Швидкість графітизації відноситься до легкої та вдосконалення трансформації мікрокристалів вуглецю нафти коксу в ідеальну графітову структуру при високих температурах. Коефіцієнт графітизації коксу нафти визначається не одним фактором, а скоріше за допомогою комбінованих ефектів сировини, виробничого процесу та вмісту домішок.
Нижче наведено чотири ключові фактори, що впливають на швидкість графітизації графітового нафтового коксу:
Ⅰ. Властивості сировини (найбільш фундаментальний фактор визначення)
Сировина - це наріжний камінь, що визначає якість "генетичної ДНК" графітового нафтового коксу. Сировина для отримання нафтової коксу з високою графітизацією (тобто голковий кокс) повинна бути специфічною, багатим ароматичним та важким маслом з низьким вмістом.
Ⅱ. Умови процесу кокінг (перетворення потенціалу сировини в реальність)
Навіть з хорошою сировиною необхідний точний контроль процесів для реалізації їх "генетичної ДНК". Ключ полягає в управлінні параметрами затримки блок -кокінг.
1. Температура та теплова глибина розтріскування:
Температура та швидкість нагрівання безпосередньо впливають на реакцію поліконденсації ароматичних молекул. Занадто низька температура призведе до неповної реакції; Занадто висока температура або надмірне нагрівання призведе до надмірного розтріскування та невпорядкованого утворення коксу. Для сприяння утворенню та злиття мезофазних кульок необхідний оптимальний стабільний температурний діапазон (як правило, між 490-505 градусами).
2. Коефіцієнт тиску та кровообігу:
Тиск системи: Більш високий тиск може гальмувати випаровування нафти та газу в сировині, продовжити час перебування рідкої фази та сприяти повному росту та впорядкованому розташуванню мезофазних глобул.
3. Коефіцієнт кровообігу:
Рециркуляція важкої дистилятової олії назад в реакційну систему збільшує ймовірність реакції глибокої рідкої фази, покращує вихід рідини та оптимізує структуру коксу.
.
Вся система реакцій повинна залишатися відносно стабільною, уникаючи насильницьких порушень, щоб створити сприятливе середовище для зародження, зростання та злиття мезофазних кульок, в кінцевому рахунку утворюючи ідеальну волокнисту (голкоподібну) структуру.
Iii. Мікроморфологія та структура (пряме відображення швидкості графітизації)
Сировина та процес в кінцевому рахунку визначають мікроструктуру коксу, що забезпечує інтуїтивну основу для оцінки її властивостей графітизації.
1. Анізотропія:
- Високий графітизований кокс (голковий кокс): демонструє чітку текстуру потоку та волокнисту структуру, що демонструє сильну оптичну анізотропію (яскрава кольорова гама широко-площі під поляризуючим мікроскопом).
- Низький графітизований кокс: демонструє ізотропну структуру, не вистачає орієнтації та текстури, що нагадує шматок склоподібного вуглецю, не вистачає структурної основи для графітизації.
2. Розмір та орієнтація кристаліту:
Чим більше і більше впорядковують початкові вуглецеві кристаліти, тим простіше і повніть наступний процес графітизації.
Ⅳ. Прожарювання та попередня обробка:
"Зелений кокс", що виходить з кокінг -блок, містить велику кількість летких речовин і пухку структуру, що робить її непридатною для прямої графітизації. Кальцинація (на 1200-1350 градусів)-важливий етап попередньої обробки.
1. Летюче видалення:
Це видаляє воду та летючі речовини, такі як водень та кисень, що забезпечує початкову конденсацію площин вуглецевої мережі, що призводить до зменшення об'єму та збільшення щільності.
2. Початкова розробка кристаліту:
При температурі прожарювання вуглецеві кристаліти спочатку ростуть і організовуються, готуючи їх до процесу графітизації більш високої температури.
3. Стабільна структура:
Кальцинований "прожитковий кокс" демонструє більш стійкі фізичні та хімічні властивості, що робить його відповідною сировиною для графітизації.
Тому виробництво графітового нафтового коксу з високою швидкістю графітизації - це систематичний проект, що вимагає прискіпливої уваги від вибору сирої нафти, попередньої обробки сировини та точного контролю процесу кокінг. Технічні бар'єри надзвичайно високі.
