Nadelkoks ist ein silbergrauer poröser Feststoff mit offensichtlicher Fasertexturrichtung und weist die Eigenschaften hoher Kristallinität, hoher Festigkeit, hoher Graphitisierung, geringer Wärmeausdehnung, geringer Ablation usw. auf. Er findet besondere Verwendung in der Landesverteidigung und in der zivilen Industrie ein hochwertiger Rohstoff für die Herstellung von Graphitelektroden, Batterieanodenmaterialien und hochwertigen Kohlenstoffprodukten.

Abhängig von den verschiedenen verwendeten Produktionsrohstoffen kann Nadelkoks in zwei Arten unterteilt werden: auf Ölbasis und auf Kohlebasis: Nadelkoks, der aus Erdölraffinierungsprodukten hergestellt wird, wird als Nadelkoks auf Ölbasis bezeichnet, und Steinkohlenteerpech und seine Fraktionen Nadelkoks Der aus Erdöl hergestellte Stoff wird Nadelkoks auf Kohlebasis genannt.Die Herstellung von Nadelkoks mit Erdölprodukten bietet herausragende Vorteile für den Umweltschutz, die Umsetzung ist weniger schwierig und die Produktionskosten sind niedrig, weshalb ihr von den Menschen immer mehr Aufmerksamkeit geschenkt wird.

Ölbasierter Nadelkoks kann in zwei Arten unterteilt werden: Rohkoks und gekochter Koks (kalzinierter Koks).Unter anderem wird Rohkoks zur Herstellung verschiedener negativer Batterieelektrodenmaterialien und gekochter Koks zur Herstellung von Hochleistungsgraphitelektroden verwendet.In den letzten Jahren hat die rasante Entwicklung neuer Energiefahrzeuge angesichts der immer strengeren Umweltschutzsituation zu einer hohen Nachfrage nach Batterieanodenmaterialien geführt;Gleichzeitig wurden die veralteten Konverter der Stahlunternehmen durch Elektroöfen ersetzt.Aufgrund der beiden Effekte ist die Marktnachfrage nach Nadelkoks erheblich gestiegen.Derzeit wird die ölbasierte Nadelkoksproduktion weltweit von amerikanischen Unternehmen dominiert, und nur wenige Unternehmen wie Jinzhou Petrochemical, Jingyang Petrochemical und Yida New Materials haben in meinem Land eine stabile Produktion erreicht.Hochwertige Nadelkoksprodukte sind hauptsächlich auf Importe angewiesen.Es wird nicht nur viel Geld verschwendet, es lässt sich auch leicht eindämmen.Es ist von großer strategischer Bedeutung, die Forschung zum Produktionsprozess von Nadelkoks zu beschleunigen und die Produktion so schnell wie möglich hochzufahren.

Der Rohstoff ist der Schlüsselfaktor für die Qualität von Nadelkoks.Durch geeignetes Rohmaterial kann die Schwierigkeit der Bildung von Mesophasenpech erheblich verringert und nachfolgende instabile Faktoren beseitigt werden.Die Rohstoffe zur Herstellung von Nadelkoks sollten folgende Eigenschaften aufweisen:

①Der Gehalt an Aromaten ist hoch, insbesondere beträgt der Gehalt an 3- und 4-Ring-Aromaten mit kurzen Seitenketten in linearer Anordnung vorzugsweise 40 % bis 50 %.Auf diese Weise kondensieren Aromatenmoleküle während der Karbonisierung miteinander, um größere planare Aromatenmoleküle zu bilden, und zwar durch die großenπ Die gebundenen Elektronenwolken überlagern sich und bilden ein relativ vollständiges graphitartiges Strukturgitter

②Asphaltene und Kolloide, die in der Molekülstruktur von großen aromatischen Kohlenwasserstoffen mit kondensierten Ringen vorkommen, haben einen geringen Gehalt.Diese Substanzen weisen eine starke molekulare Polarität und eine hohe Reaktivität auf.Im Allgemeinen ist es erforderlich, dass der in Heptan unlösliche Anteil weniger als 2 % beträgt.

③Der Schwefelgehalt beträgt nicht mehr als 0,6 % und der Stickstoffgehalt beträgt nicht mehr als 1 %.Schwefel und Stickstoff können aufgrund der hohen Temperaturen bei der Herstellung von Elektroden leicht entweichen und führen zu einer Gasquellung, die zu Rissen in den Elektroden führt.

④Der Aschegehalt beträgt weniger als 0,05 % und es gibt keine mechanischen Verunreinigungen wie Katalysatorpulver, die dazu führen würden, dass die Reaktion während der Karbonisierung zu schnell abläuft, die Bildung von Mesophasenkugeln erschwert wird und die Eigenschaften des Kokses beeinträchtigt werden.

⑤Der Gehalt an Schwermetallen wie Vanadium und Nickel beträgt weniger als 100 ppm, da die aus diesen Metallen bestehenden Verbindungen eine katalytische Wirkung haben, die die Keimbildung von Mesophasenkugeln beschleunigt, und es für die Kugeln schwierig ist, ausreichend zu wachsen.Gleichzeitig führt das Vorhandensein dieser Metallverunreinigungen im Produkt auch zu Hohlräumen. Probleme wie Risse führen zu einer Verringerung der Produktfestigkeit.

⑥Der in Chinolin unlösliche Anteil (QI) ist Null, QI wird um die Mesophase herum angelagert, was das Wachstum und die Verschmelzung kugelförmiger Kristalle behindert, und die Nadelkoksstruktur mit guter Faserstruktur kann nach der Verkokung nicht erhalten werden.

⑦Die Dichte beträgt mehr als 1,0 g/cm3, um eine ausreichende Koksausbeute zu gewährleisten.

Tatsächlich sind Rohstofföle, die die oben genannten Anforderungen erfüllen, relativ selten.Aus der Sicht der Komponenten sind katalytische Crackölaufschlämmung mit hohem Aromatengehalt, Furfural-extrahiertes Öl und Ethylenteer ideale Rohstoffe für die Nadelkoksproduktion.Die Ölaufschlämmung beim katalytischen Cracken ist eines der Nebenprodukte der katalytischen Einheit und wird normalerweise als billiges Heizöl versendet.Aufgrund des hohen Aromatenanteils ist es von der Zusammensetzung her ein hochwertiger Rohstoff für die Herstellung von Nadelkoks.Tatsächlich wird weltweit die überwiegende Mehrheit der Nadelkoksprodukte aus Ölaufschlämmung durch katalytisches Cracken hergestellt.