¿Qué es el coque de petróleo?
Como se mencionó anteriormente, el coque de petróleo es un sub-producto del proceso de refinación del petróleo. Es un material rico en carbono-y algún otro material pesado, azufre e hidrógeno.
Pertenece estructuralmente a la familia Coca-Cola. El coque de petróleo se utiliza generalmente en diversos procesos de fabricación, como la fundición, la producción de negro de carbón y otros procesos industriales que requieren activación a alta-temperatura.
El coque de petróleo también se puede obtener de algunas fuentes no convencionales. Una de estas fuentes es la fabricación y procesamiento de betún (asfalto) extraído de arenas bituminosas en refinerías. Sin embargo, como persona interesada en este campo, puede aprender más sobre las diferentes fuentes de derivados del petróleo inscribiéndose en cursos de capacitación sobre petróleo y gas en Dubai.
La producción de coque de petróleo comenzó a finales del siglo XIX y principios del XX. Después de eso, las áreas de su uso comenzaron a aparecer en todo el mundo. Se utilizó principalmente como fuente de combustible industrial para calderas y hornos. Su uso se ha ampliado para incluir una variedad de otras aplicaciones, desde aplicaciones industriales hasta aplicaciones orientadas al consumidor-.
Hoy en día es una fuente de combustible para centrales eléctricas y calderas debido a su alto contenido energético.
También se puede utilizar en la producción de cemento como aditivo o aglutinante. Además, el coque de petróleo se utiliza para producir grafito, que se utiliza en diversos productos, incluidos lápices y pilas.
¿Cómo se produce y procesa el coque de petróleo?
El coque de petróleo se produce a partir del proceso de refinación del petróleo. La primera etapa consiste en extraer materias primas (petróleo crudo) del suelo después de perforar un pozo petrolero. La segunda etapa es el transporte de estos materiales a la refinería de petróleo.
Las refinerías de petróleo refinan estos hidrocarburos en bruto para convertirlos en productos utilizables para el mercado-por ejemplo, aceites de petróleo, gasolina, diésel, queroseno y otros derivados.
La refinación de hidrocarburos de petróleo incluye equipos, etapas, técnicas y reacciones químicas para obtener el producto final.
En esta etapa, las materias primas se calientan a temperaturas extremadamente altas en torres de destilación y se prensan a altas presiones. Luego, cada compuesto de hidrocarburo se separa a una determinada presión y temperatura.
Los residuos de estos derivados quedan en forma de líquidos derivados del petróleo. Aquí, esos líquidos se transfieren a unidades especiales llamadas "unidades de coquización" para completar el proceso de filtrado. Luego, estos líquidos se procesan a una temperatura y presión específicas para producir coque de petróleo en forma de sólidos después de purgarlos de todos los gases y materiales volátiles. Finalmente, se separan todos los aceites ligeros y pesados restantes.
El coque de petróleo resultante en esta etapa se llama coque de petróleo verde (CVP). En resumen, aún queda por procesar. El coque de petróleo se puede utilizar aquí en algunas aplicaciones, pero otras requieren más procesamiento y se denominan "coque calcinado". Este proceso implica transferir coque de petróleo a un horno rotatorio para eliminar los residuos de hidrocarburos volátiles restantes.
El coque de petróleo calcinado se puede procesar posteriormente en un horno de ánodo. Produce coque, que se utiliza principalmente en la fabricación de acero o aluminio.
Para el almacenamiento y transporte, como el carbón, el coque de petróleo se almacena en grandes pilas en bolsas o silos. Transportadores, cintas de tolva y carros pueden transportarlo fácilmente.
Debido a que el coque de petróleo es rico-en carbono, debe almacenarse en un ambiente seco.
Si se moja, formará un sólido duro llamado "coque húmedo". Es una sustancia delicada y difícil de eliminar. A menudo se puede romper o quitar fácilmente mediante el uso de un desgarrador, que es una manguera de agua a alta-presión.
¿Cuáles son las especificaciones químicas y físicas más importantes del coque de petróleo?
Las especificaciones físicas y químicas del coque de petróleo varían según el método de producción y el producto final. Algunas de las especificaciones más comunes del coque de petróleo incluyen:
Química: la mayor parte del coque de petróleo se compone de 85 ~ 99 % de carbono e hidrógeno en concentraciones entre el 3.0- 4.0 %. El coque crudo (o verde) contiene entre un 0,5% y un 1% de nitrógeno y un 0.2- 6.0% de azufre, que se convierten en emisiones cuando se calcina el coque.
Poder calorífico: El coque de petróleo es altamente combustible y tiene un alto poder calorífico, a menudo entre 8.000 y 10.000 BTU/lb.
Tamaño: El tamaño de las partículas del coque de petróleo suele estar en el rango de 0 a 50 mm.
Ceniza: Dependiendo del origen del coque de petróleo, puede oscilar entre 0,5 y 1%.
Humedad: El contenido de humedad dentro de las partículas de coque de petróleo varía según el lugar de extracción; puede oscilar entre menos del 1% y más del 10%.
Contenido de Materia Volátil: La concentración de materia volátil en el Coque varía según el lugar de extracción, la cual suele encontrarse en proporciones inferiores al 10%.
Dureza: Existen dos variedades distintas de coque de petróleo: calcinado y sin calcinar. El coque de petróleo calcinado es más complejo y denso que el coque de petróleo normal debido a su mayor concentración de carbono.
Contenido de azufre: El contenido de azufre del coque de petróleo puede variar del 0,2% al 6%, dependiendo del tipo de coque de petróleo y del proceso de refinación utilizado.
Contenido de metal: el contenido total de metal suele ser inferior al 0,5%. Los metales del Petcoke son aluminio, cobalto, hierro, cromo, calcio y otros.
Carbono fijo: el contenido de carbono seleccionado del coque de petróleo suele ser superior al 85 % y puede llegar hasta el 99 %.
La densidad absoluta suele oscilar entre 0,8 y 1,0 g/cm3.
¿Cuáles son los principales tipos de coque de petróleo?
Existen varios tipos de coque de petróleo, que se diferencian según el método de procesamiento y refinación. Entre los más importantes de este tipo:
Coca-Cola Esponjosa
Es un coque de petróleo producido a partir de materias primas de residuos pesados mediante pirólisis en lecho fluidizado. La razón por la que se le llama esponja es por su alta porosidad y baja densidad aparente.
El coque esponjoso se utiliza principalmente para producir electrodos para la industria del aluminio. El coque esponjoso es ideal para ánodos debido a su alta pureza, bajo contenido de azufre y buena conductividad eléctrica. También es muy resistente al choque térmico y tiene un bajo coeficiente de expansión térmica.
El coque esponjoso también se utiliza como combustible en calderas industriales y hornos de cemento. Su bajo contenido en azufre hace que al quemarse produzca menos emisiones de dióxido de azufre.
Coca Cola
Este tipo se produce durante el proceso de coquización retardada. Las partículas de coque se apagan rápidamente, provocando irregularidades en sus estructuras. En consecuencia, resulta difícil de manejar e inaceptable para aplicaciones especiales de coque. Por ejemplo, la producción de ánodos requiere coque de alta pureza y baja porosidad.
También se puede utilizar como combustible en diversos procesos industriales, incluidos hornos de cemento y centrales eléctricas. Su alta porosidad hace que proporcione buenas propiedades de combustión y reduzca las emisiones.
Coca-Cola Aguja
Se produce exclusivamente a partir de aceite decantado de craqueo catalítico fluido (FCC) o brea de alquitrán de hulla.
Su estructura única y su alta pureza lo hacen ideal para producir electrodos de grafito de alta-calidad, esenciales para fabricar baterías para vehículos eléctricos (EV) y otros sistemas de almacenamiento de energía.
En conclusión,
Aunque el coque de petróleo es un recurso valioso, también puede poner en peligro la vida-. Es esencial tomar las precauciones de seguridad necesarias al manipular coque de petróleo, incluido el uso de ropa protectora, evitar el contacto con la piel y utilizar una ventilación adecuada.
Además, se debe realizar un mantenimiento regular del equipo utilizado en la producción de coque de petróleo para minimizar el riesgo de accidentes o exposición a materiales peligrosos.
