Was ist Petrolkoks?
Wie oben erwähnt, ist Petrolkoks ein Nebenprodukt des Ölraffinierungsprozesses. Es ist ein kohlenstoffreiches Material und einige andere schwere Stoffe, Schwefel und Wasserstoff.
Es gehört strukturell zur Coke-Familie. Petrolkoks wird im Allgemeinen in verschiedenen Herstellungsprozessen wie dem Schmelzen, der Rußproduktion und anderen industriellen Prozessen verwendet, die eine Hochtemperaturaktivierung erfordern.
Petrolkoks kann auch aus einigen unkonventionellen Quellen gewonnen werden. Eine dieser Quellen ist die Herstellung und Verarbeitung von Bitumen (Asphalt), das in Raffinerien aus Ölsanden gewonnen wird. Als an diesem Bereich interessierte Person können Sie jedoch mehr über die verschiedenen Quellen von Ölderivaten erfahren, indem Sie sich für Öl- und Gas-Schulungskurse in Dubai anmelden.
Die Produktion von Petrolkoks begann im späten 19. und frühen 20. Jahrhundert. Danach tauchten weltweit Einsatzgebiete auf. Es wurde hauptsächlich als industrielle Brennstoffquelle für Kessel und Öfen verwendet. Seine Verwendung hat sich auf eine Vielzahl anderer Anwendungen ausgeweitet, die von industriellen bis hin zu verbraucherorientierten Anwendungen reichen.
Heute ist es aufgrund seines hohen Energiegehalts eine Brennstoffquelle für Kraftwerke und Kessel.
Es kann auch in der Zementherstellung als Zusatzstoff oder Bindemittel eingesetzt werden. Darüber hinaus wird Petrolkoks zur Herstellung von Graphit verwendet, der in verschiedenen Produkten wie Bleistiften und Batterien verwendet wird.
Wie wird Petrolkoks hergestellt und verarbeitet?
Petrolkoks entsteht bei der Erdölraffinierung. Der erste Schritt ist die Gewinnung von Rohstoffen (Rohöl) aus dem Boden nach dem Bohren einer Ölquelle. Im zweiten Schritt werden diese Materialien zur Ölraffinerie transportiert.
Ölraffinerien raffinieren diese rohen Kohlenwasserstoffe zu verwertbaren Produkten für den Markt-zum Beispiel Erdöl, Benzin, Diesel, Kerosin und andere Derivate.
Die Raffinierung von Erdölkohlenwasserstoffen umfasst Ausrüstung, Stufen, Techniken und chemische Reaktionen, um das Endprodukt zu erhalten.
In dieser Phase werden die Rohstoffe in Destillationstürmen auf extrem hohe Temperaturen erhitzt und unter hohem Druck gepresst. Dann trennt sich jede Kohlenwasserstoffverbindung bei einem bestimmten Druck und einer bestimmten Temperatur.
Die Rückstände dieser Derivate verbleiben in Form von Erdölflüssigkeiten. Hier werden diese Flüssigkeiten in spezielle Einheiten, sogenannte „Verkokungseinheiten“, überführt, um den Filterprozess abzuschließen. Anschließend werden diese Flüssigkeiten bei einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Druck verarbeitet, um Petrolkoks in Form von Feststoffen herzustellen, nachdem sie von allen Gasen und flüchtigen Stoffen befreit wurden. Abschließend werden alle verbleibenden Leicht- und Schweröle getrennt.
Der in dieser Phase entstehende Petrolkoks wird Green Petroleum Coke (CVP) genannt. Kurz gesagt, muss noch bearbeitet werden. In einigen Anwendungen kann hier Petrolkoks verwendet werden, andere erfordern jedoch eine größere Verarbeitung und werden als „kalzinierter Koks“ bezeichnet. Bei diesem Verfahren wird Petrolkoks in einen Drehrohrofen überführt, um die verbleibenden flüchtigen Kohlenwasserstoffrückstände zu entfernen.
Der kalzinierte Petrolkoks kann in einem Anodenbackofen weiterverarbeitet werden. Es produziert Koks, der hauptsächlich zur Herstellung von Stahl oder Aluminium verwendet wird.
Zur Lagerung und zum Transport von Kohle wird Petrolkoks in großen Haufen in Säcken oder Silos gelagert. Mit Förderbändern, Trichterbändern und Trolleys kann es problemlos transportiert werden.
Da Petrolkoks reich an Kohlenstoff ist, muss er in einer trockenen Umgebung gelagert werden.
Im nassen Zustand bildet sich ein harter Feststoff, der „feuchter Koks“ genannt wird. Es handelt sich um eine heikle Substanz, die schwer zu entfernen ist. Mit einem Aufreißer, einem Hochdruckwasserschlauch, kann er oft leicht zerbrochen oder entfernt werden.
Was sind die wichtigsten chemischen und physikalischen Spezifikationen von Petrolkoks?
Die physikalischen und chemischen Spezifikationen von Petrolkoks variieren je nach Produktionsmethode und Endprodukt. Zu den gängigsten Spezifikationen für Petrolkoks gehören:
Chemie: Der meiste Petrolkoks besteht zu 85–99 % aus Kohlenstoff und Wasserstoff in Konzentrationen zwischen 3.0- 4.0 %. Roher (oder grüner) Koks enthält 0,5–1 % Stickstoff und 0.2- 6.0 % Schwefel, die beim Kalzinieren des Kokses zu Emissionen werden.
Heizwert: Petrolkoks ist leicht brennbar und hat einen hohen Heizwert, oft zwischen 8.000 und 10.000 BTU/lb.
Größe: Die Partikelgrößen von Petrolkoks liegen typischerweise im Bereich von 0–50 mm.
Asche: Je nach Herkunft des Petrolkoks kann der Aschegehalt zwischen 0,5 und 1 % liegen.
Feuchtigkeit: Der Feuchtigkeitsgehalt in den Petrolkokspartikeln variiert je nach Abbauort; sie kann zwischen unter 1 % und über 10 % liegen.
Gehalt an flüchtigen Bestandteilen: Die Konzentration an flüchtigen Bestandteilen in Koks variiert je nach Abbauort und beträgt üblicherweise weniger als 10 %.
Härte: Es gibt zwei verschiedene Arten von Petrolkoks: kalzinierten und unkalzinierten. Kalzinierter Petrolkoks ist aufgrund seiner erhöhten Kohlenstoffkonzentration komplexer und dichter als normaler Petrolkoks.
Schwefelgehalt: Der Schwefelgehalt von Petrolkoks kann zwischen 0,2 % und 6 % variieren, abhängig von der Art des Petrolkokses und dem verwendeten Raffinierungsverfahren.
Metallgehalt: Der Gesamtmetallgehalt beträgt typischerweise weniger als 0,5 %. Die Metalle in Petcoke sind Aluminium, Kobalt, Eisen, Chrom, Kalzium und andere.
Fester Kohlenstoff: Der ausgewählte Kohlenstoffgehalt von Petrolkoks beträgt typischerweise mehr als 85 % und kann bis zu 99 % betragen.
Die absolute Dichte liegt typischerweise zwischen 0,8 und 1,0 g/cm3.
Was sind die wichtigsten Arten von Petrolkoks?
Es gibt verschiedene Arten von Petrolkoks, die sich je nach Verarbeitungs- und Raffinationsmethode unterscheiden. Zu den wichtigsten dieser Typen gehören:
Biskuit-Cola
Dabei handelt es sich um Petrolkoks, der durch Pyrolyse in einem Wirbelbett aus schweren Rückständen hergestellt wird. Der Grund, warum es als Schwamm bezeichnet wird, liegt in seiner hohen Porosität und geringen Schüttdichte.
Schwammkoks wird hauptsächlich zur Herstellung von Elektroden für die Aluminiumindustrie verwendet. Aufgrund seiner hohen Reinheit, seines geringen Schwefelgehalts und seiner guten elektrischen Leitfähigkeit ist Schwammkoks ideal für Anoden. Darüber hinaus weist es eine hohe Temperaturschockbeständigkeit und einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf.
Schwammkoks wird auch als Brennstoff in Industriekesseln und Zementöfen verwendet. Aufgrund seines geringen Schwefelgehalts erzeugt es bei der Verbrennung weniger Schwefeldioxidemissionen.
Shot-Cola
Dieser Typ entsteht beim Delayed Coking-Prozess. Die Kokspartikel erlöschen schnell, was zu Unregelmäßigkeiten in ihrer Struktur führt. Dementsprechend wird es schwierig zu handhaben und für spezielle Koksanwendungen ungeeignet. Beispielsweise erfordert die Anodenproduktion hochreinen Koks mit geringer Porosität.
Es kann auch als Brennstoff in verschiedenen industriellen Prozessen verwendet werden, darunter in Zementöfen und Kraftwerken. Seine hohe Porosität sorgt für gute Verbrennungseigenschaften und reduziert Emissionen.
Nadelkoks
Es wird ausschließlich aus dekantiertem Fluid-Catalytic-Cracking (FCC)-Öl oder Kohlenteerpech hergestellt.
Seine einzigartige Struktur und hohe Reinheit machen es ideal für die Herstellung hochwertiger Graphitelektroden, die für die Herstellung von Batterien für Elektrofahrzeuge (EVs) und andere Energiespeichersysteme unerlässlich sind.
Abschließend,
Obwohl Petrolkoks eine wertvolle Ressource ist, kann er auch lebensbedrohlich sein. Beim Umgang mit Petrolkoks müssen unbedingt die erforderlichen Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden, einschließlich des Tragens von Schutzkleidung, der Vermeidung von Hautkontakt und der Verwendung einer geeigneten Belüftung.
Darüber hinaus sollte die bei der Petrolkoksproduktion verwendete Ausrüstung regelmäßig gewartet werden, um das Risiko von Unfällen oder der Exposition gegenüber gefährlichen Stoffen zu minimieren.
