Нефтяной кокс: что нужно знать

Что такое нефтяной кокс?

Нефтяной кокс - это черный или темно-серый твердый углеродистый материал, который является побочным продуктом переработки нефти. Основной состав нефтяного кокса - углерод, который обычно имеет высокое содержание углерода и обладает уникальными физико-химическими свойствами, играющими важную роль во многих промышленных областях.

Как производится нефтяной кокс?

Обзор производственного процесса

Процесс производства нефтяного кокса относительно сложен и обычно осуществляется на нефтеперерабатывающих заводах. Сначала сырая нефть проходит ряд перегонок, крекинга и других процессов переработки для получения тяжелых компонентов нефти, таких как мазут. Затем эти тяжелые масла подвергаются реакциям замедленного коксования при высоких температурах (обычно от 480 до 550) и высоком давлении (обычно несколько мегабит).

В этом процессе молекулы тяжелой нефти подвергаются реакциям пиролиза и конденсации с образованием кокса, нефти и газа. Нефть и газ подвергаются дальнейшему разделению и переработке, а кокс - охлаждению, резке и другим видам обработки для получения продуктов нефтекоксования.

Используемое сырье

Основным сырьем для производства нефтяного кокса является мазут или коксовое масло, получаемое в процессе нефтепереработки. Остаточное масло - это тяжелая часть сырой нефти после многократной перегонки. Его состав сложен. Она содержит большое количество полимерных углеводородов и небольшое количество серы, азота, металлов и других примесей.

Содержание этих примесей влияет на качество нефтяного кокса, например, содержание серы в мазуте может быть выше, что может вызвать экологические проблемы при последующем применении.

Различные виды нефтяного кокса

Кальцинированный нефтяной кокс

Это продукт, получаемый при нагревании сырого нефтяного кокса при высокой температуре (обычно 1200-1350℃). Процесс кальцинирования позволяет удалить летучие вещества из нефтяного кокса, повысить содержание фиксированного углерода, снизить удельное сопротивление, улучшить химическую стабильность и физические свойства.

После прокаливания плотность нефтяного кокса становится большой, а структура пор - более стабильной. Его технические характеристики зависят от различных требований к применению, а цена - от качества, технических характеристик и других факторов.

Графитовый нефтяной кокс

Графитовый ископаемый нефтяной кокс - это нефтяной кокс, обработанный высокотемпературной графитизацией (обычно при 2500-3000℃). В процессе графитизации кристаллическая структура нефтяного кокса перестраивается, и атомы углерода располагаются более упорядоченно.

Благодаря этому он обладает более высокой электропроводностью, теплопроводностью, лучшей химической стабильностью и приближается по свойствам к графиту. Графитовый ископаемый нефтяной кокс широко используется в черной металлургии, металлургии и других отраслях промышленности. Степень графитизации влияет на его характеристики и цену. И цена высококачественного графитового кокса относительно высока.

Зеленый отсроченный нефтяной кокс

т представляет собой разновидность нефтяного кокса, получаемого путем выбора конкретных технологических условий и сырья в процессе замедленного коксования. Он имеет относительно низкое содержание серы и летучих веществ. Он находит применение в областях с высокими экологическими требованиями.

В процессе производства уделяется внимание воздействию на окружающую среду, смолы, пыли и других загрязняющих веществ. Поэтому загрязняющих веществ в процессе производства относительно немного. В некоторых районах со строгими требованиями к выбросам на рынке постепенно растет спрос на зеленый отложенный нефтяной кокс. Поэтому его характеристики и цены будут колебаться в зависимости от спроса и предложения на рынке и стандартов качества.

Нефтяной игольчатый кокс

Это вид нефтяного кокса с особой ациклической структурой, с очевидной ациклической текстурой. Он производится из специального сырья и с помощью специальных процессов. Он обладает такими преимуществами, как низкое содержание серы, низкое содержание азота, низкое содержание золы, высокая проводимость, высокая теплопроводность, высокая чистота. В основном используется для производства сверхвысокой мощности графитовый электрод, который является незаменимым ключевым материалом в сталелитейной и металлургической промышленности. Процесс его производства сложен. Сырье и условия производства строгие. Поэтому цена относительно высока, а спецификация также строго контролируется в соответствии с требованиями к производству электродов.

Физические и химические свойства нефтяного кокса

Характеристики плотности

Характеристики плотности Плотность нефтяного кокса связана с процессом производства, типом и примесями и другими факторами. Как правило, плотность прокаленного нефтяного кокса и графитированного нефтяного кокса относительно высока, в то время как плотность сырого нефтяного кокса без прокаливания низкая.

Плотность влияет на соотношение объема и веса нефтяного кокса, что необходимо учитывать при хранении, транспортировке и применении. Например, анодные материалы, используемые в алюминиевых электролитических ячейках, могут повлиять на их проводимость и стабильность, если плотность не соответствует требованиям.

Особенности пористости

Пористость нефтяного кокса характеризуется определенной структурой пор, а размер пористости влияет на его адсорбционные характеристики, реакционную активность и взаимодействие с другими веществами. Нефтяной кокс с высокой пористостью может иметь большую площадь контакта в некоторых химических реакциях, что способствует протеканию реакции.

Но в некоторых областях применения, где требуется высокая прочность и низкая проницаемость, более подходящей является низкая пористость. Характеристики пористости различных видов нефтяного кокса отличаются, что тесно связано с процессом производства и последующей обработки.

Содержание углерода и другие химические составы (химическая формула)

Содержание углерода и другие химические компоненты (химическая формула) Нефтяной кокс в основном состоит из углерода. Содержание углерода в нем обычно составляет от 80% до 97%, в зависимости от типа и процесса производства нефтяного кокса. Кроме того, он содержит небольшое количество водорода, кислорода, азота, серы и металлических элементов. (таких как ванадий, никель и др.).

Химическая формула может быть приблизительно выражена как "Cₓ Hᵧ OₛNₜ". T - это число атомов. X намного выше, чем y, s, t. Среди них содержание серы является важным показателем. Высокосернистый нефтяной кокс в процессе сжигания или переработки может выделять диоксид серы и другие загрязняющие вещества. Это нанесет вред окружающей среде. Поэтому в некоторых областях применения существуют строгие ограничения на содержание серы.

Определите различные типы нефтяного кокса

По внешнему виду

Существуют определенные различия во внешнем виде разных видов нефтяного кокса. Кальцинированный нефтяной кокс имеет относительно глубокий цвет и плотную поверхность. Графитовый ископаемый нефтяной кокс обычно имеет металлический блеск, более однородную текстуру. Цвет зеленого отложенного нефтяного кокса может быть более светлым, а внешний вид относительно равномерным.

Нефтяной игольчатый кокс имеет ярко выраженную акустическую текстуру. Это одна из важных характеристик, отличающих ее от других видов нефтяного кокса. По внешним признакам, таким как цвет, блеск и форма нефтяного кокса, можно предварительно судить о его качестве. Однако точность этого метода ограничена. Другие методы должны сочетаться с комплексной оценкой.

Химический анализ

Химический анализ - один из важных методов точного определения типа нефтяного кокса. Определив содержание углерода, водорода, кислорода, азота, серы и других элементов в нефтяном коксе, можно понять его химический состав и сделать вывод о его типе.

Например, высокое содержание углерода, низкое содержание серы и меньшее количество примесей может быть высококачественным графитовым нефтяным коксом; более высокое содержание серы может быть обычным отложенным нефтяным коксом. Кроме того, анализ содержания металлических элементов также помогает определить качество и применимость нефтяного кокса, например, ванадия и никеля, что может повлиять на применение его в некоторых специальных областях.

Использование физических методов испытаний

Использование физических методов испытаний Физические методы испытаний позволяют получить информацию о физических свойствах нефтяного сырья и помогают определить его тип. Например, измеряются такие физические параметры, как плотность, пористость, удельное сопротивление нефтяного кокса.

Для измерения плотности и пористости можно использовать метод дренажа, метод адсорбции газа и т.д. Для измерения удельного сопротивления могут использоваться специальные приборы для измерения удельного сопротивления. Эти физические параметры тесно связаны с типом и качеством. Сравнивая их со стандартом физических параметров известного нефтяного кокса, его можно классифицировать и оценить.

Сравнение нефтяного кокса с другими углеродными материалами

Нефтяной кокс против кокса на основе угля

Они являются важными углеродными материалами, но имеют некоторые различия в источнике, природе и применении сырья.

Если говорить об источнике сырья, то нефтяной кокс получают в процессе переработки нефти. В то время как кокс на основе угля производится из угля в качестве сырья. С точки зрения природы, содержание летучих веществ в нефтяном коксе относительно низкое. А содержание серы может варьироваться в зависимости от качества сырой нефти.

Его структура относительно плотная. Содержание летучих веществ в каменноугольном коксе высокое, а содержание серы обычно выше. И его структура относительно рыхлая.

Приложение

Нефтяной кокс широко используется в некоторых высокотехнологичных областях алюминиевой и сталелитейной промышленности. (Например, производство графитовых электродов для электросталеплавильного производства). Кокс на основе угля широко используется в некоторых областях с относительно высокой стоимостью и низкими требованиями к содержанию серы. Например, в качестве топлива и восстановителя в доменных печах для выплавки чугуна.

Нефтяной кокс и графит в некоторых аспектах

Графитизированный нефтяной кокс в некоторых аспектах представляет собой нефтяной кокс после обработки графитированием. По многим показателям он близок к графиту. По сравнению с обычным неграфитированным нефтяным коксом, кристаллическая структура графитированного нефтяного кокса более упорядочена. Атомы углерода расположены в слоистой структуре, а межслоевое давление слабое. Благодаря этому он обладает хорошей электропроводностью, теплопроводностью и смазкой.

С точки зрения теплопроводности теплопроводность графитового кокса значительно улучшается. Он может более эффективно передавать тепло. Это дает ему преимущества в некоторых областях применения, где требуется высокоэффективный отвод тепла. Например, теплоотводящие детали в электронном оборудовании. Однако по сравнению с природным графитом у него все еще может быть определенный недостаток в целостности и стабильности кристаллической структуры. Но он может иметь определенные преимущества в стоимости и обрабатываемости.

Области применения нефтяного кокса

В алюминиевой промышленности

В алюминиевой промышленности нефтяной кокс в основном используется в производстве алюминиевых электролитических анодных материалов. Анод играет важную роль в проведении электричества и участии в химических реакциях в процессе электролиза алюминия. Нефтяной кокс является основным компонентом анод материал. Его качество напрямую влияет на производительность анода и эффективность электролиза алюминия.

Анод из высококачественного прокаленного нефтяного кокса или графитового кокса ископаемых нефтей имеет низкое удельное сопротивление, что позволяет снизить потери мощности и повысить эффективность электролиза. В то же время, его хорошая химическая стабильность может противостоять сильной коррозионной среде в процессе электролиза и продлить срок службы анода. В алюминий В промышленности предъявляются строгие требования к техническим характеристикам нефтяного кокса, таким как низкое содержание примесей и равномерный размер частиц, чтобы обеспечить стабильное качество анода.

 Для сталелитейной промышленности

В сталелитейной промышленности нефтяной кокс имеет множество применений. С одной стороны, он может использоваться в качестве усилителя углерода в процессе выплавки стали. В процессе выплавки стали содержание углерода в расплавленной стали регулируется путем добавления нефтяного кокса для удовлетворения производственных требований различных сортов стали.

Графитовый электрод

С другой стороны, графитовый электрод, изготовленный из графитового ископаемого нефтяного кокса, играет ключевую роль в сталеплавильном производстве. Графитовый электрод обладает высокой проводимостью и термостойкостью. Они могут проводить сильный ток в электропечи, создавать высокую температуру, чтобы стальной лом и другое сырье плавились. И вести сталеплавильное производство.

Сталелитейная промышленность испытывает большой спрос на нефтяной кокс. И колебания цен на него оказывают определенное влияние на себестоимость продукции. В то же время в процессе производства стали использование нефтяного кокса также должно учитывать его влияние на окружающую среду. Например, контроль выбросов пыли и оксидов серы, образующихся при сжигании.

В секторе производства электроэнергии

Нефтяной кокс в энергетике может использоваться в качестве топлива для производства электроэнергии. Его теплотворная способность высока, что может обеспечить большое количество тепловой энергии для производства электроэнергии. В целом, теплотворная способность нефтяного кокса составляет около 30-35мдж/кг, что является конкурентоспособным по сравнению с традиционными видами топлива, такими как уголь.

Однако при сжигании нефтяного кокса образуются пыль, диоксид серы и другие загрязняющие вещества. Их необходимо оснащать соответствующим природоохранным оборудованием для очистки, чтобы они соответствовали строгим стандартам выбросов в окружающую среду. Изменение цен на такие виды топлива, как уголь, также повлияет на выбор топлива для генерирующих компаний.

Другие промышленные применения

Помимо вышеперечисленных основных отраслей, также широко используется в других промышленных сферах. Например, в химической промышленности он может использоваться в качестве сырья для производства карбида кремния и других химических продуктов.

В литейной промышленности он может быть использован для изготовления литейного стержня и т.д.

В стекольной промышленности его можно использовать в качестве топлива для стекловаренных печей, чтобы обеспечить необходимое тепло.

А его горящая зола может быть использована в качестве одного из видов сырья для производства стекла.

В этих областях в полной мере используются такие характеристики нефтяного кокса, как высокое содержание углерода и определенная теплотворная способность. При этом его технические характеристики и требования к качеству варьируются в зависимости от требований различных отраслей промышленности.

Заключение

Нефтяной кокс - важный побочный продукт нефтепереработки, который имеет множество видов и обладает богатыми физико-химическими свойствами. Он играет незаменимую роль во многих областях промышленности. Понимая процесс его производства, характеристики типа, методы идентификации, сравнение с другими углеродными материалами и широкие области применения, мы сможем лучше понять ценность и важность нефтяного кокса.