Cnooc (Qingdao) Istraživački centar za tehnologiju prerade teške nafte, d.o.o.
Tehnologija održavanja opreme, broj 32, 2021
Sažetak: Kontinuirani razvoj kineske znanosti i tehnologije potaknuo je razvoj različitih sektora društva. Istovremeno, učinkovito 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 litijevih baterija, kao i u nuklearnoj industriji i zrakoplovstvu. Promicanjem znanstvenog i tehnološkog napretka, 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 udovoljilo zahtjevima razvoja društvene proizvodnje. Zbog različitih sirovina korištenih u proizvodnom procesu, igličasti koks se dijeli na naftni i ugljeni koks. Prema specifičnim rezultatima primjene, može se vidjeti da igličasti koks naftne serije ima jaču kemijsku aktivnost od ugljenog koksa. 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 povezane tehničke poteškoće s igličastim fokusiranjem nafte.
I. Uvod
Igličasti koks igra važnu ulogu u proizvodnji grafitnih elektroda. S obzirom na trenutnu razvojnu situaciju, strane razvijene zemlje poput Sjedinjenih Država i Japana ranije su započele istraživanje i razvoj te proizvodnju igličastog koksa, a primjena relevantnih tehnologija obično je zrela i savladale su osnovnu tehnologiju proizvodnje igličastog koksa od nafte. U usporedbi s tim, neovisna istraživanja i proizvodnja igličastog koksa u naftnoj industriji započinju kasno. No, s kontinuiranim razvojem našeg tržišnog gospodarstva, promicanjem sveobuhvatnog širenja različitih industrijskih područja, istraživanje i razvoj igličastog koksa u naftnoj industriji posljednjih je godina napravio proboj, ostvarujući industrijsku proizvodnju. Međutim, još uvijek postoje neke razlike u kvaliteti i učinku upotrebe u usporedbi s uvoznim proizvodima. Stoga je potrebno razjasniti trenutno stanje razvoja tržišta i tehničke poteškoće u naftnom sustavu.
Ii. Uvod i analiza primjene tehnologije igličastog koksa iz nafte
(1) Analiza trenutnog stanja razvoja proizvodnje naftnog igličastog koksa u zemlji i inozemstvu
Tehnologija igličastog koksa nastala je u Sjedinjenim Državama 1950-ih. Ali naša zemlja je službeno otvorena
Istraživanje tehnologije i proizvodnje naftnog igličastog koksa započelo je početkom 1980-ih. Uz podršku nacionalne politike o tehnološkom istraživanju i razvoju, kineski istraživački instituti počeli su provoditi različita ispitivanja naftnog igličastog koksa te neprestano istraživati i istraživati razne metode ispitivanja. Osim toga, 1990-ih, naša zemlja je dovršila mnogo eksperimentalnih istraživanja o pripremi naftnog sustava usmjerenog na igle te podnijela zahtjev za odgovarajuću patentnu tehnologiju. Posljednjih godina, uz podršku relevantnih nacionalnih politika, mnoge domaće akademije znanosti i srodna poduzeća uložila su u istraživanje i razvoj te potaknula razvoj proizvodnje i prerade unutar industrije. Razina istraživanja i razvoja tehnologije naftnog igličastog koksa također se kontinuirano poboljšava. Glavni razlog ovog fenomena je velika domaća potražnja za naftnim igličastim koksom. Međutim, domaća istraživanja i razvoj te 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 usmjerene na naftne igle povećavaju, u smislu razine 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 poduzeća za proizvodnju igličastog koksa iz nafte
Na temelju analize kvalitete domaćih i stranih proizvoda i učinka primjene, može se vidjeti da je razlika između njih u kvaliteti naftnog igličastog koksa uglavnom posljedica razlike u dva indeksa koeficijenta toplinskog širenja i raspodjele veličine čestica, što odražava razliku u kvaliteti proizvoda [1]. Ova razlika u kvaliteti uglavnom je uzrokovana poteškoćama u proizvodnom procesu. U kombinaciji sa specifičnim proizvodnim procesom i sadržajem metode naftnog igličastog koksa, njegova osnovna tehnologija proizvodnje uglavnom je usmjerena na razinu predobrade sirovina. Trenutno su samo Shanxi Hongte Chemical Co., LTD., Sinosteel (Anshan) i Jinzhou Petrochemical ostvarili masovnu proizvodnju. Nasuprot tome, proizvodni i proizvodni sustav naftnog igličastog koksa tvrtke Jinzhou Petrochemical Company relativno je zreo, kapacitet prerade uređaja se kontinuirano poboljšava, a proizvedeni srodni proizvodi mogu doseći srednju i visoku razinu 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 je uglavnom određeno načinom naše industrijske strukture.
Proizvodnja željeza i čelika također je jedna od važnih industrija za promicanje razvoja našeg gospodarstva. U tom kontekstu, potražnja za iglanjem raste svakim danom. No, trenutno, naša razina tehničkog istraživanja i razvoja te proizvodni kapaciteti ne odgovaraju tržišnoj potražnji. Glavni razlog je taj što postoji malo poduzeća usmjerenih na iglane elektrode iz nafte koja zapravo mogu proizvoditi standarde kvalitete, a proizvodni kapaciteti su nestabilni. Iako relevantna tehnološka istraživanja i razvoj trenutno napreduju, postoji veliki jaz u želji za zadovoljavanjem potreba za grafitnim elektrodama visoke ili ultra visoke snage, što dovodi do prepreka u kontroli kvalitete proizvoda usmjerenih na iglane elektrode iz nafte. Trenutno je tržište iglanog koksa podijeljeno na iglani koks iz nafte i iglani koks iz ugljena. Nasuprot tome, iglani koks iz nafte nešto je niži od iglanog koksa iz ugljena, bilo po količini razvoja projekta ili po razini razvoja, što je također jedan od glavnih razloga koji ometa učinkovito širenje kineskog iglanog koksa iz nafte. No, uz kontinuirano poboljšanje razine proizvodne tehnologije u industriji čelika, proizvodnja čelika i potražnja za grafitnim elektrodama ultra visoke snage raste. To također naglašava da će s kontinuiranim poboljšanjem naše razine industrijskog razvoja i ubrzanjem procesa industrijalizacije potražnja za igličastim koksom biti sve veća.
(2) Analiza fluktuirajuće cijene tržišta igličastog koksa
Prema trenutnoj razini industrijskog razvoja i prilagodbi industrijske strukture i industrijskog sadržaja naše zemlje, utvrđeno je da je naftna serija igličastog koksiranja prikladnija za našu zemlju od serije igličastog koksiranja ugljena, što će dodatno pogoršati domaću situaciju neravnoteže između ponude i potražnje igličastog koksiranja. Kako bismo riješili situaciju neravnoteže između ponude i potražnje u naftnom sustavu, možemo se osloniti samo na uvoz. Iz analize karakteristika fluktuacije cijena uvoznih proizvoda posljednjih godina, vidljivo je da cijena uvoznih proizvoda od igličastog koksa od nafte raste od 2014. godine. Stoga će za domaću industriju, s rastućim jazom ponude i rastućim cijenama uvoza, igličasti koks od nafte postati nova investicijska žarišna točka u kineskoj industriji igličastog koksa [2].
Četvrto, naša analiza istraživanja i razvoja i proizvodne tehnologije usmjerena je na istraživanje i razvoj naftne igle
(1) Analiza poteškoća predobrade 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 koristit će različite katalizatore u procesu rudarstva i prerade, tako da će u naftnim derivatima postojati određena količina nečistoća. Ova metoda predobrade negativno će utjecati na proizvodnju naftnog igličastog koksa. Osim toga, sastav same nafte uglavnom je alifatski ugljikovodik, a sadržaj aromatskih 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 aromatskih ugljikovodika, te se kao sirovine odabiru sirovine s niskim udjelom sumpora, kisika, asfaltena i drugih naftnih derivata, pri čemu maseni udio sumpora mora biti manji od 0,3%, a maseni udio asfaltena manji od 1,0%. Međutim, na temelju detekcije i analize izvornog sastava, utvrđeno je da većina sirove nafte koja se prerađuje u našoj zemlji pripada sirovoj nafti s visokim udjelom sumpora, te da nedostaje nafte pogodne za proizvodnju igličastog koksa s visokim udjelom aromatskih 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 čimbenika koji ograničavaju stabilnost kvalitete igličastog koksa [3]. Shandong Yida New Material Co., Ltd. projektirao je i usvojio predobradu sirovina za proizvodnu jedinicu igličastog koksa od nafte.
Istovremeno, usvojene su razne metode za uklanjanje krutih čestica. Osim odabira teškog ulja pogodnog za proizvodnju igličastog koksa, štetne tvari u sirovinama uklonjene su 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 tlaka u specifičnom procesu obrade. Jedna od poteškoća u procesu koksiranja proizvodnje igličastog koksa jest mogu li se tlak, vrijeme i temperatura koksa doista znanstveno i razumno kontrolirati, tako da vrijeme reakcije može zadovoljiti standardne zahtjeve. Istovremeno, bolja optimizacija i prilagodba parametara procesa koksiranja i specifičnih radnih standarda također može igrati važnu ulogu u optimizaciji i poboljšanju kvalitete cijele proizvodnje igličastog koksa.
Glavna svrha korištenja peći za zagrijavanje za promjenu temperature je provođenje standardnog rada u skladu sa standardom u procesu proizvodnje igličastog koksa kako bi temperatura okoline mogla dostići potrebne parametre. Zapravo, proces promjene temperature ima za cilj potaknuti reakciju koksiranja koja se može provesti u sporom okruženju s niskom temperaturom, a istovremeno odgoditi reakciju koksiranja, kako bi se postigla aromatska kondenzacija, osigurao uređeni raspored molekula, osigurala njihova orijentacija i skrutnjavanje pod djelovanjem tlaka te potaknula stabilnost stanja. Peć za zagrijavanje je ključna operacija u cijelom procesu proizvodnje naftnog igličastog koksa, 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 pozornost na ujednačenost kvalitete svakog tornja igličastog koksa: svaki toranj tijekom procesa punjenja mijenja temperaturu, tlak, brzinu zraka i druge čimbenike, pa je koksni toranj nakon koksa neujednačen, srednje i niže kvalitete. Kako učinkovito riješiti problem ujednačenosti kvalitete igličastog koksa također je jedan od problema koji treba uzeti u obzir pri proizvodnji igličastog koksa.
5. Analiza budućeg smjera razvoja igličastog koksa od nafte
(a) Promicati kontinuirano poboljšanje kvalitete igličastog koksa domaćeg naftnog sustava
Sjedinjene Američke Države i Japan dominiraju tehnologijom i tržištem igličastog koksa. Trenutno, u Kini još uvijek postoje neki problemi u proizvodnji igličastog koksa, poput nestabilne kvalitete, niske čvrstoće koksa i velike količine 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 prestali, a kvaliteta 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 dosegle su kapacitet od 40.000-50.000 tona godišnje i mogu stabilno raditi, stalno poboljšavajući kvalitetu.
(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, procjenjuje se na oko 250.000 tona godišnje. Proizvodnja čelika za elektropeći u Kini je manja od 10%, a prosječna svjetska proizvodnja čelika za elektropeći dosegla je 30%. Naš čelični otpad dosegao je 160 milijuna tona. Prema trenutnoj situaciji, dugoročno gledano, razvoj čelika za elektropeći je neizbježan, a nestašica igličastog koksa bit će neizbježna. Stoga treba poduzeti mjere za povećanje izvora sirovina i poboljšanje metode proizvodnje kako bi se zadovoljile potrebe proizvodnje.
(3) Širenje tržišne potražnje potiče poboljšanje domaće razine tehnologije istraživanja i razvoja
Razlika u kvaliteti i porast potražnje za igličastim koksom zahtijevaju ubrzanje razvoja igličastog koksa. Tijekom razvoja i proizvodnje igličastog koksa, istraživači su sve više svjesni poteškoća u proizvodnji igličastog koksa, povećavajući istraživačke napore i gradeći male i pilotne testne objekte kako bi dobili eksperimentalne podatke za usmjeravanje proizvodnje. Tehnologija prerade igličastog koksa neprestano se poboljšava kako bi se zadovoljila rastuća potražnja. Iz perspektive sirovina i metoda proizvodnje, svjetska nestašica nafte i rastući sadržaj sumpora ograničavaju razvoj igličastog koksa u naftnom sustavu. 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 izvrsna sirovina za igličasti koks naftne serije, što će učinkovito poboljšati kvalitetu i proizvodnju igličastog koksa naftne serije.
Vrijeme objave: 07.12.2022.