AKSARAY ÜNİVERSİTESİ

Endüstriyel Atık Yağların Geri Dönüşüm Yöntemleri

Orhan Atakan Gürbüz

03.06.2015

Giriş ______________________________________________________________________ 3

Yağ Çeşitleri ve Tüketimi _____________________________________________________ 3

Endüstriyel Atık Yağların Genel Özellikleri _______________________________________ 5

Atık Yağlarla ilgili Tanımlar ________________________________________________________ 5

Atık Yağların Karakteristik Özellikleri _______________________________________________ 5

Atık Yağların Çevresel Etkileri _____________________________________________________ 6

Atık Yağların Sınıflandırılması _____________________________________________________ 7

Atık Yağların Geri Dönüşümü __________________________________________________ 8

Atık Yağların Ham Madde Olarak Geri Kazanılması ____________________________________ 9

Atık Yağların Geri Dönüşümünde Kullanılan Teknoloji Çeşitleri ___________________________________ 9

Atık Yağların Geri Dönüşümünde Kullanılan Bazı Özel Lisanslı Prosesler ___________________________ 11

Atık Yağların Ham Madde Olarak Geri Dönüşmesinde Kullanılan Teknolojilerinin Avantaj ve

Dezavantajları _________________________________________________________________ 13

Atık Yağların Enerji Olarak Geri Kazanımı ___________________________________________ 14

Kaynakça _________________________________________________________________ 15

Giriş Bu çalışmanın amacı endüstriyel yağlama amaçlı kullanılan ve kullanım ömrünü tamamlamış

yağların geri dönüşüm yöntemlerini incelemektir. Bu çalışmada öncelikle yağların oluşumu ve tüketim

miktarları ile atıl konuma gelmiş endüstriyel yağların tanımlanması, karakteristik özellikleri ve

çevresel etkileri incelenmiştir. Daha sonra atık yağların geri dönüşüm yöntemleri olan rejenerasyon,

yeniden rafinasyon teknikleri, akım şemaları, avantaj ve dezavantajları incelenmiştir. Sonuç olarak

diğer bir geri dönüşüm alternatifi olan atık yağların yakıt olarak yakılması incelenmiştir.

Yağ Çeşitleri ve Tüketimi Sanayide ve motorlarda kullanılan yağlar iki şekilde oluşur. Ham petrolün rafine edilmesi

sonucu mineral yağlar elde edilir. Bu mineral yağlar özel proseslere tabi tutularak baz yağların elde

edilmesi sağlanır. Baz yağlar elde edilecek madeni yağın kullanım alanı özelliklerine göre mineral yağa

ilave prosesler uygulanır. Örneğin baz yağdan elde edilecek motor yağı için mineral yağ nitrojen sülfür

gibi maddelerden ayrışması ve doymamış hidrokarbonların daha kararlı yapılara dönüştürülmesi

gerekir. Günümüzde baz yağlar sadece mineral esaslı (ham petrolün rafine edilmesi sonucu)

yağlardan oluşturulmamaktadır. Petrol fiyatlarının artması ve rafine edilmelerinin azalması sonucu

kimyasal sentez yöntemleriyle daha yüksek performanslı sentetik baz yağlar elde edilebilmektedir

(Madeni Yağ Ansiklopedisi). Şekil 1. Yağ oluşumunu özetlemektedir. Şekilde de görüldüğü gibi Madeni

atık yağlar üretim şekillerine göre sentetik yağlar ve madeni yağlar olmak üzere iki farklı şekildedir.

Ham petrolün rafine edildikten sonra çözücü ayrıştırma ve hidrokarbon işleme teknikleri ile elde

edilen mineral bazlı yağa genellikle belirli oranında katkı maddesi ilavesi sonucu madeni yağlar elde

edilir. Sentetik yağlar ise baz yağın laboratuar ortamların sentetik kimyasalların tepkimeleri sonucu

elde edilmesiyle oluşur. Örneğin ester yağları asit ve alkollerin kimyasal tepkimeleri sonucu elde edilir

(Basel Convention, 1995). Sentetik yağlar performans açısından mineral bazlı madeni yağlara göre

daha üstündür (S-Oil, 2011).

Şekil 1 Yağ Üretim Çeşitleri

Yağlar birçok farklı şekillerde sınıflandırılabilir. Baz yağlar Amerikan Petrol Enstitüsü (API)

tarafından kullanım yerlerine göre gruplandırılırlar. API ya göre I. Grup yağlar düşük performans

gerektiren işlemler için kullanılır. II. Grup baz yağlar ise yüksek performans gerektiren işlemlerde

kullanılır. III. Grup baz yağlar ise çok yüksek performans gerektiren işlemlerde kullanılmaktadır.

(Tayraş, 2012)

Yağlayıcı maddelerin genel sınıflandırılması, mineral yağların ham petrolden elde edilmesi

yöntemlerine ve viskozitelerine göre yapılır. Bu sınıflandırmaya göre 3 çeşit sıvı mineral yağ vardır.

Parafinik yağlar hidrokraking veya çözücü ayrışma sonucu elde edilir ve bu yağların viskoziteleri

yüksektir. Naftanik yağlar ham petrolün distilasyonu sonucu elde edilirler ve viskoziteleri düşüktür.

Parafinik yağların işlenmesi sonucu düşük viskoziteli aromatik yağlar plastik ve asfalt üretiminde ek

ürün olarak kullanılır. Sentetik yağların tanımı yukarda verilmiştir. Gresler ise yarı sıvı yağlayıcı

malzemelerdir ve yağların metalik kalıplar ve yüksek sıcaklıktaki suyla beraber emülsiyona

dönüştürülmesi sonucu elde edilir. Kullanım alanlarına göre yağlayıcı maddeler taşıt yağları (motor ve

dişli yağları), endüstriyel yağlar( hidrolik yağlar, proses yağları), deniz yağları ( gemilerde kullanılan

makine yağları) ve gresler olarak sıralanabilir (Kopeliovich, 2012) (PETDER) (Lubmarine).

Petrol Sanayi Derneği’nin 8 petrol şirketinin gönüllü olarak hazırladığı rapordan elde edilen

verilere göre Türkiye madeni yağ türlerine göre tüketim miktarları ve oranları Şekil 2. ‘de verilmiştir.

Şekil 2. ye göre 2015 yılının ilk 3 aylık periyodunda toplam tüketilen yağların yarısından fazlasını taşıt

yağları oluşturmaktadır. Bu 3 aylık periyota tüketilen toplam taşıt yağ miktarı yaklaşık 40.000 tondur.

Taşıt yağlarında en çok yağ kullanımı kullanım süresinin fazla olması nedeniyle ticari araçlarda

görülmektedir. Sanayi alanında ise en çok kullanılan yağ türü yaklaşık 50.000 ton olarak hidrolik

yağlardır. Oran olarak en az kullanılan yağ tipi gres ve deniz taşıtlarında kullanılan yağlardır.

Şekil 2 2015'in ilk çeyreğinde kullanım alanlarına göre tüketilen yağ miktarları (PETDER)

Endüstriyel Atık Yağların Genel Özellikleri

Atık Yağlarla ilgili Tanımlar Birleşik Devletler Çevre Ajansına (BDÇA) göre kullanılmış yağlar ile atık yağlar farklı iki

kavramdır. BDÇA' ya göre atık yağ bulaşma ve sızma sonucu yağın amacına göre kullanılmaz hale

gelmiş olması demektir. İşlenmemiş petrolün petrol varillerinden sızıp toprağa karışması bu atık

yağlara örnektir. Bu iki terim arasındaki belirleyici etmen yağ yada benzeri ürünün kullanılıp

kullanılmamasıdır. BDÇA' ya göre kullanılmış yağ ise fiziksel veya kimyasal işlemler için kullanılmış atıl

durumdaki yağlardır. Bu yağlar, polimer temelli başlangıç materyallerinden veya kömürden gelen

sentetik yağlar, motor yağları, kompresör yağları, endüstriyel hidrolik çözücüler, endüstriyel proses

yağları olarak listelenebilir (USEPA, 1996).

21.01.2004 tarih ve 25353 sayılı Atık Yağların Kontrolü Yönetmeliği'ne göre atık yağ:

"Kullanılmış taşıt yağları (benzinli motor, dizel motor, şanzıman ve diferansiyel, transmisyon, iki

zamanlı motor, hidrolik fren, antifriz, gres ve diğer özel taşıt yağları); endüstriyel yağları (hidrolik

sistem, türbin ve kompresör, kızak, açık-kapalı dişli, sirkülasyon, metal kesme ve işleme, metal çekme,

tekstil, ısıl işlem, ısı transfer, izolasyon ve koruyucu, pas ve korozyon, izolasyon, trafo, kalıp, buhar

silindir, pnömatik sistem koruyucu, gıda ve ilaç endüstrisi, genel amaçlı, kağıt makinesi, yatak ve diğer

özel endüstriyel yağları ve endüstriyel gresleri) ve özel müstahzarları (preparatları) (kalınlaştırıcı,

koruyucu, temizleyici ve benzeri)ve kontamine olmuş yağ ürünlerini" olarak tanımlanmaktadır (Atık

Yağların Kontrolu Yönetmeliği, 2004).

Atık yağ yönetmeliğine göre atık yağ terimi yukarda bahsi geçen BDÇA'nın belirlediği

kullanılmış yağ tarifine uymaktadır. Atık yağ uluslararası olarak daha genel bir kavram olup,

kullanılmış yağ terimi ise daha çok yasal düzenlemeler için tercih edilen terimdir. Bu çalışmada atık

yağlarla ilgili verilecek olan bilgiler, yönetmelikte tarifi yapılan atık yağ (endüstriyel amaçlı kullanılmış

yağ)tarifi esas alarak hazırlanmıştır.

Atık Yağların Karakteristik Özellikleri Kullanılmamış yağlar, tıpkı atık yağlar gibi tehlikeli kimyasal bileşikler içerebilirler. Kullanıma

hazır yağların kimyasal özellikleri bakımından en fazla hangi tip baz yağdan üretilmiş ise o baz yağın

karakteristik özelliklerini taşır. Kullanıma hazır motor ve endüstriyel yağlarda baz yağ oranları diğer

bileşenlere göre fazladır. Atıl durumda olmayan kullanıma hazır yağların içerisinde ayrıca metal

konsantrasyonları görülmektedir. Bu metallerin başında Br,Cd, Zn,ve kurşun gelmektedir (Casper,

Hallenbeck, & Brenniman, 2002). Şekil 3.'de kullanıma hazır motor yağının kimyasal içeriğinin yüzde

oranları verilmiştir. Deterjanlar, motor yağı gibi yağlayıcı amaçlı kullanılan yağlarda bulunabilirler.

Deterjanların temel görevi yağlarda katkı maddeleri olmalarıdır. Motordaki içten yanma sonucu

oluşan yanma asitlerini nötralize etmektedirler. Bir diğer görevleri de piston çemberinde oluşabilecek

kalıntıların birikmelerini engellerler (Chevron Oronite Company, 2015).

Şekil 3 Kullanıma Hazır Motor Yağı İçeriği Yüzde Oranları (Casper, Hallenbeck, & Brenniman, 2002)

Motor yağları zamanla kullanımı sırasında birçok madde bünyesine geçebilmektedir. Motor

bünyesinde bulunan Zn ve benzeri metaller, sürtünme etkisiyle yağın bünyesine geçebilirler. Motor

çalışması sırasında meydana gelen yüksek sıcaklıklar yağın bünyesinde bulunan hidrokarbon

zincilerinin okside olmasına ve poli-aromatik hidrokarbonların(PAH) yağın bünyesinde ortaya

çıkmasına neden olmaktadır.Kullanılmamış motor yağlarındaki PAH miktarları atık motor yağlarında

bulunan PAH miktarlarına göre ortalama yüz kat daha az bulunmaktadır. Hidrokarbonların bir kısmı

uçucudur fakat özellikle uzun zincirli hidrokarbonlar oksidasyon reaksiyonları sonucu çamur

oluşturabilirler. Atık motor yağları bünyesinde yanmamış benzin bileşikleri bulundurabilirler. Sülfür

yağın performansını artırmak için kullanılan deterjan türevlerinden kaynaklanmaktadır. Çevresel ve

ulaşımsal etkilere beraber atık motor yağlarında su muhtevası da görülebilmektedir. (Shaeiwitz, 1996)

Şekil 4 Kullanılmış Motor Yağı İçeriği (Shaeiwitz, 1996)

Atık Yağların Çevresel Etkileri Endüstriyel atık yağlar rafine edilmemiş yağlara göre çevreye birçok yönden daha zarar

verirler. Bunun en büyük nedeni atık yağların kulanım sırasında bazı metal ve kimyasal maddelerin

86%

1% 4%4%

5%

Kullanıma Hazır Motor Yağı İçeriği Yüzde Oranları

Baz Yağ

Deterjan Önleyici

Deterjan (Br, Cd sülfatlar)

Çok amaçlı katkı maddeleri

1%

5%9%

13%

13%

59%

Kullanılmış Motor Yağı İçeriğiYüzde Oranları

Sülfür

Benzin

Su

PAH

Çamur

Baz Yağ

yağın bünyesine geçmesidir. Kullanılmış atık yağların etkileri hem insan sağlığına hem de toprak ve su

ekosistemlerine etkileri görülmektedir (IETC, 2013).

Kullanılmış atık yağlara kullanıldığı proseslere göre oldukça çeşitli kirleticiler bünyelerine

geçebilir. Bu sebepten dolayı atık kullanılmış yağların pek azı saftır. Bu kirleticilerin başında iz

elementler, klorlu çözücüler, benzin, tam yanmanın oluşmadığından ortaya çıkan yan ürünler,

poliaromatik hidrokarbonlar (PAH) ve PCB'ler gelirler. Rafine edilerek ede edilen yağların çevreye

olan etkileri toksisite açısından daha etkilidir. Kullanılmış yağlar işlenmemiş yağlara göre suda daha

kolay çözünürler. Kullanılmış yağlar yumuşak dokulara daha kolay nüfuz edeler. Bundan dolayı

kullanılmış yağların çevresel etkileri çok yönlüdür. Yağın karakteristik özellikleriyle; mevsim, su

sıcaklığı ve coğrafi özelliklere göre kullanılmış yağların sağlık ve çevre üzerine etkileri çok çeşitli

olmaktadır. Solunum yoluyla atık yağ buharları solunum sistemlerine zarar verir. Atık yağların

yutulması halinde sindirim sistemi hasar görür. Ekolojik etkileri arasında ise;kullanılmış yağlar besin

maddelerin azalmasına neden olur. Üreme önemli ölçüde azalır. Kuş gibi tüylü hayvanların üzerine

bulaşan atık yağlar, bu tip canlıların özellikle vücut sıcaklıklarını olumsuz yönde etkiler. Kullanılmış

atık yağlar yer altı sularına karışması halinde yer altı suyunun kullanılmasını güçleştirir ve

temizlenmesi de oldukça maliyetlidir. Yüzey sularında kullanılmış yağların doğal yollardan giderim

süreleri atık yağ cinsine ve atık yağa bulaşmış ek atıkların türüne göre on yıla kadar yükselebilir.

(Nixon & Saphores)

Kullanılmış atık yağlara bulaşan maddelerin en önemli örneği motor yağlarında

görülmektedir. Motor yağlarında içerik olarak oldukça fazla PAH'lar ve Pb, Zn, Cu, Cd, Cr, Ni

elementleri bulunur. Bu metaller doğada bakteriyolojik faaliyetler yüzünden hızlı yayılabilirler. Motor

yağların kullanıldığı süre boyunca bünyelerinde PAHları biriktirilir. Kullanılmamış motor yağlarında

kullanılmış yağlara göre 600 kat daha fazla PAH bulunabilir. PAH doğada kansorolejen bir maddedir.

Motor yağlarının görevi motorun piston haznesinde bir film tabakası oluşturarak sürtünmeyi

azaltması ve motorun verimliliğini artırmaktır. Hidrokarbonlar ve katı maddelerinin haricinde motor

yağlarına içten yanma aşaması sırasında motor yağında bulunan baryum ve çinko gibi katkı maddeleri

yağın bünyesine geçebilir. Yine yanma sırasında motorun kaplamasında bulunan kurşun, arsenik,

nikel ve kadmiyum gibi yüksek toksisiteli metaller kullanılmış metaller yağın bünyesine geçer.

Alüminyum ve bakır gibi düşük toksisiteli birçok metalde ayrıca yağın bünyesindedir ama toksin

özellikleri az olduğu için önemsenmemektedir. (Denton, 2007)

Atık Yağların Sınıflandırılması Amerika Çevre Ajansı bir atığın kullanılmış yağ olabilmesi için üç ana kriter belirlemiştir.

Birinci kriterde yağın oluşumuna bakılır. Bu oluşum yağın rafine sonucu mu yoksa sentetik maddeler

sonucu mu elde edildiği belirlenir. Hayvansal yağlar ve bitkisel yağlar bu kriterden çıkartılmıştır. İkinci

kriterde ise yağın nerde ve nasıl kullanıldığına bakılır. Birikme ve sızma sonucu kullanılmamış yağların

atık halleri bu kriterden tanımlar kısmında açıklandığı gibi ayrı tutulur. Üçüncü kriterde ise atık yağın

kullanılmış atık yağ olabilmesi için muhakkak fiziksel veya kimyasal maddelerin bulaşmış olması

gerekir (USEPA, 1996).

Atık Yağların Kontrolü Yönetmeliği’nde ise atık yağlar içeriğinde bulunan ekotoksit parametrelere göre kategorilere ayrılmıştır. Bu kategoriler; PCB oranları, toplam halojenler ve arsenik, kadmiyum, krom, klorür, kurşun gibi ağır metallerdir. Tablo 1 atık yağ sınıflarını bulundurdukları kirleticilerin minimum değerlerine göre kategorilerini göstermektedir. Tablo 1’e göre 1. Kategori atık yağlarda rafinasyon ve rejenerasyon işlemleri olan geri dönüşüm işlemleri için

uygundur. Bu yağların lisanslı tesislerde enerji için yakılmaları uygundur. 2. Kategori atık yağlar sadece lisanslı tesislerde yakıt olarak kullanılabilirler. 3. Kategori atık yağlar ise rafinasyon işlemleri gerçekleştirilemez ve ekstra yakıt olarak kullanılması çevre ve insan sağlığına olumsuz etkiler doğuracağından tehlikeli atık sınıfına girerler ve dolayısıyla yakılarak imha edilmeleri gerekmektedir(Atık Yağların Kontrolu Yönetmeliği, 2004). 2. kategorideki bir atık yağ eğer klorür toplam halojen ve PCB sınır değerleri aşılmıyorsa bu tip yağların rejenerasyon ve rafinasyonuyla geri kazanılmaları mümkündür. 1. kategori atık yağlara makine yağlama yağları örnek olarak verilebilir. 2. kategori yağlar ise genellikle araç motor yağlarıdır (Çevre Online, 2007).

Tablo 1 Atık Yağ Kategorileri

Kirleticiler I.Kategori Atık Yağ) (II.Kategori Atık Yağ) (III.Kategori Atık Yağ)

Arsenik < 5 ppm Max. 5 ppm 5 ppm

Kadmiyum < 2 ppm Max. 2 ppm 2 ppm

Krom < 10 ppm Max. 10 ppm 10 ppm

Klorür Max. 200 ppm Max. 2000 ppm 2000 ppm

Kurşun < 100 ppm Max. 100 ppm 100 ppm

Toplam Halojenler Max. 200 ppm Max. 2000 ppm 2000 ppm

(PCB) Max. 10 ppm Max. 50 ppm 50 ppm

Parlama Noktası Min. 38 C Min. 38 C -

Atık Yağların Geri Dönüşümü Atık yağların geri dönüşümü organik muhtevası yüksek olan bu atık sorunun çözümü için

alternatif bir yöntemdir. Atık yağların yakılarak imha edilmesi ortaya çıkacak katı ve gaz fazındaki

kirleticiler doğuracağından geri dönüşüm yöntemleri hem ham maddenin korunması hem de

ekonomik ve enerji verimliliği açısından en avantajlı olan çevre yönetim şeklidir. Atık yağların uygun

bir şekilde geri kazanılması, hava, toprak ve su ekosistemlerine ekotoksin maddelerin bulaşmasının

önlenmesi açısından büyük önem taşır. Ayrıca, atık yağların geri kazanılması ile atık miktarı azaltılarak

atık yağda bulunan enerjinin tekrar kullanılmasına neden olur. (Özbey & Metin, 2011)

Geri dönüşüm atık yağların tekrar kazanılmasında kullanılan genel terimdir. Atık yağ geri

dönüşümde, tekrar işleme, yeniden değerlendirme ve yeniden rafine etme yöntemleri

bulunmaktadır. Tekrar işleme ve yeniden değerlendirme işlemleri atık yağda bulunan çözünmez

madde ve oksidant giderimi ile su ve katı maddelerin arıtımı işlemidir. Yeniden rafine etme ise ham

petrolün rafinasyon işlemine benzemektedir. Atık yağ tekrar baz yağ haline dönüştürülerek işlenir

(Basel Convention, 1995). Atık yağ geri dönüşümü atık yağın kullanım amacına göre de

sınıflandırılabilmektedir. Buna göre atık yağların ham madde olarak geri kazanımı ve enerji için

yakıtlara ilave edilerek kullanılması olarak sınıflandırılabilir. (Özbey & Metin, 2011)

Şekil 5. Atık yağ geri dönüşüm sisteminin şematik özetini göstermektedir. Buna göre uygun

şekilde toplanıp taşınan atık yağlar lisanslı atık yağ rejenerasyon tesislerine getirilerek yeniden

rafinasyon işlemi yapılmaktadır. Atık yağların yeniden rafinasyonu ile atık yağ tekrar baz yağ haline

gelir ve kullanım alanlarına göre motor yağı, vites yağı yada hidrolik yağlar baz yağların tekrar

formülize edilmesi sonucu üretilebilmektedir. Geri dönüşüm prosesinde geri dönüşümü mümkün

olmayan atıklar meydana gelir. Bu atıklar yakma, depolama veya diğer petrol ürünlerine katkı

maddesi olarak kullanılabilirler (United Nations Environment Programme, 2012).

Şekil 5 Atık Yağ Geri Dönüşüm Sistemi (United Nations Environment Programme, 2012)

Atık Yağların Ham Madde Olarak Geri Kazanılması Atık Yağların Kontrolü Yönetmeliği’ne göre atık yağların parametlerinin I. Kategoriye göre

sınıflandırılabilen yağların rejenerasyon ve rafinasyon işlemlerine tabi tutulmaları gerekmektedir. Bu

işlemler katı maddeleri ve suyu ayırmak için bekletme, asit ilavesi ile zift ve gres gibi yan ürünlerin

giderilmesi, baz ilavesi ile pH seviyesini yükseltme, yıkama, solvent ekstrasyonu yada vakum

distilasyonu ile nem ve uçucu yağları giderme, kil ile ağartma ve renk iyileştirmek için hidrojenasyon

olarak sıralanabilir. Atık yağların ham madde olarak geri kazanma teknikleri genel ve özel olarak 2

gruba ayrılmaktadır (United Nations Environment Programme, 2012).

Atık Yağların Geri Dönüşümünde Kullanılan Teknoloji Çeşitleri

A. Asit Kil Yöntemi

En yaygın kullanılan ve genellikle eski tip rafinelerde uygulanılan yöntemdir. Atık yağa sülfürik

asit eklenerek atık yağda bulunan kontamine metaller sülfat bileşikleri olaraktan yağdan uzaklaştırılır.

Bu aşama asit kil yönteminin asitleme aşamasıdır. Kille işlem aşamasında asidik atık yağ kille temas

ettirilerek asitliği nötürleştirilir ve ayrıca kilin absorbant özelliği ile renk ve koku giderimi de sağlanmış

olur. Şekil 6.’da bu metodun proses akım şeması verilmiştir (Özbey & Metin, 2011).

Şekil 6 Asit Kil Yöntemi Akım Şeması (PETDER, 2012)

B. Vakum Damıtma/İnce Film Buharlaştırma Teknolojileri

Atık yağlar ilerleyen proses aşamalarında korozyona neden olabilecek maddelerinden

ayrıştırılmak için ön arıtım uygulanır. Ön arıtılmış atık yağ hafif hidrokarbonların ve suyun giderimi için

damıtma uygulanır. Susuzlaştırılmış atık yağ daha sonra yüksek vakum damıtma işlemine ve ince film

buharlaştırıcısına alınır. Bu aşamada atık yağdan dizel yakıtı ayrışır ve katkı maddeleri ile kalıntı

metaller asfalt akımına geçer. Damıtılmış yağ yüksek sıcaklık ve basınçta hidrojen gazı ve katalizör ile

reaksiyona sokularak azot, sülfür ve oksijenlenmiş organik bileşiklerin giderimi sağlanır. Elde edilen

üründen fraksiyonlama ile baz yağlar, yağın motor, endüstriyel veya hidrolik yağı olarak kullanımın

alanlarına göre elde edilebilir (Şekil 7.) (United Nations Environment Programme, 2012).

Şekil 7. Vakum Damıtma/Buharlaştırma Yöntemi Genel Akım Şeması (United Nations Environment Programme, 2012)

C. Hidrojenasyon Temelli Teknolojiler

Katı maddelerinden filtreleme yöntemi ile ayrılmış atık yağlar öncelikle basınçlı karıştırma

haznelerinde sıcak hidrojen gazı ile karıştırılır. Daha sonra sıcak karışım flaş ayırıcıya alınır. Flaş

ayrıştırıcı alt bölmesinde sıvı kısmı birikir ve atık yağda bulunan kalıntı maddeler sıyırıcı ile sıyrılır.

Daha sonra ürün yüksek sıcaklık ve katalizörlerle reaktöre alınır. Yüksek basınçlı soğuk ve sıcak

ayrıştırıcılarda atık yağ azot, klor, sülfür ve oksitlenmiş organik madde giderimi sağlanır. Son ürün

olarak elde edilen hidrokarbon iyileştirilmiş renk gibi gelişmiş kimyasal özelliklere sahip olup farklı

viskozitelerdeki yağ türevleri franksiyonlama ile elde edilebilir. Şekil 8 bu prosesin genel akım

şemasını göstermektedir (United Nations Environment Programme, 2012).

Şekil 8 Hidrojenasyon Temelli Teknolojilerin Genel Akım Şeması (United Nations Environment Programme, 2012)

D. Ekstrasyon Temelli Teknolojiler

Diğer rafinasyon tekniklerine göre daha yenilikçi ve güncel bir tekniktir. Ekstrasyon işleminin

çözücüler ile sağlanması, yağın ayrılması, atmosferik damıtma, vakum damıtması ve kil ile filtreleme

işlemlerinden oluşan ekstrasyon temelli teknolojilerin en önemli özelliği kimyasal ön arıtım yerine

ham petrolde bulunan bir hidrokarbon olan propan ekstrasyonu kullanılmasıdır. Bir diğer önemli

özelliği ise bu metotun başlangıç aşamalarının oda sıcaklığı koşullarında bile uygulanabilinmesidir.

Atık yağlar ilk aşamada potasyum hidroksit gibi basit çözeltilerle ön arıtımı gerçekleştirilmektedir.

Karışım daha sonra hidrokarbon seçiciliği yüksek olan propan çözücüsü ile karıştırılır. Karışım daha

sonra iki aşamalı ektrasyon ünitelerine alınır. Birinci aşamada karışımda bulunan katı ve sıvı maddeler

birbirinden ayrılır. Katı maddeler asfalt kalıntısı olarak ayrılır. İkinci aşamada karışımda bulunan

propan ısıl ayrıştırıcılar ve flaş ayrıştırıcısı ile ayrılır. Ayrılan propan su ile soğutularak tekrar sisteme

geri kazandırılır. Dizel türü yakıt elde edilmesi veya fraksiyon işlemi için ayrılan yağ vakum damıtma

uygulanabileceği gibi son aşama olarak kil ile filtreleme veya hidrojenleme bitirme yöntemi olarak

kullanılabilir (United Nations Environment Programme, 2012).

Atık Yağların Geri Dönüşümünde Kullanılan Bazı Özel Lisanslı Prosesler

Yukarda açıklanan genel yöntemlerden başka şirketlerin ya da araştırmacıların kendi

geliştirdikleri geri dönüşüm teknikleri de mevcuttur. Bu yöntemlerin sayısı oldukça fazla olmakla

birlikte, bir kısmı ticari olarak elde edilebilmektedir. Sadece labaratuar ölçeğinde geliştirilen

tekniklerin bulunduğu gibi artık kullanılmayan tekniklere de literatür taramalarında rastlanmıştır.

Birleşmiş Milletler Çevre Programı özel metotlar olarak 21 adet proses belirlemiştir. Bu çalışmada

literatürde en rastlanan ve ticari olarak piyasada bulunabilecek özel metotlar hakkında bilgiler

verilecektir.

A. Chemicals Engineering Partners (CEP) Prosesi (Mohawk Teknolojisi)

CEP atık yağların yeniden rafine edilmesi için yeni teknikler üreten bir kuruluştur. Dünyanın

farklı şehirlerinde bu kuruluşun geliştirdiği bu tekniğin uygulamaları görülmektedir (Özbey & Metin,

2011). Şekil 9. Bu tekniğin akım şemasını göstermektedir. Bu teknik temel olarak 4 farklı aşamadan

oluşur. 1. aşamada atık yağ kirletici miktarının analiz sonuçlarına göre azaltılması gerekmektedir.

Ayrıca bu ön arıtım proseste kullanılacak katalizör ile kirleticilerin tepkimeye girmemeleri için

önemlidir. 2. aşama ise film buharlaştırma işlemidir. Bu aşamada yüksek sıcaklıklarda ısıtılan atık yağ

buharlaşır ve asfalt artıkları sistemden ayrıştırılır. 3. aşamada ise diğer tekniklerden farklı olarak

hidrojenleme işlemi sıralanmış reaktörlerde gerçekleştirilir ve API standartlarına göre II. Grup baz

yağlar elde edilebilmektedir. Son aşamada vakum damıtma kullanılarak farklı viskozitelerde yağ

grupları elde edilebilir (PETDER, 2012).

Şekil 9 CEP Prosesi Akım Şeması (PETDER, 2012)

B. Avista Oil Solvent Ekstrasyon Prosesi

AvistaOil kuruluşunun Vaxon firmasından aldığı lisansı geliştirerek elde ettiği patentli

prosestir. Atık yağların giderilmesinde diğer rafinasyon tekniklerinden farklı olarak bu proses

Geliştirilmiş Seçici Arıtma (patenti firmanın kendisine aittir) yöntemi kullanılır. Bu sistem özet olarak

ön flaş ve kimyasal ayrışmalardan gelen ürün solvent ayrışma haznesine alt kısımdan verilir. Haznenin

üst kısmından ise çeşitli polar çözücüler eklenir. Ürün kolon içersinde yükselirken polar solvent ile

sıvı-sıvı ekstrasyon sayesinde atık yağda bulunana poliaromatik ve heteratomik bileşiklerin ayrışması

sağlanmış olur. Bu teknikle elde edilen yağ API standartlarına göre I. Grup baz yağdır. (Tayraş, 2012)

Şekil 10 Avista Oil Solvent Ekstrasyon Prosesi (Tayraş, 2012)

C. Purable Hylube Prosesi

Purable kuruluşunun 1995 yılında geliştirdiği kesintisiz atık yağ rafinasyon prosesidir. Bu

proses 3 temel aşamadan oluşur. İlk aşamada atık yağ ön işleme tabi tutulur. Bu ön işlemde atık yağ

filtrelenir ve hidrojen gazı ile karıştırılarak flaş ayrıcısında gaz fazına geçiş yapar. Katı bileşikler asfalt

türevleri olarak sitemden ayrışır. İkinci aşama ise katalitik hidro işlemdir. Bu aşamada ürün seri

hidroreaktörlere alınır. Katalizör yardımıyla hidrojenleme işlemi (doyurma) ürüne uygulanır ve önemli

ölçüde kükürt atık yağdan giderilmiş olur. Son aşamada ise vakum damıtma ile endüstriyel kalitede

istenilen ürün atık yağdan geri dönüştürülmüş olur. Bunun yanı sıra nafta, gaz yağı, gaz yakıtlarda yan

ürün olarak elde edilir. Bu ürünlerin eldesi ile yüksek olan işletme maliyeti düşürülmeye çalışılır

(Tayraş, 2012).

Şekil 11. Purable Hylube Prosesi Akım Şeması (Tayraş, 2012)

Atık Yağların Ham Madde Olarak Geri Dönüşmesinde Kullanılan

Teknolojilerinin Avantaj ve Dezavantajları Asit Kil metodu Dünyada en çok kullanılan atık yağ geri dönüşüm metodudur. Bu proses

düşük işletme maliyeti, proseslerin kolay ve az karmaşık olması bakımından oldukça tercih edilir.

Kullanılmış atık yağların geri dönüşümünün yapıldığı ilk rejenerasyon sistemidir. Bu prosesin en

önemli avantajı düşük maliyet ve kolay işletmedir. Fakat dezavantajları avantajlarına göre oldukça

fazladır. Çevresel etki açısından güvensiz bir prosestir. Ürün olarak genellikle API standartlarına göre

düşük performanslar için baz yağ eldesi sağlanır. İkinci önemli dezavantajı ise çok fazla sayıda atık

yağın rejenerasyonunu yapamamasıdır. Üçüncü önemli dezavantajı prosesin kullanımı sonucu ortaya

çıkan atıklardır. Bu atıkların en başında kontamine olmuş kil gelmektedir. Bu asidik çamurun

bünyesinde PAHlar ve sülfür bileşikleri bulunmaktadır ve tam anlamıyla bu prosesin PAH ve sülfür

arıttığı söylenemez. Proseste kullanılan suyun daha sonradan tekrar arıtılması gerekmektedir (F. Dalla

Giovanna, 2003).

Termal hidrojenasyon ile asfalt giderimi prosesi ise yüksek verimli olduğundan avantajlıdır.

PCB, klor ve sülfür giderimi açısından kullanılabilir. Baz yağ sınıfı II. Gruptur. Fakat, işletim koşulları

proses yüksek basınç ve sıcaklık gerektirdiğinden zordur ve yatırım maliyeti yüksektir. Sürekli hidrojen

kullanımı gerektirir ve hidrojen sülfit ve hidrojen kloride gibi yan ürünlerin oluşumu görülür (Özbey &

Metin, 2011).

Vakum damıtma ve film buharlaştırma ile atık yağ geri dönüşümü özel teknolojik

sınıflandırma adıyla Mohawk Teknolojisinin en önemli avantajı çok farklı atık yağ türlerini rafine

ederek iyi kalite yağ rejenerasyonu sağlamaktadır. Ayrıca buharlaşma sonucu ayrışan asfalt türevleri

yapı malzemesi olarak kullanılabilmektedir (F. Dalla Giovanna, 2003).

Solvent Ekstrasyon yöntemi atık yağ geri dönüşüm teknolojileri arasına en avantajlı olan

teknoloji çeşididir. API II. Grup baz yağ üretimi bu prosesle sağlanabilmektedir. PAH bileşenleri

tamamen giderilir. Sentetik baz yağ bileşenleri proses sırasında ve sonunda tamamen korunmuş olur.

Atık giderim maliyeti ve yatırım maliyeti düşüktür. Dezavantajı ise bu proses sonucu elde edilen ürün

ham madde olarak kullanılan atık yağın karakteristik özelliklerine göre farklılık göstermektedir. Ayrıca

atık yağın karakteristik özellikleri kullanılacak solvent miktarında belirleyici rol oynar (PETDER, 2012).

Atık Yağların Enerji Olarak Geri Kazanımı Atık yağlar bir diğer geri dönüşüm yöntemi de ilave yakıt olarak değerlendirilebilmesidir. Atık

yağların muhtevasında bulunan enerjinin tekrar kullanılabilirliği atık yağları alternatif yakıt konumuna

getirip değerlerini artırır. Yakıtların kalorifik değerlerinde bakıldığında 1 kg atık yağdan 9.600 kcal'lik

enerji elde edilebilmektedir. Bu değer 1 kg fuel oilin kalorifik değeriyle aynıdır. Hatta linyit

kömürünün kalorifik değerinden de 5.000 kcal daha fazladır (Özbey & Metin, 2011).

Atık Yağların Kontrollü Yönetmeliğinde 2. Kategori atık yağlar ile 1. Kategori atık yağların

rejenerasyon ve rafinasyon işlemleri sonucunda istenilen kalite standartlarına ulaşılamaması

durumda ilave yakıt olarak kullanılabilmektedirler. 3. Kategori atık yağlara ise herhangi bir geri

dönüşüm prosesine tabi tutulamaz (Atık Yağların Kontrolu Yönetmeliği, 2004).

Atık yağların yakıt olarak yakılması sırasında içeriğinde bulunan kontaminantlar yanma

olayına herhangi bir olumsuz etki oluşturmamaktadırlar. Ayrıca yakma ekipmanında biyodizel

yakıtların aksine herhangi bir modifikasyon gerekmektedir. Atık yağların direk ikincil yakıt olarak

kullanılması çevre ve ekosistem açısından uygun olmayabilmektedir. Bu nedenle atık yağda bulunan

katı maddeler ve suyun ön arıtımından sonra yakıt olarak kullanılması uygundur. çimento fabrikaları,

alçı fabrikaları, kireç fabrikaları, kil kurutma fırınları, demir-çelik yüksek fırınları, enerji santralleri ile

atık yakma tesislerinde mevcut yakıta ilave yakıt olarak kullanılabilir (Basel Convention, 1995).

Yukarıdaki geri dönüşüm tekniklerinden farklı olarak atık yağlar fuel oil içine karıştırılarak da

kullanılabilir fakat bunun için atık yağın belirli viskozite sınır değerlerinde bulunması gerekmektedir.

Atık yağ ağır tekrar işleme prosesleriyle türevleriyle benzer emisyon yayan petrol yakıtlarına

dönüşmeleri sağlanabilir. Bu "ağır" prosesler sırasıyla; atık yağdaki suyu ayırmak için flaş ayrıştırıcı,

gaz yağını ayırmak için hafif vakumlu damıtma ve sedimentler ve ağır metalleri ayrıştırmak için yüksek

vakum damıtma sistemleridir (F. Dalla Giovanna, 2003).

Kaynakça TAYRAŞ (2012). Haziran 3, 2015 tarihinde Tayraş: http://www.tayras.com/icerik/sikca-sorulan-

sorular/15/tr_ adresinden alındı

Atık Yağların Kontrolu Yönetmeliği, 25353 sayı (Ocak 21, 2004).

Basel Convention. (1995). Technical Guidelines on Used Oil Re-refining or Other Re-uses of Previously

Used Oil. Cenevre: UNEP.

Casper, D. S., Hallenbeck, H. W., & Brenniman, R. G. (2002). Other Special Wastes; Used Oil. G.

Tchobanoglous, & F. Kreith içinde, Handbook of Solid Waste Management (s. 11.17). Boulder,

Colorado: McGraw-Hill.

Chevron Oronite Company. (2015). Haziran 2, 2015 tarihinde Detergents:

https://www.oronite.com/products/detergents.asp adresinden alındı

Cevre Online. (2007). Haziran 3, 2015 tarihinde Atık Yağların Sınıflandırılması:

http://cevreonline.com/atik2/atikyag_snf.htm adresinden alındı

Denton, E. J. (2007, Nisan). A REVIEW OF THE POTENTIAL HUMAN AND ENVIRONMENTAL HEALTH

IMPACTS OF SYNTHETIC MOTOR OILS. Mayıs 14, 2015 tarihinde California Environmental

Protection Agency: http://oehha.ca.gov/ adresinden alındı

F. Dalla Giovanna, O. K. (2003). Compendium of Used Oil Regeneration Technologies.

INTERNATIONAL CENTRE FOR SCIENCEAND HIGH TECHNOLOGY , 52.

IETC, U. (2013, Mayıs 13). Policy Brief on Waste Oil. Mayıs 14, 2015 tarihinde UNEP:

www.unep.org/ietc/.../10052013_Waste%20Oils%20Policy%20brief.pdf adresinden alındı

Kopeliovich, D. (2012, Haziran 6). Classification of Lubricants . Haziran 2, 2015 tarihinde Substances &

Technologies:

http://www.substech.com/dokuwiki/doku.php?id=classification_of_lubricants#general_classi

fication_of_lubricants adresinden alındı

Lubmarine. (tarih yok). Haziran 2, 2015 tarihinde Lubmarine-Prodcut Range:

http://www.lubmarine.com/home/products-lubmarine.html adresinden alındı

Madeni Yağ Ansiklopedisi. (tarih yok). Haziran 1, 2015 tarihinde Solver Kimya:

http://www.solverkimya.com/site/makaleler/madeni-yag-makaleleri/madeni-yag-

ansiklopedisi-solver-kimya.html adresinden alındı

Nixon, H., & Saphores, J.-D. (tarih yok). Used Oil Policies to Protect the Environment: An Overview of

Canadian Experiences. Mayıs 5, 2015 tarihinde University of California Transportation Center:

www.uctc.net/papers/666.pdf adresinden alındı

Özbey, A., & Metin, E. (2011). Madeni Yağlar. Bursa: Ekin Yayınevi.

PETDER. (tarih yok). Haziran 2, 2015 tarihinde PETDER Sektörel İstatistikler:

http://www.petder.org.tr/sektorel-istatistikler adresinden alındı

PETDER. (2012). Atık Madeni Yağ Rafinasyonu İçin En Uygun Teknoloji Seçimi. Haziran 3, 2015

tarihinde http://www.petder.org.tr/petder-atik-madeni-yag-rafinasyonu-icin-en-uygun-

teknoloji-secimi-projesini-sonuclandirdi-hellip adresinden alındı

Shaeiwitz, J. A. (1996). Recycling of Used Motor Oil . Haziran 2, 2015 tarihinde Benjamin M. Statler

College of Engineering and Mineral Resources:

http://www.che.cemr.wvu.edu/publications/projects/large_proj/motor%20oil%20recycling.p

df adresinden alındı

S-Oil. (2011). Haziran 2, 2015 tarihinde Basics of Lube Oil: https://www.s-

oil.com/siteEng/business/lube/basic.asp adresinden alındı

United Nations Environment Programme. (2012, Kasım). Haziran 3, 2015 tarihinde Compendium of

Recycling and Destruction Technologies for Waste Oils:

http://www.unep.org/ietc/InformationResources/Publications/WasteOilsRecyclingDestructio

nCompendium/tabid/106700/Default.aspx adresinden alındı

USEPA. (1996, Kasım). Managing Used Oil Advice for Small Businesses. Mayıs 13, 2015 tarihinde

http://www.epa.gov/osw/conserve/materials/usedoil/usedoil.htm adresinden alındı