Jet Yakıtında Ne Kullanılır

&#;lı yıllarda uçaklarda, çok daha yüksek güçler üreten türbinli motorların kullanılmaya başlanmasıyla benzinli motorların yerini, önce askeri alanlarda sonra da sivil havacılıkta jet motorları almaya başladı. Türbin motorlu uçaklar ilk olarak &#;da Almanya&#;da, daha sonra yılında İngiltere&#;de kullanıldı.

Jet motorları, benzin ve dizel motorlarından daha toleranslı olmasına karşın, uçak ve motor yakıt sistemi yakıtın fiziksel ve kimyasal özelliklerinden etkilenir. Motor ve uçak dizaynları çok çeşitli olduğundan türbin motoru yakıt kalitesinde de çeşitliliğe gerek doğmuş, uçuş koşullarında istenilen özellikleri karşılayabilecek değişik yakıt tipleri geliştirilmiştir (JP-1, JP-2, JP-3, gibi).

&#;de Amerika&#;da, sonra &#;de İngiltere&#;de çıkarılan standartlarla gazyağının donma ve alevlenme noktaları gerekli seviyelerde sınırlandırıldı. Gelişmeler devam ederek &#;de JP-4, &#;de JP-5 yakıtları geliştirildi. Bunu JP-6, JP-7 ve JP-8 yakıtları izledi; herbirinin özellikleri, ticari ve/veya askeri şartnamelerle sınırlandırıldı.

II. Dünya Savaşından sonra Amerika&#;da &#;wide-cut&#; denilen ve kaynama aralığı benzinle gazyağı arasında olan bir hidrokarbonlar karışımı da jet yakıtı olarak kullanılmaya başlandı. Wide-cut daha hafif bir ürün olduğundan alevlenme riskinin ve yüksek uçuşlardaki buharlaşma kayıplarının gazyağından daha fazla olması gibi dezavantajları vardı.

Yıllarında ticari jet endüstrisinin devreye girmesiyle çeşitli jet motorları ve jet yakıtı formülleri geliştirildi. Bugün Dünyanın hemen her yerinde gazyağı bazlı jet yakıtları (Jet A ve Jet A-1) kullanılmaktadır. Wide-cut bazlı (jet B) yakıt Kanada ve Alaska gibi soğuk bölgelerde uygundur.

1. JET YAKITLARI

BİLEŞİMİ VE ÖZELLİKLERİ

a. Bileşimi

Jet yakıtındaki hidrokarbonların hemen hepsi parafin, naften veya aromatik yapıdadır. Aynı tipteki jet yakıtlarının değişik bazı özellikleri, bu üç gruptaki hidrokarbonların farklı oranlarda bulunmasından ileri gelir; bu farklılıklar yakıtın özelliklerini ve bir türbin motorundaki performansını etkiler. Jet yakıtlarına bazı katkı maddeleri ilave edilir; metal deaktivatör, buzlanma önleyici, yağlayıcı, biyosid, termal stabilizörler gibi.

Monosiklik ve disiklik aromatik bileşiklerin miktarı distilasyon değerleriyle sınırlandırılmıştır. Jet A ve Jet A1&#;de toplam aromatik bileşikler %25 (hacimce) ve toplam naftalinler % maksimum değerleriyle sınırlandırılmıştır. Heteroatomlu bileşikler de, özellikle sülfürlü bileşikler şartname değerleriyle kontrol altında tutulur, nitrojenli bileşikler ise sadece eser miktarda bulunur.

Ticari Jet yakıtlarının çoğunun baz hidrokarbonlar bileşimi gazyağıyla hemen hemen aynıdır; şartnamelerdeki en önemli farklılık sülfür ve aromatik bileşiklerin gazyağındakinden daha düşük olmasıdır. Diğer ticari ve askeri jet yakıtları &#;wide &#;cut&#; tip yakıtlardır; bunlar gazyağının daha düşük kaynama aralıklı akımlarla karıştırılmasıyla üretilir dolayısıyla uçuculukları daha yüksektir. Tablo-1&#;de bazı jet yakıtlarının API graviteleri, kaynama aralıkları ve bileşimleri verilmiştir.

Tablo Bazı Jet Yakıtlarının Özellikleri ve Bileşimleri

Jet yakıtı karışımındaki maddelerin molekül ağırlıkları ve karbon sayıları bazı özelliklerle sınırlandırılır; bunlar, distilasyon, donma noktası, bazen naftalin ve islenme noktası değerleridir. Aşağıda jet Yakıtında bulunan bazı hidrokarbonlar verilmiştir.

Jet yakıtında bulunan hidrokarbonların yoğunluk ve yanma ısıları EK-5, kaynama noktaları ve donma noktaları EK-6&#;da verilmiştir.

Hidrokarbon Füze Yakıtları

Hidrokarbon füze yakıtları JP-9 ve JP uçaktan atılan füzeler için özel olarak geliştirilmiş yakıtlardır, çok pahalıdır ve fiyatın önemli olmadığı özel koşullar için gereken miktarlarda üretilir. JP ekzo-tetrahidro-di-siklopentadien, JP-9 ise aşağıda formülleri ve adları verileni üç bileşiğin karışımıdır.

İstenilen özellikler maksimum volumetrik enerji içeriği, temiz yanma ve iyi düşük-sıcaklık performansıdır; bu gereksinimleri karşılamak için yüksek yoğunluklu saf naften hidrokarbonlar veya bunların harmanlanmasıyla hazırlanan karışımları kullanılır.

Jet Yakıtının Kararsızlığı

Termal stabilite jet yakıtının önemli bir özelliğidir; kararsız bir yakıtta peroksitler, hidroperoksitler, çözünür gum ve çözünmeyen maddeler veya kritik malzemelerin üzerlerini kaplayan partiküller oluşur.

Jet yakıtının kararsızlığı ile ilgili kimyasal reaksiyonlar fazla aydınlatılamamıştır. Kararsızlığa, yakıtta bulunan çok düşüş konsantrasyonlardaki (ppm seviyelerinde) bazı nitrojen ve/veya sülfürlü bileşikler, organik asitler ve reaktif olefinlerin neden olduğu ve reaksiyonların çok-kademeli oksidasyon reaksiyonları olduğu düşünülmektedir. Oksidasyon reaksiyonlarında ortamda bulunabilecek bazı çözünmüş metaller, özellikle bakır katalizör etkisi gösterir.

b. Özellikleri

Ürün şartnameleri, ürünün tanımı ve kontrolü için üreticiler ve kullanıcılar arasında kurulmuş olan mekanizmadır. ASTM D şartnamesi yılında revize edilmiştir; Tablo-2&#;de ASTM D , Tablo-3&#;de farklı ülkelere ait temel sivil jet yakıtlarının bazı şartname özellikleri, sınır değerleri ve test metotları kıyaslaması verilmiştir. Şartnameyle kontrol altına alınmış özellikler birbirinden tamamen bağımsız değildir; örneğin, toplam aromatikler arttığında, yoğunluk, son kaynama noktası sıcaklık ve donma noktası da artar, islenme noktası ise düşer.

Tablo Jet Yaktı Şartnameleri, ASTM D

Sivil Jet Yakıtları: Amerika&#;da ASTM D (Jet A and Jet A-1 ve Jet B); İngiltere&#;de DERD (Jet A-1); Kanada&#;da CGSB (Jet B), Rusya&#;da GOST (TS-1, T-1, T-2, RT) şartnameleri. Dünyadaki bazı şirketler bölgesel farklılıklara göre bu şartnamelerle belirtilen yakıtlardan seçtiklerini kullanmaktadırlar. International Air Transport Association (IATA) dört tip yakıt içeren bir şartname çıkarmıştır; bunlardan üçü gazyağı bazlı (Jet A, Jet A-1 ve TS-1) ve biri de wide-cut bazlı (Jet B).Jet yakıtlarıdır.

Askeri Jet yakıtları: Her devletin askeri amaçlı Jet yakıtı şartnamesi vardır. Çeşitli jet yakıtı şartnameleri (JP-1*, JP-2*, JP-3*, JP-4, JP-5, JP-6*, JPTS, JP-7, JP-8 ) çıkarılmış, bunlardan bazıları (*) gelişen teknolojilere paralel olarak iptal edilmişlerdir. Halen en fazla kullanılmakta olan askeri jet yakıtları JP-5 ve JP-8 olup, her ikisi de gazyağı bazlıdır, başlıca farklılıkları alevlenme noktalarıdır; sırasıyla minimum 60 ve 38 ⁰C&#;dir.

Yoğunluk ve Enerji

Bir uçak türbin motoru, yakıtın kimyasal enerjisini mekanik ve ısı enerjilerinin bir kombinasyonuna dönüştürerek güç yaratır. Uçakların çoğunda büyük mekan olduğundan ısıtma önemlidir; bu nedenle de yakıtın enerji içeriği önemlidir.

Herbir hidrokarbonun enerjisi farklı olduğundan jet yakıtı harmanındaki bileşenlerin türleri ve miktarları önemlidir. Yakıtın yoğunluğu, bileşiminin bir fonksiyonu olduğundan enerji değerinin bir göstergesidir. Genellikle yoğunluğu düşük olan yakıtların gravimetrik enerji içeriği, yüksek olanların ise volumetrik enerji içeriği fazladır. Bu etki farklı jet yakıtları ve uçak benzini kıyaslandığında açıkça görülür (Tablo-4).

Uçak yakıtlarında yüksek volumetrik enerjili, yani yüksek yoğunluklu yakıtlar tercih edilir; çünkü belirli bir hacimdeki volumetrik enerji daha fazla olduğundan bir depo yakıtla alınacak uçuş yolu daha uzun olur.

Tablo Jet yakıtları ve uçak benzininde

yoğunluk-enerji değerleri

Uçuculuk; Buhar Basıncı, Distilasyon

Uçuculuk bir yakıtın buharlaşma eğilimidir; iki fiziksel özellikler, buhar basıncı ve distilasyon profiliyle tanımlanır. Çok uçucu bir yakıtın buhar basıncı daha yüksektir ve distilasyon ilk noktası daha düşüktür.

Yakıtlar için uçuculuk önemlidir; çünkü yakıtın yanabilmesi için önce buharlaşması gerekir. Ancak gereğinden fazla uçuculuk yakıtta buharlaşma kayıplarına ve yakıt sisteminde buhar tıkanmasına neden olur. Gazyağı-tip ve wide-cut tip jet yakıtları arasındaki temel farklılıklardan biri uçuculuktur. Buhar basıncı değerleri (RVP) kıyaslandığında daha az uçucu olan gazyağı-tip jet yakıtının 1 kPa ( psi), wide-cut tipin ise 21 kPa (3 psi) dolayında olduğu görülür.

Gazyağı-tip jet yakıtının karbon sayısı dağılımı , wide-cut tip jet yakıtının karbon arasındadır (Şekil-1).

Şekil Gazyağı ve wide-cut tipi jet yakıtlarının distilasyon eğrileri.

Yağlayıcılık

Jet yakıtının, yakıt sitemindeki bazı hareketli parçaları ve akış kontrol birimlerini yağlayıcı özellileri olmalıdır. Şartnamelerde viskozite için alt sınır verilmediğinde distilasyon değerleri bu sınırı koyar; distilasyon gereklerini karşılayan bir gerekli hidrodinamik yağlamayı yapabilecek özelliklerdedir.

Straight-run (SR) jet yakıtlarına eser miktarlarda (~10 ppm) oksijen, nitrojen ve sülfür bileşikleri ilave edilerek sınır-yağlayıcı özellik kazandırılır. Yakıtın sınır-yağlayıcı özelliği özel bir test motorunda saptanır. Fiziksel veya kimyasal veriler yeterli değildir; aynı miktarlarda sülfür ve aromatik bileşikler içeren yakıtların yağlayıcı özellikleri farklı olabilir.

Akışkanlık

Jet yakıtı uçağın kanatlarındaki yakıt tankından yakıt sistemi yoluyla motora kolaylıkla akabilmelidir. Yükseklik arttıkça ısı düştüğünden uçağın tanklarındaki yakıt soğur; veya yerdeki tanklardaki yakıt kış mevsimlerinde çok soğur. Tüm koşullar altında jet yakıtının akışkanlığını koruması, çok viskozlaşmaması, donmaması gerekir.

Wide-cut tip jet yakıtların viskoziteleri ve donma noktaları gazyağı-tip jet yakıtlarından daha düşük olduğundan soğuk iklim şartlarına daha uygundur.

Donma Noktası

Jet yakıtının donma noktası, vaks kristalleri oluşuncaya kadar soğutulan test örneği ısıtıldığında içerdiği son vaks kristallerinin de eridiği sıcaklık olarak tanımlanır. Buna göre donma noktası yakıtın katılaşma noktasından daha yüksek bir sıcaklıktır.

Yakıt sisteminin en önemli özelliği tanklardaki yakıtı motora pompalama performansıdır; pompalayabilme yakıtın akışkanlığına ve sistemin dizaynına bağlıdır. Simülasyon testlerinde düşük-sıcaklıkta pompalanabilme kriteri olarak yakıtın donma noktası baz alınır; jet yakıtları donma noktasından 4ºCºC daha düşük sıcaklıklarda pompalanabilir.

Viskozite

Jet yakıtının fiziksel özelliklerinden viskozite ve donma noktası, akışkanlığının kantitatif ölçüsüdür.

Jet yakıtı, türbin motorunun yanma bölümüne nozullardan enjekte edilir; sistem, yakıt damlacıklarını incecik spreyler halinde püskürterek havayla karışırken hemen buharlaşmasını sağlar. Buradaki damlacıkların büyüklüğü ve spreyin şekillenmesi yakıtın viskozitesine göre değişir.

Viskozite gereken değerden yüksekse motor kalkışta zorlanır, yakıt sistemi hatlarında basınç düşmesi fazla olur ve sabit yakıt akış hızını sürdürebilmek için yakıt pompasının daha fazla güçle çalışması gerekir. Bu nedenlerle şartnamelerde viskozite maksimum değerlerle sınırlandırılır.

Wide-cut jet yakıtı viskozitesi ve donma noktası gazyağı-tip jet yakıtından daha düşük olduğundan soğuk iklimlere daha uygundur.

Yanma Özellikleri

Pistonlu motorlar ve jet motorları arasındaki temel farklılık pistonlu motorlarda yanmanın kesikli, jet motorlarında ise sürekli olmasıdır. Bu nedenle herbirinin gereksindiği yakıtın yanma kalitesi farklıdır. Pistonlu motorlarda iyi performans alınmasında yanmanın zamanlaması çok önemlidir; oysa yanma sürekli olduğunda zamanlama önemli değildir.

Jet motorlarında yakıt yanmaya başladığında hemen küçük karbon tanecikleri oluşur; bunlar alevlerin arasından geçerken tekrar yanmaya devam eder ve uygun koşullar sağlandığında tamamen yanarlar. Yanma odacığı yüksek sıcaklık ve basınçtadır; bu koşullar altında meydana gelen karbon zerrecikleri, yakıtın kalitesine bağlı olarak tam yanmayı tamamlayamadan akkor hale  geçebilirler. Böyle bir durumda yanma gazlarının ısısını absorblayacak şekilde dizayn edilmiş olan yanma odacığı duvarları fazladan bu akkor haldeki infrared ışınları da absorblayarak kapasitelerinin üstünde ısınırlar ve dolayısıyla hasarlanırlar.

Karbon taneciklerinin yaratacağı diğer tehlikeler türbin kanatları ve statora çarparak erozyona neden olmaları, yanma odacığına hava besleyen delikleri tıkamaları ve yanma ürünlerinin akış paternlerini değiştirmeleridir; motor emisyonlarında is miktarı fazla olur.

Fazla miktarlarda aromatik bileşikler, özellikle de naftalinler içeren yakıtların bu tür karbon kalıntısı yüksektir; bu nedenle jet yakıtları şartnameleri toplam aromatikler ve toplam naftalinleri sınırlar.

Kirlilikler

a. Gum: Termal stabilite jet yakıtının çok önemli bir özelliğidir; peroksitler ve hidroperoksitler oluşumu, çözünür gumlar ve özellikle çözünmeyen maddeler jet yakıtının kritik özellikleridir.

b. Su: Jet yakıtlarında su üç şekilde bulunabilir; yakıtta çözünmüş halde, ayrı bir faz halinde (serbest su) ve yakıt-su emülsiyonu şeklinde. Yakıtta çözünmüş olarak bulunan su herhangi bir sorun yaratmaz, ancak serbest ve emülsiyon haldeki su potansiyel tehlikedir ve çok önemli zararlara yola açar.

Jet yakıtının su çözme kapasitesi çok düşüktür; çözünebilen suyun miktarı yakıtın aromatik bileşenler içeriğinin ve sıcaklığının artmasıyla artar. Örneğin gazyağı-tip bir jet yakıtı ortamda bulunabilecek sudan 21 ⁰C&#;de ppm kadar suyu çözerek suyla doygun duruma gelir; sıcaklığın artmasıyla bu değerler yükselirken, sıcaklığın düşmesi çözünmüş suyun bir kısmının serbest su halinde yakıttan ayrılmasına neden olur.

Jet yakıtı tamamen kuruysa, ortamda serbest su yoksa bile havadan su çeker; örneğin relatif nemi %50 olan havayla temas eden yakıt ppm kadar su çekebilir.

Serbest haldeki su yakıt fazının altında ayrı bir faz olarak ayrılır. Su fazının ayrıma hızı ve yakıt-su ara yüzeyinin keskinliği yakıttan suyun ayrılabilmesinin bir göstergesidir ve şartnamelerle belirlenmiştir. Ayrılan serbest su tanktan veya gerekli noktalardan çekilerek yakıt serbest sudan arındırılır. Yakıtta kalması halinde uçağın yüksek sıcaklıklarda karşılaşacağı düşük sıcaklıklarda donarak filtreleri tıkar, yakıt akışını bozar, korozyona neden olur ve sisteme önemli zararlar verir.

Emülsiyon, birbirinde çözünmeyen iki sıvının birbiri içinde çok küçük (çapları < mikrometre) damlacılar halinde dağılmasıyla oluşan homojen olmayan bir emülsiyonunda sürekli faz yakıttır. Suyun yoğunluğu yakıtın yoğunluğundan daha fazla olduğu halde su emülsiyondan ayrılıp faz oluşturamaz; nedeni su damlacıklarının yüzeyinde toplanan sörfaktan maddelerin su-hidrokarbon karışımını kararlı hale getirmesidir. Su polar bir bileşiktir, yakıt ise non-polardır. Yakıt içindeki bazı hidrokarbon molekülleri hem polar ve hem de non-polar gruplar içerir; bunlar polar uçlarıyla suyla, non-polar uçlarıyla da yakıt molekülleriyle etkileşir. Bu tür ikili özellikteki moleküllere sörfaktan denilir. Emülsiyonun kırılması ve suyun ayrılması için yakıta çok az miktarlarda demülsifiyer katkı maddeleri ilave edilmesi gerekir. (Bak. Katkı maddeleri-Sörfaktan)

Kararlılık

Kararlı bir yakıt özellikleri zamanla (depolama stabilitesi) ve sıcaklıkla (termal stabilite) değişmeyen yakıttır.

Jet yakıtının kararsızlığı, yakıt harmanındaki çok-kademeli kimyasal reaksiyonlardır; bunların bazıları oksidasyon reaksiyonlarıdır. İlk reaksiyon ürünleri hidroperoksitler ve peroksitlerdir; bu bileşikler yakıtta çözünmezler, yakıt sistemindeki bazı elastomerik malzemeyi etkileyerek bozar ve ömürlerini kısaltırlar. Diğer reaksiyonlarla çözünür gum ve çözünmeyen tanecikler meydana gelir; bunlar yakıt filtrelerinin tıkar, yakıt sisteminde birikintiler oluşturur ve akıt akış rejimini bozar.

Depolama Kararlılığı

Jet yakıtının depolanması süresinde genellikle önemli kararsızlık sorunlularıyla karşılaşılmaz; Çünkü depolanan yakıtı birkaç ay gibi kısa süre içinde tüketilir. Silahlı kuvvetler acil durumlar için daha uzun süreli depolama yaptıklarından askeri jet yakıtları için şartnamelerde depolama kararlılığı istenir.

Depolama stabilitesi yakıtın bileşimine bağlı bir özelliktir; kararsızlık reaksiyonları hızlıdır ve çevre sıcaklığının artmasıyla daha da hızlanır. Depolama süresi de dikkate alınarak ilave edilen antioksidanlarla yakıtın kararlılığı artırılır.

Termal Stabilite

Jet uçaklarında yakıt, aynı zamanda uçak ve motorda bir ısı değiştirici ortamı görevi yapar; motor yağı, hidrolik yağ ve uçağın havalandırma sisteminden çıkan ısıyı uzaklaştırır. Bu nedenle termal stabilite jet yakıtının en önemli özelliklerinden biridir. Isı transferi yapan yakıt ısınır; yakıtın ısınması ise gum ve katı taneciklerin oluşumuna, dolayısıyla çeşitli malzemeler üzerinde birikinti toplanmasına yol açan reaksiyonları hızlandırarak bu maddelerin miktarlarını problemler yaratır, bakım sürelerini kısaltır. Yakıtın depolama stabilitesini artıran antioksidanlar termal stabilite sorununu çözemez.

Yakıtın yüksek termal stabilite özelliklerinde olmamasından kaynaklanan olumsuzluklar yüzlerce veya binlerce saat uçuştan sonra ortaya çıkar. Zamanın çok uzun ve bu zaman içinde tüketilen yakıt miktarının çok fazla olması nedeniyle bu koşulları kapsayabilecek eşdeğer bir termal stabilite testi yoktur; ancak daha ağır şartlar altında yapılan özel motor testleriyle termal stabilite hakkında bir fikir edinilebilmektedir. (ASTM D )

Korozyon

Jet uçaklarında yakıt tanklarda dağıtım aşamalarında ve kullanım sırasında çeşitli metal malzemeyle temas eder. Yakıt tankları genellikle aluminyumdan yapılır, fakat yakıt sisteminde çelik ve diğer metallerden yapılmış malzemeler de vardır; ayrıca çeşitli sızdırmazlık veya kaplama malzemeleri ve elastomerik parçalar da bulunur. Bu tür tüm metalik ve organik menşeli malzemeye önceden jet yakıtıyla uyumluluk testleri yapıldıktan sonra kullanılabilir onayı verilir.

Jet yakalarında korozyona neden olan bileşikler organik asitler ve merkaptanlardır; şartnameler bu bileşiklerin miktarlarını maksimum değerlerle sınırlar. Bunlardan başka mikrobiyal çoğalma sırasında oluşan asidik yan-ürünler ve eser miktarlarda sodyum, potasyum ve diğer alkali metaller de )motorun türbin kısmında) korozyon yapıcı maddelerdir.

Temizlik

Yakıtın katı tanecikler (pas, kirlilikler, v.s.,) ve serbest su içermemelidir. Katı tanecikler filtreleri tıkar, pompanın aşınmasına neden olur. Su yanmayan bir bileşik olduğundan motorda yakıtın yanma düzenini bozar, yükseklerdeki düşük hava sıcaklıklarında donarak filtreleri tıkar, yakıt akışını bozar. Suyun diğer bir olumsuzluğu bazı metalleri korozyona uğratması ve mikroorganizmaların çoğalmasına yardımcı olmasıdır.

Mikrobiyal Çoğalma

Jet yakıtı üretildiğinde sterildir, fakat havada bulunan mikroorganizmalar tarafından kısa sürede kirlenebilir. Yakıtlardaki mikroorganizmalar bakteriler ve fungilerdir (yeasts ve molds). Bunlar çoğalarak katı kütlelere dönüşürler ve yakıt filtrelerini tıkarlar, ayrıca oluşan asidik yan-ürünler metal korozyonunu hızlandırır.

Mikroorganizmaların çoğu su ve gerekli besinlerin (yakıt ve fosfor) bulunduğu ortamlarda çoğalırlar. Jet yakıtlarında su ve fosfor miktarı kontrol altında tutularak mikrop üremesi ve çoğalması önlenir. Gerekli hallerde yakıta çok düşük seviyelerde biyosid katkı maddeleri ilave edilir.

Güvenlik

Jet yakıtları kolay tutuşan karışımlar olduğundan gerekli güvenlik koşulları altında taşınmalı, sıvının dökülmesine ve buharlarının havaya yayılmasına engel olunmalıdır. Havaya yayılan yakıt buharları yakıtın türüne göre belirli alt ve üst sınırlar içinde tehlike yaratır; gazyağı tipi jet yakıtları için bu sınırlar % - , wide-cut tipi jet yakıtları için % dır.

c. Katkı Maddeleri

Jet yakıtı katkı maddeleri çok çeşitlidir; metal deaktivatörler, buzlanma önleyiciler (anti-icing), oksidasyon inhibitörleri (antioksidanlar), elektrik iletkenlik katkıları, korozyon inhibitörleri, dispersanlar, yağlayıcılar, biyosidler, ısıl kararlılık (termal stabilite) katkı maddeleri, sızıntı saptayıcılardır (leak detection).

ÜRETİM

Jet yakıtlarının hammaddesi tümüyle hampetroldür. yılları arasında shale oilden de jet yakıtı üretilmiş ancak ekonomik olmaması nedeniyle vazgeçilmiştir. Son yıllarda Fischer-Tropsch sıvılaştırma prosesiyle sentetik jet yakıtı harmanlama fraksiyonları elde edilmektedir; bu proseslerin gelecekteki artan jet yakıtı talebine yardımcı bir kaynak olacağı düşünülmektedir.

Jet yakıtı üretiminde uygulanan temel rafineri prosesleri hampetrolden belirli fraksiyonların ayrıldığı distilasyon, istenmeyen bileşikler ve safsızlıkların uzaklaştırıldığı sweetening, hidrotreating ve klay işlemleme prosesleri ile hammaddenin moleküler yapısının değiştirildiği hidrokraking prosesleridir. Bu proseslerle ilgili genel açıklamalar Rafineri Prosesleri bölümünde verilmiştir. Burada jet yakıtlarına özgü proseslerle ilgili kısa bilgiler verildi.

a. Rafinasyon

Distilasyon

Distilasyon, bilindiği gibi, bir karışımdaki bileşiklerin kaynama noktalarına göre buharlaşıp tekrar yoğunlaşarak ayrılması esasına dayanan bir ayırma yöntemidir. Hampetrol hafif gazlardan, çok ağır hidrokarbon bileşiklere kadar binlerce bileşenin bir arada bulunduğu bir karışımdır. Bu karışımdan kaynama aralığı jet yakıtı (veya gazyağı) özelliğinde olan fraksiyon çekilir; buna &#;straight run (SR) jet yakıtı&#; denir.

Hampetrol atmosferik distilasyon kulesine beslenir, tepe ve ara kademelerden straight-run (SR) hafif ürünler, benzin, gazyağı, dizel ayrılır ve kolon dibi vakum distilasyonu kolonuna beslenir. Vakum distilasyonuyla çekilen ağır gaz oil FCC veya hidrokraker ünitelerinin hammaddesidir. Atmosferik distilasyon kolonunun aşağı kısımlarından çekilen ve jet yakıtından daha ağır olan atmosferik gaz gaz oil ile vakum distilasyon kolonundan çekilen vakum gaz oil, jet yakıtı üretilmek üzere daha sonraki hidrokraker prosesinde hammadde olarak kullanılır.

Vakum kalıntısından yararlanmak amacıyla kalıntı akım, bir parçalayıcıya veya  solvent ekstraksiyon ünitesine veya koklaştırıcı gibi bir dönüştürme ünitesine verilerek bir miktar daha yakıt elde edilir.

Şekil Modern bir rafineride jet yakıtı üretimi akım diyagram

Sweetening Prosesleri

Sweetening prosesleriyle jet yakıtındaki bazı korozif ve fena kokulu sülfürlü bileşikler (merkaptanlar), kimyasal yöntemlerle zararsız disülfürlere dönüştürerek uzaklaştırılır. Bu amaçla kullanılan birkaç sweetenig prosesi vardır. Geçmiş yıllarda uygulanan bir proses merkaptanların sodyum plumpit ve bakır klorür katalizörlüğünde disülfürlere dönüştürülmesidir.

Son yıllarda daha çok merkaptan oksidasyon reaksiyonu yöntemi uygulanmaktadır; bu proseste kobalt bazlı katalizörler kullanılır. Reaksiyonda oluşan disülfür bileşikleri ekstraksiyonla alınarak yakıtın toplam sülfür miktarı düşürülür.

Hidrotreating

Hidrotreating, olefinler ve aromatik hidrokarbonlar ile sülfürlü ve nitrojenli bileşik lerin uygun bir katalizörlü ortamda hidrojenle reaksiyona sokularak uzaklaştırılmasıdır. Reaksiyon işlenen hampetrole bağlı olarak jet yakıtında safsızlıkların tür ve derecelerine göre orta veya şiddetli koşullarda uygulanır. Doymamış hidrokarbonlar hidrojenle doymuş bileşiklere dönüştürülür. Sülfürlü bileşikler parçalanarak hidrojen sülfür halinde ortamdan uzaklaştırılır.

Klay (kil) İşlemleme

Jet yakıtlarında bulunan bazı polar bileşiklerin ayrılması için yakıt bir klay yatağından geçirilir. Bazı polar bileşikler, özellikle sörfaktan özelliğindeki olanlar klay yüzeyinde tutularak temizlenirler. Sweetening prosesinde oluşan sörfaktanlar klay işlemlemeyle uzaklaştırılır.

Bu proses rafineriler dışında, örneğin ara yakıt depolama terminallerinde veya hava alanı depolama birimlerinde de küçük çaplarda uygulanabilir.

Hidrokraking

Hammadde ağır vakum gaz oil, yüksek basınç atında hidrojen ve katalizörle reaksiyona sokularak parçalanır; karbon-karbon bağları kırılır, buralara hidrojen girer ve küçük moleküllü hidrokarbonlar meydana gelir. Reaksiyon koşullarında diğer bazı reaksiyonlar da oluşur; bazı aromatik halkalar hidrojenle doyar, sülfürlü ve nitrojenli bileşikler parçalanır. Hidrokraking prosesinden önemli miktarlarda gazyağı ve dizel yakıtı fraksiyonları alınır.

Harmanlama

Bir rafineride üretilen jet yakıtı tümüyle &#;straight run&#; fraksiyon olabileceği gibi, straight run, Hidroprosessing ve/veya hidrokraking işleminden geçirilmiş ürünlerin uygun oranlardaki karışımı olabilir. Karışıma az miktarda ağır benzin bileşenleri de ilave edilebilir. Düşük sülfürlü ham petrolden çekilen straight run gazyağı, merkaptanların ayrılması, klay veya hidrotreating gibi bazı işlemlerden geçirildikten sonra jet yakıtı olarak satılabilir.

Jet Yakıtı Dağıtım Zinciri

2. GAZYAĞI

Gazyağı ilk olarak yılında Kanada&#;da Abraham Gesner tarafından kömürden elde edildi ve Gaslight şirketi &#;de üretime başlayarak gazyağını dünyaya pazarlamaya başladı. yılında Polonyalı kimyagerler yeraltından sızan petrolden basit rafinasyon yöntemleriyle gazyağı elde etmeye başladılar.

Petrol endüstrisinin başlangıcından () yılına kadar rafinerilerin ürettiği temel ürün gaz lambaları ve ısıtma amaçlı tüketim nedeniyle gazyağı oldu. &#;ün başlarından itibaren evlerde ve iş yerlerinde elektrik kullanımının yaygınlaşmasıyla gazyağına talep azalmaya başladı.

Başlangıçta gaz lambalarında ve gazocağında yakıt olarak kullanılan gazyağı Yüzyılda ve 20 yüzyılın başlarında gazyağıyla çalışan mutfak tipi çeşitli ocakların yapılmasıyla çiftliklerin ve balıkçıların vazgeçilmez yakıtı oldu. Zamanımızda da taşınabilir ve sabit gaz sobalarında kullanılmaya devam edilmektedir. Ancak en önemli kullanın alanı jet yakıtları üretimidir; No.1 Dizel yakıtı ve ısıtma yağı olan No.1 fuel oil olarak da kullanılabilir.

Bunların dışındaki çeşitli kullanım alanları arasında az da olsa solvent, pestisidler üretimi, kalıp yağı (seramik endüstrisinde), asfalt kaplama, yağ-bazlı boyalar, tinerler ve vernikler sayılabilir. Ayrıca eğlence endüstrisinde açık mekanlarda sıklıkla kullanılan bir yakıttır; ancak yanma sonunda fena kokulu gaz ürünler oluştuğundan kapalı mekan gösterileri için uygun değildir.

BİLEŞİMİ, ÖZELLİKLERİ

Gazyağının bileşiminde %70&#;den fazla dallanmış ve düz zincirli parafinler ile naftenler bulunur; aromatik hidrokarbonlar, çoğunluğu alkil benzenler ve alkil naftalinler olmak üzere %25&#;in altındadır. Olefinlerin miktarı normal olarak %5&#;i geçmez. Tipik bir straight run gazyağının bileşimi, hidrokarbon tipi olarak (%hacimce), parafinler, naftenler ve aromatiklerden oluşur.

Gazyağı hampetrolün atmosferik distilasyonunda elde edilen ürünlerden C5-C25 karbon sayılı hidrokarbonlar içeren &#;Orta Distilatlar&#; sınıfına girer; az farklılıklarla gazyağı, stoddart solvent, bazı jet yakıtları, dizel yakıtı ve hafif fuel oilleri kapsar. Örneğin, dizel yakıtı No.1 ve gazyağının özellikleri gazyağının kaynama aralığının daha geniş olması dışında hemen hemen aynıdır, örneğin, jet yakıtlarından Jet A-1 %1 kadar katkı maddeleri içeren gazyağıdır.

Gazyağı genellikle C9-C16 karbonlu (orta distilatın hafifleri) hidrokarbonlar karışımıdır; kaynama aralığı ⁰C, yoğunluğu yaklaşık g/cm³dir. Orta distilatın ağırları gaz oiller, dizel No.2, fuel oil No.2,. 4 ve. 6&#;dır.(Şekil-3)

Şekil Benzin ve bazı orta distilat yakıtların kaynama aralıkları

Gazyağının ASTM D şartnamesine göre karşılaması gereken özellikler Tablo-5&#;de verilmiştir.

ELDE EDİLMESİ

Gazyağı hampetrolden doğrudan veya çeşitli prosesler aracılığıyla elde edilir.

&#;         Hampetrolün atmosferik basınçta distillenmesiyle

&#;         Rafineri akımlarına diğer bazı prosesler uygulanmasıyla. bunlar arasında katalitik reforming, alkilasyon, katalitik kraking ve hidroprosessing, gazyağı üretiminde de uygulanan dört temel prosestir

(Proses akım şeması &#;JET YAKITLARI&#; bölümünde verilmiştir.)

Elde edilen gazyağı üründe yanma özelliklerini bozan bazı safsızlıklar bulunur; özellikle aromatik bileşikler (benzen, v.s. gibi) ayrılması gereken önemli safsızlıklardır. Ham gazyağı kullanım amacına göre ürün şartnameleri doğrultusunda içerdiği sülfür, nitrojen, aromatik ve olefinik bileşiklerin giderilmesi için çeşitli ekstraksiyon işlemlerinden geçirilerek temizlenir. Ekstraksiyon prosesleri genellikle yüksek kulelerde yapılarak gazyağı ile solventin temas süresinin uzun olması sağlanır.

Tablo Gazyağının Özellikler (ASTM D )

İçindekiler:

1. Uçakta kullanılan yakıt türü nedir?
2. 1 litre uçak yakıtı ne kadar?
3. Uçak yakıtlarında kullanılan maden nedir?
4. Jet yakıtı neden yapılır?
5. Gemiler yakıt olarak ne kullanır?
6. Pillerin yapımında kullanılan maden nedir?
7. Cam temizlik ürünleri ve uçak yakıtlarında hangi maden kullanılır?
8. Jet yakıtı hammaddesi nedir?
9. Türkiye jet yakıtı üretiyor mu?
10. Bir gemi ne kadar yakıt alır?
11. Artık denizcilik yakıtı nedir?
12. Jet uçağı ne kadar yakıt yakar?
13. Helikopter ne kadar gider?

Uçakta kullanılan yakıt türü nedir?

1 litre uçak yakıtı ne kadar?

Uçak yakıtlarında kullanılan maden nedir?

Jet yakıtı neden yapılır?

Gemiler yakıt olarak ne kullanır?

Pillerin yapımında kullanılan maden nedir?

Cam temizlik ürünleri ve uçak yakıtlarında hangi maden kullanılır?

Jet yakıtı hammaddesi nedir?

Türkiye jet yakıtı üretiyor mu?

Bir gemi ne kadar yakıt alır?

Artık denizcilik yakıtı nedir?

Jet uçağı ne kadar yakıt yakar?

Helikopter ne kadar gider?

uçaklar gaz yağı ile çalışır. evet evet, doğru duydunuz; koca koca uçaklar yakıt olarak ninelerimizin/dedelerimizin aydınlatma amacıyla kullandığı gaz yağı kullanır.

gaz yağı olarak bilinen kerosen, türkçede lamba yağı, kömür yağı olarak bilinmektedir. bir diğer işlevi uçak yakıtı olarak kullanılmasıdır. petrol ürünlerinin içerisinde bulunan benzin, motorin gibi yakıtlarda bulunan parafin maddesi dizel araçlarda kullanıldığında düşük sıcaklık durumunda sıvı akışkanlığını dondurana kadar sıvılık özelliğini kaybeder. bundan dolayı uçak motorlarında dizel tarzı yakıt modeli kullanılmamaktadır. bilimden endüstriyel alanlara kadar kullanım alanı çok geniş bir maddedir.

havacılık sektörünün en çok kullanılan bileşenlerindendir. birçok alanda kullanıldığını belirtik ama en çok kullanılan sektör havacılık sektörüdür. benzin ile arasında herhangi bir karışıklığı önlemek için ülkeler gaz yağı rengini, benzinden farklı bir renkte kullanırlar. jet motorlu yolcu uçağı, kargo uçaklarının ana yakıt maddesi kerosendir. jet yakıtının ana maddesi olan hidrokarbonları içermesinden dolayı “uçak yakıtı” olarak adlandırılmıştır. jet yakıtları kalitesine, donma noktası gibi faktörlere göre 2’ye ayrılır bunlar jet a ve jet b’dir.

en küçük uçak tipinden en büyük çift motorlu jetlere kadar yakıt olarak çoğunlukla kerosen kullanılır. çoğunluk diyorum çünkü havacılık alanında kullanılan farklı yakıt türleri bulunmaktadır. bu yakıt miktarlarının kullanım oranı kerosene göre oldukça azdır.

kerosenin alt donma noktası oldukça düşüktür. bu özelliği kerosenin soğuk havalarda kullanışlı olmasını sağlıyor. kerosenin bir diğer özelliği, yüksek parlama noktasına sahip olmasıdır; bu ifade bir maddenin yanıp buhara dönüşme sıcaklığı için kullanılan bir deyimdir. kerosenin bu özelliği benzine göre daha yüksek güç ve beraberinde verimlilik sağlar. bu nedenlerden de anlayacağınız gibi benzinin kullanılmasındansa kerosen yakıtının kullanılması daha uygun olacaktır.

uçuşlarda bu yakıtı daha kullanışlı hale getiren bir diğer özellik, düşük bir viskoziteye sahip olmasıdır. nedir bu düşük viskozite? yakıt düşük viskoziteye sahipse eğer kalın ve yapışkan bir yapıya sahip olmadığını anlarız. viskozitenin yüksek olma durumunda uçakların motorlarını tıkayabilir ya da uçağın verimini azaltır. son olarak kerosen, benzine göre daha ucuz. tüm bu sebeplerden dolayı uçak yakıtı olarak benzin kullanmaktansa kerosen kullanılır.