Pietra di catrame di carbone

Il catrame di carbone (conosciuto anche come catrame di carbone o asfalto di catrame di carbone) è un importante prodotto chimico del carbone. È un residuo nero e viscoso ottenuto dopo la distillazione di frazioni leggere dal catrame di carbone.A temperatura ambiente, è un semi-solido o solido dall'aspetto lucido. In genere contiene dal 92% al 94% di carbonio e circa il 4% al 5% di idrogeno. È composto principalmente da idrocarburi policiclici aromatici,composti eterociclici, e loro derivati, ed è una miscela complessa di composti aromatici ad alto peso molecolare.

La principale materia prima per il catrame di carbone proviene dal catrame di carbone ad alta temperatura, un sottoprodotto dell'industria della cokeria (circa il 3-4% del carbone secco distillato).

Un processo tipico di produzione è il seguente:

1. Pre-trattamento del catrame di carbone greggio: il catrame viene prima disidratato, distaccato e la sua qualità omogeneizzata.
2. Distillazione continua o a lotti: il catrame viene riscaldato a circa 350-400 °C in un forno di riscaldamento a tubo e quindi frazionato a pressione atmosferica o ridotta per ottenere olio leggero,olio di fenolo, olio di naftalina, olio di lavaggio, olio di antracene e altre frazioni.
3. Il residuo è la catrame: il residuo pesante rimasto dopo la distillazione è il catrame di carbone, che rappresenta dal 50% al 60% del catrame totale.

Sulla base dei diversi punti di ammorbidimento, la fossa di carbone è generalmente classificata in:

• Pietra a bassa temperatura (punto di ammorbidimento < 75°C)
• Pitch a temperatura media (punto di ammorbidimento 75-95°C, più comune)
• Pietra di alta temperatura (punto di ammorbidimento > 95°C)

Per soddisfare le esigenze di applicazioni di fascia alta, il passo a temperatura media viene spesso modificato.

• Polipropilene e suoi derivati
• Metodo di ossidazione (ossidazione con soffio d'aria)
• Polimerizzazione termica a pressione, miscelazione per estrazione con solvente, ecc.

Questi processi possono produrre prodotti ad alto valore aggiunto come il passo modificato (grado elettrodo) e il passo mesofasico (utilizzato in materiali a carbonio ad alte prestazioni).

A causa dell'elevato contenuto di carbonio, delle eccellenti proprietà di legame, della resistenza alle alte temperature e delle prestazioni di carbonizzazione, il catrame di carbone svolge un ruolo cruciale in diversi settori:

• Anodi preconfezionati per la produzione di alluminio, elettrodi di grafite, pasta di elettrodi
• Fabbricazione a partire da materie prime di acciaio
• Carbonio/compositi di carbonio, microsfere di carbonio

• Mesofasi pietra → coke a ago, fibre di carbonio a base di pietra (elevato modulo, elevata conduttività termica)
• Coke isotropico, materiali per anodi delle batterie agli ioni di litio, elettrodi dei supercondensatori

• La calce a temperatura media, dopo la miscelazione e la modifica, può essere utilizzata per produrre asfalto stradale pesante (50#, 70#, 90#), migliorando la resistenza all'invecchiamento e l'adesione.
• Rivestimenti impermeabili, asfalto per coperture, rivestimenti anticorrosivi per tubi

• Legatore per brichette di carbone
• Vernici antincorrosive industriali, olio stradale
• Carbone attivo, materie prime di carbonio sferico

Negli ultimi anni, con l'aumento delle esigenze di protezione ambientale, lo sviluppo di basso tenore di benzo[a]pirene,l'asfalto modificato a bassa tossicità, rispettoso dell'ambiente e i materiali a base di carbonio a base di catrame di carbone di alta gamma sono diventati un obiettivo chiaveSebbene il catrame di carbone sia classificato come cancerogeno di classe 1 (principalmente a causa di idrocarburi policiclici aromatici),la sua applicazione sicura è stata ben controllata attraverso una lavorazione approfondita e un uso chiuso.

Come prodotto di scorta nella filiera a valle della filiera chimica del carbone,il livello di utilizzo di alto valore del catrame di carbone influisce direttamente sull'economia dell'intera industria di trasformazione del catrame di carbone, e rimane insostituibile nei settori della metallurgia, del carbonio e delle nuove energie.