Petrol Rafinerileri ve Rafinaj Süreci
Petrol rafinerisi, ham petrolü benzin, dizel, jet yakıtı ve fuel oile çeviren tesistir. Sözlük karşılığı arıtımevidir. Petrolün damıtma, dönüştürme ve arıtma aşamaları, ürün verimleri ve Türkiye'deki rafineriler.
Petrol rafinerisi, ham petrolü kaynama noktalarına göre ayıran ve ayrılan kesirleri benzin, dizel, jet yakıtı, fuel oil, LPG, asfalt ve petrokimya hammaddesine dönüştüren sanayi tesisidir. Rafineri sözü Fransızca raffinerie'den gelir, Türkçe sözlükteki karşılığı arıtımevidir.[13] Petrol burada üç aşamada işlenir: damıtma ile ayırma, kraking gibi işlemlerle dönüştürme ve kükürt giderme gibi işlemlerle arıtma. Dünyanın en büyük rafinerisi Hindistan'daki Jamnagar'dır. Türkiye'de Tüpraş'ın toplam kapasitesi yılda 30 milyon ton, Aliağa'daki STAR rafinerisinin kapasitesi 10 milyon tondur.[1][2][3]
Ön İşlem ve Damıtma
Ham petrol önce tuzdan arındırılır (desalter). Tuz, sonraki ünitelerde korozyon ve katalizör zehirlenmesine yol açtığı için bu adım zorunludur.[1] Ardından petrol fırında yaklaşık 400 °C'ye ısıtılır ve atmosferik damıtma kulesine verilir.[4] Kule içinde alttan üste doğru sıcaklık düşer. Buhar yükselirken yoğuşur, hafif bileşenler tepeye kadar çıkar, ağır bileşenler alt tepsilerde kalır. Tepeye geri verilen yoğuşmuş sıvı (reflü) ayrımı iyileştirir.[5]
| Kesir | Tipik kaynama aralığı | Başlıca kullanım |
|---|---|---|
| Rafineri gazı ve LPG | Yaklaşık 30 °C altı | Yakıt, petrokimya |
| Nafta | Yaklaşık 30 ile 180 °C | Benzin harmanı, petrokimya |
| Gazyağı | Yaklaşık 150 ile 250 °C | Jet yakıtı |
| Gas oil (dizel) | Yaklaşık 250 ile 370 °C | Dizel, gemi yakıtı |
| Atmosferik kalıntı | Yaklaşık 370 °C üzeri | Vakum kulesine beslenir |
Değerler tipik aralıklardır. Kesim noktalarını her rafineri kendi ürün hedefine göre ayarlar ve kesirler kısmen örtüşebilir.
Atmosferik kalıntı daha fazla ısıtılırsa ısıl olarak parçalanmaya başlar. Bu nedenle atmosfer basıncının çok altında çalışan vakum kulesine gönderilir. Düşük basınç kaynama noktalarını indirir ve bozunma olmadan ayrım yapılmasını sağlar.[1] Vakum kulesinden vakum gas oil (VGO) ile ham petrolün en ağır bölümü olan vakum kalıntısı çıkar.
Dönüşüm ve Arıtma Üniteleri
Damıtma, ham petrolde var olan molekülleri yalnız ayırır. Oysa pazar, ham petrolün doğal olarak verdiğinden daha fazla hafif ve orta ürün talep eder. Dönüşüm üniteleri bu farkı kapatır.[1]
| Ünite | İşlem | Sonuç |
|---|---|---|
| Katalitik kraking (FCC) | Ağır kesirleri katalizörle parçalar | Benzin ve hafif olefin gazları |
| Hidrokraking | Hidrojen altında parçalar | Temiz orta distilat, baz yağ hammaddesi |
| Koklaştırma (coker) | Kalıntıyı ısıl olarak parçalar | Gaz, nafta, gas oil ve petrol koku |
| Visbreaking | Isıl kraking | Kalıntının viskozitesini düşürür |
| Katalitik reforming | Naftanın molekül yapısını değiştirir | Yüksek oktanlı reformat ve hidrojen |
| Alkilasyon ve izomerizasyon | Molekülleri birleştirir ya da dallandırır | Yüksek oktanlı benzin bileşenleri |
| Hidrodesülfürizasyon | Katalizörle kükürt giderir | Düşük kükürtlü yakıt |
| Amin ve Claus üniteleri | H₂S gazını tutar, elementel kükürde çevirir | Satılabilir kükürt |
Hangi ünitenin kurulacağı ürün pazarına ve işlenecek ham petrole bağlıdır. Benzin talebi yüksek pazarlarda FCC öne çıkar, dizel ve jet talebinin ağır bastığı pazarlarda hidrokraking daha uygundur. Tüpraş'ın 2015'te tamamlanan Fuel Oil Dönüşüm Tesisi bu mantığa örnektir. Yaklaşık 2,4 milyon ton vakum kalıntısını koklaştırma ve hidrojenli işlemlerle dizel, benzin ve LPG'ye çevirir.[2]
Ürün Verimi
Bir rafinerinin ne ürettiği, kurulu ünitelerine ve işlediği ham petrole bağlıdır. Aşağıdaki iki örnek bu farkı gösterir.
| Ürün grubu | ABD rafinerileri, 2023 | Tüpraş, 2026 sunumu |
|---|---|---|
| LPG ve hidrokarbon gaz sıvıları | %3,5 | %3,5 |
| Benzin ve nafta | %44,9 | %22,0 |
| Jet yakıtı | %9,9 | %16,5 |
| Dizel ve damıtılmış yakıt | %27,9 | %33,9 |
| Bitüm ve fuel oil | %3,5 | %19,9 |
Kaynak: EIA verilerinden hesaplanmıştır (hacim esasıyla) ve Tüpraş yatırımcı sunumu.[2][6] Bazı ürünler tabloya alınmadığından sütunlar 100'e tamamlanmaz. Ölçü esasları farklı olabileceği için karşılaştırma yaklaşıktır.
Tablodan iki sonuç çıkar. ABD sistemi benzine, Türkiye sistemi ise orta distilata yönelmiştir. Kalıntı tarafındaki fark da belirgindir: ABD rafinerilerinde bitüm ve fuel oil payı küçüktür. Bu pay büyüdükçe, gemilere satılabilir fuel oil miktarı da artar.
Rafineri Marjı
Rafinerinin kazancı, ham petrol ile ürünler arasındaki fiyat farkına dayanır. Basit gösterge olarak 3-2-1 kraking marjı kullanılır: 3 varil ham petrolden 2 varil benzin ve 1 varil orta distilat üretildiği varsayılır. Varsayımsal fiyatlarla ham petrol 70, benzin 90, dizel 100 dolar olsun. Marj (2 × 90 + 100 − 3 × 70) / 3 = 23,3 dolar/varil olur. Bu rakam yalnız hesap örneğidir, bir piyasa değerini göstermez. Gerçek marjdan enerji, katalizör ve işletme giderleri düşülür.
Marj hesabı, karmaşıklık yatırımının gerekçesini de açıklar. Fuel oil çoğunlukla ham petrolden ucuz satıldığı için kalıntıyı dizele çeviren bir rafineri aynı ham petrolden daha yüksek gelir elde eder. Karmaşık rafineriler, ağır ve ekşi ham petrolü de bu yolla ekonomik biçimde işleyebilir.
Gemi Yakıtının Rafinerideki Yeri
Kalıntı gemi yakıtı, damıtma ve kraking kalıntılarının daha hafif akımlarla harmanlanmasıyla hazırlanır. Yakıtın kükürt ve metal oranı, büyük ölçüde ham petrolün niteliğini yansıtır, çünkü kükürt, vanadyum ve nikel damıtmada kalıntıda toplanır. Dönüşüm kapasitesi yüksek rafinerilerde kalıntı azalır, geride kalan akım ise daha yoğun ve kararsız olabilir. FCC ünitesinden gelen akımlar yakıta alüminyum ve silisyum (katalitik ince parçacıklar) taşıyabilir. Bu parçacıkların makineye etkisi ve kalite sınırları Gemi Yakıtı Türleri ve Özellikleri Rehberi'nde anlatılmıştır.
Küresel kükürt sınırının IMO 2020 ile %0,50'ye inmesi, rafineri ürün dağılımını doğrudan etkilemiştir. Yüksek kükürtlü kalıntının bir bölümü dönüşüm ünitelerine yönelmiş, bir bölümü scrubber bulunan gemilere satılmaya devam etmiştir. Düşük kükürtlü akımlar ise VLSFO harmanlarında buluşmuştur. Madeni yağ üretimi için aynı zincirin devamı Baz Yağlar ve API Grupları yazısında yer alır.
Kapasite ve Nelson Karmaşıklık Endeksi
Rafineri kapasitesi günde varil ya da yılda ton olarak verilir. ABD'de ayrıca takvim günü ve akış günü (stream day) kapasitesi ayrımı yapılır. Akış günü kapasitesi, bakım ve duruşları içermediği için yaklaşık %6 daha yüksektir.[7] Dünya rafineri kapasitesi 2020'de günde yaklaşık 101,2 milyon varildi.[1] Toplam kapasite tesis sayısıyla birlikte hareket etmez. ABD'de 1982'de 301 rafinerinin kapasitesi 17,9 milyon varildi, 2025'te 132 rafinerinin kapasitesi 18,4 milyon varildir.[1]
Kapasite, bir rafinerinin ne kadar ham petrol işlediğini gösterir. Bunu ne kadar değerli ürüne çevirebildiğini ise Nelson karmaşıklık endeksi anlatır. Endeks her ünitenin kapasitesini damıtma kapasitesine oranlar, bir karmaşıklık katsayısıyla çarpar ve sonuçları toplar:
Nelson endeksi = Σ Fᵢ × (Cᵢ / C_damıtma)
Örnek olarak günde 100.000 varillik damıtma ünitesi (katsayı 1), 60.000 varillik vakum ünitesi (katsayı 2), 30.000 varillik reformer (katsayı 5) ve 30.000 varillik FCC (katsayı 6) bulunan bir rafineri ele alınsın. Hesap 1,0 + 1,2 + 1,5 + 1,8 = 5,5 sonucunu verir.[8] ABD rafinerilerinin ortalaması yaklaşık 9,5, Avrupa rafinerilerininki yaklaşık 6,5 olarak verilmektedir.[8]
| Rafineri | Kapasite | Nelson endeksi |
|---|---|---|
| Jamnagar, Hindistan (Reliance) | 1,24 milyon varil/gün | 21,1 |
| Tüpraş İzmit | 11,3 milyon ton/yıl | 14,5 |
| Tüpraş İzmir | 11,9 milyon ton/yıl | 7,66 |
| Tüpraş Kırıkkale | 5,4 milyon ton/yıl | 6,32 |
| Tüpraş Batman | 1,4 milyon ton/yıl | 1,83 |
| Tüpraş toplam | 30 milyon ton/yıl | 9,5 |
Kaynak: Tüpraş Haziran 2026 yatırımcı sunumu; Oil refinery ve Nelson complexity index maddeleri.[1][2][8]
Jamnagar'ın kapasitesi kaynağa göre farklı verilir, 1,24 milyon varil en sık geçen değerdir. Nijerya'daki Dangote rafinerisi günde 650.000 varillik kapasitesiyle dünyanın en büyük tek hatlı tesisidir. Şirket bu kapasiteyi 1,4 milyon varile çıkarmayı hedeflemektedir ve Argus bunu 2028 için hedef olarak bildirmiştir. Plan gerçekleşirse Dangote, Jamnagar'ı geçecektir.[9]
Türkiye'deki Rafineriler
Türkiye'nin rafinaj kapasitesi Tüpraş'ın dört rafinerisi ile STAR rafinerisinde toplanır. Tüpraş 2025'te %93,6 kapasite kullanımıyla 26,8 milyon ton üretmiştir.[10] Sunumundaki 99.420 m³/gün damıtma kapasitesi yaklaşık 625.000 varil/güne karşılık gelir.[2] SOCAR'ın Aliağa'daki STAR rafinerisi 2018'de açılmıştır, 10 milyon ton/yıl kapasitelidir ve üretiminin ağırlığı dizel, jet yakıtı ve Petkim için naftadır.[3]
İzmit ve Aliağa, rafinerilerin neden kıyıda kurulduğunu da gösterir. Bir rafineri büyük hacimlerde ham petrol alır, ürün gönderir ve çok miktarda su kullanır. Deniz kıyısı tankerle ham petrol alımına ve ürün sevkiyatına imkân verir. Kırıkkale ve Batman gibi iç bölge rafinerileri ise boru hattına bağlıdır.
Rafinerinin Kısa Tarihi
Ham petrolün damıtılması, 1850'lerde birkaç yerde neredeyse aynı anda sanayiye dönüşmüştür. James Young 1851'de İskoçya'da Bathgate tesisini tamamlamıştır. Samuel Kier 1853'te Pittsburgh'da ABD'nin ilk rafinerisini kurmuştur. Ignacy Łukasiewicz 1854'te bugünkü Polonya'da Jasło'da rafineri açmıştır. İlk büyük rafineri ise 1856 ile 1857 arasında Romanya'nın Ploieşti kentinde kurulmuştur.[1][11] Bu dönemde ana ürün aydınlatmada kullanılan gazyağıydı. Otomobilin yayılmasıyla benzin öne geçmiştir.
Rafineriler stratejik hedef de olmuştur. Ploieşti rafinerileri Mihver'in petrolünün yaklaşık %30'unu üretiyordu. 1 Ağustos 1943'teki Tidal Wave harekâtında 177 B-24 bombardıman uçağı bu tesislere saldırmış, 53 uçak kaybedilmiştir.[12]
Güvenlik ve Çevre
Rafinerilerin başlıca teknik riskleri yangın, patlama, kükürtlü gaz (H₂S) ve korozyondur. Hava salımları kükürt dioksit, azot oksitleri, karbon monoksit ve uçucu organik bileşikleri kapsar. Rafinaj enerji yoğun bir süreç olduğundan tesisler önemli birer karbondioksit kaynağıdır ve bazı tesisler karbon yakalama ile düşük karbonlu hidrojen projelerini değerlendirmektedir. Hammadde için petrol yazısına, gemilere sağlanan ürünler için Fuel Oil ve Gas Oil sayfasına bakılabilir.
Sık sorulan sorular
Petrol rafinerisi nedir?
Petrol rafinerisi, ham petrolü kaynama noktalarına göre ayıran ve ayrılan kesirleri benzin, dizel, jet yakıtı, fuel oil, LPG, asfalt ve petrokimya hammaddesine dönüştüren sanayi tesisidir.
Rafineri ne demek?
Ham petrolün işlendiği sanayi tesisi demektir. Söz Fransızca raffinerie'den gelir, Türk Dil Kurumu sözlüğündeki karşılığı arıtımevidir.
Petrol nasıl işlenir?
Ham petrol önce tuzdan arındırılır, fırında yaklaşık 400 °C'ye ısıtılır ve damıtma kulesinde kesirlere ayrılır. Ağır kesirler kraking gibi ünitelerde daha değerli ürünlere dönüştürülür, son aşamada kükürt gibi safsızlıklar giderilir.
Rafineri ne yapar?
Ham petrolü kaynama noktasına göre kesirlere ayırır, ağır kesirleri daha değerli ürünlere dönüştürür ve kükürt gibi safsızlıkları giderir.
Dünyanın en büyük rafinerisi hangisidir?
Hindistan'daki Jamnagar, yaklaşık 1,24 milyon varil/gün kapasitesiyle en büyük kompleks kabul edilir. Dangote'nin tek hatlı rafinerisi 650.000 varil/gündür ve 1,4 milyona çıkarılması planlanmaktadır.
Türkiye'de kaç rafineri vardır?
Tüpraş'ın İzmit, İzmir, Kırıkkale ve Batman rafinerileri ile SOCAR'ın Aliağa'daki STAR rafinerisi başlıca tesislerdir.
Bunker yakıtı rafinerinin neresinden gelir?
Kalıntı yakıtlar damıtma ve kraking kalıntılarının harmanıdır. MGO ise kulenin orta bölümünden gelen damıtılmış akımlardır.
Kaynaklar
- Wikipedia. Oil Refinery. İkincil kaynak olarak kullanılmıştır.
- Tüpraş. Yatırımcı Sunumu, Haziran 2026.
- Enerdata. Azerbaijan's SOCAR Inaugurates 10 Mt/year STAR Refining Complex in Turkey, 2018; NS Energy. STAR Aegean Refinery.
- Wikipedia. Petroleum Refining Processes. İkincil kaynak olarak kullanılmıştır.
- Wikipedia. Fractional Distillation. İkincil kaynak olarak kullanılmıştır.
- ABD Enerji Bilgi İdaresi (EIA). Refining Crude Oil: Inputs and Outputs. Petroleum Supply Monthly verileri, 2023.
- ABD Enerji Bilgi İdaresi (EIA). U.S. Refining Capacity Largely Unchanged as of January 2025. Today in Energy, 2025.
- Wikipedia. Nelson Complexity Index. İkincil kaynak olarak kullanılmıştır.
- Argus Media. Dangote to Expand Refinery to 1.4mn b/d by 2028; Nairametrics. Dangote Refinery Expands to 1.4 Million Barrels Daily, Ekim 2025.
- Forbes Türkiye. Tüpraş 2025 Yılında 29,9 Milyar TL Net Kâr Elde Etti, 2026.
- Wikipedia. Petroleum. İkincil kaynak olarak kullanılmıştır.
- Wikipedia. Operation Tidal Wave. İkincil kaynak olarak kullanılmıştır.
- Türk Dil Kurumu. Güncel Türkçe Sözlük, rafineri maddesi.
