موضوع مقاله: کک نفتی | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # کک نفتی | مقدمه: کک نفتی به‌طور خاص از یک فرایند نهایی کراکینگ حاصل می‌شود که از فرایندهای مهندسی شیمی بشمار می‌آید و هیدروکربن‌های زنجیره‌ای نفت را در بخشی بنام واحد کوکر، به زنجیره‌های کوتاه‌تر تقسیم می‌کند. | ## بخش 1: کک نفتی | عبارت دیگر، کک نفتی محصول کربونازیسیون برش‌های سنگین هیدروکربنی نفت با دمای جوش بالا است. به علت شرایط بسیار شدید حرارتی که کک نفتی در آن تولید می‌شود، میزان بسیار کمی ماده فرار سوختنی دارد، در نتیجه این کک به علت میزان کم ماده فرار، بسیار سخت در حالت سوختن قرار می‌گیرد. کک نفتی به دست آمده که تکلیس نشده باشد، کک سبز نیز نامیده می‌شود و بیشتر به عنوان سوخت مورد استفاده قرار می‌گیرد. در نهایت کک خام به کک کلسینه شده تبدیل می‌شود که دارای میزان کربن تثبیت شده بالا، خاکستر کم و گوگرد بسیار کم است.حدیث عسکری، سعید سلطانعلی، شکوفه طیبی، “بررسی اثر شرایط عملیاتی و نوع خوراک بر محصولات فرایند ککسازی تأخیری، ” فصلنامه تخصصی علمی ترویجی فرایند نو, vol. در جدول زیر کاربرد انواع کک‌ها در صنایع گوناگون آمده‌است: +درصد کاربردهای کک‌ها در صنایع گوناگونم. حسن برگزین، جعفرصادق مقدس، انور خودیف، “کک نفتی، روش‌های تولید و کاربردهای آن، ” مجله مهندسی شیمی ایران, pp. در کک نفتی خالص درصد کربن به ۹۸–۹۹٪ جرمی نیز می‌رسد که ترکیبی پایه کربن است که هیدوژن آن را پر کرده‌است. همچنین ۰٫۱ تا ۰٫۵ درصد نیتروژن و ۰٫۲ تا ۶ درصد گوگرد نیز در کک خام وجود دارد که در فرایند تکلیس حذف می‌شوند. هنگامی که محتوی آسفالتین خوراک در مقایسه با کربن کنرادسون آن بالا باشد، کک دانه ای تولید می‌شود. عموماً خوراک‌هایی که از باقی مانده‌های تحت خلأ و ضایعات قسمت‌های مختلف پالایش به دست می‌آید، می‌تواند سبب تولید کک دانه‌ای شود. | ## بخش 2: کک نفتی | هنگامی که هیدروکربن‌های سبک در ظرف فلش می‌شوند، گلوله‌های کوچکی از قیر در جریان گاز معلق می‌شوند که این ذرات در اثر حرارت تولیدی از پلیمریزاسیون آسفالیتن سریعاً تبدیل به کک دانه‌ای شده و ته‌نشین می‌شود؛ ابعاد آنها نیز حدود ۲ تا ۵ میلی‌متر بوده و در برخی موارد که به هم بچسبند تا ۲۵ سانتی‌متر می‌شوند. اگر کک اسفنجی سفت و سخت باشد به عنوان کک اسفنجی ایده‌آل برای تولید آند در نظر گرفته می‌شود و برای تولید آند کربنی جهت استفاده در صنایع آلومینیوم سازی تکلیس می‌گردد. بزرگ‌ترین مشکل برای تولید آند کربنی، کاهش مواد فرار در محصول است که باید میزان آن را به کمتر از ۰٫۵ درصد برسانند. میزان فلزات و گوگرد در هنگام فرایند تصفیه نفت خام به خوبی قابل کنترل است اما کنترل مواد فرار در مرحله کک سازی انجام می‌شود. عایق کردن محفظه‌ها و لوله‌های انتقال به خصوص در قسمت بالای محفظه، عامل مهمی در کاهش مواد فرار است. روغن Decant، با خاصیت آروماتیکی بالا که از فرایند FCC بدست آمده و ته‌مانده بدست آمده فرایند تجزیه حرارتی جزء خوراک‌های تولید این کک است. به‌طور مثال میزان گوگرد بایستی کمتر از ۰٫۶ درصد بوده و نیتروژن موجود در خوراک نیز بایستی کم باشد تا از پدیده تورم puffing (انبساط برگشت‌ناپذیر الکترود در هنگام گرافیت سازی) در دمای بالا جلوگیری شود. یک خصوصیت مهم کک سوزنی ضریب انبساط حرارتی پایین است که باید تا ۲۸۰۰ درجه سانتی گراد را تحمل کنند. کک نفتی تولید شده توسط روش کک سازی تأخیری (این روش در ادامه توضیح داده خواهد شد) سالانه ۹۱ میلیون تن است که ۶۸ میلیون تن از این مقدار به عنوان سوخت به صورت کک سبز فروخته می‌شود و ۲۳ میلیون تن باقی مانده وارد فرایند تکلیس یا کلسیناسیون می‌شود. ۱۴ میلیون تن کک کلسینه برای آند کک، ۳ میلیون تن در صنایع ریخته‌گری و تنها ۱ میلیون تن به صورت کک سوزنی در ساخت گرافیت استفاده می‌شود. | ## بخش 3: کک نفتی | دلایل زیر را می‌توان برای اهمیت کک سوزنی بیان کرد: کک سوزنی بهترین فروش بازار را بر واحد تن دارد. الکترودهایی که از کک سوزنی به عنوان ماده اولیه ساخته می‌شوند می‌توانند دمای ۳۰۰۰ درجه سانتیگراد را تحمل کنند ولی الکترودهای تولید شده از کک اسفنجی تنها تا ۹۶۰ درجه سانتیگراد مناسب هستند. کاربردهای کک نفتی در ابتدا صرفاً به دید یک سوخت مانند زغال سنگ به آن نگاه می‌شد. امروزه در دو نوع خام (سبز) و تکلیس شده به فروش می‌رسد که خام آن به عنوان سوخت مورد استفاده قرار می‌گیرد زیرا مقدار گوگرد و خاکستر آن زیاد است و کاربرد دیگری نمی‌توان برای آن متصور شد. به دلیل این‌که این سوخت به تنهایی مواد فرار کافی برای ایجاد شعله ندارد به نسبت ۷۰ درصد زغال ۳۰ درصد کک استفاده می‌شود. در صنایع سیمان نیز به دلیل وجود گوگرد فراوان در کک، باعث عدم نیاز به افزودن گوگرد جداگانه به سیمان را دارد که سوخت مناسبی محسوب می‌شود. از کک نفتی با کیفیت متوسط نیز به عنوان منبع کربن در صنایع تولید آلیاژهای مختلف استفاده می‌شود که به عنوان یک افزودنی محسوب می‌شود. مصرف دیگر آن به صورت تکلیس شده‌است که در صنایع آلومینیوم، الکترود کوره ذوب قوس الکتریکی، الکترود گرافیتی و تولید پیگمنت تیتانیوم دی‌اکسید کاربرد دارد. نکته مهم و راهبردی در این قسمت این است که وجود گوگرد سبب خوردگی سریع الکترود و تورم شده که باعث شکستگی سریع الکترود می‌شود. | ## جمع‌بندی | همچنین وجود فلزات نظیر نیکل و وانادیوم در کک سبب اکسید شدن سریع آند در صنعت است.