Cnooc (Qingdao) Nehézolaj-feldolgozó Mérnöki Technológiai Kutatóközpont Kft.
Berendezéskarbantartási technológia, 2021. évi 32. szám
Absztrakt: A kínai tudomány és technológia folyamatos fejlődése elősegítette a társadalom különböző szektorainak fejlődését. Ugyanakkor hatékonyan növelte gazdasági és általános nemzeterőnket is. Az áramköri acélgyártási folyamat fontos részeként a tűkokszot főként grafitelektródák gyártásában használják. Fontos szerepet játszik a lítium akkumulátorok gyártásában, valamint az atomenergia-iparban és a repülés területén. A tudomány és a technológia hátterének előmozdításával előmozdították az elektromos kemencék acélgyártási technológiájának folyamatos optimalizálását és fejlesztését, és a tűkokszra vonatkozó megfelelő szabványokat és követelményeket a kutatás-fejlesztési és gyártási folyamatban folyamatosan frissítették, hogy megfeleljenek a társadalmi termelésfejlesztés követelményeinek. A gyártási folyamatban felhasznált eltérő nyersanyagok miatt a tűkokszot kőolaj- és szénsorozatra osztják. A konkrét alkalmazási eredmények alapján látható, hogy a kőolajsorozatú tűkoksz erősebb kémiai aktivitással rendelkezik, mint a szénsorozat. Ebben a tanulmányban a kőolaj tűfókuszú piac jelenlegi helyzetét és a vonatkozó technológia kutatási és gyártási folyamatában felmerülő problémákat vizsgáljuk, valamint elemezzük a kőolaj tűfókuszú gyártásfejlesztés nehézségeit és a kapcsolódó technikai nehézségeket.
I. Bevezetés
A tűkoksz fontos szerepet játszik a grafitelektródák gyártásában. A jelenlegi fejlesztési helyzetből kiindulva a külföldi fejlett országok, mint például az Egyesült Államok és Japán, korábban kezdték meg a tűkoksz kutatását, fejlesztését és gyártását, és a vonatkozó technológiák alkalmazása általában kiforrott, és elsajátították a kőolaj tűkoksz alapvető gyártási technológiáját. Összehasonlításképpen, az olajiparban a tű független kutatása és gyártása később indult. De a piacgazdaságunk folyamatos fejlődésével, az ipar különböző területeinek átfogó bővülésének előmozdításával az olajiparban a tű kutatása és fejlesztése az elmúlt években áttörést ért el, megvalósítva az ipari termelést. Azonban még mindig vannak minőségi és felhasználási hatásbeli hiányosságok az importált termékekhez képest. Ezért tisztázni kell a kőolajrendszer jelenlegi piacfejlesztési állapotát és technikai nehézségeit.
Ii. A kőolaj tűkoksz-technológia alkalmazásának bemutatása és elemzése
(1) A kőolaj tűkoksz jelenlegi fejlesztési állapotának elemzése itthon és külföldön
A kőolaj tűkoksz technológiája az Egyesült Államokban keletkezett az 1950-es években. De hazánk hivatalosan is nyitott
A kőolaj tűkoksz technológiájának és gyártásának kutatása az 1980-as évek elején kezdődött. A technológiai kutatásra és fejlesztésre vonatkozó nemzeti politika támogatásával a kínai kutatóintézetek különféle kísérleteket kezdtek végezni a kőolaj tűkokszán, és folyamatosan vizsgálták és kutatták a különféle vizsgálati módszereket. Ezenkívül az 1990-es években országunk számos kísérleti kutatást végzett a tűfókuszú kőolajrendszer előállításával kapcsolatban, és a vonatkozó szabadalmi technológiát kérelmezte. Az elmúlt években a vonatkozó nemzeti politikák támogatásával számos hazai Tudományos Akadémia és kapcsolódó vállalat fektetett be a kutatásba és fejlesztésbe, és támogatta az iparágon belüli termelés és gyártás fejlesztését. A kőolaj tűkoksz technológiájának kutatási és fejlesztési szintje is folyamatosan javul. Ennek a jelenségnek a fő oka a kőolaj tűkoksz iránti nagy belföldi kereslet. A hazai kutatás-fejlesztés és gyártás azonban nem tudja kielégíteni a piaci igényeket, a hazai piac nagy részét importtermékek foglalják el. A jelenlegi fejlesztési helyzetre való tekintettel, bár a kőolaj tűfókuszú technológiai kutatásra, fejlesztésre és gyártásra irányuló jelenlegi figyelem és figyelem egyre növekszik, a technológiai kutatás és fejlesztés szintje tekintetében vannak olyan nehézségek, amelyek akadályozzák a vonatkozó technológiai kutatást és fejlesztést, ami nagy szakadékot teremt hazánk és a fejlett országok között.
(2) A hazai kőolaj tűkokszgyártó vállalkozások műszaki alkalmazásának elemzése
A hazai és külföldi termékek minőségének és alkalmazási hatásának elemzése alapján látható, hogy a kőolaj tűkoksz minőségében mutatkozó különbség főként a hőtágulási együttható és a szemcseméret-eloszlás két indexének különbségéből adódik, ami a termékminőségbeli különbséget tükrözi [1]. Ezt a minőségbeli különbséget főként a gyártási folyamatban fellépő termelési nehézségek okozzák. A kőolaj tűkoksz specifikus gyártási folyamatával és módszerével kombinálva fő gyártási technológiája elsősorban a nyersanyagok előkezelési szintjére irányul. Jelenleg csak a Shanxi Hongte Chemical Co., LTD., a Sinosteel (Anshan) és a Jinzhou Petrochemical valósított meg tömegtermelést. Ezzel szemben a Jinzhou Petrochemical Company kőolaj tűkoksz termelési és gyártási rendszere viszonylag fejlett, a berendezés feldolgozási kapacitása folyamatosan javul, és a kapcsolódó előállított termékek elérhetik a piac középső és magas szintjét, amelyek nagy teljesítményű vagy ultra nagy teljesítményű acélgyártó elektródákhoz használhatók.
Iii. A hazai kőolaj tűkoksz piacának elemzése
(1) Az iparosodás felgyorsulásával a tűkoksz iránti kereslet naponta növekszik.
Hazánk a világ legnagyobb ipari termelő országa, amit nagyrészt az ipari szerkezetünk határoz meg.
A vas- és acélgyártás szintén az egyik fontos iparág gazdaságunk fejlődésének előmozdítása szempontjából. Ebben a helyzetben a tűhegesztési eljárás iránti kereslet napról napra növekszik. Jelenleg azonban a műszaki kutatási és fejlesztési szintünk, valamint a termelési kapacitásunk nem felel meg a piaci keresletnek. Ennek fő oka az, hogy kevés a kőolaj tűhegesztési eljárással foglalkozó vállalat, amely valóban képes minőségi szabványokat előállítani, és a termelési kapacitás instabil. Bár a vonatkozó technológiai kutatási és fejlesztési munka jelenleg halad előre, de a nagy teljesítményű vagy ultra nagy teljesítményű grafitelektródák iránti igényt nagy a szakadék, ami akadályokat gördít a kőolaj tűhegesztési eljárással készült termékek minőségellenőrzése elé. Jelenleg a tűhegesztési eljárással készült koksz piaca kőolaj tűhegesztési eljárással készült kokszra és szén tűhegesztési eljárással készült kokszra oszlik. Ezzel szemben a kőolaj tűhegesztési eljárással készült koksz fejlesztési mennyisége és fejlesztési szintje is valamivel alacsonyabb, mint a szén tűhegesztési eljárással készült kokszé, ami szintén az egyik fő oka annak, hogy a kínai kőolaj tűhegesztési eljárással készült koksz hatékonyan növekedhet. Az acélipar termelési technológiai szintjének folyamatos javulásával azonban az acélgyártás és az ultra nagy teljesítményű grafitelektródák iránti kereslet is növekszik. Ez azt is kiemeli, hogy ipari fejlődési szintünk folyamatos javulásával és az iparosodási folyamat felgyorsulásával a tűkoksz iránti kereslet egyre nagyobb lesz.
(2) A tűkoksz piacának lebegő árának elemzése
Az ipari fejlettség jelenlegi szintje, valamint az ország ipari szerkezetének és ipari tartalmának alkalmazkodása alapján megállapították, hogy a tűkokszolású kőolajtermék-sorozat alkalmasabb hazánk számára, mint a tűkokszolású széntermék-sorozat, ami tovább súlyosbítja a tűkokszolás iránti kereslet és kínálat közötti egyensúlyhiány hazai helyzetét. A kőolajrendszer kereslete és kínálata közötti egyensúlyhiány helyzetének megoldása érdekében csak az importra támaszkodhatunk. Az importált termékek áringadozási jellemzőinek elemzéséből látható, hogy az importált kőolajtermék-tűkoksz ára 2014 óta emelkedik. Ezért a hazai ipar számára a növekvő kínálati hiány és az emelkedő importárak miatt a kőolajtermék-tűkoksz új befektetési célponttá válik Kína tűkoksz-iparában [2].
Négy, az olajtűre összpontosító kutatás-fejlesztési és termelési technológiai nehézségek elemzése
(1) A nyersanyag-előkezelési nehézségek elemzése
A kőolaj tűkoksz teljes előállítási és gyártási folyamatának elemzésével látható, hogy a nyersanyagok előkezeléséhez a kőolaj a fő nyersanyag. A kőolajforrások sajátosságai miatt a nyersolajat föld alatt kell kibányászni, és hazánkban a kőolaj bányászati és feldolgozási folyamatában különféle katalizátorokat használnak, így a kőolajtermékekben bizonyos mennyiségű szennyeződés lesz. Ez az előkezelési módszer káros hatással lesz a kőolaj tűkoksz előállítására. Ezenkívül maga a kőolaj összetétele is többnyire alifás szénhidrogén, az aromás szénhidrogén-tartalom alacsony, ami a meglévő kőolajforrások jellemzőiből adódik. Meg kell jegyezni, hogy a kiváló minőségű kőolaj tűkoksz előállításához szigorú követelményeknek kell megfelelni a nyersanyagokkal szemben, magas az aromás szénhidrogén-tartalom aránya, és alacsony kén-, oxigén-, aszfaltén- és egyéb kőolajat kell választani nyersanyagként, megkövetelve, hogy a kén tömegaránya kevesebb legyen, mint 0,3%, az aszfaltén tömegaránya pedig kevesebb, mint 1,0%. Az eredeti összetétel kimutatása és elemzése alapján azonban kiderült, hogy az országunkban feldolgozott nyersolaj nagy része magas kéntartalmú nyersolaj, és hiányzik a magas aromás szénhidrogén-tartalmú tűkoksz előállításához alkalmas olaj. Nagy technikai nehézséget okoz az olaj szennyeződéseinek eltávolítása. Eközben a Jinzhou Petrochemical, amely jelenleg fejlettebb a kutatás-fejlesztésben és a gyártásban, a tűorientált kőolajkoksz előállításához és feldolgozásához szükséges tűorientált koksz előállításához alkalmas alapanyagokra van szüksége. A nyersanyaghiány és a minőség instabilitása az egyik fő tényező, amely korlátozza a tűorientált koksz minőségének stabilitását [3]. A Shandong Yida New Material Co., Ltd. megtervezte és bevezette a kőolaj tűkoksz gyártóegységéhez szükséges nyersanyagok előkezelését.
Ezzel egyidejűleg számos módszert alkalmaztak a szilárd részecskék eltávolítására. A tűkoksz előállításához alkalmas nehézolaj kiválasztása mellett a nyersanyagokban található káros anyagokat is eltávolították a kokszolás előtt.
(2) A kőolaj tűkoksz késleltetett kokszolási folyamatának technikai nehézségeinek elemzése
A tűkoksz előállítási művelete viszonylag bonyolult, és magas követelményeket támasztanak a környezeti hőmérséklet-változások és az üzemi nyomás szabályozásával szemben az adott feldolgozási folyamat során. A tűkoksz-gyártás kokszolási folyamatának egyik nehézsége, hogy a koksz nyomását, idejét és hőmérsékletét valóban tudományosan és ésszerűen lehet-e szabályozni, hogy a reakcióidő megfeleljen a szabványkövetelményeknek. Ugyanakkor a kokszolási folyamat paramétereinek és a specifikus üzemi szabványoknak a jobb optimalizálása és beállítása szintén fontos szerepet játszhat a teljes tűkoksz-gyártás optimalizálásában és minőségének javításában.
A hőmérséklet-változtatásos működéshez használt fűtőkemence fő célja a tűkoksz gyártási folyamatában a szabványos működés végrehajtása, hogy a környezeti hőmérséklet elérje a kívánt paramétereket. Valójában a hőmérséklet-változtatás folyamata elősegíti a kokszolási reakció lassú és alacsony hőmérsékletű környezetben történő végrehajtását, miközben késlelteti a kokszolási reakciót, így aromás kondenzációt ér el, biztosítja a molekulák rendezett elrendeződését, biztosítja, hogy nyomás hatására orientálódjanak és megszilárduljanak, és elősegíti az állapot stabilitását. A fűtőkemence elengedhetetlen művelet a kőolaj tűkoksz teljes gyártási folyamatában, és bizonyos követelmények és szabványok vonatkoznak a specifikus hőmérsékleti tartomány paramétereire, amelyek nem lehetnek alacsonyabbak 476 ℃ alsó határánál és 500 ℃ felső határánál. Ugyanakkor azt is meg kell jegyezni, hogy a változó hőmérsékletű kemence egy nagyméretű berendezés és létesítmény, ezért figyelnünk kell a tűkoksz minden tornyának minőségi egyenletességére: minden torony adagolási folyamata során a hőmérséklet, a nyomás, a levegő sebessége és egyéb tényezők miatt változik, így a koksztorony a koksz után egyenetlen, közepes és alacsonyabb minőségű lesz. A tűkoksz minőségi egyenletességének problémájának hatékony megoldása szintén az egyik olyan probléma, amelyet figyelembe kell venni a tűkoksz előállításánál.
5. A kőolaj tűkoksz jövőbeli fejlesztési irányának elemzése
(a) A hazai kőolajrendszer tűkokszának minőségének folyamatos javításának előmozdítása
A tűfókusz technológiáját és piacát az Egyesült Államok és Japán uralja. Jelenleg a tűkoksz tényleges kínai gyártása során továbbra is vannak problémák, mint például az instabil minőség, az alacsony kokszszilárdság és a sok porkoksz. Bár a keletkezett tűkokszt nagy mennyiségben használják nagy teljesítményű és ultra nagy teljesítményű grafitelektródák gyártásához, nem használható fel nagy átmérőjű, ultra nagy teljesítményű grafitelektródák gyártásához nagy mennyiségben. Az elmúlt években a tűfókusz kutatása és fejlesztése nem állt meg, és a termékminőség folyamatosan javulni fog. Shanxi Hongte Coal Chemical Co., LTD., Sinosteel Szénmérő tűkoksz, Jinzhou Petrochemical Co., LTD. Az olajsorozatú tűkoksz-egységek elérték a 40 000-50 000 tonna/év méretet, és stabilan működhetnek, folyamatosan javítva a minőséget.
(2) A kőolaj tűkoksz iránti belföldi kereslet továbbra is növekszik
A vas- és acélipar fejlődése nagyszámú ultra nagy teljesítményű elektródát és nagy teljesítményű elektródát igényel. Ebben az összefüggésben az ultra nagy teljesítményű elektróda és a nagy teljesítményű elektróda gyártásához szükséges tűkoksz iránti kereslet gyorsan növekszik, a becslések szerint évi 250 000 tonna. Az elektromos kemencében előállított acél termelése Kínában kevesebb mint 10%, a világ átlagos elektromos kemencében előállított acél termelése pedig elérte a 30%-ot. Acélhulladékunk elérte a 160 millió tonnát. A jelenlegi helyzet szerint hosszú távon az elektromos kemencében előállított acél fejlesztése elkerülhetetlen, a tűkoksz-ellátás hiánya elkerülhetetlen lesz. Ezért intézkedéseket kell tenni a nyersanyagforrások növelésére és a gyártási módszerek fejlesztésére a termelési igények kielégítése érdekében.
(3) A piaci kereslet bővülése elősegíti a hazai K+F technológiai színvonalának javulását
A tűkoksz minőségbeli különbségei és a tűkoksz iránti kereslet növekedése miatt fel kell gyorsítani a tűkoksz fejlesztését. A tűkoksz fejlesztése és gyártása során a kutatók egyre inkább tudatában vannak a tűkoksz előállításának nehézségeinek, fokozzák a kutatási erőfeszítéseket, és kis és kísérleti kísérleti létesítményeket építenek a termelést irányító kísérleti adatok megszerzése érdekében. A tűkoksz feldolgozási technológiáját folyamatosan fejlesztik a növekvő kereslet kielégítése érdekében. A nyersanyagok és a gyártási módszerek szempontjából a világ olajhiánya és a növekvő kéntartalom korlátozza az olajrendszerű tűkoksz fejlesztését. A Shandong Yida New Material Co., LTD.-ben megépült és üzembe helyezték az olajsorozatú tűkoksz új alapanyag-előkezelő ipari gyártóüzemét, és előállították az olajsorozatú tűkoksz kiváló alapanyagát, amely hatékonyan javítja az olajsorozatú tűkoksz minőségét és kibocsátását.
Közzététel ideje: 2022. dec. 7.