¿Para qué se utiliza el coque de petróleo?

El coque de petróleo es un subproducto del refinado del petróleo, de color negro y poroso. Debido a su alto contenido en carbono, su excelente resistencia al calor y su buena conductividad eléctrica, su uso está muy extendido. Por ejemplo, en calefacción industrial y producción de cemento, aluminio electrolítico y siderurgia, baterías de litio y grafito especial. Y es una importante materia prima que apoya el desarrollo de muchas industrias.

Descripción general del coque de petróleo

El coque de petróleo es un subproducto del refinado del petróleo, que se produce por craqueo y coquización del petróleo residual a presión reducida a una temperatura de 500-550℃. Su aspecto es en forma de estructuras de panal de color negro o gris oscuro, con un contenido de carbono de 90% - 97%, hidrógeno de 1,5% - 8%. Y contiene una pequeña cantidad de impurezas como hierro y silicio. Los métodos de clasificación son diversos, y los distintos tipos presentan diferencias significativas en cuanto a propiedades y aplicaciones. Según el método de coquización, puede clasificarse en coquización retardada, coquización discontinua, etc.; según el método de tratamiento térmico, puede dividirse en coque crudo y coque calcinado; según el diferente contenido de azufre, puede clasificarse en coque con alto contenido de azufre, con contenido medio de azufre y con bajo contenido de azufre; según la estructura, puede dividirse en coque esponjoso, con forma de panal y con forma de aguja.

Aplicaciones del coque de petróleo

Sector del combustible

Calefacción industrial

El coque de petróleo tiene un alto poder calorífico y su poder calorífico inferior es de 1,5 a 2 veces el del carbón. Por eso se ha convertido en un importante combustible para la calefacción industrial, y puede satisfacer los requisitos de producción de las industrias que requieren entornos de alta temperatura. En la producción de cerámica, la combustión a alta temperatura puede llevar rápidamente el cuerpo de arcilla a la temperatura de cocción. Además, tiene un bajo contenido en cenizas y genera menos residuos de combustión. Esto es beneficioso para reducir la contaminación y los costes de mantenimiento de los equipos.

Producción de cemento

El coque de petróleo desempeña un papel crucial en la producción de cemento, ya que puede satisfacer los requisitos de calcinación a alta temperatura de las materias primas. Además, garantiza la generación de clínker de alta calidad. Sus características de combustión permiten que el horno de cemento arda de forma estable y proporciona una fuente de calor continua. Su uso razonable no sólo reduce los costes de producción, sino que también mejora el rendimiento del cemento y aumenta su resistencia y durabilidad.

Generación de energía

En la generación de electricidad, algunas centrales lo mezclan con carbón para la combustión, porque puede mejorar la eficiencia utilizando su alto poder calorífico. A diferencia de la generación de electricidad con carbón, a veces puede reducir las emisiones de dióxido de azufre, y es conveniente para el almacenamiento y el transporte. Para las regiones que carecen de carbón pero tienen capacidad para procesar petróleo, es un método viable de suministro energético.

Industria metalúrgica

Electrólisis del aluminio

En la producción de aluminio electrolítico, el coque de petróleo es la principal materia prima del ánodo precocido. Mediante procesos como la calcinación y el moldeo, el ánodo precocido tiene una excelente conductividad eléctrica, resistencia a altas temperaturas y estabilidad química. No sólo cumple los requisitos de las reacciones electroquímicas dentro de la célula electrolítica, sino que suministra electrones para la reducción del aluminio. Los ánodos fabricados con coque de petróleo de alta calidad y bajo contenido en azufre tienen un bajo índice de consumo. Y puede mejorar la eficacia de la producción, la calidad y reducir el coste del aluminio.

Adición de carbono en la siderurgia

Gracias a su alto contenido en carbono y sus características de baja impureza, se puede utilizar habitualmente en la siderurgia como reforzador del carbono. Puede reponer eficazmente el elemento de carbono en el acero fundido y controlar con precisión la composición para mejorar el rendimiento del acero. El coque de petróleo bajo en azufre y cenizas se ha convertido en la opción preferida en la producción de aceros especiales y aceros aleados. Garantiza la pureza y las propiedades mecánicas del acero, cumpliendo los elevados requisitos de la industria en cuanto a calidad del acero.

Sector químico y de nuevos materiales

 Materiales para ánodos de baterías de litio

El coque de petróleo es un material precursor del ánodo de batería de litioque tiene bajo coste y abundantes recursos. Tras un tratamiento térmico especial y la modificación de su superficie, puede transformarse en un material anódico con una alta capacidad específica y un buen rendimiento cíclico. Tiene ventajas en la eficiencia de primera carga-descarga y en el rendimiento a baja temperatura. Esto supone un apoyo para el desarrollo de la tecnología de las baterías de litio en los campos de los vehículos de nueva energía y el almacenamiento de energía.

Preparación del carbón activado

El coque de petróleo tiene una rica estructura porosa y un alto contenido de carbono, y puede transformarse en carbón activado de alto rendimiento. Este tipo de carbón activado tiene una gran superficie específica, microporos bien desarrollados y una fuerte capacidad de adsorción. Se puede utilizar ampliamente en la purificación del agua, purificación del aire, decoloración de alimentos, etc. para mejorar la calidad del agua.

Productos especiales de grafito

Electrodos siderúrgicos de horno de arco eléctrico

Mediante procesos como la calcinación y la grafitización, los electrodos de grafito fabricados a partir de coque de petróleo tienen una alta conductividad, una gran resistencia mecánica y una alta resistencia a la temperatura. Y pueden soportar las altas temperaturas y las fuertes corrientes del horno de arco eléctrico. Coque de aguja de ultra alta potencia electrodos son materiales esenciales para los grandes hornos de arco eléctrico, que mejoran la eficacia de la siderurgia y reducen el consumo de energía.

Grafito para reactores nucleares

Se fabrica a partir de coque de petróleo como materia prima y se procesa mediante procedimientos especiales de purificación. Tiene una pureza extremadamente alta, buena estabilidad térmica y resistencia a la radiación, lo que garantiza el funcionamiento seguro y estable de los reactores. Por lo tanto, como material clave para las reacciones nucleares, se puede utilizar en la estructura del núcleo del reactor y en el moderador de los reactores nucleares.

Materiales de sellado de alta gama

Gracias a su propiedad autolubricante, su resistencia a altas temperaturas y su estabilidad química, se ha convertido en el material de sellado ideal para la industria aeroespacial, petroquímica, etc. Puede mantener el sellado en condiciones extremas, evitar fugas de medios y garantizar el funcionamiento de los equipos.

Otras aplicaciones emergentes

Materia prima para la producción de hidrógeno

Al ser rico en elementos de carbono, el coque de petróleo puede hidrogenarse mediante procesos como la gasificación. El control de las condiciones de reacción puede aumentar el rendimiento y la pureza del hidrógeno, reducir los costes y mejorar la utilización de los recursos.

Sector de Protección del Medio Ambiente

Gracias a su estructura porosa y a su elevada superficie específica, puede utilizarse como adsorbente para el tratamiento de gases residuales industriales. El coque de petróleo puede eliminar contaminantes como el dióxido de azufre y transformarse en sustancias inocuas tras el tratamiento. Y también se puede utilizar para la recuperación de suelos, adsorbiendo y fijando metales pesados para reducir la contaminación.

Procesado en profundidad de materiales de carbono

Como importante precursor de los materiales de carbono, puede transformarse en materiales de alto rendimiento, como los nanotubos de carbono. Mediante técnicas como la deposición química o física de vapor, etc., estos materiales tienen excelentes propiedades mecánicas y eléctricas. Por eso se pueden utilizar ampliamente en campos de alta gama como el aeroespacial y la electrónica de la información.

Conclusión

Debido a sus propiedades únicas, el coque de petróleo desempeña un papel crucial en numerosos campos como los combustibles, la metalurgia y las nuevas energías. Con el avance de la tecnología, sus aplicaciones se han ampliado continuamente y su importancia es cada vez mayor. Para apoyar el desarrollo sostenible de diversas industrias, debe mejorar la eficiencia de su utilización y proteger el medio ambiente mediante la innovación.