakıt olması nedeniyle enerji üretiminde son derece değerlidir.
“Ham doğal gaz”, işlenmemiş haldeki doğal gazı ifade eder, bu durum “ıslak gaz” olarak da bilinir. Gaz bir kuyudan çıkarıldığında, yakıt olarak kullanılmadan önce işleme tabi tutulup arındırılması gereken çeşitli safsızlıklar içerir. Bunlar arasında doğal gaz sıvıları (etan, propan, bütanlar ve pentanlar), kondensat ve su buharı bulunur.
Sıkıştırılmış doğal gaz (veya CNG), standart atmosfer basıncında kapladığı hacmin %1’ine kadar sıkıştırılmış metan (CH4) içeren bir yakıt gazıdır. CNG, sıvılaştırılmış doğal gazdan (LNG’den) farklı olarak ortam sıcaklığında, yüksek basınç altında depolanır. Özellikle otobüsler olmak üzere araçlar için yakıt olarak kullanılır. CNG ile çalışan araçlar İran, Pakistan, Arjantin ve Brezilya’da yaygın olarak görülmektedir.
Çoğu insan, evlerinin veya mülklerinin yanından geçen bir boru hattından gaz kullanabilir. Doğal gaz boru hattı şebekesi bir mülke kadar ulaşmıyorsa, bu mülk sahipleri evdeki yemek pişirme ve ısınma ihtiyaçları ya da ticari faaliyetleri için elektriğe veya LPG tüplerine bağımlı kalmak zorunda olabilir.
Doğal Gaz Sıvıları (NGL’ler)
Doğal Gaz Sıvıları (Natural Gas Liquids = NGL), doğal gaz işleme tesislerinde çıkarılan etan, propan, bütan ve pentan gibi hidrokarbonlardır. Bunlar, doğal gaz işleme ve arıtma sürecinin bir yan ürünüdür. Doğal gaz işleme tesislerinde doğal gazdan, genellikle “ham ürün” veya “y-sınıfı” olarak adlandırılan birleşik bir akış halinde ayrıştırılır. Bu birleşik akış daha sonra fraksiyonlanarak (ayrıştırılarak) etan, sıvılaştırılmış petrol gazları (propan ve bütanlar) ve doğal benzin ürünleri elde edilir. Buharlı bir akıştan elde edilmelerine rağmen, doğal gaz sıvıları depolama, nakliye ve tüketim için sıvı halde tutulur. Saflık derecesi yüksek doğal gaz sıvıları, yani sıvının en az %90’ının tek bir tür birincil molekül içerdiği sıvılar etan, propan, normal bütan ve izobütandır. En az iki farklı türde birincil molekül içeren karışık doğal gaz sıvıları ise etan/propan (EP) karışımı ve doğal benzindir. Doğal gaz sıvıları (NGL’ler), petrokimyasal ham madde, plastik üretimi, ısıtma ve benzin harmanlama gibi çeşitli endüstriyel amaçlarla kullanılırlar.
NGL’lerin Kullanım Alanları
Etanın başlıca kullanımı, etilen üretimi için ham madde olarak kullanılmasıdır. Bu da yine plastik üretiminde kilit öneme sahiptir.
E/P Karışımı, etan ve propanın bir karışımıdır. Tipik karışım %80 etan ve %20 propandan oluşur. Ancak bazı kimya şirketleri özel karışımlara ihtiyaç duyar. Etan gibi E/P Karışımının da temel kullanım amacı etilen üretimidir.
Propan, dünya çapında ısıtma ve pişirme yakıtı ve motor ile endüstriyel yakıt olarak kullanılmaktadır. Ancak aynı zamanda petrokimya ham maddesi olarak da kullanılır ve günlük hayatta kullanılan birçok plastiğin (örneğin plastik poşetler ve süt şişeleri) temel yapı taşıdır.
Normal bütan, yılın belirli dönemlerinde motor benzinine karıştırılmak üzere kullanılır. Ayrıca, sentetik kauçuk gibi polimerlerin üretiminde kullanılan etilen ve bütadien için petrokimya ham maddesidir. Normal bütan, izomerizasyon adı verilen bir işlemle üçüncü bir LPG türü olan izobütanın üretiminde de kullanılır. İzobütan, gaz akışından fraksiyonlanabilir ve aynı zamanda ham petrol rafineri işlemlerinin bir yan ürünüdür.
İzobütan, benzinde oktan artırıcı olan alkilatın üretiminde kullanılır. Bu, yüksek kaliteli karışımlar için çok önemlidir. Ayrıca soğutma sistemlerinde gaz olarak ve aerosol itici gazı olarak da kullanılır.
Doğal Benzin de bir petrokimya ham maddesidir, ancak diğer kullanım alanları biraz daha çeşitlidir. Yıllar önce bu madde doğrudan otomobillerin benzin depolarına doldurulmuştur; bu yüzden de “gazolin” diğer adıyla “ benzin” adı doğmuştu. Günümüzde durum böyle değildir, ancak doğal benzin hâlâ motor benziniyle karıştırılmak üzere kullanılır. Doğal benzin ayrıca, petrol kumlarının (benzin ve diğer petrol ürünlerinin üretiminde kullanılan bitüm içeren) üretim amacıyla boru hatlarından geçebilmesini sağlamak için bir inceltici madde olarak da kullanılır. Etanol üreticileri genellikle doğal benzini yakıt sınıfı etanolü (ki bu sonuçta alkoldür) içilemez hale getirmek için “denatürant” olarak kullanır.
Sıkıştırılmış Doğal Gaz (CNG )
Sıkıştırılmış Doğal Gaz (Compressed Natural Gas=CNG), doğal gaz yataklarından çıkarılan veya petrol çıkarma işlemi sırasında ortaya çıkan ilişkili gazdır. Bu gaz, boru hatları aracılığıyla gaz işleme tesislerine taşınır ve burada safsızlıklar giderildikten sonra sıkıştırma istasyonlarına gönderilir. Burada yüksek basınçlara (200-250 barg) sıkıştırılarak 250 bar’dan yüksek basınçlara dayanacak şekilde tasarlanmış özel, yüksek mukavemetli kompozit veya çelik tüplerde ya da tanklarda depolanır. Sıkıştırma durumu ortam sıcaklığı ve basıncındaki durumuna kıyasla hacminin yaklaşık 200-250 kat azalmasına neden olur. CNG havadan daha hafiftir ve sızıntı olduğunda kolayca dağılır. CNG, endüstriyel üretimde, ulaşımda ve araçlarda yakıt olarak kullanılır.
Not: Barg, gösterge basıncıdır. 1 bar, atmosfer basıncı (yaklaşık 1,013 bar) hariç tutularak ölçülen gösterge basıncında (barg) yaklaşık 0,987 barg veya mühendislik hesaplamalarında genellikle 1 barg olarak kabul edilir.
Sıvılaştırılmış Doğal Gaz (LNG)
Sıvılaştırılmış doğal gaz (Liquefied Natural Gas= LNG), safsızlıklardan arındırıldıktan sonra yaklaşık -162 santigrat derece (-260 Fahrenheit derece) derin soğutma yoluyla (kriyojenik olarak) sıvılaştırılmış doğal gazdır. LNG’nin birincil bileşeni metandır (CH4 veya bir karbon ve dört hidrojen) bileşiminin yaklaşık %95’ini oluşturur. Ayrıca az miktarda etan, propan, bütan, bazı daha ağır alkanlar ve nitrojen (azot) de içerir. LNG renksiz ve kokusuzdur, toksik değildir. Doğal gazın sıvı haldeki hacmi, gaz halindeki hacminden yaklaşık 600 kat daha küçüktür; bu da onu uzun mesafeli depolama ve tüketim noktasına taşıma açısından çok elverişli hale getirir. LNG, sıvı halde kalması için gereken düşük sıcaklığı korumak amacıyla yalıtım katmanına sahip çok katmanlı, özel olarak üretilmiş yalıtımlı, kriyojenik tanklarda yüksek basınca ihtiyaç duyulmadan depolanır ve sevk edilir. Bu tanklar yaklaşık 12 bar basınca dayanacak şekilde tasarlanmıştır. Karmaşık üretim teknolojisi ve özel bir tedarik altyapısı gerektirdiğinden, küçük ölçekli sanayiler ve evlerde yemek pişirme amaçları için uygun değildir. Sıvı halde tutulduğunda LNG, ulaşım yakıtı alternatifi olarak da kullanılmaktadır. LNG’nin sağladığı en büyük avantaj, çok büyük hacimlerdeki gazın, deniz yolu da dahil olmak üzere, uzun mesafeler boyunca güvenli ve nispeten basit bir şekilde taşınabilmesidir. LNG varış noktasına ulaştıktan sonra yeniden gazlaştırma işlemine tabi tutulur ve daha sonra tüketim için boru hattı yoluyla taşınabilir. LNG, coğrafi koşullar, mesafe veya jeopolitik faktörlerin bir ülkenin geleneksel boru hatları yoluyla doğal gaz almasını kısıtladığı durumlarda özellikle yararlıdır. Örneğin Japonya, kendi doğal gaz kaynakları çok az olan ve enerji güvenliğini sağlamaya yardımcı olmak için 1960’ların sonlarından itibaren Asya’nın LNG ithalat endüstrisine öncülük eden bir ülkedir.
Soğuk LNG’nin suyla temas etmesiyle meydana gelebilecek şiddetli bir patlama olan hızlı faz geçişi (RPT) kazalarının gerçekleşmesi riski yüksektir. LNG, aşırı düşük sıcaklıklar nedeniyle soğuk yanığı (donma yanığı, soğuk ısırması ya da uzuv donması) riskini ve malzemenin kırılganlığını artırdığı için özel ekipman ve taşıma gerektirir. Kriyojenik depolama ihtiyacı, üretim tesisleri, dağıtım istasyonları ve boru hattı taşıma tesisleri gibi altyapı gereksinimleri pahalıdır ve yüksek kurulum maliyetleri gerektirir. Bu durum LNG’nin gelişmekte olan birçok ülkede uygulanabilir bir seçenek olmadığı anlamına gelir. Şu anda faaliyette olan en büyük LNG ünitesi Katar’dadır. Yakın zamana kadar, yıllık 5,2 milyon metrik ton (mmtpa) üretim kapasitesiyle Trinidad ve Tobago’daki Atlantic LNG’nin 4 numaralı ünitesine ait olmuş, onu ise 5 mmtpa kapasiteli Mısır’daki SEGAS LNG tesisi izlemiştir. Qatargas II tesisinin iki üretim hattının her birinin üretim kapasitesi yıllık 7,8 milyon metrik tondur.
Sıvılaştırılmış Petrol Gazı (LPG)
Sıvılaştırılmış petrol gazı (Liquefied Petroleum Gas=LPG), esas olarak propan ve bütan olmak üzere hidrokarbon gazlarının yanıcı bir karışımıdır. İzobütan da bulunabilir. LPG, ham petrol rafinerisi ve doğal gaz işleme süreçlerinin yan ürünü olarak üretilir. Fransızcada GPL veya “gaz de petrol liquefie”, İtalyancada GPL gas veya “gas di petrolio liquefatto”, İspanyolcada GLP veya “gas licuado de petróleo” veya “gas licuado GLP”, şeklindeki adlandırma ve kısaltmaların İngilizce tercümesi Sıvılaştırılmış Petrol Gazı (Liquefied Petroleum Gas) veya kısaltması LPG’dir. LPG Gasul, Güneydoğu Asya’da kullanılır. “LPG Gasul” ifadesinin anlamı ‘ev gazı’dır; bu terim Filipinler’de LPG (sıvılaştırılmış petrol gazı) için kullanılır. ‘Gasul’ kelimesi, propanın Tagalogca (Filipince) karşılığıdır. “Gasul” kelimesi Malezya’da da kullanılır.
LPG, normal koşullarda, 15 santigrat derece ve 14,7 PSI basınçta, propan ve bütan karışımı gaz halindedir. Propan/bütan oranına ve sıcaklığa bağlı olarak düşük basınçta sıvılaştırılır. 38 santigrat derecede yaklaşık 12 barg buhar basıncında sıvılaşır. Sıvı haldeki LPG’nin hacmi, gaz halindeki hacminin yalnızca 1/270’i kadardır. Dolayısıyla, LPG atmosfere salındığında, buhara dönüşürken 270 kat genişler. Sıvılaştırma, LPG’yi tüplerde oldukça taşınabilir kılar. Rafinerilerde veya gaz tesislerinde LPG, basınçlı kaplarda depolanmalıdır. Yaklaşık 25 bar’a kadar basınca dayanacak şekilde tasarlanmış kaplar silindirik ve yatay veya küresel şekilli olabilir. Genellikle bu kaplar belirli bir standarda göre tasarlanır ve üretilir. Büyük miktarlarda LPG uygun şekilde yer altına da gömülebilir. Çoğunlukla karayoluyla, kamyonlarla, tırlarla, tüpler ve tankerler içinde taşınır. LPG kokusuz, renksiz ve patlayıcıdır. Sızıntıların daha kolay tespit edilebilmesi için yakıt amaçlı kullanılan LPG’ye koku verici bir madde karıştırılır. Oda sıcaklığında saklanabilir. Ayrıca, Hızlı Faz Geçişi (RPT) riski olmadığı için kullanımı daha güvenlidir. Havadan daha ağırdır, yere çöker. Sızıntı olması (veya birikmesi) durumunda yangın riski yüksektir. Yere çöktüğünde havayı yerinden etmesiyle oksijen konsantrasyonunda azalmaya neden olması sonucu boğularak ölümler de gerçekleşebilir.
LPG genellikle tüketicilere basınçlı tüplerde dağıtılır. Alım satımı yapılan LPG çeşitleri arasında, öncelikle propan (C3H8), öncelikle bütan (C4H10) içeren karışımlar ve en yaygın olarak, mevsime bağlı olarak hem propan hem de bütan içeren karışımlar (kışın donma noktasının daha düşük olması nedeniyle daha fazla propan, yazın daha fazla bütan) bulunur. Amerika Birleşik Devletleri’nde, esas olarak ticari propan ve HD-5 olmak üzere sadece iki LPG sınıfı satılmaktadır. Propan/bütan karışımları da bulunmaktadır. Propilen, bütilenler ve çeşitli diğer hidrokarbonlar genellikle küçük konsantrasyonlarda bulunur. HD-5, en az %90 propan, en fazla %5 propilen ve %5 bütan/etan içeren, otomotiv ve motor yakıtı olarak kullanılan yüksek kaliteli tüketici sınıfı LPG’dir, “Özel Görev Propanı” olarak da bilinen bu standart, düşük bütan içeriği sayesinde motor performansını artırır, daha temiz yanma sağlar. Sızıntıların kolayca tespit edilebilmesi için güçlü bir koku verici olan etantiyol eklenir. Uluslararası standart EN 589’dur. Amerika Birleşik Devletleri’nde, tetrahidrotiofen (tiyofan) veya amil merkaptan da onaylanmış koku vericilerdir, ancak şu anda hiçbiri kullanılmamaktadır.
Dünya çapında kolayca temin edilebilen, temiz, enerji verimli ve taşınabilir, uygun fiyatlı bir yakıt olarak kabul gören LPG’nin en büyük avantajı, herhangi bir ek işleme gerek kalmadan doğrudan tüplerden veya tanklardan kullanıma hazır olmasıdır. LPG genellikle ısıtma cihazlarında, pişirme ekipmanlarında ve araçlarda yakıt olarak kullanılır. Özellikle araç yakıtı olarak kullanıldığında genellikle otogaz olarak adlandırılır. Otogaz, özel olarak dönüştürülmüş araçlarda benzin/dizel yakıta göre daha temiz bir alternatif olarak kullanılır. Aynı zamanda, ozon tabakasına verilen zararı azaltmak için kloroflorokarbonların yerine aerosol itici ve soğutucu olarak giderek daha fazla kullanılmaktadır. Günümüzde geleneksel LPG’nin büyük bir kısmı doğal gaz ve petrol üretim faaliyetlerinden elde edilse de yeni teknolojiler ve tekniklerin gelişmesiyle birlikte, giderek artan bir oranda yenilenebilir kaynaklardan LPG (BioLPG) üretilmeye başlanmıştır.
LPG Tüp Markaları
Ülkemizdeki İpragaz, Aygaz, Milangaz gibi evlerde kullanılan LPG tüp markaları bulunmaktadır. Ayrıca otogaz (LPG) sektörünün de öne çıkan markaları ve istasyon ağları vardır. Ülkemizde olduğu gibi, satıldıkları ülkelerde de birçok GPL gazı, GLP ve LPG gasul markası bulunmaktadır. Fransa’da GPL gazı (GPL yakıtı) markaları arasında Antargaz, Butagaz, Primagaz ve Vitogaz bulunmaktadır. İtalya’daki çeşitli GPL markaları arasında GASITALY, Liquigas, ENI ve Hera yer almaktadır. Filipinler’deki LPG gasul markaları arasında PETRON GASUL, Solane, Phoenix, Regasco, Brent Gas, Pryce Gas ve daha fazlası bulunmaktadır.
Özet
Günümüzde giderek daha fazla endüstri, kömür ve odun da dahil olmak üzere geleneksel yakıtlara alternatif olarak küresel ısınmayı kontrol etmek için hayati önem taşıyan sera gazı emisyonlarını önemli ölçüde azaltan LPG, LNG ve CNG gibi modern yakıtlara yönelmektedir. Aynı elementlerin farklı miktarlarda birleşmesinden oluşan bu yakıtlar yoğunluk, enerji içeriği, depolama ihtiyaçları, yanma gereksinimleri ve dağıtım yöntemleri bakımından farklılık gösterirler. Örneğin, doğal gaz konutlara, ticari ve endüstriyel binalara borularla taşınırken, LPG genellikle gaz tüpleri aracılığıyla sağlanır. Depolama ve uzun mesafeli taşıma kolaylığı nedeniyle LNG ve LPG, sıklıkla ticareti yapılan iki yakıt türüdür. CNG ve LNG, LPG’ye göre daha güvenli ve çevre dostudur.
Kaynakça:
https://oilandgascourses.org/how-are-lpg-and-lng-different/
https://www.cargohandbook.com/Liquefied_Petroleum/Natural_Gas_(LPG/LNG)
https://pgs.com.vn/en/difference-between-cng-lng-lpg
https://www.opis.com/blog/ngl-or-lpg-or-lng/
https://www.bunkerist.com/sivilastirilmis-dogal-gaz-lng/
https://cekici.com.tr/cng-nedir-lng-lpg-dogalgaz-ve-petrol-ile-arasindaki-farklar-nelerdir-cekici-gaz/
https://www.prins.com.tr/lpg-nedir
https://enerjigrup.com.tr/blog/lng-ve-lpg-farki-nedir/
https://www.enerjiuzmanlari.org.tr/dergi/lpgden-sentetik-dogal-gaz-uretimi-ve-kullanimi/
Yazar: Müşerref ÖZDAŞ