Para que é usado o coque de petróleo?

O coque de petróleo é um subproduto do refino de petróleo, que é preto e poroso. Devido ao alto teor de carbono, à excelente resistência ao calor e à boa condutividade elétrica, ele é amplamente utilizado. Como aquecimento industrial e produção de cimento, alumínio eletrolítico e fabricação de aço, baterias de lítio e grafite especial. Além disso, é uma matéria-prima importante que apoia o desenvolvimento de muitos setores.

Visão geral básica do coque de petróleo

O coque de petróleo é um subproduto do refino de petróleo, produzido por craqueamento e coqueamento de óleo residual de pressão reduzida em uma faixa de temperatura de 500-550°C. Sua aparência é na forma de estruturas alveolares pretas ou cinza-escuras, com um teor de carbono de 90% - 97%, hidrogênio de 1,5% - 8%. Além disso, contém uma pequena quantidade de impurezas, como ferro e silício. Os métodos de classificação são diversos, e os diferentes tipos apresentam diferenças significativas em termos de propriedades e aplicações. De acordo com o método de coqueamento, ele pode ser classificado em coqueamento retardado, coqueamento em lote etc.; de acordo com o método de tratamento térmico, ele pode ser dividido em coque bruto e coque calcinado; de acordo com os diferentes teores de enxofre, ele pode ser classificado como coque com alto teor de enxofre, médio teor de enxofre e baixo teor de enxofre; de acordo com a estrutura, ele pode ser dividido em coque esponjoso, em forma de favo de mel e em forma de agulha.

Aplicações do coque de petróleo

Setor de combustíveis

Aquecimento industrial

O coque de petróleo tem alto valor calorífico e seu valor calorífico inferior é de 1,5 a 2 vezes maior que o do carvão. Por isso, ele se tornou um combustível importante para o aquecimento industrial e pode atender aos requisitos de produção dos setores que exigem ambientes de alta temperatura. Na produção de cerâmica, a combustão em alta temperatura pode levar rapidamente o corpo de argila à temperatura de queima. Além disso, ela tem baixo teor de cinzas e gera menos resíduos de combustão. Isso é benéfico para reduzir a poluição e os custos de manutenção dos equipamentos.

Produção de cimento

O coque de petróleo desempenha um papel crucial na produção de cimento, que pode atender aos requisitos de calcinação de alta temperatura das matérias-primas. Além disso, ele garante a geração de clínquer de alta qualidade. Suas características de combustão permitem que o forno de cimento queime de forma estável e forneça uma fonte de calor contínua. O uso razoável não apenas reduz os custos de produção, mas também melhora o desempenho do cimento e aumenta sua resistência e durabilidade.

Geração de energia

Na geração de energia, algumas usinas de energia o misturam com carvão para combustão, porque ele pode aumentar a eficiência utilizando seu alto valor calorífico. Diferentemente da geração de energia a carvão, às vezes ele pode reduzir as emissões de dióxido de enxofre e é conveniente para armazenamento e transporte. Para regiões com falta de carvão, mas com capacidade de processamento de petróleo, é um método viável de fornecimento de energia.

Indústria metalúrgica

Eletrólise de alumínio

Na produção de alumínio eletrolítico, o coque de petróleo é a principal matéria-prima para o ânodo pré-cozido. Por meio de processos como calcinação e moldagem, o ânodo pré-cozido tem excelente condutividade elétrica, resistência a altas temperaturas e estabilidade química. Ele não apenas atende aos requisitos das reações eletroquímicas dentro da célula eletrolítica, mas também fornece elétrons para a redução do alumínio. Os ânodos feitos de coque de petróleo de alta qualidade com baixo teor de enxofre têm uma baixa taxa de consumo. Além disso, podem aumentar a eficiência e a qualidade da produção e reduzir o custo do alumínio.

Adição de carbono na fabricação de aço

Com o alto teor de carbono e as características de baixa impureza, pode ser comumente usado na fabricação de aço como um reforço de carbono. Ele pode efetivamente repor o elemento de carbono no aço fundido e controlar com precisão a composição para melhorar o desempenho do aço. O coque de petróleo com baixo teor de enxofre e cinzas tornou-se a escolha preferida na produção de aços especiais e aços-liga. Ele garante a pureza e as propriedades mecânicas do aço, atendendo às altas exigências do setor quanto à qualidade do aço.

Setor químico e de novos materiais

 Materiais de ânodo para baterias de lítio

O coque de petróleo é um material precursor para ânodo de bateria de lítioque tem baixo custo e recursos abundantes. Após tratamento térmico especial e modificação da superfície, é possível transformá-lo em um material anódico com alta capacidade específica e bom desempenho de ciclagem. Ele tem vantagens na eficiência da primeira carga-descarga e no desempenho em baixa temperatura. Isso oferece suporte para o desenvolvimento da tecnologia de baterias de lítio nas áreas de veículos de energia nova e armazenamento de energia.

Preparação do carvão ativado

O coque de petróleo tem uma estrutura rica em poros e alto teor de carbono e pode ser transformado em carvão ativado de alto desempenho. Esse tipo de carvão ativado tem uma grande área de superfície específica, microporos bem desenvolvidos e forte capacidade de adsorção. Ele pode ser amplamente utilizado na purificação de água, purificação de ar, descoloração de alimentos etc. para melhorar a qualidade da água.

Produtos especiais de grafite

Eletrodos para fabricação de aço em fornos elétricos a arco

Por meio de processos como calcinação e grafitização, os eletrodos de grafite feitos de coque de petróleo têm alta condutividade, forte resistência mecânica e resistência a altas temperaturas. E podem suportar as altas temperaturas e as fortes correntes do forno elétrico a arco. Coque de agulha de ultra-alta potência eletrodos são materiais essenciais para grandes fornos elétricos a arco, aumentando a eficiência da produção de aço e reduzindo o consumo de energia.

Grafite para reatores nucleares

Ele é feito de coque de petróleo como matéria-prima e é processado por meio de procedimentos especiais de purificação. Tem pureza extremamente alta, boa estabilidade térmica e resistência à radiação, o que garante a operação segura e estável dos reatores. Portanto, como um material essencial para reações nucleares, pode ser usado na estrutura do núcleo do reator e no moderador de reatores nucleares.

Materiais de vedação de alta qualidade

Com propriedade autolubrificante, resistência a altas temperaturas e estabilidade química, ele se tornou o material de vedação ideal para os setores aeroespacial, petroquímico etc. Ele pode manter a vedação em condições extremas, evitar vazamento de meio e garantir a operação do equipamento.

Outros aplicativos emergentes

Matéria-prima para produção de hidrogênio

Por ser rico em elementos de carbono, o coque de petróleo pode ser hidrogenado por meio de processos como a gaseificação. O controle das condições da reação pode aumentar o rendimento e a pureza do hidrogênio, reduzir os custos e melhorar a utilização dos recursos.

Setor de Proteção Ambiental

Com a estrutura porosa e a alta área de superfície específica, ele pode ser usado como adsorvente para o tratamento de gases residuais industriais. O coque de petróleo pode remover poluentes como o dióxido de enxofre e ser transformado em substâncias inofensivas após o tratamento. E você também pode usá-lo para remediação do solo, adsorvendo e fixando metais pesados para reduzir a poluição.

Processamento profundo de materiais de carbono

Como um importante precursor de materiais de carbono, é possível transformá-lo em materiais de alto desempenho, como os nanotubos de carbono. Por meio de técnicas como a deposição química ou física de vapor etc., esses materiais têm excelentes propriedades mecânicas e elétricas. Portanto, é possível utilizá-los amplamente em áreas de ponta, como aeroespacial e eletrônica da informação.

Conclusão

Devido às suas propriedades exclusivas, o coque de petróleo desempenha um papel crucial em vários campos, como combustível, metalurgia e energia nova. Com o avanço da tecnologia, suas aplicações têm se expandido continuamente e seu significado tem se tornado cada vez mais importante. A fim de apoiar o desenvolvimento sustentável de vários setores, ele deve aumentar a eficiência da utilização e proteger o meio ambiente por meio da inovação.