کک سوزنی یک جامد متخلخل خاکستری نقره ای با جهت بافت الیاف مشخص است و دارای ویژگی های کریستالی بالا، استحکام بالا، گرافیتی شدن بالا، انبساط حرارتی کم، فرسایش کم و غیره است. کاربردهای ویژه ای در صنایع دفاع ملی و غیرنظامی دارد. یک ماده خام با کیفیت بالا برای ساخت الکترودهای گرافیتی، مواد آند باتری و محصولات کربنی با کیفیت بالا.

کک سوزنی را با توجه به مواد اولیه تولیدی مختلف می توان به دو نوع نفتی و زغال سنگی تقسیم کرد: کک سوزنی تولید شده از فرآورده های نفتی را کک سوزنی بر پایه نفت و قطران زغال سنگ و اجزای آن کک سوزنی نامیده می شود. تولید شده از نفت کک سوزنی بر پایه زغال سنگ نامیده می شود.تولید کک سوزنی با فرآورده های نفتی دارای مزایای حفاظت از محیط زیست برجسته ای است و اجرای آن با سختی کمتر و هزینه تولید پایین است، بنابراین بیش از پیش مورد توجه مردم قرار گرفته است.

کک سوزنی بر پایه روغن را می توان به دو نوع کک خام و کک پخته (کک کلسینه شده) تقسیم کرد.در میان آنها، کک خام برای تولید مواد مختلف الکترود منفی باتری و کک پخته شده برای تولید الکترودهای گرافیتی با قدرت بالا استفاده می شود.در سال های اخیر، با وضعیت فزاینده شدید حفاظت از محیط زیست، توسعه سریع وسایل نقلیه انرژی جدید منجر به تقاضای بالایی برای مواد آند باتری شده است.در عین حال، مبدل های قدیمی شرکت های فولادی با کوره های برقی جایگزین شده اند.تحت تأثیرات دوگانه، تقاضای بازار برای کک سوزنی به طور قابل توجهی افزایش یافته است.در حال حاضر، تولید کک سوزنی مبتنی بر نفت در جهان تحت سلطه شرکت های آمریکایی است و تنها چند شرکت مانند پتروشیمی Jinzhou، Jingyang Petrochemical و Yida New Materials به تولید پایدار در کشور من دست یافته اند.محصولات کک سوزنی رده بالا عمدتاً به واردات متکی هستند.نه تنها پول زیادی هدر می رود، بلکه به راحتی مهار می شود.سرعت بخشیدن به تحقیقات در مورد فرآیند تولید کک سوزنی و تحقق بخشیدن به تولید در اسرع وقت از اهمیت استراتژیک بالایی برخوردار است.

مواد خام عامل کلیدی موثر بر کیفیت کک سوزنی است.مواد خام مناسب می تواند تا حد زیادی دشواری تشکیل گام مزوفاز را کاهش دهد و عوامل ناپایدار بعدی را حذف کند.مواد اولیه تولید کک سوزنی باید دارای مشخصات زیر باشد:

①محتوای آروماتیک زیاد است، به ویژه محتوای آروماتیک های زنجیره جانبی کوتاه 3 و 4 حلقه در آرایش خطی ترجیحاً 40٪ تا 50٪ است.به این ترتیب، در حین کربن‌سازی، مولکول‌های آروماتیک با یکدیگر متراکم می‌شوند و مولکول‌های آروماتیک مسطح بزرگ‌تری را تشکیل می‌دهند و از طریقπ ابرهای الکترونی پیوندی بر روی یکدیگر قرار گرفته اند تا یک شبکه ساختاری گرافیت مانند نسبتاً کامل را تشکیل دهند.

②آسفالتین ها و کلوئیدهایی که در ساختار مولکولی هیدروکربن های آروماتیک بزرگ حلقه ذوب شده وجود دارند، محتوای کمی دارند.این مواد دارای قطبیت مولکولی قوی و واکنش پذیری بالایی هستند.به طور کلی لازم است که ماده نامحلول هپتان کمتر از 2٪ باشد.

③محتوای گوگرد بیش از 0.6٪ و محتوای نیتروژن بیش از 1٪ نیست.گوگرد و نیتروژن به دلیل دمای بالا در هنگام تولید الکترودها به راحتی خارج می شوند و باعث تورم گاز می شوند که باعث ایجاد ترک در الکترودها می شود.

④محتوای خاکستر کمتر از 0.05٪ است و هیچ ناخالصی مکانیکی مانند پودر کاتالیزور وجود ندارد که باعث می شود واکنش در طی کربنیزاسیون خیلی سریع انجام شود و دشواری تشکیل کره های مزوفاز را افزایش دهد و بر خواص کک تأثیر بگذارد.

⑤محتوای فلزات سنگین مانند وانادیوم و نیکل کمتر از 100ppm است، زیرا ترکیبات تشکیل شده از این فلزات دارای اثر کاتالیزوری هستند که باعث تسریع هسته‌زایی کره‌های مزوفاز می‌شود و رشد کافی کره‌ها مشکل است.در عین حال، وجود این ناخالصی های فلزی در محصول نیز باعث ایجاد فضای خالی می شود، مشکلاتی مانند ترک منجر به کاهش استحکام محصول می شود.

⑥ماده نامحلول کینولین (QI) صفر است، QI به اطراف مزوفاز متصل می شود و مانع از رشد و همجوشی کریستال های کروی می شود و ساختار کک سوزنی با ساختار فیبر خوب پس از کک کردن به دست نمی آید.

⑦چگالی بیشتر از 1.0 گرم بر سانتی متر مکعب است تا از بازده کافی کک اطمینان حاصل شود.

در واقع، روغن های خوراکی که شرایط فوق را برآورده می کنند، نسبتا کمیاب هستند.از منظر اجزاء، دوغاب روغن کراکینگ کاتالیزوری با محتوای آروماتیک بالا، روغن استخراج شده فورفورال و قطران اتیلن مواد خام ایده آل برای تولید کک سوزنی هستند.دوغاب روغن کراکینگ کاتالیستی یکی از محصولات جانبی واحد کاتالیزوری است و معمولاً به صورت نفت کوره ارزان ارسال می شود.با توجه به مقدار زیاد محتوای معطر موجود در آن، از نظر ترکیب، ماده اولیه مرغوبی برای تولید کک سوزنی است.در واقع، در سراسر جهان اکثریت قریب به اتفاق محصولات کک سوزنی از دوغاب روغن کراکینگ کاتالیزوری تهیه می شوند.