5.7. Коксы

Нефтяные коксы относятся к углеродистым материалам — содержание углерода в них составляет 92—95 % (мае). В зависимости от качества сырья они могут содержать 2—7% водорода, 1—7% (мае.) серы, азота и кислорода. В коксе также имеются и другие элементы — металлы и неметаллы, такие, как ванадий, железо, никель, натрий и другие, составляющие его неорганическую часть и повышающие зольность кокса, что нежелательно.

Потребность в нефтяном коксе весьма значительна. Основной потребитель кокса — алюминиевая промышленность: кокс служит восстановителем (анодная масса) при выплавке алюминия из алюминиевых руд (бокситов). Удельный расход кокса довольно высокий — 550— 600 кг/т алюминия.

Другие области применения кокса: в качестве сырья для изготовления электродов, используемых в сталеплавильных печах; для получения карбидов (кальция, кремния), которые применяются при получении ацетилена и в производстве шлифовочных материалов при изготовлении проводников, огнеупоров и др. Сернистые и высокосернистые коксы используются в качестве восстановителей и сульфидирующих агентов. Специальные сорта кокса используются как конструкционный материал для изготовления химической аппаратуры, работающей в условиях агресивных сред, в ракетной технике и других областях.

Нефтяной кокс получают в процессе коксования при температуре 450—520 ⁰С. Исходным сырьем являются нефтяные остатки: гудроны, полугудроны, крекинг-остатки, тяжелые газойли каталитического крекинга, смолы пиролиза, остатки масляного производства (асфальты, экстракты).

Основным источником коксообразования являются смолисто-асфальтеновые вещества, содержащиеся в сырье. В зависимости от исходного сырья и промышленного способа коксования получают коксы различного качества, различающиеся содержанием серы, золы и степенью упорядоченности структуры. Наиболее дорогим является кокс высокоупорядоченной анизотропной (игольчатой) структуры, используемый для производства специальных электродов. Для получения игольчатого кокса используют специально подготовленное сырье — дистиллятные крекинг-остатки.

В соответствии с ГОСТ 22898—78 вырабатывают коксы семи марок (табл. 5.19). Характеристика этих коксов приведена в табл. 5.20.

Таблица 5.19. - Технология изготовления и область применения нефтяных коксов (ГОСТ 22898-78)

Марка кокса	Технология изготовления	Область применения
КНПС-СМ	Коксование в кубах смолы пиролиза	Производство углеродных конструкционных материалов специального назначения
КНПС-КМ	То же	Производство углеродных конструкционных материалов
КНГ	Коксование в кубах нефтяных остатков	Производство графитизированной продукции
КЗГ	Замедленное коксование (кокс с кусками размером 8-250 мм)	То же
КЗА	То же	Производство алюминия
КНА	Коксование в кубах нефтяных остатков	То же
КЗО	Замедленное коксование (коксовая мелочь с кусками размером до 8 мм)	Производство абразивов и другой продукции

Таблица 5.20. Требования к качеству нефтяных коксов (ГОСТ 22898—78)

Показатель	КНПС-СМ	КНПС-КМ	КНГ	КЗГ	КЗА (высший сорт)	КЗА (первый сорт)	КНА	КЗО
Содержание, % (масс.), не более:
общей влаги	3,0	3,0	3,0	3,0	3,0	3,0	3,0	3,0
летучих	6,0	6,0	8,0	9,0	7,0	9,0	8,0	11,5
серы	0,2	0,4	1,0	1,0	1,2	1,5	1,0	1,5
Зольность, % (масс.), не более	0,15	0,3	0,5	0,6	0,4	0,6	0,5	0,8
Содержание мелочи, % (мас), не более:
кусков разме-ром менее 25 мм
	4,0	4,0	-	-	-	-	-	-
кусков размером менее 8 мм
	-	-	10	10	8	10	10	-
Истираемость, 9,0 %, не более	9,0	11,0	-	-	-	-	-	-
Действитель-ная плотность после прокали-вания при 1300°С в тече-ние 5 ч, г/см3	2,04-2,08	2,04-2,08	2,08-2,13	2,08-2,13	2,10-2,13	2,08-2,13	2,08-2,13	-