Petrolkoks ist ein schwarzes oder dunkelgraues, hartes, festes Erdölprodukt mit metallischem Glanz und ist porös.

Petrolkoks besteht aus Kohlenwasserstoffen und enthält 90–97 % Kohlenstoff, 1,5–8 % Wasserstoff, Stickstoff, Chlor, Schwefel und Schwermetallverbindungen. Er entsteht als Nebenprodukt bei der Pyrolyse von Rohöl in Delayed-Coking-Anlagen bei hohen Temperaturen zur Herstellung von Leichtölprodukten. Die Ausbeute an Petrolkoks beträgt etwa 25–30 % des Rohöls. Sein Heizwert ist etwa 1,5–2-mal so hoch wie der von Kohle, der Aschegehalt liegt bei maximal 0,5 %, der Gehalt an flüchtigen Bestandteilen bei etwa 11 % und seine Qualität ähnelt der von Anthrazit. Je nach Struktur und Aussehen lassen sich Petrolkoksprodukte in vier Typen unterteilen: Nadelkoks, Schwammkoks, Projektilkoks und Pulverkoks.

(1) Nadelkoks, der sich durch seine ausgeprägte Nadelstruktur und Fasertextur auszeichnet, wird hauptsächlich als Hochleistungs- und Ultrahochleistungs-Graphitelektrode in der Stahlerzeugung eingesetzt. Da Nadelkoks strenge Qualitätsanforderungen hinsichtlich Schwefelgehalt, Aschegehalt, flüchtiger Bestandteile und Reindichte erfüllen muss, gelten besondere Anforderungen an die Herstellungstechnologie und die Rohstoffe.

(2) Schwammkoks, der eine hohe chemische Reaktivität und einen geringen Gehalt an Verunreinigungen aufweist, wird hauptsächlich in der Aluminiumhüttenindustrie und der Kohlenstoffindustrie eingesetzt.

(3) Projektilkoks oder Kugelkoks: Er ist kugelförmig und hat einen Durchmesser von 0,6–30 mm. Er wird im Allgemeinen aus schwefel- und asphaltenreichem Rückstandsöl hergestellt und kann nur als industrieller Brennstoff, beispielsweise zur Stromerzeugung und Zementherstellung, verwendet werden.

(4) Pulverkoks: Er wird durch Wirbelschichtverkokung hergestellt und weist feine Partikel (0,1-0,4 mm Durchmesser), einen hohen Gehalt an flüchtigen Bestandteilen und einen hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf, sodass er nicht direkt in der Elektrodenherstellung und der Kohlenstoffindustrie eingesetzt werden kann.

Je nach Schwefelgehalt wird Koks in hochschwefelhaltigen (über 3 %) und niedrigschwefelhaltigen Koks (unter 3 %) unterteilt. Niedrigschwefelhaltiger Koks dient als Anodenpaste und für vorgebrannte Anoden in Aluminiumwerken sowie als Graphitelektrode in Stahlwerken. Hochwertiger niedrigschwefelhaltiger Koks (unter 0,5 %) wird zur Herstellung von Graphitelektroden und Kohlenstoffzusätzen verwendet. Niedrigschwefelhaltiger Koks gängiger Qualität (unter 1,5 % Schwefel) dient häufig zur Herstellung von vorgebrannten Anoden. Minderwertiger Petrolkoks wird hauptsächlich zum Schmelzen von Industriesilizium und zur Herstellung von Anodenpaste eingesetzt. Hochschwefelhaltiger Koks dient in der Regel als Brennstoff in Zementwerken und Kraftwerken.

Kalzinierter Petrolkoks:

Bei Graphitelektroden für die Stahlerzeugung oder Anodenpasten (Schmelzelektroden) für die Aluminium- und Magnesiumproduktion muss der Rohkoks (Grünkoks) kalziniert werden, um ihn an die jeweiligen Anforderungen anzupassen. Die Kalzinierungstemperatur liegt üblicherweise bei etwa 1300 °C. Ziel ist es, die flüchtigen Bestandteile des Rohkokses weitestgehend zu entfernen. Dadurch wird der Wasserstoffgehalt des recycelten Rohkokses reduziert und der Graphitisierungsgrad erhöht. Dies wiederum verbessert die Hochtemperaturfestigkeit und Hitzebeständigkeit der Graphitelektrode sowie deren elektrische Leitfähigkeit. Kalzinierter Koks findet hauptsächlich Verwendung in der Herstellung von Graphitelektroden, Kohlenstoffpasten, Diamantsand, Phosphor für die Lebensmittelindustrie, in der Metallurgie und bei Calciumcarbid. Graphitelektroden sind dabei das am weitesten verbreitete Produkt. Der grüne Koks kann ohne Kalzinierung direkt als Hauptmaterial für Calciumcarbid verwendet werden und dient zur Herstellung von Siliciumcarbid und Borcarbid als Schleifmittel. Er kann außerdem direkt als Hochofenkoks in der Metallurgie oder als Kohlenstoffstein für die Hochofenauskleidung eingesetzt werden und eignet sich auch als dichter Koks für Gießverfahren.