کک نفتی ( پترولیوم کک ) جامدی کربن دار با رنگ خاکستری مایل به سیاه است که از تقطیر تخریبی نفت باقی مانده به‌جا می‌ماند. این کک ظاهری لانه زنبوری دارد و در حلال های آلی حل نمی‌شود.
آن دسته از فرآین های کک سازی که در تولید کک نفتی به کار می‌روند کک سازی تماسی، کک سازی سیال، فلکسی‌ککینگ (flexicoking) و کک سازی تأخیری را شامل می‌شوند. کک به‌دست‌آمده در فرآیندهای شکست کاتالیستی معمولاً غیر قابل بازیابی است و معمولاً از آن به‌عنوان سوخت استفاده می‌شود.
نام صنعتی : کک نفتی – پترولیوم کک | Petroleum Coke
نام ها و انواع: پت کک | پترولیم کک | کک سوزنی | کک تاخیری
کک نفتی چیست ؟
کک نفتی (هم کک سبز و هم کک کلسینه شده) ماده‌ای است که از پردازش مواد اولیه‌ی نفتی سنگین در دماها و فشارهای بالا باقی می‌ماند. بسیاری از خواص فیزیکی و شیمیایی در شرایط محیطی کاربرد خاصی ندارند.
در دما و فشار محیط کک نفتی جامد است، چرا که به‌طور غالب از کربن عنصری و باقی‌مانده‌ی سخت‌شده‌ی مواد اولیه ساخته شده است. پترولیوم کک از تجزیه‌ی حرارتی جریانات و باقی‌مانده‌های نفت سنگین به‌دست می‌آید. رایج‌ترین مواد اولیه‌ای که در فرآیند کک سازی استفاده می‌شوند عبارتند :
- ماده‌ی خام احیا شده (مانند باقی‌مانده‌ی خلأ)
- باقی‌مانده‌ی حرارتی از سایر فرآیندها
این مواد اولیه تا دماهای ترک‌خوردگی گرمایی (۴۸۵ تا ۵۰۵ درجه‌ی سانتی‌گراد یا ۹۰۵ تا ۹۴۰ درجه‌ی فارنهایت) حرارت می‌بینند و در فشارهایی که به ایجاد فرآورده های گازی و نفت مایع می‌انجامد، قرار می‌گیرند. ماده‌ای که از این فرآیند به‌جا می‌ماند جامدی غنی از کربن است که به آن پترولیوم کک می‌گویند.
کک های نفتی می‌توانند در گروه های کک سبز (کک غیرفشرده یا کک خام) یا کک نفتی کلسینه شده دسته‌بندی شوند. محصول ابتدایی فرآیندسازی، یا همان کک سبز، در سوخت، گازی شدن و فرآیندهای متالورژیکی استفاده می‌شود.
این کک همچنین خوراک فرآیند تولید کک کلسینه شده است. کک کلسینه شده وقتی که گرین کک تحت دماهای بالاتر (بین ۱۲۰۰ تا ۱۳۵۰ درجه‌ی سانتی‌گراد) قرار بگیرد تولید می‌شود.
انواع پترولیوم کک کدامند ؟
کک نفتی به صورت های مختلفی وجود دارد :
| فرآیند | نوع کک | خواص |
|---|---|---|
| تأخیری | اسفنجی | ظاهر اسفنجی |
| تأخیری | اسفنجی | سطح بالاتر |
| تأخیری | اسفنجی | سطح آلودگی پایین‌تر |
| تأخیری | اسفنجی | مقدار ماده‌ی فرار بیشتر |
| تأخیری | اسفنجی | HGI بیشتر (تقریباً ۱۰۰) |
| تأخیری | اسفنجی | سایز نوعی ۰ تا ۶ اینچ (۰ تا ۱۵ سانتی‌متر) |
| تأخیری | اسفنجی | ظاهر کروی |
| تأخیری | اسفنجی | سطح پایین‌تر |
| تأخیری | اسفنجی | مقدار ماده‌ی فرار کمتر |
| تأخیری | اسفنجی | HGI کمتر (کمتر از ۵۰) |
| تأخیری | اسفنجی | تمایل به اگلومره شدن |
| تأخیری | سوزنی | ظاهر سوزنی‌شکل |
| تأخیری | سوزنی | مقدار مواد فرار کم |
| تأخیری | سوزنی | مقدار کربن زیاد |
| سیال | سیال | مواد فرار کم |
| سیال | سیال | سطح آلودگی بیشتر |
| سیال | سیال | HGI کم (کمتر از ۴۰) |
| سیال | سیال | ذرات سیاه ماسه‌مانند |
| فلکسی کک | فلکسی کک | بیشترین مقدار فلز |
| فلکسی کک | فلکسی کک | ۲۰۰ > ۸۰% مش |
انواع کک نفتی کدامند ؟
انواع گوناگون پترولیوم کک بسته به فرآیند مورد استفاده، شرایط عملیاتی و خواص مواد اولیه تولید می‌شود. تمام کک‌های به‌دست‌آمده از کک ساز کک «سبز» نامیده می‌شوند.
این کک ها شامل برخی هیدروکربن‌ها با وزن مولکولی زیاد هستند. (در مولکول‌هایشان هیدروژن دارند.) این هیدروکربن‌ها از واکنش‌های به‌پایان‌نرسیده‌ی کربنی‌کردن به‌جا مانده‌اند. این مولکول‌های به‌تمامی کربنی‌نشده‌ی کک موادی فرار به‌شمار می‌روند.
در نمونه‌های بدون رطوبت هرچند کک های سوختی به‌عنوان کک های سبز فروخته می‌شوند، اما کک هایی که در ساخت آندها در تولید آلومنیوم یا تولید فولاد به‌کار می‌روند باید در دمایی بین ۱۸۸۰ تا ۲۴۰۰ کلوین (۹۸۰ تا ۱۳۱۵ سانتی‌گراد) کلسینه شوند تا واکنش‌های کربنی‌کردن به‌طور کامل انجام شوند و مواد فرار تا جای ممکن کاهش یابند.
کک اسفنجی ( کک تاخیری )
بسیاری از کک های تاخیری به دست آمده از کک ساز کلوخه‌هایی سخت، متخلخل، با شکل‌های نامنظم و اندازه‌ای از ۲۰ اینج (۵۰ سانتی‌متر) تا اندازه‌های کمتر و خاکه‌های نرم هستند. به این نوع کک، کک اسنفجی می‌گویند؛ چرا که ظاهری اسفنجی و سیاه‌رنگ دارد.
کک سوزنی
نوع دیگری از کک نفتی کک سوزنی است که می‌تواند در مقیاس انبوه‌تری تولید شود. نام کک سوزنی از ساختار کریستالی تطویل‌شده‌ی آن به‌دست آمده است. کک سوزنی از مواد اولیه‌ی آروماتیک (روغن‌های حلقوی FCC و…) و در فشارهای بالا (psig ۱۰۰ یا Kpa ۶۹۰) و نسبت‌های بازیابی بالا (۱:۱) به‌دست می‌آید.
استفاده از کک سوزنی با توجه به مقاومت الکتریکی و ضریب انبساط حرارتی پایین‌تر در تولید الکترود نسبت به کک اسفنجی ارجحیت دارد.
کک سوزنی نوعی پترولیوم کک کریستالی است که در تولید الکترودها در صنعت فولاد و صنعت آلومینویم به‌کار می‌رود و از آن‌جا که الکترودها باید به‌طور منظم تعویض شوند از ارزش زیادی برخوردار است. کک سوزنی تنها از روغن کاتالیست سیال یا قطران ذغال‌سنگ به‌دست می‌آید.
کک ساچمه‌ای
گاهی به‌طور ناخواسته نوعی سومی از کک ها نیز تشکیل می‌شود. به این کک به‌خاطر خوشه‌های گندله های ساچمه مانندش کک ساچمه‌ای گفته می‌شود.
این کک در صورتی که فرآیندها با مشکلی مواجه شوند یا در صورت پردازش مواد باقی‌مانده‌ی بسیار سنگین نظیر مواد خام کانادایی، کالیفرنیایی و ونزوئلایی تولید می‌شود. رشد این خوشه‌های ساچمه‌ای می‌تواند بسیار زیاد باشد. (۱۲ اینچ یا ۳۰ سانتی‌متر)
آنها همچنین می‌توانند از باقی‌مانده‌هایی که مقدار زیادی سولفور دارند نیز به‌دست آیند. کک ساچمه ای کک مطلوبی نیست چرا که نه سطح زیاد کک اسنفنجی و نه خواص کاربردی و ویژگیهای کک سوزنی به‌منظور تولید الکترود را داراست.
انواع کک نفتی
پترولیوم کک انواع مختلفی دارد، نام‌هایی که برای هر کدام از آنها به‌کار می‌رود ناشی از نوع رفتار آنها در محیط‌زیست است. با این حال فارغ از نوع آن، کک اساساً از کربن تشکیل شده است. (به‌طور کلی بیشتر از ۹۰ درصد کربن و غالباً بیشتر از ۹۵ درصد کربن را شامل می‌شود.)
کک به عنوان یک ماده‌ی اولیه در اجاق‌های کک در صنایع فولادسازی، فرآیندهای حرارتی، تولید الکترود و تولید مواد شیمیایی استفاده می‌شود. دو نوع از مهم‌ترین انواع کک‌ها کک سبز و کک کلسینه شده هستند.
دسته‌ی کک کلسینه شده خود کک کاتالیسیتی را نیز شامل می‌شود؛ کک کاتالیستی آن نوع از کک است که در فرآیندهای اصلاحی روی کاتالیست می‌نشیند. این نوع کک قابل بازیابی نیست و معمولاً به‌عنوان سوخت تصفیه می‌سوزد.
کک کاتالیست
کک کاتالیست ککی است که روی کاتالیست‌هایی که در بازیابی نفت استفاده می‌شوند، مانند کاتالیست‌هایی که در واحدهای شکستن مولکلول‌ها در کاتالیست سیال به‌کار می‌روند، می‌نشیند. این کک ناخالص است و تنها به‌عنوان سوخت استفاده می‌شود.
ترکیب و فرآیندهای تولید کک های نفتی
پترولیوم کک اساساً از کربن عنصری تشکیل شده و به‌عنوان یک شبکه‌ی پلی کریستالی کربنی شناخته می‌شود. در کک سبز (کک پردازش نشده) تخلخل‌های شبکه با باقی مانده‌ی سخت شده‌ی خوراک کک ساز پر می‌شود.
این باقی‌مانده به‌عنوان ماده‌ی فرار شناخته می‌شود (گاهی نیز به آن هیدروکربن باقی‌مانده می‌گویند) چرا که در حین فرآیند کلسیناسیون تبخیر می‌شود. ماده‌ی فرار از هیدروکربن‌های سنگین باقی‌مانده از مواد اولیه‌ای که به‌طور کامل کربنی نشده‌اند تشکیل شده است.
در کک سبز معمولاً چیزی بین ۴ تا ۱۵ درصد وزنی ماده‌ی فرار وجود دارد، اما این مقدار می‌تواند به ۲۱ درصد وزنی نیز برسد. دمای دستگاه کک سازی، فشار آن و مدت‌زمان فرآیند همگی بر مقدار ماده‌ی فرار در کک های سبز و کلسینه شده موثرند.
به‌خاطر دمای کمتر فرآیند مربوطه، کک سبز از مقدار بیشتری ماده‌ی فرار نسبت به کک کلسینه شده برخوردار است. ترکیب شیمیایی انواع مختلف پترولیوم کک با ترکیب مواد اولیه‌ی به کار رفته در فرآیند کک سازی سنجیده می‌شود، که خود به ترکیب روغن خام و فرآیند بازیابی که مواد اولیه‌ی کک‌سازی از آن حاصل می‌شوند بستگی دارد.
کک نفتی تولید شده از آسفالتن
کک های تولید شده از مواد اولیه‌ی غنی از آسفالتن ها نسبت به کک‌های تولیدشده از مواد اولیه‌ی غنی از هیدروکربن های آروماتیک غلظت بیشتری از سولفور و فلزات خواهند داشت.
این امر از آن روست که اجزای آسفالتنی غلظت بیشتری از هترواتم‌ها را شامل می‌شوند. بیشتر سولفور حاضر در کک به صورت سولفور آلی و در پیوند با شبکه‌ی کربنی وجود دارد.
با این حال، ساختار ترکیب‌های آلی سولفوری در کک نفتی تا حد زیادی ناشناخته است، و هیچ روش ارزیابی دقیقی برای تعیین ساختار آنها وجود ندارد. سایر اشکال سولفور یافت‌شده در کک، سولفات‌ها و سولفور پیریتی را شامل می‌شوند، با این حال مقدار آنها به‌ندرت به ۰.۰۲ درصد وزنی تمام سولفور حاضر در کک می‌رسد.
فلزات، مخصوصاً وانادیوم و نیکل، به‌صورت کلات فلزی یا پورفیرین در ترکیب آسفالتنی حضور دارد. غلظت فلزات کک در طی کلسیناسیون معمولاً با توجه به کاهش وزن ناشی از تبخیر ماده‌ی فرار افزایش پیدا می‌کند.
با این حال در عمل کک های کلسینه شده غلظت کمتری از فلز را نسبت به بسیاری از انواع کک های سبز شامل می‌شوند این امر با توجه به آن‌که کک های سبز فقیر از فلز برای کلسیناسیون انتخاب می‌شوند، اتفاق می‌افتد.
پترولیوم کک با روش کک تاخیری
کک های تاخیری در طی فرآیند تاخیری -فرآیند ناپیوسته‌ای باقی‌مانده‌ی خلأ- ایجاد می‌شوند. واکنش‌های کربن‌دهی (تجزیه‌ی حرارتی) هیدروژن‌زدایی، بازچینش و کندانس شدن را شامل می‌شوند.
دو ماده‌ی اولیه‌ی معمول، باقی‌مانده‌های خلأ و روغن‌های آروماتیک هستند. در کک ساز تاخیری، خوراک از کف ستون تقطیر جزء به جزء وارد می‌شود و در آن‌جا با ماده‌ی بازیابی کندانس شده از خروجی دستگاه کک سازی مخلوط می‌گردد.
آن‌گاه به گرم‌کننده و بعد از آن از طریق یک دریچه به یکی از دو استوانه‌ی کک سازی انتقال پیدا می‌کند. دمای این مرحله چیزی بین ۴۸۰ تا ۵۰۰ درجه‌ی سانتی‌گراد است. ترک خوردن و پلیمرازیسیون در این استوانه‌ها در یک بازه‌ی زمانی ۲۴ ساعته اتفاق می‌افتد.
کک سازی فرآیندی ناپیوسته است که در یکی از آن دو کک سازی و در دیگری کک زدایی صورت می‌پذیرد. یک دوره‌ی کامل در این فرآیند ۴۸ ساعت به‌طول می‌انجامد. کک از استوانه با استفاده از آب فشاربالا جدا می‌شود.
پترولیوم کک به روش کک سیال
کک سیال در حین فرآیند کک سازی سیال تولید می‌شود. این فرآیند پیوسته است و در آن افشانش خوراک حرارت داده شده در کک ساز روی یک بستر روان حاوی ذرات داغ کک که در فشار psi ۲۰ تا psi ۴۰ و دمای ۵۰۰ درجه‌ی سانتی‌گراد نگه داشته می‌شوند، صورت می‌پذیرد.
بخار خوراک هنگام تشکیل لایه‌ی مایع روی ذرات کک می‌شکند. ذرات توسط لایه‌ها، تا زمانی که آنها حذف شوند، به رشد خود ادامه می‌دهند و ذرات جدید کک افزوده می‌شوند.
ککی که در صنعت آلومینیوم به‌کار گرفته می‌شود برای رسیدن به چیزی کمتر از ۵ درصد از مواد فرار در دمای ۱۳۰۰ تا ۱۴۰۰ درجه‌ی سانتی‌گراد قبل از آن‌که در ساخت آندها به‌کار گرفته شود، کلسینه می‌شود.
کک نفتی هم می‌تواند سوخت (غنی از سولفور و فلزات) و هم آندی (فقیر از سولفور و فلزات) باشد. ادامه‌ی فرآیند روی گرین کک با کلسینه کردن آن در یک کوره‌ی دوار به‌مظور حذف هیدروکربن‌های باقی‌ماننده‌ی فرار از کک صورت می‌پذیرد.
کک نفت کلسینه شده می‌تواند در ادامه در یک اجاق پخت آندی برای تولید کک آندی به شکل دلخواه و با خواص فیزیکی مدنظر تحت پردازش قرار بگیرد. آندها اکثراً در صنعت آلومینیوم و صنعت فولاد به‌کار می‌روند. کک‌های مختلفی از کک نفتی به‌دست می‌آید:
- کک سوزنی
- کک کاتالیست
- کک سوخت؛ که خود به‌لحاظ شکل به کک اسفنجی و کک ساچمه‌ای تقسیم می‌شود
- کک نفتی کلسینه شده
کک سوختی محصول کک نفتی کلسینه شده است، که در ساخت آندها در صنعت آلومینیوم، فولاد و ذوب تیتانیوم استفاده می‌شود. فلز در گرین کک باید به‌اندازه‌ی کافی کم باشد تا بتوان از آن به‌عنوان آند استفاده کرد.
به گرین کک که مقدار کمی فلز داشته باشد، کک آندی گفته می‌شود. گرین کک که مقدار بسیار زیادی فلز داشته باشد، کلسینه نمی‌شود و از آن به‌عنوان سوخت به‌منظور کاربردهای احتراقی در بازیابی استفاده می‌کنند
کاربردهای کک نفتی در کجاست ؟
پترولیم کک کاربردهای مختلفی دارد، اما به‌عنوان اصلی‌ترین کاربرد آن میتوان به تولید الکترودهای کربنی به‌منظور بازیابی آلومینیوم اشاره کرد. برای این کاربرد خلوص بالایی از کربن لازم است، همچنین خاکستر باید کم و تهی از سولفور باشد.
کک نفتی به‌عنوان یک عامل کاهنده‌ی متالورژیکی در تولید برس‌های کربنی، ساینده‌های کاربید سیلیکونی و کربن ساختاری (مثلاً در لوله‌ها و حلقه‌های راشیگ) به‌کار می‌رود. این کک همچنین در تولید کاربید کلسیم که از آن استیلن تولید می‌شود نیز کاربردی است.
اصلی‌ترین کاربردهای پترولیوم کک به‌ترتیب زیر است:
- سوخت
- تولید آندهای سلول‌های الکترولیتی احیایی آلومینا
- به‌عنوان منبع اصلی کربن به‌منظور تولید فسفر عنصری، کاربید کلسیم و کاربید سیلیکون
- تولید الکترود برای کوره‌ی الکتریکی به‌منظور تولید فسفر عنصری، دی‌اکسید تیتانیم، کاربید کلسیم و کاربید سیلیکون
- تولید گرافیت
پترولیوم کک از استحکام کافی برای استفاده در کوره بلند به‌منظور تولید آهن اسفنجی و همین‌طور به‌عنوان کک متالورژی برخوردار نیست. برای این اهداف از کک ذغال استفاده می‌شود.
مقدار سولفور کک نفتی به مقدار آن در ماده‌ی اولیه‌ی کک ساز بستگی دارد. این مقدار معمولاً چیزی بین ۰.۳ تا ۱.۵ درصد وزنی است. البته مقدار آن گاهی تا ۸ درصد وزنی هم می‌رسد. مقدار سولفور با کلسیناسیون به‌طور قابل ملاحظه‌ای کاهش پیدا نمی‌کند.
از سایر کاربردهای آن میتوان به ساخت الکترودهای گرافیتی برای کوره‌های قوس، دی‌اکسید تیتانیوم، پلاستیک‌های پلی‌کربناتی، فولاد، آجرهای نسوز کربنی برای کوره بلند، شبکه‌ی فشرده‌ی کوره‌های خشک‌کن و موادی که به‌منظور حفاظت کاتدی لوله‌ها به‌کار می‌روند، اشاره کرد.
| حوزه‌ی کاربرد | نوع کک | حالت | کاربرد نهایی |
|---|---|---|---|
| منبع کربن | سوزنی | کلسینه شده | الکترودها |
| منبع کربن | سوزنی | کلسینه شده | گرافیت مصنوعی |
| منبع کربن | اسفنجی | کلسینه شده | آندهای آلومینیوم |
| منبع کربن | اسفنجی | کلسینه شده | رنگ‌دانه‌های TiO2 |
| منبع کربن | اسفنجی | کلسینه شده | کربن‌دهی |
| منبع کربن | اسفنجی | سبز | کاربید سیلیکون |
| منبع کربن | اسفنجی | سبز | ریخته‌گری |
| منبع کربن | اسفنجی | سبز | اجاق‌های کک |
| کاربرد سوختی | اسفنجی | کلوخه ای سبز | گرم کردن فضای آزاد در اروپا/ژاپن |
| کاربرد سوختی | اسفنجی | سبز | دیگ بخار صنعتی |
| کاربرد سوختی | ساچمه ای | سبز | صنایع همگانی |
| کاربرد سوختی | سیال | سبز | تولید هم‌زمان |
| کاربرد سوختی | فلکسی کک | سبز | ماسه |
| کاربرد سوختی | فلکسی کک | سبز | سیمان |
گرید و فروش کک نفتی به چه صورت است ؟
فروش کک نفتی به دو صورت آزمایشگاهی و صنعتی موجود می‌باشد. نوع صنعتی این محصول در بشکه و نوع آزمایشگاهی آن بصورت گرمی به فروش می‌رسد.
پترولیوم کک این شرکت در گریدهای مختلف عرضه شده و با توجه به نیاز مشتری قابل ارائه است.
- کک نفتی کلسینه شده
- گرین کک
- کک کم سولفور و پر سولفور
- کک سوزنی ، کک تاخیری
قیمت کک نفتی چقدر است ؟
قیمت کک نفتی و در کل بسیاری دیگر از مواد معدنی کاملا بستگی به این دارد که شما چه گرید و خلوص از این محصول را برای استفاده نیاز دارید.
محصولات این شرکت هم به صورت وارداتی، از کشورهای شناخته شده در این صنعت بوده و هم بصورت داخلی موجود می‌باشد که با توجه به کیفیتی که شما نیاز دارید ارسال می‌گردد.
لذا برای خرید پترولیوم کک بهتر است قبل از هرچیز کیفیت مورد نیاز خود را مشخص کنید.
ریسک خرید کک نفتی بی کیفیت چیست ؟
اگر در هنگام خرید کک نفتی نسبت به خصوصیات و ویژگیهای لازم آنها آگاهی لازم را دارید و همچنین بر کاربرد هر کدام اشراف کامل دارید ریسکی در خرید شما وجود نخواهد داشت. از طرفی بی دقتی در انتخاب و استفاده از محصول بی کیفیت، منجر به هدر رفتن سرمایه شما شده و بازده کاری شما را پایین خواهد آورد.
چگونه میتوان این محصول را سفارش داد ؟
با توجه به کاربردهای گسترده و تنوع فروش پترولیوم کک شما میتوانید برای کسب اطلاعات بیشتر و رسیدن به درخواست خود با شرکت پایا گستر برزین در تماس باشید تا با توجه به نیاز خود، با کیفیت ترین و مناسب ترین محصول را با قیمتی مناسب در اختیار شما دهیم.
