Cnooc (Qingdao) Sentro ng Pananaliksik sa Teknolohiya ng Inhinyeriya sa Pagproseso ng Mabigat na Langis Co., LTD
Teknolohiya sa Pagpapanatili ng Kagamitan, Isyu 32, 2021
Abstrak: Ang patuloy na pag-unlad ng agham at teknolohiyang Tsino ay nagtaguyod ng pag-unlad ng iba't ibang sektor ng lipunan. Kasabay nito, epektibo rin nitong pinahusay ang ating lakas pang-ekonomiya at pangkalahatang pambansang lakas. Bilang isang mahalagang bahagi ng proseso ng paggawa ng bakal sa circuit, ang needle coke ay pangunahing ginagamit sa paggawa ng mga graphite electrode. Ito ay gumaganap ng mahalagang papel sa paggawa ng mga produktong lithium battery, pati na rin sa industriya ng nuclear power at larangan ng abyasyon. Kasabay ng pagsulong ng agham at teknolohiya, ang patuloy na pag-optimize at pagpapabuti ng teknolohiya ng paggawa ng bakal sa electric furnace ay naisulong, at ang mga kaukulang pamantayan at kinakailangan ng needle coke sa proseso ng pananaliksik at pagpapaunlad at produksyon ay patuloy na ina-update, upang sumunod sa mga kinakailangan ng pag-unlad ng produksyon sa lipunan. Dahil sa iba't ibang hilaw na materyales na ginagamit sa proseso ng produksyon, ang needle coke ay nahahati sa petroleum series at coal series. Ayon sa mga partikular na resulta ng aplikasyon, makikita na ang petroleum series needle coke ay may mas malakas na aktibidad na kemikal kaysa sa coal series. Sa papel na ito, pinag-aaralan namin ang kasalukuyang sitwasyon ng merkado ng petroleum needle-focus at ang mga problema sa proseso ng pananaliksik at produksyon ng mga kaugnay na teknolohiya, at sinusuri ang mga kahirapan sa pag-unlad ng produksyon at mga kaugnay na teknikal na kahirapan ng petroleum needle-focus.
I. Panimula
Ang needle coke ay may mahalagang papel sa produksyon ng graphite electrode. Batay sa kasalukuyang sitwasyon ng pag-unlad, ang mga dayuhang mauunlad na bansa tulad ng Estados Unidos at Japan ay mas maagang nagsimula sa pananaliksik at pagpapaunlad at produksyon ng needle coke, at ang paggamit ng mga kaugnay na teknolohiya ay may posibilidad na maging ganap na, at napagtagumpayan na nila ang pangunahing teknolohiya sa paggawa ng petroleum needle coke. Sa paghahambing, ang malayang pananaliksik at produksyon ng needle coke sa oil focus ay nagsisimula nang huli. Ngunit sa patuloy na pag-unlad ng ating ekonomiya sa merkado, na nagtataguyod ng komprehensibong pagpapalawak ng iba't ibang larangan ng industriya, ang pananaliksik at pagpapaunlad ng needle coke sa oil focus ay nakagawa ng mga tagumpay sa mga nakaraang taon, na nagtagumpay sa industriyal na produksyon. Gayunpaman, mayroon pa ring ilang mga puwang sa kalidad at epekto ng paggamit kumpara sa mga inaangkat na produkto. Samakatuwid, kinakailangang linawin ang kasalukuyang kalagayan ng pag-unlad ng merkado at mga teknikal na kahirapan sa sistema ng petrolyo.
Ii. Panimula at pagsusuri ng aplikasyon ng teknolohiya ng petroleum needle coke
(1) Pagsusuri sa kasalukuyang kalagayan ng pag-unlad ng petroleum needle coke sa loob at labas ng bansa
Ang teknolohiya ng petroleum needle coke ay nagmula sa Estados Unidos noong dekada 1950. Ngunit opisyal nang bukas ang ating bansa
Ang pananaliksik sa teknolohiya at paggawa ng petroleum needling coke ay nagsimula noong unang bahagi ng dekada 1980. Sa ilalim ng suporta ng pambansang patakaran sa pananaliksik at pagpapaunlad ng teknolohiya, ang mga institusyong pananaliksik ng Tsina ay nagsimulang magsagawa ng iba't ibang pagsubok sa petroleum needling coke at patuloy na nagsasaliksik at nagsasaliksik ng iba't ibang mga pamamaraan ng pagsubok. Bukod pa rito, noong dekada 1990, ang ating bansa ay nakakumpleto ng maraming eksperimental na pananaliksik sa paghahanda ng needle-focused petroleum system, at nag-aplay para sa mga kaugnay na teknolohiya ng patente. Sa mga nakaraang taon, sa suporta ng mga kaugnay na pambansang patakaran, maraming lokal na Academy of Sciences at mga kaugnay na negosyo ang namuhunan sa pananaliksik at pagpapaunlad at nagtaguyod ng pagpapaunlad ng produksyon at pagmamanupaktura sa loob ng industriya. Ang antas ng pananaliksik at pagpapaunlad ng teknolohiya ng petroleum needle-coke ay patuloy ding umuunlad. Ang pangunahing dahilan para sa phenomenon na ito ay ang malaking demand sa loob ng bansa para sa petroleum needle-coke. Gayunpaman, ang lokal na pananaliksik at pagpapaunlad at pagmamanupaktura ay hindi kayang matugunan ang demand ng merkado, isang malaking bahagi ng lokal na merkado ay okupado ng mga imported na produkto. Dahil sa kasalukuyang sitwasyon ng pag-unlad, bagama't tumataas ang kasalukuyang pokus at atensyon para sa pananaliksik at pagpapaunlad ng teknolohiya at pagmamanupaktura na nakatuon sa petroleum needle, sa usapin ng antas ng pananaliksik at pagpapaunlad ng teknolohiya, may ilang mga kahirapan na nagiging hadlang sa kaugnay na pananaliksik at pagpapaunlad ng teknolohiya, na humahantong sa isang malaking agwat sa pagitan ng ating bansa at ng mga mauunlad na bansa.
(2) Teknikal na pagsusuri ng aplikasyon ng mga lokal na negosyo ng petroleum needle coke
Batay sa pagsusuri ng kalidad at epekto ng aplikasyon ng mga produktong lokal at dayuhan, makikita na ang pagkakaiba sa kalidad ng petroleum needle coke ay pangunahing dahil sa pagkakaiba ng dalawang indeks ng thermal expansion coefficient at particle size distribution, na sumasalamin sa pagkakaiba sa kalidad ng produkto [1]. Ang agwat sa kalidad na ito ay pangunahing sanhi ng mga kahirapan sa produksyon sa proseso ng pagmamanupaktura. Kasama ang partikular na proseso ng produksyon at nilalaman ng pamamaraan ng petroleum needle coke, ang pangunahing teknolohiya ng produksyon nito ay pangunahing para sa antas ng pretreatment ng mga hilaw na materyales. Sa kasalukuyan, tanging ang Shanxi Hongte Chemical Co., LTD., Sinosteel (Anshan) at Jinzhou Petrochemical ang nakapagsagawa ng malawakang produksyon. Sa kabaligtaran, ang sistema ng produksyon at pagmamanupaktura ng petroleum needle coke ng Jinzhou Petrochemical Company ay medyo mature na, ang kapasidad sa pagproseso ng aparato ay patuloy na pinapabuti, at ang mga kaugnay na produktong ginawa ay maaaring umabot sa gitna at mataas na antas sa merkado, na maaaring gamitin para sa mga high-power o ultra-high-power na electrodes sa paggawa ng bakal.
Iii. Pagsusuri ng lokal na pamilihan ng petroleum needle coke
(1) Kasabay ng pagbilis ng industriyalisasyon, ang pangangailangan para sa needle coke ay tumataas araw-araw
Ang ating bansa ang pinakamalaking bansa sa produksyong industriyal sa mundo, na pangunahing natutukoy ng paraan ng ating istrukturang industriyal.
Ang produksyon ng bakal at asero ay isa rin sa mahahalagang industriya na nagtataguyod ng pag-unlad ng ating ekonomiya. Sa ilalim ng ganitong konteksto, ang pangangailangan para sa needling ay tumataas araw-araw. Ngunit sa kasalukuyan, ang ating antas ng teknikal na pananaliksik at pag-unlad at kapasidad ng produksyon ay hindi tumutugma sa pangangailangan ng merkado. Ang pangunahing dahilan ay kakaunti ang mga negosyong nakatuon sa petroleum needle na talagang makakagawa ng mga pamantayan ng kalidad, at ang kapasidad ng produksyon ay hindi matatag. Bagama't umuunlad ang mga kaugnay na gawaing pananaliksik at pag-unlad ng teknolohiya sa kasalukuyan, nais naming matugunan ang high power o ultra high power graphite electrode at mayroong malaking agwat, na humahantong sa mga balakid sa pagkontrol ng kalidad ng mga produktong nakatuon sa petroleum needle. Sa kasalukuyan, ang merkado ng needle-measure coke ay nahahati sa petroleum needle-measure coke at coal needle-measure coke. Sa kabaligtaran, ang petroleum needle-measure coke ay bahagyang mas mababa kaysa sa coal needle-measure coke alinman sa dami ng pag-unlad ng proyekto o antas ng pag-unlad, na isa rin sa mga pangunahing dahilan upang hadlangan ang epektibong pagpapalawak ng Chinese petroleum needle-measure coke. Ngunit kasabay ng patuloy na pagpapabuti ng antas ng teknolohiya sa produksyon ng industriya ng bakal, ang demand para sa produksyon at pagmamanupaktura ng bakal para sa ultra-high power graphite electrode ay tumataas. Itinatampok din nito na sa patuloy na pagbuti ng ating antas ng pag-unlad ng industriya at pagbilis ng proseso ng industriyalisasyon, ang pangangailangan para sa needle coke ay magiging mas malaki nang mas malaki.
(2) Pagsusuri sa lumulutang na presyo ng merkado ng needle coke
Ayon sa kasalukuyang antas ng pag-unlad ng industriya at ang pagsasaayos ng istrukturang pang-industriya at nilalamang pang-industriya ng ating bansa, natuklasan na ang serye ng petrolyo ng needle-measure coking ay mas angkop para sa ating bansa kaysa sa serye ng karbon ng needle-measure coking, na lalong magpapalala sa sitwasyon sa loob ng bansa ng kawalan ng balanse sa pagitan ng supply at demand ng needle-measure coking. Upang malutas ang sitwasyon ng kawalan ng balanse sa pagitan ng supply at demand ng sistema ng petrolyo, maaari na lamang tayong umasa sa mga import. Mula sa pagsusuri ng mga katangian ng pagbabago-bago ng presyo ng mga inaangkat na produkto nitong mga nakaraang taon, makikita na ang presyo ng mga inaangkat na produktong petrolyo needle coke ay tumataas simula noong 2014. Samakatuwid, para sa industriya ng domestiko, kasabay ng pagtaas ng agwat sa supply at pagtaas ng presyo ng import, ang petrolyo needle coke ay magiging isang bagong hotspot ng pamumuhunan sa industriya ng needle coke ng Tsina [2].
Apat, ang aming pananaliksik at pag-unlad at pagsusuri ng mga kahirapan sa teknolohiya ng produksyon ay nakatuon sa aming karayom ng langis.
(1) Pagsusuri ng mga kahirapan sa paghahanda ng hilaw na materyales
Sa pamamagitan ng pagsusuri ng buong proseso ng produksyon at paggawa ng petroleum needle-coke, makikita na para sa pretreatment ng mga hilaw na materyales, ang petrolyo ang pangunahing hilaw na materyal. Dahil sa kakaibang katangian ng mga yamang petrolyo, kailangang minahin ang krudong langis sa ilalim ng lupa, at ang krudong langis ng petrolyo sa ating bansa ay gagamit ng iba't ibang katalista sa proseso ng pagmimina at pagproseso, kaya magkakaroon ng tiyak na dami ng mga dumi sa mga produktong petrolyo. Ang pretreatment na ito ay magdudulot ng masamang epekto sa produksyon ng petroleum needle coke. Bukod pa rito, ang komposisyon ng petrolyo mismo ay kadalasang aliphatic hydrocarbon, mababa ang nilalaman ng aromatic hydrocarbon, na sanhi ng mga katangian ng mga umiiral na yamang petrolyo. Dapat tandaan na ang produksyon ng mataas na kalidad na petroleum needle coke ay may mahigpit na mga kinakailangan para sa mga hilaw na materyales, na may mataas na proporsyon ng aromatic hydrocarbon content, at pinipili ang mababang sulfur, oxygen, asphaltene at iba pang petrolyo bilang mga hilaw na materyales, na nangangailangan na ang mass fraction ng sulfur ay mas mababa sa 0.3%, at ang mass fraction ng asphaltene ay mas mababa sa 1.0%. Gayunpaman, batay sa pagtuklas at pagsusuri ng orihinal na komposisyon, natuklasan na ang karamihan sa krudong langis na pinoproseso sa ating bansa ay kabilang sa krudong langis na may mataas na sulfur, at ang kakulangan ng langis na angkop para sa produksyon ng needle coke na may mataas na aromatic hydrocarbon content. Malaki ang kahirapang teknikal na alisin ang mga dumi sa langis. Samantala, ang Jinzhou Petrochemical, na mas mature sa R&D at pagmamanupaktura sa kasalukuyan, ay nangangailangan ng mga hilaw na materyales na angkop para sa produksyon ng needle-oriented coke sa proseso ng produksyon at pagproseso ng petroleum needle-oriented coke. Ang kakulangan ng mga hilaw na materyales at kawalang-tatag ng kalidad ay isa sa mga pangunahing salik na pumipigil sa katatagan ng kalidad ng needle-oriented coke [3]. Dinisenyo at inangkop ng Shandong Yida New Material Co., Ltd. ang pretreatment ng mga hilaw na materyales para sa production unit ng petroleum needle coke.
Kasabay nito, iba't ibang pamamaraan ang ginamit upang alisin ang mga solidong particulate matter. Bukod sa pagpili ng mabibigat na langis na angkop para sa paggawa ng needle coke, inalis din ang mga mapaminsalang sangkap sa mga hilaw na materyales bago ang pag-coke.
(2) Pagsusuri ng mga teknikal na kahirapan sa proseso ng pagkaantala ng pag-coke ng petroleum needle coke
Medyo kumplikado ang operasyon ng produksyon ng needle coke, at may mataas na mga kinakailangan sa pagkontrol ng mga pagbabago sa temperatura ng kapaligiran at presyon ng operasyon sa partikular na proseso ng pagproseso. Isa sa mga kahirapan sa proseso ng coking ng produksyon ng needle coke ay kung ang presyon, oras, at temperatura ng coke ay tunay na makokontrol nang siyentipiko at makatwiran, upang matugunan ng oras ng reaksyon ang mga karaniwang kinakailangan. Kasabay nito, ang mas mahusay na pag-optimize at pagsasaayos ng mga parameter ng proseso ng coking at mga partikular na pamantayan ng operasyon ay maaari ring gumanap ng mahalagang papel sa pag-optimize at pagpapabuti ng kalidad ng buong produksyon ng needle coke.
Ang pangunahing layunin ng paggamit ng heating furnace para sa operasyon ng pagbabago ng temperatura ay upang maisagawa ang karaniwang operasyon alinsunod sa pamantayan sa proseso ng produksyon ng needle coke upang maabot ng temperatura ng paligid ang mga kinakailangang parametro. Sa katunayan, ang proseso ng pagbabago ng temperatura ay upang isulong ang reaksyon ng coking na maaaring isagawa sa isang mabagal at mababang temperaturang kapaligiran habang pinapabagal ang reaksyon ng coking, upang makamit ang aromatic condensation, matiyak ang maayos na pagkakaayos ng mga molekula, upang matiyak na maaari silang mai-orient at tumigas sa ilalim ng aksyon ng presyon, at itaguyod ang katatagan ng estado. Ang heating furnace ay isang mahalagang operasyon sa buong proseso ng produksyon ng petroleum needle coke, at may ilang mga kinakailangan at pamantayan para sa mga partikular na parametro ng saklaw ng temperatura, na hindi maaaring mas mababa sa mas mababang limitasyon na 476℃ at hindi maaaring lumagpas sa itaas na limitasyon na 500℃. Kasabay nito, dapat ding tandaan na ang variable temperature furnace ay isang malaking kagamitan at pasilidad, dapat nating bigyang-pansin ang pagkakapareho ng kalidad ng bawat tore ng needle coke: ang bawat tore sa proseso ng pagpapakain, dahil sa temperatura, presyon, bilis ng hangin at iba pang mga salik ay nagbabago, kaya ang coke tower pagkatapos ng coke ay hindi pantay, katamtaman at mababang kalidad. Kung paano epektibong malutas ang problema ng pagkakapareho ng kalidad ng needle coke ay isa rin sa mga problemang dapat isaalang-alang sa produksyon ng needle coke.
5. Pagsusuri sa direksyon ng pag-unlad sa hinaharap ng petroleum needle coke
(a) Itaguyod ang patuloy na pagpapabuti ng kalidad ng domestic petroleum system needle coke
Ang teknolohiya at merkado ng needle focus ay pinangungunahan ng Estados Unidos at Japan. Sa kasalukuyan, sa aktwal na produksyon ng needle coke sa Tsina, mayroon pa ring ilang mga problema, tulad ng hindi matatag na kalidad, mababang lakas ng coke, at maraming powder coke. Bagama't ang nagagawang needle coke ay ginagamit na sa produksyon ng mga high-power at ultra-high-power graphite electrodes sa malalaking dami, hindi ito maaaring gamitin sa produksyon ng mga large-diameter ultra-high-power graphite electrodes sa malalaking dami. Sa mga nakaraang taon, ang aming pananaliksik at pagpapaunlad ng needle focus ay hindi tumigil, at ang kalidad ng produkto ay patuloy na bubuti. Shanxi Hongte Coal Chemical Co., LTD., Sinosteel Coal measure needle coke, Jinzhou Petrochemical Co., LTD. Ang mga oil series needle coke unit ay umabot na sa 40,000-50,000 tonelada/taon, at maaaring tumakbo nang matatag at patuloy na mapabuti ang kalidad.
(2) Patuloy na lumalaki ang lokal na pangangailangan para sa petroleum needle coke
Ang pag-unlad ng industriya ng bakal at asero ay nangangailangan ng malaking bilang ng mga ultra-high power electrodes at high power electrodes. Sa kontekstong ito, ang pangangailangan para sa needle coke para sa produksyon ng ultra high power electrode at high power electrode ay mabilis na lumalaki, tinatayang nasa humigit-kumulang 250,000 tonelada bawat taon. Ang output ng electric furnace steel sa Tsina ay wala pang 10%, at ang average na output ng electric furnace steel sa mundo ay umabot na sa 30%. Ang ating steel scrap ay umabot na sa 160 milyong tonelada. Ayon sa kasalukuyang sitwasyon sa pangmatagalan, ang pag-unlad ng electric furnace steel ay hindi maiiwasan, at ang kakulangan ng supply ng needle coke ay hindi maiiwasan. Samakatuwid, dapat gawin ang mga hakbang upang madagdagan ang pinagmumulan ng mga hilaw na materyales at mapabuti ang paraan ng paggawa upang matugunan ang mga pangangailangan sa produksyon.
(3) Ang paglawak ng demand sa merkado ay nagtataguyod ng pagpapabuti ng antas ng teknolohiya sa R&D sa loob ng bansa.
Ang agwat sa kalidad at ang pagtaas ng demand para sa needle-scorch ay nangangailangan ng pagbilis sa pag-unlad ng needle-scorch. Sa panahon ng pag-unlad at produksyon ng needle-scorch, ang mga mananaliksik ay lalong naging mulat sa mga kahirapan sa produksyon ng needle-scorch, ang pagtaas ng mga pagsisikap sa pananaliksik, at ang pagtatayo ng maliliit at pilot test facilities upang makakuha ng mga eksperimental na datos upang gabayan ang produksyon. Ang teknolohiya sa pagproseso ng needle coke ay patuloy na pinagbubuti upang matugunan ang lumalaking demand. Mula sa pananaw ng mga hilaw na materyales at mga pamamaraan ng pagmamanupaktura, ang kakulangan ng langis sa mundo at ang pagtaas ng nilalaman ng sulfur ay naghihigpit sa pag-unlad ng oil system needle coke. Ang bagong pasilidad sa produksyon ng industriyal na pretreatment ng raw material ng oil series needle coke ay naitayo at naipatupad sa Shandong Yida New Material Co., LTD., at ang mahusay na hilaw na materyal ng oil series needle coke ay nagawa na, na epektibong magpapabuti sa kalidad at output ng oil series needle coke.
Oras ng pag-post: Disyembre 07, 2022