Výskumné centrum pre technologický výskum spracovania ťažkej ropy Cnooc (Qingdao), s.r.o.
Technológia údržby zariadení, číslo 32, 2021
Abstrakt: Neustály rozvoj čínskej vedy a techniky podporil rozvoj rôznych sektorov spoločnosti. Zároveň efektívne posilnil našu ekonomickú silu a celkovú národnú silu. Ako dôležitá súčasť procesu výroby ocele v okruhu sa ihličkový koks používa hlavne pri výrobe grafitových elektród. Zohráva dôležitú úlohu pri výrobe lítiových batérií, ako aj v jadrovom priemysle a letectve. S rozvojom vedecko-technického pozadia sa neustále optimalizuje a zdokonaľuje technológia výroby ocele v elektrických peciach a neustále sa aktualizujú zodpovedajúce normy a požiadavky na ihličkový koks v procese výskumu, vývoja a výroby, aby sa splnili požiadavky rozvoja spoločenskej výroby. Vzhľadom na rôzne suroviny používané vo výrobnom procese sa ihličkový koks delí na ropný a uhoľný. Podľa výsledkov špecifického použitia je zrejmé, že ropný ihlový koks má silnejšiu chemickú aktivitu ako uhoľný. V tejto práci skúmame súčasnú situáciu na trhu s ihlovými zameraniami na ropu a problémy vo výskumnom a výrobnom procese príslušných technológií a analyzujeme ťažkosti s vývojom výroby a súvisiace technické ťažkosti s ihlovými zameraniami na ropu.
I. Úvod
Ihlový koks zohráva dôležitú úlohu pri výrobe grafitových elektród. Vzhľadom na súčasnú situáciu v oblasti rozvoja začali rozvinuté krajiny, ako sú Spojené štáty a Japonsko, výskum, vývoj a výrobu ihlového koksu skôr a aplikácia príslušných technológií je už zrelá a zvládli základnú technológiu výroby ropného ihlového koksu. Naproti tomu nezávislý výskum a výroba ihlového koksu v ropnom priemysle začínajú neskoro. S neustálym rozvojom našej trhovej ekonomiky a podporou komplexného rozširovania rôznych priemyselných odvetví však výskum a vývoj ihlového koksu v ropnom priemysle v posledných rokoch dosiahol prelom a umožnil priemyselnú výrobu. V porovnaní s dovážanými výrobkami však stále existujú určité rozdiely v kvalite a úžitkovej účinnosti. Preto je potrebné objasniť súčasný stav vývoja trhu a technické ťažkosti v ropnom systéme.
II. Úvod a analýza aplikácie technológie ihlového koksovania ropy
(1) Analýza súčasného stavu vývoja ropného ihličkového koksu doma a v zahraničí
Technológia ihlového koksu z ropy vznikla v Spojených štátoch v 50. rokoch 20. storočia. Naša krajina je však oficiálne otvorená...
Výskum technológie a výroby ropného ihlového koksu sa začal začiatkom 80. rokov 20. storočia. V rámci podpory národnej politiky v oblasti technologického výskumu a vývoja začali čínske výskumné ústavy vykonávať rôzne testy ropného ihlového koksu a neustále skúmali a skúmali rôzne testovacie metódy. Okrem toho naša krajina v 90. rokoch 20. storočia dokončila množstvo experimentálneho výskumu v oblasti prípravy ihličkového ropného systému a požiadala o príslušnú patentovú technológiu. V posledných rokoch, s podporou príslušných národných politík, mnohé domáce akadémie vied a súvisiace podniky investovali do výskumu a vývoja a podporili rozvoj výroby a spracovania v tomto odvetví. Úroveň výskumu a vývoja technológie ropného ihlového koksu sa tiež neustále zlepšuje. Hlavným dôvodom tohto javu je vysoký domáci dopyt po ropnom ihlovom kokse. Domáci výskum, vývoj a výroba však nedokážu uspokojiť dopyt trhu, pretože veľkú časť domáceho trhu tvoria dovážané produkty. Vzhľadom na súčasnú vývojovú situáciu, hoci sa súčasné zameranie a pozornosť venovaná výskumu, vývoju a výrobe v oblasti technológií zameraných na ropné ihly zvyšuje, pokiaľ ide o úroveň technologického výskumu a vývoja, existujú určité ťažkosti, ktoré predstavujú prekážky pre príslušný technologický výskum a vývoj, čo vedie k veľkej priepasti medzi našou krajinou a rozvinutými krajinami.
(2) Analýza technickej aplikácie domácich podnikov na výrobu ihlového koksu z ropy
Na základe analýzy kvality domácich a zahraničných produktov a vplyvu ich použitia je zrejmé, že rozdiel medzi nimi v kvalite ropného ihlového koksu je spôsobený najmä rozdielom v dvoch indexoch: koeficientom tepelnej rozťažnosti a distribúciou veľkosti častíc, čo odráža rozdiel v kvalite produktu [1]. Tento rozdiel v kvalite je spôsobený najmä ťažkosťami vo výrobnom procese. V kombinácii so špecifickým výrobným procesom a obsahom metód ropného ihlového koksu je jeho základnou výrobnou technológiou predbežná úprava surovín. V súčasnosti iba spoločnosti Shanxi Hongte Chemical Co., LTD., Sinosteel (Anshan) a Jinzhou Petrochemical realizovali hromadnú výrobu. Naproti tomu systém výroby ropného ihlového koksu spoločnosti Jinzhou Petrochemical Company je relatívne vyspelý, spracovateľská kapacita zariadenia sa neustále zlepšuje a vyrobené súvisiace produkty môžu dosiahnuť strednú a vysokú úroveň na trhu, ktorú možno použiť na výrobu vysokovýkonných alebo ultravysokovýkonných oceľových elektród.
Iii. Analýza domáceho trhu s ihlovým ropným koksom
(1) S urýchlením industrializácie sa dopyt po ihličkovom kokse denne zvyšuje.
Naša krajina je najväčšou krajinou priemyselnej výroby na svete, čo je určené najmä spôsobom našej priemyselnej štruktúry.
Výroba železa a ocele je tiež jedným z dôležitých odvetví na podporu rozvoja našej ekonomiky. V tejto súvislosti dopyt po ihlovaní každý deň rastie. V súčasnosti však naša úroveň technického výskumu a vývoja a výrobná kapacita nezodpovedajú dopytu na trhu. Hlavným dôvodom je, že existuje len málo podnikov zameraných na ihlovú elektródu z ropy, ktoré dokážu skutočne vyrábať kvalitné štandardy, a výrobná kapacita je nestabilná. Hoci v súčasnosti prebieha výskum a vývoj v oblasti technológií, existuje veľká priepasť v snahe splniť požiadavky na vysokovýkonné alebo ultravysokovýkonné grafitové elektródy, čo vedie k prekážkam v kontrole kvality produktov zameraných na ropné ihlové elektródy. V súčasnosti je trh s ihlovým koksom rozdelený na ropný ihlový koks a uhoľný ihlový koks. Naproti tomu ropný ihlový koks je o niečo nižší ako uhoľný ihlový koks, či už v množstve projektu alebo v úrovni vývoja, čo je tiež jeden z hlavných dôvodov, ktoré bránia efektívnemu rozširovaniu čínskeho ropného ihlového koksu. Spolu s neustálym zlepšovaním úrovne výrobných technológií v oceliarskom priemysle však rastie aj dopyt po ultravysokovýkonných grafitových elektródach vo výrobe ocele a výrobe ocele. To tiež zdôrazňuje, že s neustálym zlepšovaním úrovne nášho priemyselného rozvoja a zrýchľovaním procesu industrializácie bude dopyt po ihličkovom kokse čoraz väčší.
(2) Analýza trhu s pohyblivou cenou ihličkového koksu
Vzhľadom na súčasnú úroveň priemyselného rozvoja a úpravu priemyselnej štruktúry a priemyselného obsahu našej krajiny sa zistilo, že ropný rad ihličkového koksovania je pre našu krajinu vhodnejší ako uhoľný rad ihličkového koksovania, čo ešte viac zhorší domácu situáciu nerovnováhy medzi ponukou a dopytom po ihličkovom koksovaní. Na vyriešenie situácie nerovnováhy medzi ponukou a dopytom v ropnom systéme sa môžeme spoľahnúť iba na dovoz. Z analýzy charakteristík kolísania cien dovážaných produktov v posledných rokoch vyplýva, že cena dovážaných produktov z ropného ihličkového koksu od roku 2014 rastie. Preto sa pre domáci priemysel, s rastúcou medzerou v ponuke a rastúcou cenou dovozu, ropný ihličkový koks stane novým investičným cieľom v čínskom priemysle ihličkového koksovania [2].
Po štvrté, naša analýza problémov s výskumom, vývojom a výrobnými technológiami zameranými na ropné ihly
(1) Analýza ťažkostí s predúpravou surovín
Analýzou celého procesu výroby a spracovania ropného ihličkového koksu je zrejmé, že ropa je hlavnou surovinou na predúpravu surovín. Vzhľadom na špecifické vlastnosti ropných zdrojov sa ropa musí ťažiť v podzemí a v procese ťažby a spracovania ropy sa v našej krajine používajú rôzne katalyzátory, čo spôsobuje, že v ropných produktoch sa nachádza určité množstvo nečistôt. Táto metóda predúpravy má nepriaznivý vplyv na výrobu ropného ihličkového koksu. Okrem toho je zloženie samotnej ropy prevažne alifatické uhľovodíky a obsah aromatických uhľovodíkov je nízky, čo je spôsobené charakteristikami existujúcich ropných zdrojov. Treba poznamenať, že výroba vysokokvalitného ropného ihličkového koksu má prísne požiadavky na suroviny s vysokým podielom aromatických uhľovodíkov a ako suroviny sa volí ropa s nízkym obsahom síry, kyslíka, asfalténu a iných surovín, pričom hmotnostný podiel síry musí byť menší ako 0,3 % a hmotnostný podiel asfalténu menší ako 1,0 %. Na základe detekcie a analýzy pôvodného zloženia sa však zistilo, že väčšina ropy spracovanej v našej krajine patrí medzi ropy s vysokým obsahom síry a chýba ropa vhodná na výrobu ihličkového koksu s vysokým obsahom aromatických uhľovodíkov. Odstránenie nečistôt z ropy je technicky veľkým problémom. Spoločnosť Jinzhou Petrochemical, ktorá je v súčasnosti vo výskume, vývoji a výrobe vyspelejšia, zároveň vyžaduje suroviny vhodné na výrobu ihličkového koksu v procese výroby a spracovania ropného ihličkového koksu. Nedostatok surovín a nestabilita kvality sú jedným z hlavných faktorov obmedzujúcich stabilitu kvality ihličkového koksu [3]. Spoločnosť Shandong Yida New Material Co., Ltd. navrhla a zaviedla predúpravu surovín pre výrobnú jednotku ropného ihličkového koksu.
Zároveň sa prijali rôzne metódy na odstraňovanie pevných častíc. Okrem výberu ťažkého oleja vhodného na výrobu ihličkového koksu sa pred koksovaním odstránili aj škodlivé látky zo surovín.
(2) Analýza technických ťažkostí v procese oneskoreného koksovania ropného ihličkového koksu
Výroba ihličkového koksu je pomerne zložitá a v špecifickom procese spracovania sú kladené vysoké požiadavky na kontrolu zmien teploty prostredia a prevádzkového tlaku. Jednou z ťažkostí pri koksovaní ihličkového koksu je, či je možné skutočne vedecky a rozumne kontrolovať tlak, čas a teplotu koksu tak, aby reakčný čas spĺňal požiadavky noriem. Zároveň lepšia optimalizácia a úprava parametrov koksovacieho procesu a špecifických prevádzkových noriem môže zohrávať dôležitú úlohu pri optimalizácii a zlepšovaní kvality celej výroby ihličkového koksu.
Hlavným účelom použitia vykurovacej pece na operácie zmeny teploty je vykonávať štandardnú operáciu v súlade s normou vo výrobnom procese ihličkového koksu, aby teplota okolia dosiahla požadované parametre. V skutočnosti proces zmeny teploty slúži na podporu koksovacej reakcie, ktorá sa môže vykonávať v pomalom a nízkoteplotnom prostredí a zároveň sa oneskoruje koksovacia reakcia, aby sa dosiahla aromatická kondenzácia, zabezpečilo sa usporiadané usporiadanie molekúl, aby sa zabezpečila ich orientácia a stuhnutie pod tlakom a aby sa podporila stabilita stavu. Vykurovacia pec je nevyhnutnou operáciou v celom procese výroby ropného ihličkového koksu a existujú určité požiadavky a normy pre špecifické parametre teplotného rozsahu, ktoré nemôžu byť nižšie ako dolná hranica 476 ℃ a nemôžu prekročiť hornú hranicu 500 ℃. Zároveň treba poznamenať, že pec s premenlivou teplotou je rozsiahle zariadenie, a preto by sme mali venovať pozornosť rovnomernosti kvality každej veže ihličkového koksu: v každej veži sa počas procesu podávania mení teplota, tlak, rýchlosť vzduchu a ďalšie faktory, takže koksovanie vo veži po koksovaní je nerovnomerné, strednej a nižšej kvality. Jedným z problémov, ktoré by sa mali zvážiť pri výrobe ihličkového koksu, je aj to, ako efektívne vyriešiť problém rovnomernosti kvality ihličkového koksu.
5. Analýza budúceho smeru vývoja ropného ihličkového koksu
(a) Podporovať neustále zlepšovanie kvality ihlového koksu z domáceho ropného systému
Technológiu a trh s ihlovým koksom dominujú Spojené štáty a Japonsko. V súčasnosti pri výrobe ihlového koksu v Číne stále existujú určité problémy, ako je nestabilná kvalita, nízka pevnosť koksu a veľa práškového koksu. Hoci sa vyrobený ihlový koks používa na výrobu grafitových elektród s vysokým a ultravysokým výkonom vo veľkých množstvách, nemožno ho použiť na výrobu grafitových elektród s ultravysokým výkonom s veľkým priemerom vo veľkých množstvách. V posledných rokoch sa náš výskum a vývoj v oblasti ihlového koksu nezastavil a kvalita výrobkov sa bude naďalej zlepšovať. Jednotky na výrobu ihlového koksu na výrobu ropy dosiahli výkon 40 000 – 50 000 ton ročne a môžu pracovať stabilne, pričom neustále zlepšujú kvalitu.
(2) Domáci dopyt po ropnom ihličkovom kokse naďalej rastie
Rozvoj železiarskeho a oceliarskeho priemyslu si vyžaduje veľké množstvo elektród s ultravysokým výkonom a vysokovýkonnými elektródami. V tejto súvislosti rýchlo rastie dopyt po ihlovom kokse na výrobu elektród s ultravysokým výkonom a vysokovýkonnými elektródami, odhadovaný na približne 250 000 ton ročne. Produkcia ocele pre elektropece v Číne je menej ako 10 % a svetový priemer produkcie ocele pre elektropece dosiahol 30 %. Náš oceľový šrot dosiahol 160 miliónov ton. Vzhľadom na súčasnú situáciu je z dlhodobého hľadiska nevyhnutný rozvoj výroby ocele pre elektropece a nedostatok dodávok ihlového koksu. Preto by sa mali prijať opatrenia na zvýšenie zdrojov surovín a zlepšenie výrobných metód s cieľom uspokojiť potreby výroby.
(3) Rozšírenie dopytu na trhu podporuje zlepšenie úrovne domácich technológií výskumu a vývoja
Rozdiel v kvalite a rastúci dopyt po ihličkovom kokse si vyžadujú zrýchlenie vývoja tejto metódy. Počas vývoja a výroby ihličkového koksu si výskumníci čoraz viac uvedomujú ťažkosti s jeho výrobou, čo vedie k zvýšeniu výskumného úsilia a budovaniu malých a pilotných testovacích zariadení na získanie experimentálnych údajov na usmernenie výroby. Technológia spracovania ihličkového koksu sa neustále zlepšuje, aby sa uspokojil rastúci dopyt. Z hľadiska surovín a výrobných metód svetový nedostatok ropy a rastúci obsah síry obmedzujú rozvoj ihličkového koksu v ropnom systéme. V spoločnosti Shandong Yida New Material Co., LTD. bolo postavené a uvedené do prevádzky nové priemyselné zariadenie na predúpravu surovín pre ihličkový koks ropného radu a bola vyrobená vynikajúca surovina pre ihličkový koks ropného radu, ktorá účinne zlepší kvalitu a produkciu ihličkového koksu ropného radu.
Čas uverejnenia: 7. decembra 2022