Il coke di petrolio è un prodotto solido infiammabile ottenuto dai residui petroliferi e dall'asfalto di petrolio tramite cokizzazione. Si presenta di colore nero e poroso, è composto principalmente da carbonio e ha un contenuto di ceneri molto basso, generalmente inferiore allo 0,5%. Il coke di petrolio è un tipo di carbonio facilmente grafitizzabile e trova ampio impiego nell'industria chimica, metallurgica e in altri settori, rappresentando la principale materia prima per la produzione di grafite artificiale e di prodotti di carbonio elettrolitico all'alluminio.
In base alla temperatura di trattamento termico, il coke di petrolio può essere suddiviso in due tipi: coke grezzo e coke calcinato. Il primo, ottenuto tramite cokizzazione ritardata, contiene un'elevata quantità di sostanze volatili e presenta una bassa resistenza meccanica. Il coke calcinato, invece, si ottiene per calcinazione. La maggior parte delle raffinerie in Cina produce solo coke grezzo, mentre la maggior parte delle operazioni di calcinazione viene effettuata negli impianti di produzione di carbone.
Il coke di petrolio può essere suddiviso in tre tipi: coke ad alto tenore di zolfo (contenente più dell'1,5% di zolfo), coke a medio tenore di zolfo (contenente dallo 0,5% all'1,5% di zolfo) e coke a basso tenore di zolfo (contenente meno dello 0,5% di zolfo). Gli elettrodi di grafite e altri prodotti a base di grafite artificiale vengono generalmente prodotti utilizzando coke a basso tenore di zolfo.
Il coke aghiforme è un tipo di coke di alta qualità con una struttura fibrosa ben definita, un basso coefficiente di dilatazione termica e una facile grafitizzazione. Quando il blocco di coke si rompe, si scompone in sottili particelle a forma di striscia (il rapporto d'aspetto è generalmente superiore a 1,75), e la struttura fibrosa anisotropa può essere osservata al microscopio a luce polarizzata, motivo per cui viene chiamato coke aghiforme.
L'anisotropia fisica e meccanica del coke aghiforme è molto evidente, e presenta una buona conduttività elettrica e termica parallela all'asse maggiore delle particelle, oltre a un basso coefficiente di dilatazione termica. Durante lo stampaggio per estrusione, l'asse maggiore della maggior parte delle particelle si orienta secondo la direzione di estrusione. Pertanto, il coke aghiforme è la materia prima chiave per la produzione di elettrodi di grafite ad alta o altissima potenza, che presentano bassa resistività, basso coefficiente di dilatazione termica e buona resistenza agli shock termici.
Il coke aghiforme si divide in coke aghiforme di petrolio, prodotto da residui petroliferi, e coke aghiforme di carbone, prodotto da asfalto di carbone raffinato.
Il catrame di carbone è uno dei principali prodotti della lavorazione profonda del catrame di carbone. Si tratta di una miscela di vari idrocarburi, di colore nero, ad alta viscosità, semisolido o solido a temperatura ambiente, senza un punto di fusione fisso, che si ammorbidisce con il calore e poi fonde, con una densità di 1,25-1,35 g/cm³. In base al suo punto di rammollimento, si suddivide in tre tipi di asfalto: a bassa, media e alta temperatura. La resa dell'asfalto a media temperatura è del 54-56% rispetto al catrame di carbone. La composizione del catrame di carbone è molto complessa ed è correlata alle proprietà del catrame di carbone e al contenuto di eteroatomi, oltre ad essere influenzata dal sistema di cokizzazione e dalle condizioni di lavorazione del catrame di carbone. Esistono molti indici per caratterizzare le proprietà del catrame di carbone, come il punto di rammollimento dell'asfalto, l'insolubilità in toluene (TI), l'insolubilità in chinolina (QI), il valore di cokizzazione e le proprietà reologiche del catrame di carbone.
La pece di carbone viene utilizzata come legante e agente impregnante nell'industria del carbonio, e le sue proprietà influenzano notevolmente il processo produttivo e la qualità dei prodotti in carbonio. Il legante bituminoso generalmente utilizza bitume a media temperatura o bitume modificato a media temperatura con punto di rammollimento moderato, alto valore di cokizzazione e alto contenuto di resina beta, mentre l'agente impregnante dovrebbe essere bitume a media temperatura con basso punto di rammollimento, basso QI e buona reologia.
Data di pubblicazione: 7 febbraio 2025