Grafitiseringshastighed henviser til lethed og perfektion af transformationen af Petroleum Coke's kulstofmikrokrystaller til en ideel grafitstruktur ved høje temperaturer. Grafitiseringshastigheden for petroleumskoks bestemmes ikke af en enkelt faktor, men snarere af de kombinerede effekter af råvarer, produktionsproces og urenhedsindhold.
Følgende er fire nøglefaktorer, der påvirker grafitiseringshastigheden for grafit -petroleumskoks:
Ⅰ. Råmaterialeegenskaber (den mest grundlæggende afgørende faktor)
Råmaterialet er hjørnestenen, der bestemmer kvaliteten af grafit -petroleumskoks "genetisk DNA." Råmaterialet til fremstilling af høj - grafitiserings petroleumskoks (dvs. nålkoks) skal være en specifik, aromatisk - rig og lav - urenhed tung olie.
Ⅱ. Koking -procesbetingelser (omdannelse af råmaterialets potentiale til virkelighed)
Selv med gode råvarer kræves præcis processtyring for at realisere deres "genetiske DNA." Nøglen ligger i at kontrollere parametrene for den forsinkede koksenhed.
1. temperatur og termisk revnedybde:
Temperaturen og opvarmningshastigheden påvirker direkte polykondensationsreaktionen af aromatiske molekyler. For lav temperatur vil resultere i ufuldstændig reaktion; For høj temperatur eller overdreven opvarmning vil føre til overdreven revner og forstyrret koksdannelse. Et optimalt, stabilt temperaturområde (typisk mellem 490-505 grader) er påkrævet for at fremme dannelsen og fusionen af mesophase-kugler.
2. tryk og cirkulationsforhold:
Systemtryk: Højere tryk kan hæmme flygtigisering af olie og gas i råmaterialet, forlænge den flydende faseopholdstid og fremme den fulde vækst og ordnet arrangement af mesophase -kugler.
3. cirkulationsforhold:
Recirkulering af tung destillatolie tilbage i reaktionssystemet øger sandsynligheden for dyb flydende fase -reaktion, forbedrer flydende udbytte og optimerer koksstrukturen.
4. nucleation og vækstmiljø:
Hele reaktionssystemet skal forblive relativt stabilt, undgå voldelige forstyrrelser, for at skabe et gunstigt miljø for nucleation, vækst og fusion af mesophase -kugler, hvilket i sidste ende danner den ideelle fibrøse (nål - som) struktur.
III. Mikromorfologi og struktur (en direkte afspejling af grafitiseringshastighed)
Råmaterialerne og processen bestemmer i sidste ende mikrostrukturen af koks, som giver et intuitivt grundlag for at bedømme dets grafitiseringsegenskaber.
1. Anisotropi:
- Høj grafitiserbar koks (Needle Coke): Udstiller en tydelig strømningstekstur og fibrøs struktur, der viser stærk optisk anisotropi (lys, bred - arealfarveudvalg under et polariserende mikroskop).
- Lav grafitiserbar koks: Udviser en isotropisk struktur, mangler orientering og tekstur, der ligner et stykke glasagtigt kulstof, mangler det strukturelle fundament til grafitisering.
2. krystallitstørrelse og orientering:
Jo større og mere bestilte de indledende carbonkrystallitter, jo lettere og mere komplette den efterfølgende grafitiseringsproces.
Ⅳ. Calcination og forbehandling:
Den "grønne koks", der forlader koksenheden, indeholder en stor mængde flygtige stoffer og en løs struktur, hvilket gør den uegnet til direkte grafitisering. Kalcination (ved 1200-1350 grad) er et vigtigt forbehandlingstrin.
1. flygtig fjernelse:
Dette fjerner vand og flygtige stoffer, såsom brint og ilt, hvilket muliggør indledende kondensation af kulstofnetværket, hvilket resulterer i volumenreduktion og øget densitet.
2. Indledende krystallitudvikling:
Ved calcineringstemperaturen vokser carbonkrystallitter oprindeligt og bliver organiserede og forbereder dem til den højere - temperaturgrafitiseringsproces.
3. stabil struktur:
Den calcinerede "Calcined Coke" udviser mere stabile fysiske og kemiske egenskaber, hvilket gør det til et passende råmateriale til grafitisering.
Derfor er det et systematisk projekt, der kræver omhyggelig opmærksomhed fra råolieudvælgelse, råmaterialet forbehandling og præcis kontrol af kokingprocessen. De tekniske barrierer er ekstremt høje.
