کک نفتی کلسینه
کک نفتی یک محصول فرعی حاصل از پالایش نفت خام است که ماده اصلی تشکیل دهنده آن کربن می باشد ، کک نفتی کلسینه شده از طریق انجام عملیات کلسینه کردن بر روی کک خام بدست می آید. در طی این فرایند، بخشی از مواد فرار و رطوبت موجود در کک خام از ماده خارج شده و در نتیجه درصد وزنی کربن افزایش می یابد .
کک نفتی کلسینه شده در صنایع فولاد کاربرد دارد. به این محصول در اصطلاح پترولیوم کک پر سولفور نیز گفته می شود.
این نوع کک از محصولات جانبی تقطیر نفت خام می باشد که در انتهای برج تقطیر بدست می آید. در نهایت طی فرایند تولید، کک خام به کک کلسینه شده تبدیل می شود که دارای میزان کربن تثبیت شده بالا و خاکستری کم و گوگرد بسیار کم است. به علت شرایط حرارتی بسیار بالایی که کک نفتی در آن تولید می شود، مقدار بسیار کمی ماده فرار سوختنی دارد. لازم به ذکر است که این کک در بسیاری از کاربردها از جمله الکترود و آند استفاده می‌شود. همچنین به عنوان سوخت در صنایع فولاد بسیار پرکاربرد می‌باشد. به بیانی دیگر، کک نفتی، یک ماده نسبتا ارزان با ارزش حرارتی بالا و محتوای کربنی با پایداری شیمیایی خوب است که آن را به سوختی کارآمد و اقتصادی تبدیل می‌کند. از آنجایی که بیشتر محتوای این ماده، عنصر کربن است، بدون ایجاد آلودگی قابل توجهی، حرارت لازم را تامین کرده و می سوزد. در ادامه به برخی از مهمترین ویژگی‌های کک نفتی پرداخته می‌شود:
- بوی خاص و سمی داشته و به راحتی قابل اشتعال می‌باشد.
- از قطران زغال سنگ فرآوری شده به دست می‌آید.
- دارای چسبندگی عالی، مقاومت در برابر آب ، روغن و مواد شیمیایی مختلف بوده و از نظر این خواص، بسیار بهتر از قیر رزین نفتی است.
ترکیب شیمیایی کک نفتی
ترکیب این ماده به این شرح است:
- کربن ( 90-95 )٪
- گوگرد (تا 3٪)
- هیدروژن (بیش از 1٪)
- ترکیبی از نیتروژن و اکسیژن (حدود 1.5٪)
- و برخی از فلزات مختلف
نقش کک نفتی در تولید الکترود گرافیتی
از کک نفتی می‌توان گرافیت تولید کرد. همانطور که می‌دانید گرافیت، ماده اولیه تشکیل دهنده در ساخت الکترود گرافیتی کوره‌های قوس الکتریکی صنایع فولاد به شمار می‌رود. لازم به ذکر است که مشخصات این الکترودها به کیفیت و خلوص کک نفتی مورد استفاده بستگی زیادی دارد. به عنوان مثال، آن دسته از الکترودهای گرافیتی که از ضریب انبساط حرارتی پایین همراه با مقاومت در برابر دمای بالا برخوردار می‌باشند، نسبت به سایر الکترودهای گرافیتی از تقاضای بالایی در صنعت فولاد برخوردار می‌باشند.
فرایند کک کردن
کک کردن فرآیندی است که در آن، مواد خام مایع با یک دمای بسیار بالا حرارت داده می‌شوند. نتیجه این فرایند، تشکیل یک رسوب جامد به نام کک نفتی است. به عبارت ساده، کک، زغال سنگ سختی است که در دمای بالا در کوره های مخصوص پخته شده و به صورت مصنوعی تولید می‌شود.
فرایند کلسینه کردن
کلسینه کردن، یک فرآیند گرمایش با دمای بالا است که برای حذف مواد فرار باقی مانده از تولید کک نفت خام استفاده می‌شود. کک نفتی کلسینه (cpc) ، ماده‌ای جامد و کربنی است که از تقطیر کک نفتی سبز (محصول جانبی تقطیر نفتی) در دمای بین 1250 تا 1400 درجه سانتی گراد در کلسینرهای کوره دوار یا دودکش‌های دوار با سرعت کنترل شده به دست می‌آید. مهمترین مشخصه این کک، داشتن محتوای کربن بالا و محتوای خاکستر کم می‌باشد.
ساختار کک نفتی کلسینه ( cpc )
ساختار کک نفتی کلسینه ( cpc ) ، متشکل از آرایش بلورهای گرافیتی با اشکال، جهت ها و اندازه های مختلف است که از سوراخ هایی عبور می‌کنند که ابعاد آنها بر اساس خلوص، شرایط فرآیند و ویژگی های باقیمانده نفت خامی که کک کلسینه مذکور از آن به دست می آید، متفاوت است. درجه تبلور یا نظم ساختاری آن و در نتیجه خواص فیزیکی-شیمیایی کک نفتی کلسینه (cpc) ، عمدتا توسط ترکیب این بقایا تعیین می‌شود.
کاربرد کربن کک نفتی کلسینه شده ( CPC ) در صنایع فولادسازی
- کوره القایی (Induction Furnace) و کوره اکسیژن قلیایی (BOF)
- کوره های قوس الکتریکی (EAF) و کوره های پاتیلی (LF)
- ساخت الکترودهای گرافیتی کوره های قوس الکتریکی و کوره های پاتیلی
لازم به توضیح است که از کک نفتی کلسینه ( cpc ) که اغلب دارای گوگرد و ناخالصی‌های فلزی کم است، برای ساخت آند برای صنعت فولاد استفاده می‌شود . این آندها باید متراکم، قوی، رسانای الکتریکی و دارای خلوص کربن بالا باشند. در فرایند تولید آند ، کک نفتی کلسینه شده با قطران زغال سنگ مخلوط می شود. مطابق با دستورالعمل داده شده، این ماده به همراه قطران ذغال سنگ به مخلوط کن وارد می شود و در دمای 185 درجه سانتیگراد مخلوط می‌شود . جرم آند حاصل به یک پرس هیدرولیک فرستاده می‌شود تا آندهای “سبز” تشکیل شود . همچنین از کک نفتی کلسینه شده به طور گسترده در صنایع تولید فولاد استفاده می‌شود.
دیدگاهتان را بنویسید