Cnooc (Qingdao) Pusat Penyelidikan Teknologi Kejuruteraan Pemprosesan Minyak Berat Co., LTD
Teknologi Penyelenggaraan Peralatan, Isu 32, 2021
Abstrak: Perkembangan berterusan sains dan teknologi China telah menggalakkan pembangunan pelbagai sektor masyarakat. Pada masa yang sama, ia juga telah meningkatkan kekuatan ekonomi dan keseluruhan kekuatan negara secara berkesan. Sebagai bahagian penting dalam proses pembuatan keluli litar, kok jarum digunakan terutamanya dalam pengeluaran elektrod grafit. Ia memainkan peranan penting dalam pengeluaran produk bateri litium, serta dalam industri tenaga nuklear dan bidang penerbangan. Dengan promosi latar belakang sains dan teknologi, pengoptimuman berterusan dan penambahbaikan teknologi pembuatan keluli relau elektrik telah dipromosikan, dan piawaian dan keperluan coke jarum yang sepadan dalam penyelidikan dan pembangunan dan proses pengeluaran telah sentiasa dikemas kini, untuk mematuhi keperluan pembangunan pengeluaran sosial. Oleh kerana bahan mentah yang berbeza digunakan dalam proses pengeluaran, kok jarum dibahagikan kepada siri petroleum dan siri arang batu. Mengikut keputusan aplikasi khusus, dapat dilihat bahawa kok jarum siri petroleum mempunyai aktiviti kimia yang lebih kuat daripada siri arang batu. Dalam makalah ini, kami mengkaji situasi semasa pasaran tumpuan jarum petroleum dan masalah dalam proses penyelidikan dan pengeluaran teknologi yang berkaitan, dan menganalisis kesukaran dalam pembangunan pengeluaran dan kesukaran teknikal berkaitan fokus jarum petroleum.
I. Pengenalan
Kok jarum memainkan peranan penting dalam penghasilan elektrod grafit. Dari situasi pembangunan semasa, negara maju asing seperti Amerika Syarikat dan Jepun bermula lebih awal dalam penyelidikan dan pembangunan dan pengeluaran kok jarum, dan aplikasi teknologi yang berkaitan telah cenderung menjadi matang, dan mereka telah menguasai teknologi pembuatan teras kok jarum petroleum. Sebagai perbandingan, penyelidikan bebas dan pengeluaran jarum dalam fokus minyak bermula lewat. Tetapi dengan pembangunan berterusan ekonomi pasaran kita, menggalakkan pengembangan komprehensif pelbagai bidang industri, penyelidikan dan pembangunan jarum dalam tumpuan minyak telah membuat kejayaan dalam beberapa tahun kebelakangan ini, merealisasikan pengeluaran perindustrian. Walau bagaimanapun, masih terdapat beberapa jurang dalam kualiti dan kesan penggunaan berbanding dengan produk import. Oleh itu, adalah perlu untuk menjelaskan status pembangunan pasaran semasa dan kesukaran teknikal dalam sistem petroleum.
ii. Pengenalan dan analisis aplikasi teknologi kok jarum petroleum
(1) Analisis status pembangunan semasa kok jarum petroleum di dalam dan luar negara
Teknologi kok jarum petroleum berasal dari Amerika Syarikat pada tahun 1950-an. Tetapi negara kita secara rasmi dibuka
Penyelidikan mengenai teknologi dan pembuatan kok jarum petroleum bermula pada awal 1980-an. Di bawah sokongan dasar negara mengenai penyelidikan dan pembangunan teknologi, institut penyelidikan China mula menjalankan pelbagai ujian ke atas kok jarum petroleum dan sentiasa meneroka dan menyelidik pelbagai kaedah ujian. Di samping itu, pada tahun 1990-an, negara kita telah menyelesaikan banyak penyelidikan eksperimen mengenai penyediaan sistem petroleum tertumpu jarum, dan memohon untuk teknologi paten yang berkaitan. Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, dengan sokongan dasar negara yang berkaitan, banyak Akademi Sains domestik dan perusahaan berkaitan telah melabur dalam penyelidikan dan pembangunan serta menggalakkan pembangunan pengeluaran dan pembuatan dalam industri. Tahap penyelidikan dan pembangunan teknologi jarum-kok petroleum juga terus bertambah baik. Sebab utama fenomena ini ialah terdapat permintaan domestik yang besar untuk jarum petroleum-coke. Walau bagaimanapun, penyelidikan dan pembangunan dan pembuatan domestik tidak dapat memenuhi permintaan pasaran, sebahagian besar pasaran domestik diduduki oleh produk import. Memandangkan situasi pembangunan semasa, walaupun tumpuan dan perhatian semasa untuk penyelidikan dan pembangunan teknologi fokus jarum petroleum dan pembuatan semakin meningkat, dari segi tahap penyelidikan dan pembangunan teknologi, terdapat beberapa kesukaran yang membuat penyelidikan teknologi yang berkaitan dan halangan pembangunan, yang membawa kepada jurang yang besar antara negara kita dengan negara maju.
(2) Analisis aplikasi teknikal perusahaan kok jarum petroleum domestik
Berdasarkan analisis kualiti produk domestik dan asing dan kesan aplikasi, dapat dilihat bahawa perbezaan antara mereka dalam kualiti kok jarum petroleum adalah terutamanya disebabkan oleh perbezaan dalam dua indeks pekali pengembangan haba dan taburan saiz zarah, yang mencerminkan perbezaan kualiti produk [1]. Jurang kualiti ini disebabkan terutamanya oleh kesukaran pengeluaran dalam proses pembuatan. Digabungkan dengan proses pengeluaran khusus dan kandungan kaedah kok jarum petroleum, teknologi pengeluaran terasnya adalah terutamanya untuk tahap prarawatan bahan mentah. Pada masa ini, hanya Shanxi Hongte Chemical Co., LTD., Sinosteel (Anshan) dan Jinzhou Petrochemical telah merealisasikan pengeluaran besar-besaran. Sebaliknya, sistem pengeluaran dan pembuatan kok jarum petroleum Syarikat Petrokimia Jinzhou agak matang, kapasiti pemprosesan peranti terus dipertingkatkan, dan produk berkaitan yang dihasilkan boleh mencapai tahap pertengahan dan tinggi di pasaran, yang boleh digunakan untuk tinggi. -elektrod pembuatan keluli berkuasa atau ultra-tinggi.
iii. Analisis pasaran kok jarum petroleum domestik
(1) Dengan pecutan perindustrian, permintaan untuk kok jarum meningkat setiap hari
Negara kita adalah negara pengeluaran perindustrian yang besar di dunia, yang kebanyakannya ditentukan oleh mod struktur perindustrian kita.
Pengeluaran besi dan keluli juga merupakan salah satu industri penting untuk menggalakkan pembangunan ekonomi kita. Di bawah latar belakang ini, permintaan untuk jarum semakin meningkat setiap hari. Tetapi pada masa ini, tahap penyelidikan dan pembangunan teknikal kami serta kapasiti pengeluaran tidak sepadan dengan permintaan pasaran. Sebab utama ialah terdapat beberapa perusahaan tertumpu jarum petroleum yang sebenarnya boleh menghasilkan standard kualiti, dan kapasiti pengeluaran tidak stabil. Walaupun kerja penyelidikan dan pembangunan teknologi yang berkaitan semakin maju pada masa ini, tetapi ingin memenuhi elektrod grafit kuasa tinggi atau ultra tinggi dan terdapat jurang yang besar, yang membawa kepada halangan dalam kawalan kualiti produk tertumpu jarum petroleum. Pada masa ini, pasaran kok sukat jarum terbahagi kepada kok sukat jarum petroleum dan kok sukat jarum arang batu. Sebaliknya, kok sukat jarum petroleum adalah lebih rendah sedikit daripada kok sukat jarum arang batu sama ada dalam kuantiti pembangunan projek atau tahap pembangunan, yang juga merupakan salah satu sebab utama untuk menghalang pengembangan berkesan kok jarum petroleum China. Tetapi seiring dengan peningkatan berterusan tahap teknologi pengeluaran industri keluli, pengeluaran keluli dan permintaan pembuatan untuk elektrod grafit kuasa ultra tinggi semakin meningkat. Ini juga menyerlahkan bahawa dengan peningkatan berterusan tahap pembangunan perindustrian kami dan pecutan proses perindustrian, permintaan untuk kok jarum akan menjadi semakin besar.
(2) Analisis harga terapung pasaran kok jarum
Mengikut tahap pembangunan perindustrian semasa dan pelarasan struktur perindustrian dan kandungan perindustrian negara kita, didapati bahawa siri petroleum coking sukat jarum adalah lebih sesuai untuk negara kita daripada siri arang batu coking ukuran jarum, yang akan memburukkan lagi keadaan domestik ketidakseimbangan antara bekalan dan permintaan coking ukuran jarum, untuk menyelesaikan keadaan ketidakseimbangan antara bekalan dan permintaan sistem petroleum, kita hanya boleh bergantung kepada import. Daripada analisis ciri turun naik harga produk import dalam beberapa tahun kebelakangan ini, dapat dilihat bahawa harga produk kok jarum petroleum yang diimport telah meningkat sejak tahun 2014. Oleh itu, bagi industri dalam negeri, dengan jurang bekalan yang semakin meningkat dan peningkatan import. harga, kok jarum petroleum akan menjadi hotspot pelaburan baru dalam industri kok jarum China [2].
Empat, penyelidikan dan pembangunan fokus jarum minyak kami dan analisis kesukaran teknologi pengeluaran
(1) Analisis kesukaran prarawatan bahan mentah
Melalui analisis keseluruhan proses pengeluaran dan pembuatan petroleum needle-coke, dapat dilihat bahawa, untuk prarawatan bahan mentah, petroleum adalah bahan mentah utama, kerana kekhususan sumber petroleum, minyak mentah perlu dilombong di bawah tanah, dan minyak mentah petroleum di negara kita akan menggunakan pelbagai pemangkin dalam proses perlombongan dan pemprosesan, supaya akan terdapat sejumlah kekotoran dalam produk petroleum. Kaedah prarawatan ini akan membawa kesan buruk terhadap penghasilan kok jarum petroleum. Di samping itu, komposisi petroleum itu sendiri kebanyakannya hidrokarbon alifatik, kandungan hidrokarbon aromatik adalah rendah, yang disebabkan oleh ciri-ciri sumber petroleum yang sedia ada. Perlu diingatkan bahawa pengeluaran kok jarum petroleum berkualiti tinggi mempunyai keperluan yang ketat untuk bahan mentah, dengan kadar kandungan hidrokarbon aromatik yang tinggi, dan memilih sulfur rendah, oksigen, asphaltena dan petroleum lain sebagai bahan mentah, yang memerlukan pecahan jisim. sulfur adalah kurang daripada 0.3%, dan pecahan jisim asphaltena adalah kurang daripada 1.0%. Bagaimanapun, berdasarkan pengesanan dan analisis komposisi asal, didapati kebanyakan minyak mentah yang diproses di negara kita tergolong dalam minyak mentah sulfur tinggi, dan kekurangan minyak yang sesuai untuk pengeluaran kok jarum dengan hidrokarbon aromatik tinggi. kandungan. Ia adalah kesukaran teknikal yang hebat untuk membuang kekotoran dalam minyak. Sementara itu, Jinzhou Petrokimia, yang lebih matang dalam R&D dan pembuatan pada masa ini, memerlukan bahan mentah yang sesuai untuk pengeluaran kok berorientasikan jarum dalam proses pengeluaran dan pemprosesan kok berorientasikan jarum petroleum. Kekurangan bahan mentah dan ketidakstabilan kualiti adalah salah satu faktor utama yang menyekat kestabilan kualiti kok berorientasikan jarum [3]. Shandong Yida New Material Co., Ltd. mereka bentuk dan menerima pakai prarawatan bahan mentah untuk unit pengeluaran kok jarum petroleum
Pada masa yang sama, pelbagai kaedah telah diguna pakai untuk membuang bahan zarah pepejal. Selain memilih minyak berat yang sesuai untuk pengeluaran kok jarum, bahan berbahaya dalam bahan mentah telah dikeluarkan sebelum dikok.
(2) Analisis kesukaran teknikal dalam proses coking tertunda kok jarum petroleum
Operasi pengeluaran kok jarum agak rumit, dan terdapat keperluan yang tinggi untuk mengawal perubahan suhu persekitaran dan tekanan operasi dalam proses pemprosesan tertentu. Ia adalah salah satu kesukaran dalam proses pembuatan kok dalam pengeluaran kok jarum sama ada tekanan, masa dan suhu kok boleh benar-benar dikawal secara saintifik dan munasabah, supaya masa tindak balas dapat memenuhi keperluan standard. Pada masa yang sama, pengoptimuman yang lebih baik dan pelarasan parameter proses kok dan piawaian operasi tertentu juga boleh memainkan peranan penting dalam pengoptimuman dan peningkatan kualiti keseluruhan pengeluaran kok jarum.
Tujuan utama penggunaan relau pemanas untuk operasi perubahan suhu adalah untuk menjalankan operasi standard mengikut piawaian dalam proses pengeluaran kok jarum supaya suhu persekitaran dapat mencapai parameter yang diperlukan. Malah, proses perubahan suhu adalah untuk menggalakkan tindak balas coking boleh dijalankan dalam persekitaran suhu yang perlahan dan rendah sambil melambatkan tindak balas kok, untuk mencapai pemeluwapan aromatik, memastikan susunan molekul yang teratur, untuk memastikan bahawa mereka boleh berorientasikan dan kukuh di bawah tindakan tekanan, dan menggalakkan kestabilan negeri. Relau pemanasan adalah operasi penting dalam keseluruhan proses pengeluaran kok jarum petroleum, dan terdapat keperluan dan piawaian tertentu untuk parameter julat suhu tertentu, yang tidak boleh lebih rendah daripada had bawah 476℃ dan tidak boleh melebihi had atas 500 ℃. Pada masa yang sama, ia juga harus diperhatikan bahawa relau suhu berubah-ubah adalah peralatan dan kemudahan yang besar, kita harus memberi perhatian kepada keseragaman kualiti setiap menara kok jarum: setiap menara dalam proses makan, kerana suhu , tekanan, kelajuan udara dan faktor lain diubah, jadi menara kok selepas kok tidak sekata, kualiti pertengahan dan lebih rendah. Cara menyelesaikan masalah keseragaman kualiti kok jarum secara berkesan juga merupakan salah satu masalah yang perlu diambil kira dalam penghasilan kok jarum.
5. Analisis arah pembangunan masa depan kok jarum petroleum
(a) Menggalakkan peningkatan berterusan kualiti kok jarum sistem petroleum domestik
Teknologi dan pasaran tumpuan jarum telah dikuasai oleh Amerika Syarikat dan Jepun. Pada masa ini, dalam pengeluaran sebenar kok jarum di China, masih terdapat beberapa masalah, seperti kualiti tidak stabil, kekuatan kok rendah dan kok serbuk banyak. Walaupun kok jarum yang dihasilkan telah digunakan dalam pengeluaran elektrod grafit berkuasa tinggi dan ultra tinggi dalam kuantiti yang banyak, ia tidak boleh digunakan dalam pengeluaran elektrod grafit kuasa ultra tinggi berdiameter besar dalam kuantiti yang banyak. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, penyelidikan dan pembangunan fokus jarum kami tidak berhenti, dan kualiti produk akan terus bertambah baik. Shanxi Hongte Coal Chemical Co., LTD., Sinosteel Coal mengukur kok jarum, Jinzhou Petrochemical Co., LTD. Unit kok jarum siri minyak telah mencapai 40,000-50,000 tan / skala tahun, dan boleh berjalan dengan stabil, sentiasa meningkatkan kualiti.
(2) Permintaan domestik untuk kok jarum petroleum terus berkembang
Pembangunan industri besi dan keluli memerlukan sejumlah besar elektrod kuasa ultra tinggi dan elektrod kuasa tinggi. Dalam konteks ini, permintaan untuk kok jarum untuk elektrod kuasa ultra tinggi dan pengeluaran elektrod kuasa tinggi berkembang pesat, dianggarkan sekitar 250,000 tan setahun. Keluaran keluli relau elektrik di China adalah kurang daripada 10%, dan pengeluaran purata dunia keluli relau elektrik telah mencapai 30%. Sekerap keluli kami telah mencapai 160 juta tan. Mengikut keadaan semasa dalam jangka panjang, pembangunan keluli relau elektrik tidak dapat dielakkan, kekurangan bekalan kok jarum tidak dapat dielakkan. Oleh itu, langkah perlu diambil untuk menambah sumber bahan mentah dan menambah baik kaedah pembuatan bagi memenuhi keperluan pengeluaran.
(3) Perluasan permintaan pasaran menggalakkan peningkatan tahap teknologi R&D domestik
Jurang dalam kualiti dan peningkatan dalam permintaan hangus jarum memerlukan pecutan dalam pembangunan hangus jarum. Semasa pembangunan dan pengeluaran hangus jarum, penyelidik telah menjadi lebih dan lebih sedar tentang kesukaran dalam pengeluaran hangus jarum, meningkatkan usaha penyelidikan, dan membina kemudahan ujian kecil dan perintis untuk mendapatkan data eksperimen untuk membimbing pengeluaran. Teknologi pemprosesan kok jarum sentiasa dipertingkatkan untuk memenuhi permintaan yang semakin meningkat. Dari perspektif bahan mentah dan kaedah pembuatan, kekurangan minyak dunia dan kandungan sulfur yang semakin meningkat menyekat pembangunan kok jarum sistem minyak. Kemudahan pengeluaran perindustrian prarawatan bahan mentah baharu bagi kok jarum siri minyak telah dibina dan mula beroperasi di Shandong Yida New Material Co., LTD., dan bahan mentah yang sangat baik bagi kok jarum siri minyak telah dihasilkan, yang secara berkesan akan meningkatkan kualiti dan keluaran kok jarum siri minyak.
Masa siaran: Dis-07-2022