Centro de Investigación de Tecnoloxía de Enxeñaría de Procesamento de Petróleo Pesado de Cnooc (Qingdao) Co., LTD.
Tecnoloxía de mantemento de equipos, número 32, 2021
Resumo: O desenvolvemento continuo da ciencia e a tecnoloxía chinesas promoveu o desenvolvemento de varios sectores da sociedade. Ao mesmo tempo, tamén mellorou eficazmente a nosa forza económica e a forza nacional en xeral. Como parte importante do proceso de fabricación de aceiro en circuíto, o coque de agulla utilízase principalmente na produción de eléctrodos de grafito. Desempeña un papel importante na produción de produtos de baterías de litio, así como na industria da enerxía nuclear e nos campos da aviación. Coa promoción dos antecedentes da ciencia e a tecnoloxía, promoveuse a optimización e mellora continuas da tecnoloxía de fabricación de aceiro en fornos eléctricos, e as normas e requisitos correspondentes do coque de agulla no proceso de investigación, desenvolvemento e produción actualizáronse constantemente, co fin de cumprir cos requisitos do desenvolvemento da produción social. Debido ás diferentes materias primas utilizadas no proceso de produción, o coque de agulla divídese en series de petróleo e series de carbón. Segundo os resultados específicos da aplicación, pódese observar que o coque de agulla da serie de petróleo ten unha actividade química máis forte que a serie de carbón. Neste artigo, estudamos a situación actual do mercado de focos de agullas de petróleo e os problemas no proceso de investigación e produción da tecnoloxía relevante, e analizamos as dificultades no desenvolvemento da produción e as dificultades técnicas relacionadas co foco de agullas de petróleo.
I. Introdución
O coque de agulla xoga un papel importante na produción de eléctrodos de grafito. Dada a situación de desenvolvemento actual, os países desenvolvidos estranxeiros como Estados Unidos e Xapón comezaron antes na investigación, desenvolvemento e produción de coque de agulla, e a aplicación das tecnoloxías relevantes tende a madurar, e dominaron a tecnoloxía básica de fabricación do coque de agulla de petróleo. En comparación, a investigación e produción independente de agullas no foco petroleiro comeza tarde. Pero co desenvolvemento continuo da nosa economía de mercado, promovendo a expansión integral de varios campos da industria, a investigación e desenvolvemento de agullas no foco petroleiro fixo grandes avances nos últimos anos, logrando a produción industrial. Non obstante, aínda hai algunhas lagoas na calidade e no efecto do uso en comparación cos produtos importados. Polo tanto, é necesario aclarar o estado actual de desenvolvemento do mercado e as dificultades técnicas no sistema petroleiro.
Ii. Introdución e análise da aplicación da tecnoloxía do coque de agullas de petróleo
(1) Análise do estado actual de desenvolvemento do coque de agullas de petróleo no país e no estranxeiro
A tecnoloxía do coque de agullas de petróleo orixinouse nos Estados Unidos na década de 1950. Pero o noso país está oficialmente aberto
A investigación sobre a tecnoloxía e a fabricación de coque de agullas de petróleo comezou a principios da década de 1980. Co apoio da política nacional de investigación e desenvolvemento tecnolóxico, os institutos de investigación chineses comezaron a realizar diversas probas sobre o coque de agullas de petróleo e a explorar e investigar constantemente unha variedade de métodos de proba. Ademais, na década de 1990, o noso país completou unha gran cantidade de investigacións experimentais sobre a preparación do sistema petrolífero centrado en agullas e solicitou a tecnoloxía de patente correspondente. Nos últimos anos, co apoio das políticas nacionais pertinentes, moitas Academias de Ciencias nacionais e empresas relacionadas investiron en investigación e desenvolvemento e promoveron o desenvolvemento da produción e a fabricación dentro da industria. O nivel de investigación e desenvolvemento da tecnoloxía de coque de agullas de petróleo tamén está a mellorar continuamente. A principal razón deste fenómeno é que existe unha gran demanda interna de coque de agullas de petróleo. Non obstante, a investigación, o desenvolvemento e a fabricación nacionais non poden satisfacer a demanda do mercado, e unha gran parte do mercado interno está ocupado por produtos importados. En vista da situación de desenvolvemento actual, aínda que o foco e a atención actuais na investigación, desenvolvemento e fabricación de tecnoloxía centrada nas agullas de petróleo está a aumentar, en termos do nivel de investigación e desenvolvemento tecnolóxico, existen algunhas dificultades que supoñen obstáculos para a investigación e o desenvolvemento tecnolóxico relevantes, o que leva a unha gran brecha entre o noso país e os países desenvolvidos.
(2) Análise da aplicación técnica das empresas nacionais de coque de agullas de petróleo
Baseándose na análise da calidade dos produtos nacionais e estranxeiros e o efecto da aplicación, pódese observar que a diferenza entre eles na calidade do coque de agullas de petróleo débese principalmente á diferenza nos dous índices de coeficiente de expansión térmica e distribución do tamaño das partículas, o que reflicte a diferenza na calidade do produto [1]. Esta diferenza de calidade débese principalmente ás dificultades de produción no proceso de fabricación. Combinado co proceso de produción específico e o contido do método do coque de agullas de petróleo, a súa tecnoloxía de produción principal céntrase principalmente no nivel de pretratamento das materias primas. Na actualidade, só Shanxi Hongte Chemical Co., LTD., Sinosteel (Anshan) e Jinzhou Petrochemical realizaron a produción en masa. Pola contra, o sistema de produción e fabricación de coque de agullas de petróleo da Jinzhou Petrochemical Company é relativamente maduro, a capacidade de procesamento do dispositivo mellórase continuamente e os produtos relacionados producidos poden alcanzar o nivel medio e alto no mercado, o que se pode usar para electrodos de fabricación de aceiro de alta ou ultra alta potencia.
Iii. Análise do mercado nacional de coque de agullas de petróleo
(1) Coa aceleración da industrialización, a demanda de coque de agulla aumenta diariamente
O noso país é o maior país produtor industrial do mundo, o que se determina principalmente polo modo da nosa estrutura industrial.
A produción de ferro e aceiro é tamén unha das industrias importantes para promover o desenvolvemento da nosa economía. Neste contexto, a demanda de agullas está a aumentar cada día. Pero na actualidade, o noso nivel de investigación e desenvolvemento técnico e a nosa capacidade de produción non se axustan á demanda do mercado. A razón principal é que hai poucas empresas centradas en agullas de petróleo que poidan realmente producir estándares de calidade, e a capacidade de produción é inestable. Aínda que o traballo de investigación e desenvolvemento tecnolóxico relevante está a avanzar na actualidade, queremos cumprir co eléctrodo de grafito de alta ou ultra alta potencia e hai unha gran brecha, o que leva a obstáculos no control de calidade dos produtos centrados en agullas de petróleo. Na actualidade, o mercado do coque de agullas divídese en coque de agullas de petróleo e coque de agullas de carbón. Pola contra, o coque de agullas de petróleo é lixeiramente inferior ao coque de agullas de carbón, xa sexa en cantidade de desenvolvemento de proxectos ou en nivel de desenvolvemento, o que tamén é unha das principais razóns para dificultar a expansión efectiva do coque de agullas de petróleo chinés. Pero xunto coa mellora continua do nivel de tecnoloxía de produción da industria siderúrxica, a produción de aceiro e a demanda de fabricación de eléctrodos de grafito de ultra alta potencia están a aumentar. Isto tamén destaca que, coa mellora continua do noso nivel de desenvolvemento industrial e a aceleración do proceso de industrialización, a demanda de coque de agulla será cada vez maior.
(2) Análise do prezo flotante do mercado de coque de agullas
De acordo co nivel actual de desenvolvemento industrial e o axuste da estrutura e o contido industrial do noso país, constátase que a serie de coque de agullas do petróleo é máis axeitada para o noso país que a serie de coque de agullas do carbón, o que agravará aínda máis a situación interna de desequilibrio entre a oferta e a demanda de coque de agullas. Para resolver a situación de desequilibrio entre a oferta e a demanda do sistema petrolífero, só podemos confiar nas importacións. A partir da análise das características de flutuación de prezos dos produtos importados nos últimos anos, pódese observar que o prezo dos produtos de coque de agullas de petróleo importados leva aumentando desde 2014. Polo tanto, para a industria nacional, co aumento da fenda da oferta e o aumento do prezo das importacións, o coque de agullas de petróleo converterase nun novo punto de interese para o investimento na industria do coque de agullas da China [2].
Catro, a nosa agulla de petróleo céntrase na investigación e desenvolvemento e na análise das dificultades da tecnoloxía de produción
(1) Análise das dificultades de pretratamento das materias primas
A través da análise de todo o proceso de produción e fabricación de coque de agullas de petróleo, pódese observar que, para o pretratamento das materias primas, o petróleo é a principal materia prima. Debido á particularidade dos recursos petrolíferos, o petróleo cru debe extraerse baixo terra, e o petróleo cru no noso país utilizará varios catalizadores no proceso de minería e procesamento, polo que haberá unha certa cantidade de impurezas nos produtos petrolíferos. Este método de pretratamento terá efectos adversos na produción de coque de agullas de petróleo. Ademais, a composición do propio petróleo é principalmente hidrocarburo alifático, o contido de hidrocarburos aromáticos é baixo, o que se debe ás características dos recursos petrolíferos existentes. Cómpre sinalar que a produción de coque de agullas de petróleo de alta calidade ten requisitos estritos para as materias primas, cunha alta proporción de contido de hidrocarburos aromáticos, e escolle baixo contido de xofre, osíxeno, asfalteno e outros petróleos como materias primas, o que require que a fracción másica de xofre sexa inferior ao 0,3 % e a fracción másica de asfalteno sexa inferior ao 1,0 %. Non obstante, baseándose na detección e análise da composición orixinal, comprobouse que a maior parte do petróleo bruto procesado no noso país pertence ao petróleo bruto con alto contido en xofre e a falta de petróleo axeitado para a produción de coque de agulla con alto contido de hidrocarburos aromáticos. Eliminar as impurezas do petróleo supón unha gran dificultade técnica. Mentres tanto, Jinzhou Petrochemical, que actualmente é máis madura en I+D e fabricación, require materias primas axeitadas para a produción de coque orientado en agulla no proceso de produción e procesamento de coque orientado en agulla de petróleo. A escaseza de materias primas e a inestabilidade da calidade son un dos principais factores que restrinxen a estabilidade da calidade do coque orientado en agulla [3]. Shandong Yida New Material Co., Ltd. deseñou e adoptou o pretratamento de materias primas para a unidade de produción de coque de agulla de petróleo.
Ao mesmo tempo, adoptáronse diversos métodos para eliminar a materia particulada sólida. Ademais de seleccionar petróleo pesado axeitado para a produción de coque de agulla, elimináronse as substancias nocivas das materias primas antes da coqueización.
(2) Análise das dificultades técnicas no proceso de coqueización retardada do coque de agullas de petróleo
A operación de produción de coque de agulla é relativamente complicada e existen altos requisitos para o control dos cambios de temperatura ambiental e da presión de funcionamento no proceso de procesamento específico. Unha das dificultades no proceso de coque da produción de coque de agulla é se a presión, o tempo e a temperatura do coque poden controlarse realmente de forma científica e razoable, de xeito que o tempo de reacción poida cumprir os requisitos estándar. Ao mesmo tempo, unha mellor optimización e axuste dos parámetros do proceso de coque e os estándares operativos específicos tamén poden desempeñar un papel importante na optimización e mellora da calidade de toda a produción de coque de agulla.
O obxectivo principal de empregar un forno de quecemento para a operación de cambio de temperatura é levar a cabo unha operación estándar de acordo co estándar no proceso de produción de coque de agulla para que a temperatura ambiente poida alcanzar os parámetros requiridos. De feito, o proceso de cambio de temperatura ten como obxectivo promover que a reacción de coque se poida levar a cabo nun ambiente lento e de baixa temperatura mentres se atrasa a reacción de coque, para lograr a condensación aromática, garantir a disposición ordenada das moléculas, garantir que se poidan orientar e solidificar baixo a acción da presión e promover a estabilidade do estado. O forno de quecemento é unha operación esencial en todo o proceso de produción de coque de agulla de petróleo, e existen certos requisitos e estándares para os parámetros específicos do rango de temperatura, que non poden ser inferiores ao límite inferior de 476 ℃ nin superar o límite superior de 500 ℃. Ao mesmo tempo, tamén cómpre sinalar que o forno de temperatura variable é un equipo e unhas instalacións grandes, polo que debemos prestar atención á uniformidade da calidade de cada torre de coque de agulla: cada torre no proceso de alimentación, debido á temperatura, presión, velocidade do aire e outros factores, cambia, polo que a torre de coque despois do coque é desigual, de calidade media e inferior. Como resolver eficazmente o problema da uniformidade da calidade do coque de agulla é tamén un dos problemas que se deben ter en conta na produción de coque de agulla.
5. Análise da dirección de desenvolvemento futuro do coque de agullas de petróleo
(a) Promover a mellora continua da calidade do coque de agulla do sistema petrolífero nacional
A tecnoloxía e o mercado do enfoque de agulla estiveron dominados polos Estados Unidos e o Xapón. Na actualidade, na produción real de coque de agulla na China, aínda existen algúns problemas, como a calidade inestable, a baixa resistencia do coque e o exceso de coque en po. Aínda que o coque de agulla producido se utilizou na produción de eléctrodos de grafito de alta e ultra alta potencia en grandes cantidades, non se pode usar na produción de eléctrodos de grafito de gran diámetro e ultra alta potencia en grandes cantidades. Nos últimos anos, a nosa investigación e desenvolvemento de enfoque de agulla non se detivo e a calidade do produto seguirá mellorando. Shanxi Hongte Coal Chemical Co., LTD., Sinosteel Coal measure coke, Jinzhou Petrochemical Co., LTD. As unidades de coque de agulla da serie Oil alcanzaron unha escala de 40.000-50.000 toneladas/ano e poden funcionar de forma estable, mellorando constantemente a calidade.
(2) A demanda interna de coque de agullas de petróleo continúa a medrar
O desenvolvemento da industria siderúrxica require un gran número de eléctrodos de potencia ultra alta e eléctrodos de alta potencia. Neste contexto, a demanda de coque de agulla para a produción de eléctrodos de potencia ultra alta e eléctrodos de alta potencia está a crecer rapidamente, estímase en arredor de 250.000 toneladas ao ano. A produción de aceiro para forno eléctrico en China é inferior ao 10 %, e a produción media mundial de aceiro para forno eléctrico alcanzou o 30 %. A nosa chatarra de aceiro alcanzou os 160 millóns de toneladas. Segundo a situación actual a longo prazo, o desenvolvemento do aceiro para forno eléctrico é inevitable, a escaseza de subministración de coque de agulla será inevitable. Polo tanto, débense tomar medidas para aumentar a fonte de materias primas e mellorar o método de fabricación para satisfacer as necesidades da produción.
(3) A expansión da demanda do mercado promove a mellora do nivel tecnolóxico nacional de I+D
A diferenza de calidade e o aumento da demanda do coque de agulla requiren unha aceleración no seu desenvolvemento. Durante o desenvolvemento e a produción do coque de agulla, os investigadores foron cada vez máis conscientes das dificultades na súa produción, aumentando os esforzos de investigación e construíndo pequenas instalacións de probas piloto para obter datos experimentais que guíen a produción. A tecnoloxía de procesamento do coque de agulla mellórase constantemente para satisfacer a crecente demanda. Desde a perspectiva das materias primas e os métodos de fabricación, a escaseza mundial de petróleo e o crecente contido de xofre restrinxen o desenvolvemento do coque de agulla para sistemas petrolíferos. A nova instalación de produción industrial de pretratamento de materias primas para o coque de agulla en serie petrolífera foi construída e posta en funcionamento en Shandong Yida New Material Co., LTD., e produciuse a excelente materia prima do coque de agulla en serie petrolífera, o que mellorará eficazmente a calidade e a produción do coque de agulla en serie petrolífera.
Data de publicación: 07-12-2022