Le coke de pétrole est un produit solide inflammable obtenu par cokéfaction des résidus pétroliers et du bitume. De couleur noire et poreux, il est principalement composé de carbone et sa teneur en cendres est très faible, généralement inférieure à 0,5 %. Le coke de pétrole est un carbone facilement graphitisable et trouve de nombreuses applications dans l'industrie chimique, la métallurgie et d'autres secteurs. Il constitue notamment la principale matière première pour la production de graphite artificiel et de carbone électrolytique d'aluminium.
Selon la température de traitement thermique, le coke de pétrole se divise en deux catégories : le coke brut et le coke calciné. Le premier, issu d'une cokéfaction différée, est riche en matières volatiles et présente une faible résistance mécanique. Le coke calciné, quant à lui, est obtenu par calcination. La plupart des raffineries chinoises produisent uniquement du coke brut, la calcination étant généralement effectuée dans des usines de traitement du carbone.
Le coke de pétrole peut être divisé en trois types : coke à haute teneur en soufre (contenant plus de 1,5 % de soufre), coke à teneur moyenne en soufre (contenant entre 0,5 % et 1,5 % de soufre) et coke à faible teneur en soufre (contenant moins de 0,5 % de soufre). Les électrodes en graphite et autres produits en graphite artificiel utilisent généralement du coke à faible teneur en soufre.
Le coke aciculaire est un coke de haute qualité présentant une texture fibreuse marquée, un faible coefficient de dilatation thermique et une bonne graphitisation. Lorsqu'un bloc de coke se brise, il se fragmente en fines lamelles (dont le rapport d'aspect est généralement supérieur à 1,75). La structure fibreuse anisotrope est observable au microscope à lumière polarisée, d'où son appellation de coke aciculaire.
L'anisotropie physique et mécanique du coke en aiguilles est très marquée. Il présente une bonne conductivité électrique et thermique parallèle à l'axe longitudinal des particules et un faible coefficient de dilatation thermique. Lors du moulage par extrusion, l'axe longitudinal de la plupart des particules s'aligne avec la direction d'extrusion. De ce fait, le coke en aiguilles est une matière première essentielle à la fabrication d'électrodes en graphite haute ou très haute puissance, caractérisées par une faible résistivité, un faible coefficient de dilatation thermique et une bonne résistance aux chocs thermiques.
Le coke d'aiguille se divise en coke d'aiguille d'huile produit à partir de résidus pétroliers et en coke d'aiguille de charbon produit à partir d'asphalte de charbon raffiné.
Le brai de goudron de houille est l'un des principaux produits de la transformation du goudron de houille. Il s'agit d'un mélange de divers hydrocarbures, se présentant sous forme de semi-solide ou de solide noir à haute viscosité à température ambiante, sans point de fusion fixe. Il ramollit sous l'effet de la chaleur, puis fond, avec une densité de 1,25 à 1,35 g/cm³. Selon son point de ramollissement, on distingue trois types d'asphalte : à basse température, à température moyenne et à haute température. Le rendement de l'asphalte à température moyenne représente 54 à 56 % du goudron de houille. La composition du brai de houille est très complexe et dépend des propriétés du goudron de houille, de sa teneur en hétéroatomes, ainsi que du système de cokéfaction et des conditions de traitement du goudron. De nombreux indices permettent de caractériser les propriétés du brai de houille, tels que le point de ramollissement de l'asphalte, l'insolubilité dans le toluène (TI), l'insolubilité dans la quinoléine (QI), l'indice de cokéfaction et les propriétés rhéologiques.
Le brai de houille est utilisé comme liant et agent d'imprégnation dans l'industrie du carbone, et ses propriétés influent fortement sur le procédé de fabrication et la qualité des produits carbonés. Le liant bitumineux est généralement un bitume de température moyenne ou un bitume modifié de température moyenne, présentant un point de ramollissement modéré, un indice de cokéfaction élevé et une teneur élevée en résine bêta. L'agent d'imprégnation doit quant à lui être un bitume de température moyenne à bas point de ramollissement, à faible indice de qualité et à bonne rhéologie.
Date de publication : 7 février 2025