Нефтяной кокс
Нефтяная кока -кола , сокращенная кока -кола , домашняя кола или петрушка , представляют собой конечный из углерода твердый материал , который вытекает из переработки нефти , и является одним из типов группы топлива, называемых кокесами . Petcoke-это кока-кола, которая, в частности, вытекает из окончательного процесса растрескивания -процесса химического машиностроения на основе термолетов, который расщепляет углеводороды с длинной цепью нефти на более короткие цепи,-который происходит в единицах, называемых кокерными единицами . [ 1 ] (Другие типы кокса получены из угля .) Сложно заявляется, что кока-кола является « продуктом карбонизации фракций углеводородов с высоким варком, полученными при обработке нефти (тяжелые остатки)». [ 1 ] Petcoke также производится при производстве синтетической сырой нефти (синхронизатор) из битума, извлеченного из канадских битуминозов Венесуэлы и из нефтяных песков из Ориноко . [ 2 ] [ 3 ] В нефтяных какерных единицах остаточные масла из других дистилляции процессов , используемых при переработке нефти, обрабатываются при высокой температуре и давлении, оставляя петрушку после выхода из газов и летучих веществ и отделяют оставшийся свет и тяжелые масла. Эти процессы называются «процессами кокения», и большинство обычно используют операции по химическим инженерным заводам для конкретного процесса задержки коксовки .
Эта кока -кола может быть либо топливным уровнем (с высоким содержанием серы и металлов), либо анодным сортом (с низким содержанием серы и металлов). Сырая кока -кола непосредственно из кокера часто называют зеленой колой . [ 1 ] В этом контексте «зеленый» означает необработанный. Дальнейшая обработка зеленого кока -колы путем пролета в роторной печи удаляет остаточные летучие углеводороды из кокса. Кальцинированная нефтяная кока -кола может быть дополнительно обработана в анодном выпечке, чтобы получить анодную колу желаемой формы и физических свойств. Аноды в основном используются в алюминиевой и стальной промышленности.
Petcoke составляет более 80% углерода и излучает на 5% до 10% больше углекислого газа (CO 2 ), чем угля на основе энергии, когда он сожжен. Поскольку Petcoke имеет более высокое содержание энергии, Petcoke излучает от 30% до 80% больше CO 2, чем угля на единицу веса. [ 3 ] Разница между углем и колой в производстве CO 2 на единицу производимой энергии зависит от влаги в угле, что увеличивает CO 2 на единицу энергии - теплота горения - и от летучих углеводородов в угле и коксе, которые уменьшают CO 2 за единицу энергии.
Типы
[ редактировать ]Существует как минимум четыре основных типа нефтяной колы: кока -кола, губчатая кока -кола, кока -кола и кока -кола. Различные типы нефтяной колы имеют разные микроструктуры из -за различий в рабочих переменных и природе сырья. Значительные различия также должны наблюдаться в свойствах различных типов кокса, особенно содержимого пепла и летучих веществ. [ 4 ]
Игольчатая кока -кола, также называемая ацикулярной колой, представляет собой очень кристаллический нефтяной кокс, используемый при производстве электродов для стальной и алюминиевой промышленности, и особенно ценен, потому что электроды должны быть заменены регулярно. Игольчатая кока -кола производится исключительно либо из жидкости каталитического растрескивания (FCC) декантной нефти, либо угольной смолы.
Сота -кока -кола - это промежуточная кока -кола, с эллипсоидальными пор, которые равномерно распределены. По сравнению с колой иглы, кока -кола сота имеет более низкий коэффициент термического расширения и более низкую электропроводность. [ 4 ]
Композиция
[ редактировать ]Petcoke, измененный в процессе кальцификации, который он нагревается или изысканный необработанный кокс устраняет большую часть компонента ресурса. Обычно петрушка, когда уточняется, не выпускает тяжелые металлы в качестве летучих веществ или выбросов. [ 5 ]
В зависимости от используемого нефтяного корма, процент углерода в петрушке может достигать 98-99%. Это создает соединение на основе углерода, содержащее водород в концентрациях от 3,0 до 4,0%. Сырая (или зеленая) кока -кола содержит от 0,1 до 0,5% азота до 0,2 - 6,0% серы, которые становятся выбросами, когда кока -кола кальцинируется. [ 5 ]
| Компонент | Сырой (зеленый) кока -кола |
|---|---|
| Углерод (WT%) | 80 - 95 |
| Водород (WT%) | 3.0 - 4.5 |
| Азот (WT%) | 0.1 - 0.5 |
| Сера (WT%) | 0.2 - 6.0 |
| Нестабильное вещество (WT%) | 5.0 - 15 |
| Влага (WT%) | 0.5 - 10 |
| Пепел (WT%) | 0.1 - 1.0 |
| Плотность (WT%) | 1.2 - 1.6 |
| Тяжелые металлы (ppm. Wt) | |
| Алюминий | 15 - 100 |
| Бор | 0.1 - 15 |
| Кальций | 25 - 500 |
| Хром | 5 - 50 |
| Кобальт | 10 - 60 |
| Железо | 50 - 5000 |
| Марганец | 2 - 100 |
| Магний | 10 - 250 |
| Молибден | 10 - 20 |
| Никель | 10 - 500 |
| Калий | 20 - 50 |
| Кремний | 50 - 600 |
| Натрия | 40 - 70 |
| Титан | 2 - 60 |
| Ванадий | 5 - 500 |
Благодаря тепловой обработке состав по весу уменьшается при летучих веществ и серы . излучении [ 6 ] Этот процесс заканчивается в петрушке для сотовой кости, который в соответствии с давлением названия является твердой углеродной структурой с отверстиями в нем. [ 6 ]
| Компонент | Петрушка
(Кальцинирован при 2375 ° F = 1300 ° C) [ 5 ] |
|---|---|
| Углерод (WT%) | 98.0 - 99.5 |
| Водород (WT%) | 0.1 |
| Азот (WT%) | |
| Сера (WT%) | |
| Нестабильное вещество (WT%) | 0.2 - 0.8 |
| Влага (WT%) | 0.1 |
| Пепел (WT%) | 0.02 - 0.7 |
| Плотность (WT%) | 1.9 - 2.1 |
| Тяжелые металлы (ppm. Wt) | |
| Алюминий | 15 - 100 |
| Бор | 0.1 - 15 |
| Кальций | 25 - 500 |
| Хром | 5 - 50 |
| Кобальт | 10 - 60 |
| Железо | 50 - 5000 |
| Марганец | 2 - 100 |
| Магний | 10 - 250 |
| Молибден | 10 - 20 |
| Никель | 10 - 500 |
| Калий | 20 - 50 |
| Кремний | 50 - 600 |
| Натрия | 40 - 70 |
| Титан | 2 - 60 |
| Ванадий | 5 - 500 |
Топливный класс
[ редактировать ]Кокс топливного какола классифицируется как губчатая кола или морфология кокса выстрела. В то время как нефтяные нефтеперерабатывающие заведения производят колу более 100 лет, механизмы, которые вызывают губковую колу или выстрел, не совсем понятны и не могут быть точно предсказаны. В целом, более низкие температуры и более высокие давления способствуют формированию губчатой кокса. Кроме того, количество присутствующих гептановых нерастворителей и доля световых компонентов в Coker Feed способствует.
В то время как его высокое тепло и низкое содержание золы делает его приличным топливом для выработки электроэнергии в угольных котлах , нефтяная кока-кола с высоким содержанием серы и с низким содержанием летучивого содержания, и это создает экологические (и технические) проблемы с его сгоранием. Его валовая калорийная стоимость (HHV) составляет почти 8000 ккал/кг, что в два раза больше среднего угля, используемого в производстве электроэнергии. [ 5 ] Общим выбором серы восстанавливающегося блока для сжигания нефтяной колы является технология десульфуризации Snox . [ 7 ] который основан на хорошо известном процессе WSA . Сгорание с псевдоожиженным слоем обычно используется для сжигания нефтяной колы. Газификация все чаще используется с помощью этого сырья (часто используя газификаторы, помещенные в самих нефтеперерабатывающих заводов).
Кальцинирован
[ редактировать ]Кальцинированный нефтяной кокс (CPC) - это продукт от кальцинирующей нефтяной колы. Эта кока -кола является продуктом кокере на нефтеперерабатывающем заводе сырой нефти . Кальцинированная нефтяная кока -кола используется для изготовления анодов для алюминия , стали и титана , а также в качестве корма для производства синтетического графита. Зеленая кока -кола должна иметь достаточно низкое содержание металлов, которое будет использоваться в качестве анодного материала. Зеленая кока-кола с этим низким содержанием металла называется анодной колой. Когда Green Coke имеет чрезмерное содержание металла, он не кальцинирован и используется в качестве топливного кокса в печи.
Десульфуризация
[ редактировать ]Высокое содержание серы в петкоке снижает его рыночную стоимость и может исключить его использование в качестве топлива из -за ограничений на выбросы оксидов серы по окружающей среде. Таким образом, были предложены методы для уменьшения или устранения содержания серы в петуке. Большинство из них включают десорбцию неорганической серы, присутствующей в полях или поверхности кокса, а также разделение и удаление органических соединений серы, таких как серные ароматические гетероциклы.
нефти Потенциальные методы десульфуризации могут быть классифицированы следующим образом: [ 8 ]
- растворителя Извлечение
- Химическая обработка
- Термическая десульфуризация
- Десульфуризация в окислительной атмосфере
- Десульфуризация в атмосфере газа с серы
- Десульфуризация в атмосфере углеводородных газов
- Гидродсульфуризация
По состоянию на 2011 год не было никакого коммерческого процесса для десульфуризации петкока. [ 9 ]
Хранение, утилизация и продажа
[ редактировать ]Почти чистый углерод, Petcoke является мощным источником углекислого газа при сжигании. [ 10 ]
Нефтяная кола может храниться в куче возле нефтеперерабатывающего завода в ожидании продажи. Например, в 2013 году крупный запас, принадлежащий Carbon возле реки Детройт, был произведен марафонским нефтеперерабатывающим заводом в Детройте , который начал совершенствовать битум из нефтяных песков Альберты Koch в ноябре 2012 года. 2013 год, и Китай и Мексика были рынками для экспортированного петкока из Калифорнии для использования в качестве топлива. По состоянию на 2013 год Oxbow Corporation, принадлежащая Уильяму И. Коху , была крупным дилером в Petcoke, продавая 11 миллионов тонн в год. [ 11 ]
, четверть экспорта топлива в США отправилась в Индию Индии В 2017 году, как показано в . В 2016 году это составило более восьми миллионов метрических тонн, что более чем в 20 раз больше в 2010 году. [ 12 ] Индийский орган по контролю за загрязнением окружающей среды проверил импортированный петкок, используемый вблизи Нью -Дели , и обнаружил уровни серы в 17 раз превышают юридический лимит. [ 12 ]
Международная конвенция по предотвращению загрязнения с судов ( MARPOL 73/78 ), принятая Международной морской организацией (IMO), обязала, чтобы морские суда не могли потреблять остаточные масла ( бункерное топливо и т. Д.) С содержанием серы, превышающим 0,5. % с 2020 года. [ 13 ] Почти 38% остаточных топливных масел потребляются в секторе судоходства. В процессе преобразования избыточных остаточных масел в более светлые масла путем коксования, домашняя кола генерируется как побочный продукт. Ожидается, что доступность домашнего кокса увеличится в будущем из -за падения спроса на остаточную нефть. Pet Coke также используется в метанационных заводах для производства синтетического природного газа и т. Д., Чтобы избежать проблемы утилизации кокса для домашних животных. [ 14 ]
Опасность для здоровья
[ редактировать ]Нефтяная кока -кола иногда является источником тонкой пыли , которая может проникнуть в процесс фильтрации дыхательных путей человека, домик в легких и вызвать серьезные проблемы со здоровьем. Исследования показали, что сама нефтяная кола имеет низкий уровень токсичности , и нет никаких признаков канцерогенности . [ 15 ] [ 16 ]
Нефтяная кола может содержать ванадий , токсичный металл. Ванадий был обнаружен в пыли, собранной в оккупированных жилищах возле нефтяной колы, хранящейся рядом с рекой Детройт. Ванадий токсичен в крошечных количествах, согласно EPA , 0,8 микрограмма на кубический метр воздуха . [ 17 ]
Согласно нескольким исследованиям EPA и анализу, нефтяная кола имеет низкий потенциал для здоровья у людей. Он не имеет никаких наблюдаемых канцерогенных, развития или репродуктивных эффектов. Во время тематических исследований на животных, хронические ингаляции повторно дозы демонстрировали респираторное воспаление из-за частиц пыли, но не специфичные для нефтяной колы. [ 18 ]
Экологические опасности
[ редактировать ]Экологические проблемы связаны с хранением и сжиганием петухи. По отходам накапливается при обработке петкока, что делает проблему управления отходами. Высокое содержание ила Petcoke 21,2% увеличивает риск летучей пыли, уходящей от насыпей петкок под сильным ветром. По оценкам, 100 тонн беглой пыли петкока , включая PM10 и PM2,5, выпускаются в атмосферу в год в Соединенных Штатах. [ 19 ] Управление отходами и выброс беглой пыли особенно проблема в городах Чикаго , Детройта и Грин -Бэй . [ 18 ]
Внешность вытекает из петухи, которые вызывают потенциальное воздействие на окружающую среду. Петук состоит из 90% элементарного углерода по весу, который преобразуется в CO 2 во время сгорания. Использование петкока также производит выбросы серы и потенциал для загрязнения воды за счет стока никеля и ванадия от уточнения и хранения. [ 17 ]
Смотрите также
[ редактировать ]- Холодильник для кальцинированной нефтяной колы
- Кока -кола (топливо)
- Задержанный Кокер
- Выбросы парниковых газов
- Принимает
- Оримульсия
- Загрязнение воздуха в Индии
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Подпрыгнуть до: а беременный в «Нефтяная кола» . Компендиум химической терминологии IUPAC (Золотая книга) (3 -е изд.). Международный союз чистой и прикладной химии. 2006 [онлайн -издание 3.0.1 от 2019 года; Статья Дата 24 февраля 2014]. P04522.
- ^ "Что такое петкок?" Полем Получено 17 марта 2017 года .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный «Нефтяная кока -кола: уголь, прячущийся в биту -песках» , Oilchange International PriceOfoil.org январь 2013 года.
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный Хасан Аль-Хадж Ибрагим, Desulfurization of Petroleum Coke, исследовательский отчет, Университет Питтсбурга, Питтсбург, 1990.
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный в дюймовый и "Педанная кока -кола" . Получено 19 февраля 2024 года .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный Трипати, Нимиша; Сингх, Радж С.; Хиллз, Колин Д. (2019). «Микробное удаление серы из нефтяной колы (петкок)». Топливо . 235 : 1501–1505. doi : 10.1016/j.fuel.2018.08.072 . S2CID 104564584 .
- ^ «Процесс Snox: история успеха» Аархивировал 2009-07-21 на The Wayback Machine , Energy Storm.us . Цитируется в нем: «Школьная книга, Chemistry 2000, Helge Mygind, ISBN 87-559-0992-2 ".
- ^ Десульфурирование нефтяной колы: обзор, Хасан аль-Хадж-Ибейм и Бади И. Мурси, Промышленная и инженерная химия, 1992, 31, 1835–1840.
- ^ Agarwal, P.; Шарма, Д.К. (2011). «Исследования десульфуризации нефтяной колы путем органорефинга и других химических и биохимических методов в условиях более мягких условий давления окружающей среды». Нефтяная наука и техника . 29 (14): 1482–1493. doi : 10.1080/10916460902839230 . S2CID 94137920 .
- ^ Стокман, Лорн (январь 2013 г.). «Нефтяная кока -кола: уголь, прячущийся в смоле» . Нефтяная перемена International . Получено 18 мая 2013 года .
- ^ Остин, Ян (17 мая 2013 г.). «Черный насыпь канадских нефтяных отходов поднимается над Детройтом» . New York Times . Получено 18 мая 2013 года .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный Тэмми Уэббер; Кэти Дейгл (2017). «В США экспорт грязного топлива в загрязнение Индии» . Сан-Хосе Меркурий-Ньюз . Bay Area News Group. Ассошиэйтед Пресс. п. A4
- ^ «Последствия остаточного масла выходят» (PDF) . Получено 17 марта 2017 года .
- ^ «Reliance Jamnagar Pet Coke Project» (PDF) . Получено 15 января 2017 года .
- ^ «Влияние на здоровье нефтяной колы» . 2014-03-20.
- ^ «Крупнейший в мире поставщик в мире побочного продукта по переработке тяжелой нефти» . Star-advertiser . Гонолулу . Ассошиэйтед Пресс . 1 декабря 2017 года . Получено 1 декабря 2017 года .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный Детройтская свободная пресса, «Проблемы со здоровьем выходят за рамки Flint Water» от Кейта Матени; Воскресенье 27 марта 2016 года; Страница A1.
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный Эндрюс, Энтони (2013). «Нефтяная кока -кола: отраслевые и экологические проблемы» . Исследовательская служба Конгресса : 9. Архивировано из оригинала 2018-09-10 . Получено 2017-02-01 -через nam.org.
- ^ «Исследование беглой пыли города» (PDF) . CityOfChicago.org . 1 марта 2015 года.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- IUPAC Определение различных форм твердого углерода .
- Информация об BP о том, как производится кальцинированная нефтяная кока -кола
| Базы данных управления авторитетом : национальный |
|---|
