石油焦是石油煉制過程中的副產品。石油經過常壓或減壓蒸餾，分別得到汽油、煤油柴油和蠟油，剩下的殘余物稱為渣油或重油，將渣油進行焦化便得到石油焦。因而石油焦的性質主要取決于所使用渣油的種類。

石油焦按其焦化前渣油的種類分為兩大類:裂化焦和熱解焦。裂化焦是以裂化工藝從加工石油產品的渣油中制得，而熱解焦則是由熱解渣油制得。石油焦是生產各種炭素材料的主要原料。這種焦灰分比較低，一般小于1%。石油焦在高溫下容易石墨化，屬于易石墨化焦。石油焦的特性對炭素材料的性能有很大影響。

石油焦是由渣油經過焦化工藝而制得的產品。渣油的組成很復雜。渣油與原油同樣都是由各種烴類和非烴類化合物組成的。渣油中的烴類化合物因化學結構不同，可分為烴、環烷烴、芳香烴三大類:非烴類化合物主要是樹脂質和瀝青質兩種組分。渣油中的瀝青質組分與瀝青焦有相似之處,但它含有較多氧、氮、硫。在重柴油餾分重瀝青質，脫去一個脂族基便能轉化為樹脂質。

在焦化過程中，瀝青質和樹脂質將脫去直鏈烴化物和芳香基，生成無序的和高度交鏈結構的焦炭。這種焦炭若覆蓋在芳香烴縮聚轉化的石墨微晶上，將阻礙微晶的生長。因此，用含瀝青質和樹脂質較高的渣油焦化所制的石油焦較難石墨化。樹脂質和瀝青質在高溫下會進行縮聚反應，最后可得焦炭。

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