Coca-Cola de petróleo: o que você precisa saber

O que é coque de petróleo?

O coque de petróleo é um material de carbono sólido preto ou cinza escuro, que é um subproduto do refino de petróleo. A principal composição do coque de petróleo é o carbono, que geralmente tem alto teor de carbono e propriedades físicas e químicas exclusivas, o que desempenha um papel importante em muitos campos industriais.

Como o coque de petróleo é produzido?

Visão geral do processo de produção

O processo de produção de coque de petróleo é relativamente complexo e geralmente é realizado em refinarias. Primeiramente, o petróleo bruto é processado por uma série de processos de destilação, craqueamento e outros processos de processamento para obter componentes pesados do petróleo, como o óleo residual. Esses óleos pesados são então submetidos a reações de coqueamento retardado em altas temperaturas (geralmente entre 480 e 550) e altas pressões (geralmente vários megabits).

Nesse processo, as moléculas de óleo pesado sofrem reações de pirólise e condensação para formar coque, óleo e gás. O petróleo e o gás serão posteriormente separados e processados, enquanto o coque será tratado por meio de resfriamento, corte e outros tratamentos para obter produtos de coque de petróleo.

Matérias-primas utilizadas

As principais matérias-primas usadas na produção de coque de petróleo são o óleo residual ou o óleo de coque no processo de refino de petróleo. O óleo residual é a parte pesada do material do petróleo bruto após muitas vezes de destilação. Sua composição é complexa. Ele contém um grande número de hidrocarbonetos poliméricos e uma pequena quantidade de enxofre, nitrogênio, metal e outras impurezas.

O conteúdo dessas impurezas terá impacto na qualidade do coque de petróleo, por exemplo, o alto teor de enxofre do óleo residual também pode ser maior, e problemas ambientais podem ser causados em aplicações subsequentes.

Diferentes tipos de coque de petróleo

Coque de petróleo calcinado

É um produto obtido pelo aquecimento do coque de petróleo bruto em alta temperatura (geralmente de 1.200 a 1.350 ℃). O processo de calcinação pode remover os voláteis do coque de petróleo, melhorar seu teor de carbono fixo, reduzir a resistividade e melhorar sua estabilidade química e propriedades físicas.

Após a calcinação, a densidade do coque de petróleo é grande, e a estrutura dos poros é mais estável. Suas especificações variam de acordo com os diferentes requisitos de aplicação, e o preço varia de acordo com a qualidade, a especificação e outros fatores.

Coque de petróleo de grafite

O coque de petróleo fóssil de grafite pirografite é um coque de petróleo tratado por grafitização em alta temperatura (geralmente de 2500 a 3000°C). No processo de grafitização, a estrutura cristalina do coque de petróleo é reorganizada e os átomos de carbono são organizados de forma mais ordenada.

Isso faz com que ele tenha maior condutividade, condutividade térmica, melhor estabilidade química e mais próximo das propriedades do grafite. O coque de óleo fóssil de grafite tem sido amplamente utilizado em ferro e aço, metalurgia e outros setores. O grau de grafitização afetará seu desempenho e preço. E o preço do coque de óleo fóssil de grafite de alta qualidade é relativamente alto.

Coque de petróleo verde retardado

É um tipo de coque de petróleo produzido pela seleção de condições tecnológicas e matérias-primas específicas no processo de coqueamento retardado. Ele tem um teor de enxofre e de matéria volátil relativamente baixo. Além disso, tem aplicação específica em áreas com altos requisitos ambientais.

Seu processo de produção presta atenção ao impacto sobre o meio ambiente, alcatrão, poeira e outros poluentes. Portanto, os poluentes são relativamente poucos no processo de produção. Em algumas áreas com requisitos rigorosos de emissões, a demanda do mercado por coque de petróleo verde retardado aumenta gradualmente. Portanto, suas especificações e preços variam de acordo com a oferta e a demanda do mercado e com os padrões de qualidade.

Coque de agulha de petróleo

É um tipo de coque de petróleo com estrutura acicular especial, com textura acicular evidente. E é produzido por matérias-primas e processos específicos. Tem as vantagens de baixo teor de enxofre, baixo teor de nitrogênio, baixo teor de cinzas, alta condutividade, alta condutividade térmica e alta pureza. É usado principalmente para produzir energia ultra-alta eletrodo de grafiteque é um material essencial indispensável na indústria siderúrgica. Seu processo de produção é complexo. As matérias-primas e as condições de produção são rigorosas. Portanto, o preço é relativamente alto e a especificação também é rigorosamente controlada de acordo com os requisitos de produção do eletrodo.

Propriedades físicas e químicas do coque de petróleo

Características de densidade

Características de densidade A densidade do coque de petróleo está relacionada ao processo de produção, ao tipo, às impurezas e a outros fatores. Em geral, a densidade do coque de petróleo calcinado e do coque de óleo fóssil de grafite é relativamente alta, enquanto a densidade do coque de petróleo bruto sem calcinação é baixa.

A densidade afeta a relação entre o volume e o peso do coque de petróleo, que precisa ser considerada no armazenamento, no transporte e na aplicação. Por exemplo, os materiais de ânodo usados em células eletrolíticas de alumínio podem afetar sua condutividade e estabilidade se a densidade não for adequada.

Características de porosidade

A característica de porosidade do coque de petróleo tem uma certa estrutura de poros, e o tamanho da porosidade afetará seu desempenho de adsorção, atividade de reação e interação com outras substâncias. O coque de petróleo com alta porosidade pode ter maior área de contato em algumas reações químicas, o que favorece a reação.

Porém, em algumas aplicações que exigem alta resistência e baixa permeabilidade, a porosidade mais baixa é mais adequada. As características de porosidade de diferentes tipos de coque de petróleo são diferentes, o que está intimamente relacionado ao processo de produção e ao processo de tratamento subsequente.

Conteúdo de carbono e outras composições químicas (fórmula química)

Teor de carbono e outros componentes químicos (fórmula química) O coque de petróleo é composto principalmente de carbono. Seu teor de carbono geralmente está entre 80% e 97%, dependendo do tipo e do processo de produção do coque de petróleo. Além disso, ele contém uma pequena quantidade de hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, enxofre e elementos metálicos. (como vanádio, níquel, etc.).

A fórmula química pode ser expressa, grosso modo, como "Cₓ Hᵧ OₛNₜ". T é o número de átomos. X é muito maior que y, s, t. Entre eles, o teor de enxofre é um índice importante. O coque de petróleo com alto teor de enxofre pode produzir dióxido de enxofre e outros poluentes no processo de combustão ou processamento. Isso causará danos ao meio ambiente. Portanto, há restrições rigorosas quanto ao teor de enxofre em algumas aplicações.

Identificar os diferentes tipos de coque de petróleo

Por Appearance

Há certas diferenças na aparência dos diferentes tipos de coque de petróleo. O coque de petróleo calcinado tem uma cor relativamente profunda e uma superfície densa. O coque de petróleo fóssil de grafite geralmente apresenta um brilho metálico e uma textura mais uniforme. A cor do coque de petróleo retardado verde pode ser mais clara e a aparência é relativamente regular.

O coque de agulha de petróleo tem uma textura acicular evidente. Essa é uma das características importantes que o diferencia de outros tipos de coque de petróleo. Ao observar as características de aparência, como cor, brilho e forma do coque de petróleo, ele pode ser avaliado preliminarmente. Mas a precisão desse método é limitada. E outros métodos precisam ser combinados com um julgamento abrangente.

Por meio de análise química

A análise química é um dos métodos importantes para identificar com precisão os tipos de coque de petróleo. Ao determinar o conteúdo de carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, enxofre e outros elementos no coque de petróleo, a composição química pode ser compreendida e seu tipo pode ser inferido.

Por exemplo, alto teor de carbono, baixo teor de enxofre e menos impurezas podem ser coque de óleo fóssil de grafite de alta qualidade; o teor mais alto de enxofre pode ser coque de óleo retardado comum. Além disso, a análise do conteúdo de elementos metálicos também é útil para determinar a qualidade e a aplicabilidade do coque de petróleo, como vanádio e níquel, o que pode afetar sua aplicação em alguns campos especiais.

Uso de métodos de testes físicos

O uso de métodos de teste físico Os métodos de teste físico podem fornecer informações sobre as propriedades físicas do foco de petróleo e ajudar a identificar seus tipos. Por exemplo, são medidos parâmetros físicos, como a densidade, a porosidade e a resistividade do coque de petróleo.

A medição da densidade e da porosidade pode ser usada pelo método de drenagem, método de adsorção de gás, etc. A medição da resistividade pode usar instrumentos especiais de teste de resistividade. Esses parâmetros físicos estão intimamente relacionados ao tipo e à qualidade do material. Ao comparar com o padrão de parâmetro físico do coque de petróleo conhecido, ele pode ser classificado e avaliado.

Comparação do coque de petróleo com outros materiais de carbono

Coque de petróleo vs. coque à base de carvão

Eles são importantes materiais de carbono, mas têm algumas diferenças na fonte, na natureza e na aplicação das matérias-primas.

Com relação à fonte de matérias-primas, o coque de petróleo é proveniente do processo de refino de petróleo. Já o coque à base de carvão é produzido pelo carvão como matéria-prima. Em termos de natureza, o conteúdo volátil do coque de petróleo é relativamente baixo. E o teor de enxofre pode variar de acordo com a qualidade do petróleo bruto.

Sua estrutura é relativamente densa. O conteúdo volátil do coque de carvão é alto e o conteúdo de enxofre geralmente é maior. E a estrutura é relativamente frouxa.

Aplicativo

Em termos de aplicação, o coque de petróleo é amplamente utilizado em alguns campos de ponta na indústria de alumínio e na indústria siderúrgica. (Como a produção de eletrodos de grafite para a produção de aço em fornos elétricos). O coque à base de carvão é amplamente utilizado em alguns campos com sensibilidade relativa ao custo e requisitos de baixo teor de enxofre. Por exemplo, alguns combustíveis e agentes redutores em altos-fornos de fundição de ferro.

Coque de petróleo vs. grafite em alguns aspectos

O coque de petróleo grafitado em alguns aspectos do coque de petróleo após o tratamento de grafitização. Seu desempenho é próximo ao do grafite em muitos aspectos. Em comparação com o coque de petróleo fóssil comum sem grafite, a estrutura cristalina do coque de petróleo fóssil com grafite é mais ordenada. Os átomos de carbono estão dispostos em uma estrutura em camadas, e a pressão entre camadas é fraca. Isso faz com que ele tenha boa condutividade, condutividade térmica e lubrificação.

Em termos de condutividade térmica, a condutividade térmica do coque de óleo fóssil de grafite é significativamente melhorada. Ele pode transferir calor com mais eficiência. Isso faz com que ele tenha vantagens em algumas aplicações que exigem dissipação de calor de alta eficiência. Por exemplo, peças de dissipação de calor em equipamentos eletrônicos. Entretanto, em comparação com o grafite natural, ainda pode haver uma certa lacuna na integridade e na estabilidade da estrutura cristalina. Mas ele pode ter certas vantagens em termos de custo e usinabilidade.

Aplicações do Pet Coke

No setor de alumínio

No setor de alumínio, o coque de petróleo é usado principalmente na produção de materiais de ânodo eletrolítico de alumínio. O ânodo desempenha um papel importante na condução de eletricidade e na participação em reações químicas no processo de eletrólise do alumínio. O coque de petróleo é o principal componente do ânodo material. Sua qualidade afeta diretamente o desempenho do ânodo e a eficiência da eletrólise do alumínio.

O ânodo feito de coque de petróleo de calcinação de alta qualidade ou coque de óleo fóssil de grafite tem baixa resistividade, o que pode reduzir a perda de energia e melhorar a eficiência eletrolítica. Ao mesmo tempo, sua boa estabilidade química pode resistir ao forte ambiente corrosivo no processo eletrolítico e prolongar a vida útil do ânodo. No alumínio Na indústria de coque de petróleo, a especificação do coque de petróleo é estritamente exigida, como baixo teor de impureza e tamanho de partícula uniforme, para garantir que a qualidade do ânodo seja estável.

 Para o setor siderúrgico

No setor siderúrgico, o coque de petróleo tem muitas aplicações. Por um lado, ele pode ser usado como aprimorador de carbono no processo de fabricação de aço. No processo de fabricação de aço, o teor de carbono do aço fundido é ajustado pela adição de coque de petróleo para atender aos requisitos de produção de diferentes variedades de aço.

Eletrodo de grafite

Por outro lado, o eletrodo de grafite feito de coque de óleo fóssil de grafite desempenha um papel fundamental na fabricação de aço para fornos. O eletrodo de grafite tem alta condutividade e resistência a altas temperaturas. Eles podem conduzir uma forte corrente no forno elétrico, produzir alta temperatura para fazer com que a sucata de aço e outras matérias-primas derretam. E conduzir a operação de fabricação de aço.

O setor siderúrgico tem uma grande demanda por coque de petróleo. E a flutuação de seu preço terá um certo impacto sobre o custo de produção. Ao mesmo tempo, no processo de produção de aço, o uso de coque de petróleo também precisa considerar seu impacto no meio ambiente. Por exemplo, o controle de emissão de poeira e óxidos de enxofre gerados pela combustão.

No setor de geração de energia

O coque de petróleo no setor de geração de energia pode ser usado como combustível no setor de geração de energia. E seu valor calorífico é alto, o que pode fornecer uma grande quantidade de energia térmica para a geração de energia. Em geral, o valor calorífico do coque de petróleo é de cerca de 30 a 35 mj/kg, o que é competitivo com os combustíveis tradicionais, como carvão.

No entanto, a queima do coque de petróleo produzirá poeira, dióxido de enxofre e outros poluentes. Eles precisam ser equipados com o equipamento de proteção ambiental correspondente para que o tratamento atenda aos rígidos padrões de emissão ambiental. As mudanças nos preços relativos a combustíveis como o carvão também afetarão as decisões de seleção de combustível das empresas de geração de energia.

Outras aplicações industriais

Além dos principais setores acima, também tem sido amplamente utilizado em outros campos industriais. Por exemplo, no setor químico, ele pode ser usado como matéria-prima para a produção de carbeto de silício e outros produtos químicos.

No setor de fundição, ele pode ser usado para fazer o núcleo de fundição, etc.

Na indústria do vidro, ele pode ser usado como combustível para fornos de vidro para fornecer o calor necessário.

E a cinza de sua queima pode ser usada como uma das matérias-primas do vidro para participar do processo de produção de vidro.

Nessas aplicações, as características do coque de petróleo, como alto teor de carbono e determinado valor calorífico, foram totalmente utilizadas. E suas especificações e requisitos de qualidade variam de acordo com os diferentes requisitos de aplicação industrial.

Conclusão

O coque de petróleo é um importante subproduto do refino de petróleo, que tem muitos tipos e propriedades físicas e químicas ricas. Ele desempenha um papel insubstituível em muitos campos industriais. Ao compreender seu processo de produção, características de tipo, métodos de identificação, comparação com outros materiais de carbono e amplos campos de aplicação, podemos entender melhor o valor e a importância do coque de petróleo.