石油焦市场分析:石油焦是电解铝 金属硅 钢铁冶炼等行业必须的关键原料
2023年09月01日
石油焦(Petroleumcoke)是原油经蒸馏将轻重质油分离后,重质油再经热裂的过程,转化而成的产品,从外观上看,焦炭为形状不规则,大小不一的黑色块状(或颗粒),有金属光泽,焦炭的颗粒具多孔隙结构,主要的元素组成为碳,占有80%以上,含氢1.5%-8%,其余的为氧、氮、硫和金属元素。
石油的减压渣油,经焦化装置,在 500-550℃下裂解焦化而生成的黑色固体焦炭。一般认为它是无定形炭体,或是一种高度芳构化的高分子碳化物中,含有微小石墨结晶的针状或粒状构造的炭体物。碳氢比很高,为18-24。相对密度为 0.9-1.1,灰分为0.1%-1.2%,挥发物为3%-16%。
石油焦属于易石墨化炭一类,石油焦的微晶与冶金焦比较,碳网格片状体之间的叠合比较整齐,片状体之间距离较小;在石墨化的高温下,碳网格片状体的晶粒平均厚度(Lc)和平均宽度(La)增大,片状体层面间距(d)缩小;(图1)晶格常数(a0和c0)接近天然石墨,电阻率显著降低而真密度相应提高。所以使用石油焦为原料可以制造电阻率较低的石墨电极。
石油焦可视其质量而用于制石墨、冶炼和化工等工业。
低硫、优质的熟焦例如针状焦,主要用于制造超高功率石墨电极和某些特种炭素制品;在炼钢工业中针状焦是发展电炉炼钢新技术的重要材料。
中硫、普通的熟焦,大量用于炼铝。
高硫、普通的生焦,则用于化工生产,如制造电石、碳化硅等,也有作为金属铸造等用的燃料。
中国生产的石油焦,大部分属于低硫焦,主要用于炼铝和制造石墨。另主要用于制取炭素制品,如石墨电极、阳极弧,提供炼钢、有色金属、炼铝之用;制取炭化硅制品,如各种砂轮、砂皮、砂纸等;制取商品电石供制作合成纤维、乙炔等产品;也可做为燃料,但做燃料用时需用分级式冲击磨来进行超微粉碎,通过JZC-1250设备制成焦粉后才能进行燃烧,用焦粉做燃料的主要是些玻璃厂、水煤浆厂等。
石油焦具有其特有的物理、化学性质及机械性质,发热部份的不挥发性碳,挥发物和矿物杂质(硫、金属化合物、水、灰等)这些指标决定焦炭的化学性质。物理性质中孔隙度及密度,决定焦炭的反应能力和热物理性质。颗粒组成、加工方式、硬度、耐磨性、强度和其他机械特性决定其机械性质。
石油焦物理化学性质的指标有灰分、硫分、挥发分、真密度、孔隙率、电阻率、热膨胀系数和机械性能等。
石油焦灰分中含有的主要元素为铁、硅、钙、铝、钠、镁,还含有少量的钒、钛、铬、镍、锰等。除铝、镁、钙为电解质所需元素外,其余都是有害杂质。灰分中的这些元素按照危害的受害体不同可分为两类:一类以电解最终产品原铝为受害体的元素,它们在电解过程中转入铝液中影响铝的质量。另一类元素能使炭阳极的化学性能下降,如钠元素。钠对电解质及铝的质量并无危害作用,对阳极的物理性能也无大的影响,但它影响阳极的化学性能。促使阳极的选择性氧化,造成阳极工作的不均匀性且使阳极脱落掉渣。这样不仅增加了炭耗量,而且使电解质中炭渣增多,污染电解质,影响生产和操作。
据杭州中经智盛市场研究有限公司发布的《2022-2026年石油焦市场现状调查及发展前景分析报告》显示:石油焦灰分中的大部分元素来源于原油,也有些是焦化、储运过程添加的。其中硅、铝在原油中以砂土形式存在,随焦化过程而进入了石油焦。另外,生产出来的石油焦如果堆放在露天,地面上的泥沙或刮风带来的泥沙也会增加石油焦的灰分。钠、钙、镁是油田附近矿物中这些元素的氯化物以水溶液形式而渗入原油中的,这些元素除与井场的地理位置有关外,还与炼油厂的生产工艺有关。铁主要是由于炼油厂生产设备的腐蚀而带入的。硫、钒、镍、钛则是高分子石油杂环链上所固有的,在石油分子中以化合物的形式存在,所以分离这些元素是一个难题。
石油焦已进入成熟期,用户具有选择权和议价权,如,曾经有用户反映,扬子石化生产的石油焦硬度偏大影响使用。尽管石油焦的行业标准里没有硬度指标,扬子生产的石油焦符合行业标准,但扬子石化对这一反映高度重视,积极采取措施,解决了硬度问题,受到用户好评。企业的经营活动要以客户满意度为宗旨,尽可能尊重和维护客户的利益。只有这样,企业才能在日趋激烈的市场竞争中立足并获得不断发展。
煤炭与石油焦具有替代关系,煤炭市场价格的上行会在一定程度上对石油焦市场形成利好,煤炭市场价格的下行也会使石油焦价格承压,而且两种产品都面临着环保政策的压力,相互影响,相互依存。因此,石油焦行业需密切关注煤炭产品相应的政策信息,适时做好生产及营销的应对措施。
石油焦是电解铝、金属硅、钢铁冶炼等行业必须的关键原料,维护石油焦的正常生产,合理安排石油焦产量,提高石油焦产品质量,对于保障电解铝、光伏、钢铁等行业的健康发展意义重大。