توضیحات جامع درباره فرآوری کک نفتی و تقسیم بندی آن

فرآوری کک نفتی (به انگلیسی: Petroleum coke) ماده جامد نهایی غنی از کربن است که از فرایند پالایش نفت حاصل می‌شود و گروهی از سوخت‌ها بشمار می‌آید که به عنوان کک‌ها شناخته می‌شوند. کک نفتی به‌طور خاص از یک فرایند نهایی کراکینگ حاصل می‌شود که از فرایندهای مهندسی شیمی بشمار می‌آید و هیدروکربن‌های زنجیره‌ای نفت را در بخشی بنام واحد کوکر، به زنجیره‌های کوتاه‌تر تقسیم می‌کند. عبارت دیگر، کک نفتی محصول کربونازیسیون برش‌های سنگین هیدروکربنی نفت با دمای جوش بالا است. همچنین در فرایند تولید نفت خام مصنوعی از بیتومن استخراج شده از ماسه‌های نفتی کانادا و میدان نفتی اورینوکوی ونزوئلا نیز کک نفتی تولید می‌شود.

کک نفتی خام یا سبز  چیست؟ (RAW PETROLEUM COKE OR GREEN COKE (RPC))

کک نفتی یا همان پت کک ماده جامد نهایی غنی از کربن که یکی از محصولات مجتمع های پالایش نفت محسوب می شود. بسته به نوع کیفیت و شکل فیزیکی به نام های مختلفی شناخته می شود. با توجه به فرایندهای به کارگیری شده، شرایط عملیاتی و خواص خوراک به کارگیری شده کک تولیدی متفاوت خواهد بود. در شکل 1 انواع کک نفتی با توجه به گرید، شکل فیزیکی و همچنین کاربرد طبقه بندی شده اند.

کک سبز

تمامی کک های تولیدی از واحدهای کک سازی، کک سبز نامیده می شوند که حاوی مقدار بسیار کمی هیدروکربن های سنگین (مقداری هیدروژن باقیمانده) می باشند که به عنوان کک سوختی به فروش میرسند. منتها برای تولید کک مورد مصرف در آندهای فرایند تولید آلومینیوم یا الکترودهای مربوط به تولید فولاد نیاز است که کک در دمای ۹۸۰ تا ۱۳۰۰ درجه سانتی گراد تکلیس شود تا واکنش های تقطیر تخریبی به طور کامل انجام شود و مواد فرار موجود کاهش یابد.

طبقه بندی انواع مواد معدنی Minerals و روش های شناسایی

لازم به ذکر است که کک نفتی سبز باید دارای مقدار فلز کم باشد تا بتوان از آن به عنوان ماده آند استفاده کرد، کک سبز با مقدار فلز کم کک با درجه آند نامیده می­شود. هنگامی که کک دارای فلز بیش از حد باشد کلسینه نمی­شود و به عنوان کک درجه سوخت در کوره ها استفاده می­شود. قسمت اعظم کک تاخیری تولیدی به صورت قطعات سخت، متخلخل و با شکل های نامنظم است. این نوع کک به دلیل شباهت به اسفنج سیاه به کک اسفنجی شهرت دارد.

تعریف، خصوصیات کلی و کاربردهای گاز کربن دی‌اکسید CO2

دومین شکل کک نفتی که تولید آن نیز از اهمیت بسیار زیادی در زنجیره تولید فولاد برخوردار است، به کک سوزنی (Coke Needle) شناخته می‌شود. کک سوزنی نام خود را از شکل بلند و بسیار ریز و با سختار بلورین خود گرفته است. کک سوزنی به طور معمول از منابع خوراک غنی از هیدروکربن های آروماتیکی تحت فشار نسبتا زیاد در واحد کک سازی تاخیری تولید می شود. برای تولید الکترود، کک سوزنی به دلیل مقاومت الکتریکی پایین تر و ضریب انبساط گرمایی کوچک تر، به کک اسفنجی ترجیح داده می‌شود.

گاهی اوقات نوع سومی از کک به طور ناخواسته در فرایند کک سازی تاخیری تولید می‌شود، این کک، کک گلوله ای نامیده می شود چرا که به صورت خوشه هایی از حبه های به اندازه گلوله شکل می گیرد. این نوع کک معمولا به هنگام آشفتگی‌های عملیاتی یا فراوری باقیمانده های بسیار سنگین تولید می شود. کک گلوله ای کک مرغوبی نیست چرا که اولا مساحت سطح آن زیاد نیست که از این لحاظ کک اسفنجی مرغوب تر است، ثانیا از خواص سودمند کک سوزنی برای ساخت الکترود نیز برخوردار نیست. شکل 2 تصویر هر سه کک اسفنجی، سوزنی و گلوله ای را نمایش می دهد.

کک نفتی کلسینه شده چیست؟ (CALCINED PETCOKE (CPC))

ماده­ای کربن دار به رنگ سیاه یا خاکستری مات به شکل جامد که از کلسینه کردن کک نفتی خام تولید می­شود. این ماده از نظر شیمیایی و فیزیکی تقریباً بی­اثر است. در طی این فرایند ، قسمت زیادی از مواد فرار و رطوبت موجود در کک خام از ماده خارج شده به طوری که مواد فرار باقی مانده به کمتر از یک درصد می­رسد و در نتیجه درصد وزنی کربن افزایش می­یابد.

پروژه استخراج، فرآوری و دانه بندی باریت بخش اول

کک نفتی کلسینه به علت شرایط حرارتی بسیار بالایی که کک نفتی در آن تولید می­شود، کک نفتی مقدار بسیار کمی مواد فرار دارد. در نتیجه این نوع کک به علت مقدار کم مواد فرار، با تاخیر شروع به سوختن می­کند. چگالی واقعی می تواند میزان ساختار آن و درجه منظم شدن کریستال را نشان دهد. بنابراین از چگالی واقعی کک کلسینه شده می­توان برای ارزیابی کیفیت کک نفتی و کیفیت فرآیند کلسینه استفاده کرد. برای بدست آوردن خواص کک کلسینه شده مورد نیاز صنایع کربن و گرافیت، کک باید در دمای 1150-1350 درجه سانتیگراد یا بالاتر قرار گیرد تا چگالی و رسانایی حاصل شود.