Низкокачественный нефтяной кокс не находит квалифицированного применения и складируется на нефтеперерабатывающих заводах или используется в качестве твердого топлива. Одним из перспективных способов применения низкокачественного нефтяного кокса является физическая или химическая активация для получения высокопористого углеродного материала, который может быть использован в качестве носителя катализатора, адсорбента, основы для электродов и т.д. Изучена возможность использования нефтяного кокса для получения сорбента для органических соединений. Активированный нефтяной кокс получен путем химической активации с KOH, удельная площадь поверхности 1218 м2/г. Сорбция этилового спирта исследовалась при температурах 285, 293 и 300 K. Это физический процесс, протекающий в основном в порах активированного нефтяного кокса, также сорбцию можно описать как обратимый экзотермический процесс. Эффективная энергия Гиббса при температуре 293 K составила –12,74 кДж/моль, теплота сорбции –26,07 кДж/моль. Полученные данные подтверждают, что пористый углеродный материал, полученный из нефтяного кокса, может быть использован в качестве сорбента для этанола при комнатной температуре. Например, для адсорбции биоэтанола из реакционного раствора или для очистки сточных вод от органических соединений.
Россия является одним из мировых лидеров по производству стали, при этом около 33 % производства приходится на переплавку лома в дуговых сталеплавильных печах. Для работы при высоких токовых нагрузках и температуре в печах применяются графитированные электроды марок SHP и UHP, которые в основном состоят из игольчатого кокса. Производство игольчатого кокса сосредоточено в США, Японии, Корее и Китае, где в качестве сырья используют побочные продукты металлургических и нефтеперерабатывающих предприятий – угольное (смолу и пек) и нефтяное (декантойль). В России ежегодная потребность в игольчатом коксе составляет около 100 тыс. т, однако вся она удовлетворяется посредством импорта. Сырьевой потенциал России, установленный авторами статьи, составляет более 5 млн т в год и включает декантойль, каменноугольные смолу и пек, а также тяжелую смолу пиролиза. Описаны результаты получения игольчатого кокса из декантойля и тяжелой смолы пиролиза. Наработка опытных образцов игольчатого кокса проводилась на специально разработанных лабораторных установках замедленного коксования (загрузкой до 0,25 и 80 кг). Сырье было модифицировано по оригинальной технологии Санкт-Петербургского горного университета, сходимость целевых свойств которой подтверждается результатами анализа качества полученных игольчатых коксов, в том числе и после 100-кратного масштабирования. Из полученного кокса были сформованы электроды. После стандартизированных стадий обжига, механической обработки и графитации при 2800-3000 °С коэффициент линейного термического расширения составил менее 1 × 10–6 К–1, а значение удельного электрического сопротивления 7,1-7,4 мкОм, что доказывает, что полученный углеродный материал соответствует по качеству японским аналогам и игольчатому коксу марки Super Premium.
Исследовано влияние избыточного давления в процессе замедленного коксования асфальта, полученного процессом пропановой деасфальтизации гудрона, на выход и физико-химические свойства компонентов углеводородных топлив и твердофазного продукта – нефтяного кокса. Асфальт подвергали коксованию при температуре 500 °С и избыточном давлении 0,15-0,35 МПа на лабораторной установке замедленного коксования периодического действия. У сырья и полученных в ходе экспериментальных исследований компонентов легких (бензин), средних (легкий газойль) и тяжелых (тяжелый газойль) дистиллятов были определены физико-химические свойства: плотность, вязкость, коксуемость, содержание серы, йодное число, температуры застывания, вспышки и потери текучести, фракционный состав. Были также изучены количественные групповой углеводородный и микроэлементный составы и свойства полученных образцов нефтяного кокса (влажность, зольность, выход летучих, содержание серы и др.). Дана сравнительная оценка их качества в соответствии с требованиями ГОСТ 22898-78 «Коксы нефтяные малосернистые. Технические условия». Кроме того, выявлены закономерности изменения избыточного давления коксования на выход и показатели качества дистиллятных продуктов и нефтяного кокса. С увеличением избыточного давления процесса коксования с 0,15 до 0,35 МПа уменьшается содержание парафино-нафтеновых углеводородов в легком и тяжелом газойлях замедленного коксования. Общей закономерностью при коксовании асфальта является увеличение выхода кокса и углеводородного газа при увеличении избыточного давления с 0,15 до 0,35 МПа.
В работе дано определение стабильности судового высоковязкого топлива с точки зрения коллоидно-химического представления о нефтяных дисперсных системах. Указана необходимость и важность включения в действующие нормативные требования данного параметра качества судового высоковязкого топлива. Объектами исследования выбраны судовые высоковязкие топлива, базовыми компонентами которых стали тяжелые нефтяные остатки: мазут – атмосферный остаток переработки нефти и висбрекинг-остаток – продукт легкого термического крекинга мазута. В качестве разбавителя или дистиллятного компонента был взят легкий газойль с установки каталитического крекинга. Стабильность полученных образцов была определена через показатель ксилольного эквивалента, который характеризует устойчивость судового высоковязкого топлива к расслоению во время хранения, транспортировки и эксплуатации. Для улучшения эксплуатационных характеристик полученные базовые составы судовых высоковязких топлив были подвергнуты модификации посредством добавления в малых концентрациях (0,05 % по массе) стабилизирующих присадок на основе оксиэтилированных аминов отечественного происхождения и алкилнафталинов импортного производства.
