Cnooc (Qingdao) Istraživački centar za tehnologiju prerade teške nafte, d.o.o.
Tehnologija održavanja opreme, broj 32, 2021
Sažetak: Kontinuirani razvoj kineske nauke i tehnologije promovirao je razvoj različitih sektora društva. Istovremeno, efektivno je ojačao našu ekonomsku snagu i ukupnu nacionalnu snagu. Kao važan dio procesa proizvodnje čelika, igličasti koks se uglavnom koristi u proizvodnji grafitnih elektroda. Igra važnu ulogu u proizvodnji litijumskih baterija, kao i u nuklearnoj industriji i avijaciji. Uz unapređenje nauke i tehnologije, promovirana je kontinuirana optimizacija i poboljšanje tehnologije proizvodnje čelika u električnim pećima, a odgovarajući standardi i zahtjevi za igličasti koks u istraživačko-razvojnom i proizvodnom procesu stalno se ažuriraju, kako bi se ispunili zahtjevi razvoja društvene proizvodnje. Zbog različitih sirovina koje se koriste u proizvodnom procesu, igličasti koks se dijeli na naftnu seriju i seriju uglja. Prema specifičnim rezultatima primjene, može se vidjeti da igličasti koks naftne serije ima jaču hemijsku aktivnost od serije uglja. U ovom radu proučavamo trenutnu situaciju na tržištu igličastog fokusiranja nafte i probleme u istraživačkom i proizvodnom procesu relevantne tehnologije, te analiziramo poteškoće u razvoju proizvodnje i srodne tehničke poteškoće s igličastim fokusiranjem nafte.
I. Uvod
Igličasti koks igra važnu ulogu u proizvodnji grafitnih elektroda. S obzirom na trenutnu situaciju u razvoju, strane razvijene zemlje poput Sjedinjenih Američkih Država i Japana ranije su započele istraživanje, razvoj i proizvodnju igličastog koksa, a primjena relevantnih tehnologija je bila zrelija i savladale su osnovnu tehnologiju proizvodnje igličastog koksa od nafte. U poređenju s tim, nezavisna istraživanja i proizvodnja igličastog koksa u naftnoj industriji počinju kasno. Međutim, s kontinuiranim razvojem naše tržišne ekonomije, promovirajući sveobuhvatno širenje različitih industrijskih oblasti, istraživanje i razvoj igličastog koksa u naftnoj industriji posljednjih je godina napravio proboj, ostvarujući industrijsku proizvodnju. Međutim, još uvijek postoje određene razlike u kvaliteti i efektu upotrebe u poređenju s uvoznim proizvodima. Stoga je potrebno razjasniti trenutno stanje razvoja tržišta i tehničke poteškoće u naftnom sistemu.
II. Uvod i analiza primjene tehnologije igličastog koksa iz nafte
(1) Analiza trenutnog stanja razvoja proizvodnje igličastog koksa iz nafte u zemlji i inostranstvu
Tehnologija igličastog koksa nastala je u Sjedinjenim Državama 1950-ih. Ali naša zemlja je zvanično otvorena
Istraživanje tehnologije i proizvodnje igličastog koksa od nafte započelo je početkom 1980-ih. Uz podršku nacionalne politike o istraživanju i razvoju tehnologije, kineski istraživački instituti počeli su provoditi različita ispitivanja igličastog koksa od nafte i stalno istraživati i istraživati različite metode ispitivanja. Osim toga, 1990-ih, naša zemlja je završila mnogo eksperimentalnih istraživanja o pripremi igličastog koksa od nafte i podnijela zahtjev za relevantnu patentnu tehnologiju. Posljednjih godina, uz podršku relevantnih nacionalnih politika, mnoge domaće akademije nauka i srodna preduzeća uložile su u istraživanje i razvoj te promovirale razvoj proizvodnje i prerade unutar industrije. Nivo istraživanja i razvoja tehnologije igličastog koksa od nafte također se kontinuirano poboljšava. Glavni razlog za ovaj fenomen je velika domaća potražnja za igličastim koksom od nafte. Međutim, domaća istraživanja i razvoj i proizvodnja ne mogu zadovoljiti potražnju tržišta, a veliki dio domaćeg tržišta zauzimaju uvozni proizvodi. S obzirom na trenutnu razvojnu situaciju, iako se trenutni fokus i pažnja usmjerena na istraživanje i razvoj tehnologije i proizvodnju naftnih igala povećava, u pogledu nivoa tehnološkog istraživanja i razvoja, postoje neke poteškoće koje predstavljaju prepreke za relevantna tehnološka istraživanja i razvoj, što dovodi do velikog jaza između naše zemlje i razvijenih zemalja.
(2) Analiza tehničke primjene domaćih preduzeća za proizvodnju igličastog koksa iz nafte
Na osnovu analize kvaliteta domaćih i stranih proizvoda i efekta primjene, može se vidjeti da je razlika između njih u kvalitetu naftnog igličastog koksa uglavnom posljedica razlike u dva indeksa: koeficijenta termičkog širenja i raspodjele veličine čestica, što odražava razliku u kvaliteti proizvoda [1]. Ova razlika u kvaliteti uglavnom je uzrokovana poteškoćama u proizvodnji. U kombinaciji sa specifičnim proizvodnim procesom i sadržajem metode naftnog igličastog koksa, njegova osnovna tehnologija proizvodnje uglavnom je usmjerena na nivo prethodne obrade sirovina. Trenutno su samo Shanxi Hongte Chemical Co., LTD., Sinosteel (Anshan) i Jinzhou Petrochemical ostvarili masovnu proizvodnju. Nasuprot tome, proizvodni sistem naftnog igličastog koksa kompanije Jinzhou Petrochemical Company je relativno zreo, kapacitet prerade uređaja se kontinuirano poboljšava, a proizvedeni srodni proizvodi mogu dostići srednji i visoki nivo na tržištu, što se može koristiti za elektrode za proizvodnju čelika velike ili ultra velike snage.
Iii. Analiza domaćeg tržišta igličastog koksa od nafte
(1) S ubrzanjem industrijalizacije, potražnja za igličastim koksom raste svakodnevno.
Naša zemlja je zemlja s najvećom industrijskom proizvodnjom na svijetu, što uglavnom određuje način naše industrijske strukture.
Proizvodnja željeza i čelika također je jedna od važnih industrija za promociju razvoja naše ekonomije. U tom kontekstu, potražnja za iglanjem raste svakim danom. Međutim, trenutno, naš nivo tehničkog istraživanja i razvoja i proizvodni kapaciteti ne odgovaraju tržišnoj potražnji. Glavni razlog je taj što postoji malo preduzeća fokusiranih na naftne igle koje zapravo mogu proizvoditi standarde kvalitete, a proizvodni kapaciteti su nestabilni. Iako relevantna tehnološka istraživanja i razvojna istraživanja trenutno napreduju, postoji veliki jaz u želji da se zadovolje potrebe grafitnih elektroda visoke ili ultra visoke snage, što dovodi do prepreka u kontroli kvalitete proizvoda fokusiranih na naftne igle. Trenutno je tržište igličastog koksa podijeljeno na igličasti koks od nafte i igličasti koks od uglja. Nasuprot tome, igličasti koks od nafte je nešto niži od igličastog koksa od uglja, bilo po količini razvoja projekta ili nivou razvoja, što je također jedan od glavnih razloga koji ometaju efikasno širenje kineskog igličastog koksa od nafte. Međutim, uz kontinuirano poboljšanje nivoa proizvodne tehnologije u industriji čelika, proizvodnja čelika i potražnja za grafitnim elektrodama ultra visoke snage raste. Ovo također naglašava da će s kontinuiranim poboljšanjem našeg nivoa industrijskog razvoja i ubrzanjem procesa industrijalizacije, potražnja za igličastim koksom biti sve veća.
(2) Analiza tržišta promjenjive cijene igličastog koksa
Prema trenutnom nivou industrijskog razvoja i prilagođavanju industrijske strukture i industrijskog sadržaja naše zemlje, utvrđeno je da je serija igličastog koksiranja nafte pogodnija za našu zemlju od serije igličastog koksiranja uglja, što će dodatno pogoršati domaću situaciju neravnoteže između ponude i potražnje igličastog koksiranja. Kako bismo riješili situaciju neravnoteže između ponude i potražnje u naftnom sistemu, možemo se osloniti samo na uvoz. Iz analize karakteristika fluktuacije cijena uvoznih proizvoda posljednjih godina, može se vidjeti da je cijena uvoznih proizvoda od igličastog koksa od nafte u porastu od 2014. godine. Stoga će za domaću industriju, s rastućim jazom ponude i rastućim cijenama uvoza, igličasti koks od nafte postati nova investicijska žarišna tačka u kineskoj industriji igličastog koksa [2].
Četvrto, naša analiza istraživanja i razvoja i proizvodne tehnologije fokusira se na istraživanje i razvoj naftne igle
(1) Analiza poteškoća u predtretmanu sirovina
Analizom cijelog procesa proizvodnje i prerade naftnog igličastog koksa, može se vidjeti da je nafta glavna sirovina za predobradu sirovina. Zbog specifičnosti naftnih resursa, sirova nafta se mora iskopavati pod zemljom, a sirova nafta u našoj zemlji koristi različite katalizatore u procesu rudarstva i prerade, tako da će u naftnim derivatima postojati određena količina nečistoća. Ova metoda predobrade će imati negativne efekte na proizvodnju naftnog igličastog koksa. Osim toga, sastav same nafte je uglavnom alifatski ugljikovodik, a sadržaj aromatičnih ugljikovodika je nizak, što je uzrokovano karakteristikama postojećih naftnih resursa. Treba napomenuti da proizvodnja visokokvalitetnog naftnog igličastog koksa ima stroge zahtjeve za sirovinama, s visokim udjelom aromatičnih ugljikovodika, te se kao sirovine biraju nafta s niskim udjelom sumpora, kisika, asfaltena i drugih vrsta, zahtijevajući da maseni udio sumpora bude manji od 0,3%, a maseni udio asfaltena manji od 1,0%. Međutim, na osnovu detekcije i analize originalnog sastava, utvrđeno je da većina sirove nafte koja se prerađuje u našoj zemlji pripada sirovoj nafti s visokim sadržajem sumpora, te da nedostaje nafta pogodna za proizvodnju igličastog koksa s visokim sadržajem aromatičnih ugljikovodika. Uklanjanje nečistoća iz nafte predstavlja veliku tehničku teškoću. U međuvremenu, Jinzhou Petrochemical, koja je trenutno zrelija u istraživanju i razvoju i proizvodnji, zahtijeva sirovine pogodne za proizvodnju igličastog koksa u procesu proizvodnje i prerade igličastog koksa od nafte. Nedostatak sirovina i nestabilnost kvalitete jedan su od glavnih faktora koji ograničavaju stabilnost kvalitete igličastog koksa [3]. Shandong Yida New Material Co., Ltd. je projektirao i usvojio predobradu sirovina za proizvodnu jedinicu igličastog koksa od nafte.
Istovremeno, usvojene su različite metode za uklanjanje čvrstih čestica. Pored odabira teškog ulja pogodnog za proizvodnju igličastog koksa, štetne tvari u sirovinama su uklonjene prije koksiranja.
(2) Analiza tehničkih poteškoća u procesu odgođenog koksiranja naftnog igličastog koksa
Proizvodnja igličastog koksa je relativno složena i postoje visoki zahtjevi za kontrolu promjena temperature okoline i radnog pritiska u specifičnom procesu obrade. Jedna od poteškoća u procesu koksiranja proizvodnje igličastog koksa je da li se pritisak, vrijeme i temperatura koksa mogu zaista naučno i razumno kontrolisati, tako da vrijeme reakcije može ispuniti standardne zahtjeve. Istovremeno, bolja optimizacija i podešavanje parametara procesa koksiranja i specifičnih operativnih standarda također može igrati važnu ulogu u optimizaciji i poboljšanju kvalitete cijele proizvodnje igličastog koksa.
Glavna svrha korištenja peći za zagrijavanje za operacije promjene temperature je provođenje standardnog rada u skladu sa standardom u procesu proizvodnje igličastog koksa kako bi temperatura okoline dostigla potrebne parametre. U stvari, proces promjene temperature ima za cilj podsticanje reakcije koksiranja koja se može provoditi u sporom okruženju niske temperature, a istovremeno odgađati reakciju koksiranja, kako bi se postigla aromatična kondenzacija, osigurao uređen raspored molekula, osigurala njihova orijentacija i očvršćavanje pod djelovanjem pritiska, te poboljšala stabilnost stanja. Peć za zagrijavanje je ključna operacija u cijelom procesu proizvodnje igličastog koksa od nafte, a postoje određeni zahtjevi i standardi za specifične parametre temperaturnog raspona, koji ne mogu biti niži od donje granice od 476℃ i ne mogu prelaziti gornju granicu od 500℃. Istovremeno, treba napomenuti da je peć s promjenjivom temperaturom velika oprema i postrojenje, te treba obratiti pažnju na ujednačenost kvalitete svakog tornja igličastog koksa: svaki toranj se tokom procesa punjenja mijenja zbog temperature, pritiska, brzine zraka i drugih faktora, pa je koksni toranj nakon koksa neujednačen, srednjeg i nižeg kvaliteta. Kako efikasno riješiti problem ujednačenosti kvalitete igličastog koksa također je jedan od problema koji treba uzeti u obzir prilikom proizvodnje igličastog koksa.
5. Analiza budućeg pravca razvoja igličastog koksa od nafte
(a) Promovirati kontinuirano poboljšanje kvalitete igličastog koksa domaćeg naftnog sistema
Tehnologija i tržište igličastog koksa dominiraju Sjedinjene Američke Države i Japan. Trenutno, u Kini, u proizvodnji igličastog koksa, još uvijek postoje neki problemi, kao što su nestabilan kvalitet, niska čvrstoća koksa i velika količina koksa u prahu. Iako se proizvedeni igličasti koks koristi u proizvodnji grafitnih elektroda velike snage i ultra-velike snage u velikim količinama, ne može se koristiti u proizvodnji grafitnih elektroda ultra-velike snage velikog promjera u velikim količinama. Posljednjih godina, naša istraživanja i razvoj igličastog koksa nisu stali, a kvalitet proizvoda će se nastaviti poboljšavati. Shanxi Hongte Coal Chemical Co., LTD., Sinosteel Coal measure igličasti koks, Jinzhou Petrochemical Co., LTD. Jedinice za igličasti koks za naftnu seriju dostigle su kapacitet od 40.000-50.000 tona godišnje i mogu stabilno raditi, stalno poboljšavajući kvalitet.
(2) Domaća potražnja za naftnim igličastim koksom nastavlja rasti
Razvoj industrije željeza i čelika zahtijeva veliki broj elektroda ultra visoke snage i elektroda velike snage. U tom kontekstu, potražnja za igličastim koksom za proizvodnju elektroda ultra visoke snage i elektroda velike snage brzo raste, procjenjujući se na oko 250.000 tona godišnje. Proizvodnja čelika za elektropeći u Kini je manja od 10%, a prosječna svjetska proizvodnja čelika za elektropeći dostigla je 30%. Naš čelični otpad dostigao je 160 miliona tona. Prema trenutnoj situaciji, dugoročno gledano, razvoj proizvodnje čelika za elektropeći je neizbježan, a nedostatak igličastog koksa bit će neizbježan. Stoga treba poduzeti mjere za povećanje izvora sirovina i poboljšanje metode proizvodnje kako bi se zadovoljile potrebe proizvodnje.
(3) Širenje tržišne potražnje potiče poboljšanje domaćeg nivoa tehnologije istraživanja i razvoja
Razlika u kvalitetu i porast potražnje za igličastim koksom zahtijevaju ubrzanje razvoja igličastog koksa. Tokom razvoja i proizvodnje igličastog koksa, istraživači su postali sve svjesniji poteškoća u proizvodnji igličastog koksa, povećavajući istraživačke napore i gradeći male i pilot-testne objekte kako bi dobili eksperimentalne podatke za vođenje proizvodnje. Tehnologija prerade igličastog koksa se stalno poboljšava kako bi se zadovoljila rastuća potražnja. Sa stanovišta sirovina i metoda proizvodnje, svjetska nestašica nafte i rastući sadržaj sumpora ograničavaju razvoj igličastog koksa u naftnom sistemu. Novi industrijski pogon za predobradu sirovine za proizvodnju igličastog koksa naftne serije izgrađen je i pušten u rad u Shandong Yida New Material Co., LTD., a proizvedena je odlična sirovina za igličasti koks naftne serije, što će efikasno poboljšati kvalitet i proizvodnju igličastog koksa naftne serije.
Vrijeme objave: 07.12.2022.