Le coke de pétrole est un produit issu de la distillation du pétrole brut, où les huiles légères et lourdes sont séparées, suivie du craquage thermique de l'huile lourde. Il a une forme irrégulière et le carbone est son principal composant. Utilisé comme combustible, le coke de pétrole peut remplacer le pétrole lourd, offrant ainsi une excellente voie pour les nouvelles applications énergétiques. Il est également utilisé dans la fabrication du graphite, la métallurgie, l'industrie chimique, et bien d'autres secteurs. Cet article vous permettra d'en apprendre davantage sur ses caractéristiques essentielles. fraisage, façonnage et classification étapes de la production de coke de pétrole.
Le plus grand consommateur mondial de coke de pétrole est l'industrie cimentière, suivie par son utilisation dans la production d'anodes précuites pour la fusion de l'aluminium ou d'électrodes en graphite pour la sidérurgie après calcination. Portée par le dynamisme du secteur de la construction, l'industrie du coke de pétrole connaît une croissance soutenue et offre des perspectives d'avenir prometteuses.
Classification du coke de pétrole
- Coca-Cola en aiguille : Possède une structure aciculaire distincte et une texture fibreuse, principalement utilisée pour les électrodes en graphite haute puissance dans la sidérurgie.
- Coca-Cola éponge : Il se caractérise par une réactivité chimique élevée et une faible teneur en impuretés, et est principalement utilisé dans l'industrie de l'aluminium et le secteur du carbone.
- Coca-Cola en shot (Coca-Cola sphérique) : De forme sphérique et d'un diamètre de 0,6 à 30 mm, ce combustible est généralement produit à partir de résidus d'huile à haute teneur en soufre et en asphaltènes. Il ne peut être utilisé que comme combustible pour la production d'électricité, la cimenterie et les industries similaires.
- Coca-Cola liquide : Produit par cokéfaction en lit fluidisé, ce carbone se caractérise par des particules fines (0,1 à 0,4 mm de diamètre) à forte teneur en matières volatiles et à coefficient de dilatation thermique élevé, le rendant impropre à une utilisation directe dans la préparation d'électrodes et dans l'industrie du carbone.
Processus de production et étapes clés
1. Réception et stockage des matières premières
Les matières premières et auxiliaires comprennent principalement du coke de pétrole, du coke d'aiguilles, du brai, de l'azote gazeux, de l'hydroxyde de sodium, du carbonate de sodium et de l'hydroxyde de calcium. Le coke de pétrole, le coke d'aiguilles et le brai sont fournis par le client. L'azote gazeux est produit sur place, tandis que l'hydroxyde de sodium, le carbonate de sodium et l'hydroxyde de calcium sont achetés localement. Le coke de pétrole, le coke d'aiguilles et le brai, conditionnés en sacs d'une tonne, sont transportés par camion jusqu'aux entrepôts de matières premières #5, #4 et #7 respectivement, puis déchargés à l'aide de chariots élévateurs.
2. Élimination primaire du fer
Le coke de pétrole et le coke d'aiguilles sont transportés par chariot élévateur depuis leurs entrepôts respectifs jusqu'aux trémies d'alimentation de l'atelier de séchage. Après déballage, ils sont déchargés dans les trémies et acheminés par des convoyeurs à bande vers la machine intégrée de concassage et de séchage primaire. séparateur Installé sur le convoyeur, il élimine les impuretés magnétiques telles que les boulons et les fragments d'acier.
3. Concassage grossier
Après une première étape d'élimination du fer, les matériaux sont acheminés vers la section de concassage grossier de la machine intégrée. Ils y sont concassés jusqu'à une granulométrie d'environ 1 à 2 mm, puis déversés sur un convoyeur alimentant la section de séchage.
4. Élimination secondaire du fer
Un deuxième séparateur magnétique sur le convoyeur élimine les impuretés magnétiques restantes du matériau grossièrement broyé.
5. Séchage
Le matériau est séché dans la section de séchage intégrée de la machine. La chaleur est fournie par un four à air chaud à combustion directe alimenté au gaz naturel liquéfié (GNL). L'air chaud et les gaz de combustion pénètrent dans la chambre de séchage à environ 200 °C pendant 20 à 30 minutes. La teneur en humidité initiale (coke de pétrole : 8,86 t/kg, coke d'aiguille : 13,2 t/kg) est réduite à moins de 5 t/kg (environ 3,7 t/kg et 4,9 t/kg respectivement). Le matériau séché est ensuite évacué par un convoyeur à vis étanche dans des sacs d'une tonne pour stockage temporaire.
6. Fraisage
L'atelier #2 abrite 10 machines intégrées de concassage, de mise en forme et de classification pour le coke d'aiguille. L'atelier #6 abrite 16 machines similaires pour le coke de pétrole. Les matériaux secs sont transportés par chariot élévateur, hissés jusqu'aux trémies d'alimentation des machines, déballés, puis introduits dans la section de concassage. Les particules sont broyées à une granulométrie d'environ 0,1 à 0,15 mm, puis transportées sous vide par une canalisation étanche jusqu'à la section de mise en forme.
7. Mise en forme
Dans la section de mise en forme, les matériaux subissent un traitement de sphéroïdisation pour former des ellipsoïdes. Ce procédé est réalisé par impact entre les billes de broyage et par broyage entre ces billes et la paroi de la chambre. Le matériau mis en forme est ensuite acheminé sous vide vers la section de classification.
8. Classification (Primaire)
La section de classification comprend un séparateur cyclonique et un filtre à manches. Les matériaux entrant dans cette section sont d'abord dirigés vers le séparateur cyclonique. Les particules supérieures à 0,1 mm se déposent par gravité, sont collectées périodiquement, ensachées comme résidus et renvoyées au client. Les particules inférieures à 0,1 mm passent dans le filtre à manches, sont collectées, ensachées comme produit semi-fini et transportées par chariot élévateur : une partie vers l'atelier #6 pour l'enrobage et la granulation, l'autre vers les mélangeurs. Les gaz d'échappement chargés de poussières sont évacués par des cheminées.
9. Enrobage et granulation
En fonction des besoins du client, 10 réacteurs verticaux et 1 réacteur horizontal sont utilisés. Les 10 réacteurs verticaux enrobent et granulent le coke de pétrole avec du brai, ce qui permet d'obtenir une qualité relativement stable. Le réacteur horizontal traite le coke d'aiguilles avec du brai, mais la qualité du produit présente des fluctuations plus importantes.
- Réacteur vertical : Cuve cylindrique verticale, énergivore mais compacte, idéale pour une production par lots stable et à grande échelle. Elle comprend des éléments tels que le corps de la cuve, la double enveloppe de refroidissement, le système de chauffage, l'agitateur, le moteur et les joints d'étanchéité. Sa capacité est de 18,576 tonnes par lot, pour une durée de 4 heures.
Processus: Le moteur actionne l'agitateur. Le coke de pétrole semi-fini et le brai (ratio 26,191:1) sont introduits sous vide dans le réacteur. Le chauffage électrique suit une courbe de température précise (350 °C à 670 °C). De l'azote est injecté pendant 2 à 3 heures pour prévenir l'oxydation. Le brai fondu enrobe les particules de coke (d'une épaisseur d'environ 0,011 mm) sous agitation pour la granulation. - Réacteur horizontal : Cylindre horizontal, moins énergivore, adapté aux opérations continues ou à basse température, haute pression et antidéflagrantes. Capacité : 4,649 tonnes/heure par lot (4 heures).
Processus: Comme pour le réacteur vertical, on utilise un mélange de coke d'aiguilles semi-fini et de brai (dans un rapport de 26,224:1). Le chauffage électrique suit le même profil de température. De l'azote est introduit. L'épaisseur du revêtement de brai est d'environ 0,01 mm.
10. Refroidissement
La vitesse de l'agitateur est réglée à 15 tr/min. De l'eau de refroidissement circule dans les enveloppes du réacteur pendant une heure, refroidissant le matériau en dessous de 50 °C. Le fond du réacteur est ouvert et le matériau est déchargé par un convoyeur à vis dans des sacs. Après scellage, les sacs sont acheminés par chariot élévateur vers l'étape de mise en forme secondaire. Un échantillon de 100 kg est prélevé de chaque lot pour analyse.
11. Mise en forme secondaire
L'atelier #6 comprend trois machines intégrées de mise en forme et de classification secondaires. Les machines #1 et #2 traitent le coke de pétrole ; la machine #3 traite le coke d'aiguilles. Les matériaux refroidis sont transportés, hissés et acheminés vers la section de mise en forme secondaire pour un nouveau processus de sphéroïdisation, similaire à l'étape 7.
12. Classification secondaire
Comme pour la classification primaire, cette section utilise un cyclone et un filtre à manches. Les particules supérieures à 0,13 mm sont collectées comme résidus secondaires et renvoyées au client. Les particules inférieures à 0,13 mm sont collectées comme produit semi-fini et envoyées aux mélangeurs. Les gaz d'échappement sont traités et rejetés.
13. Mélange
Différents lots de matériaux d'anode semi-finis (coke de pétrole et coke d'aiguilles) issus du tri primaire et secondaire sont acheminés vers les mélangeurs. Ils sont hissés, introduits dans le mélangeur et homogénéisés afin d'obtenir une granulométrie homogène. Le matériau mélangé est ensuite ensaché.
14. Pesage, emballage et expédition
Les produits semi-finis sont pesés manuellement et emballés dans des sacs de 600 kg, stockés temporairement dans l'entrepôt de produits finis #3, puis expédiés au client.
15. Tests de performance
- Tests de produits semi-finis : Les analyses en laboratoire comprennent la masse volumique tassée, la granulométrie (par analyse optique) et les caractéristiques de la poudre. Environ 201 TP3T de produit semi-fini testé sont rejetés et retournés au client.
- Tests du produit final : Les analyses en laboratoire comprennent la masse volumique tassée, la granulométrie, les caractéristiques de la poudre, l'analyse Malvern, la surface spécifique, l'indice de broyabilité et l'indice d'agglomération. Environ 201 TP3T du produit final testé sont rejetés et retournés au client.
Sur la base des calculs de bilan matière, le rendement du projet élargi est de 62,91 TP3T (50 000 / 79 496,958).
Poudre épique
Tout au long de ce processus détaillé, et plus particulièrement lors des phases critiques, Fraisage (6), Mise en forme (7), Classification primaire (8), Mise en forme secondaire (11) et Classification secondaire (12) étapes, l'efficacité et la précision des équipement de classification sont primordiales pour obtenir une distribution granulométrique homogène, une sphéroïdisation souhaitée et un rendement final élevé en produit.
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- Haute efficacité : Améliorer l'efficacité globale du processus en séparant efficacement les produits fins des résidus.
- Qualité constante : Fournir une distribution granulométrique uniforme, essentielle à l'uniformité du revêtement en aval et aux performances finales de la batterie.
- Conception robuste : Conçu pour manipuler de manière fiable des matériaux comme le pétrole et le coke d'aiguille dans des environnements de production continue.
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— Publié par Emily Chen, Ingénieur principal
