石油焦(Petroleumcoke)是原油经蒸馏将轻重质油分离后,重质油再经热裂的过程,转化而成的产品,从外观上看,焦炭为形状不规则,大小不一的黑色块状(或颗粒),有金属光泽,焦炭的颗粒具多孔隙结构,主要的元素组成为碳,占有80%以上,含氢1.5%-8%,其余的为氧、氮、硫和金属元素。
石油焦属于易石墨化炭一类,石油焦的微晶与冶金焦比较,碳网格片状体之间的叠合比较整齐,片状体之间距离较小;在石墨化的高温下,碳网格片状体的晶粒平均厚度(Lc)和平均宽度(La)增大,片状体层面间距(d)缩小;(图1)晶格常数(a0和c0)接近天然石墨,电阻率显著降低而真密度相应提高。所以使用石油焦为原料可以制造电阻率较低的石墨电极。
物理性质:
外观形态:黑色或暗灰色坚硬固体,呈多孔性,具有金属光泽,颗粒形态包括粒状、柱状或针状。
密度与孔隙率:真密度约为2800 kg/m³,孔隙度影响其反应能力和热物理性能。
机械特性:硬度较高、耐磨性强,可磨系数与烟煤相近,但具有一定的粘性。
化学性质:
元素组成:含碳量90-97%,同时含有氢(1.5-8%)、硫、氮、氯及微量金属元素(如铁、硅、钙等)。
硫分影响:硫含量直接影响焦炭用途,低硫焦(硫分≤0.5%)适用于制造石墨电极,中硫焦(硫分≤1.5%)多用于炼铝,高硫焦(硫分≥2.0%)常作燃料或化工原料。
分类与标准:
石油焦按外观和性能可分为四类:针状焦(低硫优质焦)、海绵焦(高硫普通焦)、弹丸焦(圆球形)和流化焦(颗粒细小)。国内生产主要依据中国石化行业标准(如NB/SH/T 0527-2019),用于石墨电极、电解铝阳极等。