English
از کک نفتی- Petroleum coke با کیفیت متوسط به عنوان منبع کربن در صنایع تولید آلیاژهای مختلف استفاده میشود که به عنوان یک افزودنی محسوب میشود. پترولیوم کک تکلیس شده در صنایع آلومینیوم، الکترود کوره ذوب قوس الکتریکی، الکترود گرافیتی و تولید پیگمنت تیتانیوم دی‌اکسید کاربرد دارد. نکته مهم و راهبردی در این قسمت این است که وجود گوگرد سبب خوردگی سریع الکترود و تورم شده که باعث شکستگی سریع الکترود میشود. همچنین وجود فلزات نظیر نیکل و وانادیوم در کک سبب اکسید شدن سریع آند در صنعت است.
کک نفتی ( 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 میزان ارزش حرارتی بالاتری نسبت به کک متالورژی دارد. میزان خاکستر آن کمتر است. به علت شرایط بسیار شدید حرارتی که کک نفتی در آن تولید میشود، میزان بسیار کمی ماده فرار سوختنی دارد، در نتیجه این کک به علت میزان کم ماده فرار، بسیار سخت در حالت سوختن قرار می‌گیرد. کک نفتی به دست آمده که تکلیس نشده باشد، کک سبز نیز نامیده میشود و بیشتر به عنوان سوخت مورد استفاده قرار می‌گیرد. در نهایت کک خام به کک کلسینه شده تبدیل میشود که دارای میزان کربن تثبیت شده بالا، خاکستر کم و گوگرد بسیار کم است.
کک نفتی به همراه الکترود گرافیتی از مواد مورد نیاز برای صنعت فولاد است. در جدول زیر کاربرد انواع کک‌ها در صنایع گوناگون آمده‌است:
| درصد | نوع کک | انواع کاربردها |
|---|---|---|
| ۳۰٪ | کک نفتی کلسینه شده | Aluminum AnodsTio2 pigment
Carbon Raiser Shynthetic Grafite Electrodes |
| ۲۵٪ | کک متالورژی | Blast furnacesFoundries
Gas coke ovens silicone |
| ۴۵٪ | سوخت و دیگر کاربردها | CementUtilities
Refineries Paper Manufacturing |
بسته به خوراک نفتی استفاده شده، ترکیب کک نفتی ممکن است تغییر کند ولی درصد عمدهٔ آن از کربن است. در کک نفتی خالص درصد کربن به ۹۸–۹۹٪ جرمی نیز می‌رسد که ترکیبی پایه کربن است که هیدوژن آن را پر کرده‌است. درحالی‌که در کک خام هیدروژن می‌تواند ۳ تا ۴ درصد جرمی کک را نیز تشکیل دهد. همچنین ۰٫۱ تا ۰٫۵ درصد نیتروژن و ۰٫۲ تا ۶ درصد گوگرد نیز در کک خام وجود دارد که در فرایند تکلیس حذف می‌شوند.
| ترکیب درصد (درصد وزنی) | آمریکا | آلمان | داخلی | محدوده استاندارد |
|---|---|---|---|---|
| خاکستر | ۰٫۷۳ | ۰٫۲۶ | ۰٫۳۷ | ۱–۰٫۱ |
| سولفور | ۱٫۰۲ | ۰٫۴۶ | ۲٫۰۷ | ۶–۰٫۲ |
| دانسیته توده | – | – | ۱٫۲۱ | ۱٫۶–۱٫۲ |
| کربن ثابت | ۸۸٫۶ | ۸۸٫۲ | ۸۷٫۳ | ۸۰–۹۵ |
در جدول زیر ترکیب مواد موجود در کک خام و کک کلسینه شده مقایسه شده‌است:
| ترکیب درصد (درصد وزنی) | کک سبز | کک کلسینه شده |
|---|---|---|
| کربن ثابت | ۸۰–۹۰ | ۹۸–۹۹٫۵ |
| هیدروژن | ۳–۴٫۵ | ۰٫۱ |
| نیتروژن | ۰٫۱–۰٫۵ | – |
| سولفور | ۰٫۲–۶ | – |
| مواد فرار | ۵–۱۵ | ۰٫۲–۰٫۹ |
| رطوبت | ۰٫۵–۱۰ | ۰٫۱ |
| خاکستر | ۰٫۱–۱ | ۰٫۰۲–۰٫۷ |
| دانسیته توده | ۱٫۲–۱٫۶ | ۱٫۲–۱٫۹ |
| فلزات (ppm) | ۲۵۴–۷۸۰۰ | ۲۵۴–۷۸۰۰ |
