کک نفتی (Petcoke) ماده جامد غنی از کربن نهایی است که از فرآیند پالایش نفت به دست می آید و گروهی از سوخت ها به نام کک است. کک نفتی به طور خاص از یک فرآیند ترک خوردگی نهایی که یک فرآیند مهندسی شیمی در نظر گرفته می شود، به دست می آید و هیدروکربن های زنجیره های نفتی در بخشی به نام واحد کک به زنجیره های کوتاه تری تقسیم می شوند. 

به دلیل شرایط حرارتی بسیار شدیدی که در آن کک نفتی تولید می شود دارای مقدار بسیار کمی ماده فرار قابل احتراق است که در نتیجه این کک به دلیل مقدار کم ماده فرار بسیار سخت می سوزد. کک نفتی محاسبه نشده کک سبز نیز نامیده می شود و بیشتر به عنوان سوخت استفاده می شود. در نهایت، کک خام به کک کلسینه تبدیل می شود که دارای محتوای کربن تثبیت شده بالا، محتوای خاکستر کم و محتوای گوگرد بسیار کم است.

کک نفتی چیست؟, بیشتر بخوانید...

کک نفتی کاربردهای غیر قابل احتراق مختلفی مانند الکترودهای گرافیتی، الکترودهای کربنی یا آندها در صنایع مختلف مانند آلومینیوم و فولاد دارد. در ابتدا آن را فقط به عنوان سوختی مانند زغال سنگ سخت می کردند. امروزه در دو نوع خام (سبز) و کلسینه به فروش می رسد که به دلیل اینکه میزان گوگرد و خاکستر آن زیاد است به عنوان سوخت استفاده می شود و استفاده دیگری برای آن متصور نیست. این کک در صنعت سیمان، واحدهای آب و برق، پالایشگاه ها و صنایع کاغذسازی کاربرد دارد. 

نکته مهم و استراتژیک در این قسمت این است که وجود گوگرد باعث خوردگی و تورم سریع الکترود می شود که باعث شکستگی سریع الکترود می شود. همچنین وجود فلزاتی مانند نیکل و وانادیم در کک باعث اکسیداسیون سریع آند در صنعت می شود.

کاربردهای کک نفتی چیست؟, بیشتر بخوانید...

در خاورمیانه 950000 تن کک نفتی در آن سال تولید شد که کویت رتبه اول منطقه را به خود اختصاص داد. مصرف پتکک در جهان 76 درصد در صنعت آلومینیوم، 5 درصد در صنعت فولاد و مابقی در سایر صنایع است. طرح تولید کک نفتی یکی از طرح های دانش بنیان در ایران است که با هدف دستیابی به فناوری مربوطه و در راستای تامین بخش مهمی از نیاز صنایع آلومینیوم و فولاد کشور اجرا شده است. مواد اولیه مورد نیاز برای تولید کک از کف برج تقطیر در خلاء پالایشگاه آبادان و CSO پالایشگاه اراک تامین می شود.

در فرآیند تولید کک نفتی، ماده اولیه (وکیوم باتوم پالایشگاه) به مواد با ارزش تری مانند کک نفتی و فرآورده های مایع (نفتا، گازوئیل، LPG) تبدیل می شود. نیاز فعلی صنعت آلومینیوم کشور به کک ۲۰۰ هزار تن در سال است که بخش زیادی از آن در حال حاضر از طریق واردات تامین می شود و با توجه به رشد تولید آلومینیوم در کشور، نیاز به کک نیز افزایش خواهد یافت. تولید ورلد پترولیوم کک در سال 2014 24.7 میلیون تن بود که چین به تنهایی 49 درصد از تولید جهانی را به خود اختصاص داده است.

کک نفتی حاوی مواد کربنی با ظرفیت بالا برای تولید انرژی است. این ماده دارای محتوای حرارتی بالا و پتانسیل برای تامین انرژی در فرآیندهای صنعتی و تولید برق است. استفاده از کک نفتی به عنوان سوخت، می‌تواند به تولید انرژی پایدار و قابل تجدیدپذیر کمک کند. با توجه به کاهش منابع طبیعی سنتی نظیر زغال سنگ، استفاده از کک نفتی به عنوان جایگزینی قابل قبول است. این ماده در برخی صنایع به عنوان جایگزینی برای سوخت‌های غیرقابل بازیافت مانند زغال سنگ استفاده می‌شود. سوخت کک نفتی حاوی مقادیر قابل توجهی کربن است که در صورت سوختن باعث انتشار گازهای گلخانه‌ای مانند دی‌اکسید کربن (CO2) می‌شود. این گازها عوامل اصلی تغییرات آب و هوایی و گرمایش جهانی هستند. 

در بسیاری از صنایع و سیستم‌های انرژی، زیرساخت‌ها و تجهیزاتی برای استفاده از کک نفتی وجود دارد. این زیرساخت‌ها ممکن است به دلیل سرمایه‌گذاری بالا و پیچیدگی، نیاز به تغییر یا تعمیر داشته باشند تا بتوانند از منابع انرژی جایگزین استفاده کنند. کک نفتی برای برخی صنایع مانند صنعت فولادسازی به عنوان یک منبع سرب مورد استفاده قرار می‌گیرد. نسبت سربه‌های آلیاژی مهم برای تولید فولاد است و استفاده از کک نفتی در این صنعت به دلیل ویژگی‌های خاص آن ممکن است مورد ترجیح قرار گیرد. عوامل اقتصادی و سیاسی، مانند قیمت نفت، مالیات‌ها و سیاست‌های دولتی، می‌توانند تأثیر زیادی بر استفاده از کک نفتی به عنوان سوخت داشته باشند. در برخی موارد، با توجه به شرایط اقتصادی و سیاسی، استفاده از کک نفتی ممکن است اقتصادی تر و مناسب‌تر به نظر برسد.

مزایا و معایب استفاده از کک نفتی به عنوان سوخت, بیشتر بخوانید...

خاورمیانه بزرگترین تولید کننده کک نفتی در جهان است. تولید کک استرات توسط بزرگترین تولیدکنندگان در سال 2018 به شرح زیر بوده است:

ایالات متحده، چین و ژاپن بزرگترین تولیدکنندگان کک استرات در جهان هستند و پس از آن هند، روسیه، آلمان و بریتانیا، تولیدکنندگان عمده کک استرات و الکترودهای گرافیتی قرار دارند. دو شرکت در دنیا وجود دارند که کک سوزنی از قیر و قطران زغال سنگ تولید می کنند. هر دو شرکت در ژاپن قرار دارند.

بزرگترین تولیدکنندگان پت کوک در جهان کدامند؟, بیشتر بخوانید...