Grafitiseerimiskiirus viitab naftakoksi süsiniku mikrokristallide muundamise lihtsusele ja täiuslikkusele ideaalseks grafiidistruktuuriks kõrgetel temperatuuridel. Naftakoksi grafitiseerimiskiirust ei määra ühe teguri, vaid pigem toorainete, tootmisprotsessi ja lisandite sisalduse kombineeritud mõju.
Järgmised on neli peamist tegurit, mis mõjutavad grafiidi naftakoksi grafitiseerimiskiirust:
Ⅰ. Tooraine omadused (kõige põhilisem määrav tegur)
Tooraine on nurgakivi, määrates grafiidi naftakoksi "geneetilise DNA" kvaliteedi. Kõrge - grafitiseerimise naftakoks (st nõelkoks) tooraine peab olema konkreetne, aromaatne {- rikas ja madal - lisaaine raske õli.
Ⅱ. Koksiprotsessi tingimused (tooraine potentsiaali muutmine reaalsuseks)
Isegi heade toorainete korral on nende "geneetilise DNA" realiseerimiseks vajalik täpne protsessikontroll. Võti seisneb hilinenud koksiüksuse parameetrite juhtimises.
1. Temperatuur ja termiline pragunemise sügavus:
Temperatuur ja kuumutamiskiirus mõjutavad otseselt aromaatsete molekulide polükondensatsiooni reaktsiooni. Liiga madal temperatuur põhjustab mittetäielikku reaktsiooni; Liiga kõrge temperatuur või liigne kuumutamine põhjustab liigset pragunemist ja korrastamata koksi moodustumist. Mesofaasi gloobulite moodustumise ja sulandumise soodustamiseks on vaja optimaalset, stabiilset temperatuurivahemikke (tavaliselt vahemikus 490-505 kraadi).
2. Rõhu ja vereringe suhe:
Süsteemi rõhk: suurem rõhk võib pärssida nafta ja gaasi lendumist lähteaines, pikendada vedela faasi viibimisaega ja soodustada mesofaasi gloobulite täielikku kasvu ja korralikku paigutust.
3. ringluse suhe:
Reaktsioonisüsteemi tagasi tsirkuleeritav raske destillaatõli suurendab sügava vedela faasi reaktsiooni tõenäosust, parandab vedela saaki ja optimeerib koksi struktuuri.
4. tuuma- ja kasvukeskkond:
Kogu reaktsioonisüsteem peab jääma suhteliselt stabiilseks, vältides vägivaldseid häireid, et luua soodsa keskkonna mesofaasigloobuste tuuma moodustamiseks, kasvuks ja sulandumiseks, moodustades lõpuks ideaalse kiulise (nõela - sarnase) struktuuri.
Iii. Mikromorfoloogia ja struktuur (grafitiseerimiskiiruse otsene peegeldus)
Lõpuks määravad tooraine ja protsess koksi mikrostruktuuri, mis annab intuitiivse aluse selle graafimisomaduste hindamiseks.
1. anisotroopia:
- Kõrge graafiliseeritav koks (nõelkoks): sellel on selgelt eristuv tekstuur ja kiuline struktuur, millel on tugev optiline anisotroopia (hele, lai - piirkonna värvimäht polariseeriva mikroskoobi all).
- Madala graafiliseerimisega koks: sellel on isotroopne struktuur, millel puudub orientatsioon ja tekstuur, mis sarnaneb klaasja süsiniku tükiga, millel puudub graafiliseerimiseks struktuurne vundament.
2. Kristalliidi suurus ja orientatsioon:
Mida suuremad ja rohkem telliti algsed süsinikristalliidid, seda lihtsam ja täielikum järgnev grafitiseerimisprotsess.
Ⅳ. Kaltsineerimine ja eeltöötlus:
Koksist väljuv "roheline koks" sisaldab suures koguses lenduvaid aineid ja lahtist struktuuri, muutes selle otsese grafitiseerimise jaoks sobimatuks. Kaltsineerimine (temperatuuril 1200-1350) on oluline ravieelne samm.
1. lenduv eemaldamine:
See eemaldab vee- ja lenduvad ained, näiteks vesinikku ja hapnikku, võimaldades süsinikuvõrgu tasapindade esialgset kondenseerumist, mille tulemuseks on mahu vähenemine ja suurenenud tihedus.
2. esialgne kristalliidi areng:
Kaltsineerimise temperatuuril kasvavad süsinikristalliidid algselt ja muutuvad korraldamiseks, valmistades need ette kõrgema - temperatuuri graafiliseerimisprotsessi jaoks.
3. stabiilne struktuur:
Kaltsineeritud "kaltsineeritud koksil" on stabiilsemad füüsikalised ja keemilised omadused, mis teeb sellest sobiva tooraine grafitiseerimiseks.
Seetõttu on kõrge grafitiseerimiskiirusega grafiidi naftakoksi tootmine süstemaatiline projekt, mis nõuab toornafta valimise, tooraine eeltöötluse ja koksiprotsessi täpset kontrolli. Tehnilised tõkked on äärmiselt kõrged.
