فناوری | الزامات شاخص‌های کیفیت کک نفتی مورد استفاده در آلومینیوم

با توسعه سریع صنعت آلومینیوم الکترولیتی، صنعت آند پیش پخت آلومینیوم به یک کانون سرمایه‌گذاری جدید تبدیل شده است، تولید آند پیش پخت در حال افزایش است، کک نفتی ماده اولیه اصلی آند پیش پخت است و شاخص‌های آن تأثیر خاصی بر کیفیت محصولات خواهد داشت.

محتوای گوگرد

میزان گوگرد موجود در کک نفتی عمدتاً به کیفیت نفت خام بستگی دارد. به طور کلی، وقتی میزان گوگرد کک نفتی نسبتاً کم باشد، مصرف آند با افزایش میزان گوگرد کاهش می‌یابد، زیرا گوگرد سرعت کک شدن آسفالت را افزایش داده و تخلخل کک شدن آسفالت را کاهش می‌دهد. در عین حال، گوگرد با ناخالصی‌های فلزی نیز ترکیب می‌شود و کاتالیز توسط ناخالصی‌های فلزی را کاهش می‌دهد تا واکنش‌پذیری دی اکسید کربن و واکنش‌پذیری هوا در آندهای کربنی را سرکوب کند. با این حال، اگر میزان گوگرد خیلی زیاد باشد، شکنندگی حرارتی آند کربنی را افزایش می‌دهد و از آنجا که گوگرد عمدتاً در طول فرآیند الکترولیز به شکل اکسید به فاز گازی تبدیل می‌شود، به طور جدی بر محیط الکترولیز تأثیر می‌گذارد و فشار حفاظت از محیط زیست زیاد خواهد بود. علاوه بر این، ممکن است گوگرد روی میله آند تشکیل شود و فیلم آهنی آن را افزایش دهد و افت ولتاژ را افزایش دهد. با افزایش واردات نفت خام کشور من و بهبود روش‌های فرآوری، روند کک نفتی نامرغوب اجتناب‌ناپذیر است. به منظور سازگاری با تغییرات در مواد اولیه، تولیدکنندگان آند پیش‌پخت‌شده و صنعت آلومینیوم الکترولیتی، تحولات تکنولوژیکی و پیشرفت‌های تکنولوژیکی زیادی را انجام داده‌اند. از آند پیش‌پخت‌شده داخلی چین، طبق تحقیقات شرکت‌های تولیدی، کک نفتی با محتوای گوگرد حدود ۳٪ عموماً می‌تواند مستقیماً کلسینه شود.

عناصر کمیاب

عناصر کمیاب در کک نفتی عمدتاً شامل آهن، کلسیم، وانادیم، سدیم، سیلیسیم، نیکل، فسفر، آلومینیوم، سرب و غیره هستند. با توجه به منابع مختلف نفت پالایشگاه‌های نفت، ترکیب و محتوای عناصر کمیاب بسیار متفاوت است. برخی از عناصر کمیاب از نفت خام مانند گوگرد، وانادیم و غیره وارد می‌شوند. برخی از فلزات قلیایی و فلزات قلیایی خاکی نیز وارد می‌شوند و مقداری خاکستر در حین حمل و نقل و ذخیره‌سازی اضافه می‌شود، مانند سیلیسیم، آهن، کلسیم و غیره. محتوای عناصر کمیاب در کک نفتی مستقیماً بر طول عمر آندهای از پیش پخته شده و کیفیت و درجه محصولات آلومینیومی الکترولیتی تأثیر می‌گذارد. کلسیم، وانادیم، سدیم، نیکل و سایر عناصر اثر کاتالیزوری قوی بر واکنش اکسیداسیون آندی دارند که اکسیداسیون انتخابی آند را افزایش می‌دهد و باعث می‌شود آند سرباره و بلوک‌ها را رها کند و مصرف بیش از حد آند را افزایش دهد. سیلیسیم و آهن عمدتاً بر کیفیت آلومینیوم اولیه تأثیر می‌گذارند و افزایش مقدار سیلیسیم باعث افزایش سختی آلومینیوم، کاهش رسانایی الکتریکی و افزایش مقدار آهن تأثیر زیادی بر انعطاف‌پذیری و مقاومت در برابر خوردگی آلیاژ آلومینیوم دارد. در کنار نیازهای واقعی تولید شرکت‌ها، مقدار عناصر کمیاب مانند آهن، کلسیم، وانادیم، سیلیسیم و نیکل در کک نفتی باید محدود شود.

ماده فرار

محتوای فرار بالای کک نفتی نشان می‌دهد که بخش کک نشده بیشتر حمل می‌شود. محتوای فرار بیش از حد بالا بر چگالی واقعی کک کلسینه شده تأثیر می‌گذارد و بازده واقعی کک کلسینه شده را کاهش می‌دهد، اما مقدار مناسبی از محتوای فرار برای کلسینه شدن کک نفتی مفید است. پس از کلسینه شدن کک نفتی در دمای بالا، محتوای فرار کاهش می‌یابد. از آنجایی که کاربران مختلف انتظارات متفاوتی از محتوای فرار دارند، همراه با نیازهای واقعی تولیدکنندگان و کاربران، مقرر شده است که محتوای فرار نباید از 10٪ تا 12٪ تجاوز کند.

خاکستر

ناخالصی‌های معدنی غیرقابل احتراق (عناصر کمیاب) که پس از سوختن کامل قسمت قابل احتراق کک نفتی در شرایط دمای بالای ۸۵۰ درجه و گردش هوا باقی می‌مانند، خاکستر نامیده می‌شوند. هدف از اندازه‌گیری خاکستر، شناسایی میزان ناخالصی‌های معدنی (عناصر کمیاب) به منظور ارزیابی کیفیت کک نفتی است. کنترل میزان خاکستر، عناصر کمیاب را نیز کنترل می‌کند. میزان خاکستر بیش از حد قطعاً بر کیفیت خود آند و آلومینیوم اولیه تأثیر می‌گذارد. با توجه به نیازهای واقعی کاربران و وضعیت واقعی تولید شرکت‌ها، مقرر شده است که میزان خاکستر نباید از ۰.۳٪ تا ۰.۵٪ تجاوز کند.

رطوبت

منابع اصلی آب موجود در کک نفتی: اول، وقتی برج کک تخلیه می‌شود، کک نفتی تحت عمل برش هیدرولیکی به استخر کک تخلیه می‌شود؛ دوم، از دیدگاه ایمنی، پس از تخلیه کک، کک نفتی که کاملاً خنک نشده است باید برای خنک شدن اسپری شود. سوم، کک نفتی اساساً در فضای باز در استخرهای کک و انبارها انباشته می‌شود و رطوبت آن نیز تحت تأثیر محیط قرار می‌گیرد. چهارم، کک نفتی ساختارهای مختلف و توانایی متفاوتی در حفظ رطوبت دارد.

محتوای کوکاکولا

اندازه ذرات کک نفتی تأثیر زیادی بر بازده واقعی، مصرف انرژی و کک کلسینه شده دارد. کک نفتی با محتوای بالای پودر کک، در طول فرآیند کلسیناسیون، تلفات کربن جدی دارد. سوختن و سایر شرایط به راحتی می‌تواند منجر به مشکلاتی مانند شکستگی زودهنگام بدنه کوره، سوختن بیش از حد، انسداد شیر تخلیه، پودر شدن شل و آسان کک کلسینه شده شود و بر عمر کلسینه کننده تأثیر بگذارد. در عین حال، چگالی واقعی، چگالی شیر، تخلخل و استحکام کک کلسینه شده، مقاومت ویژه و عملکرد اکسیداسیون تأثیر زیادی دارند. بر اساس وضعیت خاص کیفیت تولید کک نفتی داخلی، مقدار پودر کک (5 میلی‌متر) در محدوده 30 تا 50 درصد کنترل می‌شود.

محتوای کوکاکولا شات

کک ساچمه‌ای که به کک کروی یا کک ساچمه‌ای نیز معروف است، نسبتاً سخت، متراکم و غیر متخلخل است و به شکل توده‌های مذاب کروی وجود دارد. سطح کک ساچمه‌ای صاف است و ساختار داخلی آن با بیرون آن سازگار نیست. به دلیل عدم وجود منافذ روی سطح، هنگام ورز دادن با قیر قطران زغال سنگ، نفوذ چسب به داخل کک دشوار است و در نتیجه اتصال سست و مستعد نقص داخلی می‌شود. علاوه بر این، ضریب انبساط حرارتی کک ساچمه‌ای بالا است که ممکن است به راحتی باعث ترک‌های ناشی از شوک حرارتی هنگام پخت آند شود. کک نفتی مورد استفاده در آند از پیش پخته شده نباید حاوی کک ساچمه‌ای باشد.

Catherine@qfcarbon.com   +8618230208262