石墨课堂—石油焦的焦化反应与分类
石(shi)油(you)焦(jiao)是(shi)由渣(zha)油(you)经(jing)过焦(jiao)化(hua)工(gong)艺而(er)制得的产品。渣(zha)油(you)的组成很复(fu)杂。渣(zha)油(you)与(yu)原油(you)同样都是(shi)由各种(zhong)烃(ting)(ting)(ting)(ting)类和非(fei)(fei)烃(ting)(ting)(ting)(ting)类化(hua)合(he)物(wu)组成的。渣(zha)油(you)中(zhong)的烃(ting)(ting)(ting)(ting)类化(hua)合(he)物(wu)因化(hua)学结构不同,可分(fen)为(wei)烃(ting)(ting)(ting)(ting)、环烷烃(ting)(ting)(ting)(ting)、芳香烃(ting)(ting)(ting)(ting)三大(da)类;非(fei)(fei)烃(ting)(ting)(ting)(ting)类化(hua)合(he)物(wu)主要是(shi)树脂(zhi)质(zhi)(zhi)(zhi)和沥青(qing)质(zhi)(zhi)(zhi)两(liang)种(zhong)组分(fen)。渣(zha)油(you)中(zhong)的沥青(qing)质(zhi)(zhi)(zhi)组分(fen)与(yu)沥青(qing)焦(jiao)有相似之处,但它含有较多氧、氮、硫。在(zai)重柴油(you)馏分(fen)重沥青(qing)质(zhi)(zhi)(zhi),脱去(qu)一个脂(zhi)族基(ji)便能转化(hua)为(wei)树脂(zhi)质(zhi)(zhi)(zhi)。

在(zai)焦(jiao)(jiao)(jiao)化(hua)过程中(zhong),沥青(qing)质(zhi)和树(shu)(shu)脂质(zhi)将脱去直链烃化(hua)物和芳香(xiang)(xiang)基,生成(cheng)无序的(de)(de)和高度(du)交链结构的(de)(de)焦(jiao)(jiao)(jiao)炭(tan)(tan)。这种(zhong)焦(jiao)(jiao)(jiao)炭(tan)(tan)若覆(fu)盖在(zai)芳香(xiang)(xiang)烃缩聚转(zhuan)化(hua)的(de)(de)石(shi)墨微(wei)晶(jing)上,将阻碍微(wei)晶(jing)的(de)(de)生长(zhang)。因此,用含沥青(qing)质(zhi)和树(shu)(shu)脂质(zhi)较高的(de)(de)渣油焦(jiao)(jiao)(jiao)化(hua)所制的(de)(de)石(shi)油焦(jiao)(jiao)(jiao)较难石(shi)墨化(hua)。树(shu)(shu)脂质(zhi)和沥青(qing)质(zhi)在(zai)高温(wen)下会进行缩聚反(fan)应,最后可得(de)焦(jiao)(jiao)(jiao)炭(tan)(tan)。

渣(zha)油(you)的(de)焦(jiao)化反(fan)应可归纳为(wei):1、渣(zha)油(you)中(zhong)的(de)树脂质(zhi)(zhi)-沥青质(zhi)(zhi)一(yi)(yi)焦(jiao)炭2、渣(zha)油(you)中(zhong)的(de)芳(fang)香烃(ting)-高(gao)分(fen)子缩聚物-树脂质(zhi)(zhi)-沥青质(zhi)(zhi)一(yi)(yi)焦(jiao)炭3、渣(zha)油(you)中(zhong)的(de)烷烃(ting)、环烷烃(ting)、带长侧链(lian)稠环烃(ting)一(yi)(yi)芳(fang)香烃(ting)-高(gao)分(fen)子缩聚物一(yi)(yi)树脂质(zhi)(zhi)-沥青质(zhi)(zhi)一(yi)(yi)焦(jiao)炭。

石油(you)(you)(you)焦(jiao)(jiao)(jiao)根据外形(xing)和质量的(de)(de)不同,可(ke)分(fen)为(wei)三类,即丸状(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)焦(jiao)(jiao)(jiao)或(huo)球状(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)焦(jiao)(jiao)(jiao)、蜂(feng)窝(wo)状(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)焦(jiao)(jiao)(jiao)和针状(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)焦(jiao)(jiao)(jiao)。丸状(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)焦(jiao)(jiao)(jiao)或(huo)球状(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)焦(jiao)(jiao)(jiao),呈(cheng)圆(yuan)球形(xing),直径为(wei)0.6~30mm,含有较多(duo)(duo)杂质,大部分(fen)用作燃料;蜂(feng)窝(wo)状(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)焦(jiao)(jiao)(jiao)块是由含中(zhong)等树脂质和沥青质组分(fen)的(de)(de)渣油(you)(you)(you)生产的(de)(de)石油(you)(you)(you)焦(jiao)(jiao)(jiao),焦(jiao)(jiao)(jiao)内有均(jun)匀的(de)(de)小(xiao)孔,切(qie)片呈(cheng)蜂(feng)窝(wo)状(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)结构(gou),可(ke)用作炭素(su)(su)生产的(de)(de)原料;针状(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)焦(jiao)(jiao)(jiao)外观有明显的(de)(de)纤维状(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)纹理(li),焦(jiao)(jiao)(jiao)块小(xiao)孔均(jun),多(duo)(duo)呈(cheng)细长(zhang)椭圆(yuan)形(xing),破坏(huai)时多(duo)(duo)数为(wei)长(zhang)条形(xing)碎片,结构(gou)上具有较高的(de)(de)定向性(xing),是一(yi)种线膨胀(zhang)系数特别低的(de)(de)优(you)质炭素(su)(su)原料。