Перспективные направления исследований и разработок в области графитированного нефтяного кокса в основном сосредоточены на следующих аспектах:
Технологии высокой чистоты и низкого содержания примесей
Благодаря усовершенствованию процессов замедленного коксования и технологий глубокой десульфуризации можно снизить содержание серы, золы и других примесей в нефтяном коксе. Например, на нефтеперерабатывающем заводе Sinopec в Циндао содержание серы снизилось до уровня ниже 0,3%, что отвечает потребностям сектора новых источников энергии в низкосернистом нефтяном коксе. В будущем необходимо дальнейшее развитие эффективных технологий удаления золы для снижения содержания золы с 8-10% до уровня ниже 1%, что позволит повысить чистоту материала и стабильность его характеристик.
Разработка высококачественной продукции на заказ.
Для высокотехнологичных областей, таких как материалы для анодов литиевых батарей и восстановители для кремниевого сырья фотоэлектрических элементов, следует разрабатывать специализированные продукты из нефтяного кокса. Например, кокс, предназначенный для энергетических батарей, должен соответствовать таким показателям, как содержание серы <0,5% и содержание золы <0,3%, чтобы повысить плотность энергии батареи и срок ее службы. Кроме того, нефтяной кокс фотоэлектрического класса должен иметь оптимизированную пористую структуру для повышения эффективности восстановления и снижения себестоимости производства кремниевого сырья.
Глубокая обработка и высокоэффективное использование ресурсов
Для повышения добавленной стоимости в промышленности необходимо развивать производство продуктов глубокой переработки, таких как игольчатый кокс и углеродные волокна. Игольчатый кокс, являющийся основным сырьем для сверхмощных графитовых электродов, демонстрирует значительный рост спроса в сталелитейной промышленности, использующей электродуговые печи, и в цепочке поставок новых источников энергии. Например, компания Jinzhou Petrochemical наладила долгосрочное производство игольчатого кокса, удовлетворяя потребности рынка высокотехнологичной продукции.
Экологически чистые и «зеленые» технологии производства
В ответ на ужесточение экологической политики необходимо разрабатывать экологически чистые и энергосберегающие производственные процессы. Например, электролиз в расплавленной соли позволяет достичь графитизации при температуре ниже 1000 °C, снижая энергопотребление на 40% по сравнению с традиционными высокотемпературными и высокодавлевыми методами (выше 2000 °C) и применим к различным углеродсодержащим сырьевым материалам. Кроме того, технология активации в псевдоожиженном слое предотвращает агломерацию за счет введения инертных частиц, сокращая время активации до 2-8 часов и еще больше снижая энергопотребление.
Технологии точного контроля структуры пор
С помощью методов градиентной активации и легирования in situ можно регулировать пористую структуру пористых углеродных материалов на основе нефтяного кокса для повышения их характеристик. Например, использование синергетического механизма активации H₂O/CO₂ позволяет сформировать композитную структуру микропор-мезопор (соотношение мезопор 20%-60%), подходящую для различных сценариев применения. Одновременно введение NH₃ или H₃PO₄ обеспечивает легирование атомами азота/фосфора (уровни легирования 1-5 ат%), повышая проводимость и поверхностную активность.
Расширение областей применения в новом энергетическом секторе
Необходимо разрабатывать новые энергетические материалы, такие как активированный уголь на основе нефтяного кокса и углерод для суперконденсаторов. Например, пористый углерод на основе нефтяного кокса, как «золотой партнер» для кремниевых анодов, повышает стабильность циклов на 300% за счет регулирования структуры пор (закрытая пористая структура 50-500 нм) для компенсации объемного расширения кремния. Прогнозируется, что к 2030 году объем мирового рынка превысит 120 миллиардов юаней, при этом среднегодовой темп роста составит 25%.
Интеллектуальные и автоматизированные производственные технологии
Использование технологий Интернета вещей (IoT) и блокчейна может повысить эффективность производства и качество продукции. Например, интеллектуальные складские системы позволяют осуществлять мониторинг запасов в режиме реального времени, повышая скорость реагирования на 50%. Отслеживаемость с помощью блокчейна обеспечивает сертификацию «углеродного следа» для продукции, отвечая требованиям ЕС к инвестициям в сфере ESG.
Дата публикации: 24 сентября 2025 г.