Centrul de Cercetare Tehnologică Inginerească pentru Prelucrarea Țițeiului Greu Cnooc (Qingdao) Co., LTD
Tehnologia de întreținere a echipamentelor, numărul 32, 2021
Rezumat: Dezvoltarea continuă a științei și tehnologiei chineze a promovat dezvoltarea diverselor sectoare ale societății. În același timp, a sporit în mod eficient puterea noastră economică și puterea națională generală. Ca parte importantă a procesului de fabricare a oțelului pe circuite, cocsul cu ace este utilizat în principal în producția de electrozi de grafit. Acesta joacă un rol important în producția de produse din baterii cu litiu, precum și în industria energiei nucleare și în domeniul aviației. Odată cu promovarea fundamentului științei și tehnologiei, a fost promovată optimizarea și îmbunătățirea continuă a tehnologiei de fabricare a oțelului în cuptoare electrice, iar standardele și cerințele corespunzătoare pentru cocsul cu ace în procesul de cercetare, dezvoltare și producție au fost actualizate constant, pentru a respecta cerințele dezvoltării producției sociale. Datorită diferitelor materii prime utilizate în procesul de producție, cocsul cu ace este împărțit în seria petrolieră și seria cărbunelui. Conform rezultatelor specifice ale aplicațiilor, se poate observa că cocsul cu ace din seria petrolieră are o activitate chimică mai puternică decât seria cărbunelui. În această lucrare, studiem situația actuală a pieței de extracții cu ace de petrol și problemele din procesul de cercetare și producție a tehnologiei relevante și analizăm dificultățile în dezvoltarea producției și dificultățile tehnice aferente producției de extracții cu ace de petrol.
I. Introducere
Cocsul acționat de ace joacă un rol important în producția de electrozi de grafit. Având în vedere situația actuală de dezvoltare, țările dezvoltate străine, cum ar fi Statele Unite și Japonia, au început mai devreme cercetarea, dezvoltarea și producția de cocs acționat de ace, iar aplicarea tehnologiilor relevante a avut tendința de a fi matură, stăpânind tehnologia de bază de fabricație a cocsului acționat de petrol. Prin comparație, cercetarea și producția independentă de ac în domeniul petrolului au început târziu. Însă, odată cu dezvoltarea continuă a economiei noastre de piață, promovând extinderea cuprinzătoare a diverselor domenii industriale, cercetarea și dezvoltarea de ac în domeniul petrolului a făcut progrese în ultimii ani, realizând producția industrială. Cu toate acestea, există încă unele lacune în ceea ce privește calitatea și efectul utilizării în comparație cu produsele importate. Prin urmare, este necesar să se clarifice starea actuală de dezvoltare a pieței și dificultățile tehnice din sistemul petrolier.
Ii. Introducere și analiză a aplicării tehnologiei cocsului cu ace de petrol
(1) Analiza stării actuale de dezvoltare a cocsului de petrol cu ace în țară și în străinătate
Tehnologia cocsului cu ace de petrol a apărut în Statele Unite în anii 1950. Dar țara noastră este oficial deschisă
Cercetările privind tehnologia și fabricarea cocsului de petrol cu ace au început la începutul anilor 1980. Sub sprijinul politicii naționale de cercetare și dezvoltare tehnologică, institutele de cercetare chineze au început să efectueze diverse teste asupra cocsului de petrol cu ace și să exploreze și să cerceteze constant o varietate de metode de testare. În plus, în anii 1990, țara noastră a finalizat numeroase cercetări experimentale privind pregătirea sistemului petrolier cu ace și a solicitat brevete pentru tehnologia relevantă. În ultimii ani, cu sprijinul politicilor naționale relevante, multe Academii de Științe interne și întreprinderi conexe au investit în cercetare și dezvoltare și au promovat dezvoltarea producției și industriei manufacturiere în cadrul industriei. Nivelul de cercetare și dezvoltare al tehnologiei cocsului de petrol cu ace este, de asemenea, în continuă îmbunătățire. Principalul motiv al acestui fenomen este că există o cerere internă mare de cocs de petrol cu ace. Cu toate acestea, cercetarea, dezvoltarea și producția internă nu pot satisface cererea pieței, o mare parte a pieței interne fiind ocupată de produse importate. Având în vedere situația actuală de dezvoltare, deși atenția acordată cercetării, dezvoltării și producției tehnologice axate pe ace de petrol este în creștere, în ceea ce privește nivelul cercetării și dezvoltării tehnologice, există unele dificultăți care creează obstacole în calea cercetării și dezvoltării tehnologice relevante, ceea ce duce la un decalaj mare între țara noastră și țările dezvoltate.
(2) Analiza aplicațiilor tehnice ale întreprinderilor autohtone de cocsificare a acelor de petrol
Pe baza analizei calității produselor interne și externe și a efectului aplicării, se poate observa că diferența dintre acestea în ceea ce privește calitatea cocsului de petrol cu ace se datorează în principal diferenței dintre cei doi indici ai coeficientului de dilatare termică și ai distribuției dimensiunii particulelor, ceea ce reflectă diferența în calitatea produsului [1]. Această diferență de calitate este cauzată în principal de dificultățile de producție din procesul de fabricație. Combinată cu procesul specific de producție și conținutul metodei de cocs de petrol cu ace, tehnologia sa de producție principală se concentrează în principal pe nivelul de pretratare a materiilor prime. În prezent, doar Shanxi Hongte Chemical Co., LTD., Sinosteel (Anshan) și Jinzhou Petrochemical au realizat producția de masă. În schimb, sistemul de producție și fabricație a cocsului de petrol cu ace al companiei Jinzhou Petrochemical este relativ matur, capacitatea de procesare a dispozitivului este îmbunătățită continuu, iar produsele conexe pot atinge nivelurile medii și superioare ale pieței, putând fi utilizate pentru electrozi de fabricare a oțelului de mare putere sau ultra-mare putere.
Iii. Analiza pieței interne a cocsului de petrol cu ace
(1) Odată cu accelerarea industrializării, cererea de cocs de ace crește zilnic.
Țara noastră este cea mai mare țară producătoare industrială din lume, ceea ce este determinat în principal de modul în care se desfășoară structura noastră industrială.
Producția de fier și oțel este, de asemenea, una dintre industriile importante pentru promovarea dezvoltării economiei noastre. În acest context, cererea de ace este în creștere zilnică. Însă, în prezent, nivelul nostru de cercetare și dezvoltare tehnică și capacitatea de producție nu corespund cererii pieței. Principalul motiv este că există puține întreprinderi axate pe electrozi de petrol care pot produce cu adevărat standarde de calitate, iar capacitatea de producție este instabilă. Deși lucrările de cercetare și dezvoltare tehnologică relevante avansează în prezent, se dorește satisfacerea electrozilor de grafit de mare putere sau ultra-puternic, există un decalaj mare, ceea ce duce la obstacole în controlul calității produselor axate pe electrozi de petrol. În prezent, piața cocsului cu ace este împărțită în cocs cu ace de petrol și cocs cu ace de cărbune. Prin contrast, cocsul cu ace de petrol este puțin mai mic decât cocsul cu ace de cărbune, fie în ceea ce privește cantitatea de proiecte dezvoltate, fie în ceea ce privește nivelul de dezvoltare, acesta fiind, de asemenea, unul dintre principalele motive care împiedică extinderea eficientă a cocsului cu ace de petrol din China. Dar, odată cu îmbunătățirea continuă a nivelului tehnologic de producție a industriei siderurgice, producția de oțel și cererea de fabricație a electrozilor de grafit de ultra-puternic este în creștere. Acest lucru evidențiază, de asemenea, faptul că, odată cu îmbunătățirea continuă a nivelului nostru de dezvoltare industrială și accelerarea procesului de industrializare, cererea de cocs de aci va fi din ce în ce mai mare.
(2) Analiza prețului fluctuant al pieței de cocs din ace
Conform nivelului actual de dezvoltare industrială și ajustării structurii industriale și conținutului industrial al țării noastre, se constată că seria de cocsificare cu ace din petrol este mai potrivită pentru țara noastră decât seria de cocsificare cu ace din cărbune, ceea ce va agrava și mai mult situația internă de dezechilibru dintre cererea și oferta de cocsificare cu ace. Pentru a rezolva situația de dezechilibru dintre cererea și oferta din sistemul petrolier, ne putem baza doar pe importuri. Din analiza caracteristicilor fluctuației prețurilor produselor importate în ultimii ani, se poate observa că prețul produselor de cocsificare cu ace din petrol importate a fost în creștere din 2014. Prin urmare, pentru industria internă, odată cu creșterea deficitului de ofertă și a prețului de import, cocsificarea cu ace din petrol va deveni un nou punct fierbinte de investiții în industria cocsificării cu ace din China [2].
În al patrulea rând, acul nostru de petrol se concentrează pe cercetare și dezvoltare și analiza dificultăților tehnologice de producție
(1) Analiza dificultăților de pretratare a materiilor prime
Prin analiza întregului proces de producție și fabricare a cocsului de petrol cu ace, se poate observa că, pentru pretratarea materiilor prime, petrolul este principala materie primă. Datorită particularităților resurselor petroliere, țițeiul trebuie extras în subteran, iar țițeiul din țara noastră va utiliza diverși catalizatori în procesul de minerit și prelucrare, astfel încât va exista o anumită cantitate de impurități în produsele petroliere. Această metodă de pretratare va avea efecte adverse asupra producției de cocs de petrol cu ace. În plus, compoziția petrolului în sine este în mare parte hidrocarburi alifatice, conținutul de hidrocarburi aromatice este scăzut, cauzat de caracteristicile resurselor petroliere existente. Trebuie menționat că producția de cocs de petrol cu ace de înaltă calitate are cerințe stricte pentru materiile prime, cu un conținut ridicat de hidrocarburi aromatice și alege ca materii prime un conținut scăzut de sulf, oxigen, asfalten și alte tipuri de petrol, necesitând ca fracția masică de sulf să fie mai mică de 0,3%, iar fracția masică de asfaltenă să fie mai mică de 1,0%. Cu toate acestea, pe baza detectării și analizei compoziției originale, s-a constatat că cea mai mare parte a țițeiului procesat în țara noastră aparține țițeiului cu conținut ridicat de sulf, iar lipsa unui țiței adecvat pentru producerea de cocs acicular cu conținut ridicat de hidrocarburi aromatice reprezintă o mare dificultate tehnică. Între timp, Jinzhou Petrochemical, care este mai matură în cercetare și dezvoltare și producție în prezent, necesită materii prime adecvate pentru producerea de cocs acicular în procesul de producție și procesare a cocsului orientat acicular de petrol. Lipsa materiilor prime și instabilitatea calității sunt unul dintre principalii factori care restricționează stabilitatea calității cocsului orientat acicular [3]. Shandong Yida New Material Co., Ltd. a proiectat și a adoptat pretratarea materiilor prime pentru unitatea de producție a cocsului acicular de petrol.
În același timp, au fost adoptate o varietate de metode pentru îndepărtarea particulelor solide. Pe lângă selectarea petrolului greu potrivit pentru producerea de cocs acerat, substanțele nocive din materiile prime au fost îndepărtate înainte de cocsificare.
(2) Analiza dificultăților tehnice în procesul de cocsificare întârziată a cocsului de petrol cu ace
Operațiunea de producție a cocsului cu ace este relativ complicată și există cerințe ridicate privind controlul schimbărilor de temperatură a mediului și al presiunii de funcționare în procesul specific de procesare. Una dintre dificultățile în procesul de cocsificare a cocsului cu ace este dacă presiunea, timpul și temperatura cocsului pot fi cu adevărat controlate științific și rezonabil, astfel încât timpul de reacție să poată îndeplini cerințele standard. În același timp, o mai bună optimizare și ajustare a parametrilor procesului de cocsificare și a standardelor specifice de funcționare pot juca, de asemenea, un rol important în optimizarea și îmbunătățirea calității întregii producții de cocsificare cu ace.
Scopul principal al utilizării cuptorului de încălzire pentru operațiunea de modificare a temperaturii este de a efectua o operațiune standard în conformitate cu standardele din procesul de producție a cocsului cu ace, astfel încât temperatura ambiantă să poată atinge parametrii necesari. De fapt, procesul de modificare a temperaturii are ca scop promovarea reacției de cocsificare într-un mediu lent și cu temperatură scăzută, întârziind în același timp reacția de cocsificare, astfel încât să se realizeze condensarea aromatică, să se asigure aranjamentul ordonat al moleculelor, să se asigure orientarea și solidificarea acestora sub acțiunea presiunii și să se promoveze stabilitatea stării. Cuptorul de încălzire este o operațiune esențială în întregul proces de producție a cocsului cu ace de petrol și există anumite cerințe și standarde pentru parametrii specifici ai intervalului de temperatură, care nu pot fi mai mici decât limita inferioară de 476 ℃ și nu pot depăși limita superioară de 500 ℃. În același timp, trebuie menționat că cuptorul cu temperatură variabilă este un echipament și o instalație de mari dimensiuni, ar trebui să acordăm atenție uniformității calității fiecărui turn de cocs cu ace: fiecare turn în procesul de alimentare, datorită temperaturii, presiunii, vitezei aerului și a altor factori, astfel încât turnul de cocs după cocs este inegal, de calitate medie și inferioară. Modul de a rezolva eficient problema uniformității calității cocsului cu ace este, de asemenea, una dintre problemele care ar trebui luate în considerare în producția de cocs cu ace.
5. Analiza direcției viitoare de dezvoltare a cocsului de petrol cu ace
(a) Promovarea îmbunătățirii continue a calității cocsului de extracție a acelor din sistemul petrolier intern
Tehnologia și piața focalizării cu ace au fost dominate de Statele Unite și Japonia. În prezent, în producția efectivă de cocs cu ace din China, există încă unele probleme, cum ar fi calitatea instabilă, rezistența scăzută a cocsului și cantitatea mare de cocs pulbere. Deși cocsul cu ace produs a fost utilizat în producția de electrozi de grafit de mare putere și ultra-puternic în cantități mari, acesta nu poate fi utilizat în producția de electrozi de grafit de ultra-puternic cu diametru mare în cantități mari. În ultimii ani, cercetarea și dezvoltarea noastră în domeniul focalizării cu ace nu s-a oprit, iar calitatea produsului va continua să se îmbunătățească. Shanxi Hongte Coal Chemical Co., LTD., Sinosteel Coal measurement coke cu ace, Jinzhou Petrochemical Co., LTD. Unitățile de cocs cu ace din seria Oil au atins o scară de 40.000-50.000 de tone/an și pot funcționa stabil, îmbunătățind constant calitatea.
(2) Cererea internă de cocs de petrol cu ace continuă să crească
Dezvoltarea industriei siderurgice necesită un număr mare de electrozi de putere ultra-înaltă și electrozi de mare putere. În acest context, cererea de cocs ac pentru producția de electrozi de putere ultra-înaltă și electrozi de mare putere crește rapid, estimându-se la aproximativ 250.000 de tone pe an. Producția de oțel pentru cuptoare electrice în China este mai mică de 10%, iar producția medie mondială de oțel pentru cuptoare electrice a ajuns la 30%. Deșeurile noastre de oțel au ajuns la 160 de milioane de tone. Având în vedere situația actuală, pe termen lung, dezvoltarea oțelului pentru cuptoare electrice este inevitabilă, iar deficitul de cocs ac va fi inevitabil. Prin urmare, ar trebui luate măsuri pentru a crește sursa de materii prime și a îmbunătăți metoda de fabricație pentru a satisface nevoile producției.
(3) Extinderea cererii de pe piață promovează îmbunătățirea nivelului tehnologic intern de cercetare și dezvoltare
Diferența de calitate și creșterea cererii de cocs acerat necesită o accelerare a dezvoltării acestui tip de cocs. În timpul dezvoltării și producției de cocs, cercetătorii au devenit din ce în ce mai conștienți de dificultățile întâmpinate în producția de cocs, intensificând eforturile de cercetare și construind instalații de testare mici și pilot pentru a obține date experimentale care să ghideze producția. Tehnologia de procesare a cocsului acerat este îmbunătățită constant pentru a satisface cererea tot mai mare. Din perspectiva materiilor prime și a metodelor de fabricație, deficitul mondial de petrol și conținutul tot mai mare de sulf restricționează dezvoltarea cocsului acerat pentru sisteme petroliere. Noua instalație de producție industrială de pretratare a materiilor prime pentru cocsul acerat din seria petrolieră a fost construită și pusă în funcțiune la Shandong Yida New Material Co., LTD., producând astfel materia primă excelentă pentru cocsul acerat din seria petrolieră, ceea ce va îmbunătăți eficient calitatea și producția de cocs acerat din seria petrolieră.
Data publicării: 07 dec. 2022