Petrolkoks: Was Sie wissen müssen

Was ist Petrolkoks?

Petrolkoks ist ein schwarzes oder dunkelgraues festes Kohlenstoffmaterial, das als Nebenprodukt bei der Erdölraffination anfällt. Die Hauptzusammensetzung von Petrolkoks ist Kohlenstoff, der in der Regel einen hohen Kohlenstoffgehalt aufweist und einzigartige physikalische und chemische Eigenschaften besitzt, die in vielen industriellen Bereichen eine wichtige Rolle spielen.

Wie wird Petrolkoks hergestellt?

Überblick über den Produktionsprozess

Der Herstellungsprozess von Petrolkoks ist relativ komplex und wird normalerweise in Raffinerien durchgeführt. Zunächst wird das Rohöl durch eine Reihe von Destillations-, Crack- und anderen Verarbeitungsprozessen aufbereitet, um Schwerölbestandteile wie Rückstandsöl zu gewinnen. Diese Schweröle werden dann einer verzögerten Verkokungsreaktion bei hohen Temperaturen (in der Regel zwischen 480 und 550 °C) und hohem Druck (in der Regel mehrere Megabit) unterzogen.

Bei diesem Verfahren werden Schwerölmoleküle durch Pyrolyse und Kondensationsreaktionen zu Koks, Öl und Gas umgewandelt. Öl und Gas werden weiter abgetrennt und verarbeitet, während der Koks durch Kühlen, Schneiden und andere Behandlungen zu Petrolkokserzeugnissen verarbeitet wird.

Verwendete Rohstoffe

Die wichtigsten Rohstoffe für die Herstellung von Petrolkoks sind Rückstandsöle oder Koksöle, die bei der Erdölraffination anfallen. Bei Rückstandsöl handelt es sich um den schweren Teil des Rohöls nach vielen Destillationsvorgängen. Seine Zusammensetzung ist komplex. Es enthält eine große Anzahl von polymeren Kohlenwasserstoffen und eine geringe Menge an Schwefel, Stickstoff, Metall und anderen Verunreinigungen.

Der Gehalt an diesen Verunreinigungen wirkt sich auf die Qualität des Petrolkoks aus, z. B. kann der hohe Schwefelgehalt des Rückstandsöls ebenfalls höher sein, was bei späteren Anwendungen zu Umweltproblemen führen kann.

Verschiedene Arten von Petrolkoks

Kalzinierter Petrolkoks

Es handelt sich um ein Produkt, das durch Erhitzen von Rohpetrolkoks bei hoher Temperatur (im Allgemeinen 1200-1350 °C) gewonnen wird. Durch den Kalzinierungsprozess können die flüchtigen Bestandteile aus dem Petrolkoks entfernt, der Gehalt an gebundenem Kohlenstoff erhöht, der spezifische Widerstand verringert und die chemische Stabilität und die physikalischen Eigenschaften verbessert werden.

Nach der Kalzinierung ist die Dichte des Petrolkokses groß und die Porenstruktur stabiler. Die Spezifikationen variieren je nach den verschiedenen Anwendungsanforderungen, und der Preis hängt von der Qualität, den Spezifikationen und anderen Faktoren ab.

Graphit Petrolkoks

Fossiler Erdölkoks mit Graphit Pyrographit ist ein Erdölkoks, der durch Hochtemperaturgraphitierung (in der Regel bei 2500-3000℃) behandelt wird. Bei der Graphitierung wird die Kristallstruktur von Petrolkoks neu geordnet, und die Kohlenstoffatome werden geordneter angeordnet.

Dadurch verfügt er über eine höhere Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit, bessere chemische Stabilität und kommt den Eigenschaften von Graphit näher. Fossiler Graphitölkoks wird in der Eisen- und Stahlindustrie, der Metallurgie und anderen Industriezweigen eingesetzt. Der Grad der Graphitierung wirkt sich auf seine Leistung und seinen Preis aus. Und der Preis für hochwertigen fossilen Graphitölkoks ist relativ hoch.

Grüner verzögerter Petrolkoks

t ist eine Art von Petrolkoks, der durch die Auswahl bestimmter technologischer Bedingungen und Rohstoffe im Prozess der verzögerten Verkokung hergestellt wird. Er hat einen relativ niedrigen Schwefelgehalt und einen geringen Anteil an flüchtigen Bestandteilen. Er kann in Bereichen mit hohen Umweltanforderungen eingesetzt werden.

Bei der Herstellung wird auf die Auswirkungen auf die Umwelt, Teer, Staub und andere Schadstoffe geachtet. Daher sind die Schadstoffe im Produktionsprozess relativ gering. In einigen Gebieten mit strengen Emissionsanforderungen steigt die Marktnachfrage nach grünem, verzögertem Ölkoks allmählich an. Daher schwanken seine Spezifikationen und Preise je nach Angebot und Nachfrage auf dem Markt und den Qualitätsstandards.

Petroleum-Nadelkoks

Es handelt sich um eine Art Petrolkoks mit einer speziellen nadelförmigen Struktur und einer deutlichen nadelförmigen Textur. Er wird mit speziellen Rohstoffen und Verfahren hergestellt. Er hat die Vorteile von wenig Schwefel, wenig Stickstoff, wenig Asche, hoher Leitfähigkeit, hoher Wärmeleitfähigkeit und hoher Reinheit. Es wird hauptsächlich für die Herstellung von Ultra-Hochleistungs Graphitelektrodedas ein unverzichtbares Schlüsselmaterial in der Stahlindustrie ist. Sein Produktionsprozess ist komplex. Die Rohstoffe und die Produktionsbedingungen sind streng. Daher ist der Preis relativ hoch und die Spezifikation wird entsprechend den Anforderungen der Elektrodenproduktion streng kontrolliert.

Physikalische und chemische Eigenschaften von Petrolkoks

Merkmale der Dichte

Dichteeigenschaften Die Dichte von Petrolkoks hängt mit dem Herstellungsverfahren, der Art und den Verunreinigungen und anderen Faktoren zusammen. Im Allgemeinen ist die Dichte von kalziniertem Petrolkoks und Graphitkoks aus fossilem Öl relativ hoch, während die Dichte von Rohpetrolkoks ohne Kalzinierung niedrig ist.

Die Dichte wirkt sich auf das Volumen- und Gewichtsverhältnis von Petrolkoks aus, was bei der Lagerung, dem Transport und der Anwendung berücksichtigt werden muss. Beispielsweise können die in Aluminium-Elektrolysezellen verwendeten Anodenmaterialien ihre Leitfähigkeit und Stabilität beeinträchtigen, wenn die Dichte nicht angemessen ist.

Merkmale der Porosität

Die Porosität von Petrolkoks weist eine bestimmte Porenstruktur auf, und die Größe der Porosität wirkt sich auf die Adsorptionsleistung, die Reaktionsaktivität und die Wechselwirkung mit anderen Stoffen aus. Petrolkoks mit hoher Porosität kann bei einigen chemischen Reaktionen eine größere Kontaktfläche aufweisen, was der Reaktion förderlich ist.

Für einige Anwendungen, die eine hohe Festigkeit und eine geringe Durchlässigkeit erfordern, ist eine geringere Porosität jedoch besser geeignet. Die Porositätseigenschaften der verschiedenen Arten von Petrolkoks sind unterschiedlich, was eng mit dem Produktionsprozess und dem anschließenden Behandlungsverfahren zusammenhängt.

Kohlenstoffgehalt und andere chemische Zusammensetzungen ( chemische Formel)

Kohlenstoffgehalt und andere chemische Bestandteile (chemische Formel) Petrolkoks besteht hauptsächlich aus Kohlenstoff. Sein Kohlenstoffgehalt liegt in der Regel zwischen 80% und 97%, je nach Art und Herstellungsverfahren des Petrolkoks. Außerdem enthält er eine geringe Menge an Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel und Metallelementen. (wie Vanadium, Nickel usw.).

Die chemische Formel kann grob als "Cₓ Hᵧ OₛNₜ" ausgedrückt werden. T ist die Anzahl der Atome. X ist viel höher als y, s, t. Unter ihnen ist der Schwefelgehalt ein wichtiger Index. Petrolkoks mit hohem Schwefelgehalt kann bei der Verbrennung oder Verarbeitung Schwefeldioxid und andere Schadstoffe erzeugen. Dies ist schädlich für die Umwelt. Daher gibt es in einigen Anwendungen strenge Beschränkungen für den Schwefelgehalt.

Identifizierung der verschiedenen Arten von Petrolkoks

Nach Erscheinungsbild

Die verschiedenen Arten von Petrolkoks weisen gewisse Unterschiede im Aussehen auf. Kalzinierter Petrolkoks hat eine relativ tiefe Farbe und eine dichte Oberfläche. Fossiler Petrolkoks aus Graphit weist in der Regel einen metallischen Glanz und eine gleichmäßigere Textur auf. Die Farbe von grünem, verzögertem Petrolkoks kann heller sein und das Aussehen ist relativ gleichmäßig.

Ölnadelkoks hat eine deutliche nadelförmige Textur. Dies ist eines der wichtigsten Merkmale, die sich von anderen Arten von Petrolkoks unterscheiden. Anhand der äußeren Merkmale wie Farbe, Glanz und Form von Petrolkoks lässt sich eine vorläufige Beurteilung vornehmen. Die Genauigkeit dieser Methode ist jedoch begrenzt. Andere Methoden müssen mit einer umfassenden Beurteilung kombiniert werden.

Durch chemische Analyse

Die chemische Analyse ist eine der wichtigsten Methoden zur genauen Bestimmung der Petrolkokssorten. Durch die Bestimmung des Gehalts an Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel und anderen Elementen im Petrolkoks kann die chemische Zusammensetzung verstanden und auf die Art des Koks geschlossen werden.

Ein hoher Kohlenstoffgehalt, ein geringer Schwefelgehalt und weniger Verunreinigungen können beispielsweise auf hochwertigen fossilen Graphitölkoks hindeuten; ein hoher Schwefelgehalt kann auf gewöhnlichen verzögerten Ölkoks hindeuten. Darüber hinaus ist die Analyse des Gehalts an Metallelementen hilfreich, um die Qualität und Anwendbarkeit von Petrolkoks zu bestimmen, wie z. B. Vanadium und Nickel, die sich auf die Anwendung in einigen speziellen Bereichen auswirken können.

Physikalische Prüfmethoden verwenden

Der Einsatz physikalischer Prüfverfahren Physikalische Prüfverfahren können Informationen über die physikalischen Eigenschaften von Erdölkoks liefern und bei der Identifizierung ihrer Arten helfen. So werden beispielsweise physikalische Parameter wie Dichte, Porosität und Widerstand von Petrolkoks gemessen.

Die Messung von Dichte und Porosität kann mit der Drainagemethode, der Gasadsorptionsmethode usw. durchgeführt werden. Für die Messung des spezifischen Widerstandes können spezielle Messgeräte verwendet werden. Diese physikalischen Parameter stehen in engem Zusammenhang mit der Art und Qualität des Materials. Durch den Vergleich mit den physikalischen Standardparametern von bekanntem Petrolkoks kann dieser klassifiziert und bewertet werden.

Vergleich von Petrolkoks mit anderen Kohlenstoffmaterialien

Petrolkoks vs. Koks auf Kohlebasis

Es handelt sich um wichtige Kohlenstoffmaterialien, die sich jedoch in Bezug auf Herkunft, Art und Verwendung der Rohstoffe unterscheiden.

Von der Rohstoffquelle her stammt Petrolkoks aus dem Prozess der Erdölraffination. Koks auf Kohlebasis hingegen wird mit Kohle als Rohstoff hergestellt. Der Gehalt an flüchtigen Bestandteilen ist bei Petrolkoks relativ gering. Und der Schwefelgehalt kann je nach Rohölqualität variieren.

Er hat eine relativ dichte Struktur. Der Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von Steinkohlenkoks ist hoch und der Schwefelgehalt ist in der Regel höher. Und die Struktur ist relativ locker.

Anmeldung

Petrolkoks wird in der Aluminium- und Stahlindustrie in einigen hochwertigen Bereichen eingesetzt. (z. B. bei der Herstellung von Graphitelektroden für die Elektroofenstahlerzeugung). Koks auf Kohlebasis wird häufig in einigen Bereichen eingesetzt, die relativ kostenempfindlich sind und einen niedrigen Schwefelgehalt erfordern. So zum Beispiel als Brennstoff und Reduktionsmittel in Hochöfen zur Eisenverhüttung.

Petrolkoks vs. Graphit in einigen Aspekten

Der graphitierte Petrolkoks entspricht in einigen Aspekten dem Petrolkoks nach der Graphitierungsbehandlung. Seine Leistung ist in vielen Aspekten ähnlich wie die von Graphit. Im Vergleich zu gewöhnlichem fossilen Ölkoks ohne Graphit ist die Kristallstruktur von fossilem Ölkoks mit Graphit geordneter. Die Kohlenstoffatome sind in einer geschichteten Struktur angeordnet, und der Druck zwischen den Schichten ist gering. Dadurch hat er eine gute Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit und Schmierung.

Was die Wärmeleitfähigkeit betrifft, so ist die Wärmeleitfähigkeit von fossilem Graphitölkoks erheblich verbessert. Er kann Wärme effektiver übertragen. Dadurch hat er Vorteile bei einigen Anwendungen, die eine hocheffiziente Wärmeableitung erfordern. Dazu gehören z. B. Wärmeableitungsteile in elektronischen Geräten. Im Vergleich zu Naturgraphit kann es jedoch noch eine gewisse Lücke in der Integrität und Stabilität der Kristallstruktur geben. Aber es kann gewisse Vorteile bei den Kosten und der Bearbeitbarkeit haben.

Anwendungen von Petrolkoks

In der Aluminiumindustrie

In der Aluminiumindustrie wird Petrolkoks hauptsächlich für die Herstellung von Anodenmaterialien für die Aluminiumelektrolyse verwendet. Die Anode spielt eine wichtige Rolle bei der Leitung von Elektrizität und der Teilnahme an chemischen Reaktionen im Prozess der Aluminiumelektrolyse. Petrolkoks ist der Hauptbestandteil von Anode Material. Seine Qualität wirkt sich direkt auf die Leistung der Anode und die Effizienz der Aluminiumelektrolyse aus.

Die Anode aus hochwertigem kalziniertem Petrolkoks oder fossilem Graphitkoks hat einen niedrigen spezifischen Widerstand, der den Leistungsverlust verringern und die elektrolytische Effizienz verbessern kann. Gleichzeitig kann die gute chemische Stabilität der Anode der stark korrosiven Umgebung im elektrolytischen Prozess widerstehen und die Lebensdauer der Anode verlängern. In der Aluminium Industrie ist die Spezifikation von Petrolkoks streng vorgeschrieben, z. B. ein geringer Gehalt an Verunreinigungen und eine einheitliche Partikelgröße, um eine stabile Qualität der Anode zu gewährleisten.

 Für die Stahlindustrie

In der Stahlindustrie hat Petrolkoks viele Anwendungsmöglichkeiten. Einerseits kann er als Kohlenstoffverstärker bei der Stahlerzeugung eingesetzt werden. Bei der Stahlerzeugung wird der Kohlenstoffgehalt des geschmolzenen Stahls durch Zugabe von Petrolkoks an die Produktionsanforderungen der verschiedenen Stahlsorten angepasst.

Graphit-Elektrode

Andererseits spielt die Graphitelektrode, die aus fossilem Graphitölkoks hergestellt wird, eine Schlüsselrolle bei der Stahlerzeugung im Ofen. Graphitelektroden haben eine hohe Leitfähigkeit und eine hohe Temperaturbeständigkeit. Sie können starken Strom im Elektroofen leiten und hohe Temperaturen erzeugen, um Stahlschrott und andere Rohstoffe zum Schmelzen zu bringen. Und den Stahlherstellungsprozess durchführen.

Die Stahlindustrie hat einen großen Bedarf an Ölkoks. Und seine Preisschwankungen haben einen gewissen Einfluss auf die Produktionskosten. Gleichzeitig muss bei der Stahlproduktion die Verwendung von Petrolkoks auch seine Auswirkungen auf die Umwelt berücksichtigen. So muss beispielsweise die Emission von Staub und Schwefeloxiden, die bei der Verbrennung entstehen, kontrolliert werden.

Im Bereich der Stromerzeugung

Petrolkoks in der Stromerzeugungsindustrie kann als Brennstoff in der Stromerzeugungsindustrie verwendet werden. Er hat einen hohen Heizwert, der eine große Menge an Wärmeenergie für die Stromerzeugung liefern kann. Im Allgemeinen liegt der Heizwert von Petrolkoks bei 30-35mj/kg, was mit traditionellen Brennstoffen wie Kohle.

Bei der Verbrennung von Petrolkoks entstehen jedoch Staub, Schwefeldioxid und andere Schadstoffe. Diese müssen mit entsprechenden Umweltschutzanlagen behandelt werden, um die strengen Emissionsnormen zu erfüllen. Preisänderungen im Vergleich zu Brennstoffen wie Kohle werden sich auch auf die Entscheidungen der Stromerzeugungsunternehmen bei der Brennstoffauswahl auswirken.

Andere industrielle Anwendungen

Neben den oben genannten Hauptindustrien wird es auch in anderen Industriezweigen in großem Umfang verwendet. Zum Beispiel in der chemischen Industrie, kann es als Rohstoff für die Herstellung von Siliziumkarbid und anderen chemischen Produkten verwendet werden.

In der Gießereiindustrie kann es zur Herstellung von Gusskernen usw. verwendet werden.

In der Glasindustrie kann es als Brennstoff für Glasöfen verwendet werden, um die erforderliche Wärme zu erzeugen.

Die verbrannte Asche kann als einer der Glasrohstoffe für die Glasherstellung verwendet werden.

Bei diesen Anwendungen werden die Eigenschaften von Petrolkoks, wie hoher Kohlenstoffgehalt und bestimmter Heizwert, voll genutzt. Die Spezifikationen und Qualitätsanforderungen variieren je nach den Anforderungen der verschiedenen industriellen Anwendungen.

Schlussfolgerung

Petrolkoks ist ein wichtiges Nebenprodukt der Erdölraffination, das viele Arten und vielfältige physikalische und chemische Eigenschaften aufweist. Er spielt eine unersetzliche Rolle in vielen industriellen Bereichen. Wenn wir den Herstellungsprozess, die Eigenschaften, die Identifizierungsmethoden, den Vergleich mit anderen Kohlenstoffmaterialien und die umfangreichen Anwendungsbereiche verstehen, können wir den Wert und die Bedeutung von Petrolkoks besser einschätzen.