Тема 1.4 Классификация и номенклатура коксов

Классификация коксов

Нефтяные коксы обычно классифицируют по нескольким признакам, а именно:

1. - по их происхождению, т. е. по типу используемого сырья и по способу получения;

2. - по содержанию серы;

3. - по гранулометрическому составу;

4. - по содержанию золы;

5. - по характеру структуры.

По содержанию серы.

1. Серы менее 1 %. Малосернистый кос, используется для производства электродов и графитовых материалов.

2. Серы до 1,5 %. Малосернистый. Используется при производстве анодов.

3. Серы до 4 %. Сернистый. Используется при производстве карбидов, ферросплавов, после удаления серы - для производства анодов.

4. Серы более 4 %. Высокосернистый. Используется при производстве сульфида натрия как восстанавливающий и сульфирующий агент.

По гранулометрическому составу.

1. Диаметр частиц менее 8 мм. Коксовая мелочь.

2. Диаметр частиц от 6 - 8 до 25 мм - так называемый "орешек" или "коксик".

3. Диаметр частиц - больше 25 мм. Кусковой кокс.

По содержанию золы.

1. Содержит менее 0,5 % золы - малозольный кокс.

2. Содержит от 0,5 до 0,8 % золы - среднезольный кокс.

4. Содержит более 0,8 % золы - зольный кокс.

По характеру структура коксов.

1. Волнистая (струйчатая, игольчатая). Из таких коксов получают графитирующиеся коксы.

2. Точечная сфероидальная ферролитовая, встречается у неграфитирующихся коксов.

Номенклатура коксов

В таблице 1.2 представлена номенклатура коксов, выпускаемых в России.

Таблица 1.2

Номенклатура, технология изготовления и области применения нефтяных коксов

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 графитированной 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

Тема 1.5 Показатели качества нефтяных коксов

На НПЗ выпускается сырой нефтяной кокс, который должен быть прокален. Показатели сырого кокса: содержание влаги менее 3 % мас., содержание серы 1-1,5 %, содержание летучих - 7-9,5 %, зольность - 0,3-0,8 % мас.

Истинная плотность после прокаливания при 1300^оС составляет 2040-2100 кг/м³.

Содержание влаги влияет на смерзаемость кокса зимой после выгрузки реактора на установке и при транспортировке. Содержание влаги в твердом топливе или углеродном материале в основном зависит от его вида, структуры, условий получения, и лишь отчасти, от условий транспортировки, хранения, а для ископаемых твердых топлив и от условий залегания.

Обычно влага в твердом топливе или углеродном материале является балластом или даже приносит вред. Она ускоряет окисление, способствует смерзанию, снижает механическую прочность, в случае кокса существенно влияет на насыпную плотность.

Влага в твердых топливах и углеродных материалах подразделяется на внешнюю ( ), гигроскопическую ( ) и химически связанную (W _хим.) (конституционную).

Под внешней влагой подразумевается влага, удаляемая при выдержке образца на воздухе или в сушильном шкафу при температуре 50±5⁰C. Она представляет собой тонкую пленку воды, покрывающую отдельные частицы углеродного материала. Внешняя влага не зависит от природы углеродного материала.

Гигроскопическая влага - это влага, поглощаемая углеродным материалом из окружающего воздуха до достижения равновесия между упругостью паров воды в окружающем воздухе и упругостью паров воды над поверхностью материала. Она зависит от относительной влажности и температуры окружающего воздуха, а также от структуры и химического строения углеродного материала, определяющих его адсорбционные свойства.

Химически связанная влага входит непосредственно в состав углеродного материала и минеральных примесей, содержащихся в нем, например, как кристаллизационная вода.

Содержание серы определяется содержанием серы в исходном сырье и ограничивается, исходя из области применения кокса.

Летучие определяются как потеря массы кокса после прокаливания при 850^оС в течение 7 мин. и представляют собой продукты неполного превращения сырья. Их количество зависит от режима коксования. Содержание летучих ограничивается из-за того, что они являются балластом при перевозке и прокаливании кокса.

Летучими веществами в коксе являются недококсованные, т.е. еще не перешедшие в карбоидное состояние остатки сырья. Содержание летучих ограничивается из-за того, что они являются балластом при перевозке и прокаливании кокса. Они могут вызвать перегрев кокса при прокаливании и ухудшить материальный баланс процесса прокаливания. Между прочностью кокса и выходом летучих веществ существует обратная взаимосвязь: чем выше прочность кокса, тем меньше в нем летучих веществ. Летучие вещества выделяются из углеродных материалов при их нагревании без доступа воздуха. Состав и количественное содержание летучих в основном зависят от вида углеродсодержащего материала, а также от условий его получения (качество сырья) и условий термического воздействия (т. е. от температуры и длительности нагревания). Поэтому говорят не о содержании летучих, а о выходе летучих при строго определенной температуре и длительности нагревания. Эти условия строго регламентируются соответствующими ГОСТами и зависят от вида углеродного материала. Для твердых горючих ископаемых, коксов и технического углерода принята температура и длительность нагревания 7 мин.

Зольность показывает содержание остатка от сжигания образца кокса при 850^оС в муфельной печи. Величина зольности зависит от свойств сырья и влияет на качество продуктов, которые изготавливаются из кокса (прежде всего электродов).

Золой называется смесь минеральных веществ, остающаяся после полного сгорания всех горючих веществ углеродсодержащих материалов и после завершения всех превращений, которые происходят с минеральными примесями под действием высоких температур и доступа воздуха.

Зола является нежелательной примесью в твердых углеродсодержащих материалах и аналогично влаге причисляется к балласту.

Истинная плотность определяет механические свойства кокса и зависит от режима процесса и состава сырья.