Petrol sektöründe, ilk kullanılan ASTM (AMERICAN SOCIETY FOR TESTİNG MATRİALS) standartlarıydı. Ben 1952-55 yıllarında Petrol Ofisinde, Laboratuvar şefiyken Türkiye de genellikle bu standartlar kullanılıyordu. İngiliz standardı IP de bazen gündeme geliyordu.

Daha sonra Türk standartları enstitüsü kuruldu ve standartlar yayınlanmaya başladı. Son zamanlarda, petrol sektöründe Avrupa standartları kullanılması hazırlıkları yapıldı. Ancak Türkiye deki rafineri teknolojisi, bu standartların hemen uygulanmasına uygun olmadığından, kademeli bir geçiş tercih edildi. Amerikan, İngiliz, Fransız, Alman ve son zamanlarda yayınlanan Avrupa standartları, hemen hemen birbirinin aynıdırlar. Türk Standartları ASTM standartlarından tercüme edilip, yeniden düzenlenerek hazırlanıyorlardı. Bundan sonra Avrupa standartları esas alınacak.

petrol ve petrol ürünleri  ile ilgili standartları birkaç guruba ayırmak mümkündür. Ürün standartları, malzeme- tesis standartları ve test metotları standartları. Ürün standartları en çok gündemde olanlardır. Bu sayfada daha çok test metotları standartlarına değineceğim. Malzeme ve tesis standartları, lazım oldukça bakılacak belgelerdir. Petrol Ürünü standartları,  çok önemli olmakta birlikte henüz son şeklini alamadı. gerektiğinde, geçerli olan standart, Türk Standartları Enstitüsünden www.tse.gov.tr  temin edilebilir.

Test metotları üzerinde durmamın nedenine gelince. Ürün spesifikasyonlarda veya şartnamelerde birçok terimler vardır. Uzman olmayan birisi bunların ne anlama geldiğini bilmez. Bazen, şartnamelerdeki birimler ile Spesifikasyondaki veya analiz raporundaki değerler farklı birimler  ile ifade edilmiş olabilir. aradaki bağlantıyı kurabilmek lazımdır.

Standart test metotları, testin nasıl yapılacağını anlatan metinlerdir. Farklı laboratuvarlarda, farklı kimseler tarafından yapılan testlerin farklı sonuçlar vermemesi için, çok ince detaylara kadar anlatılır. ben bu sayfada, sadece bir fikir vermek için  test metotlarını özetleyeceğim. Testi yapacak kinse, birkaç YTL karşılığında, standardı Türk Standartları Enstitüsünden temin edebilir.

Testlerle ilgili olarak söylemek istediğim bir şey var. Testleri, Mühendis, Laboratuvar teknisyeni veya bu konuda yetiştirilmiş konuyu bilen kimseler yapar. Laboratuvara getirilen numuneyi ise,  genelde rafineri, üretim, sondaj teknisyenleri veya hiç uzman olmayan herhangi bir kimse alabiliyor. Halbuki numune alma işi, testin değerlenmesi açısından son derece önemlidir. eğer numune doğru alınmamışsa, yapılan test sonuçları hiçbir işe yaramaz. harcanan emek, zaman ve paraya yazık olmuştur. Numune, alınan depodaki ürünü temsil edebilmelidir. Numune almadan kabı iyice karıştırmak lazımdır. Numunenin alındığı kap, temiz olmalıdır. Petrol ürünlerinden numune alınırken, bir tankı karıştırmak her zaman mümkün almayabilir. Petrol ürünü tanklarından numune alttan, ortadan ve üstten alınıp karıştırılır.Daha iyisi, dalgıç veya İngilizcide  hırsız anlamına gelen thief dediğimiz aleti kullanırız. alet, ağzı mantar ile kapalı bir kaptır. tankın dibine kadar indirilir. ip hızlı bir vuruşla çekilince kapak açılır. Alet yukarı doğru yavaş yavaş çekilirken, kaba numune dolmaya başlar. Alet dışarı çıktığında dolmamış olmalıdır. Böylece ortalama bir numune alınmış olur. Akıştan, mesela boru hattından veya üretim pompasından numune alınacaksa, belli aralıklarla alınarak karıştırılmalıdır. Numune alındıktan sonra da, konulan kabın kapalı olmasına, sızdırmamasına, kırılmamasına dikkat etmek gerekir. Akaryakıt numunelerini, her kargo şirketi, özellikle hava yolları almaz, veya çok özel emniyet önlemleri aldıktan sonra kabul eder.

Aşağıda petrol ve petrol ürünlerinde kullanılan TEST METOTLARI ndan bahsedeceğim.

BENZİNDE  OKTAN SAYISI- DİZEL YAKITLARINDA SETAN SAYISI

      Benzin üreten, pazarlayan ve kullananların sık sık kullandığı oktan terimi aslında soyut bir anlam taşır. Halk arasında, bazıları tarafından zan edildiği içinde bulunan, oktan adlı bir maddenin miktarı ile ilgili gibi görünse de, böyle değildir.

            Oktan kavramını anlamak için, benzinli, motorların nasıl çalıştığını hatırlamakta yarar var. Klasik benzinli motorlarda, önce Benzin hava karışımı emilir. İkinci zamanda, karışım sıkıştırılır. Üçüncü zamanda karışım buji ile ateşlenir, yanma başlar ve silidir aşağı doğru itilir. Dördüncü zamanda Egsos supabı açılır ve yanma gazları dışarı atılır.

            Motor çalışmasında en önemli zaman, Hareketi sağlayan üçüncü zamadır. Bu her kes tarafından bilinir. Ancak bu aşama için incelenmesi gereken önemli bir konu daha var. Piston aşağı doğru inerken yanmanın devam etmekte olması lazım. Yani piston yukarıdayken, karışımın birden yanması,daha doğrusu patlaması, aşırı basınca sebep olur. Bu da gücün düşmesine ve gürültüye neden olur,  Motor üreticileri ve kullanıcıları  bunu istemezler.

            Karışımın yanma hızı, daha sonra belirteceğim, birçok şeyden etkilenir. Bunlardan biri benzinin özelliğidir. Bunu ölçmek için CFR motoru dediğimiz bir alet kullanılır. Alet dedik ama bu motor, orta büyüklükte bir odayı dolduracak büyüklüktedir.

            Benzinin yanma hızını etkileyen etkenler şunlardır.

1-     Sıcaklık  2- Motorun devri. 3- karışımın zenginliği. 4- nem. 5- avans. 6- basınç.

Bunlardan, karışım giriş sıcaklığı, nem ve avans, motorda sabit tutulur. Karışım zenginliği

ve basıcı etkileyen sıkıştırma oranı, kullanıcı tarafından değiştirilebilir. Vuruntu, silindir kapağının üstünde açılmış bir deliğe vidalanan elektronik bir aygıt ile ölçülür. Motor örnek benzin ile çalıştırılırken ölçülen bu vuruntu, hiçbir şey ifade etmez. Benzinin yanma eğilimi, standart benzinler ile mukayese edilerek bulunur.

Yapılan incelemelerde, İZO OKTAN  denilen maddenin çok iyi sonuç verdiği,

NOMALHEPTAN denilen maddenin ise çok kötü sonuç verdiği görülmüştür. Bu nedenle İZO OKTAN yüz Oktanlı, NORMALHEPTAN sıfır oktanlı olarak kabul edildi. Bu iki maddenin  karışımlarından, %90 İZOOKTAN içeren karışıma, 90 oktanlı, %80 İZOOKTAN içeren karışıma, 80 oktanlı, vb………..   olarak kabul edilir. Vuruntuyu ölçerken bazı özel ayarlamalar yapılır. Ben bu ayrıntılara girmek istemiyorum.

            Motor, önce test edilen benzin ile çalıştırılır. Daha sonra Saf İSO OKTAN ve NORMALHETAN karışımları ile çalıştırılır. Bu karışımlardan hangisi ile aynı vuruntuyu yapıyorsa, o karışımın İZO OKTAN yüzdesi. Test edilen benzinin oktan sayısı olarak kabul edilir.   Benzinin içinde oktan olsa da olmasa da, benzin ………… 80, 90 veya 100 oktanlı olabilir.

            Bu arada bir anımı anlatacağım. 1950 li yılların başlarında, Türkiye de kullanılan benzinin oktan sayısı 70 ti. Tüketimin tamamı ithal ediliyordu. Hükümet bir karar ile, ithal edilecek benzinin oktan sayısını 75 e çıkardı. Bir dağıtım şirketi, belirlenen günden 15 gün önce 75 oktanlı benzini ithal etti ve “BENZİNİMİZ ÇİFTE KUVVETLİDİR” şeklinde bir reklam kampanyasına girdi. Bu şirketin bayilerinin önünde kuyruklar oluştu. Diğer şirketlerin satışı azaldı. 15 gün sonra diğer şirketler de aynı benzini ithal ettiler ama sonuç değişmedi. Bu arada “ÇİFTE KUVVETLİ BENZİN SUPAP YAKIYOR ” diye bir söylenti çıktı veya çıkarıldı. Durum tersine döndü. Petrol ofisi bayileri, “BENZİNİMİZ ÇİFTE KUVVETLİ DEĞİLDİR” şeklinde panolar astılar.

                    DİZEL MOTORLARINDA SETAN SAYISI

   Oktan sayısında olduğu gibi, setan sayısı da soyut bir kavramdır. Ölçüm, üzerinde ölçü aletleri olan standart bir dizel motoru ile yapılır. Bilindiği gibi dizel motorlarında, önce hava emilir, sonra sıkıştırılır. Sıkıştırma oranı benzin motorlarına göre daha fazladır. Sıkıştırılan hava ısınır. Bu sıcak hava içine enjektör ile püskürtülen yakıt, kendi kendine ateş alır. Tutuşmanın fazla gecikmemesi lazımdır. Dizel test motorunda ölçülen tutuşma gecikmesidir. Volan üzerinde sıfır noktasında, bir lamba vardır. Bu lamba, enjeksiyon anında, meydana gelen basınçtan aldığı sinyal ile yanar. Enjeksiyondan sonra karışım tutuşunca, silindirde meydana gelen basınç ile tekrar yanar. Volan, yani Dönen kasnak, hareket halindeyken ışık iki ayrı yerde yanar. Aradaki zaman farkı çok az olduğundan, gözle bakıldığında, aynı anda iki ışık birden  görünür. Volanın yanındaki hareketsiz kısımdaki göstergeden aradaki fark okunur. Bu tutuşma gecikmesidir.

            Oktan test motorunda olduğu gibi, tutuşma gecikmesi tek başına bir şey ifade etmez. Yapılan denemelerde normal setan dediğimiz maddenin çok az Alfa metil naftalin’in çok fazla tutuşma gecikmesi yaptığı görülmüş ve bu iki maddenin karışımlarından, normal setan yüzdesi    0 , 10 , ……………80 , 90 , 100 olan karışımların setan sayıları, 0 , 10, ………. 80 , 90 , 100 olarak kabul edilmiştir, Test motorunda , önce yakıtın, sonra, yukarıda sözü edilen karışımların tutuşma gecikmeleri ölçülür. Hangisi ile aynı tutuşma gecikmesini yapıyor ise, setan sayısı odur denir.

            Yakın zamana kadar bu özelliğe önem verilmiyordu. Çünkü rafinerilerde üretilen dizel yakıtlarının setan sayıları yeterince yüksekti. Fiyatı yüksek olan bu aleti satın almaya gerek görülmüyordu. Son zamanlardaki durunu bilmiyorum. Yakın zamana kadar Türkiye’de bu aletten olmadığı gibi, Dünyada da az sayıdadır.

            Setan sayısı yakıtın kimyasal yapısına bağlıdır. Aynı şekilde kimyasal yapıya bağlantılı ve laboratuarda kolayca yapılan testlerin sonucuna bakarak setan sayısı hakkında fikir edinilebilir. Örneğin DİESEL INDEX, laboratuvar da kolayca yapılan iki testin sonuçlarının değerlendirilmesinden elde edilir. Birçok şartnamelerde diesel index yeterli görülür.

            Son zamanlarda, setan sayısı ölçümü önem kazanmaya başladı. Dorudan doğruya petrolün damıtılmasından elde edilen yakıtlara, Kimyasal işlem görmüş yakıtlar, katkı maddeli yakıtlar ve biyo dizel de katıldı. Bilindiği gibi trinitro bileşikleri patlayıcı maddelerdir. Daha az nitrolanmış bileşikler, patlama eğilimli maddelerdir. Bunlar dizel yakıtına çok az miktarda katıldığında, Tutuşma eğilimini arttırarak setan sayısını yükseltirler. Halbuki diesel index  değişmez. Dolayı ile diese index, tutuşma gecikmesi ile ilgili bir fikir vermez. Bu durum biyo dizel için de geçerli.

            Dizel yakıtlarından bahsetmişken, bu yakıtın donma özelliğinden de biraz bahsetmek istiyorum. Dizel yakıtları soğuyunca, parafin mumu dediğimiz maddeler kristallenerek bulanıklık meydana getirirler., daha fazla soğursa yakıt akıcılığını kaybeder. Bu durum, özellikle uzak yol sürücülerini çok rahatsız eder. Soğuk havalarda, deponun altıda ateş yakarak sorunu gidermeye çalışırlar. Bu ise tehlikeli bir işlemdir. Dizel yakıtındaki parafin mumu, ham petrolün cinsine göre farklıdır. Parafin mumunun giderilmesinin maliyeti büyük olduğundan rafinerilerde, bununla ilgili bir işlem yapılmaz. Kullanıcılar, soğuk havalarda yakıta gazyağı katarlar. Ama en doğrusu katkı maddesi ilavesidir.

            Dizel yakıtının kısmen donması, yani bulanık olması halinde, yakıt akıcı olmasına rağmen, parafin kristalleri yakıt filtresini tıkar. Bunu önlemek için, yakıta ilave edilen katkı maddeleri, parafinin kristallenmesini önlemez. Fakat taneciklerin  , çok küçük (mikro crystal) olmasını sağlar. Bu da filtrenin tıkanmasını önler. bu özellik, soğuk filtrasyon testi ile belirlenir.

                                    DONMA AKMA VE BUĞULANMA NOKTASI

            Petrol ve petrol ürünleri ile diğer bazı maddelerin, örneğin etil alkolün, katılaşmasına, konuşma dilinde donma deriz. Fakat bilimsel anlamda donma, maddenin belli bir sıcaklığın altında katı hale geçmesi, ergime de bunun tersidir. Petrol ve petrol ürünleri ise, soğudukça viskoziteleri, yavaş yavaş artar ve sonunda katılaşmış gibi görünür.

             Test edilecek örnek, standart, yani ölçüleri belli bir tüpe konur ve içine bir termometre daldırılır.Soğutulmaya başlanır. Tüp ara sıra çıkarılarak yana doğru biraz yatırılır. bulanmaya aşladığı sıcaklık, bulanma noktası, akamadığı nokta, akma noktasıdır.

        Küçük çaptaki işlemlerde, soğutma için, alkol ve kuru buz (katı karbon di oksit ) kullanılabilir. Genelde freonlu soğutma sistemleri kullanılır.  

                                                                DAMITMA

        Alet, 100 cc lik bir destilasyon balonu, bir termometre, bir ısıtıcı, su banyosu içinden geçen bir borudan oluşan kondansör ve 100 cc lik bir ölçü kabından oluşur.

        100 cc numune, destilasyon balonuna konur. Termometre üstten bir mantar ile takılır. Balonun çıkışı kondensöre bağlanacak şekilde ısıtıcının üzerine oturtulur. Ölçü kabı kondansörün altına konur Isıtılmaya başlanır. Sıcaklık ve ölçü kabında toplanan sıvı miktarı takip edilir. 10..20 ..30  .......... cc sıvının geçtiği andaki sıcaklık (10 cc de bir) olunur. İlk damlanın oluştuğu sıcaklık, İlk kaynama noktası olarak kaydedilir.Geçen sıvı miktarı ve sıcaklıklar rapora yan yana yazılır. Sıcaklık artık yükselmiyor, veya düşmeye başlıyorsa, bu sıcaklık son nokta olarak kaydedilir. Balonda kalan sıvı ölçülür. bakiye (residu) olarak kaydedilir. !00 -(geçen miktarlar+bakiye), kayıp olarak kaydedilir.

                                                                VİSKOZİTE

        Viskozite, sıvıların akmaya karşı gösterdiği direncin, daha doğrusu sıvının iç sürtünmesinin ölçüsüdür. Genelde, belli sıcaklıkta, belli ölçülerdeki bir kabın dibindeki delikten, belli hacimdeki sıvının akma süresi, saniye olarak belirlenir. Bu değer, o sıvının, o sıcaklıktaki viskozitesi olarak kabul edilir. Kullanılan standart alete göre bu değerler değişir. Bunlar birbirilerine çevrilebilirler.

    ASTM standart viskozite aparatları, kinematik viskozite ve saybolt aletleridir. İngilizler redwood, Almanlar Engler metodunu kullanıyorlardı. Günümüzde ise Avrupa birliliği standartlarına geçildi.

            Bu arada şimdilik Saybolt viskozite aletinden bahsedeceğim. Sıcaklığı ayarlanabilen bir banyo içindeki, standart ölçülerde bir tüp ve onun altında, dışa açık fakat bir mantar ile tıkanabilen bir meme (Orifice)ten oluşur. Tüpün üst kısmında, sıvı seviyesinin belirli olmasını sağlayan bir taşma kısmı vardır. Özel bir tutucu ile birlikte, termometre tüpe daldırılır. memenin altına özel toplama kabı konur. Aralıklar la karıştırılır. istenilen sıcaklığa gelince, alttaki mantar çekilir. aynı anda kronometreye basılır. Akan sıvı toplama kabına akmaya başlar. sıvı, kabın boğazındaki çizgiye gelince, kronometreye tekrar basılarak durdurulur. geçen süre, yani kronometrede okunan değer, sıvının o sıcaklıktaki viskozitesi olarak kaydedilir.

            Saybolt cihazında iki cins meme kullanılır. Küçük meme kulanılıyorsa, sonuç, SUS (Saybolt Universal Second), Büyük meme kullanılıyorsa, sonuç SFS (Saybolt  Furol Second) olarak kaydedilir.

                                                       ALEVLENME NOKTASI

            Petrol ürünlerinde yangın tehlikesini azaltmak için ürünün, kullanma sıcaklığının altındaki sıcaklıklarda, alev değdirildiğinde, tutuşmaması lazımdır. Benzin, normal sıcaklıkta tutuşabilir. Gazyağının, 45 ^oC, Motorin ve Fuel İl in 65 ^oC sıcaklığın altında, alev değdirilse bile, tutuşmaması gerekir. Bu söylenenler, açık veya kapalı bir kap içindeki yakıtlar için geçerlidir. Beze, fitile veya benzer bir maddeye bulaşmış veya emdirilmiş yakıtların, hemen hemen hepsi alev temasında tutuşabilirler.

         Yakıt, standart test kabına konur. Yavaş yavaş ısıtılarak yakıt içine daldırılmış olan termometre okunarak, küçük bir alev, belli aralıklar ile, yakıtın yüzeyine doğru eğilerek değdirilir. Parlama olduğu, yani alevin yanıp hemen söndüğü sıcaklık, Alevlenme noktası olarak, yanmanın devam ettiği sıcaklık yanma noktası olarak kaydedilir. bu değerin sonuna veya test metodu kolonuna,standart numarası ve metodun ismi yazılır. COC ( clevlant open cup), PM (Pensky Martin) gibi.

                                                           KÜKÜRT YÜZDESİ

    Yakın zamana kadar, kükürt yüzdesinin düşük olması, motor, yakıt tank ve kaplarına, korozyon yaparak zarar vermemesi için istenirdi. Bu nedenle kullanıcılar düşük kükürt yüzdeli ürünleri tercih edilirdi. Günümüzde petrol ürünlerinin kükürt yüzdeleri yeterince düşüktür. Artık çevre faktörü öne çıktı. Kullanıcılar değil, hükümetler, kükürt yüzdesinin çok daha düşük olmasını istiyorlar Bununla ilgili standartlar yürürlüğe konuyor.

            Kürt yüzdesi, genelde iki metot ile saptanır. Bomba metodu ve lamba metodu. Bomba metodunda,   numune, basınca dayanıklı bir kap (bomba) içindeki özel bir kapsüle konur.  Bunun içine demir bir elektrik teli daldırılır. bonbanın içine biraz su konarak kapatılır. Bombaya oksijen basılır. Su banyosu içine konur. tele akım vererek, yanması ve yakıtı ateşlemesi sağlanır.

            Soğuduktan sonra bomba açılır. Sudaki sülfürik asit Baryum klorür ile çöktürülerek sülfat  belirlenir. Buradan kükürt yüzdesi hesaplanır.

            Lamba metodunda yakıt özel bir lambada yakılır. çıkan gazlar bir apsorber da toplanır. Sülfat  tayini yapılır. Buradan kükürt yüzdesi hesaplanır

            Her iki metottaki işlemler için çok vakit ve emek harcanır. X ışınları ile yapılan ölçümler çok emin olmasa da, yeterli doğrulukta ve anında, kolayca sonuç alındığından tercih edilir.

                                                        KLORÜR TAYİNİ

            Klorür miktarı belirlenmesi için kullanılan klasik metot, Mohr metodudur. Detaylara girmeden testi kısaca anlatalım.

            50 cc numune bir kaba konur. İndikatör olarak, birkaç damla K₂CrO₄ çözeeltisi ilave edilerek. Ayarlı gümüş nitrat AgNO₃ çözeltisi ile titre edilir. Belirlenen, klorür miktarından,  doğrudan tuz, NaCl eşdeğeri hesaplanarak ppm (part per million) rapor edilir.

            Bu işlemde dikkat edilecek önemli nokta, çözeltinin  nötr olmasıdır. Eğer bazik ise H₂SO₄, asidik ise, NaOH ile nötralleştirilmelidir. Aksi halde K₂CrO₄ bozunur ve renk değişimi görülemez. Özellikle asitlemeden sonra üretilen suda yapılan işlemde, buna dikkat edilmelidir. Gereken nötralleştirme yapılmaz ise, bütün çözeltinizi kullansanızda renk dönümünü göremezsiniz. Tuzun çok yüksek olduğunu zannedersiniz.