石油コークス(ペトコーク)
原油精製で生じる炭素分に富む固体残渣。燃料および工業原料として用いられ、燃料用・特殊用途向けの等級があり、硫黄や金属による汚染リスクを伴う。
概要
石油コークスは、一般にペトコークとも呼ばれ、重質石油留分の精製後に残る炭素質の固体残渣である。原油中の最も重い成分を熱処理して揮発性成分を除去する際に生成される。主成分は炭素であり、水素、硫黄、微量金属の含有量は変動する。製造工程および等級に応じて、粗い粒状塊または粉末として現れる。基本的な組成データについては、組成に関する資料を参照。
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2 画像製造方法と種類
ペトコークは、残留燃料油を高付加価値化する製油所のコーキング装置で生成される。主な工程にはディレード・コーキングとフルード・コーキングがあり、ほかの方法では形状や性質の異なる製品が得られる。主要な商業上の分類には次のものがある。
- 燃料用(グリーン)コークス:乾燥後に産業用燃料として燃焼される、安価で多孔質の形態。
- か焼コークス:揮発性成分を除去し、構造を硬化させるために熱処理された、工業用途向けのコークス。
- ニードルコークス:黒鉛電極および一部の電池用負極材の製造に使われる、高密度・低不純物の等級。
- ショットコークスおよびスポンジコークス:特定の転化条件下で生じる形態上の異なる種類。
これらの種類は製油所における原料と工程条件によって決まる。通常はより重質な石油残渣が原料となるが(製油所原料)、石炭由来のコークスは石炭からかなり異なる条件下で生産される(石炭コークスとの比較)。
性質と産業用途
ペトコークは炭素含有率が高く、発熱量も大きいため、セメントキルン、発電所、産業用ボイラーの燃料として利用される。特殊等級は、アルミニウム産業用の炭素陽極や、電気炉製鋼で用いる黒鉛電極の製造に不可欠である。また、鉄鋼・鋳鉄の処理における加炭材や、特定の冶金用熱処理にも使用される(鉄鋼での用途、鉄関連の用途)。
環境および健康上の考慮事項
経済性を持つ一方、ペトコークには硫黄のほか、ニッケルやバナジウムなどの微量金属が含まれることがあり、大量に燃焼または取り扱う場合に問題となり得る。燃焼では硫黄酸化物と粒子状物質が排出される可能性がある。また、貯蔵された山からは粉じんや流出水が生じ得るため、管理が必要である。金属の存在は排出量だけでなく、特定等級の価値にも影響する(ニッケルに関する課題、バナジウムに関する課題)。
貯蔵、取扱いおよび規制
ペトコークは通常、製油所の近傍に保管されるか、産業消費者へ輸送される。粉じんが発生しやすく、気象の影響を受けやすいため、望ましい取扱いには、覆い付きの保管、水による抑じんまたは乾式取扱いシステム、流出水対策が含まれる。地域の大気質規制および廃棄物規制が、その使用と輸送を定めることが多い。か焼コークスおよびニードルコークスの市場は、純度要件のため、より厳格に管理されている。
区別と注目すべき事実
石油コークスは、石炭から作られる冶金用コークスとは、由来、化学組成、一般的な用途が異なる。か焼は高温処理であり、グリーンコークスを、電気・冶金用途で必要となる、より硬く揮発分の少ない製品に変換する。ニードルコークスは総生産量に占める割合は小さいが、熱膨張係数が低く導電性が高いため、アルミニウム製錬および電極製造にとって戦略的に重要である。
さらに技術的参考資料および規制上の指針については、組成、石炭コークスとの比較、製油所コーキング、石炭コーキングの背景、ニッケル、バナジウム、鉄鋼の熱処理用途、鉄鋼業での用途を参照。
関連項目
著者
AlegsaOnline.com 石油コークス(ペトコーク) Leandro Alegsa
URL: https://ja.alegsaonline.com/art/76227