À quoi sert le coke de pétrole ?

Le coke de pétrole est un sous-produit du raffinage du pétrole, qui est noir et poreux. En raison de sa teneur élevée en carbone, de son excellente résistance à la chaleur et de sa bonne conductivité électrique, il est largement utilisé. Il est notamment utilisé pour le chauffage industriel et la production de ciment, l'aluminium électrolytique et la fabrication d'acier, les batteries au lithium et le graphite spécial. Il s'agit d'une matière première importante qui soutient le développement de nombreuses industries.

Aperçu général du coke de pétrole

Le coke de pétrole est un sous-produit du raffinage du pétrole, qui est produit par le craquage et la cokéfaction du pétrole résiduel à pression réduite à une température de 500-550℃. Il se présente sous la forme de structures alvéolaires noires ou gris foncé, avec une teneur en carbone de 90% - 97%, en hydrogène de 1,5% - 8%. Il contient une petite quantité d'impuretés telles que le fer et le silicium. Les méthodes de classification sont diverses, et les différents types présentent des différences significatives en termes de propriétés et d'applications. Selon la méthode de cokéfaction, il peut être classé en cokéfaction retardée, cokéfaction par lots, etc. ; selon la méthode de traitement thermique, il peut être divisé en coke brut et coke calciné ; selon les différentes teneurs en soufre, il peut être classé en coke à haute teneur en soufre, à teneur moyenne en soufre et à faible teneur en soufre ; selon la structure, il peut être divisé en coke spongieux, en coke en forme de nid d'abeille et en coke en forme d'aiguille.

Applications du coke de pétrole

Secteur des carburants

Chauffage industriel

Le coke de pétrole a un pouvoir calorifique élevé et son pouvoir calorifique inférieur est 1,5 à 2 fois supérieur à celui du charbon. Il est donc devenu un combustible important pour le chauffage industriel et peut répondre aux exigences de production des industries qui nécessitent des environnements à haute température. Dans la production de céramiques, la combustion à haute température peut rapidement amener la pâte d'argile à la température de cuisson. En outre, elle a une faible teneur en cendres et génère moins de déchets de combustion. Cela permet de réduire la pollution et les coûts d'entretien des équipements.

Production de ciment

Le coke de pétrole joue un rôle crucial dans la production de ciment, car il peut répondre aux exigences de calcination à haute température des matières premières. Il assure ensuite la production d'un clinker de haute qualité. Ses caractéristiques de combustion permettent au four à ciment de brûler de manière stable et de fournir une source de chaleur continue. Son utilisation raisonnable permet non seulement de réduire les coûts de production, mais aussi d'améliorer les performances du ciment et de renforcer sa résistance et sa durabilité.

Production d'électricité

Dans la production d'électricité, certaines centrales électriques le mélangent au charbon pour la combustion, car il peut améliorer l'efficacité en utilisant son pouvoir calorifique élevé. Contrairement à la production d'électricité à partir du charbon, il peut parfois réduire les émissions de dioxyde de soufre et il est facile à stocker et à transporter. Pour les régions qui manquent de charbon mais qui disposent de capacités de traitement du pétrole, il s'agit d'une méthode d'approvisionnement en énergie réalisable.

Industrie métallurgique

Électrolyse de l'aluminium

Dans la production électrolytique d'aluminium, le coke de pétrole est la principale matière première de l'anode précuite. Grâce à des processus tels que la calcination et le moulage, l'anode précuite présente une excellente conductivité électrique, une résistance aux températures élevées et une stabilité chimique. Elle répond non seulement aux exigences des réactions électrochimiques dans la cellule électrolytique, mais fournit également des électrons pour la réduction de l'aluminium. Les anodes fabriquées à partir de coke de pétrole de haute qualité à faible teneur en soufre ont un faible taux de consommation. Elles peuvent améliorer l'efficacité et la qualité de la production et réduire le coût de l'aluminium.

Ajout de carbone dans l'élaboration de l'acier

Grâce à sa teneur élevée en carbone et à ses caractéristiques de faible teneur en impuretés, il est couramment utilisé dans la fabrication de l'acier en tant que renforçateur de carbone. Il permet de reconstituer efficacement l'élément carbone dans l'acier fondu et de contrôler précisément la composition afin d'améliorer les performances de l'acier. Le coke de pétrole à faible teneur en soufre et en cendres est devenu le choix privilégié pour la production d'aciers spéciaux et d'aciers alliés. Il garantit la pureté et les propriétés mécaniques de l'acier, répondant ainsi aux exigences élevées de l'industrie en matière de qualité de l'acier.

Secteur de la chimie et des nouveaux matériaux

 Matériaux d'anode pour les piles au lithium

Le coke de pétrole est un matériau précurseur pour la fabrication de anode de batterie au lithiumqui est peu coûteux et dont les ressources sont abondantes. Après un traitement thermique spécial et une modification de la surface, il est possible de le transformer en matériau d'anode avec une capacité spécifique élevée et de bonnes performances de cyclage. Il présente des avantages au niveau de l'efficacité de la première charge-décharge et de la performance à basse température. Cela permet de soutenir le développement de la technologie des batteries au lithium dans les domaines des véhicules à énergie nouvelle et du stockage de l'énergie.

Préparation du charbon actif

Le coke de pétrole a une structure poreuse riche et une teneur élevée en carbone, et il peut être transformé en charbon actif de haute performance. Ce type de charbon actif présente une grande surface spécifique, des micropores bien développés et une forte capacité d'adsorption. Il peut être largement utilisé pour la purification de l'eau, la purification de l'air, la décoloration des aliments, etc. afin d'améliorer la qualité de l'eau.

Produits spéciaux en graphite

Électrodes pour l'élaboration de l'acier dans les fours à arc électrique

Grâce à des processus tels que la calcination et la graphitisation, les électrodes en graphite fabriquées à partir de coke de pétrole ont une conductivité élevée, une forte résistance mécanique et une résistance aux températures élevées. Elles peuvent ainsi résister aux températures élevées et aux courants forts des fours à arc électrique. Électrodes de graphite à ultra-haute puissance fabriquées à partir de coke de pétrole électrodes sont des matériaux essentiels pour les grands fours électriques à arc, qui améliorent l'efficacité de la production d'acier et réduisent la consommation d'énergie.

Graphite pour les réacteurs nucléaires

Il est fabriqué à partir de coke de pétrole comme matière première et fait l'objet de procédures de purification spéciales. Il présente une très grande pureté, une bonne stabilité thermique et une bonne résistance aux radiations, ce qui garantit un fonctionnement sûr et stable des réacteurs. En tant que matériau clé pour les réactions nucléaires, il peut être utilisé dans la structure du cœur du réacteur et dans le modérateur des réacteurs nucléaires.

Matériaux d'étanchéité haut de gamme

Grâce à ses propriétés autolubrifiantes, à sa résistance aux températures élevées et à sa stabilité chimique, il est devenu un matériau d'étanchéité idéal pour l'aérospatiale, la pétrochimie, etc. Il peut maintenir l'étanchéité dans des conditions extrêmes, empêcher les fuites de fluides et assurer le fonctionnement des équipements.

Autres applications émergentes

Matières premières pour la production d'hydrogène

Parce qu'il est riche en éléments carbonés, le coke de pétrole peut être hydrogéné par des procédés tels que la gazéification. Le contrôle des conditions de réaction permet d'augmenter le rendement et la pureté de l'hydrogène, de réduire les coûts et d'améliorer l'utilisation des ressources.

Secteur de la protection de l'environnement

Grâce à sa structure poreuse et à sa surface spécifique élevée, il peut être utilisé comme adsorbant pour le traitement des gaz d'échappement industriels. Le coke de pétrole peut éliminer les polluants tels que le dioxyde de soufre et être transformé en substances inoffensives après traitement. Il peut également être utilisé pour l'assainissement des sols, en adsorbant et en fixant les métaux lourds afin de réduire la pollution.

Traitement en profondeur des matériaux en carbone

En tant que précurseur important des matériaux à base de carbone, il peut être transformé en matériaux de haute performance tels que les nanotubes de carbone. Grâce à des techniques telles que le dépôt chimique ou physique en phase vapeur, ces matériaux présentent d'excellentes propriétés mécaniques et électriques. Ils peuvent donc être largement utilisés dans des domaines de pointe tels que l'aérospatiale et l'électronique de l'information.

Conclusion

En raison de ses propriétés uniques, le coke de pétrole joue un rôle crucial dans de nombreux domaines tels que les combustibles, la métallurgie et les nouvelles énergies. Avec les progrès de la technologie, ses applications ont été continuellement élargies et son importance n'a cessé de croître. Afin de soutenir le développement durable de diverses industries, il convient d'améliorer l'efficacité de l'utilisation et de protéger l'environnement grâce à l'innovation.