Τι είναι το Petroleum Coke;
Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, ο οπτάνθρακας πετρελαίου είναι παρα-προϊόν της διαδικασίας διύλισης πετρελαίου. Είναι ένα υλικό πλούσιο σε άνθρακα-και κάποιο άλλο βαρύ, θείο και υδρογόνο.
Ανήκει δομικά στην οικογένεια Coca-Cola. Ο οπτάνθρακας πετρελαίου χρησιμοποιείται γενικά σε διάφορες παραγωγικές διεργασίες, όπως η τήξη, η παραγωγή αιθάλης και άλλες βιομηχανικές διεργασίες που απαιτούν ενεργοποίηση σε υψηλές{{1} θερμοκρασίες.
Οπτάνθρακας πετρελαίου μπορεί επίσης να ληφθεί από ορισμένες μη συμβατικές πηγές. Μία από αυτές τις πηγές είναι η παραγωγή και η επεξεργασία της πίσσας (άσφαλτος) που εξάγεται από πετρελαϊκή άμμο σε διυλιστήρια. Ωστόσο, ως άτομο που ενδιαφέρεται για αυτόν τον τομέα, μπορείτε να μάθετε περισσότερα για τις διάφορες πηγές παραγώγων πετρελαίου με την εγγραφή σας σε Εκπαιδευτικά Μαθήματα Πετρελαίου και Αερίου στο Ντουμπάι.
Η παραγωγή πετρελαϊκού κωκ ξεκίνησε στα τέλη του 1800 και στις αρχές του 1900. Μετά από αυτό, οι περιοχές χρήσης του άρχισαν να εμφανίζονται παγκοσμίως. Χρησιμοποιήθηκε κυρίως ως βιομηχανική πηγή καυσίμου για λέβητες και φούρνους. Η χρήση του έχει επεκταθεί για να συμπεριλάβει μια ποικιλία άλλων εφαρμογών, που κυμαίνονται από βιομηχανικές έως εφαρμογές που{5}}προσανατολίζονται στον καταναλωτή.
Σήμερα, αποτελεί πηγή καυσίμου για σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής και λέβητες λόγω της υψηλής ενεργειακής του περιεκτικότητας.
Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί στην παραγωγή τσιμέντου ως πρόσθετο ή συνδετικό. Επιπλέον, ο οπτάνθρακας πετρελαίου χρησιμοποιείται για την παραγωγή γραφίτη, ο οποίος χρησιμοποιείται σε διάφορα προϊόντα, συμπεριλαμβανομένων μολυβιών και μπαταριών.
Πώς παράγεται και επεξεργάζεται το πετρελαϊκό κοκ;
Ο οπτάνθρακας πετρελαίου παράγεται από τη διαδικασία διύλισης πετρελαίου. Το πρώτο στάδιο είναι η εξόρυξη πρώτων υλών (ακατέργαστο πετρέλαιο) από το έδαφος μετά τη γεώτρηση μιας πετρελαιοπηγής. Το δεύτερο στάδιο είναι η μεταφορά αυτών των υλικών στο διυλιστήριο πετρελαίου.
Τα διυλιστήρια πετρελαίου διυλίζουν αυτούς τους ακατέργαστους υδρογονάνθρακες σε χρησιμοποιήσιμα προϊόντα για την αγορά-για παράδειγμα, λάδια πετρελαίου, βενζίνη, ντίζελ, κηροζίνη και άλλα παράγωγα.
Η διύλιση των υδρογονανθράκων πετρελαίου περιλαμβάνει εξοπλισμό, στάδια, τεχνικές και χημικές αντιδράσεις για τη λήψη του τελικού προϊόντος.
Σε αυτό το στάδιο, οι πρώτες ύλες θερμαίνονται σε εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες σε πύργους απόσταξης και συμπιέζονται σε υψηλές πιέσεις. Στη συνέχεια, κάθε ένωση υδρογονάνθρακα διαχωρίζεται σε μια ορισμένη πίεση και θερμοκρασία.
Τα υπολείμματα αυτών των παραγώγων παραμένουν με τη μορφή πετρελαϊκών υγρών. Εδώ, αυτά τα υγρά μεταφέρονται σε ειδικές μονάδες που ονομάζονται «μονάδες οπτανθρακοποίησης» για να ολοκληρωθεί η διαδικασία φιλτραρίσματος. Στη συνέχεια, αυτά τα υγρά επεξεργάζονται σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία και πίεση για να παραχθεί οπτάνθρακας πετρελαίου με τη μορφή στερεών μετά τον καθαρισμό τους από όλα τα αέρια και τα πτητικά υλικά. Τέλος, όλα τα υπόλοιπα ελαφρά και βαρέα λάδια διαχωρίζονται.
Ο οπτάνθρακας πετρελαίου που προκύπτει σε αυτό το στάδιο ονομάζεται Green Petroleum Coke (CVP). Εν ολίγοις, χρειάζεται ακόμη επεξεργασία. Ο οπτάνθρακας πετρελαίου μπορεί να χρησιμοποιηθεί εδώ σε ορισμένες εφαρμογές, αλλά άλλες απαιτούν περισσότερη επεξεργασία και ονομάζονται "Calcined Coke". Αυτή η διαδικασία σημαίνει μεταφορά οπτάνθρακα πετρελαίου σε περιστροφικό κλίβανο για να αφαιρεθούν τα εναπομείναντα πτητικά υπολείμματα υδρογονανθράκων.
Ο πυρωμένος κοκ πετρελαίου μπορεί να υποβληθεί σε περαιτέρω επεξεργασία σε φούρνο ψησίματος ανόδου. Παράγει οπτάνθρακα, ο οποίος χρησιμοποιείται κυρίως στην κατασκευή χάλυβα ή αλουμινίου.
Για αποθήκευση και μεταφορά, όπως ο άνθρακας, ο οπτάνθρακας πετρελαίου αποθηκεύεται σε μεγάλους σωρούς σε σάκους ή σιλό. Μεταφορείς, ιμάντες χοάνης και καρότσια μπορούν να το μεταφέρουν εύκολα.
Επειδή ο οπτάνθρακας πετρελαίου είναι πλούσιος σε άνθρακα-, πρέπει να φυλάσσεται σε ξηρό περιβάλλον.
Θα σχηματίσει ένα σκληρό στερεό που ονομάζεται "υγρό κωκ" εάν βραχεί. Είναι μια δύσκολη ουσία που είναι δύσκολο να αφαιρεθεί. Συχνά μπορεί να σπάσει ή να αφαιρεθεί εύκολα μέσω της χρήσης ενός αντεροβγάλτη, ο οποίος είναι ένας εύκαμπτος σωλήνας νερού υψηλής-πίεσης.
Ποιες είναι οι πιο σημαντικές χημικές και φυσικές προδιαγραφές του οπτάνθρακα πετρελαίου;
Οι φυσικές και χημικές προδιαγραφές του οπτάνθρακα πετρελαίου ποικίλλουν ανάλογα με τη μέθοδο παραγωγής και το τελικό προϊόν. Μερικές από τις πιο κοινές προδιαγραφές για pet οπτάνθρακα περιλαμβάνουν:
Χημεία: Τα περισσότερα petcoke αποτελούνται από άνθρακα 85~99%, και υδρογόνο σε συγκεντρώσεις μεταξύ 3.0- 4.0%. Ο ακατέργαστος (ή πράσινος) οπτάνθρακας περιέχει 0,5-1% άζωτο και 0.2- 6.0% θείο, τα οποία γίνονται εκπομπές όταν το οπτάνθρακα πυρώνεται.
Αξία θέρμανσης: Ο οπτάνθρακας πετρελαίου είναι ιδιαίτερα εύφλεκτος και έχει υψηλή θερμαντική αξία, συχνά μεταξύ 8.000 και 10.000 BTU/lb.
Μέγεθος: Τα μεγέθη σωματιδίων του petcoke είναι συνήθως στην περιοχή από 0-50 mm.
Τέφρα: Ανάλογα με την προέλευση του οπτάνθρακα πετρελαίου, μπορεί να κυμαίνεται από 0,5~1%.
Υγρασία: Η περιεκτικότητα σε υγρασία στα σωματίδια οπτάνθρακα Petroleum ποικίλλει ανάλογα με τον τόπο εξόρυξης. μπορεί να κυμαίνεται από κάτω από 1% έως πάνω από 10%.
Περιεκτικότητα σε πτητική ύλη: Η συγκέντρωση της πτητικής ύλης στο οπτάνθρακα ποικίλλει ανάλογα με τον τόπο εξόρυξης, ο οποίος συνήθως βρίσκεται σε αναλογίες μικρότερες από 10%.
Σκληρότητα: Υπάρχουν δύο διαφορετικές ποικιλίες petcoke: το φρυγμένο και το μη φρυγμένο. Το πυρωμένο petcoke είναι πιο περίπλοκο και πιο πυκνό από το κανονικό petcoke λόγω της αυξημένης συγκέντρωσης άνθρακα.
Περιεκτικότητα σε θείο: Η περιεκτικότητα σε θείο Petcoke μπορεί να κυμαίνεται από 0,2% έως 6%, ανάλογα με τον τύπο του petcoke και τη διαδικασία διύλισης που χρησιμοποιείται.
Περιεκτικότητα σε μέταλλο: Η συνολική περιεκτικότητα σε μέταλλο είναι συνήθως μικρότερη από 0,5%. Τα μέταλλα στο Petcoke είναι αλουμίνιο, κοβάλτιο, σίδηρος, χρώμιο, ασβέστιο και άλλα.
Σταθερός άνθρακας: Η επιλεγμένη περιεκτικότητα σε άνθρακα του Petcoke είναι συνήθως μεγαλύτερη από 85% και μπορεί να φτάσει το 99%.
Η Απόλυτη Πυκνότητα κυμαίνεται τυπικά από 0,8 έως 1,0 g/cm3.
Ποιοι είναι οι κύριοι τύποι οπτάνθρακα πετρελαίου;
Υπάρχουν διάφοροι τύποι οπτάνθρακα πετρελαίου, οι οποίοι διαφέρουν ανάλογα με τη μέθοδο επεξεργασίας και διύλισης. Μεταξύ των πιο σημαντικών από αυτούς τους τύπους:
Σφουγγάρι κόκας
Είναι οπτάνθρακας πετρελαίου που παράγεται από βαριά υπολείμματα πρώτης ύλης με την Pyrolysis σε ρευστοποιημένη κλίνη. Ο λόγος για τον οποίο ονομάζεται σφουγγάρι οφείλεται στο υψηλό πορώδες και τη χαμηλή πυκνότητα όγκου.
Ο σπόγγος οπτάνθρακας χρησιμοποιείται κυρίως για την παραγωγή ηλεκτροδίων για τη βιομηχανία αλουμινίου. Ο σπόγγος κοκ είναι ιδανικός για ανόδους λόγω της υψηλής καθαρότητας, της χαμηλής περιεκτικότητας σε θείο και της καλής ηλεκτρικής αγωγιμότητας. Είναι επίσης πολύ ανθεκτικό στο θερμικό σοκ και έχει χαμηλό συντελεστή θερμικής διαστολής.
Ο σπόγγος οπτάνθρακας χρησιμοποιείται επίσης ως καύσιμο σε βιομηχανικούς λέβητες και κλιβάνους τσιμέντου. Η χαμηλή περιεκτικότητά του σε θείο το κάνει να παράγει λιγότερες εκπομπές διοξειδίου του θείου όταν καίγεται.
Βολή κόκα κόλα
Αυτός ο τύπος παράγεται κατά τη διαδικασία καθυστερημένης οπτανθρακοποίησης. Τα σωματίδια οπτάνθρακα σβήνουν γρήγορα, προκαλώντας ανωμαλίες στη δομή τους. Κατά συνέπεια, γίνεται δύσκολος ο χειρισμός και απαράδεκτος για ειδικές εφαρμογές οπτάνθρακα. Για παράδειγμα, η παραγωγή ανόδου απαιτεί κοκ υψηλής καθαρότητας χαμηλού πορώδους.
Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο σε διάφορες βιομηχανικές διεργασίες, συμπεριλαμβανομένων των κλιβάνων τσιμέντου και των σταθμών παραγωγής ενέργειας. Το υψηλό πορώδες του το κάνει να παρέχει καλές ιδιότητες καύσης και μειώνει τις εκπομπές.
Needle Coke
Παράγεται αποκλειστικά από υγρή καταλυτική πυρόλυση (FCC) μετάγγιση ελαίου ή λιθανθρακόπισσας.
Η μοναδική του δομή και η υψηλή καθαρότητά του το καθιστούν ιδανικό για την παραγωγή ηλεκτροδίων γραφίτη υψηλής ποιότητας, απαραίτητα για την κατασκευή μπαταριών για ηλεκτρικά οχήματα (EV) και άλλα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας.
Συμπερασματικά,
Αν και το πετρελαϊκό οπτάνθρακας είναι πολύτιμος πόρος, μπορεί επίσης να είναι-απειλής για τη ζωή. Είναι απαραίτητο να λαμβάνετε τις απαραίτητες προφυλάξεις ασφαλείας κατά το χειρισμό του οπτάνθρακα πετρελαίου, συμπεριλαμβανομένης της χρήσης προστατευτικού ρουχισμού, της αποφυγής επαφής με το δέρμα και της χρήσης του κατάλληλου αερισμού.
Επιπλέον, η τακτική συντήρηση του εξοπλισμού που χρησιμοποιείται στην παραγωγή petcoke θα πρέπει να γίνεται για να ελαχιστοποιηθεί ο κίνδυνος ατυχημάτων ή έκθεσης σε επικίνδυνα υλικά.
