Doğal Gaz

DOĞAL GAZ

Yeraltında eski oluşumlar sonucu meydana gelmiş olan gazdır. Yaygın olarak kullanılır ve maliyeti düşüktür.Yer altında ve deniz altında yalnız veya petrolle ilgili olarak yaygın olarak rastlanılır. Yeni gaz alanlarının keşfedilmesi, boru hatlarındaki gelişmeler ve sıvılaştırılmış doğal gazın kullanılması, doğal gaz sanayiinin gelişmesini sağlamıştır. Doğal gaz, dünya enerji ihtiyacının %20’sini sağlamakta ve sürekli olarak gelişmektedir. Örneğin Amerika Birleşik Devletleri’nde toplam enerji ihtiyacının üçte biri doğal gazdan sağlanmaktadır.

Temiz bir enerji kaynağı olmasının yanında doğal gaz, doğası gereği oldukça ucuz olmasıyla da kalpleri fethediyor. Örneğin petrolle karşılaştırıldığında, üretilmesi daha kolay; çünkü petrol gibi evlerimize girmeden önce ağır rafinasyon gerektirmeyen bir enerji kaynağı. Elektrik üretimi ve iletiminde, petrol ürünlerinin rafinasyonunda ve taşınmasında, kömürün elde edilmesinde, temizlenmesinde, taşınmasında önemli enerji kayıpları meydana gelir. Tüm bu kayıplar göz önüne alındığında, en az kayıpla yüksek enerji verimine sahip olan doğal gaz çekici bir enerji kaynağı olarak çıkıyor karşımıza.

Doğal gaz ısı, ışık elde etmek için ve kimyasal maddelerin üretiminde hammadde olarak kullanılır. Yakıt olarak; soba ve ocaklarda, sıcak su elde edilmesinde, havalandırmada, elbiseme temizleme işinde, buzdolaplarında ve çöplerin yok edilmesinde ve diğer çeşitli ev aletlerinde kullanılır. Doğal gazdan, antifiriz, deterjanlar, suni gübreler, haşarat ilaçları, plastikler, çözücüler ve suni elyaflar ve benzeri kimyasal maddeler elde edilir. Karbon siyahı asetilen ve etilen de doğal gazdan yapılır. Amonyak, üre, nitrik asit ve metanol da hava ve doğal gazdan imal edilir.

Neden Doğal Gaz Fosil yakıt kullanımı atmosfere önemli miktarlarda kükürtdioksit, karbondioksit, metan ve nitrik oksit gibi gazlar salıyor. Bunlardan kükürtdioksit asit yağmurlarına yol açarken “sera gazları” denen öteki gazlarsa, atmosferin ısınmasına yol açıyorlar. Doğal gazın çevreyle dost bir yakıt olmasının nedeniyse, ağırlıklı olarak metandan oluşması. Metan bütünüyle yandığında, ortaya çıkan birincil ürün yalnızca karbondioksit ve su buharı olur. Doğal gaz yakımı ile, atmosfere kükürtdioksit ya da kül gibi katı atıkların salınımı engellenir. Üstelik kömür ve petrol gibi öteki fosil yakıtlardan çok daha az karbon monoksit, azot oksit ve karbon dioksit salımı olur. Kömür ve petrol, doğal gazın tersine daha karmaşık molekül yapısına sahiptir. Yüksek oranda karbon, kükürt ve azot bileşikleri içerir. Fosil yakıtların yakımı sonucu atmosfere %75-80 oranında karbon dioksit ve %20-30 oranında metan gazı salınıyor. Ancak, doğal gaz yakımı sonucu atmosfere salınan karbon dioksit salınımı %47 oranında azalıyor. Üstelik yeni geliştirilen yakma teknikleri sayesinde bu oranı %70’lere indirmek mümkün görünüyor. Öteki fosil yakıtlar, bunların yanı sıra kül gibi katı atıklar da bırakırlar. Tüm bu nedenlerden dolayı, doğal gazın öteki fosil yakıtlar yerine kullanımı, kirliliği kontrol etmenin en etkili yollarından biri olarak görülüyor.


DOĞAL GAZIN OLUŞUMU

Doğal gaz, yer yüzeyinin derinliklerinde, başta metan ve etan olmak üzere çeşitli hidrokarbonlardan oluşan yanıcı bir gaz karışımıdır. Organik maddelerin bozulması sonucu meydana gelmiştir. Çok büyük bitki ve hayvan kalıntıları eski okyanus diplerinde tortu tabakaları altında gömülü kalmışlardır. Çok uzun zaman sonra, üstte bulunan tabakaların basıncı ve dünyanın merkezinden gelen ısı, bu organik maddelerin kömür, petrol ve doğal gaza dönüşmesini sağlamıştır.

Doğal gazın nasıl oluştuğun anlamak için dünyanın 300 milyon yıl önceki halini düşünmek gerekir. Yüksek ormanlar, bataklıklar ve nemli bir atmosfer. Denizler organik yaşamla dopdolu. Yıllar ilerledikçe iklim değişiyor. Ormanlar yerlerini çöllere bırakıyor, denizler kuruyor ve sonra tekrar doluyor. Her kökten değişimin sonunda, o döneme uyum sağlamış canlılar yok oluyor ve suyla birlikte gelen çamur ve kumların altına gömülüyor. Bu işlem, yıllar geçtikçe değişen iklim ve sıcaklıkla sürüp gidiyor. Daha fazla çamur ve kum akarsularla taşınıyor ve çürüyen canlı kalıntılarını daha da derinlere gömüyor. Bunlar sürerken aynı zamanda yerin derinliklerinde oluşan yüksek sıcaklık ve bakteriler, gömülü organizmalar üzerinde etkisini göstermeye başlıyor; buralardaki organik maddelerden metan, karbon dioksit, azot ve azot oksit üremeye başlıyor. Bu aşamada bol miktarda metan (bataklık gazı, turba gazı) oluşuyor. Bazı bakteriler de (sülfat indirgeyici bakteriler) hidrojen sülfür oluşturuyorlar. İşte bunca etkinlik ve zaman sonunda ortaya doğal gaz çıkıyor. Kıtalar birbiriyle çarpışıyor ve yar altında biriken hidrokarbonlar, oluşan yüksek basınçla bir katmandan ötekine hareket ediyorlar ve en sonunda gözenekli kayaların içinde sıkışıyorlar. Doğal gaz, petrol ve gazı bir sünger gibi gözeneklerinde saklayan ve üzeri geçirgen olmayan bir başka katmanla kaplı olan bu gözenekli yapılarda birikiyor. Bizler için bu kadar değerli olan ve dillerden düşmeyen doğal gaz, eski mikroorganizma, bitki kalıntıları ve hayvan ölülerinin çürümüş bedenlerinden başka bir şey değil.

BİLEŞİMİ

Bileşimi havzadan havzaya değişmek üzere, doğal gazda değişik oranlarda çeşitli gazlar bulunur. Doğal gazda bir doymuş hidrokarbon olan metan (CH4) çoğunluğu teşkil eder. Diğer bileşimleri daha ağır doymuş hidrokarbonlar meydana getirir. Ayrıca halkalı hekzan ve metil halkalı hekzan gibi halkalı parafinler, benzen ve toluen gibi halkalı hidrokarbonlar, karbon dioksit, hidrojen sülfür, su ve helyum, argon ve azot gibi gaz elementler de vardır. Bu gaz elementlerden hiç biri doğal gazı destekleyici değildir. Mevcudiyetleri ile doğal gazın ısıtma kapasitesi düşer. Helyum çok az bulunmasına karşılık, doğal gazda ticari kıymete sahip tek elementtir.

Karbon dioksit (CO2) de arasıra rastlanan bir bileşiktir. Miktarı az olmasına rağmen, yanını olmadığı için kuyu çıkışında kimyasal işlemle doğal gazdan alınır. Pek çok havzadaki doğal gazda hidrojen sülfüre (H2S) rastlanır. Kokusunun keskinliğinden dolayı böyle gaz “ekşi gaz” olarak isimlendirilir. Hidrojen sülfür mevcut değilse böyle gaza “tatlı gaz” denir. Zehirli ve konrosif. Özelliği olan hidrojen sülfür kimyasal muamele ile doğal gazdan uzaklaştırılır. Doğal gazdaki hidrojen sülfürden yan ürün olarak önemli miktarda element sülfürleri elde edilir.

Su, bütün gaz havzalarında sıvı veya gaz olarak mevcuttur. Sıvı su mevcutsa, doğal gazda buna benzeyen hidrat denilen katı parçacıklar meydana gelebilir. Mesela, metan ve su 15,6 C’de 140 kg/cm2 basınç altında bir hidrat meydana getirirler. Yaklaşık olarak, dört su molekülü bir metan molekülü ile birleşerek metan hidrat meydana getirirler. Hidratlar, boru hatlarını tıkadığı için arzu edilmezler.

Normal bir tatlı gazda %82 metan, %4 etan, %3 propan, %3 bütan, %2 hekzan ve yaklaşık %5 heptan ile ağır hidrokarbonlar mevcuttur. Tipik bir ekşi gazda ise, %52 metan, %8 etan, %11 propan, % 10 bütan, %5 pentan, %3 hekzan, %2 heptan ile ağır hidrokarbonlar ve %9 hidrojen sülfür vardır.

Doğal gaz boru hattına eriştiğinde, karbon dioksit ve hidrojen sülfürden kimyasal olarak arıtılmıştır. Ağır hidrokarbonlar, doğal benzin yapmak amacıyla alınır, propan ve bütanın büyük bir kısmı da alınarak sıvılaştırılmış, petrol gazı (LPG) olarak satılır. Böyle bir gazda %93 metan, %5 etan ve %2 propan vardır.


ÖZELLİKLERİ

Saflaştırılmış doğal gaz, renksiz ve kokusuzdur. Sülfür ihtiva eden bileşenler ilave edilerek, doğal gaza koku verilir. Böylece gazın havada patlama yapacak şekilde kaçağı önlenmiş olur. Gazın yoğunluğunun aynı sıcaklıktaki hava yoğunluğuna oranı olarak bilinen özgül yoğunluk yaklaşık olarak 0,6 civarındadır.

Herhangi bir muameleden geçmemiş kuyudaki gazın ısı değeri 31.800 ~ 45.900 Btu/m3 civarındadır. Boru hattındaki gaz esas olarak metandan ibaret olup, az miktarda etan ve propan ihtiva eder, ısı değeri ise 36.400 ~ 38.800 Btu/m3 civarındadır. Metanın ısı değeri 35.738 Btu/m3, etanın 62.966 Btu/m3 ve propanın 90.300 Btu/m3 tür.