Grafitizācijas ātrums attiecas uz naftas koksa oglekļa mikrokristālu pārveidošanas vieglumu un pilnību ideālā grafīta struktūrā augstā temperatūrā. Naftas koksa grafitizācijas ātrumu nenosaka ar vienu faktoru, bet gan ar izejvielu, ražošanas procesa un piemaisījumu satura kombinēto iedarbību.
Šie ir četri galvenie faktori, kas ietekmē grafīta naftas koksa grafitizācijas ātrumu:
Ⅰ. Izejvielu īpašības (visvairāk pamatotais faktors)
Izejviela ir stūrakmens, kas nosaka grafīta naftas koksa "ģenētisko DNS" kvalitāti. Izejvielām augsta - grafitizācijas naftas koksam (ti, adatai koksam) jābūt specifiskai, aromātiskai - bagātai un zemai - piemaisījumu smagajai eļļai.
Ⅱ. Koksēšanas procesa apstākļi (izejvielu potenciāla pārveidošana realitātē)
Pat ar labām izejvielām ir nepieciešama precīza procesa kontrole, lai realizētu to "ģenētisko DNS". Galvenais ir aizkavētās koksa vienības parametru kontrole.
1. Temperatūra un termiskā plaisāšanas dziļums:
Temperatūras un sildīšanas ātrums tieši ietekmē aromātisko molekulu polikondensācijas reakciju. Pārāk zema temperatūra radīs nepilnīgu reakciju; Pārāk augsta temperatūra vai pārmērīga apkure izraisīs pārmērīgu plaisāšanu un nesakārtotu koksa veidošanos. Lai veicinātu mezofāzes globulu veidošanos un saplūšanu, ir nepieciešams optimāls, stabils temperatūras diapazons (parasti starp 490-505 grādiem).
2. Spiediena un cirkulācijas attiecība:
Sistēmas spiediens: augstāks spiediens var kavēt eļļas un gāzes iztvaikošanu izejvielās, pagarināt šķidrās fāzes uzturēšanās laiku un veicināt visu mezofāzes globulu izaugsmi un sakārtotu izvietojumu.
3. Cirkulācijas koeficients:
Smagas destilāta eļļas recirkulēšana atpakaļ reakcijas sistēmā palielina dziļa šķidruma fāzes reakcijas varbūtību, uzlabo šķidruma ražu un optimizē koksa struktūru.
4. Kodolēšanas un izaugsmes vide:
Visai reakcijas sistēmai jābūt salīdzinoši stabilai, izvairoties no vardarbīgiem traucējumiem, lai radītu labvēlīgu vidi mezofāzes globulu kodolizēšanai, augšanai un saplūšanai, galu galā veidojot ideālu šķiedru (adatu - patīk) struktūra.
III. Mikromorfoloģija un struktūra (tieša grafitizācijas ātruma atspoguļojums)
Izejvielas un process galu galā nosaka koksa mikrostruktūru, kas nodrošina intuitīvu pamatu tā grafitizācijas īpašību vērtēšanai.
1. anizotropija:
- Augsts grafitizējams kokss (adatas kokss): uzrāda izteiktu plūsmas tekstūru un šķiedru struktūru, parādot spēcīgu optisko anizotropiju (spilgta, plata - apgabala krāsu gamma zem polarizācijas mikroskopa).
- Zems grafitizējams kokss: uzrāda izotropisku struktūru, kurai trūkst orientācijas un tekstūras, kas atgādina stiklveida oglekļa gabalu, kurai trūkst strukturālā pamata grafitizācijai.
2. kristalīta izmērs un orientācija:
Lielāks un vairāk pasūtīts sākotnējie oglekļa kristalīti, jo vieglāk un pabeigt turpmāko grafitizācijas procesu.
Ⅳ. Kalcinēšana un pirmapstrāde:
"Zaļais kokss", izejot no koksa vienības, satur lielu daudzumu gaistošo vielu un vaļēju struktūru, padarot to nepiemērotu tiešai grafitizācijai. Kalcinēšana (pie 1200-1350 grādiem) ir būtisks pirmapstrādes solis.
1. Gaistošā noņemšana:
Tas noņem ūdeni un gaistošas vielas, piemēram, ūdeņradi un skābekli, ļaujot sākotnēji kondensēt oglekļa tīkla plaknes, kā rezultātā samazinās tilpums un palielinās blīvums.
2. Sākotnējā kristalīta attīstība:
Kalcinēšanas temperatūrā oglekļa kristalīti sākotnēji aug un kļūst sakārtoti, sagatavojot tos augstākam - temperatūras grafitizācijas procesam.
3. Stabila struktūra:
Kalcinētajam "kalcinētajam koksam" ir stabilākas fizikālās un ķīmiskās īpašības, padarot to par piemērotu izejvielu grafitizācijai.
Tāpēc grafīta naftas koksa ražošana ar augstu grafitizācijas ātrumu ir sistemātisks projekts, kam ir jāpievērš uzmanīga uzmanība no jēlnaftas izvēles, izejvielu pirmapstrāde un precīza koksēšanas procesa kontrole. Tehniskās barjeras ir ārkārtīgi augstas.
