Coca-Cola di petrolio: cosa c'è da sapere

Che cos'è il Petroleum coke?

Il coke di petrolio è un materiale solido di carbonio di colore nero o grigio scuro, che è un sottoprodotto della raffinazione del petrolio. La composizione principale del coke di petrolio è il carbonio, che di solito ha un elevato contenuto di carbonio e proprietà fisiche e chimiche uniche, che svolgono un ruolo importante in molti settori industriali.

Come si produce il coke di petrolio?

Panoramica del processo di produzione

Il processo di produzione del coke di petrolio è relativamente complesso e viene solitamente effettuato nelle raffinerie. In primo luogo, il petrolio greggio è stato trattato con una serie di processi di distillazione, cracking e altri processi di lavorazione per ottenere i componenti pesanti del petrolio, come l'olio residuo. Questi oli pesanti vengono poi sottoposti a reazioni di coking ritardato ad alte temperature (di solito tra 480 e 550) e alte pressioni (di solito diversi megabit).

In questo processo, le molecole di petrolio pesante subiscono reazioni di pirolisi e condensazione per formare coke e petrolio e gas. Il petrolio e il gas saranno ulteriormente separati e lavorati, mentre il coke sarà sottoposto a raffreddamento, taglio e altri trattamenti per ottenere prodotti di coke di petrolio.

Materie prime utilizzate

Le principali materie prime utilizzate per la produzione di coke di petrolio sono il petrolio residuo o il coke di petrolio nel processo di raffinazione del petrolio. Il petrolio residuo è la parte di materiale pesante del petrolio greggio dopo molte distillazioni. La sua composizione è complessa. Contiene un gran numero di idrocarburi polimerici e una piccola quantità di zolfo, azoto, metalli e altre impurità.

Il contenuto di queste impurità avrà un impatto sulla qualità del coke di petrolio; ad esempio, l'elevato contenuto di zolfo dell'olio residuo potrebbe essere più elevato, con conseguenti problemi ambientali nelle applicazioni successive.

Diversi tipi di coke di petrolio

Coke di petrolio calcinato

È un prodotto ottenuto dal riscaldamento del coke di petrolio grezzo ad alta temperatura (generalmente 1200-1350℃). Il processo di calcinazione può rimuovere i volatili dal coke di petrolio, migliorare il suo contenuto di carbonio fisso, ridurre la resistività e migliorare la stabilità chimica e le proprietà fisiche.

Dopo la calcinazione, la densità del coke di petrolio è elevata e la struttura dei pori è più stabile. Le sue specifiche variano in base ai diversi requisiti applicativi e il prezzo varia in base alla qualità, alle specifiche e ad altri fattori.

Grafite coke di petrolio

Il coke di petrolio fossile grafite pirografato è un coke di petrolio trattato con grafitizzazione ad alta temperatura (di solito a 2500-3000℃). Nel processo di grafitizzazione, la struttura cristallina del coke di petrolio si riorganizza e gli atomi di carbonio si dispongono in modo più ordinato.

Queste caratteristiche gli conferiscono una maggiore conduttività e conducibilità termica, una migliore stabilità chimica e una maggiore somiglianza con le proprietà della grafite. Il coke da olio fossile di grafite è stato ampiamente utilizzato in siderurgia, metallurgia e altre industrie. Il grado di grafitizzazione influisce sulle prestazioni e sul prezzo. Il prezzo del coke fossile di grafite di alta qualità è relativamente alto.

Coke di petrolio ritardato verde

È un tipo di coke di petrolio prodotto selezionando condizioni tecnologiche e materie prime specifiche nel processo di coking ritardato. Ha un contenuto relativamente basso di zolfo e di sostanze volatili. Trova applicazione in settori con elevati requisiti ambientali.

Il suo processo di produzione presta attenzione all'impatto sull'ambiente, al catrame, alle polveri e ad altri inquinanti. Pertanto, le sostanze inquinanti nel processo di produzione sono relativamente poche. In alcune aree con requisiti rigorosi in materia di emissioni, la domanda di mercato di coke verde a olio ritardato aumenta gradualmente. Pertanto, le sue specifiche e i suoi prezzi fluttueranno in base alla domanda e all'offerta del mercato e agli standard di qualità.

Coke da ago di petrolio

Si tratta di un tipo di pet coke con una speciale struttura aciculare, con un'evidente consistenza aciculare. Viene prodotto con materie prime e processi specifici. Presenta i vantaggi di basso tenore di zolfo, basso tenore di azoto, basso tenore di ceneri, alta conducibilità, alta conducibilità termica, alta purezza. Viene utilizzato principalmente per la produzione di prodotti ad altissima potenza. elettrodo di grafite, che è un materiale chiave indispensabile per l'industria siderurgica. Il suo processo di produzione è complesso. Le materie prime e le condizioni di produzione sono rigorose. Il prezzo è quindi relativamente alto e anche le specifiche sono strettamente controllate in base ai requisiti di produzione degli elettrodi.

Proprietà fisiche e chimiche del coke di petrolio

Caratteristiche di densità

Caratteristiche della densità La densità del coke di petrolio è legata al processo di produzione, al tipo di impurità e ad altri fattori. In generale, la densità del coke di petrolio calcinato e del coke di petrolio fossile grafitato è relativamente alta, mentre la densità del pet coke grezzo senza calcinazione è bassa.

La densità influisce sul rapporto tra volume e peso del pet coke, che deve essere considerato nelle fasi di stoccaggio, trasporto e applicazione. Ad esempio, i materiali anodici utilizzati nelle celle elettrolitiche di alluminio possono compromettere la loro conduttività e stabilità se la densità non è adeguata.

Caratteristiche di porosità

La porosità del coke di petrolio ha una certa struttura dei pori e la dimensione della porosità influisce sulle sue prestazioni di adsorbimento, sull'attività di reazione e sull'interazione con altre sostanze. Il pet coke con un'elevata porosità può avere una maggiore area di contatto in alcune reazioni chimiche, favorendo la reazione.

Tuttavia, in alcune applicazioni che richiedono un'elevata resistenza e una bassa permeabilità, è più appropriata una porosità inferiore. Le caratteristiche di porosità dei diversi tipi di coke di petrolio sono diverse e sono strettamente correlate al processo di produzione e al successivo processo di trattamento.

Contenuto di carbonio e altre composizioni chimiche (formula chimica)

Contenuto di carbonio e altri componenti chimici (formula chimica) Il coke di petrolio è composto principalmente da carbonio. Il suo contenuto di carbonio è solitamente compreso tra 80% e 97%, a seconda del tipo e del processo di produzione del coke di petrolio. Inoltre, contiene una piccola quantità di idrogeno, ossigeno, azoto, zolfo ed elementi metallici. (come vanadio, nichel, ecc.).

La formula chimica può essere approssimativamente espressa come "Cₓ Hᵧ OₛNₜ". T è il numero di atomi. X è molto più alto di y, s, t. Tra questi, il contenuto di zolfo è un indice importante. Il pet coke ad alto tenore di zolfo può produrre anidride solforosa e altri inquinanti nel processo di combustione o di lavorazione. Questo può causare danni all'ambiente. Per questo motivo, in alcune applicazioni sono previste restrizioni severe sul contenuto di zolfo.

Identificare i diversi tipi di coke di petrolio

Per apparizione

Esistono alcune differenze di aspetto tra i diversi tipi di coke di petrolio. Il coke di petrolio calcinato ha un colore relativamente intenso e una superficie densa. Il coke di petrolio fossile grafitato presenta solitamente una lucentezza metallica e una consistenza più uniforme. Il colore del coke di petrolio verde ritardato può essere più chiaro e l'aspetto è relativamente regolare.

Il coke da olio ha un'evidente struttura aciculare. Si tratta di una caratteristica importante che si differenzia dagli altri tipi di coke da petrolio. Osservando le caratteristiche dell'aspetto, come il colore, la lucentezza e la forma del coke da petrolio, è possibile giudicarlo in via preliminare. Ma l'accuratezza di questo metodo è limitata. È necessario combinare altri metodi con un giudizio globale.

Attraverso l'analisi chimica

L'analisi chimica è uno dei metodi più importanti per identificare con precisione i tipi di coke da petrolio. Determinando il contenuto di carbonio, idrogeno, ossigeno, azoto, zolfo e altri elementi nel pet coke, è possibile comprenderne la composizione chimica e dedurne la tipologia.

Ad esempio, un elevato contenuto di carbonio, un basso contenuto di zolfo e una minore quantità di impurità possono rappresentare un coke da olio fossile di grafite di alta qualità; un contenuto di zolfo più elevato può rappresentare un normale coke da olio ritardato. Inoltre, l'analisi del contenuto di elementi metallici è utile per determinare la qualità e l'applicabilità del coke da petrolio, come il vanadio e il nichel, che possono influire sull'applicazione in alcuni campi speciali.

Utilizzo di metodi di test fisici

L'uso di metodi di prova fisici I metodi di prova fisici possono fornire informazioni sulle proprietà fisiche del concentrato di petrolio e aiutare a identificarne i tipi. Ad esempio, vengono misurati parametri fisici come la densità, la porosità e la resistività del coke di petrolio.

La misurazione della densità e della porosità può essere effettuata con il metodo del drenaggio, dell'adsorbimento di gas, ecc. La misurazione della resistività può essere effettuata con speciali strumenti di prova della resistività. Questi parametri fisici sono strettamente correlati al tipo e alla qualità del materiale. Il confronto con i parametri fisici standard del pet coke noto consente di classificarlo e valutarlo.

Confronto tra coke di petrolio e altri materiali di carbonio

Coke di petrolio vs. coke di carbone

Sono importanti materiali di carbonio, ma presentano alcune differenze per quanto riguarda l'origine, la natura e l'applicazione delle materie prime.

Per quanto riguarda la fonte delle materie prime, il coke di petrolio proviene dal processo di raffinazione del petrolio. Mentre il coke a base di carbone è prodotto dal carbone come materia prima. In termini di natura, il contenuto volatile del coke di petrolio è relativamente basso. Il contenuto di zolfo può variare in base alla qualità del petrolio greggio.

La sua struttura è relativamente densa. Il contenuto volatile del coke di carbone è elevato e il contenuto di zolfo è solitamente più alto. La struttura è relativamente sciolta.

Applicazione

Per quanto riguarda le applicazioni, il coke di petrolio è ampiamente utilizzato in alcuni settori di alto livello dell'industria dell'alluminio e dell'acciaio. (come la produzione di elettrodi di grafite per la siderurgia dei forni elettrici). Il coke a base di carbone è ampiamente utilizzato in alcuni settori con requisiti relativamente sensibili ai costi e a basso contenuto di zolfo. Ad esempio, alcuni combustibili e agenti riducenti negli altiforni per la fusione del ferro.

Coke di petrolio vs. grafite sotto alcuni aspetti

Il coke di petrolio grafitizzato, per alcuni aspetti, è un coke di petrolio dopo il trattamento di grafitizzazione. Le sue prestazioni sono vicine a quelle della grafite sotto molti aspetti. Rispetto al normale coke di petrolio fossile non grafitato, la struttura cristallina del coke di petrolio fossile grafitato è più ordinata. Gli atomi di carbonio sono disposti in una struttura a strati e la pressione interstrato è debole. Questo fa sì che abbia una buona conduttività, conduttività termica e lubrificazione.

In termini di conducibilità termica, la conducibilità termica del coke di olio fossile di grafite è notevolmente migliorata. Può trasferire il calore in modo più efficace. Ciò lo rende vantaggioso in alcune applicazioni che richiedono una dissipazione del calore ad alta efficienza. Ad esempio, le parti di dissipazione del calore nelle apparecchiature elettroniche. Tuttavia, rispetto alla grafite naturale, potrebbe esserci ancora un certo divario nell'integrità e nella stabilità della struttura cristallina. Tuttavia, può presentare alcuni vantaggi in termini di costo e lavorabilità.

Applicazioni del Pet Coke

Nell'industria dell'alluminio

Nell'industria dell'alluminio il pet coke è utilizzato principalmente nella produzione di materiali per anodi elettrolitici di alluminio. L'anodo svolge un ruolo importante nella conduzione dell'elettricità e nella partecipazione alle reazioni chimiche nel processo di elettrolisi dell'alluminio. Il coke di petrolio è il componente principale di anodo materiale. La sua qualità influisce direttamente sulle prestazioni dell'anodo e sull'efficienza dell'elettrolisi dell'alluminio.

L'anodo realizzato con coke di petrolio da calcinazione di alta qualità o coke di petrolio fossile con grafite ha una bassa resistività, che può ridurre la perdita di potenza e migliorare l'efficienza elettrolitica. Allo stesso tempo, la sua buona stabilità chimica può resistere al forte ambiente corrosivo del processo elettrolitico e prolungare la durata dell'anodo. Nella alluminio Nell'industria, le specifiche del coke di petrolio sono rigorosamente richieste, come il basso contenuto di impurità e la dimensione uniforme delle particelle, in modo da garantire la stabilità della qualità dell'anodo.

 Per l'industria siderurgica

Nell'industria siderurgica, il pet coke ha molte applicazioni. Da un lato, può essere utilizzato come potenziatore del carbonio nel processo di produzione dell'acciaio. Nel processo di produzione dell'acciaio, il contenuto di carbonio dell'acciaio fuso viene regolato con l'aggiunta di coke da petrolio per soddisfare i requisiti di produzione di diverse varietà di acciaio.

Elettrodo di grafite

D'altra parte, l'elettrodo di grafite ricavato dal coke di olio fossile di grafite svolge un ruolo fondamentale nella produzione di acciaio in forno. L'elettrodo di grafite ha un'elevata conduttività e resistenza alle alte temperature. Possono condurre una forte corrente nel forno elettrico, produrre alte temperature per far fondere rottami d'acciaio e altre materie prime. E condurre le operazioni di siderurgia.

L'industria siderurgica ha una grande richiesta di coke da petrolio. La fluttuazione del suo prezzo avrà un certo impatto sui costi di produzione. Allo stesso tempo, nel processo di produzione dell'acciaio, l'uso del coke da petrolio deve anche considerare il suo impatto sull'ambiente. Ad esempio, il controllo delle emissioni di polveri e ossidi di zolfo generati dalla combustione.

Nel settore della generazione di energia

Il coke di petrolio può essere utilizzato come combustibile nell'industria della generazione di energia. Il suo potere calorifico è elevato e può fornire una grande quantità di energia termica per la generazione di energia. In generale, il potere calorifico del coke di petrolio è di circa 30-35mj/kg, un valore competitivo rispetto ai combustibili tradizionali, come ad esempio carbone.

Tuttavia, la combustione del pet coke produce polveri, anidride solforosa e altri inquinanti. Questi devono essere equipaggiati con le relative apparecchiature di protezione ambientale per essere trattati in modo da soddisfare i severi standard di emissione ambientale. Le variazioni dei prezzi rispetto a combustibili come il carbone influenzeranno anche le decisioni di selezione dei combustibili per le aziende di generazione di energia.

Altre applicazioni industriali

Oltre ai principali settori industriali sopra citati, è stato ampiamente utilizzato anche in altri campi industriali. Ad esempio, nell'industria chimica, può essere utilizzato come materia prima per la produzione di carburo di silicio e altri prodotti chimici.

Nell'industria della colata, può essere utilizzato per realizzare anime di colata, ecc.

Nell'industria del vetro, può essere utilizzato come combustibile per i forni da vetro per fornire il calore necessario.

E le sue ceneri di combustione possono essere utilizzate come una delle materie prime del vetro per partecipare al processo di produzione del vetro.

In queste applicazioni, le caratteristiche del coke di petrolio, come l'elevato contenuto di carbonio e un certo potere calorifico, sono state pienamente utilizzate. Le sue specifiche e i suoi requisiti di qualità variano a seconda delle esigenze delle diverse applicazioni industriali.

Conclusione

Il coke di petrolio è un importante sottoprodotto della raffinazione del petrolio, che ha molti tipi e ricche proprietà fisiche e chimiche. Svolge un ruolo insostituibile in molti settori industriali. Comprendendo il suo processo di produzione, le caratteristiche del tipo, i metodi di identificazione, il confronto con altri materiali carboniosi e gli ampi campi di applicazione, possiamo capire meglio il valore e l'importanza del pet coke.