Истраживачки центар за инжењерску технологију прераде тешке нафте Cnooc (Ћингдао) д.о.о.
Технологија одржавања опреме, број 32, 2021
Апстракт: Континуирани развој кинеске науке и технологије подстакао је развој различитих сектора друштва. Истовремено, ефикасно је унапредио нашу економску снагу и укупну националну снагу. Као важан део процеса производње челика, игличасти кокс се углавном користи у производњи графитних електрода. Игра важну улогу у производњи литијумских батерија, као и у нуклеарној индустрији и областима ваздухопловства. Уз унапређење науке и технологије, континуирано се оптимизује и унапређује технологија производње челика у електричним пећима, а одговарајући стандарди и захтеви за игличасти кокс у процесу истраживања, развоја и производње стално се ажурирају, како би се испунили захтеви развоја друштвене производње. Због различитих сировина које се користе у процесу производње, игличасти кокс се дели на нафтну серију и серију угља. Према специфичним резултатима примене, може се видети да игличасти кокс нафтне серије има јачу хемијску активност од серије угља. У овом раду проучавамо тренутну ситуацију на тржишту игличастих фокуса за нафту и проблеме у процесу истраживања и производње релевантне технологије, и анализирамо потешкоће у развоју производње и повезане техничке тешкоће са игличастим фокусом за нафту.
I. Увод
Игличасти кокс игра важну улогу у производњи графитних електрода. У тренутним развојним условима, стране развијене земље попут Сједињених Држава и Јапана су раније започеле истраживање и развој и производњу игличастог кокса, а примена релевантних технологија је била зрела и савладале су основну технологију производње игличастог кокса од нафте. У поређењу са тим, независна истраживања и производња игличастог кокса у нафтној индустрији почињу касно. Али са континуираним развојем наше тржишне економије, промовисањем свеобухватног ширења различитих области индустрије, истраживање и развој игличастог кокса у нафтној индустрији је направио пробој последњих година, остварујући индустријску производњу. Међутим, и даље постоје неке празнине у квалитету и ефикасности употребе у поређењу са увозним производима. Стога је неопходно разјаснити тренутни статус развоја тржишта и техничке потешкоће у нафтном систему.
II. Увод и анализа примене технологије игличастог кокса од нафте
(1) Анализа тренутног стања развоја игличастог кокса нафтног порекла у земљи и иностранству
Технологија игличастог кокса настала је у Сједињеним Државама педесетих година прошлог века. Али наша земља је званично отворена
Истраживање технологије и производње нафтног игличастог кокса почело је почетком 1980-их. Уз подршку националне политике о технолошком истраживању и развоју, кинески истраживачки институти почели су да спроводе различита испитивања нафтног игличастог кокса и стално истражују и проучавају различите методе испитивања. Поред тога, током 1990-их, наша земља је завршила велики број експерименталних истраживања о припреми нафтног система фокусираног на игле и пријавила се за одговарајућу патентну технологију. Последњих година, уз подршку релевантних националних политика, многе домаће академије наука и сродна предузећа уложиле су у истраживање и развој и промовисале развој производње и производње у индустрији. Ниво истраживања и развоја технологије нафтног игличастог кокса се такође континуирано побољшава. Главни разлог за ову појаву је велика домаћа потражња за нафтним игличастим коксом. Међутим, домаћа истраживања и развој и производња не могу да задовоље потражњу тржишта, а велики део домаћег тржишта заузимају увозни производи. С обзиром на тренутну развојну ситуацију, иако се тренутни фокус и пажња усмерена на истраживање и развој технологије и производњу усмерене на нафтне игле повећавају, у погледу нивоа технолошког истраживања и развоја, постоје неке потешкоће које представљају препреке за релевантна технолошка истраживања и развој, што доводи до великог јаза између наше земље и развијених земаља.
(2) Анализа техничке примене домаћих предузећа за производњу игличастог кокса од нафте
На основу анализе квалитета домаћих и страних производа и ефекта примене, може се видети да је разлика између њих у квалитету игличастог кокса од нафте углавном последица разлике у два индекса: коефицијента термичког ширења и расподеле величине честица, што одражава разлику у квалитету производа [1]. Ова разлика у квалитету је углавном узрокована потешкоћама у производном процесу. У комбинацији са специфичним производним процесом и методом производње игличастог кокса од нафте, његова основна технологија производње је углавном на нивоу претходне обраде сировина. Тренутно, само Shanxi Hongte Chemical Co., LTD., Sinosteel (Anshan) и Jinzhou Petrochemical су остварили масовну производњу. Насупрот томе, производни систем и производни систем игличастог кокса од нафте компаније Jinzhou Petrochemical је релативно зрео, капацитет прераде уређаја се континуирано побољшава, а произведени сродни производи могу достићи средњи и високи ниво на тржишту, што се може користити за производњу електрода за челик велике или ултра велике снаге.
Iii. Анализа домаћег тржишта игличастог кокса од нафте
(1) Са убрзањем индустријализације, потражња за игличастим коксом расте свакодневно.
Наша земља је велика индустријска производна земља на свету, што је углавном одређено начином наше индустријске структуре.
Производња гвожђа и челика је такође једна од важних индустрија за промоцију развоја наше економије. У том смислу, потражња за иглањем расте свакодневно. Међутим, тренутно, наш ниво техничког истраживања и развоја и производни капацитети не одговарају тржишној потражњи. Главни разлог је тај што постоји мало предузећа фокусираних на игласту електроду од нафте која заправо могу да производе стандарде квалитета, а производни капацитет је нестабилан. Иако релевантна технолошка истраживања и развојни радови тренутно напредују, постоји велика разлика у жељи да се испуне захтеви графитних електрода велике или ултра велике снаге, што доводи до препрека у контроли квалитета производа фокусираних на игласту електроду од нафте. Тренутно је тржиште игластог кокса подељено на игласту електроду од нафте и игласту електроду од угља. Насупрот томе, игласту електроду од нафте је нешто нижа од игласту електроду од угља, било по количини развоја пројекта или нивоу развоја, што је такође један од главних разлога који омета ефикасно ширење кинеског игласту електроду од нафте. Али заједно са континуираним побољшањем нивоа производне технологије у челичној индустрији, производња челика и потражња за графитним електродама ултра велике снаге расте. Ово такође истиче да ће са континуираним побољшањем нашег нивоа индустријског развоја и убрзањем процеса индустријализације, потражња за игличастим коксом бити све већа.
(2) Анализа флуктуирајуће цене тржишта игличастог кокса
Према тренутном нивоу индустријског развоја и прилагођавању индустријске структуре и индустријског садржаја наше земље, утврђено је да је нафтна серија игличастог коксовања погоднија за нашу земљу од серије игличастог коксовања угља, што ће додатно погоршати домаћу ситуацију неравнотеже између понуде и потражње игличастог коксовања. Да бисмо решили ситуацију неравнотеже између понуде и потражње нафтног система, можемо се ослонити само на увоз. Из анализе карактеристика флуктуације цена увезених производа последњих година, може се видети да је цена увезених производа од игличастог нафтног кокса у порасту од 2014. године. Стога ће за домаћу индустрију, са све већим јазом у понуди и растућом ценом увоза, игличасти нафтни кокс постати нова инвестициона жаришта у кинеској индустрији игличастог кокса [2].
Четири, наша анализа тешкоћа у истраживању и развоју нафтних игала и технологији производње
(1) Анализа тешкоћа у претходној обради сировина
Анализом целог процеса производње и прераде нафтног игличастог кокса, може се видети да је, за претходну обраду сировина, нафта главна сировина. Због специфичности нафтних ресурса, сирова нафта мора да се вади под земљом, а нафтна сирова нафта у нашој земљи користиће различите катализаторе у процесу рударења и прераде, тако да ће постојати одређена количина нечистоћа у нафтним производима. Ова метода претходне обраде ће имати негативне ефекте на производњу нафтног игличастог кокса. Поред тога, састав саме нафте је углавном алифатични угљоводоник, садржај ароматичних угљоводоника је низак, што је узроковано карактеристикама постојећих нафтних ресурса. Треба напоменути да производња висококвалитетног нафтног игличастог кокса има строге захтеве за сировине, са високим уделом ароматичних угљоводоника, и да се као сировине бирају нафта са ниским садржајем сумпора, кисеоника, асфалтена и друге нафте, захтевајући да масени удео сумпора буде мањи од 0,3%, а масени удео асфалтена мањи од 1,0%. Међутим, на основу детекције и анализе оригиналног састава, утврђено је да већина сирове нафте која се прерађује у нашој земљи припада сировој нафти са високим садржајем сумпора, и недостаје нафта погодна за производњу игличастог кокса са високим садржајем ароматичних угљоводоника. Уклањање нечистоћа из нафте представља велику техничку потешкоћу. У међувремену, Џинџоу Петрохемија, која је тренутно зрелија у истраживању и развоју и производњи, захтева сировине погодне за производњу игличастог кокса у процесу производње и прераде игличастог кокса из нафте. Недостатак сировина и нестабилност квалитета су један од главних фактора који ограничавају стабилност квалитета игличастог кокса [3]. Шандонг Јида Њу Материјал Ко., Лтд. је пројектовала и усвојила претходну обраду сировина за производну јединицу игличастог кокса из нафте.
Истовремено, усвојене су разне методе за уклањање чврстих честица. Поред одабира тешког уља погодног за производњу игличастог кокса, штетне материје у сировинама су уклоњене пре коксовања.
(2) Анализа техничких потешкоћа у процесу одложеног коксовања нафтног игличастог кокса
Производња игличастог кокса је релативно компликована и постоје високи захтеви за контролу промена температуре околине и радног притиска у специфичном процесу обраде. Једна од тешкоћа у процесу коксовања производње игличастог кокса јесте да ли се притисак, време и температура кокса могу заиста научно и разумно контролисати, тако да време реакције може испунити стандардне захтеве. Истовремено, боља оптимизација и подешавање параметара процеса коксовања и специфичних оперативних стандарда такође може играти важну улогу у оптимизацији и побољшању квалитета целокупне производње игличастог кокса.
Главна сврха коришћења пећи за грејање за операцију промене температуре је спровођење стандардног рада у складу са стандардом у процесу производње игличастог кокса, тако да температура околине може достићи потребне параметре. У ствари, процес промене температуре је да се подстакне реакција коксовања која се може изводити у спором и нискотемпературном окружењу, уз успоравање реакције коксовања, како би се постигла ароматична кондензација, осигурао уређен распоред молекула, осигурало да се могу оријентисати и очврснути под дејством притиска и промовисала стабилност стања. Пећ за грејање је суштинска операција у целом процесу производње игличастог кокса од нафте, и постоје одређени захтеви и стандарди за специфичне параметре температурног опсега, који не могу бити нижи од доње границе од 476℃ и не могу прећи горњу границу од 500℃. Истовремено, треба напоменути да је пећ са променљивом температуром велика опрема и постројења, те треба обратити пажњу на уједначеност квалитета сваког торња игличастог кокса: сваки торањ током процеса додавања, због температуре, притиска, брзине ваздуха и других фактора, мења своје место, па је коксни торањ након кокса неуједначен, средњег и нижег квалитета. Како ефикасно решити проблем уједначености квалитета игличастог кокса је такође један од проблема који треба узети у обзир у производњи игличастог кокса.
5. Анализа будућег правца развоја игличастог кокса од нафте
(а) Промовисати континуирано побољшање квалитета игличастог кокса домаћег нафтног система
Технологијом и тржиштем игличастог кокса доминирају Сједињене Америчке Државе и Јапан. Тренутно, у стварној производњи игличастог кокса у Кини и даље постоје неки проблеми, као што су нестабилан квалитет, ниска чврстоћа кокса и велика количина кокса у праху. Иако се произведени игличасти кокс користи у производњи графитних електрода велике снаге и ултра велике снаге у великим количинама, не може се користити у производњи графитних електрода ултра велике снаге великог пречника у великим количинама. Последњих година, наша истраживања и развој игличастог кокса нису престали, а квалитет производа ће се наставити побољшавати. Shanxi Hongte Coal Chemical Co., LTD., Sinosteel Coal measure игличасти кокс, Jinzhou Petrochemical Co., LTD. Јединице за игличасти кокс за нафтну серију достигле су капацитет од 40.000-50.000 тона годишње и могу стабилно да раде, стално побољшавајући квалитет.
(2) Домаћа потражња за нафтним игличастим коксом наставља да расте
Развој индустрије гвожђа и челика захтева велики број електрода ултра високе снаге и електрода велике снаге. У том контексту, потражња за игластим коксом за производњу електрода ултра високе снаге и електрода велике снаге брзо расте, процењујући се на око 250.000 тона годишње. Производња челика за електропећи у Кини је мања од 10%, а светски просек производње челика за електропећи достигао је 30%. Наш челични отпад достигао је 160 милиона тона. Према тренутној ситуацији, дугорочно гледано, развој производње челика за електропећи је неизбежан, а недостатак игластог кокса биће неизбежан. Стога, треба предузети мере за повећање извора сировина и побољшање начина производње како би се задовољиле потребе производње.
(3) Ширење тржишне потражње подстиче побољшање нивоа домаће технологије истраживања и развоја
Разлика у квалитету и повећање потражње за игличастим коксом захтевају убрзање развоја игличастог кокса. Током развоја и производње игличастог кокса, истраживачи су постали све више свесни тешкоћа у производњи игличастог кокса, повећавајући истраживачке напоре и градећи мале и пилотске тест постројења како би добили експерименталне податке за вођење производње. Технологија прераде игличастог кокса се стално унапређује како би се задовољила растућа потражња. Са становишта сировина и метода производње, светска несташица нафте и све већи садржај сумпора ограничавају развој игличастог кокса у нафтном систему. Нови индустријски погон за претходну обраду сировина за производњу игличастог кокса нафтне серије изграђен је и пуштен у рад у компанији Shandong Yida New Material Co., LTD., и произведена је одлична сировина за игличасти кокс нафтне серије, што ће ефикасно побољшати квалитет и производњу игличастог кокса нафтне серије.
Време објаве: 07.12.2022.