یافتن شرایط کک‌سازی در حالت بهینه بستگی به ترکیب شیمیایی خوراک اولیه ما خواهد داشت. حالت بهینه جایی است که ما بیشترین میزان تشکیل مزوفاز را در آن دما، فشار و زمان واکنش داشته باشیم. لزجت و سیالیت، یکی از عوامل موثر بر شیمی کک‌سازی است که در ادامه مورد بررسی قرار می‌گیرد.
لزجت و سیالیت
در پژوهش‌های گذشته مدلی پیشنهاد شده است که تغییرات لزجت در حین کربونیزاسیون مایع با تغییرات دما و زمان را تشریح می‌كند. این مدل به فهم اهمیت لزجت در ایجاد رشد مزوفاز و کیفیت کک تولیدی کمک می‌كند. این مدل به چهار قسمت (شکل 1) تقسیم میشود و توضیح هر بخش زیر آن نوشته شده است.
شکل 1: تغییرات جرم مولکولی و لزجت در حین کربونیزاسیون فاز مایع
موچیدا (یکی از مشهورترین محققان حوزه کک‌سوزنی) در پژوهشی گزارش می‌كند که آروماتیک‌ها (از جمله آسفالتین‌ها) به سختی در زمینه‌های پر پارافین حل می‌شوند. در نتیجه آسفالتین ته‌نشین میشود. پیشرفت کربونیزاسیون در ترکیب بسیار لزج نسبت به ترکیب با لزجت پایین شانس کمتری برای رشد مزوفاز و آزادسازی مقدار کمتری مواد فرار دارد.
زمینه بسیار لزجت باعث ایجاد رشد موزاییکی شده و تشکیل آن در کف دستگاه کک‌سازی باعث تضعیف کیفیت کک‌سازی در مقیاس صنعتی میشود. جدایی فازی بین پارافین و آسفالتین علت اصلی تشکیل کک موزاییک در کف دستگاه کک‌سازی است. بنابراین انحلال، اهمیت بالایی برای تشکیل مزوفاز دارد.
پژوهش‌ها نشان می‌دهند که عملیات حرارتی پیش از آغاز فرآیند در دماهای زیر دمای کربونیزاسیون از طریق کاهش لزجت خوراک از تشکیل کک دانه‌ای جلوگیری می‌كند. به عبارتی واکنش‌هایی که در دماهای پایین انجام می‌شوند، گونه‌های واکنش‌پذیر را از خوراک حذف می‌کنند (ترکیباتی که فرآیند کربونیزاسیون را شدت می‌بخشند و واکنش‌های ایجاد پیوند عرضی را تسریع می‌کنند) و شرایط را برای رشد مزوفاز در دماهای بالاتر فراهم می‌کنند.
منبع: برگرفته از کتاب جامع از نفت تا گرفت؛ مسئله الکترود گرافیتی
