Die Rohstoffe für die Graphitproduktion
Feb 08, 2022
Die Rohstoffe für die Graphitproduktion
Petrolkoks ist ein brennbares Feststoffprodukt, das durch Verkoken von Erdölrückständen und Erdölpech gewonnen wird. Die Farbe ist schwarz und porös, das Hauptelement ist Kohlenstoff und der Aschegehalt ist sehr niedrig, im Allgemeinen unter 0,5 Prozent. Petrolkoks gehört zur Kategorie der leicht graphitierbaren Kohlenstoffe. Petrolkoks wird häufig in der chemischen, metallurgischen und anderen Industrie verwendet. Es ist der Hauptrohstoff für die Herstellung von künstlichen Graphitprodukten und Kohlenstoffprodukten für elektrolytisches Aluminium.
Petrolkoks kann je nach Wärmebehandlungstemperatur in grünen Koks und kalzinierten Koks unterteilt werden. Ersteres ist der durch verzögerte Verkokung gewonnene Petrolkoks, der eine große Menge flüchtiger Bestandteile enthält und eine geringe mechanische Festigkeit aufweist. Kalzinierter Koks wird durch Kalzinieren von Grünkoks gewonnen. Die meisten Ölraffinerien in China produzieren nur Koks und die meisten Kalzinierungsvorgänge werden in Kohlenstoffanlagen durchgeführt.
Petrolkoks wird nach dem Schwefelgehalt klassifiziert. Es kann in drei Typen unterteilt werden: Koks mit hohem Schwefelgehalt (Schwefelgehalt über 1,5 Prozent), Koks mit mittlerem Schwefelgehalt (Schwefelgehalt 0,5 Prozent -1,5 Prozent) und Koks mit niedrigem Schwefelgehalt (Schwefelgehalt unter 0,5 Prozent). Bei der Herstellung künstlicher Graphitprodukte wird im Allgemeinen eine schwefelarme Koksproduktion eingesetzt.
Nadelkoks ist eine Art hochwertiger Koks mit offensichtlicher faseriger Textur, niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten und einfacher Graphitisierung. Wenn der Koks gebrochen wird, kann er je nach Textur in längliche Partikel zerfallen (das Aspektverhältnis liegt im Allgemeinen über 1,75). Unter einem Polarisationslichtmikroskop lässt sich eine anisotrope Faserstruktur beobachten, die als Nadelkoks bezeichnet wird.
Die Anisotropie der physikalischen und mechanischen Eigenschaften von Nadelkoks ist sehr offensichtlich. Es verfügt über eine gute elektrische und thermische Leitfähigkeit parallel zur Längsachse der Partikel und einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten. Beim Extrusionsformen sind die meisten Längsachsen der Partikel in Extrusionsrichtung angeordnet. Daher ist Nadelkoks der wichtigste Rohstoff für die Graphitherstellung. Der hergestellte Graphit weist einen niedrigen spezifischen Widerstand, einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten und eine gute Temperaturwechselbeständigkeit auf.
Nadelkoks wird in Nadelkoks auf Erdölbasis, der aus Erdölrückständen als Rohmaterial hergestellt wird, und Nadelkoks auf Kohlebasis, der aus raffiniertem Kohlepech als Rohmaterial hergestellt wird, unterteilt.
Kohlenpech ist eines der Hauptprodukte der Tiefverarbeitung von Kohlenteer. Es handelt sich um eine Mischung verschiedener Kohlenwasserstoffe. Bei Raumtemperatur ist es ein schwarzer, hochviskoser, halbfester oder fester Stoff. Es hat keinen festen Schmelzpunkt. Nach dem Erhitzen wird es weich und schmilzt dann. Die Dichte beträgt 1,25-1,35g/cm3. Je nach Erweichungspunkt kann man ihn in Niedertemperaturasphalt, Mitteltemperaturasphalt und Hochtemperaturasphalt einteilen. Die Ausbeute an Mitteltemperaturpech beträgt 54-56 Prozent Kohlenteer. Die Zusammensetzung von Kohlenteerpech ist äußerst komplex, was mit den Eigenschaften von Kohlenteer und dem Gehalt an Heteroatomen zusammenhängt und auch durch das Verkokungsprozesssystem und die Verarbeitungsbedingungen für Kohlenteer beeinflusst wird. Es gibt viele Indikatoren, die die Eigenschaften von Kohlenpech charakterisieren, wie z. B. den Erweichungspunkt des Pechs, in Toluol unlösliche Stoffe (TI), in Chinolin unlösliche Stoffe (QI), den Verkokungswert und die Rheologie von Kohlenpech.
Kohlepech wird in der Kohlenstoffindustrie als Bindemittel und Imprägniermittel verwendet und seine Leistung hat großen Einfluss auf den Produktionsprozess und die Produktqualität von Kohlenstoffprodukten. Bindemittelasphalt verwendet im Allgemeinen mitteltemperatur- oder mitteltemperaturmodifizierten Asphalt mit mäßigem Erweichungspunkt, hohem Verkokungswert und hohem Harzgehalt. Als Imprägniermittel sollte Asphalt mittlerer Temperatur mit niedrigem Erweichungspunkt, niedrigem QI und guten rheologischen Eigenschaften verwendet werden.
Kalzinierung: Das kohlenstoffhaltige Rohmaterial wird bei hoher Temperatur wärmebehandelt, um die enthaltene Feuchtigkeit und flüchtige Stoffe zu entfernen und die ursprüngliche Kochleistung des Produktionsprozesses entsprechend zu verbessern, was als Kalzinierung bezeichnet wird. Im Allgemeinen werden kohlenstoffhaltige Rohstoffe unter Verwendung von Brenngas und ihren eigenen flüchtigen Stoffen als Wärmequelle kalziniert, und die maximale Temperatur beträgt 1250-1350 Grad.
Das Kalzinieren führt zu tiefgreifenden Veränderungen in der Struktur sowie den physikalischen und chemischen Eigenschaften von Kohlenstoffrohstoffen, die sich hauptsächlich in einer Erhöhung der Dichte, mechanischen Festigkeit und Leitfähigkeit von Koks, einer Verbesserung der chemischen Stabilität und Oxidationsbeständigkeit von Koks und der Schaffung der Grundlage für nachfolgende Prozesse widerspiegeln .
Die Kalzinierungsausrüstung umfasst hauptsächlich Tankkalzinator, Drehrohrofen und elektrischen Kalzinator. Der Qualitätskontrollindex für die Kalzinierung besteht darin, dass die wahre Dichte von Petrolkoks nicht weniger als 2,07 g/cm3 beträgt, der spezifische Widerstand nicht mehr als 550 μΩ.m beträgt, die wahre Dichte von Nadelkoks nicht weniger als 2,12 g/cm3 beträgt und der spezifische Widerstand beträgt beträgt nicht mehr als 500μΩ.m.
