205
НЕФТЯНОЙ КОКС И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Абдуназаров Фахриддин Абдурашитович
1
Докторант, Наманганского инженерно-технологического института Республика
Узбекистан, г. Наманган.
faxriddin.abdunazarov@.bk.ru
Тел: +998943549910
Худайбердиев Абдусалом Абдурасулович
2
Доктор технических наук, профессор, Наманганский инженерно-технологический
институт Республика Узбекистан, г. Наманган.
Зобидов Даврон Шукурулло ўғли
2
Младший научный сотрудник научного центра Art Soft Tex Holding.
davronbekzobidov@gmail.com
Тел: +998941535141
Аннотация
: В статье представлен химический состав,структура нефтяного кокса и
его применение.Область применения и назначение подробно отражены.
Ключевые слова: полунепрерывное, НПЗ,
компост,
сернистый кокс,
VELP
SCIENTIFICA, биопродукт, Perkin Elmer, Avio 200.
Annotation
: The article presents the chemical composition, structure of petroleum coke and
its application. The scope and purpose are reflected in detail.
Key words
: semi-continuous, refinery, compost, sulfur coke, VELP SCIENTIFICA,
bioproduct, Perkin Elmer, Avio 200.
Введение
. Современный мир тесно связан с использованием топливно-
энергетических ресурсов, энергетика и многие другие отрасли промышленности используют
в качестве топлива нефтепродукты, к которым могут относиться бензин, дизельное топливо,
мазут и другие нефтепродукты. Однако после переработки нефтепродуктов остается много
остатков нефтяного кокса. Год за годом количество кокса на нашей планете увеличивается, и
ученые всего мира ищут пути более рационального использования нефтяных коксовых
остатков. Сам по себе кокс не имеет особого значения как остаточный продукт после
переработки нефти. На производстве кокс остается в больших количествах, и часто компания
решает хранить продукт в земле. Потому что стоимость его обработки намного выше
полученной ценности. Одной из важных задач, стоящих перед нефтеперерабатывающей
промышленностью, является увеличение глубины переработки нефти и включение нефтяных
остатков в состав сырья. В связи с этим предприятия заинтересованы в запуске
дополнительных мощностей, позволяющих перерабатывать самые разнообразные нефтяные
остатки при деструктивной переработке нефтяного сырья, в частности, процессах коксования.
В настоящее время для того, чтобы быть конкурентоспособными на мировом рынке,
продукции. Большинство нефтеперерабатывающих заводов перерабатывают тяжелые
фракции нефтепродуктов. Часто новые технологии связаны с появлением новых
дополнительных продуктов. Если не найти практического применения этим продуктам, они
становятся отходами и создают дополнительную экологическую нагрузку на окружающую
среду [1].
Нефтяные коксы (углерод нефтяного происхождения) представляют собой пористую
твердую неплавкую и нерастворимую массу от темно-серого до черного
цвета. Они состоят
из высоко конденсированных, высоко ароматизированных полициклических углеводородов
с
небольшим содержанием водорода, а также других органических соединений. Элементный
состав сырого (не
прокаленного) нефтяного кокса (в %): C: 91-99,5; H: 0,035-
4; S: 0,5-8;
(N+O): 1,3-3,8; остальное - металлы.
Промышленный процесс коксования осуществляется [1-2] на установках трех типов:
периодическое коксование в коксовых кубах, замедленное коксование в
камерах,
непрерывное коксование в псевдоожиженном слое кокса носителя.
Замедленное
(полунепрерывное) коксование
наиболее широко распространено как в мировой практике,
так на узбекских НПЗ. После резки массива готового
продукта струей воды под давлением до
15 МПа кокс поступает в дробилку, где измельчается на куски размером
не более 150 мм,
206
после чего подается элеватором на грохот, где разделяется на фракции 150-25, 25-6 и 6-0,5 мм.
Достоинства замедленного коксования высокий выход малозольного кокса. Из одного и того
же количества сырья этим методом можно получить в 1,5-1,6 раза больше кокса, чем при
непрерывном коксовании.
Главными показателями качества нефтяного кокса являются
содержание серы, золы, влаги, выход летучих веществ, гранулометрический состав,
механическая
прочность.
По содержанию серы коксы подразделяют на малосернистые (до
1 %), сернистые (до 2 %) и высокосернистые (более 2 %). По содержанию золы коксы
делятся на
малозольные (до 0,5 %), среднезольные (0,5-0,8 %), высокозольные (более 0,8 %).
По гранулометрическому составу - на кусковой (фракция с размером частиц более 25
мм),
«орешек» (6-25 мм), мелочь (менее 6 мм).
[3]
Сортировка кокса на фракции производится только на установках замедленного
коксования (УЗК).
Кусковой нефтяной кокс применяется в основном
в металлургической
промышленности. Он используется
для получения анодной массы в производстве алюминия,
графитированных электродов дуговых печей в сталеплавильном производстве, для получения
сульфидизаторов в
цветной металлургии (для перевода оксидов металлов или
металлов в
сульфиды с целью облегчения их последующего
извлечения из руд, в частности в
производстве Cu, Ni и Co).
Применение нефтекокса в качестве исходного
сырья в
производстве электродов для дуговых электропечей ограничивается содержанием серы. К
сожалению,
значительную часть продукции составляют именно сернистые разновидности
нефтяного кокса, т.к. малосернистые
нефти в нашей стране сравнительно редки. Для
удаления серы нефтекокс подвергают прокаливанию в шахтных
или вращающихся печах при
температуре 1000-1400 ºC.
В химическом производстве нефтяной кокс применяется в
качестве восстановителя, например в производстве BaS
2
из барита, при получении CS
2
,
карбидов кальция и кремния.
Низкокачественный сернистый кокс применяется, в основном,
в качестве топлива
[4].
Топливо
: Около 80 процентов производимого в мире нефтяного кокса приходится на
«топливный» нефтяной кокс (зеленый кокс), который используется для производства
электроэнергии и в цементных печах.
Алюминий
: кальцинированный нефтяной кокс необходим для изготовления анодов
для плавки, и это единственный коммерчески жизнеспособный способ сделать это. Он может
похвастаться превосходным сочетанием электропроводности и устойчивости к химическому
и физическому разложению при плавке горшок, который содержит более низкие уровни
загрязняющих веществ (например, золы).
Краски и красители:
кальцинированный нефтяной кокс используется в производстве
диоксид титана (TiO
2
), минерал, используемый в качестве заменителя свинца в красках. TiO
2
также используется в качестве пигмента в солнцезащитных кремах, пластике и пищевых
красителях.
Сталь:
Прокаленный нефтяной кокс является частичной заменой металлургического
угля в качестве сырья для коксовых батарей, а также частичной заменой пылевидного угля,
непосредственно вводимого в доменные печи. Нефтяной кокс, который специально
производится с игольчатой кристаллической структурой, называется игольчатым коксом.
Игольчатый кокс используется для производства электродов, используемых в производстве
стали в электродуговых печах (ЭДП). Никакой другой материал не обладает такой
комбинацией электропроводности и физических свойств игольчатого кокса, которая
необходима для электродов ЭДП.
Кирпич и стекло
: кальцинированный нефтяной кокс используется производителями
кирпича и стекла, поскольку он имеет значительно более низкое содержание золы по
сравнению с другими видами топлива.
Бумага
: Прокаленный нефтяной кокс газифицируют для производства аммиака и
карбамидо-аммиачной селитры, из которой затем производят целлюлозу и бумагу. TiO
2
который производится из прокаленного нефтяного кокса, также используется в качестве
минерала, который затем используется в качестве отбеливателя для бумаги.
207
Удобрение
: прокаленный нефтяной кокс газифицируется для производства аммиака и
мочевины,аммиачной селитры, которая затем используется в производстве удобрений.
Спрос на нефтяной кокс на нашей планете с каждым годом увеличивается за счет
внедрения новых технологий и их возможностей. В частности, осваивается производство
новых промышленных продуктов, таких как использование нефтяного кокса не только в
качестве топлива, но и в качестве строительных материалов, органических удобрений,
пигментов. [6]
Почва – один из величайших даров природы, обеспечивающий непрерывность жизни
и разделяемый всеми живыми существами. Ожидается, что к 2050 году население мира
достигнет 9,7 млрд человек, что означает увеличение сельскохозяйственного производства на
70%. Сегодня население земель, используемых для сельского хозяйства, резко сокращается
из-за экологических проблем. Качество используемых в настоящее время земель ухудшается.
Одним из основных показателей этой деградации является уменьшение содержания
органического вещества, которое является важнейшим элементом почвы. Это указывает на то,
что потеря органического вещества также вызвана неправильной агротехникой. Хотя
внекорневая подкормка сегодня широко используется в сельском хозяйстве, многие
исследования показывают, что она не улучшает структуру почвы. На сегодняшний день в
Узбекистане подписано несколько указов президента по улучшению состава почвы и
повышению ее продуктивности, и по их практическим результатам созданы лаборатории
агрохимического анализа почвы при каждом кластере поставщиков сельхозпродукции.
Наманганская область расположена в Мингбулокском районе “ART SOFT TEX” Научный
центр, входящий в состав холдинга «Кластер», также является практическим
подтверждением следующих реформ. Научный центр начал работу в сентябре 2021 года и
считается современной лабораторией, основанной на анализе почвы. Все аналитическое
оборудование и приборы, имеющиеся в Научном центре, относятся к лабораторному
оборудованию последнего поколения производства компании Perkin Elmer, США, Италия,
VELP SCIENTIFICA; P SELECTA в Испании; и другие виды оборудования турецкого
государства; ILDAM; импортируется от компаний и является единственной Инновационной
ЛАБОРАТОРИЕЙ в Республике Узбекистан. В ходе деятельности Научного центра сегодня
проводится много практических работ, в частности, ряд задач по повышению
продуктивности почв. Прежде всего, в центре проводится углубленный анализ состава почвы
на приборах высокого разрешения, а также разрабатываются нормы минеральных и
органических удобрений, которые следует вносить в почву. К концу 2021 года центр достиг
европейского стандарта производства органического хлопка. Сегодня различные
трикотажные изделия поставляются на мировой рынок под европейским брендом ART SOFT
YEVROPA. В органическом выращивании компания опирается на несколько международных
опытов. За время деятельности научного центра проводится несколько видов практических
работ по улучшению структуры почвы в органическом земледелии.
В частности, были проведены комплексные работы по обеспечению почвы богатыми
питательными веществами органических микроэлементов с использованием нефтяных
остатков и улучшению свойств почвы. Состав этих органических продуктов разработан в
виде компоста организует %.
Таблица 1
–
Химический состав компоста из нефтяного кокса
№
Источник сырья
процентная доля
1
нефтяной кокс
13%
2
Общие растения
24%
3
Порошок из овечьих отходов
33%
4
Калифорнийский красный червь
2%
5
Сырдарьинская вода богата
микроэлементами
14%
6
Хлопковая зола
14%
208
Продукт оставлен на 24 месяца. Полученный биопродукт обеспечивает 80%
количества NPK, необходимого для прорастания хлопка при выращивании органического
хлопка.
Результаты показывают, что органический продукт, добавленный в почву,
демонстрирует характеристики повышения плодородия почвы и улучшения ее здоровья из
года в год.
Рисунок 1-2 :
Поле органического хлопка
Органический продукт на основе местного кокса подается на хлопок двумя
способами: путем смешивания его с жидкостью и путем высева семян хлопка сухим
способом. Преобразование кокса и побочных продуктов в гумус с тонкодисперсной фазой
дает хорошие результаты по структуре почвы с быстрым выделением органического
продукта в жидкую фазу. Предварительные результаты были проанализированы на атомно-
эмиссионном спектрометре Avio 200, принадлежащем Компания Perkin Elmer. Результаты
показывают, что бор (B), кобальт (Co), медь (Cu), марганец (Mn), молибден (Mo), цинк (Zn)
элементы, необходимые для растений, высоки. При необходимости используют
микроэлементные удобрения, богатые этими элементами, необходимым средством считают
аммафос, суперфосфат, мочевину, селитру, хлористый калий, которые используются для
обеспечения 70% усвоения растениями. Обилие органики в вашей почве, раннее прорастание
растения, предотвращение уплотнения почвы корневой частью растения (в этом месте
растение не развивается в таком состоянии в течение определенного периода времени при
прорастании), минеральный o Он служит для обеспечения многих положительных
изменений, таких как влияние удобрений на растение.
Из этого следует, что нефтяной кокс не содержит токсичных веществ и что из него
можно эффективно извлекать эффективный нефтяной кокс и использовать в
производственных отраслях. Нефть кокс не является новым продуктом и производится с
1930-х годов. Нефтяной кокс является ценным а также существенный коммерческий товар
что является использовал напрямую в а широкий диапазон из приложения включая
алюминий производство, топливо, а также многочисленные другой товары включая стали,
стакан, краска, а также удобрения. Нефть кокс является также использовал в качестве а
топливо в сила поколение, цемент печи а также другой отрасли.
Литературы
1.
Центробежная мельница с классификатором слоистого потока для использования в
производстве порошкового нефтяного кокса в Узбекистане. З.Н. Мамаджанов, Ф.А.
Абдуназаров, И.Т. Рустамов - Universum: технические науки.
2.
Химический анализ состава местного нефтяного кокса и перспективы применения в
сфере производства на основе полученных результатов Импортозамещение, научно-
техническая и экономическая безопасность : сб. ст. V Междунар. науч.-техн. конф.
209
«Минские научные чтения-2022» в 3т. Минск, 07-09 декабря 2022 г. [Электронный
ресурс] – Минск: БГТУ, 2022. – Т. 3. – 281 с. – ISBN
3.
Определение элементного состава нефтяного кокса методом атомно-эмиссионной
спектроскопии с индуктивно-связанной плазмой perkin elmer AVIO 200
Ф.А.
Абдуназаров - Universum: химия и биология, 2022
4.
Технология
получения
порошкообразных
материалов
из
отработанных
нефтепродуктов и гранитных изделий в строительной отрасли Э.Б. Абдурахмонов,
Ф.А. Абдуназаров - Universum: технические науки, 2022
5.
Lienemann C.P. Trace Metal Analysis in Petroleum Products: Sample Introduction
Evaluation in ICP-OES and Comparison with an ICP-MS // Approach Oil & Gas Science
and Technology – Rev. IFP. 2007. V. 6. № 1. Р. 69–77.
6.
Horton D. The use of microwave digestion and ICP to determine elements in petroleum
samples / D. Hwang, M. Horton, D. Leong // Journal of ASTM International. 2005. V. 2.
№ 10. Р. 33–41.
7.
Standard Test Method for Determination of Trace Elements in Middle Distillate Fuels by
Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry (ICP-AES). ASTM D7111–16.
8.
METHOD 200.7
9.
(ISO 14435:2005, IDТ)
10.
Determination of Metals in Petroleum Fractions using ICP-OES
11.
Trace Metal Analysis in Petroleum Products: Sample Introduction Evaluation in ICP-OES
and Comparison with an ICP-MS Approach
